基于DSP和FPGA水下目标主动跟踪系统硬件设计

数字信号处理系统是水下目标主动跟踪系统的核心,采用了数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)设计了数字信号处理硬件系统,给出了硬件框图,介绍了各个组成芯片的功能,解决了DSP的硬件资源分配问题,完成了存储器接口设计、电源与散热设计以及FPGA接口逻辑设计.硬件平台具有强大的数字信号处理能力,合理的FPGA接口逻辑简化了DSP软件设计任务.试验结果表明,信号处理平台能够实时完成水下双目标信号的时延估计,估计精度高,满足了水下目标主动跟踪系统的要求.     

基于FPGA的零飞仪动目标检测及跟踪

动目标的检测及跟踪是实现“零飞”测试的核心内容之一。采用FPGA为平台,利用其独特的并行处理机制和强大的运算能力以提高系统性能,通过背景相减法获得动目标的参数信息,实现动目标检测,并利用粒子滤波算法实现目标的跟踪。     

一种用于快速捕获目标的可见光电视跟踪系统设计

针对可见光电视跟踪系统中。处理数据量大、处理时间有限这一问题,提出了一种基于DSP＋FPGA架构的可见光电视跟踪系统。实验证明,该系统在进行复杂算法和多目标提取方面比以前的单独DSP处理系统更容易满足实时性要求,提高了系统的整体性能,有一定的实用价值。     

基于调频连续波雷达目标信号处理器研究

分析调频连续波方式雷达目标信号处理器的功能、内部结构、工作原理;以DSP和FPGA为核心芯片设计处理电路,构建流水线方式处理数据;FPGA控制低速外设同时内置FIFO数据缓冲;DSP控制FPGA的工作方式,处理采集数据,解算动目标参数;试验表明目标信号处理器的设计具有运行速度快、实时强、工作稳定、可工程化应用的优点,适用于地面动目标跟踪探测。     

海面运动目标的检测与跟踪系统研究

海面上运动目标的检测与跟踪技术,涉及图像处理、模式识别及人工智能等领域,并且该技术也被广泛地应用到军事等各个方面。在军事中,为了给制导系统以足够的时间反应,要求在远距离就能检测到运动目标,因此要求图像处理及跟踪系统有较快的运算速度,本系统在双数字信号处理器（双DSP）控制系统的基础上,利用提升形态小波方法进行图像预处理,通过试验得出其去噪效果最为明显,比原图像的对比度提高37.45倍。利用RANSAC算法对海天线进行检测,同时将GA算法和Otsu算法相结合来提取运动目标特性,通过试验得出其分割方法的效果明显,并且与传统的穷举搜索域值相比,其运算速度提高176.47倍。系统将程序嵌入到双DSP控制系统中,通过实测达到了对运动目标的准确定位及稳定的自动跟踪效果,并且图像处理平台的实际运算能力和数据的吞吐量也满足系统对运动目标图像处理的要求。     

复杂场景下弱小目标检测算法的FPGA实现

针对地面/海面复杂场景下弱小目标的特性,提出了一种基于数学形态学的弱小目标检测算法,根据算法的特点提出了在FPGA上的并行流水线实现方法。仿真结果表明:该方法不仅能可靠地检测出复杂场景下的弱小目标,而且具有更好的实时性,这就从根本上解决了光电探测平台的实时跟踪性能。     

对细长目标的准实时自动识别跟踪系统

以DSP和CPLD为核心，构造了一种针对细长目标的准实时识别跟踪系统，并在图像制导半实物闭环真系统内进行了仿真试验，该系统简单实用，性能价格比高，对研究针对细长目标的图像制导提供了有效的手段。     

浮点DSP+FPGA在组合惯导系统中的应用

介绍了一种基于浮点DSP TMS320C6713和FPGA EP1K100结合的光纤陀螺仪（IFOG）组合导航系统．并详细介绍了该系统的具体实现方案．该系统具有实时性能好、运算精度高的特点。     

红外运动小目标快速检测算法的实现研究

为了减少红外运动弱小目标的检测与识别算法计算量,以达到实时性的要求,提出了基于FPGA和多DSP的红外运动弱小目标的检测与识别的快速算法,包括改进的快速中值减法滤波算法,小结构元素腐蚀以及基于图像序列的二次开窗判决法,实验结果证明,该算法易于硬件实现,并且具有实时性。     

基于人机交互的免锚检测和跟踪系统设计

为提高越野环境中目标检测和跟踪的准确率和效率,提出一种基于人机交互的免锚检测和跟踪系统。该系统由检测系统、指挥系统和目标跟踪系统组成。检测系统,在基于点的点云特征提取框架的基础上,设计一种免锚的目标检测网络结构;指挥系统通过相机实时获取环境态势信息,人机交互地在检测网络输出的目标序列中选择跟踪目标;跟踪系统利用检测网络输出的目标序列的外观模型和指挥系统下发的跟踪目标外观模型进行匹配来确定跟踪目标,再基于卡尔曼滤波算法进行目标运动估计。基于越野场景的实车数据进行了验证。验证结果表明：基于人机交互的免锚检测和跟踪算法在不增加算法时间的同时实现了超91%的准确率,能够满足无人驾驶车辆在越野场景的使用要求。     

