卡尔曼滤波与PID的两轮自平衡小车设计

对两轮自平衡小车进行分析,建立了对应的动力学模型,为后续的系统实现提供原理和方向。控制系统采用STM32F103C8T6作为主控芯片,利用MPU6050作为姿态传感器测量小车姿态角,通过卡尔曼滤波进行数据融合,获取姿态角的最优估计。通过PID控制算法输出合适的PWM波来控制电机的转速,构建双闭环控制来保持小车的平衡性,并且可以使用蓝牙模块连接手机进行遥控。经实验证明,该方法可以使小车具有良好的平衡性,能够有效控制小车的运行。

基于FPGA的多运动目标检测及硬件实现

针对视频流图像的目标检测,基于帧间差分理论提出了一种实时多运动目标检测算法。根据视频图像在实时处理中的应用,基于FPGA硬件平台并行处理快与可编程的特性,在FPGA上实现算法,经过MATLAB环境算法验证,并在设计的FPGA视频图像处理系统进行实现。该系统主要由图像采集模块、图像缓存模块、图像处理模块及图像显示模块4部分组成,通过OV5640采集图像数据,再对数据进行差分、滤波、形态学等一系列算法处理,存入DDR3中,最后通过VGA进行显示。实验结果表明,该系统在一定测距范围内可稳定跟踪运动目标,可实时显示,多目标检测识别率较高,能实时检测视频流图像中的多运动目标。

FPGA的PXI总线多路数据采集板卡设计

为了满足仪器仪表设备在工作过程中对于数据采集准确性、灵活性以及实时性的要求,设计了一种基于PXI总线的多通道数据采集板卡。本设计采用Xilinx公司的K7系列FPGA芯片作为主控制器,实现了多路采集的可控性、500k~1 Msps采样率及采样点数的可调性、数据存储传输与上位机显示4个主要功能;系统硬件板卡搭载8路A/D芯片采集不同电压信号,范围为±40 V,数据缓存采用DDR3 SDRAM,通过PXI总线进行数据交互,由上位机下发各项命令完成各项指标与功能。

一种基于 FPGA 的实时视频传输系统

针对图像传输不稳定的问题,设计了一种基于FPGA的实时视频图像传输系统。采用用户数据报协议(UDP)作为通信协议,图像采集选用OV5640图像传感器,其内部集成了传感器和图像处理单元,更加方便稳定;图像处理选用的是Altera公司的EP4CE10F17C8N系列芯片。当摄像头采集到图像数据后暂存到DDR3 SDRAM中,FPGA再读取暂存的图像信息,对其预处理后将图像数据以以太网帧格式封装,利用板卡自带的千兆以太网芯片RTL8211F实现通过以太网将读取的信息发送给PC机,再通过上位机读取图像信息并实时显示,图像分辨率为1280×720。实验结果表明,该系统实现了实时视频图像传输,图像传输稳定,能有效、稳定地工作。