Real-time Parallel Processing System Design and Implementation for Underwater Acoustic Communication Based on Multiple Processors

ADSP-TS101 is a high performance DSP with good properties of parallel processing and high speed.According to the real-time processing requirements of underwater acoustic communication algorithms,a real-time parallel processing system with multi-channel synchronous sample,which is composed of multiple ADSP-TS101s,is designed and carried out.For the hardware design,field programmable gate array(FPGA)logical control is adopted for the design of multi-channel synchronous sample module and cluster/data flow associated pin connection mode is adopted for multiprocessing parallel processing configuration respectively.And the software is optimized by two kinds of communication ways:broadcast writing way through shared bus and point-to-point way through link ports.Through the whole system installation,connective debugging,and experiments in a lake,the results show that the real-time parallel processing system has good stability and real-time processing capability and meets the technical design requirements of real-time processing.

High performance reconfigurable hardware system for real-time image processing

A novel reconfigurable hardware system which uses both muhi-DSP and FPGA to attain high performance and real-time image processing are presented. The system structure and working principle of mainly processing multi-BSP board, extended multi-DSP board are analysed. The outstanding advantage is that the communication among different board components of this system is supported by high speed link ports ＆ serial ports for increasing the system performance and computational power. Then the implementation of embedded real-time operating systems （RTOS） by us is discussed in detail. In this system, we adopt two kinds of parallel structures controlled by RTOS for parallel processing of algorithms. The experimental results show that exploitive period of the system is short, and maintenance convenient. Thus it is suitable for real-time image processing and can get satisfactory effect of image recognition.

Low-Power Operational Amplifier for Real-Time Signal Processing System of Micro Air Vehicle

A low-power complementary metal oxide semiconductor（CMOS） operational amplifier （op-amp） for real-time signal processing of micro air vehicle （MAV） is designed in this paper.Traditional folded cascode architecture with positive channel metal oxide semiconductor（PMOS） differential input transistors and sub-threshold technology are applied under the low supply voltage.Simulation results show that this amplifier has significantly low power,while maintaining almost the same gain,bandwidth and other key performances.The power required is only 0.12 mW,which is applicable to low-power and low-voltage real-time signal acquisition and processing system.

A Flexible DSP-Based Network forReal-Time Image-Processing

This paper proposed a general purpose real-time image processing system based on a flexible DSP-based Network, which is implemented by a high bandwidth communication channel, links. The links is realized using FPGA and provides a bandwidth of 12. 8 Gbit/s. Using the links, The topologic of multi-DSP system can be changed online to meet the variabilities of the parallel algorithm of image processing. The system can be assembled with utmost tens of boards and maintain the high communication speed. Analysis of the system adaptivity to image processing is testified followed by actual results. Key words real-time image processing - multi-DSP - flexible - scalable - FPGA - links CLC number TP 303 Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (60135020)Biography: MAO Hai-cen(1973-), male, Ph.D. candidate, research direction: artificial intelligence, expert system, pattern recognition and image processing

MODEL-BASED DEVELOPMENT OF REAL-TIME SOFTWARE SYSTEM FOR ELECTRONIC UNIT PUMP SYSTEM

A real-time operating system （RTOS）, also named OS, is designed based on the hardware platform of MC68376, and is implemented in the electronic control system for unit pump in diesel engine. A parallel and time-based task division method is introduced and the multi-task software architecture is built in the software system for electronic unit pump （EUP） system. The V-model software development process is used to control algorithm of each task. The simulation results of the hardware-in-the-loop simulation system （HILSS） and the engine experimental results show that the OS is an efficient real-time kernel, and can meet the real-time demands of EUP system; The built multi-task software system is real-time, determinate and reliable. V-model development is a good development process of control algorithms for EUP system, the control precision of control system can be ensured, and the development cycle and cost are also decreased.

基于双分支多尺度特征融合的道路场景语义分割

针对实时场景图像语义分割网络模型难以在分割精度、模型参数量和推理速度中取得平衡的问题,提出了一种轻量级实时语义分割算法.首先,该算法以双分支结构作为该网络的基本结构,并在各个分支中分别对不同分辨率的特征图进行特征信息提取;其次,在高分辨率分支和低分辨率分支中分别加入改进的金字塔切分注意力模块和残差空洞金字塔模块,并在不同分支之间进行了双侧特征融合,以充分融合空间信息和语义信息;最后,设计了特征融合模块,并通过上采样操作对图像进行恢复,以实现图像语义分割.该算法在Cityscapes和Camvid数据集上进行验证,以5.02 M的参数量分别取得了76.8%和70.5%的mIoU,分别达到了56 fps和147 fps的运行速度.

