臺灣成功大學的關于無人機自動駕駛控制的論文集(1) 這包共4篇,分別為: 無人飛機速度控制器設計與實現 無人飛行船自主性控制設計與實現 無人飛行載具導引飛控整合自動駕駛儀參數選取之研究 無人飛行載具導引飛控之軟體與硬體模擬
標簽: lunwen
上傳時間: 2013-08-03
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集成了傳感器、嵌入式計算、網絡和無線通信四大技術而形成的ZigBee技術是一種全新的信息獲取和處理技術,能夠協作實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對信息進行處理,傳送到需要的用戶。ZigBee技術作為一個全新的領域,對國內外的研究者提出了大量的挑戰性課題。時鐘同步是所有分布式系統的重要組成部分,也是ZigBee技術的一項重要支撐技術,大多數ZigBee技術應用比如環境監測系統,導航系統等都需要所搜集的傳感數據具有準確時間信息,否則采集的信息就是不完整的。 本論文介紹了國內外在ZigBee技術的發展與現狀,對IEEE802.15.4/ZigBee的協議棧做了分析,對現存的幾種主要的時鐘同步算法做了研究。本太陽能航標燈同步閃課題中,為了便于太陽能給航標燈供電,需要通過休眠機制來降低功耗;為了保證ZigBee網絡中各設備協同工作,時鐘同步顯得更為重要,它為本系統中的每個航標燈提供正確的時鐘信息,不但提高系統的傳輸質量和效率,而且讓航標燈的同步閃光,在航道中起到很好的助航作用。接著,給出了系統的具體實現過程,包括各硬件模塊的設計原理、電路原理圖及主要模塊的詳細實現過程。最后,指出本文的不足及需要改進的地方。其中本文重點包括以下三個方面: 1.針對網絡拓撲結構、協議體系結構以及干擾抑制技術進行深入分析,并與其它無線通信技術進行比較及對其相互干擾進行研究。 2.對ZigBee節點時鐘同步算法工作原理做了詳細的研究,總結了這些算法的優缺點,并在對比現有的幾種時鐘同步算法的基礎上對泛洪時間同步協議多跳時鐘同步算法的改進。 3.設計了太陽能航標燈同步閃光系統,給出了硬件原理圖及軟件流程,并且在制PCB板中電磁兼容問題的解決進行了詳細描述。 結果表明,該系統穩定、可靠、高效,具有很高的實用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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果園收獲作業機械化、自動化是廣大果農們關注的熱點問題,開展果樹采摘機器人研究,不僅對于適應市場需求、降低勞動強度、提高經濟效率有著一定的現實意義,而且對于跟蹤世界農業新技術、促進我國農業科技進步,加速農業現代化進程有著重大的歷史意義。 果樹采摘機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合系統,它是由機械手固定在履帶式移動平臺上構成的一類特殊的移動機器人系統。本文在國家“863”高技術項目“果樹采摘機器人關鍵技術研究”支持下,以自行設計的機器人機械結構為研究對象,對果樹采摘機器人的控制系統進行了分析、研究和設計,設計了視覺伺服控制器,并對采摘機器人避障技術進行了探討。主要工作如下: 首先,分析了果樹采摘機器人機械結構,介紹了機器人運動學理論,根據自行設計的5自由度機械臂機械特性,采用幾何結構算法,建立了果樹采摘機器人機械臂的正、逆運動學方程。 其次,基于開放、先進和可靠的考慮,采用開放式結構設計機器人的控制系統。在開放式控制系統設計中,主要對果樹采摘機器人硬件組成部分主控計算機、運動控制器、數據采集卡等進行了選型設計。在分析果樹采摘機器人工作環境和工作特性的基礎上,設計了果樹采摘機器人的外圍傳感器。 再次,根據果樹采摘機器人機械結構和控制系統結構組成,設計了PID控制器,應用于機器人視覺伺服控制,實現果樹采摘機器人的實時控制。在詳細論述關節式機器人避障方法的基礎上,對果樹采摘機器人避障方法進行了初步的探討,提出了采用C—空間法實現采摘機器人實時避障。 最后,建立了傳感器實驗平臺,通過實驗驗證了所設計傳感器的正確性。利用固高PAN&TILT兩維數控轉臺和實地拍攝的蘋果圖像,對所提出的控制方法通過轉臺控制實驗進行了驗證。
上傳時間: 2013-08-05
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隨著數字化技術的飛速發展,數字視頻信號的傳輸技術更是受到人們的關注。相比較其它類型的信息傳輸如文本和數據,視頻通信需要占用更多的帶寬資源,因此為了實現在帶寬受限的條件下的傳輸,視頻源必須經過大量壓縮。盡管現在的網絡狀況不斷地改善,但相對與快速增長的視頻業務而言,網絡帶寬資源仍然是遠遠不夠的。2003年3月,新一代視頻壓縮標準H.264/AVC的推出,使視頻壓縮研究進入了一個新的層次。H.264標準中包含了很多先進的視頻壓縮編碼方法,與以前的視頻編碼標準相比具有明顯的進步。在相同視覺感知質量的情況下,H.264的編碼效率比H.263提高了一倍左右,并且有更好的網絡友好性。然而,高編碼壓縮率是以很高的計算復雜度為代價的,H.264標準的計算復雜度約為H.263的3倍,所以在實際應用中必須對其算法進行優化以減低其計算復雜度。 @@ 本文首先介紹了H.264標準的研究背景,分析了國內外H.264硬件系統的研究現狀,并介紹了本文的主要工作。 @@ 接著對H.264編碼標準的理論知識、關鍵技術分別進行了介紹。 @@ 對H.264塊匹配運動估計算法進行研究,對經典的塊匹配運動估計算法通過對比分析,三步、二維等算法在搜索效率上優于全搜索算法,而全搜索算法在數據流的規則性和均勻性有著自己的優越性。 @@ 針對塊匹配運動估計全搜索算法的VLSI結構的特點,提出改進的塊匹配運動估計全搜索算法。本文基于對數據流的分析,對硬件尋址進行了研究。通過一次完整的全搜索數據流分析,改進的塊匹配運動估計算法在時鐘周期、PE資源消耗方面得到優化。 @@ 最后基于FPGA平臺對整像素運動估計模塊進行了研究。首先對運動估計模塊結構進行了功能子模塊劃分;然后對每個子模塊進行設計和仿真和對整個運動估計模塊進行聯合仿真驗證。 @@關鍵詞:H.264;FPGA;QuartusⅡ;幀間預測;運動估計;塊匹配
