互联网、移动通信、星基导航是21世纪信息社会的三大支柱产业,而GPS系统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前,我国已经成为GPS的使用大国,卫星导航产业链也已基本形成。然而,我们对GPS核心技术的研究还不够深入,我国GPS产品的核心部分多数还是靠进口。 GPS接收机工作时,为了将本地信号和接收到的信号同步,要完成复杂的信号处理过程。其中,如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪是最重要的核心技术。很多研究者提出了多种解决方法,但这些方法多数都只停留在理论阶段,无法应用于GPS接收机系统进行实时处理。 本课题在分析了多种现有算法的基础上,研究设计了基于FPGA的GPS信号捕获与跟踪系统。在研究过程中,首先利用Nemerix公司的GPS芯片组设计制作了GPS接收机模块,它能正常稳定地工作,并可用作GPS基带信号处理的研究平台;该平台可实时地输出GPS数字中频信号;本课题在中频信号的基础上深入研究了GPS信号的捕获与跟踪技术。先详细分析比较了几种GPS信号捕获方法,给出了步进相关的捕获方案;接着分析了跟踪环路的特点,给出了锁频环和锁相环交替工作跟踪载波以及载波辅助伪码的跟踪方案,并最终实现了这些方案。 本课题设计的GPS信号捕获与跟踪处理系统是通过硬件和软件协同工作的方式实现的。硬件电路主要实现数据速率高、逻辑简单的相关器功能;而基于MicroBlaze软处理器的软件主要实现数据速率低、逻辑复杂的功能。本文给出了硬件电路的详细设计、仿真结果以及软件设计的详细流程。 本课题最终在FPGA上实现了GPS信号的捕获与跟踪功能,而且系统的性能良好。由此可以得出结论:本设计能够满足系统功能和性能的要求,可以直接用于实时GPS接收机系统的设计中,为自主设计GPS接收机奠定了基础。 本课题的研究得到了大连市信息产业局集成电路设计专项的资助,项目名称是“定位与通信集成功能的SOC设计”,研究成果将在2008年上半年投入试用。
上传时间: 2013-04-24
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随着嵌入式系统的发展、嵌入式应用的不断增长以及嵌入式系统复杂性不断提高,嵌入式软件的规模和复杂性也不断提高。在目前的嵌入式系统开发中间,软件开发占80%以上的工作量,嵌入式软件的质量和开发周期对产品的最终质量和上市时间起到决定性的影响。因此,为了保持产品竞争力,支持用户对嵌入式设备进行快速、高效的软件开发,嵌入式的开发人员迫切需要更加强大的调试技术和手段来为开发复杂的嵌入式应用提供帮助;同时,强有力的嵌入式软件开发工具也是基本的必备条件。 本文结合ARM公司RVDS集成开发环境中调试模块组成部分Event Viewer系统的开发,实现了对通过原始数据源采集到的CoreSight跟踪数据的完整实时解析,并最终在显示模块中将其包含的信息以可视化的形式直观地展现给用户,以供后续的程序性能分析和嵌入式软件系统调试。研究了与本课题相关的一些技术,包括CoreSight调试体系结构、嵌入式常见调试技术、Eclipse平台体系架构及其插件扩展点技术。在研究嵌入式集成开发环境国内外现状及其发展趋势的基础上,结合Event Viewer系统的整体需求,介绍了系统的总体设计及其功能模块划分,并给出了系统的第三方扩展设计。讨论了系统解析模块的设计与实现。在分析CoreSight跟踪数据解析流程的基础上,对系统中解析模块进行了详细设计,并完成了基于ITM数据流的解析实现。结合系统的功能需求和解析模块的设计,本文利用Eclipse插件扩展点机制,划分解析模块提供对外扩展,实现了系统向第三方产品提供商提供扩展接口的功能,第三方可以在此基础上提供自己的解析处理。利用Eclipse View扩展点和SWT/JFace技术,实现了对跟踪数据的前台展示,包括Text、Event、Analog三种类型;本文着重讨论了Analog展示部分的详细设计和实现,将解析后得到的Analog数据信息以实时曲线图的形式展现给客户,提供对Analog数据变化趋势的直观描述。
标签: ARMCoreSight 调试技术
上传时间: 2013-04-24
