新型空间有效载荷控制器接口设计

基于新型空间有效载荷数据吞吐量大、运动控制精度高与低功耗、轻量化之间的矛盾,采用内部自带DMA控制器的DSP芯片加FreeRAM型FPGA器件构建控制器平台、AQBISS接口电场编码器作为位置反馈元件,并研制了试验样机.样机性能测试结果表明.使用DSP片内DMA控制器从FPGA片内FIFO读取数据,CPU占用率降低至20%;应用MxN排序搜索算法计算编码器绝对位置,编码器测量精度达到16位光电编码器水平.     

基于编码器和PLC的公路智能巡检测距模块设计

针对公路智能巡检过程中如何获取采集数据时刻车载平台所处桩号的问题，设计了一种基于增量式编码器和可编程逻辑控制器(PLC)的测距模块。基于工业互联网实现PLC、编码器、惯性组合导航、上位机、控制端等多种设备的集成，可长时间、长距离自动获取平台的瞬时桩号位置。编码器的标定场标定和实地标定功能使得模块适用于不同尺寸车轮的车载平台，并且在测距精度和生产成本上均有显著优势。经过上万千米的公路巡查测试，模块功能、性能、精度均可满足需求，程序稳定可靠、续航时间长、实用性和适用性较强、操作简洁、交互体验感良好。经过测距试验和标定过程的重复性试验，模块测距精度和编码器标定精度均满足需求。测距模块的实地标定解决了交通、测绘、勘察等行业的公路智能养护巡查计划的核心问题，可为国家五百多万千米公路巡查数据和时空信息的自动采集提供技术支撑，对车载移动测量系统研究领域起到一定的推进作用。     

基于DSP+FPGA的LFMCW雷达测距信号处理系统设计

为解决计算量大的高精度线性调频连续波(LFMCW)雷达测距信号处理算法难以在线验证的问题,提出一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)双核架构的雷达测距信号处理系统方案,并完成了软硬件设计和测距算法嵌入.设计方案以DSP为信号处理核心,FPGA为外围设备控制核心.采用C语言实现了基于相位匹配法的LFMCW雷达测距算法在DSP中的嵌入,采用VHDL语言实现FPGA功能模块.在线测距实验结果表明:各功能模块工作正常,基于相位匹配法的测距算法精度高.     

用成型滤波器组提高测距精度的一种方法

在许多测距系统中,精确地调整用户端回复帧的发送时刻是提高测距精度的关键。介绍了用FPGA实现的一种数字式成型滤波器组,它可大幅度地缩短发送时刻的调整步长,有效地提高测距精度,已被成功应用于某个测距系统中。     

基于测距交会的海面物体高精度定位仿真

为了利用主动雷达的现有能力,提高海面物体的定位精度,同时使系统的组成尽可能简单,提出了基于测距交会的海面物体高精度定位方法.首先基于海面物体零高程假设,建立了基于测距交会的海面物体高精度定位模型,利用主动雷达的高精度测距信息解算出海面物体的位置,然后根据定位模型推导出精度表达式,并对定位精度及其影响因素进行了仿真分析,结果显示,利用测距交会定位方法可以显著提升目标定位精度,且对精度影响最大的是主动雷达的测距误差,其次是平台位置误差,影响最小的是海浪高度误差.     

基于雷达测距的工作面进尺在线监测系统

传统的静态人工测量技术获取的工作面进尺非连续、时效性差,无法满足在线实时预警的要求,针对该问题,设计了基于雷达测距的工作面进尺在线监测系统。该系统采用应答式和反射式雷达测距传感器组合布置工艺,克服了反射式测距雷达测量距离小的不足,解决了应答式测距雷达安装维护困难、难以实时测距的问题。分析了雷达测距原理,并开发了由反射式和应答式雷达测距传感器构成的矿用本质安全型雷达测距传感器。测试结果表明,该系统能够稳定、可靠地实现工作面进尺在线监测、实时采集与分析,当测量距离小于200m时,最大绝对误差为0.24m,测量距离和精度能够满足瓦斯灾害预警的要求。     

