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FPGA的机器人<b>视觉系统</b>

  • 基于FPGA的数字视频监控系统的研究

    随着社会、科技、经济的不断发展,视频监控技术因其具有直观、方便、信息内容丰富等特点以及广阔的应用范围,一直受到业界的广泛关注。而随着光纤通信技术的迅速发展,利用光纤通信技术实现视频监控系统的设计已成为视频监控技术发展的一个潮流。    本课题探究的数字视频监控系统支持八路视频信号和反向数据信号的实时传输,系统主要分为视频发送端和视频接收端两部分。系统视频发送端主要包括视频处理模块、反向数据处理模块、FPGA主控处理模块、光收发一体模块,其中FPGA主控处理模块实现的主要功能是系统视频信号传输中视频一次复接处理以及反向数据传输中数据接收和线路解码处理等。系统视频接收端与视频发送端的结构是对应的,主要功能模块同样包括视频处理模块、反向数据处理模块、FPGA主控处理模块、光收发一体模块,其中FPGA主控处理模块实现的主要功能是系统视频信号传输中视频二次分接处理以及反向数据传输中数据线路编码和发送处理等。    本论文的研究重点是八路视频信号传输中数字复分接的设计和反向数据信号传输中线路码的编解码设计。论文首先对课题研究的数字视频监控系统的总体设计进行了详细的介绍,给出了各个功能模块电路的具体实现设计方案;其次认真分析了视频监控系统八路视频信号传输中数字复分接的基本原理和实现方式,讨论了系统视频信号传输中数字复分接的设计思想及实现方案,给出了视频信号复分接的程序设计与仿真验证;最后详细阐述了视频监控系统反向数据信号传输中线路码的选择及实现方式,结合数据光纤传输的性能特点,选用CMI码作为反向数据传输的线路码型,讨论了系统反向数据信号传输中CMI编解码的设计思路及实现方案,给出了数据信号CMI编解码的程序设计与仿真验证。    论文的关键部分主要是FPGA主控处理模块的程序设计,利用VHDL硬件描述语言完成视频数字复分接和反向数据CMI编解码的程序设计,并在QuanusII软件开发平台下完成了系统的程序设计与仿真验证。

    标签: FPGA 数字视频 监控系统

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:fudong911

  • 基于FPGA的有源滤波器系统硬件设计

    由于各种非线性电力电子装置的和功率开关器件的广泛应用产生了谐波。随着对电能质量要求的不断提高,各种治理谐波的电力电子装置就产生了。谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源电力滤波器技术。传统的方法采用LC 无源滤波器,与无源滤波器相比有源电力滤波器具有很大的优越性,因此越来越多的应用到治理谐波污染中。随着以DSP 和FPGA 的高速发展,以全数字化控制技术实现的有源电力滤波器必将更多的应用到谐波装置中去。本文深入分析了谐波治理的研究背景意义和有源滤波器的研究现状和发展趋势。介绍了有源滤波器的基本的工作原理;分类;谐波的检测方法和控制策略,在各个方法的比较上选用基于瞬时无功功率理论的谐波检测法对谐波电流进行了检测。并提出了一种基于 DSP 及FPGA 控制的有源电力滤波器的设计方案,重点研究了三相并联型有源滤波器的控制系统及硬件设计。本文还对系统的功率器件进行了分析并选用IGBT 作为其开关器件。设计了IGBT 驱动及保护电路,利用理论分析和仿真结果设定了系统直流侧电容和输出电感的参数。对整个系统进行了Simulink 仿真实验,选用DSP 和和FPGA 作为核心处理芯片,DSP 用来采集数据并检测谐波,FPGA 用来实现PWM 脉冲的输出。设计并调试出非线性负载,传感器采集,电流电压调理电路,主电路,过零检测电路,IGBT 的驱动及吸收缓冲电路。并在此基础上搭建出了试验平台。给出了DSP 及FPGA 的软件设计思想和流程。