基于MOLA的水库群实时防洪多目标优化调度模型

水库群实时防洪优化调度作为一种重要的非工程措施,可以通过较少的投入降低洪水灾害带来的损失,起到流域防洪减灾作用。考虑了各水库自身安全和下游防洪点安全,以下游防洪控制断面最大过水流量最小、各水库最高水位最低为目标函数,建立了水库群实时防洪多目标优化调度模型;引入“滤波算子”,提出一种改进多目标利希滕贝格算法(Multi-Objective Lichtenberg Algorithm,MOLA),进行模型求解,得到水库群实时防洪调度多目标方案集,增强优化调度解在防洪调度实际应用中的可操作性;最后,提出一种基于层次聚类和Pareto前沿物理意义的综合筛选法,对Pareto前沿上的众多调度方案集进行聚集和筛选,选取有限代表解供决策者进行选择,增加防洪决策的聚焦性。研究以淮河史灌河水系为例,进行了水库群实时防洪多目标优化调度模型的应用研究,结果表明:基于改进MOLA的水库群实时防洪多目标优化调度模型计算效率高、实用性较强;采用梯度分析法定量分析了鲇鱼山水库最高水位、梅山水库最高水位、蒋家集断面最大过水流量之间的多目标互馈关系,结果表明梅山水库水位变化对蒋家集断面的组合流量影响更为显著,梅山水库可作为史灌河流域防洪风险调控的优先考虑对象。研究成果可为水库群实时防洪调度提供技术支持和决策参考。

基于多核DSP的星载双基FMCW SAR成像算法实现

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)降低了传感器的峰值传输功率,使系统的重量和成本最小化,被广泛应用于机载平台。将双基地构型与FMCW技术相结合,应用于星载平台,即构成星载双基地FMCW SAR。本文对距离多普勒(range-Doppler,RD)算法进行改进,建立起一种高性能的适宜星载双基地平台的FMCW SAR成像频域算法,这种算法的处理精度明显提高,成像效果更好。基于多核数字信号处理器(digital signal processor,DSP)构建适用于星载双基SAR成像算法的并行处理架构,完成软硬件设计实现。验证了所提软件架构可以满足实时成像需求,以及算法工程化实现的可行性。

基于FREAK算符及双向最近汉明距的非理想虹膜识别算法

针对低约束条件的非理想虹膜识别性能的显著下降,以及尺度不变特征变换(SIFT)和加速稳健特征(SURF)方法实时性不高的问题,提出FREAK算符配合双向最近汉明距的识别算法。通过高斯核构建多尺度特征点检测算子提取稳健的特征点集合,并引入FREAK算符改进SIFT算符,以提高特征点的表征和匹配速度;利用双向最近汉明距的匹配策略增强特征匹配对的稳定性,以降低非同源虹膜的匹配点数。实验结果表明,识别等错误率和正确识别率均有改善且单次验证时间均在0.3 s左右。该方法能够有效应对非理想虹膜类内纹理质量的变化,与SIFT与SURF算法相比具有更好的实时性。

基于预测模糊FLC控制下农业生产过程监控与优化

该文以温室监控系统为案例,针对传统PLC控制在复杂环境下的局限性,提出了一种基于预测模糊FLC控制的优化技术,该技术利用模糊逻辑对环境变量进行模糊化处理,并结合预测算法对未来状态进行预测,从而实现对温室环境的精准控制和优化调节。通过试验验证,该优化技术能够提高温室生产效率、降低能耗成本,并保障农作物的生长质量和产量稳定性。研究结果可以为农业生产过程的智能化监控与优化提供新的思路和方法。

