利用CUDA快速实现IMM目标跟踪

根据二维空间内目标作匀速直线运动和匀速圆周运动的特点,在建立目标运动模型和观测模型的基础上采用基于交互多模算法（IMM）的卡尔曼滤波器对机动目标进行跟踪。但由于IMM算法存在大量的递归与矩阵运算,所以实时性降低,这也是工程上难以实现的原因。通过CUDA对算法进行加速实现,在不影响算法性能的基础上实时性大大提高。仿真结果表明,利用该架构实现的IMM算法不仅能够对匀速直线运动和匀速圆周运动的目标进行实时跟踪,而且在运动模型发生变化时,实时性也得到很大提升,滤波误差也比较小。     

基于TMS320C6416的PCI接口视频跟踪平台设计

设计了基于目前高性能数字信号处理器TMS320C6416为核心,结合大规模可编程逻辑器件CPLD进行逻辑控制以及现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像做预处理的PCI接口的实时目标识别跟踪处理平台。利用PCI总线将实时采集的图像送往上位机显示和后续处理。解决了以往跟踪系统处理速度慢、跟踪板卡与上位机通讯板卡分离的缺点。本文重点介绍了该PCI接口的实时数字图像处理系统的硬件组成、工作原理、PCI驱动程序设计和DSP软件设计。实验结果表明系统具有较高的实时性和稳定性。     

基于移动智能平台的目标跟踪算法

首先阐述了安卓系统的整体架构,其次根据目标跟踪的实现效果,设计了基于安卓平台的目标跟踪系统,系统利用图像采集模块获取目标图像,利用目标特征计算模块计算跟踪目标的重心坐标,并绘制出目标外围轮廓,达到跟踪效果。该系统利用开源计算机视觉库函数,并在安卓平台上实现目标,使其开发周期缩短,交互性更好,实时性更好。     

基于myDAQ的直流电机PWM远程控制系统设计

提出了一种基于myDAQ的PWM远程控制直流电机调速与测量系统。采用LabVIEW开发平台,在上位机用图形化编程语言编制PWM控制信号,并通过myDAQ的模拟输出口将PWM信号送给直流电机驱动控制电路实现电机的调速,同时上位机启动、停止、转向等控制信号也通过myDAQ数字输出口送给驱动电路进而实现电机的起、停、转向控制。电机转速通过编码器测量并送至上位机,在上位机将会实时跟踪与显示电机运行状态以及PWM控制信号波形,利用LabVIEW的WEB发布技术将前面板发布至网络上进而实现运程控制。通过测试及分析,结果显示整个系统运行良好、稳定、实时性强。     

各向异性核函数均值漂移目标跟踪算法研究

针对传统均值漂移算法利用固定核或对称核函数进行目标跟踪时出现目标跟踪丢失或跟踪失败的问题,提出了基于各向异性核函数的自适应带宽均值漂移目标跟踪算法,以提高目标跟踪的准确性、实时性.在符号距离核函数的基础上引入符号距离约束函数,构成各向异性核函数,满足目标外部的区域函数值为零,为目标跟踪提供准确的跟踪窗.依据基于各向异性核函数的均值漂移应用到目标跟踪中需满足跟踪窗内的样本点到中心点的向量权重之和为0的思想,计算各向异性核函数模板的均值漂移窗口中心.利用相似度阈值对前后两帧目标模板的变化情况进行限制,实现各向异性核函数模板的自适应更新及目标的准确实时跟踪.实验结果表明所提出算法的准确性和实时性较高.     

基于Delphi的室内多目标超声波定位系统设计

文章介绍了由单片机和PC机组成的室内多目标超声波定位系统设计.利用超声波对多目标测距,采用TOA修正算法对数据进行处理.上位机以Delphi为开发平台,通过数据处理、串口通信、界面显示等实现了对多目标的实时定位.实验结果表明,数据绝对误差小于0.76cm.相时误差小于1.54％,实时性好,准确方便,有较高的推广价值.     

