图像的中值滤波算法及其FPGA实现

图像滤波是图像预处理过程中重要的组成部分,而基于FPGA的滤波算法相对软件算法而言具有高度的并行性,能满足实时图像处理的要求,同时也具有灵活的硬件可编程性;简要说明了中值滤波的原理,介绍并比较了标准中值滤波和多级中值滤波的特点和适用范围;针对滤波算法的邻域性特点,设计了基于FPGA的滤波器整体架构,并设计了标准中值滤波和多级中值滤波两种滤波算法的FPGA实现方案和功能仿真,同时通过实验结果对两种算法的滤波效果进行比较说明。

基于TMS320C6711的图像处理系统设计

介绍了一种基于TMS320C6711的图像处理系统的工作原理,给出了包括系统硬件设计、软件编程,以及图像的上传和回放的实现方法。实现了对视频图像的采集、处理、显示以及系统与PC机之间图像数据的交换。

短期电力负荷预测的模糊神经网络方法

针对短期电力负荷的复杂性和不确定性,提出一种应用模糊神经网络的短期电力负荷预测模型。该模型具有神经网络的强有力学习能力。由于利用了模糊理论处理非线性问题的能力以及从海量数据中抽取相似性的功能,因而弱化了神经网络对样本的依赖性,增强了外推性,可在一定程度上减少学习时间,并充分考虑气温变化对负荷的影响。实验结果表明,该模型对短期负荷有较好的预测精度,具有实用价值。

基于改进动态逆的PX4四旋翼三维轨迹跟踪(英文)

针对四旋翼飞行器欠驱动与姿态角变量间强耦合的问题提出了一种改进动态逆方法,即在系统快变量环路中引入模型参考自适应与动态逆相结合的方法。通过建立四旋翼动力学及电机模型推导出姿态角与位置控制律。对该改进方案进行MATLAB仿真分析,与常规动态逆进行比较,并在负载减少10%情况下跟踪给定轨迹,两种方法仿真实验结果表明,改进后的控制结构能较快适应外界干扰及负载的变化,具有更精确的路径跟踪性能。

AIS网络数据链路容量分析及拥塞解决方法

研究AIS网络的容量与拥塞控制,对于维护AIS网络的稳定、设计完善的AIS通信终端有重要的意义;分析了AIS(AutomaticalIdentification System)网络的链路容量,推算了AIS网络信道中通信终端的最大容量,以及该极限容量的变化规律;论述了当AIS网络处于数据链负荷程度危及安全信息发射时的拥塞解决方法,给出了拥塞控制规则的流程图,有效地解决了AIS网络在拥塞时的冲突问题;该算法已用于笔者设计的AIS通信设备,实验表明,该算法能有效维护AIS网络在拥塞状态下的顺利运行,可用于各种AIS设备中。

基于IP复用的片上级系统的构建与验证

以一款基于IP复用的片上级系统(SHU-MV07)的设计过程为具体对象,介绍了多个IP核嵌入同一个系统所遇到的问题和解决方法;不仅给出每个IP核的嵌入方案,而且给出了整个片上级系统的验证方法;对于由模拟的IP核的嵌入而带来的验证问题,提出了一种基于NanoSim的混合信号条件下的全芯片级的验证方法;采用本方法验证了数模混合系统级的芯片(SHU-MV07)的时间大大缩短,并且通过了流片一次成功,证明了本方法的有效性。

基于多处理器系统的超级指令任务调用实现

介绍了一种新型的超级指令任务调用方法,该任务调用方法基于单芯片多处理器架构,它由一个主处理器和三个从处理器构成;在该系统中,终端用户无需掌握应用领域中复杂的、底层的专业算法,这些算法可以由底层的算法工程师事先集成在各个从处理器中,而终端用户只需要对主处理器进行编程;当主处理器的应用程序需要调用某个算法程序的时候,只需要发送一条超级指令给相应的从处理器,该算法程序就可以由从处理器独立完成,这种任务调用方法大大简化了多处理器任务调用,提高了整个系统的并行工作能力。

