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人臉檢測和定位是在圖像中進(jìn)行人臉檢測,以及確定圖像中人臉的位置、大小、個(gè)數(shù)等信息,最初作為自動(dòng)人臉識別系統(tǒng)的定位環(huán)節(jié)被提出,近年來由于其在安全訪問、智能監(jiān)測、虛擬現(xiàn)實(shí)、基于內(nèi)容的檢索和新一代人機(jī)界面等領(lǐng)域的應(yīng)用需求,作為一個(gè)獨(dú)立的課題也備受研究者的重視。 論文針對人臉檢測定位和識別技術(shù)在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特殊應(yīng)用,進(jìn)行人臉檢測和定位算法研究,并將這些算法通過DSP進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。論文工作如下： 1.本文針對人臉檢測和定位問題,提出了基于YUV色彩空間的膚色檢測的改進(jìn)算法,通過在YUV空間對人臉膚色的聚類分析,建立了YUV膚色模型。仿真結(jié)果表明,該模型可以有效地檢測到圖像中的膚色區(qū)域,為人臉的粗定位奠定了基礎(chǔ)。 2.針對圖像中膚色不一定是人臉的問題,在人臉檢測時(shí),利用膚色確定候選區(qū)域,再利用一些規(guī)則對人臉候選區(qū)域進(jìn)行判別或合并。針對圖像只中存在一個(gè)人臉的情況,采用改進(jìn)的坐標(biāo)軸投影方法進(jìn)行單個(gè)人臉的檢測定位；針對圖像中存在多個(gè)人臉的情況,利用改進(jìn)的區(qū)域標(biāo)定算法進(jìn)行多個(gè)人臉的檢測定位,使得算法能夠完成單人臉檢測和多人臉的檢測定位,仿真結(jié)果表明了算法的有效性。 3.論文提出了通過DSP圖像處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以上算法的過程,首先在MATLAB環(huán)境研究算法,然后進(jìn)行算法的DSP移植,采用了有利于DSP處理的圖像存儲(chǔ)格式和算法結(jié)構(gòu),改善了算法的實(shí)時(shí)性。實(shí)際測試結(jié)果表明了算法在DSP上實(shí)現(xiàn)的正確性和可行性。 基于DSP的人臉檢測和定位算法的實(shí)現(xiàn),對監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展具有重要的實(shí)際意義。
標(biāo)簽：
DSP
人臉檢測
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2013-05-22
上傳用戶：sunzhp
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貴州電解鋁廠供電四車間廠房內(nèi)變壓器、整流柜、電容等設(shè)備種類繁多,同系列設(shè)備安放距離跨度較大.這些電力電子器件長期運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部某些連接點(diǎn)絕緣介質(zhì)老化,甚至脫落.這種現(xiàn)象單憑肉眼很難觀察,該廠對此問題的解決方法為:技術(shù)工人攜帶小型紅外探測儀定期采集上述器件的某些連接點(diǎn),從紅外圖像數(shù)據(jù)得出溫度數(shù)據(jù)以此判斷器件工作是否處于良好狀態(tài).由于人為因素,工人不一定能全部獲取所有連接點(diǎn)數(shù)據(jù).可見,此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還存在隱患. 針對現(xiàn)行探測方法存在的弊端,依托"中鋁貴州分公司電解鋁廠整流所安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)"項(xiàng)目,利用一臺直線行走的智能小車停靠在已選擇的定位點(diǎn)處監(jiān)測車間的電器設(shè)備,因此這就涉及到了監(jiān)控小車的精準(zhǔn)定位問題.本文以卞位機(jī)智能監(jiān)控小車為研究對象,采用模糊PID控制技術(shù)對PLC發(fā)出的脈沖頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),依據(jù)脈沖頻率誤差E和誤差變化率EC的變化對PID控制的參數(shù)進(jìn)行自整定,實(shí)現(xiàn)對小車速度的模糊控制,從而實(shí)現(xiàn)了小車的精準(zhǔn)定位,為上位機(jī)的監(jiān)控工作做好了準(zhǔn)備. 論文第一章介紹了電解鋁廠供電車間的供電情況,分析了小車定位精準(zhǔn)的重要性,介紹了本文的研究內(nèi)容.第二章對小車主要結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)作了介紹.第三章論述了小車的運(yùn)動(dòng)控制,從分析步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性和數(shù)學(xué)模型入手,介紹了小車的啟停控制和運(yùn)動(dòng)中的測速.第四章論述了小車的精準(zhǔn)定位方法,介紹了模糊PID控制器設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了模糊PID控制算法的程序設(shè)計(jì).第五章列舉了實(shí)際運(yùn)行調(diào)試中出現(xiàn)的幾種問題,介紹了相應(yīng)的控制方法加以克服.第六章對論文進(jìn)行了總結(jié).
