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在電力現(xiàn)代化建設(shè)中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導(dǎo)熱性冷卻介質(zhì)廣泛的應(yīng)用于發(fā)電設(shè)備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關(guān)重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務(wù)SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術(shù)實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉(zhuǎn)換芯片，并使用兩種濾波算法的結(jié)合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結(jié)合CPLD技術(shù)，用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅(qū)動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質(zhì)，系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅(qū)動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設(shè)計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術(shù)的SMS業(yè)務(wù)遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設(shè)計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
上傳用戶：emouse
機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，它的特點是高度自動化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實時的和多任務(wù)的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計了一種基于ARM和DSP的機械手數(shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設(shè)計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件，能夠?qū)崟r快速的完成控制算法運算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現(xiàn)各種接口的邏輯時序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進行移植，擴展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點，既滿足高速機械手自動控制的要求，同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設(shè)計相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)將在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮越來越重要的作用。一方面，ARM技術(shù)已經(jīng)在當今的嵌入式微處理器領(lǐng)域中占據(jù)了領(lǐng)先地位，另一方面，結(jié)構(gòu)清晰、源碼開放的Linux已經(jīng)發(fā)展成為一款非常具有活力的操作系統(tǒng)。近年來，基于ARM和Linux的嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為當前嵌入式領(lǐng)域研究的一個亮點。便攜式微型熱敏打印機雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用在票據(jù)打印領(lǐng)域，但是其優(yōu)秀的圖形打印能力仍然具有很大的應(yīng)用潛力可以發(fā)掘。在工業(yè)生產(chǎn)中，某些參數(shù)，比如環(huán)境的溫度、濕度等，需要被嚴格掌控。將這些參數(shù)映射到坐標系中并使用便攜式熱敏打印機打印出來，能夠讓技術(shù)人員更加方便直觀地觀察到參數(shù)變化情況。 本次設(shè)計的目的是建立一個基于ARM核心處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)平臺，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便功能擴展的軟硬件環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，此次設(shè)計還以VMP01 PLUS便攜式熱敏打印機為對象，利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源，使用串行接口連接該型號打印機，并輔助軟件設(shè)計擴展了坐標圖形打印的功能。軟件設(shè)計部分包括了Linux下VMP01 PLUS熱敏打印機的驅(qū)動程序設(shè)計和實現(xiàn)坐標圖形打印功能的應(yīng)用程序設(shè)計。驅(qū)動程序和應(yīng)用程序都能夠移植到開發(fā)平臺上正確地運行，打印效果理想。
標簽： Linux ARM 嵌入式系統(tǒng) 打印
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：xc216