基于正反HFM信号的水下高速小目标处理算法与试验分析

针对水下高速小目标的特点,提出了基于宽带正反双曲调频（HFM）信号的水下高速小目标检测与参数估计快速算法,并完成了仿真。通过在信号发射端加入时间伸缩因子来模拟目标运动,实现了水下高速小目标检测与参数估计的动态试验。并采集了雷体的反射回波数据。设计的以TMS320C6701为核心的信号处理系统,通过本文提出的快速算法实现了低信噪比下雷体反射回波检测与参数估计。试验结果表明,基于正反HFM信号的快速处理算法及数字信号处理（DSP）系统能有效完成低信噪比下的高速目标回波的检测与参数估计,与仿真结果具有较好的一致性．     

基于视觉的无人机感知与规避系统设计

结合无人机自身携带的光电平台,设计了一个面向空中动态目标的无人机感知与规避系统。使用图像阈值法结合帧差法检测出运动目标,利用Mean shift与Kalman滤波融合,在图像中实时跟踪目标;利用自抗扰控制器控制无人机光电平台光轴指向目标并进行激光测距以实现目标定位;最后采用人工势场法,实时地计算下一时刻航路点,对目标进行规避。仿真实验表明：针对虚拟现实产生的模拟视频流,系统所采用方法具有良好的实时性和有效性。     

无线电引信频域恒虚警率目标检测算法

针对无线电引信时域信号处理在小目标检测中的不足,根据CA-CFAR(单元平均恒虚警率)检测理论以及PD(脉冲多普勒)雷达回波频谱特性,设计了频域CFAR(Constant False Alarm Rate恒虚警率)目标检测算法。算法通过对回波信号作时频域变换,在频域上,以频率为单元对当前检测与历史平均检测作比较来检测目标存在。以FPGA+DSP搭建的硬件信号处理平台对算法的半实物仿真表明:该目标检测算法对小目标信号具有较好的检测效果。     

基于FPGA的Sobel算子的边缘响应算法实现

由于边缘检测等图像处理算法数据量较大,要求实时信号处理系统必须具有处理大数据量的能力。提出了一种用FPGA4-DSP实现图像实时处理的方案。介绍了用Sobel算子实现图像边缘检测算法的六个步骤以及用FPGA实现“边缘响应计算”和“非最大值抑制”的原理。FPGA对数据并行处理的特点,大大提高了图像信号处理速度,保证了信号处理系统的实时性。     

一种新型组合惯导系统设计

结合自己的工程实践，介绍了一种基于浮点DSP和FPGA EP1K100结合的光纤陀螺仪（IFOG）组合导航系统。应用TI公司的TMS320C6713 DSP器件为系统的核心，利用FPGA实现系统所需要的逻辑电路功能，并对系统硬件平台的方案设计和软件设计进行了分析。分析结果表明，系统满足了组合惯性制导在数据处理方面的能力并且具有结构简单、可靠性高等特点，克服了传统的X86系统可靠性差、复杂、功耗大等缺点。基于浮点DSPTMS320C6713和FPGA结合的组合导航系统是该系统的核心部分。     

某型雷达电视跟踪测量系统及精度分析

雷达对目标进行近距离、高精度实时轨迹测量时,雷达的跟踪精度受地面杂物、角闪烁等因素影响较大,测量精度无法得到保证。文中介绍了某型雷达电视跟踪测量系统,该系统在近距离跟踪状态下使用电视跟踪,可提高跟踪精度。文中对系统的测量精度进行了分析。     

基于改进YOLOv3和核相关滤波算法的旋转弹目标探测算法

旋转弹的电视摄像头拍摄画面会产生旋转及抖动模糊,在预先侦查目标数据较少且末制导段视野目标较小的情况下,目标难以精确探测,为此提出一种基于改进YOLOv3和核相关滤波（KCF）算法的目标检测与跟踪算法,通过深度学习实现目标的自动检测。制作模拟山地打击场景的数据集,基于少量数据样本的前提,模拟不同天气、光照、运动及旋转模糊等复杂环境,完成在网络学习中数据的增强和扩充;通过在YOLOv3网络基础上添加Inception多尺度分支结构,增加网络对于目标不同尺寸的适应性,减少网络层数,更能适应对小目标的检测;在实现目标定位方法上,将目标检测与跟踪算法相融合,提出一种目标丢失判别机制,并利用弹道的速度—时间信息更新目标跟踪框尺度。仿真实验结果表明,相比原始算法,改进算法能更有效实现复杂环境下的目标检测和跟踪。     

复杂背景下弱小目标的稳定跟踪控制

复杂背景下弱小目标的稳定跟踪控制,利用自适应阈值跟踪波门和鼠标导引来实现.该控制通过电视/红外成像和激光测距以及视频处理技术,结合编码器测量角度值,得到目标偏离视场中心的偏差值,然后将偏差值作为负反馈送给光电跟踪伺服,驱动转台朝着减小偏差量的方向转动,从而实现对目标的稳定跟踪.