皮肤显微图像的自适应分割

提出了一种针对皮肤显微图像进行自适应分割的方法,其思想是:首先将RGB图像变化到HSI(Hue/Saturation/Intensity)空间;计算图像的S域标准差σ,以σ为判据,当σ较大时,采用最大类间方差法确定分割阈值,当σ较小时,采用修正均值法确定分割阈值,最后用数学形态法进行图像后处理完成图像分割,从而解决了大动态范围图像标准差的图像分割。该方法算法简单、实用,实现了不同症状的皮肤显微图像的自适应分割。

控制器局域网位时序处理器的设计与实现

在控制器局域网(controller area network,CAN)总线通信中,位时序的处理关系到CAN能否正确地收发数据.基于总线标称位时间的周期结构及位同步的工作原理,提出CAN 2.0协议标称位时间的一种优化方法,即将传统的标称位时间由4个互不交叠的段简化成3个互不交叠的段,并在此基础上提出一种基于同步状态机的CAN总线位时序处理器的设计方法,提供可编程的时间段来补偿传播延迟时间和相位漂移,并对设计的电路进行仿真与验证.结果表明,相对于CAN协议规范标称位时间的4个互不交叠的段,减少了整个位时序处理过程使用的寄存器,简化了执行位同步的步骤,能更简便地处理CAN总线通信的位时序,实现了CAN总线协议中对位定时和位同步的控制,更好地优化了CAN网络的性能.

基于NanoSim-VCS的芯片级混合信号验证

在混合信号系统芯片设计过程中,复杂的全芯片系统验证以及数字单元和模拟IP电路间的接口节点分析成为设计的瓶颈.提出一种基于NanoSim-VCS的混合信号验证方法,以SHU-MV06芯片为具体对象,对一个包括Verilog和SPICE的数模混合系统设计进行验证.这一验证方法在仿真的速度和精度间进行折衷,在保证一定精度的基础上大大缩短了仿真时间,提高了验证效率,使设计人员在早期仿真阶段就能及时发现设计中的问题,改进了设计质量.采用此方法验证的数模混合系统级芯片SHU-MV06一次流片成功,表明了此方法的正确性和有效性.

单芯片多处理器系统任务并行处理设计

根据单芯片多处理器的基本架构,围绕如何提高单芯片多处理器的性能,提出一种基于任务库的任务并行处理方法,给出了任务加载和调度策略,并用硬件予以实现.以4个基于51体系结构的MCU子处理器为单芯片多处理器架构,进行了任务分配调度实例验证.结果表明,提出的方法切实可行,能够提高单芯片多处理器的并行处理能力和工作效率.

基于Z85C30芯片的AIS协议帧结构实现

介绍了船舶自动识别系统AIS(Automatic Identification System)通信协议的帧结构和Z85C30串行通信控制器的内部结构和基本功能。然后给出了所设计的AIS终端的结构图,着重对基于Z85C30实现AIS链路层帧结构的方法作了详细的论述,给出了实现AIS帧结构的软件流程图以及系统实验中所得到的AIS帧结构波形,实验效果明显。该研究对开发AIS设备和设计基于Z85C30系列芯片的硬件系统都有借鉴价值。

一种基于USB的单片机温度采集系统设计

为了实现高温试验箱内的温度采集,设计了一种基于USB技术的单片机温度采集系统。采用IAP15W4K58S4单片机作为控制器和AD转换器,标准化N型热电偶作为温度传感器,单片机与PC机之间利用USB进行通信,并通过PC上位机界面实时显示监控箱内温度变化。从硬件电路和软件设计两方面阐述了系统的组成与功能,整个系统具有体积小,硬件电路简单,性价比高,直观,实时性好等特点。

基于VC的MV05芯片PWM功能测试软件设计

本文介绍了MV05芯片的特性和PWM模块各个寄存器的用途,概述了VC++的基本知识和在VC++6.0中使用MSComm控件开发串口通信程序的方法。针对PWM模块的特点给出了PC机与MV05的通信协议、数据包格式、以及PWM用户自定义模式下的编程代码和软件界面图。