基于TMS320F2812的多传感器目标跟踪的控制系统设计

设计了一个多传感器目标跟踪的控制系统.利用红外探测器和可见光探测器对目标进行双波段探测,对其数据进行融合和决策,控制二维伺服单元实时跟踪,并保持和多个上位机通信.该系统充分利用多传感器的特性进行信息融合,在实际的应用中取得了良好的效果.     

基于粒子滤波的机载目标跟踪系统设计

基于微小型机载成像跟踪系统设计思想及需求,设计并实现了以高性能的DSP芯片TMS320-DM642为核心处理器,结合可编程逻辑器件CPLD和FPGA的实时图像跟踪处理平台。平台采用基于粒子滤波的目标跟踪算法,实现对目标的实时跟踪。采用卡尔曼滤波器,提高了粒子的利用效率,在改进了算法实时性的同时解决了图像跟踪系统的延时性问题,提高了跟踪系统的稳定性。算法仿真结果表明,与传统相关匹配算法相比,基于粒子滤波的跟踪算法具有更好的鲁棒性和实时性,能满足机载成像跟踪系统实时图像跟踪的要求。     

基于二级并行架构的颗粒全息图快速重建方法

为了加快颗粒全息图的重建速度,提出了一种基于多线程编译框架(OpenMP)和统一计算设备架构(CUDA)并行技术的二级并行架构颗粒全息图快速重建方法。第1级并行针对重建截面,第2级并行针对像素,同时在这两个维度进行并行重建,利用OpenMP实现图片级并行,利用CUDA实现像素级并行。以煤粉颗粒全息图为测试对象,同时采用单线程重建程序和二级并行重建程序进行全息重建,比较了两种计算方式的重建结果和计算耗时。结果表明,二级并行重建结果与单线程重建结果是一致的,且可大大缩短重建耗时; 对于分辨率为5000×5000的全息图,在重建截面数为40时,可实现48.3倍的加速比。此计算架构在数字全息的颗粒场实时在线诊断中具有很好的应用前景。     

基于GPU的SIFT特征提取算法研究

传统SIFT算法的优化和实现都是针对常用处理器（CPU）提出的,处理速度慢,实时性很难得到保证。通过实现基于NVIDIA公司CUDA架构图形处理器（GPU）的SIFT特征提取算法,优化了数据存储结构,提高了数据访问效率。实验结果表明,基于GPU的SIFT特征提取算法充分利用GPU的并行处理能力,计算速度提高幅度明显,图像越大越复杂,提高的幅度越大,处理1600×1200图像时甚至可达近15倍的加速比,极大地提高了SIFT算法在实际应用中的实时性。     

基于GPU通用计算CUDA架构的人体检测技术

随着计算机硬件技术的高速发展,图形处理器（Graphic processing unit,GPU）通用计算已经发展到颇为成熟阶段,其并行运算速度已远远超过多核CPU。文章简介CUDA架构并验证其在图形处理中的加速能力,对比线性代数运算在CPU与GPU架构下的效率,将CUDA技术应用于智能视频监控人体检测系统中,实验验证其高效性及可行性。最后对CUDA的发展方向进行了展望。     

一种基于Kepler架构GPU的通信仿真加速方法

提出了一种在 Kepler 架构 GPU（graphics processing unit,图形处理器）上利用 CUDA（compute unified device architecture,统一计算设备架构）技术加速通信仿真中DFT（discrete Fourier transform,离散傅里叶变换）处理过程的方法。该方法的核心思想是利用线程级并行技术实现单条收发链路内部DFT运算的并行加速,并利用动态并行和Hyper-Q技术实现不同收发用户对之间链路处理过程的并行加速,从而最终达到加速仿真中DFT处理过程的目的。实验结果表明,相对单核单线程CPU程序和上一代Fermi架构GPU程序,该方法分别能够将DFT处理速度提升300倍和3倍,具有较好的加速效果。     