隨著國有銀行向商業(yè)銀行的轉(zhuǎn)變,銀行的設(shè)備采購標準會越來越高，與此同時，銀行柜臺業(yè)務(wù)量的增加，使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心，為了占領(lǐng)市場，公司有必要開發(fā)新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時，柜臺工作人員要把存折放準位置，要不然打印會偏離預(yù)定位置，在打印信函時，有的冷僻字無法打印出來，軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度，減小柜臺工作人員的工作量，需要開發(fā)能自動糾偏定位，字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎(chǔ)上，比較當前流行的處理器，選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心，使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制，通過光電傳感器和相關(guān)的控制電路來實現(xiàn)自動糾偏定位。在嵌入式操作系統(tǒng)上選用Nucleus Plus，約95％的Nucleus Plus代碼用C語言編寫，因此它能很方便移植，同時它還提供全部源代碼，這樣便于開發(fā)。另外，它還只要一次性付費，這使得它有很好的成本優(yōu)勢。 文中詳細說明了本系統(tǒng)的硬件、固件的實現(xiàn)。在硬件上闡述了一些單元電路，包括存儲器電路，接口電路，傳感器電路等的設(shè)計思路和實現(xiàn)方法。通過光電傳感電路，步進電機控制和軟件結(jié)合，形成閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)了快速自動糾偏定位；通過大屏幕的LCD顯示實現(xiàn)了操作界面的簡單化；采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題；固件部分詳細闡述了系統(tǒng)上電啟動過程，包括Bootstrap模塊和loader模塊，Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器，初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼，初始化鍵盤和顯示器，然后調(diào)用Nucleus Plus初始化代碼，從而建立和調(diào)用任務(wù)。 本文通過總結(jié)測試結(jié)果，與老一代打印機相比，新打印機在智能化上實現(xiàn)了自動糾偏定位，使得打印機操作人員不需要準確放置存折，就能正確打印，提高了工作效率；在打印速度上比原系統(tǒng)提高30％，還可方便地實現(xiàn)軟件升級。 當然，新的打印機在存折偏移很大時，要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：feichengweoayauya
智能家庭信息系統(tǒng)是集自動化、計算機、通信技術(shù)于一體的“3C”系統(tǒng)，它將各種家電產(chǎn)品結(jié)合成一個有機整體，實現(xiàn)了對家電設(shè)備進行集中或異地控制和管理，以及能夠與外界進行信息交互，以控制終端為突破口作為對家庭信息系統(tǒng)的研究，將有可能在以后的競爭中占據(jù)制高點，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。 本課題開發(fā)的智能家庭信息系統(tǒng)是以實際項目為背景，對基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式家庭信息系統(tǒng)進行了研究。通過對傳統(tǒng)智能家居的特點進行分析，指出了目前市場上的智能家居系統(tǒng)的局限性，提出了基于短距無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)是將來的發(fā)展趨勢。 接著對智能家居控制的系統(tǒng)構(gòu)架以及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進行了分析和比較，指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術(shù)是目前最適合無線家居控制系統(tǒng)的無線標準，并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和家庭內(nèi)部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求，以及低成本實現(xiàn)的實際需要，及設(shè)備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要，設(shè)計了以無線ZigBee技術(shù)組成家庭網(wǎng)絡(luò)體系總體結(jié)構(gòu)，避免了在家庭內(nèi)部布線的缺陷，且滿足了功耗低，成本低，網(wǎng)絡(luò)容量大等要求。 設(shè)計了新型無線通訊模塊，該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發(fā)器CC2420來實現(xiàn)ZigBee模塊，它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性，可以單獨使用，也可以嵌入其它設(shè)備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統(tǒng)，并給出了在Linux上的開發(fā)流程。 最后，論文具體分析了無線ZigBee協(xié)議、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)以及它們在將來的廣泛應(yīng)用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協(xié)議，設(shè)計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面，并給出了部分軟件設(shè)計流程圖。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 家 中的應(yīng)用
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：agent
