基于FPGA的高可靠反作用飞轮控制算法研究

反作用飞轮是卫星姿态控制系统的执行部件,提高小卫星飞轮系统的可靠性及控制精度具有重要的意义.提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高可靠反作用飞轮控制算法,首先介绍了反作用飞轮系统原理,分析得出FLASH型FPGA的高可靠性能,然后利用Verilog HDL语言编写浮点运算单元,并设计分段PI控制器.实验结果显示,速度响应从静止至6 000r/min耗时10s,超调量小于2r/min,稳态控制精度小于0.5r/min,验证了反作用飞轮系统设计的合理性,能够满足反作用飞轮的设计要求,进而可提高小卫星姿态控制精度.     

基于FPGA的数字下变频的研究与实现

数字下变频（DDC：Digital Downconvert）是软件无线电的核心技术之一．其基本功能是从输入的宽带高数据率的数字信号中提取所需的窄带信号，将其下变频为数字基带信号，并通过抽取和滤波等处理方式降低数据率，以保证后续信号处理器件能够正常的进行基带信号处理。     

基于FPGA边缘检测算法的研究

当前,基于计算机的图像边缘检测在各领域中占有重要环节,通过有效的边缘检测,可以大大简化后续图像处理过程对图像信息的分析工作。因此,基于FPGA的实时图像边缘检测的研究与设计已经倍受人们的关注。本文主要研究基于FPGA图像边缘检测的算法。     

基于FPGA与单片机联合的数字示波器设计

设计采用单片机与FPGA开发系统实现数字示波器.阐述示波器的实现原理及过程,利用AD783做取样保持电路,对被测信号进行实时采样并保持,将采样信号送入FPGA,进行实施采样和等效采样,实现对信号的完整取样并还原波形,再由单片机处理,最后实现LCD显示和键盘操作.对各功能模块、电路原理进行分析.实测表明系统实时采样频率和等效采样频率范围覆盖1KHz～100MHz,输入阻抗大于1MΩ.设计模块过程中进行最大限度的数字化,外围电路简单,极大地减少了被测信号的受干扰率.系统稳定性好、可靠度高,较好的实现了设计目的.     

基于FPGA的数字下变频器的设计

数字下变频系统为实现数字信号处理器件处理低速数据的性能,提供了降低数模转换器的数据流的速率的功效,是软件无线电接收机中关键的一部分,因此,高性能的数字下变频器是能够保证软件无线电系统的稳定性。本设计重点对数字下变频的各个模块的实现方法进行深入研究,在一块FPGA芯片上实现数字下变频系统。     

参考信号频率自动高速的数字相敏检波器算法的研究

本提出了一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波器算法。     

参考信号频率自调整的数字相敏检波器算法的研究

本文提出了一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波器算法。该算法首先提取计算机产生的参考信号与被测信号频率的差值，然后根据该差值调整参考信号的频率直到满足要求。本文还讨论了数字相敏检波器的幅频特性，仿真试验表明理论分析与实际结果是一致的。该算法可以用于同频参考信号不能获得时正弦信号的幅度和相位测量。     

测量低信噪比电压的数字相敏解调算法及性能分析

本文研究了低信噪比正弦电压幅值及相位测量用的数字相敏解调（ＤＰＳＤ）算法，给出了ＤＰＳＤ算法的主要参数（数据长度、取样频率、Ａ／Ｄ转换器位数）与低信噪比电压测量的性能指标（测量精度、频率分辨力、动态储备及最小可测电压）之间的关系。对纳伏电压的实际测量表明，理论分析与测量结果是一致的。本文研究结果可以用于数字式相敏解调程序的设计及应用     

一种新型的基于LQI的加权质心定位算法

提出一种基于链路质量指示(LQI)的测距技术与加权质心定位算法相结合的新型定位算法。经过数据分析比较,验证了LQI要比接收信号强度指示(RSSI)更稳定、抗干扰能力更强。采用高斯滤波模型对实验测量值进行处理,增加了数据的准确性。建立基于RSSI和LQI的对数拟合测距公式,利用质心定位算法进行仿真实验,结果表明:采用基于LQI测距的加权质心算法定位,其定位精度有了较大提高,达到了较为理想的定位效果。     

基于树型小波变换的图像检索算法分析

本文结合树型小波变换的基本原理和算法，分析了基于树型小波变换的图像检索过程及其优缺点，比较了树型小波变换和高斯滤波算法检索纹理图像的结果。经过研究得出：基于树型小波变换的图像检索算法在检索纹理较清晰图像时结果更精确，有着很大的应用优势和开发潜力。     

FPGA图像采集系统研究与设计

设计了一种基于FPGA与DDR2SDRAM的图像采集显示系统,该系统采用Xilinx公司Spartan-6系列的FPGA作为主控芯片,利用高带宽数据、大容量的DDR2SDRAM存储器实时地对CMOS数字图像传感器OV7670图像数据进行缓存,最后图像数据通过TFT LCD液晶显示屏实时显示出来.实验结果表明,设计并实现的图像采集系统不仅运行稳定,而且图像显示效果较好.     