一种新型高旋弹体滚转角测量系统

利用常规方法直接测量高速旋转弹体的滚转角测量精度较低,针对该问题,提出了一种基于微惯性测量组合(MIMU)与光电编码器综合测试的弹体滚转角测量系统.通过MIMU实时测量半捷联惯性测量平台内筒的姿态信息,利用光电编码器测量半捷联惯性测量平台内筒与弹体之间的相对转角,采用FPGA作为主控芯片来实现弹载环境下光电编码器输出脉冲的抗抖动干扰设计,结合MIMU数据,实现了弹体滚转角的准确测量.经试验验证,该系统能够完整有效地记录弹体滚转角信息,测量精度稳定在3°以内.     

基于FPGA的电子编码器解码系统设计

借助于电子编码器优良的性能和FPGA可并行处理数据的能力,通过对CORDIC解码算法的研究,设计了一个基于FPGA硬件平台的解码系统.该电子编码器解码系统的硬件组成和软件实现能较好地完成信号转换和数据运算,且具有较高的精度、分辨率和响应速度,能满足大部分伺服系统的控制要求.     

基于Chirp-Z变换的LFMCW系统测距算法仿真研究

首先介绍了用Chirp-Z变换提高液位测量精度的算法原理,然后仿真出了线性调频连续波雷达(LFMCW)在快速傅里叶变换(FFT)、线性调频Z变换(CZT)在理想回波条件下的测距精度;同时分析并比较了两种测距方法对测距精度造成的影响。理论计算和数字仿真结果表明,此算法可显著提高计算效率和液面雷达的测距精度。     

超声波测距系统的设计

该系统是基于单片机的超声波测距系统,由STC89C52RC型SCM、按键模块、警报模块、超声波收发模块、显示模块及环境温度采集模块电路组成.采用计数脉冲的方法测出超声波自发射至接收的往返时间,进而计算出测量距离,同时在数据处理中采用了温度补偿以提高测距精度.此系统适用智能避障、倒车雷达、测量井深、测量水库水位和高精度测距等.     

Analysis of FPGA Implementation for AgileDARN Radar Digital System

AgileDARN radar system is a kind of sensitive ground coherent high frequency radar system based on all digital phased array technology,which can realize the detection of Middle and high latitude ionosphere.In this paper,The digital signal processing of radar system is studied detailed.The mechanism of digital signal processing of radar system have been designed and analyzed.The FPGA is used to implement the signal transceiver,Amplitude\|phase correction,Digital beam forming and digital filter for radar system,So the system can realizes flexible scanning of the direction map and improves the Echo orientation precision.The feasibility and effectiveness of the FPGA design is verified through the simulation experiments.     

D-S证据理论在探地雷达目标识别中的应用

为解决探地雷达的目标识别问题,提出了一种基于雷达扫描数据、实地探测情况、历史信息和已有水文地质信息,并利用D-S证据理论这一具有解决多数据源不确定信息推理和融合特点的理论对目标进行综合识别的方法.实现了探地雷达目标在不确定条件下获得较高可信度的识别.试验结果验证了该理论在探地雷达目标识别上的有效性和可行性.     

基于DTW 距离的探地雷达数据可视化

提出一种基于动态时间弯曲算法距离度量的探地雷达数据可视化方法,利用动态 时间弯曲算法在时间轴方向上伸缩的优越性,结合可指定类数的聚类算法对探地雷达数据进行 聚类和可视化分析。可用于实测的探地雷达数据集,实验结果表明,相对于传统的聚类算法, 本文算法能得到更好的聚类结果。     

