基于DSP+FPGA视频图像采集处理系统的设计

针对图像采集与处理的应用要求,提出了基于双核DSP搭配FPGA的构架设计,DSP作为主处理器,通过其专用的PPI视频接口配合DMA控制器控制视频图像的采集、存储,并完成目标识别;FPGA作为协处理器,完成图像预处理中的累乘加运算并且为DSP提供部分寄存器扩展。阐述了系统的工作原理及各功能模块的构成,设计了图像采集处理系统,实现了视频图像的实时采集与处理。实验结果表明:系统可对25frames/s、16bit、720×576像素的视频图像进行采集与处理,具有良好的实时性。     

基于DSP和FPGA双核架构的电动机控制系统设计

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统DSP控制系统工作效率低的问题,提出利用DSP结合FPGA构建双核架构电动机控制系统。在永磁同步电动机双反馈控制模型的基础上,将空间矢量算法有效分解为3个控制单元,采用多级流水处理的方式在FPGA芯片中高效执行。同时利用DSP通过并行总线完成与外围电路的实时高速通信,并对数据进行预处理。所设计的电动机控制系统,充分将DSP和FPGA的优势有机结合,为复杂非线性控制算法的实现提供了有效的硬件基础。     

AGV视觉导航研究

针对AGV视觉导航系统中的两个关键问题：路径识别和路径跟踪,本文采用全局视觉导航方式,自行设计了以同心圆为车身标志,通过图像处理系统建立了虚拟坐标系。对采集到的图像进行中值滤波、Sobel边缘检测、聚类算法、连通区域标记等图像处理方法提取图像中的路径及AGV车身标志位置信息,再利用Hough变换得到路径跟踪所需要的导航参数。通过仿真实验表明,该方法能够准确可靠地实现路径识别和AGV定位。     

基于TMS320C6455的目标跟踪系统设计与实现

介绍了一种基于高速处理芯片TMS320C6455和FPGA架构的目标跟踪系统。该系统以DSP与FPGA为主体设计一套图像处理设备,利用局域熵算法来实现简单背景下小目标的跟踪。FPGA采用Xilinx公司生产的XC5VSX95T ,用来对原始图像数据进行预处理。DSP芯片采用TI公司生产的 TMS320C6455,通过局域熵算法对预处理后的图像进行实时跟踪并且将目标信息返回FPGA。FPGA获得跟踪结果后,将目标信息与原图像叠加,通过显示器将图像结果进行显示。局域熵算法经过优化后,目标检测跟踪时间大大缩短,满足硬件系统实时性的要求。     

基于ARM+FPGA自动装卸AGV伺服控制器的研究

两轴差速控制AGV广泛应用于工厂自动运载货物系统中。基于单DSP控制的AGV伺服系统无法满足AGV快速行走和稳定性的要求,且不能自动装卸货物,降低了工厂自动化程度。本文讨论了基于ARM+FPGA双核自动装卸四轮AGV伺服控制器软件与硬件设计,并给出了实验结果。     

DSP+FPGA的双核串行通信系统设计与实现

针对小型化数字信号处理器(DSP)+现场可编程逻辑门阵列(FPGA)数据采集及处理装置中DSP与FPGA之间的通信,为实现两者在硬件连接的简便性和软件通信的灵活性,提出了一种基于扩展的串行外设接口(SPI)构建DSP与FPGA之间的数据交互通道设计方案,并在此基础上设计且实现了DSP+FPGA的双核串行通信系统。该通信系统使从机FPGA能够主动开启SPI通信;并使SPI通信具有单独发送或传输数据的能力,提高了SPI通信的灵活性;同时具有硬件连接简便的特点,降低了设计电路板布局走线的难度。满足了在保证高速灵活通信的前提下缩小电路板面积的设计需求。并通过实验证明了该系统运行性能稳定,且通信速率可达到10.714 Mbps。     