隨著Intemet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線接入技術(shù)和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，傳真技術(shù)有了許多新的研究方向。PC傳真需利用傳真軟件進行傳真，其功能受到傳真軟件的限制，而IP傳真需投入的通信基礎(chǔ)設(shè)施較大。無線傳真技術(shù)具有方便快捷的特性，可快速適應(yīng)市場的多樣化需求，充分發(fā)揮無線通信的優(yōu)勢，使用戶真正擁有自己的“移動辦公室”，是當前無線通信研究領(lǐng)域的一個重點內(nèi)容。 本課題在對傳真通信相關(guān)基礎(chǔ)理論以及GSM無線網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計和研制了基于G3傳真的GSM網(wǎng)絡(luò)無線傳真接入終端。在本課題的設(shè)計中，建立了兩段級聯(lián)的傳真線路，分別是主處理器與對端傳真機之間的傳真線路(通過T32協(xié)議實現(xiàn))和主處理器與本地傳真機之間的傳真線路(通過T31協(xié)議實現(xiàn))，本課題依據(jù)T30規(guī)定的呼叫控制流程完成了這兩條傳真線路間的協(xié)議轉(zhuǎn)換(T．32協(xié)議和T3l協(xié)議的轉(zhuǎn)換)，并結(jié)合GSM網(wǎng)絡(luò)延時長、干擾大的特性進行了時延處理。同時解決了無線傳真接入終端中涉及到的手機本地號段的存取算法，并在設(shè)計本課題嵌入式軟件的同時抽樣出基于ARM技術(shù)的系統(tǒng)軟件設(shè)計方案(即類似于嵌入式操作系統(tǒng)但比操作系統(tǒng)簡化的一個系統(tǒng)框架)。 通過本課題研制出的基于ARM的GSM網(wǎng)絡(luò)G3無線傳真接入終端，利用現(xiàn)有的G3傳真機就可在GSM網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)無線傳真業(yè)務(wù)。目前該無線傳真接入終端已在北京、西安、深圳等地的商用網(wǎng)絡(luò)上取得了成功的測試。
標簽： ARM GSM 網(wǎng)絡(luò) 無線
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：tedo811
本文以實現(xiàn)數(shù)字化的移動巡檢為目標，提出了嵌入式技術(shù)+GIS+GPS所組成的便攜式電力巡檢儀的解決方案。便攜式電力巡檢儀采用了目前最新的嵌入式技術(shù)，完全根據(jù)電力巡檢工作需要的功能進行最底層的硬件平臺、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的專項設(shè)計和開發(fā)。 便攜式電力巡檢儀的硬件平臺采用主流的ARM微處理器、GPS接收器和其他硬件資源，完全根據(jù)功能需求量身定做，不會造成硬件上的浪費，在實現(xiàn)需求功能的同時大大降低了成本。 經(jīng)過認真的比較和實驗，將Windows CE．net作為便攜式電力巡檢儀的操作系統(tǒng)，它最大的優(yōu)點就是人機界面操作以及應(yīng)用軟件開發(fā)都比較簡單。在Platform Builder的平臺上研究并實現(xiàn)了中文版操作系統(tǒng)的定制，成功的將其移植到自主設(shè)計研究的硬件平臺上。 便攜式電力巡檢儀的應(yīng)用軟件采用了eMbedded Visual C++和eSuperMap共同開發(fā)。根據(jù)線路巡檢工作的數(shù)據(jù)記錄項需求，確定了系統(tǒng)地屬性數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)分層體系，實現(xiàn)了嵌入式空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的集成。應(yīng)用軟件具備對數(shù)據(jù)地圖的放大、縮小等基本操作，能夠?qū)邮盏降臄?shù)據(jù)進行解析，實現(xiàn)GPS的數(shù)據(jù)采集和定位工作。能夠為用戶計算最短和最快路徑以及提供導(dǎo)航等服務(wù)，基本滿足移動巡檢的各項需要。 基于ARM的便攜式電力巡檢儀，采用嵌入式+GIS+GPS的電力巡檢系統(tǒng)設(shè)計方案，研究和開發(fā)了從硬件平臺到應(yīng)用軟件的一系列內(nèi)容，對提高電力巡檢工作的質(zhì)量具有極大的促進作用和較高的實用價值。
上傳時間： 2013-06-14
上傳用戶：清風冷雨
隨著人們對于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來越大，數(shù)字電視廣播和手機電視迅速發(fā)展起來，但是人們對于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來越高。對于觀眾來講，畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的，然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響，不可避免地會產(chǎn)生誤碼，導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降，甚至無法正常收看。因此，為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯編碼(又稱信道編碼)的方式來實現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中，無論是衛(wèi)星傳輸，電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標準中的信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù)；然后依照DVB-T標準技術(shù)要求，設(shè)計并硬件實現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI)，這種接口的應(yīng)用讓系統(tǒng)具有很強的通用性；與信道端接口采用了G.703接口，具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接與數(shù)字通信設(shè)備連接，這使得應(yīng)用時對于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法，卷積交織/解交織原理，卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎(chǔ)上，本文給出了解碼部分的設(shè)計方案，并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實現(xiàn)。在RS解碼過程中引入了流水線機制，從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法，利用對RAM讀寫地址的控制實現(xiàn)解卷積交織，這種方法控制電路簡單，實現(xiàn)速度比較快，代價小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼，在幾乎不影響譯碼準確度的基礎(chǔ)上大大提高了解碼效率。