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基于手姿态的人机交互是以实现自然的人机交互为研究目标,可提高计算机的可操作性,同时使计算机能够完成更加复杂的任务。而基于ARM的嵌入式系统具有功耗低、体积小、集成度高等特点,嵌入式与具体应用有机地结合在一起,具有较长的生命周期,能够根据特定的需求对软硬件进行合理剪裁。结合嵌入式技术的手姿态跟踪设备能够实时的检测出人机交互系统中人手的位置与角度等数据,并将这些数据及时反馈给计算机虚拟系统来进行人机交互,提高跟踪设备的可靠性和空间跟踪精度。 通过对嵌入式开发过程以及对控制系统构成的分析,确定了手姿态信号输入方案及系统的软硬件总体设计方案。通过对目前流行的众多嵌入式处理器的研究、分析、比较选择了S3C2440处理器作为系统开发硬件核心,详细介绍了S3C2440的相关模块的设计,包括存储单元模块、通信接口模块、JATG接口电路。同时设计了系统的外围电路像系统时钟电路、电源电路、系统复位电路。 选择更适合于ARM开发的Linux系统作为软件开发平台。实现了Linux系统向开发板的移植、Bootloader的启动与编译、设备驱动程序的开发;根据手姿态信号输入方案系统采用分模块、分层次的方法设计了系统的应用程序——串口通信程序及手姿态识别子程序。通过分析常用的手姿态识别算法,系统采用基于神经网络的动态时间规整与模板匹配相结合的动态手姿态识别算法。并依据相应的软硬件测试方法对系统进行了分模块调试及系统的集成。
上传时间: 2013-07-11
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增强现实是一种将虚拟世界和真实环境相结合的技术。它将计算机绘制的虚拟模型叠加到使用者所看到的真实世界景象中,使用户可以从虚拟模型中获得额外的信息,增强了对现实的感知。涉及到的技术有图像处理、位置跟踪、三维注册等。增强现实技术广泛应用于装配维修、医疗研究、军事领域和商业应用。 第一部分,增强现实技术介绍。该部分首先阐述了增强现实的定义,接着介绍了该项技术的国内外发展状况,以及在工业领域、医疗领域、建筑领域等的应用,最后分析了目前AR系统的缺点和不足,得出了在嵌入式增强现实研究具有重要意义。 第二部分,嵌入式硬件环境的设计。硬件电路由以下几部分构成:USB控制器用于连接USB摄像头设备,液晶显示驱动用于控制显示屏输出,外围电路主要有内存电路、Flash电路、时钟电路和RS-232电路等。 第三部分,嵌入式软件方案的设计。首先,选用U-boot1.2.0作为Bootloder,特点是U-boot的网络功能较强,支持平台较多。其次,移植Linux2.6.22内核作为系统核心,该版本内核具有实时性强等特点。再次,用busybox1.9.1构建基础命令环境,并将转为NandFlash设计的YAFFS文件系统安装到开发板上。最后,在以上的软件环境基础上,开发了基于OV511芯片的USB设备驱动和FrameBuffer显示驱动程序。 第四部分,开源视觉处理库OpenCV的移植。该部分介绍了OpenCV的特性,常用的数据结构,在嵌入式Linux下的编译选项配置,库依赖文件安装,底层文件修改,以及如何编译、安装OpenCV。 第五部分,基于OpenCV的摄像头标定程序。该摄像头标定程序是基于张氏标定算法的开发,本文首先阐述了摄像头标定算法的核心内容,以及对应的OpenCV实现方案,然后给出了摄像头标定程序在平台运行的细节和结果。
上传时间: 2013-07-06
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视频目标识别与跟踪技术是当今世界重要的研究课题,它涉及图像处理、自动控制、计算机应用等学科,该文主要论述该项目的具体实现及相关理论分析,重点在于该系统的硬件模块实现及分析.该系统的硬件模块是典型的高速数字电路,这也是当今世界电路设计的一大热点.同时,该系统的硬件模块不同于传统的模拟、数字电路.严格的说它是基于可编程芯片的系统(System On Programmable Chip).它与传统电路的最大不同在于,硬件模块本身不具备任何功能,但该硬件模块可以与相应的软件结合(此处,我们将FPGA中的可编程指令也广义的归入软件范畴),实现相应的功能.换言之,该硬件模块通过换用其他软件,可以实现其他功能.所以从这个意义上讲,我们也可以将其称为基于可编程芯片的通用平台系统(General System On Programmable Chip).此外,该文还对该系统进行了尝试性的层状结构描述,这种描述同样适用于其它IT目的或电子系统.