基于0V7620的机器人视觉导航系统设计

视觉导航技术是移动机器人智能化研究的关键技术。本文介绍了一种基于CMOS图像传感器OV7620的视觉导航系统,通过分析OV7620的工作机理,采用FPGA和FIFO存储器协调工作进行图像采集缓冲,同时利用高速单片机实现视觉导航算法。实验表明本系统设计合理,集成度高,控制精确,有一定的实用价值。     

嵌入式DSP图像处理系统设计与实现

为了实时地检测视频图像点目标位置,设计了基于TMS320F2812DSP和Spartan3-SC3S400的实时图像处理系统。提出了嵌入式图像处理系统的总体方案及硬件结构,DSP与FPGA之间的接口关系及硬件设计原理图、该系统以DSP处理器为核心,由Camera link图像转换芯片,FPGA芯片,"看门狗"电路和通信接口构成。软件工作流程为外触发信号是7μs宽的低电压有效信号,当低电平有效时,相机开始积分成像,积分时间结束后,数据开始输出图像数据,系统以场有效信号为控制信号,在场信号有效时,FPGA进行基本的图像预处理工作,并将有效数据发送给DSP,由DSP完成目标的连通性分析,并将分析结果发送给控制系统。实验结果表明:在输入图像为1 024×1 024,12位工作频率为10f/s的情况下,DSP软件的处理时间为1.3ms左右,该方案设计简单,运行稳定可靠,具有广泛的应用前景。     

基于FPGA高速智能化视觉传感器的研究

通过FPGA技术与视觉传感技术相结合,构建了集图像采集与处理于一体的智能化视觉传感器,由于采用FPGA实现底层图像处理算法,加速了图像处理速度,提高了传感器的性能,本设计实现了视觉传感器的智能化与网络化,具有很大的应用价值。     

融合 LSTM 和 PPO 算法的移动机器人视觉导航

为提高移动机器人在无地图情况下的视觉导航能力,提升导航成功率,提出了一种融合长短期记忆神经网络( long short term memory, LSTM)和近端策略优化算法(proximal policy optimization, PPO)算法的移动机器人视觉导航模型。 首先,该模型融 合 LSTM 和 PPO 算法作为视觉导航的网络模型;其次,通过移动机器人动作,与目标距离,运动时间等因素设计奖励函数,用以 训练目标;最后,以移动机器人第一视角获得的 RGB-D 图像及目标点的极性坐标为输入,以移动机器人的连续动作值为输出, 实现无地图的端到端视觉导航任务,并根据推理到达未接受过训练的新目标。 对比前序算法,该模型在模拟环境中收敛速度更 快,旧目标的导航成功率平均提高 17. 7%,新目标的导航成功率提高 23. 3%,具有较好的导航性能。     

基于多核结构的断路器在线监测系统设计

针对目前断路器在线监测中存在的系统处理能力较弱、稳定性不足等问题,采用了微处理器(ARM),数字信号处理器(digital signal piocessor,DSP),现场可编程门阵列(field piogiammable gate array,FPGA)三核平台实现断路器在线监测。断路器在线监测功能分为数据采集、数据运算和人机交互3部分。由FPGA控制ADS8568完成数据采集,断路器状态量通过传感器传入系统。DSP利用db2小波对FPGA采集的信号进行5次小波分解。将处理之后的数据通过基于Syslink异构的双核通信机制传输到ARM端,最终由ARM完成人机交互。该方案更加充分发挥3个控制核心的优势,使系统拥有更好的数据处理能力。通过测试,基于三核结构的断路器在线监测系统较之原来已有的系统在性能上有较大提高。     

基于Spartan-3A DSP的数字视频监控系统工程设计

简要介绍了传统的视频监控系统,提出了建立基于Spartan-3A DSP FPGA的视频监控系统控制方案。该方案可有效地解决高速、实时视频图像转换及存储问题,充分发挥其并行架构、嵌入式和DSP处理能力所带来的优点,系统解决了视频监控系统控制层冗余构建问题,使设计结构得以简化。     