上傳時間: 2013-04-24
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無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量傳感器節點組成,這些節點部署在監測區域內通過無線通信方式,形成的一個多跳自組織的網絡。整個網絡的作用是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中監測對象的信息,并發送給觀察者,可廣泛應用于環境監測、醫療護理、軍事、商業等多個領域。 媒體訪問控制(Medium Access Control,MAC)協議處于無線傳感器網絡協議的物理層和路由層之間,用于在傳感器節點間公平有效地共享通信媒介,對傳感器網絡的性能有較大影響。與傳統無線網絡不同,提高能量效率和可擴展性是無線傳感器網絡MAC協議設計的主要目標。 本文主要闡述基于FPGA對IEEE802.15.4 MAC層功能的實現。首先介紹了無線傳感器網絡的體系結構、MAC協議的設計要求以及已有的MAC層協議,討論了無線傳感器網絡MAC層的主要要求和功能。然后詳細介紹和分析了IEEE802.15.4的MAC協議,并在此基礎上,通過NS2平臺對MAC層協議進行了仿真,研究不同網絡負荷下信道訪問機制的各個參數對吞吐量,丟包率,傳輸延時的影響,分析了隱蔽站問題、確認幀機制。 本文對MAC層中的主要功能,諸如數據收發、幀處理、信道接入方式以及幀檢驗等提出了基于FPGA的硬件解決方法。設計選用硬件描述語言VerilogHDL,在QuartusⅡ中完成模塊的綜合和布局布線,在QuartusⅡ和Modelsim中進行時序仿真驗證,最終下載到自主設計Altera公司的Cyclone開發板中。 對設計的驗證采取的是由里及外的方式,先對系統主模塊的功能進行驗證,然后下載到與CC2430開發板相連接的FPGA中對設計進行驗證測試。驗證流程是功能仿真、時序仿真和板級調試,最終通過測試,驗證了該設計的功能。測試結果表明,該模塊能滿足無線傳感器網絡低速率應用環境的需要,具有優良的擴展性能,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-06-14
上傳用戶:竺羽翎2222
隨著人們對于高速無線數據業務的急切需求以及新的無線通信技術的發展,頻譜資源匱乏問題日益嚴重。無線頻譜的緊缺已經成為限制無線通信與服務應用持續發展的瓶頸。認知無線電技術(Cognitive Radio)改變了傳統的固定頻譜分配方式,它以頻譜利用的高效性為目標,允許非授權用戶擇機利用授權用戶的頻譜空洞傳輸數據,以此來解決無線頻譜資源短缺的問題。它是具有自主尋找和使用空閑頻譜資源能力的智能無線電技術。本文的目標是在基于FPGA+DSP的系統硬件平臺上,以軟件編程的方式實現認知無線電數據傳輸的功能。 軟件無線電是實現認知無線電的理想平臺。本文首先闡述了軟件無線電的基本工作原理及關鍵技術途徑,對多速率信號處理中的內插和抽取、帶通采樣、數字下變頻、濾波等技術進行了分析與探討,為設計多速率調制解調系統提供了理論基礎。然后針對軟件無線電的要求給出了基于FPFA+DSP的系統設計硬件框圖,并對其中的部分硬件(FPGA、AD9857、AD9235)做了簡要的描述并給出其初始化過程。在理解基本概念和原理的基礎上,詳細論述了在系統硬件設計平臺上實現的π/4-DQPSK、8PSK、16QAM調制解調技術。本文給出了調制解調系統實現方案中的各個功能模塊(差分編、解碼,加同步頭、內插和成形濾波,下變頻,系統同步等)具體的設計方案和通過硬件編程實現了板級的仿真和最后的硬件實現,并對其中得到的數據進行分析,進一步驗證方案的可行性。最后介紹了通信板同頻譜感知板協同工作原理,依據頻譜感知板獲取的各個信道狀況自適應的選擇π/4-DQPSK、8PSK、16QAM調制解調方式并在FPGA上實現了其中部分功能。
上傳時間: 2013-05-30
上傳用戶:fywz
發光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發光之固態光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環保(不含汞)等優點之新世代照明光源。目前LED已開始應用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:王慶才