標(biāo)簽：
直線
智能監(jiān)控
定位
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2013-04-24
上傳用戶：kirivir
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GPS技術(shù)自從被用于民用之后就在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，用途不同的GPS設(shè)備層出不窮。隨著社會(huì)的發(fā)展，個(gè)人對便攜式定位產(chǎn)品的需求日益旺盛，另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)和嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，個(gè)人手持式設(shè)備的功能日益強(qiáng)大，在手持式設(shè)備中擴(kuò)展GPS功能具有良好的市場前景。 本課題選擇ARM9平臺為系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)，嵌入式Linux為操作系統(tǒng)，并采用Trolltech公司Qt/Embedded為應(yīng)用程序開發(fā)平臺，研究可用于手持終端設(shè)備的GPS定位系統(tǒng)的嵌入式實(shí)現(xiàn)方案。 本文在參閱了大量國內(nèi)外相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，首先從GPS定位系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，闡述了課題研究意義和主要研究內(nèi)容。然后介紹了GPS定位系統(tǒng)的組成和基本定位原理。接著，詳細(xì)介紹了GPS定位系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺的搭建，包括開發(fā)板的系統(tǒng)資源、GPS模塊性能指標(biāo)和NMEA-0183格式導(dǎo)航電文。緊接著介紹了GPS定位系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺的搭建方法，分析了Bootloader的啟動(dòng)過程、嵌入式Linux的特點(diǎn)以及內(nèi)核的移植和根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建過程，以及QT/Embedded和相關(guān)工具的配置。在完成上述工作之后，完成了GPS定位數(shù)據(jù)的提取，制作了可用于GPS定位的地圖并編寫圖形軟件，最后，將程序移植到開發(fā)板上運(yùn)行及調(diào)試。 在文章的最后，給出了程序運(yùn)行的結(jié)果，分析了GPS定位誤差的來源以及減小誤差的方法。在總結(jié)本課題完成的工作之后，分析了系統(tǒng)的問題和不足，以及日后相應(yīng)的改進(jìn)工作。
標(biāo)簽：
ARM
GPS
定位系統(tǒng)
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2013-07-06
上傳用戶：guobing123
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在永磁直流電機(jī)中，即使電樞繞組不通電，由于永磁體產(chǎn)生的磁場同電樞鐵芯的齒槽相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，即齒槽定位力矩(CoggingTorque)。定位力矩使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲。文中闡述了產(chǎn)生定位力矩的原理，綜述了包括德昌電機(jī)公司的技術(shù)在內(nèi)的抑制定位力矩的方法和研究現(xiàn)狀。抑制定位力矩的方法，主要就是減小電樞旋轉(zhuǎn)過程中氣隙中磁場能量的變化。 文中以少槽永磁直流電機(jī)為例，通過有限元分析，以及DOE實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對轉(zhuǎn)子沖片增加輔助凹槽、充磁方式和轉(zhuǎn)子沖片不同類型對定位力矩的影響進(jìn)行了研究，深入分析了沖片輔助凹槽對抑制少槽永磁直流電機(jī)定位力矩的作用，結(jié)果表明，同一沖片上在對稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果，而以沖片中心線對稱地加兩個(gè)輔助凹槽時(shí)，輔助凹槽角度不同作用不同。對不同沖片，適合的輔助凹槽角度也是不同的。文中找出了一個(gè)較成熟的抑制少槽永磁直流電機(jī)定位力矩的系統(tǒng)方法，給出了生產(chǎn)中實(shí)用的抑制方法，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)給出了這些方法對電機(jī)性能的影響。 DOE方法能從不同因素中找出對定位力矩起主要作用的變異因素，并且尋找到各變異因素之間的影響作用，給出抑制定位力矩各變量的最佳組合，相比現(xiàn)時(shí)生產(chǎn)中的方法，該組合可將定位力矩降低70％。
標(biāo)簽：
直流電機(jī)
定位
力矩
方法研究
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2013-07-10
上傳用戶：ljthhhhhh123
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)以其功能強(qiáng)大、可靠性高、體積小、功耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)了社會(huì)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展需求，比一般的通用PC系統(tǒng)具備更大的優(yōu)越性，在各行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。GPS定位導(dǎo)航技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合在近幾年來現(xiàn)代信息通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展迅速。 目前，GPS定位導(dǎo)航技術(shù)主要應(yīng)用于大地測量與車輛定位領(lǐng)域，個(gè)人應(yīng)用方面相對較欠缺。