基于PCI总线的FPGA+双DSP结构信号处理系统

根据软件无线电的设计思想,以高频地波雷达为开发背景,研究了一种基于PCI总线的FPGA＋双DSP结构信号处理系统,以一片FPGAXC3S400、两片ADSP21065L和一片PCI9054为主要芯片,构成了一个通用标准化硬件平台,并详细介绍了该系统的软硬件设计方案及实现方法;该系统充分发挥了不同处理器的优点并能满足灵活加载程序、对信号进行实时处理的要求,具有运算能力强、接口方便、可扩展性等特点;实验证明,该系统各部分均能正常工作,在实际中能够得到很好的运用。     

基于UVM的远程控制FPGA一体化闭环仿真验证平台

远程控制FPGA是卫星执行地面指令和转发地面数据的核心部分,必须对其进行全面验证,避免存在设计隐患。本文以远程控制FPGA为被测件,使用目前最先进性的通用验证方法学UVM建立了一体化闭环仿真验证平台。该验证平台具有带约束收敛的测试向量随机生成和自动检查输出结果正确性功能,实现了功能覆盖率检测,能有效提高远程控制FPGA验证的效率和质量,较好的满足了验证需求。     

雷达数字脉压在FPGA上的研究与实现

采用FPGA技术实现雷达数字脉压,克服了DSP处理速度有限、实时性差的问题。本文以自行研制的雷达信号处理PCI卡为平台,详细介绍了数字脉压在FPGA芯片上实现的原理和过程,对脉压中的匹配滤波器进行了优化设计,解决了FP-GA资源相对有限的问题。最后说明了利用FPGA进行数字脉压的优势,为雷达数字脉压的工程实现提出了一条新思路。     

克希霍夫积分偏移在探地雷达中的应用及实现

详细分析和论述了克希霍夫积分偏移原理及其在探地雷达成像中的应用,针对单目标和多目标做了仿真实验.实验结果证明:将克希霍夫积分偏移原理应用在探地雷达成像中具有精度和效率较高、算法简单等优势.     

车载探地雷达技术在地铁隧道检测中的应用

车载探地雷达技术在地铁隧道中的检测得到广泛应用,对保障地铁隧道的安全性和可靠性起到重要的作用。为了对地铁隧道缺陷进行精确检测,并提升检测的效率,构建基于Yolov5模型的车载探地雷达检测系统。首先采用零时校正、去直流、背景去除和图像增益方法对信号和图像进行去噪。然后基于Yolov5目标检测模型,引入SPP-Bottleneck模块进行改进,最后构建基于Yolov5模型的车载探地雷达检测系统。结果显示,改进后的Yolov5模型在置信度相同的条件下,相较于原始模型具有更高的F1值。在实例应用中,基于Yolov5模型的车载探地雷达检测系统F1、精确度、召回率平均值分别为0.884、0.873和0.895,该模型对于隧道中的缺陷检测具有有效性。Yolov5目标检测模型的检测时间为0.3s,相较于其他三种检测模型,效率分别提升了93.75%、84.2%和50.0%,更具有实际应用价值。此次研究解决了传统车载探地雷达技术存在的问题,对地铁的运营和维护具有重要的意义。     

基于 D-S 证据理论的地质雷达目标识别

D-S证据理论提供了一种解决多数据源不确定信息推理和融合的有效方法。为解决地质雷达目标识别信息的融合问题,采用D-S证据理论方法,先对目标进行雷达扫描,然后对可能的目标类型进行基本概率分配,最后利用D-S组合公式进行融合识别。试验结果验证了该理论在地质雷达目标识别上的有效性和可行性。     

FPGA+双 DSP结构的雷达信号采集处理系统设计

提出了一种基于PCI总线的采用FPGA 双DSP结构的雷达信号采集处理系统,FPGA芯片XCVIOOE负责控制采样并作为信号的预处理单元,双超级哈佛结构(SHARC)数字信号处理器ADSP21065L构成高速处理单元,PCI接口芯片PCI9054实现标准的32位PCI总线接口,构成了一个用于高频地波雷达信号采集处理的通用标准化硬件平台。该方案充分发挥了不同处理器件的优点,具有运算能力强、接口方便和编程灵活的特点。实验证明,系统能够满足高频地波雷达信号实时采集处理的要求。