基于光纤导入技术的太阳敏感器设计与研究

设计了一种基于光纤导入的太阳敏感器,其包括三个部分:光学头部、光电传感器和太阳偏移角度的算法.光学头部采用两对对称光纤和一根中心光纤,通过计算每对光纤导入光能的差分值,获得太阳与航天器自身坐标系统的相对角度关系.该光学结构兼顾了大、小视场,提高了太阳敏感器定位精度.采用光纤作为太阳光的导入器,将光能导入置于航天器内部的...     

基于SOPC的太阳敏感器信息处理系统

基于内嵌处理器软核MicroBlaze的FPGA,设计了一种太阳敏感器信息处理系统。采用MicroBlaze软核实现光斑质心提取和姿态换算,并通过其它逻辑资源实现图像传感器驱动、图像存储和接口通信等模块的时序控制,同时根据MicroBlaze软核的特点,提出了一种基于扫描方式的质心提取算法。结果表明,具有单精度浮点运算能力的MicroBlaze软核能够保证太阳敏感器质心提取和姿态计算的精度;基于扫描方式的质心提取算法流程简单,占用资源少;采用SOPC的太阳敏感器无需DSP或ARM等协处理器,减小了硬件设计复杂性,提高了系统的集成度和性能。     

基于FPGA的实时红外图像处理方法研究

文章在深入分析各种数字图像处理方法的基础上,采用了一种新的中值算法对传统红外图像处理方法进行了改进,有效地改善了数据的处理结果并明显地降低了系统逻辑资源的占用.此外,还通过FPGA板卡对本算法进行验证.实验结果表明,本系统设计的算法能够很好地完成大容量数据流的实时处理,达到了预期的设计目标.     

基于数字图像识别和光纤传感器的直流大电流在线校准装置

在电解冶金和电化学工业领域,大量霍尔直流超大电流传感器无预留校准接口.针对这一实际问题,设计了一种基于数字图像识别和光纤电流传感器的直流大电流在线校准装置.该在线校准装置以光纤电流传感器为标准,利用图像传感器实时采集霍尔电流传感器二次显示仪表的示数图像,对采集到的图像进行灰度化、中值滤波、二值化、闭运算、字符分割等预处...     

基于数字图像处理的印刷品图像清晰度检测算法研究

在图像纹理特征分析基础上,提出了基于数字图象处理的印刷品图像清晰度检测算法,并进行了探讨,给出了算法工作流程并建立了模型.最后通过实验对算法进行了初步验证.     

基于图像识别算法的图像传感器质量检测方法改善研究

针对图像传感器质量检测结果可信度低的问题，基于Laplacian算子图像识别技术，借助Matlab软件，建立图像识别模型，实现图像采集、图像边缘智能识别、图像特征信息智能提取与分析的功能。通过实验对比，证明改善后的检测方法能更准确地反映产品质量特性。     

基于NSCT和压缩感知的数字图像水印算法

目的依据压缩感知理论具有很好的计算保密性,提出一种基于NSCT和压缩感知的数字图像水印算法,以解决图像的鲁棒性、不可感知性及保密性之间矛盾。方法首先将水印图像分块压缩感知获得测量值,然后再将载体图像NSCT分解,对低频分量Fibonacci置乱后非重叠分块,对每块进行LU分解、奇异值分解,将每个分块的水印测量值按不同的嵌入强度对应嵌入载体奇异值矩阵中,经过一系列逆变换得到含水印图像。结果该算法在水印的嵌入和提取仿真实验结果中峰值信噪比大于40 d B,重建的水印图像与原图像相似度极高,且能抵抗剪切、高斯噪声、椒盐噪声、高斯低通滤波和JPEG压缩等类的攻击。结论该算法既具有很好的鲁棒性又兼有较强的不可见性,具有切实的可行性。     

基于四元数傅里叶变换的彩色图像数字水印算法

目的提高彩色图像数字水印的抗攻击性能,包括缩放、旋转、平移、噪声攻击等。方法基于坐标变换和四元数傅里叶变换提出一种彩色图像数字水印算法。介绍彩色图像四元数表示形式及其双侧傅里叶变换,并分析笛卡尔坐标和极对数坐标之间的变换关系。选择四元数傅里叶变换后实部的中低频部分作为嵌入区域;为提高算法的抗几何攻击能力,给出笛卡尔坐标系和对数极坐标系之间对应点的位置关系;详细论述水印嵌入和提取的流程。结果针对噪声、滤波、剪切等攻击进行了实验研究,结果表明所述算法可以提高提取信息的准确率和水印的抗攻击能力。结论该算法在保证水印隐蔽性的同时能够抵抗一定程度的攻击,满足版权保护和数字防伪的需要。