基于多核DSP激光成像雷达数据处理系统

采用多核DSP设计了一个用于地面目标检测的激光雷达实时图像处理系统。在详细分析算法各模块资源消耗量的基础上,完成了硬件电路设计,实现了以主辅拓扑结构为框架的软件并行处理系统开发。在系统实现时,先将图像进行分区,并合理地将分区后的图像分配到四个DSP核中进行处理。最后,将并行系统进一步扩展到双核和六核,并与单核系统进行性能比较。对算法运算时间的测试结果表明,系统处理一帧图像仅需50 ms达到了实时性要求。结果表明,对于固定负载的处理系统,单纯地通过增加并行的核数来提高加速比的幅度是有限的。当增加并行的核数已不能明显地提高计算效率时,在系统设计中应着重减少每个核串行运算的负载量。     

基于一维距离像的抗箔条干扰算法研究

对箔条进行有效识别是对抗雷达箔条干扰特别是冲淡式干扰的关键。阐述了箔条干扰的原理,分析了舰船和箔条一维距离像的波形稳定性、距离像分布及相邻距离像相关性等差异,提取了距离像峰值点位置熵、距离像分散性以及相邻距离像相关系数三个目标特征,构造了BP神经网络识别器并完成了相应的参数设计以实现目标识别。利用真实数据进行了舰船和箔条的目标识别实验,结果表明该算法识别率高,收敛速度快,便于工程实现,具有较强的应用价值。     

USB2．0在DSP调试系统中的应用设计

为了实现DSP调试系统中数据和指令在DSP和主机之间的传输,利用EZ-USB FX2芯片,设计了一个满足DSP调试系统应用需求的数据传输系统。重点介绍了FX2芯片结构和Slave FIFO,并进一步给出了硬件电路、USB固件程序、驱动程序以及主机应用程序的设计方法。实践结果表明,该系统运行稳定可靠,具有较高的应用价值。     

基于Link口和USB的数据传输设计

为了满足多DSP软件调试系统中DSP和上位机之间的数据传输需求,以FPGA作为时序控制,采用Link口和USB2．0接口完成了数据传输设计。多个DSP之间以及DSP和FPGA之间采用Link连接,FPGA和上位机之间采用USB2．0连接。重点介绍了系统组成,完成了芯片选型、Link口和FX2芯片时序设计,并给出了固件程序、驱动程序和应用程序的设计方法。该系统工作稳定可靠,使用方便灵活,能很好地完成ADSP-TS101与上位机之间的数据通信。     

基于点云-模型匹配的激光雷达目标识别

为实现激光雷达自动目标识别,本文给出了一种基于点云模型匹配的方法。将点云进行三视投影,对投影点云进行二值化处理得到二值图像,采用Sobel算子和Hough变换提取点云轮廓边界及获得边界直线参数,然后以投影点云轮廓信息为约束提取包围矩形,完成目标姿态估计和几何特征提取。在此基础上以点云到CAD模型面元的欧氏距离最小为优化目标,采用单位四元数法计算点云与模型之间的刚体变换,通过迭代实现点云和候选目标CAD模型的匹配,并以归一化平均欧氏距离作为相似性度量完成目标识别。采用五种地面装甲目标在不同激光雷达视角下的点云进行目标识别实验,统计结果表明目标类别的正确识别率为100%,目标型号的正确识别率大于91%,因而本文方法具有较好的识别性能和较高的应用价值。     

基于Transformer的高光谱图像超分辨率重建

高光谱图像超分辨率重建旨在融合高分辨率多光谱图像与低分辨率高光谱图像以得到高分辨率高光谱图像.如何实现二者中空域信息和谱域信息的有效融合是高光谱图像超分辨率重建的关键.受高光谱图像的端元表示模型启发,本文在神经网络中显式地对端元进行建模,并利用其作为纽带实现空域信息和谱域信息的融合.具体来说,本文提出了一个基于Transformer的高光谱图像超分辨率重建网络,利用Transformer结构从低分辨率高光谱图像提取端元信息,并将端元信息融合到高分辨率多光谱图像中,进而完成高分辨率高光谱图像的重建.实验结果表明, Transformer结构的全局感受野增强了网络的长程建模能力,提高了端元提取精度,进而提升了超分辨率重建性能.与已有方法相比,本文所提方法在室内/遥感高光谱数据集上均取得了更优的性能.     

一种新的点云拼接算法

迭代最近点(ICP)算法广泛运用于三维点云数据的多视拼接,其精度和迭代收敛性严重依赖于待拼接数据的初始拼接位置,这就决定ICP只能是一个性能优越的精确拼接算法。粗拼接算法旨在为ICP提供一个良好的初始拼接位置。基于信息论中熵的概念,分析了点云的空间分布规律与所处位置的关系,在此基础上提出了一种新的粗拼接算法—迭代最小空间分布熵法。实验表明,该算法有效可行,可以提供很好的初始拼接位置,在误差允许范围内,该算法可以直接实现点云拼接。     

基于投影分布熵的多视点三维点云场景拼接方法

多视点三维点云场景拼接是解决激光三维主动成像目标自遮挡或被遮挡情况下目标数据不完全问题的一种有效方法,它将直接影响到后续的目标检测与识别处理。通过点云投影分布熵对场景独立坐标系进行估计,由此计算待拼接场景之间的空间变换参数,最后通过退火最近点迭代(ICP)方法,实现多视点场景的精确拼接。仿真实验结果表明,此方法是一种有效可行的方法。     

采用投影轮廓特征的激光雷达快速目标识别

激光雷达可以获得目标的三维形状信息,已成为目标识别领域新的研究热点。针对传统匹配识别算法计算量大的问题,提出了一种快速的激光雷达目标识别方法。采用由粗到精的策略,提出了一种新的点云正交投影轮廓特征(PCF)实现模型的快速预选,在此基础上利用迭代最近点(ICP)算法将目标与模型点云精确匹配,并综合利用特征匹配和点云匹配信息构建相似性度量实现目标识别。采用25类地面装甲目标在96个不同视角下的点云数据进行实验,结果表明该算法的运算效率远优于逐一匹配法,且对目标姿态估计误差和目标遮挡具有很强的稳健性,具有较好的综合性能和应用推广价值。     

“三维视觉—语言”推理技术的前沿研究与最新趋势

三维视觉推理的核心思想是对点云场景中的视觉主体间的关系进行理解。非专业用户难以向计算机传达自己的意图,从而限制了该技术的普及与推广。为此,研究人员以自然语言作为语义背景和查询条件反映用户意图,进而与点云的信息进行交互以完成相应的任务。此种范式称做“三维视觉—语言”推理,在自动驾驶、机器人导航以及人机交互等众多领域广泛应用,已经成为计算机视觉领域中备受瞩目的研究方向。过去几年间,“三维视觉—语言”推理技术迅猛发展,呈现出百花齐放的趋势,但是目前依然缺乏对最新研究进展的全面总结。本文聚焦于两类最具代表性的研究工作,锚框预测和内容生成类的“三维视觉—语言”推理技术,系统性概括领域内研究的最新进展。首先,本文总结了“三维视觉—语言”推理的问题定义和现存挑战,同时概述了一些常见的骨干网络。其次,本文按照方法所关注的下游场景,对两类“三维视觉—语言”推理技术做了进一步细分,并深入探讨了各方法的优缺点。接下来,本文对比分析了各类方法在不同基准数据集上的性能。最后,本文展望了“三维视觉—语言”推理技术的未来发展前景,以期促进该领域的深入研究与广泛应用。