弹载固态记录器高速存储体系结构设计

为满足飞行器遥测中存储设备大容量、高带宽、易于扩展的要求,研究提高大容量存储器存储访问速度的方法,基于流水线并行存储技术,设计一种新的固态记录器高速存储体系结构。对其存储速度进行分析,结果表明理论最高写入速度可达300 MB/s,在某弹载回波存储器中能实现200 MB/s的数据存储,飞行试验结果也验证了该存储体系结构具有较高的可靠性。     

基于DSP的多路串口扩展技术

DSP是一种高性能芯片,能够快速实现各种信号处理算法,在诸多领域得到大量的应用,在许多应用环境中,需要DSP处理多路串口数据,而 DSP通常无法提供过多数量的串口资源,并且其内部的串口数据缓冲空间容量也无法满足实际需要,这种情况下就需要对其进行多路串口扩展,提出一种使用FPGA对其进行串口扩展的方法,克服了DSP在多通道数据传 输方面的局限性,同时适用于多种串口协议,具有较强的灵活性和通用性。     

基于CH378的通用大容量数据记录器的设计与实现

针对目前数据存储系统传输速度低、存储容量小、特殊场合应用不便的问题,结合大容量存储和USB技术,设计了一种以U盘作为存储介质的通用大容量数据记录器。系统采用FPGA+ATmega128作为核心处理器,通过控制大容量Flash和最新文件管理芯片CH378直接将采集数据以文件形式存储至U盘,整个工作过程无需计算机支持即可实现大容量数据的在线存储。经测试验证,通用大容量数据记录器写入平均速度达96.5KB/s,存储容量可达32GB,可方便地集成于各种测控系统中。     

基于点云处理的小型工业零件高度精密测量

针对很多小型工业零件存在微米级测量的需求,提出了一种点云多次滤波与平面拟合相结合的测量方法。以上下平面平行的规则直三棱柱体工件作为测量对象,使用3D线激光传感器获取工件的点云模型并传输到计算机中进行处理,将点云数据首先通过统计滤波剔除噪声和离群值;其次利用体素滤波降采样精简点云数量;然后采用直通滤波分离出工件点云的上下表面;再分别对上下表面的点云通过随机抽样一致性（RANSAC）算法拟合出平面方程;最后计算上下平面之间的间距即为被测工件的高度信息。将该方法测得的高度与激光三角法原理测得的高度数据进行对比,结果表明,该方法测量精度提高了72.33%;同时对于不同的点云密度,利用所提出的方法进行测量,测得当降采样中体素立方体的边长为15cm时（点云数量精简了98.3%时）测量的误差最小,最小能达到5.1。该方法大大提高了工件的测量精度,可以广泛应用于工业测量中。     

基于FPGA的高速图像存储系统的设计

针对遥测试验中产生的高帧频、高分辨率的图像数据实时存储等问题,设计了一种高速图像存储系统。该系统以Spartan 6系列FPGA作为核心处理器,采集高速工业相机以base模式输出的像素数据,并对DDR3缓存时序进行优化,最后通过SATA2.0接口存入固态硬盘中。试验完成后,通过千兆以太网接口回读数据至上位机并进行显示。测试结果表明,该系统能够对71 f/s帧频、2048×1088像素的高速图像数据进行长时间可靠存储与显示,该设计有较高的移植性和应用价值。     

双目测量系统的室内定位与重建

为了解决实测场景下光照变换及弱纹理区域对三维重建效果的影响,提出一种双目测量系统的改进AD-Census立体匹配算法进行室内目标物体的定位及三维重建。方法基于双目视觉测量原理,首先采用直方图均衡化、自适应阈值Canny边缘提取及膨胀等操作进行图像预处理,其次利用张正友标定法完成相机标定,通过立体校正去除相机畸变,基于梯度划分弱纹理及边缘区域来改进AD-Census立体匹配算法,最后用所改进算法生成的视差图,实现了室内物体的定位及三维点云重建。实验结果表明,本方法可以提高在弱纹理背景区域的匹配精度,在10 m测距范围内,相对误差不超过5%,在1.8 m处,测量误差较小,在保证精度的同时实现了室内目标场景轮廓的基本重建,视觉效果较好,可广泛应用于实际中。     

机器视觉领域的FPGA超高清图像采集系统设计

为满足当前机器视觉等领域对高清晰度成像的要求,提出了一种基于FPGA的超高清图像采集系统设计方案,通过Xilinx Artix-7系列FPGA芯片XC7A35T-CSG324搭载相关模块实现图像的采集、存储、显示。在硬件设计上选用IMX183图像传感器进行图像采集、DDR3芯片进行缓存、Flash芯片进行存储,并通过DC-DC电源模块与LDO电源模块配合使用实现多通道系统供电。软件设计上通过SPI协议进行图像传感器的配置,并对LVDS图像数据进行解析。实际测试结果表明,该系统可以实现2 000万像素的超高清图像显示,配合光学结构可应用于工业相机、监控摄像头等多种产品中,具有较高的实用价值和研究意义。     

基于CAN总线的车载记录系统的设计与实现

介绍了以CAN总线为技术背景,半导体存储器为存储介质,LabWindows/CVI为软件开发平台的车载数据记录系统.该系统通过C8051F60单片机内置的CAN模块来构建一个CAN总线型网络,以实现对发射车辆各种故障信息的记录和在线检测.文中详细阐述了该系统的硬件和软件设计方法和诊断分析软件的实现.结果证明,该记录系统完全满足实际工程需求,具有很高的可靠性,并且已成功运用于某大型车载故障诊断项目中.     

基于DSP的大气数据解算卡串行通信接口设计

针对现代飞行器在飞行过程中对大气数据参数实时采集处理的要求不断提高,提出一种基于DSP和4通道UART芯片TL16C554A的大气数据解算卡串行通信接口设计方法。解算卡以高性能浮点DSP TMS320C6713为核心处理器,介绍了通信接口硬件电路实现原理和串口通信参数配置方法,详细阐述了外部扩展串口芯片TL16C554A的异步串行通信实现过程,并增加CRC循环冗余校验提高数据传输的准确性和可靠性,通过上位机对接口通信功能进行了测试。测试结果表明:该串行通信接口可实时进行数据传输,数据刷新快,无误码,能够满足大量数据稳定可靠传输的目的。此串行通信接口已成功应用于某FADS系统(嵌入式大气传感系统),可靠性高,通用性强,具有一定的应用参考价值。