基于结构相似度和鲁棒主成分分析的运动目标检测

运动目标传统检测方法只考虑图像的亮度或纹理等某一种特性,受特异值影响较大,对噪声比较敏感,鲁棒性也不够好,而且背景恢复精度不高。针对以上局限性,提出一种融合结构相似度(structural similarity,SSIM)全参考模型和鲁棒主成分分析(robust principal component analysis,RPCA)的运动目标检测方法。此方法综合考虑图像的亮度、对比度和结构三种特性,不采用传统的背景减除法,而是把图像像素点的结构相似度作为度量来实现运动对象与背景的分离。实验结果表明,此方法准确率可达0.95,且F度量较传统运动目标检测算法平均提升0.15,总体上比传统方法更具优势。

基于平面电容传感器阵列的动态手势识别技术

针对人机交互中对于动态手势识别技术的需求,设计了一种新的平面电容传感阵列对动态手势进行检测。通过COMSOL Multiphysics对传感器阵列结构进行仿真设计,采用卡尔曼滤波算法对手部运动坐标数据进行滤波,并借鉴基于视觉的手势识别中的隐马尔可夫模型(HMM)方法对手部运动轨迹进行识别。该系统对动态手势图形的平均识别率高达95%,可用于简单的人机交互。

基于C8051F040的CAN总线技术的多节点通信网络设计

随着现在测控领域内要求得到的数据越来越多,总线上的各种传感器越来越多,对总线和各节点之间的通信的要求也越来越高,要求现场总线能对多节点的传感器进行实时的、灵活的、可靠的通信。为了满足这个要求,文中提出了一种基于C8051F040的CAN总线技术的多点通信网络,利用C8051F040内部的CAN控制器作为协议控制器,利用TJA1040作为物理层驱动器,用双绞线作为通信介质实现多点通信,同时通过USB-CAN转换模块和上位机软件实现PC机对数据的读取。文中详细介绍了多传感器节点通信网络的硬件电路和相关软件的具体实现方式。

基于侧向菲涅尔透镜耦合的光纤漏水传感器设计

针对现有准分布式液漏监测光纤传感器光源耦合效率低、传导进光纤模式少等问题,设计了一种侧向耦合的光纤漏水传感器,其由菲涅尔透镜及光纤传感带构成。通过Zemax软件进行仿真分析,设计并加工特定菲涅尔透镜,使光纤传感器中所用光源能更好地汇聚。通过实验对比有无透镜时LED的耦合功率,结果表明有透镜的情况下光耦合进光纤的功率可提高40%且其他传感性能不受影响,所设计的菲涅尔透镜能够对光源进行高效率的耦合,在传感带长度相同时可有效提高分辨率。

基于FPGA的火箭参数实时监测系统设计

传统的箭载存储测试系统要在火箭发射完成,并对测试设备回收后才能获取试验数据,而在火箭临发射前无法知道各项被测参数是否正常。在箭载存储测试系统的基础上,设计了临射前火箭参数实时监测的功能。在进行系统工作模式设计的同时,提出了通过设置监控命令数值来提高系统抗干扰能力的方法。详细阐述了信号的采集、编帧及实时监测数据的传送过程。此系统能够弥补无线遥测及传统箭载存储测试系统的不足。

基于USB的箭载数字量变换器测试仪设计

为配合箭上某型号数字量变换器进行全面的性能测试,通过对数字量变换器性能指标以及各状态信号的分析,提出了基于USB接口的高速数字量变换器测试仪的设计方案;详细说明了系统各功能模块的实现方法,并对系统进行了实际的分析和测试;与以往测试仪器性能相比,该设计从硬件、软件及其工作模式方面都做了一些优化,明显提高了测试的精度;系统整体采用模块化设计方法,完成幅值8-10V的计算机字信号以及幅值28V的指令信号的传输,具有很强的通用性和可扩展性;在实际应用中,该测试仪设计可行,能全面检测数字量变换器的性能。