因此，發(fā)展應(yīng)用于個(gè)人的手持GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)擁有廣泛的市場空間。鑒于這種情況，本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一款基于ARM處理器與GPS接收模塊的手持定位導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)通過采用功能強(qiáng)大、成本低廉的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，充分發(fā)揮ARM處理器的高性能低功耗特點(diǎn)，提升了系統(tǒng)特性。 論文的主要內(nèi)容： 1．分析了GPS定位導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理，研究了如何實(shí)現(xiàn)基于ARM處理器定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上，建立了滿足手持定位導(dǎo)航系統(tǒng)功能需求的軟、硬件平臺，包括硬件平臺中各模塊的組成與連接，以及軟件平臺中系統(tǒng)啟動(dòng)代碼、操作系統(tǒng)的移植，文件系統(tǒng)的制作。 2．設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了GPS模塊與ARM處理器的通信功能、電子地圖的顯示功能、人機(jī)交互的控制功能。各功能模塊在設(shè)計(jì)中包括了接口和外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序，以及應(yīng)用程序兩部分。通信功能模塊中，GPS模塊實(shí)時(shí)接收GPS定位衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并通過RS-232接口向處理器傳輸數(shù)據(jù)；電子地圖顯示以及人機(jī)交互的功能模塊中，使用MiniGUI圖形用戶界面支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在LCD觸摸屏上顯示電子地圖以及基本定位導(dǎo)航控制等人機(jī)交互的功能。 3．測試了系統(tǒng)各模塊的功能，給出了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)結(jié)果，根據(jù)測試結(jié)果分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足，并提出了對系統(tǒng)未來改進(jìn)目標(biāo)的設(shè)想。
標(biāo)簽：
ARM
GPS
手持
定位
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2013-04-24
上傳用戶：huangping588
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當(dāng)前全球定位系統(tǒng)（Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System，簡稱GPS）廣泛應(yīng)用于艦船導(dǎo)航，航空航天，地理測繪等領(lǐng)域，特別是移動(dòng)式定位系統(tǒng)對于目前的城市交通管理有著非常重要的意義。本文分析了當(dāng)前交通管理中的實(shí)際問題，介紹了一種車載終端的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)采用ARM9內(nèi)核的S3C2410微處理器構(gòu)造的嵌入式系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對GPS定位信息的接受和處理，并采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，結(jié)合開放式Linux圖形軟件Qt，可以為后續(xù)的建立地理信息系統(tǒng)（Geographic information system，簡稱GIS）提供數(shù)據(jù)支持，是集GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，簡稱GPRS）無線通信技術(shù)于一體的新型電子產(chǎn)品。它為現(xiàn)代交通運(yùn)輸提供了新穎，可靠，有效的控制和管理途徑。 車載終端通過將GPS模塊的定位信息提取出來，一方面將定位信息在車載終端上顯示，一方面又結(jié)合車輛的狀態(tài)信息通過GPRS模塊發(fā)送出去，該信息通過無線公共網(wǎng)絡(luò)傳輸給車輛管理部門。車輛管理部門根據(jù)車輛的位置和狀態(tài)等，結(jié)合GIS系統(tǒng)中的地圖信息提供GPS數(shù)據(jù)的差分修正，并采取一定的措施，從而實(shí)現(xiàn)車輛的有效管理。 本設(shè)計(jì)從硬件和軟件兩大部分出發(fā)，硬件上設(shè)計(jì)了ARM處理器、存儲(chǔ)器、內(nèi)存及其外圍電路，另外還有GPS模塊電路和GPRS模塊電路；軟件上采用Qt的人機(jī)界面完成數(shù)據(jù)顯示與更新，采用PPP撥號腳本完成GPRS模塊的撥號，通過Qt多線程編程的方法完成GPS數(shù)據(jù)的提取和GPRS的信息發(fā)送。在硬件和軟件之間采用了嵌入式Linux系統(tǒng)，包括啟動(dòng)代碼、內(nèi)核和文件系統(tǒng)等。
標(biāo)簽：
ARM
GPS
定位
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2013-04-24
上傳用戶：夜月十二橋