一种基于数模混合MCU设计的验证方法

文章以一款数模混合MCU芯片(MV06)为例,介绍了在Synopsys仿真环境下使用Discovery AMS仿真平台,进行混合同步仿真验证。文中详细介绍了数模混合信号验证的流程,并给出实验结果。MV06的流片成功说明了这种方法的可行性和有效性。

基于ROS与Kinect的移动机器人同时定位与地图构建

同时定位与地图构建(SLAM)技术一直以来都是移动机器人实现自主导航和避障的核心问题。由于传统的1D和2D传感器,如超声波传感器、声呐和激光测距仪等在建图过程中无法检测出Z轴(垂直方向)上的信息,易增加机器人发生碰撞的概率,同时影响建图结果的精确度。为了弥补前人研究中仅采用的2D激光数据的不足,针对Kinect三维数据转换进行了研究,将其采集到的水平视角和垂直视角上的信息相互融合转换成二维的激光数据进行地图构建。借助机器人操作系统(robot operating system,ROS)进行仿真分析和实际测试,结果表明Kinect可以弥补1D和2D传感器采集信息的不足,同时能够较好地提升建图的完整性和可靠性,适用于室内的移动机器人SLAM实现。

结合高斯多尺度变换和颜色复杂度计算的显著区域检测

提出一种结合全局和局部对比度的数据驱动自底向上的视觉计算模型,采用高斯多尺度变换和颜色复杂度计算相结合的方法检测图像的显著区域。图像经过高斯金子塔多尺度变换后,用改进的冗余计算方法,在频域中消除全局冗余信息,初步将大范围的目标从周围环境中分离出来,并均匀地突显目标,利用多尺度特征子图点对点平方融合使全局显著区域显著度进一步增强,背景冗余信息进一步得到消弱;同时采用改进的像素颜色复杂度计算方法得到局部显著图,最后用最大类间方差法(Ostu)分割出图像中的显著区域。在多种自然图像上进行实验,实验结果表明,该方法能迅速检测出与人类视觉结果一致的显著区域。

SPI总线用于双处理器通信的数据链路层设计及其实现

提出一种基于串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)总线的双处理器间通信的数据链路层设计方法.该方法中的双向SPI总线具有占用引脚少(仅比SPI总线多一根线)、有完善的数据链路层协议控制的优点,能够保证数据透明地在双处理器之间进行传输.以一款带有显示单元的车身总线控制器为应用对象,采用ARM9和S12作为双处理器实现双向通信,并对这一通信方法的实现和应用情况进行描述.实验表明,采用该方法设计的协议比较完善,能够满足实际工程中的需求,对于其他SPI的应用也有很好的借鉴价值.

四旋翼双环滑模姿态控制系统设计与仿真

针对四旋翼姿态角难以快速跟踪实际控制指令,传统线性化方法稳定性能不佳、用简单滑模控制存在控制律难以实现等问题,提出了一种基于双环滑模控制系统的设计方案。通过建立四旋翼的姿态动力学模型推导出姿态角和角速度的控制律方程。最后,基于实验室搭建的四旋翼硬件实验平台对该方案进行MATLAB仿真分析,并与常规PID控制方法和反步法进行了比较。结果表明该方法有效可行,跟踪姿态角更加快速、精确。

基于混合梯度最小化的铅笔画生成

利用计算机模拟铅笔画生成的算法主要存在两个问题:其一是画面细节易丢失,边缘重点线条不够突出;二是笔画单一不能很好地展示原画中的层次信息.针对以上问题,提出了一种基于混合梯度最小化的铅笔画生成算法,通过结合L0梯度最小化和L1范数约束,既突出显示了图像边缘和重点线条,又不影响图像的整体锐度,同时可与原图像结构保持高度一致,充分展现了图像的层次性和丰富的细节信息.实验结果表明,本算法能够生成质量更高、真实感更强的的铅笔画效果,相比于已有的其他算法具有一定的优越性.