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机技术的发展,机器视觉在工农业生产和国防等领域已得到成功的应用,利用机器视觉进行检测更是其典型应用。根据运行环境的不同,机器视觉系统可分为PC-BASED系统和PLC-BASED系统。由于这两种系统成本都相对较高、软硬件系统相对复杂、体积相对较大,因此,在应用中受到一定的限制。嵌入式系统是当前发展迅速的热门技术,具有体积小、价格低、开发环境简单、运用灵活、现场运行可靠等优点。因此,将机器视觉技术建立在嵌入式系统平台上不仅是机器视觉的发展趋势,同时也实现了两者的优势互补。 在现代工程领域,常常需要检测各种振动。相对传统方法而言,视觉测振技术具有明显优点。本文主要研究了在ARM平台上利用机器视觉技术进行振动检测的相关技术及方法。 根据嵌入式机器视觉系统的特点,本文分析了摄像系统标定的方法,建立空间物体的实际位置与图像上点的对应关系,并改进数据处理的方法,提高标定的精度。分析了目前常用的图像处理方法,根据系统平台实际工作能力,设计了有针对性的处理算法,提高图像处理的效率;为了方便对被测对象的识别和跟踪,采用基于颜色阈值的分割技术,从而有效地降低了对系统测量环境、光照条件等的要求,提高了系统的适应性。 本文以二维振动物体为被测对象,利用机器视觉技术,对低频小振幅的二维振动进行了检测,并对振动信号进行分析。实验证明利用视觉技术检测振动的可行性和可靠性。
上传时间: 2013-04-24
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随着电子技术的快速发展,计算机的性能得到了极大的提高,使得利用计算机实现人类的视觉功能成为目前计算机领域中最热门的课题之一。基于视频的目标检测与跟踪技术是计算机视觉领域中最主要的研究方向之一,它是智能监控、人机交互、移动机器人视觉导航、工业机器人手眼系统等应用的基础和关键技术。在科学研究和工程应用上都有十分诱人的前景。 论文提出了以FPGA为核心的思想,设计出一套应用于背景静止视频序列的动态目标检测与跟踪系统。通过位置固定的摄像头监控某一区域,分析摄像头采集到的动态视频序列,计算出目标的运动参数。与传统的基于PC机的视频动态目标跟踪系统相比,适应了目标跟踪系统对图像处理速度的实时性与数据带宽越来越高的要求,同时成本较低、设计更灵活,而且硬件重构性好、处理速度快、系统易于升级。 论文的主要工作包括:构建目运动标跟踪系统软件平台和硬件平台。应用MATLAB对目标检测算法进行仿真分析比较。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各种EDA软件工具对系统中各个层次的模块进行时序设计、代码编写、仿真验证等。最后使用QuartusⅡ将整个系统工程文件综合、布局布线。在察看时序报告无误后,将系统配置文件下载至FPGA开发板中。 实现结果表明:所设计的系统能很好地工作在FPGA中,实现了设计要求,为视觉智能监控打下基础。
上传时间: 2013-08-05
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开发了一个基于闪存平台的嵌入式文件系统。为保证闪存扇区的平均使用率和均衡擦写次数,引入了损坏管理策略,在这种策略中采用了动态存储空间管理模式和先入先出(FIFO)策略。所采用的冗余设计、快速计算和跟踪策略还可以延长核心扇区使用寿命,保证系统启动可靠的服务。
上传时间: 2014-12-30
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文中介绍了机载雷达对地杂波进行跟踪并补偿的方法,用试验雷达录取了真实的地杂波数据,并对数据进行仿真分析,证明了以上处理办法较好地实现了对地杂波的抑制,有效地提高了雷达探测目标的能力。
上传时间: 2013-12-24
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通过深入研究国内外视频图像运动目标的跟踪技术现状,基于目前对视频图像中运动物体进行检测与跟踪设备的便携性差、耗电量高等缺点,本系统利用ARM11平台搭载Linux系统实现相关应用的方法,完成了一套较完整的小型化检测系统的设计。本系统通过对实验室中走动的人进行视频检测跟踪试验,最终得出本系统可以对通过USBCAM采集的视频信号进行实时的数据处理,视频分辨率为240×320。包括检测出运动物体,标记出运动物体的图形中点,并对其进行轨迹的标注等。
上传时间: 2013-10-23
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