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隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)量不斷的增加，造成了交通事故日益增多、交通擁擠等一系列社會(huì)急需解決的問題。車載定位終端是嵌入式技術(shù)、ARM處理器技術(shù)、GPS技術(shù)、GPRS無線通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，對智能交通的研究和發(fā)展具有重要意義，為現(xiàn)代交通運(yùn)輸提供了新穎，可靠，有效的控制和管理途徑。 本文先通過對GPS衛(wèi)星定位理論，衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理的深入研究，對GPRS移動(dòng)通信技術(shù)規(guī)范的細(xì)致分析以及ARM嵌入式硬件系統(tǒng)、Linux嵌入式操作系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷實(shí)踐，提出一套基于GPRS無線通信技術(shù)的車載定位終端的設(shè)計(jì)方案。車載定位終端將GPS模塊傳輸過來的定位信息提取出來，一方面將定位信息顯示在界面上，一方面通過GPRS模塊將車輛信息發(fā)送給車輛監(jiān)控中心。本設(shè)計(jì)采用ARM920T核的S3C2410A微處理器作為硬件平臺，然后設(shè)計(jì)相應(yīng)的外圍電路，加上GPS模塊電路和GPRS模塊電路，構(gòu)成一個(gè)完整的硬件系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)采用宿主機(jī)/目標(biāo)機(jī)的開發(fā)模型，在構(gòu)建好交叉編譯環(huán)境后，向處理器上移植Bootloader和Linux操作系統(tǒng)。然后用Qt應(yīng)用軟件，采取多線程編程的方法完成GPS數(shù)據(jù)的提取、車輛信息發(fā)送和人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)。最后將編譯好的程序，下載到硬件平臺。
標(biāo)簽：
ARM
車載定位
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2013-04-24
上傳用戶：zhangliming420
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本文主要研究一種在嵌入式系統(tǒng)上的GPS終端的軟件設(shè)計(jì)方法。隨著GPS技術(shù)在包括道路測控、汽車導(dǎo)航、交通管理、石油勘探、海上作業(yè)和緊急救援等軍事和民用的眾多領(lǐng)域中的越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，GPS系統(tǒng)對生產(chǎn)、生活的影響也愈加深遠(yuǎn)。另一方面，硬件開發(fā)與嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件研發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展促使移動(dòng)計(jì)算技術(shù)在手持設(shè)備中也得到廣泛的應(yīng)用，掌上電腦(PDA)與智能手機(jī)等移動(dòng)式計(jì)算系統(tǒng)日益普及，功能日漸完善，在手持式設(shè)備中實(shí)現(xiàn)GPS移動(dòng)定位、導(dǎo)航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統(tǒng)要求處理速度快，占用存貯空間小，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)交互特點(diǎn)，論文采用基于ARM架構(gòu)的S3C2410處理器作為基礎(chǔ)硬件平臺，以O(shè)penSource的Linux作為操作系統(tǒng)平臺，MiniGui為圖形用戶界面支持系統(tǒng)，SQLite為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究并設(shè)計(jì)了應(yīng)用嵌入式地圖的GPS定位系統(tǒng)。 該系統(tǒng)不僅為用戶提供基本的地圖信息，還利用GPS儀器實(shí)現(xiàn)在地圖上定位功能，使用戶獲得當(dāng)前位置相關(guān)的附屬信息。該系統(tǒng)簡單可行，不依賴其他服務(wù)器工作，可用在移動(dòng)設(shè)備、車載導(dǎo)航等領(lǐng)域。 論文研究了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用與MiniGUI圖形界面和SQLite數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)向Arm-Linux系統(tǒng)上的移植；闡述了Linux下觸摸屏驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用；分析了GPS系統(tǒng)中地理坐標(biāo)系統(tǒng)的定義和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基本原理；根據(jù)轉(zhuǎn)換公式實(shí)現(xiàn)地理經(jīng)緯度坐標(biāo)、平面直角坐標(biāo)以及屏幕窗口坐標(biāo)間的相互轉(zhuǎn)換；分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式；設(shè)計(jì)了用于存儲(chǔ)地圖信息及附屬信息的SQLite數(shù)據(jù)庫；通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設(shè)備采集定位信息并進(jìn)行解析；在MiniGui上實(shí)現(xiàn)電子地圖與定位信息的顯示，支持觸摸屏上的人機(jī)交互；并在電子地圖上實(shí)現(xiàn)放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時(shí)給出了目標(biāo)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)結(jié)果，并分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一些不足，提出了在以后的工作中改進(jìn)系統(tǒng)效能的設(shè)想。
標(biāo)簽：
LINUX
ARM
GPS
定位
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2013-04-24
上傳用戶：zklh8989