基于冗余CAN总线的实时通信系统设计

针对航天现场工业环境对通信系统的可靠性有较高的要求,该文提出了基于冗余CAN总线的实时通信系统设计方法,该方法为系统的CAN网络主节点进行节点冗余设计,同时对CAN网络中的每个节点进行总线冗余设计。当主节点出现故障时系统切换到备份主节点工作,当总线出现故障时系统切换到备份总线上工作。该系统制定了统一的通信协议,系统主控模块FPGA对整个CAN网络中的节点进行实时监控,有效提高了系统数据传输的可靠性。

基于USB和FPGA的多功能等效器设计

针对航天遥测设备在研制和地面模拟测试中需要有设备模拟遥测外系统的各种控制和测量参数,设计并实现了一种以FPGA、USB、高速DAC、DS26C31、高速光耦AQY210为核心,结构简单、控制灵活、信号质量高的多功能等效器。该等效器实现了上位机与等效器主控模块FPGA的通信接口使用了FT245RL;多路不同参数的直流信号;正弦信号;基于AQY210的时间指令脉冲信号;应用DS26C31实现了特定帧结构的异步串行通信数据。

基于CAN总线的传感器网络设计

针对无线传感器网络存在着传输距离短、抗干扰性差等缺点,设计并实现了一种基于CAN总线的传感器网络;整个网络采用总线式拓扑结构,利用C8051F040内部集成的CAN模块和CAN收发器TJA1040实现网络中各节点与总线的通信,使用USB-UART桥接芯片CP2101实现上位机与监测总站之间的通信;试验中通过点名操作和控制帧同步,系统自动识别了各节点在系统的定位及节点的数目,并成功读取4个节点的传感器采集到的数据,满足实际工作需要。

基于高精度运算放大器的隧道式硅微加速度计信号处理电路

介绍了一种由高精度运算放大器及精密仪表放大器构成的隧道式硅微加速度计信号处理电路,通过分析信号处理电路的构成、信号输出的有效成分、放大器的性能指标及典型用法,得出高精度运算放大器OPA128LM使用在隧道电流的I-V转换部分所具有的独特优势。后级反馈放大电路采用精密仪表放大器AD620BR构成两级放大,其各项参数极大提高了信号读出电路的精密性。实验结果表明:基于以上方法的设计对信号处理电路的精度、灵敏度及线性度等性能有明显的改善。

一种遥测数据采编器设计

针对某模型弹遥测系统数据的采集,提出了一种数据采编器的设计;该设计以FPGA为控制芯片,实现了2路RS422总线数字信号与48路模拟信号的采集,将采集的信号通过数据帧格式的形式进行编帧存储到存储器,并通过USB接口实现了与上位机的数据通信,将存储器中的数据上传给上位机,最后运用Visual Basic6.0编写的应用软件对上传的数据进行处理;实验表明,该设计采集精度高,功耗低,具有很好的可靠性和灵活性。

一种基于STM32的具有断电保护机制的采集存储系统设计

提出了一种以STM32微处理器为控制核心,ADS8365作为采集芯片,NAND Flash K9K8G08U0M作为存储芯片的采集存储系统。该系统在"点火"信号下被唤醒并开始工作,具有很低的功耗,同时增加断电保护机制,保证该系统在外部系统供电失效的情况下仍能够正常工作。重点介绍了STM32与ADS8365的硬件电路设计、断电保护电路设计和STM32的FSMC操作Flash的软件设计。测试表明,该系统可靠稳定,能够在恶劣飞行条件下工作,满足任务要求。

基于FPGA和AD768的精密程控直流信号源设计

在航空航天电子测试中,直流信号源精度对测试结果具有重要影响,为提高直流信号源精度,提出了一种基于FPGA和AD768的精密可程控直流信号源实现方案;该方案通过USB2.0接口芯片接收计算机发送的信号源控制命令,以FPGA逻辑控制DAC的方式实现信号源的可程控设计,重点介绍了AD768的硬件电路设计,并从电路板设计和软件修正两个方面进一步讨论了提高信号源精度的关键技术;实际应用表明,该信号源具有高精度、可程控和稳定性好等优点,具有很高的参考价值。