基于GPU加速的地震图像重建技术

针对目前地层层析成像算法中正演算法存在计算量大、计算速度慢的问题,以图像处理器(GPU)为核心,研究并实现了一种基于GPU平台的时域有限差分(FDTD)正演算法。CUDA是一种由NVIDIA推出的GPU通用并行计算架构,也是目前较为成熟的GPU并行运算架构。而FDTD正演算法本身在算法特性上满足并行的要求,二者的结合将极大地加速程序的计算速度。在基于标准Marmousi速度模型的正演模拟中,程序速度提升30倍,而GPU正演图像与CPU正演结果误差小于千分之一。算例表明CUDA可以大大加速目前的FDTD正演算法,并且随着GPU硬件自身的发展和计算架构的不断改进,加速效果还将进一步提升,这将有利于后续波形反演工作的进展。     

单脉冲跟踪雷达测速精度的提高及应用

传统的单脉冲跟踪雷达在测速时采用FFT实现动目标检测模块,由于频率分辨率相对较低,使得存在相对较大的测速误差.文中在FFF基础上,运用高低通滤波器原理,采用精确计算得出多普勒频率偏差的方法,从而提高了频率、目标速度的测量精度.计算机仿真和外场试验结果均表明了此方法的有效性.目前该方法已应用于某单脉冲跟踪雷达系统.     

基于CUDA并行计算的空中目标红外辐射成像计算

建立了一种包含蒙皮和尾焰的空中目标红外辐射成像GPU并行计算方法。采用SLG模型计算尾焰辐射气体的红外特性,采用LOS方法求解尾焰红外辐射传输方程,根据本体与三维尾焰的成像几何关系,采用正向光线追迹方法计算蒙皮辐射成像,采用反向光线追迹方法计算尾焰辐射成像,建立了目标投影算法,并在蒙皮投影计算模块和尾焰辐射计算模块采用CUDA并行提高计算速度,实现了探测器入瞳处目标红外光谱图像的快速计算。结果表明:投影成像算法可准确生成设定条件下的目标图像,目标红外图像辐射分布与温度分布一致,尾焰辐射强度计算结果与实验结果符合较好,CUDA并行算法可有效提高程序的计算效率,当计算量较大时,蒙皮投影模块的计算加速可达百倍以上。     

基于SystemTap的Linux服务器性能分析系统的设计与实现

为了重现Linux服务器运行时所有进程/线程的运行状态、相互间的通信状况及对系统资源如cpu、disk、Network Interface Card等的占用情况,本文通过对动态跟踪工具SystemTap的运行机制的分析,并结合"事件追踪机制",提出了一种Linux平台下高精度、可视化的性能分析系统。该系统采用C/S架构,可由用户自由指定需要监控的事件类型及测量时间,最终以图形化界面向用户呈现分析结果。该系统操作简单,对系统负荷影响可忽略不计,较好的满足的用户的需求。     

软件声纳的目标自动跟踪系统建模

数字声纳软件化是未来水声装备发展的必然趋势。这里依照软件声纳的内涵,应用模型驱动的体系结构研究数字声纳的目标自动跟踪系统,进行系统的平台无关模型建模,对其主题事务进行了高相关性、低耦合性的域分层,且各层有较高的可复用性。在转化驱动规则下从平台无关模型转化为平台相关模型,运用xUML（可执行统一建模语言）在该转换规则下在计算机上完成了软件的仿真,并对模拟目标进行自动跟踪,实现了目标自动跟踪系统的功能,为软件声纳的进一步发展提供了一定的参考意义。这里将软件声纳的概念运用于目标自动跟踪系统的软件开发,运用模型驱动架构开发符合软件声纳要求的软件,证明了软件声纳在声纳系统开发中的可行性。     

统计MIMO雷达目标跟踪技术研究

首先研究了统计多输入多输出(MIMO)雷达对运动目标参数的估计(也称雷达测量),以雷达估计性能为依据设定其工作参数,提出了一种统计MIMO雷达对运动目标跟踪与参数估计相结合的交互式跟踪方法。理论分析表明,所提方法在目标雷达横截面积(RCS)闪烁严重的情况下仍能很好地进行跟踪,并保持很高的跟踪精度;而且论文中所提出的参数估计法可以有效地降低MIMO雷达参数估计的运算复杂度,解决了参数估计中一大难题。仿真实验也验证了该方法的有效性。