    标签: FPGA 有源滤波器 硬件设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:youth25

  • 基于FPGA的CCD探测系统

    随着图像采集系统的广泛应用,人们对CCD探测系统的要求日益提高。传统的CCD探测系统由于结构复杂,造价较高,己不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于单片FPGA的小型化与经济化的CCD探测系统,能够满足空间光强的测量并实现光信号的识别和处理。    本文研究了CCD探测系统的基本结构。设计了基于单片FPGA的CCD探测系统的硬件电路原理图,完成了硬件电路板制作与调试。系统FPGA选用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240,电路板采用双层板设计,实现了CCD探测系统的小型化与经济化的目标。利用FPGA器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计、实现了单采样与相关双采样的控制程序设计,利用FPGA的数字信号处理功能实现了相关双采样的信号处理。基于FPGA的可编程特性,在不改变外部电路的基础上,通过程序的改变,对CCD驱动频率、模数转换器采样时刻的选择进行方便调节。系统与上位机的数据传输接口采用了网络传输方案,充分发挥了网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享等优势,系统采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器系统,通过对其应用软件的开发,实现了系统与上位机之间数据的可靠性传输。

    标签: FPGA CCD 探测系统

    上传时间: 2013-08-06

    上传用户:hainan_256

  • 基于FPGA的航电数据处理及传输系统

    本文结合目前国内外航电数据处理系统的发展概况,设计了一款集数据采集、处理、控制及传输于一体的航电处理系统。文章首先深入研究了自适应滤波器原理,分析了LMS算法性能,着重从影响算法性能的因素入手,通过分析仿真,改进算法,提升了算法性能,给出仿真结果分析,并设计应用于系统之中;其次介绍了ARINC-429航空总线和RS-422串行总线的信息标准和传输格式。在此基础上,设计了基于FPGA的解决航电系统数据采集、滤波处理、控制传输和复杂非线性运算的一体化实现方案。选用XILINX公司的FPGA,实现了航电数据采集、传输和控制,集成了ARlNC-429和RS-422两种通信接口,实现了总线冗余,并实现了数据滤波和相应的算法处理。最后,在实验室环境下,对每个模块分别进行了软硬件测试。

    标签: FPGA 数据处理 传输系统

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:R50974

  • 基于FPGA的永磁电机控制系统

    随着经济的发展,科学技术的进步,永磁电机的研发和控制技术都有了快速的发展。永磁电机的发展也带来了永磁电机控制器的发展,电机控制器已经由传统的模拟元件控制器,逐渐转向数模混合控制器、全数字控制器。基于现场可编程门阵列(FPGA——Field Programmable Gate Array)的新一代数字电机控制技术得到越来越多的关注。现在的FPGA不仅实现了软件需求和硬件设计的完美集合,还实现了高速与灵活性的完美结合,使其已超越了ASIC器件的性能和规模。在工业控制领域,FPGA虽然起步较晚,但是发展势头迅猛。    本文在介绍了传统无刷直流电机控制技术的基础上,分析了采用FPGA实现电机控制的优点。详细介绍了使用硬件编程语言,在FPGA中编程实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的各个关键环节,如:PI调节器、数字PWM等等。在实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的同时,将速度检测环节采用FPGA实现,减小了系统硬件开销。在实现单台永磁无刷直流电机速度闭环控制的基础上,本文在一片FPGA芯片上实现了多台永磁无刷直流电机的速度闭环独立控制系统。介绍了采用FPGA进行多台电机控制具有独特的优势,这些优势使得FPGA在实现多台电机控制时非常方便,具有单片机(MCU)和数字信号处理器(DSP)无法比拟的优点。文中对基于FPGA的单台和多台永磁无刷直流电机控制系统分别进行了实验验证。    FPGA编程灵活,设计方便,本文在FPGA中实现了各种不同的PWM调制方式。从电路方面详细分析了采用不同的PWM调制,换相时无刷直流电机母线的反向电流问题。借助FPGA平台,对各种PWM调制方式进行了实验,对理论分析进行了验证。    另外,本文介绍了目前非常流行的一种FPGA图形化设计方法,即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA设计。这种设计方法具有图形化、模块化的优点,大大方便了用户的FPGA开发设计。在XSG中建立的仿真系统,区别于传统的Simulink仿真,可以直接生成相应的硬件编程语言代码下载到FPGA中运行。本文借助XSG软件设计在XSG/Simulink中实现了永磁同步电机矢量控制系统的混合建模算法,并进行了仿真。