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GPS(全球定位系統(tǒng))是一種全方位的實(shí)時(shí)定位技術(shù)。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，基于PC機(jī)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于其價(jià)格及功耗較高已不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要，脫離PC端的嵌入式導(dǎo)航定位技術(shù)迅速發(fā)展起來。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺，幾乎已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)的硬件標(biāo)準(zhǔn)。一方面，它具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)；另一方面，它為高速、穩(wěn)定地運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)提供了硬件基礎(chǔ)。因此由基于ARM處理器的硬件平臺和嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事國防、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各種領(lǐng)域。本文就對基于ARM的GPS定位系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。 本文主要對以下三個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)行了研究：一是對GPS技術(shù)進(jìn)行了介紹，介紹了GPS技術(shù)的發(fā)展、原理、特點(diǎn)、系統(tǒng)組成和定位方式；二是搭建基于ARM的硬件平臺；三是對Windows CE操作系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 硬件平臺設(shè)計(jì)以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器，根據(jù)系統(tǒng)要求完成S3C2440A外圍器件的設(shè)計(jì)，包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的電路設(shè)計(jì)。而GPS模塊使用了GPS25LVS12通道的GPS接收機(jī)，并對GPS與ARM的通信接口和數(shù)據(jù)格式進(jìn)行了描述。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了冗余設(shè)計(jì)，為以后系統(tǒng)的升級提供了空間。 在嵌入式操作系統(tǒng)上，我們選擇的是Windows CE操作系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了平臺移植過程中Boot Loader開發(fā)，OAL層修改，以串口、鍵盤和LCD驅(qū)動(dòng)為例介紹了驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，并詳細(xì)介紹了內(nèi)核的定制過程。在應(yīng)用程序開發(fā)中，介紹了從PB中導(dǎo)出SDK的過程以及EVC應(yīng)用程序的調(diào)試。
標(biāo)簽：
ARM
GPS
定位系統(tǒng)
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2013-07-09
上傳用戶：chongchong2016
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中，后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求，而FPGA以其快速并行計(jì)算越來越受到青睞。
本文在FPGA平臺上，根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想，由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換，最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下：
基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示，以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式，通過串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取，并通過LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型，實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中，利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值，并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù)，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運(yùn)算，以此簡化公式運(yùn)算量，達(dá)到節(jié)省資源的目的。
卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì)，并通過Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上，通過IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波，達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。
設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺，采用Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個(gè)邏輯資源，時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上，滿足實(shí)時(shí)性信號處理要求，在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。
標(biāo)簽：
FPGA
GPS
定位
信息處理
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：二驅(qū)蚊器