上傳時間： 2013-07-16
上傳用戶：372825274
汽車儀表是駕駛員獲取汽車狀態(tài)信息的關(guān)鍵設(shè)備，對汽車的安全行駛起著重要的作用。近年來，隨著計算機、微電子和各種現(xiàn)場總線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車電子技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，汽車儀表盤上顯示的信息不斷增加，傳統(tǒng)的機械式、電氣式組合儀表越來越無法滿足使用的需求。特別是隨著汽車GPS導(dǎo)航、自動駕駛等新技術(shù)的日趨成熟，汽車儀表成為集顯示、控制、通訊、娛樂為一體的汽車綜合信息顯示中心已經(jīng)指日可待。 本文提出并設(shè)計了一種以ARM器件為CPU，以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的車載儀表盤系統(tǒng)。該儀表盤以嵌入式微處理器為核心，對汽車的各種信息狀態(tài)，如電池電壓、車速等參數(shù)進行采集、處理、顯示和報警提示，駕駛員根據(jù)報警提示的結(jié)果進行相應(yīng)的處理，以使汽車安全正常行駛。儀表盤本身作為汽車CAN總線的一個節(jié)點，支持CAN通信，可以接收來自其它CAN節(jié)點的信息并顯示，也可以發(fā)送控制信息至其它CAN節(jié)點。該儀表盤在外型上不同于傳統(tǒng)的汽車儀表，其顯示端使用一個LCD顯示屏代替原有的顯示設(shè)備，汽車運行的所有狀態(tài)信息都在該屏上顯示，但為延續(xù)傳統(tǒng)的操作習慣，將原來的車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等用指針顯示的信息在顯示屏上以模擬表的形式顯示。并對越限工況和各種違規(guī)操作，在顯示屏上以圖形指示燈的形式閃爍顯示并同時以真人語音進行提醒。 本文在簡要介紹了汽車儀表發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，重點論述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程和模式，包括開發(fā)平臺的搭建、驅(qū)動程序的開發(fā)、圖形顯示界面的開發(fā)和應(yīng)用程序的設(shè)計。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，硬件、軟件的可裁剪是其最大的特點，因此，增加功能模塊(比如本系統(tǒng)中用到的CAN通信模塊、音頻輸出模塊等)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的一個重點和難點，所以本文重點之一是放在驅(qū)動模塊的設(shè)計上。同時，作為信息顯示中心，信息顯示要求及時、準確、有美感，因此，圖形界面的開發(fā)也是重點之一。 本課題所設(shè)計的汽車儀表，作為綜合信息顯示中心的一個雛形，可以方便地擴展GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車后視攝像系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等模塊，相信進一步的研究和開發(fā)，汽車綜合信息顯示中心將成為未來汽車上重要的一部分。
上傳時間： 2013-06-13
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嵌入式人臉識別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺之上,具有起點高、概念新、實用性強等特點。它涉及嵌入式硬件設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、人臉識別算法等領(lǐng)域的研究；嵌入式人臉識別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機動性強,可廣泛應(yīng)用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機動布控的實時監(jiān)測等特殊場合,因此對嵌入式人臉識別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。 本文是上海市經(jīng)委創(chuàng)新研究項目《射頻識別RFID系統(tǒng)-自動識別和記錄人群的身份》(編號：04-11-2)與上海市科委AM基金項目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號：0512)的主要研究內(nèi)容之一。論文從構(gòu)建自動人臉識別系統(tǒng)所需解決的若干關(guān)鍵問題入手,重點探討了基于嵌入式ARM微處理器的實時人臉檢測、關(guān)鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識別分類器及自動人臉識別系統(tǒng)設(shè)計等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下方面： 1實現(xiàn)了結(jié)合膚色校驗的Haar特征級聯(lián)分類器嵌入式實時人臉檢測,提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復(fù)雜背景中的人臉檢測是自動人臉識別系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問題,通過對基于膚色模型和基于Haar特征級聯(lián)強分類器的人臉檢測算法的分析研究,綜合兩個算法的優(yōu)點,提出了基于膚色模型校驗和Haar特征級聯(lián)強分類器的嵌入式實時人臉檢測算法。實驗結(jié)果表明,該算法不僅解決了復(fù)雜背景中的類膚色和類人臉結(jié)構(gòu)問題,而且具有較高的檢測率和較快的檢測速度,同時對光照、尺度等變化條件下的人臉檢測也具有較強的魯棒性。 