基于PCI总线的高速串口通信卡的设计

介绍了一种基于PCI总线的高速串口通信卡的设计,采用PLX公司的PCI9054作为PCI总线桥接芯片,FPGA作为本地总线的控制器和系统主控单元,选用LVPECL电平单模双纤光收发一体模块OCM3723为串口传输介质。最后介绍了利用vis-ual C+++DDK进行设备驱动开发。该设计的高速串口通信卡,其通信速率可达80 Mbit/s,传输距离超过10 km。具有设计简单、速率快、可靠性高、传输距离远等特点,已经成功运用于某航天遥测系统。

基于FPGA的高速数据采集系统的设计

本文介绍了以FPGA为核心逻辑控制模块的高速数据采集系统。设计中采用了自顶向下的方法,将FPGA依据功能划分为几个模块,详细论述了各模块的设计方法和控制流程。FPGA模块设计使用VHDL语言,在XilinxISE中实现软件设计和完成仿真。整个采集系统不但可实现24路最大工作频率为500kHz的模拟信号采集,而且还能完成1路系统内部信号的采集以达到自校验功能。

基于改进DA算法的高效FIR滤波器设计

针对当前分布式算法(DA)实现高阶FIR滤波器,存在硬件资源占用多和功耗高的缺点,提出一种低功耗、低面积的改进算法。在无查找表结构的基础上,将采样数据最高位从移位寄存器首先输出,部分和累加由传统的右移变为左移。其次,在数据选择器的输入端添加三态缓存器,减少了加法器的翻转次数。为验证改进算法的高效性,设计不同阶长的FIR滤波器,在ISE平台对硬件代码进行综合仿真。结果表明,改进DA算法相比传统DA算法,逻辑单元和存储器占用分别减少38.44%、83.72%,功耗降低26.12%。

基于PCI接口及LVDS的高速数据传输系统设计

文中采用模块化设计,从系统硬件电路与软件设计等方面详细阐述了一种基于PCI接口及LVDS的高速数据传输系统设计流程;该系统采用PCI9054实现上位机与PCI总线设备的接口设计,并利用LVDS技术完成速度为20MB/s,距离为20m的高速、远距离数据传输,最后通过实验结果验证了本系统设计方案的可行性。

基于FPGA的数字量变换器测试台的设计

设计了一种数字量变换器测试台对弹载遥测系统数字量变换器的性能进行全面测试。用来模拟火箭飞行过程中的一些状态信号来检测弹上的数字量变换器。测试台要求能够向弹上设备数字量变换器发送计算机字信号、带电指令信号及勤务信号(包括帧同步信号和码同步信号),并能接收弹上设备数字量变换器输出的,经变换的计算机字数码及带电指令数码。设计了统一的通信协议,上位机对测试台进行整体控制,分别控制操作命令的下发和数码的接收。在实际应用中,该数字量变换器测试台设计可行,能全面检验数字量变换器的性能。

基于BPSK调制方式的无线信标机的设计

针对黑匣子等弹载记录设备搜寻困难的问题,设计了一种基于BPSK(二进制相移键控)调制方式的无线信标机。选用U-BLOX公司的GPS(全球定位系统)模块NEO-5Q自我定位,使用DDS(直接数字频率合成器)芯片AD9910进行高频BPSK调制,再将信标数据帧通过射频电路板以一定频段发射。经实测,该设计可以得到输出功率达1.9mW、频段为400MHz以上的BPSK调制信号。该设计是借用软件无线电的思想,通过软件实现无线电台的各种功能,具有灵活性与开放性的特点。

基于USB接口的等效器的设计与实现

为配合测量系统对飞行设备进行试飞前各种性能参数的检测,提出了一种基于USB接口的等效器的设计与实现。该等效器是地面模拟设备,用于等效飞行器控制系统与测量系统的接口,产生适合测试的各种模拟与数字信号。系统与上位机的通信采用USB协议芯片FT245RL实现接口设计,同时通过FPGA控制、VHDL的灵活使用及超强的硬件设计,实现各模拟信号与RS422异步串行数字量的高可靠性传输功能。