增強現實是一種將虛擬世界和真實環境相結合的技術。它將計算機繪制的虛擬模型疊加到使用者所看到的真實世界景象中,使用戶可以從虛擬模型中獲得額外的信息,增強了對現實的感知。涉及到的技術有圖像處理、位置跟蹤、三維注冊等。增強現實技術廣泛應用于裝配維修、醫療研究、軍事領域和商業應用。 第一部分,增強現實技術介紹。該部分首先闡述了增強現實的定義,接著介紹了該項技術的國內外發展狀況,以及在工業領域、醫療領域、建筑領域等的應用,最后分析了目前AR系統的缺點和不足,得出了在嵌入式增強現實研究具有重要意義。 第二部分,嵌入式硬件環境的設計。硬件電路由以下幾部分構成:USB控制器用于連接USB攝像頭設備,液晶顯示驅動用于控制顯示屏輸出,外圍電路主要有內存電路、Flash電路、時鐘電路和RS-232電路等。 第三部分,嵌入式軟件方案的設計。首先,選用U-boot1.2.0作為Bootloder,特點是U-boot的網絡功能較強,支持平臺較多。其次,移植Linux2.6.22內核作為系統核心,該版本內核具有實時性強等特點。再次,用busybox1.9.1構建基礎命令環境,并將轉為NandFlash設計的YAFFS文件系統安裝到開發板上。最后,在以上的軟件環境基礎上,開發了基于OV511芯片的USB設備驅動和FrameBuffer顯示驅動程序。 第四部分,開源視覺處理庫OpenCV的移植。該部分介紹了OpenCV的特性,常用的數據結構,在嵌入式Linux下的編譯選項配置,庫依賴文件安裝,底層文件修改,以及如何編譯、安裝OpenCV。 第五部分,基于OpenCV的攝像頭標定程序。該攝像頭標定程序是基于張氏標定算法的開發,本文首先闡述了攝像頭標定算法的核心內容,以及對應的OpenCV實現方案,然后給出了攝像頭標定程序在平臺運行的細節和結果。
上傳時間: 2013-07-06
上傳用戶:阿四AIR
隨著新的控制算法的應用和電子技術的發展,移動機器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網絡化方向發展,對控制系統也提出了更高的要求。移動機器人要實現高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤,必須依賴先進的控制策略和優良的運動控制系統。 導航是移動機器人最具挑戰性的能力之一,機器人感知、定位、認知及運動控制的性能是決定導航成功的關鍵因素。根據課題“仿生導航系統”的要求,本文選擇“主控制器+運動控制器+英特網遠程無線監控”結構進行導航移動機器人控制系統的設計。首先分析導航移動機器人體系結構,建立機器人運動學模型,最后詳細闡述控制系統的全部開發過程,包括控制系統需求分析、總體設計、功能模塊的劃分及軟硬件的設計與實現,并對無線通信及英特網通訊做了一些基礎研究,開發了無線通訊模塊軟件和上位機軟件。 在控制系統的硬件設計方面,主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運動控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機無線通訊單元的電路設計。軟件方面,在μC/OS-Ⅱ實時操作系統的多任務環境下,利用其任務調度功能,合理地協調和組織了控制系統的各項硬件資源,提高了整個系統的實時性和可靠性。上位機采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監控程序界面,讓用戶可以方便直觀地遠程觀察和控制機器人。 該控制系統的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個良好的實驗平臺,經過實驗,驗證了系統的可行性,系統的各項功能及控制精度滿足設計要求。
上傳時間: 2013-05-22
上傳用戶:Zxcvbnm
隨著計算機、通信及網絡技術的高速發展,嵌入式系統廣泛地滲透到各行各業及人們日常生活的方方面面中。由于嵌入式系統的復雜性不斷增加,嵌入式操作系統成為了嵌入式系統中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統中,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內嵌入式領域發展非常迅速,其中32位ARM處理器結構體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發展,出現了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節點。無線傳感器網絡是隨著傳感器節點的發展而興起的計算機科學技術的一個新的研究領域,它是由一組無線傳感器節點通過ad-hoc方式構成的無線網絡,綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網絡系統被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐救災等領域,具有十分巨大的發展潛力,引起了學術界和工業界的高度重視。 目前,手持終端的應用范圍主要是在商業領域,開發一款適合在工業現場等無線傳感網絡監控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統,闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案;接著研究了系統引導程序的原理、設備驅動開發的關鍵點、根文件系統的制作方法。在此基礎上,分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現、無線收發芯片CC2420的驅動開發和幀緩沖驅動的開發,并針對目標平臺的特點完成了文件系統的構建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發的基礎,最后對本文研究工作進行總結。
上傳時間: 2013-06-26
上傳用戶:lguotao