人眼檢測與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測分類器在人臉區(qū)域內(nèi)完成對人眼位置的檢測,然后通過對檢測到的人眼進行遮罩掩磨、簡單圖像形態(tài)學變換及橢圓擬合實現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測試結(jié)果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測與瞳孔中心定位整個過程,在保證檢測速度較快的同時,還能確保較高的定位精度。 2 針對傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調(diào)整Fisher判別準則,實現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法及相應(yīng)的人臉識別方法人臉識別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內(nèi)散布矩陣發(fā)生嚴重退化,導(dǎo)致問題無法求解。本文在人臉識別小樣本問題的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整Fisher判別準則,利用類間散布矩陣的補空間巧妙地避開類內(nèi)散布矩陣的求逆運算,通過訓練集每類樣本的樣本數(shù)信息自適應(yīng)改變調(diào)整參數(shù),實現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法,實驗結(jié)果表明,該算法能有效解決人臉識別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數(shù)過高的問題。 Gabor小波對圖像的光照、尺度變化具有較強魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過高的Gabor特征造成應(yīng)用系統(tǒng)的維數(shù)災(zāi)難,為解決Gabor特征的維數(shù)災(zāi)難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數(shù),縮小了人臉特征庫的規(guī)模,同時降低了核心算法的時間和空間復(fù)雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結(jié)合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應(yīng)線性判別分析算法和基于支持向量機分類策略,提出并實現(xiàn)了基于支持向量機的嵌入式人臉識別和嵌入式人像比對系統(tǒng)支持向量機通過引入核技巧對訓練樣本進行學習構(gòu)造最小化錯分風險的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強大的非線性和高維處理能力,而且具有更強的泛化能力。本文研究了支持向量機的多類分類策略和訓練方法,并結(jié)合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應(yīng)線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺中實現(xiàn)了具有較強魯棒性的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)。 5 提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的遠距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統(tǒng)在海量人臉庫中進行識別的難題,論文提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 客戶機(嵌入式平臺)完成對人臉圖像的檢測、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無線網(wǎng)絡(luò)將提取后的人臉特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端,由服務(wù)器在海量人臉庫中完成人臉識別,并將識別后的結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻魴C顯示輸出,從而實現(xiàn)基于客戶機/服務(wù)器無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 6 結(jié)合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進行人臉識別應(yīng)用設(shè)計的思路及應(yīng)該注意的問題雖然嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計思想對嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點闡述了嵌入式自動人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思路,并結(jié)合我們自主開發(fā)的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計的角度探討了嵌入式人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該注意的關(guān)鍵技術(shù)問題。 結(jié)合本文提出的算法我們在PC上完成對人臉識別分類器的訓練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺上實現(xiàn)了嵌入式自動人臉識別、嵌入式人像比對兩個便攜式人員身份認證系統(tǒng),經(jīng)測試運行效果良好。所提出的人臉識別算法不僅具有一定的理論參考價值,而且對于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、AFR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2013-05-18
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