基于DSP+ARM双核系统的电能质量检测装置设计

针对现有电能质量扰动识别装置采集数据量大、数据计算量大和实时性能高的要求,本文基于DSP+ARM双核系统和AD7606芯片设计一款电能质量检测装置。该装置充分发挥DSP+ARM双核的优势,能够实现数据的高速处理。该装置具有集成度高、高性价比等特点,故非常适用于工业产品开发。     

基于TMS320C6713的图像采集处理系统设计

提出了一种采用DSP、FPGA及千兆以太网的混合结构的图像采集处理系统,以FPGA作为图像采集与相机控制模块,以浮点数字信号处理器TMS320C6713为图像处理核心,以千兆以太网为传输手段,从而在硬件上解决了图像数据的采集、处理与传输的问题。该文具体阐述了系统硬件总体结构及各个模块的功能与实现方法,并讨论了嵌入式软件的结构与处理流程。     

基于DSP和FPGA的GIF数据采集卡的设计与实现

鉴于红外成像GIF技术在现代化精确制导武器中的重要作用,提出了一种基于DSP＋FPGA实现GIF数据采集卡的设计方案。采集卡以DSP自带的PCI接口实现了PCI总线,通过DSP的EMIFB外部存储器接口和FPGA进行数据交互。利用FPGA构建了专用的收发逻辑控制单元、数据处理单元和FIFO,完成了对目标红外图像和角度、距离数据的捕获。经过实际测试,采用本方案设计的GIF数据采集卡能够实时采集、存储导引头捕获的目标数据,工作稳定可靠,满足工程应用的需求。     

基于IEC61850-9-2的电子式互感器合并单元的研制

介绍了一种电子式互感器合并单元,该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构。该合并单元利用FPGA的实时性能,保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性;利用DSP的数据计算能力,采用抛物线插值算法,同步各互感器的采样数据。合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准。IEC60044-8标准的接口为串口,有通信方式落后,通信效率低等缺点;IEC 61850-9-1标准接口为以太网,合并单元与智能设备间采用点对点通信方式,其跨间隔通讯效率低;本合并单元采用IEC61850-9-2标准,采样数据包支持网络传输模式。     

基于DM642高速异纤图像检测处理系统的硬件设计

待加工原棉中往往混有难以分辨的异性纤维,能否有效地的去除这些杂质关系到棉纺产品的质量和企业的生存。本文设计了一种以FPGA为数据采集逻辑控制单元,以DSP为高端图像处理单元的数字图像处理。介绍了该系统的硬件组成、工作原理。从视频编码单元、图像处理单元和视频输出单元对整个系统的构成和设计进行了描述,分析了系统设计时的各个关键技术环节。     

运动目标检测与跟踪中FPGA的应用

运动目标检测与跟踪需要处理大量的视频数据,FPGA并行处理的工作方式和可重复执行多任务的能力,使其在视频数据运算与处理中能够发挥很大作用。讨论了FPGA结合DSP实现目标检测与跟踪的技术方案,重点研究了以FPGA构建图像预处理环节中处理器的设计方法。仿真和实验结果表明,基于FPGA的处理器能够完全满足图像预处理中运算量大、重复性强、速度高的要求,有效地缓解了DSP在后续的目标检测与跟踪中数据运算处理的压力,使得系统更加实时、准确、高效。     

并联DC/DC系统中高速无线通信接收装置的设计

为了解决并联DC/DC控制系统中信息高频、单次传输量小的问题,就目前基带处理平台功能单一、灵活性差、运算效率低等问题,提出了一种改进型基带处理方案。该方案以FPGA+DSP为处理架构,依托高性能器件和高速接口搭建了基带处理平台。分别从基带处理和射频前端两个方面对无线通信系统接收装置进行硬件设计,重点研究基带处理DSP与FPGA的接口设计和零中频架构射频前端,通过FPGA对本地振荡器、A/D进行动态配置,采用基于BPSK的软件无线电平台,通过编写程序进行测试,结果验证了该方案满足科研要求,且具有一定的通用性和灵活性。