    标签: FPGA 永磁电机 控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:wangyi39

  • 基于FPGA的动力电池管理系统研究与开发

    构建了基于单片机芯片MC9S12DG128与FPGA的电池管理系统,实现了数据监测、电池均衡、安全管理、荷电状态(SOC)估计、局域网(CAN)通信等功能。详细介绍了使用该系统模块的电池包的分布式结构特点,电池管理模块的CAN总线接口及硬件和软件功能设计。

    标签: FPGA 动力电池 管理系统

    上传时间: 2013-11-07

    上传用户:冇尾飞铊

  • 基于DSP的嵌入式通用主动视觉系统

    根据通用主动视觉系统的设计要求,提出了基于DSP的嵌入式主动视觉系统的设计方案,并完成系统的软硬件设计。最终实现的系统具有俯仰和摇摆2个自由度、支持双CCD视觉传感器和双倾角传感器。该系统的硬件分别采用TMS320C6711和TMS320F2812实现了视频处理、运动控制、传感器信息采集及系统与PC机之间的通讯。实验结果表明该系统具有计算和接口资源丰富、操作灵活等特点,达到设计要求。

    标签: DSP 嵌入式 视觉系统

    上传时间: 2013-11-23

    上传用户:brain kung

  • 基于FPGA的石油测井控制系统

    针对石油测井仪器须将地下传感器发送的不同数量级信号进行识别并恢复原始数值,从而方便地面分析地下情况,本文介绍了一种基于FPGA和DSP的石油测井控制系统的软硬件设计与实现的新方法,采用FPGA芯片EP1C6T144C8进行主要时序控制,DSP做算法运算,不依靠GPIO而用数据总线来控制放大模式位。调试以及现场试验结果表明,该系统能够准确的实现对整支测井仪器的控制,并且恢复原始数据。

    标签: FPGA 石油 测井 控制系统

    上传时间: 2015-01-01

    上传用户:jasonheung

  • 基于FPGA的光纤光栅解调系统的研究

     波长信号的解调是实现光纤光栅传感网络的关键,基于现有的光纤光栅传感器解调方法,提出一种基于FPGA的双匹配光纤光栅解调方法,此系统是一种高速率、高精度、低成本的解调系统,并且通过引入双匹配光栅有效地克服了双值问题同时扩大了检测范围。分析了光纤光栅的测温原理并给出了该方案软硬件设计,综合考虑系统的解调精度和FPGA的处理速度给出了基于拉格朗日的曲线拟合算法。 Abstract:  Sensor is one of the most important application of the fiber grating. Wavelength signal demodulating is the key techniques to carry out fiber grating sensing network, based on several existing methods of fiber grating sensor demodulation inadequate, a two-match fiber grating demodulation method was presented. This system is a high-speed, high precision, low-cost demodulation system. And by introducing a two-match grating effectively overcomes the problem of double value while expands the scope of testing. This paper analyzes the principle of fiber Bragg grating temperature and gives the software and hardware design of the program. Considering the system of demodulation accuracy and processing speed of FPGA,this paper gives the curve fitting algorithm based on Lagrange.

    标签: FPGA 光纤光栅 解调系统

    上传时间: 2013-10-10

    上传用户:zxc23456789

  • 基于FPGA 的低成本长距离高速传输系统的设计与实现

    为解决目前高速信号处理中的数据传输速度瓶颈以及传输距离的问题,设计并实现了一种基于FPGA 的高速数据传输系统,本系统借助Altera Cyclone III FPGA 的LVDS I/O 通道产生LVDS 信号,稳定地完成了数据的高速、远距离传输。系统所需的8B/10B 编解码、数据时钟恢复(CDR)、串/并行转换电路、误码率计算模块均在FPGA 内利用VHDL 语言设计实现,大大降低了系统互联的复杂度和成本,提高了系统集成度和稳定性。

    标签: FPGA 高速传输

    上传时间: 2013-11-25

    上传用户:爺的气质