基于国产DSP多传感器融合姿态解算系统

随着战场上作战方式的多样化、智能化,对作战辅助系统也提出了更高的要求。驾驶员在装甲车辆内部(全封闭环境下),为更快捷地获取不同角度的广阔视野,亟需一种通过解算人体头部姿态来控制光电设备随动的系统。文中提出一种融合图像传感器和陀螺传感器各自优势的人体头部姿态解算系统,该系统以双图像传感器数据解算为主,陀螺传感器数据解算为辅,融合了图像传感器解算精度高、陀螺传感器解算速度快的优势。该系统以国产DSP FT-M6678N为核心处理器,设计了三核并行处理架构,核0实现数据交互、多核数据融合,核1、核2实现双相机各自通道姿态解算。搭建实装验证环境,结果表明该系统较以往单传感器解算系统在精度、实时性、环境适应性上有明显提升,为头部姿态解算提供了新思路。

一种全自动生化分析仪下位机控制系统的设计与应用

该研究基于微控制芯片STM32F427和嵌入式操作系统RTX设计了一种以下位机为中心的全自动生化分析仪控制系统。该系统的硬件控制芯片STM32F427具有主频高、外围接口丰富、内存大的特点,适合运行复杂的控制系统;控制软件基于嵌入式操作系统RTX设计,RTX为多任务实时操作系统,具有多任务并发能力,且任务实时性高。整机验证检测表明,全自动生化分析仪下位机控制系统可稳定控制仪器的机械臂、反应盘、样本试剂盘、加样组件、清洗组件和信号采集硬件协调运行与并发执行,实现实时固定运行节拍,从而固定反应周期;同时,该系统与上位机之间的数据传输实时稳定,满足了高速全自动生化分析仪检测性能需要的硬件和系统需求。

基于INtime的雷达实时操控显示终端设计

为了解决雷达操控显示终端的强劲的图形显示能力与实时性能相结合的问题,本文提出了一种在XPE下基于INtime实时扩展的雷达实时操控显示终端设计方案。通过INtime实时进程完成雷达实时控制、数据处理等实时任务,通过Windows进程完成雷达目标、原始视频、状态数据等的快速显示,利用INtime的共享内存和信号量机制实现两之间通信。经过测试与仿真以及与雷达实装的现场试运行,验证了该方案的适用性。

基于多传感融合及深度学习的高压电缆运行状态实时监测预警方法

传统的高压电缆运行状态实时监测预警方法只能提取电缆运行异常时的低频信号,导致故障位置预警时间长,因此,设计了一种基于多传感融合及深度学习的高压电缆运行状态实时监测预警方法,建立了电缆导体与屏蔽层分布电容值、高压电缆接地电容电流、金属屏蔽层接地感应电流3个部分的高压电缆结构参数模型。使用深度学习算法更新序列,得到t时刻的观测状态更新值,经重复递推,得到预处理后的高压电缆运行数据。单芯电缆接地时,其金属护层将产生感应电势,对高压电缆接地感应环流进行计算。结果表明,设计的基于多传感融合及深度学习的高压电缆运行状态实时监测预警方法对故障位置的定位误差不超过2.5 mm,预警时间不超过1 s,证明了所提方法的监测精度更高。

多波束测深系统在内河航道养护水深测量中的应用实践

在我国内河航道养护工作中,航道水深测量扮演着至关重要的角色。水深测量的核心任务在于精确测定水底至水面的垂直距离。为准确测定航道中障碍物的深度及位置,将多波束测量系统应用在内河水深测量中,能显著提高对复杂航道的探测能力。本文旨在对多波束测量系统,应用于内河航道养护水深测量的作业流程及技术优势进行分析,以期为类似工程项目的水深测量工作提供有益的参考。

升压站智能巡检系统实时监控

文章旨在探讨升压站智能巡检系统实时监控的关键技术与应用。首先,介绍升压站巡检的现状与挑战,阐述实时监控在提升运行安全性与效率方面的重要性。其次,详细阐述实时监控技术的原理及其在升压站中的应用,包括传感器、数据采集与处理等方面。再次,设计相应的实时监控系统架构,确保系统的高效稳定运行。最后,通过实际案例验证该系统的应用效益,并对未来发展趋势进行展望。文章将为升压站运行管理提供可靠的技术支持,推动电力系统的智能化发展。

基于多源数据融合的山地实况业务体系建设

【目的】探讨和实践基于多源数据融合的山地实况业务体系建设,以提高山地地区的监测、预警和灾害应对能力。【方法】通过分析山地地区面临的地理环境、气象条件以及自然灾害的特点,以及基于对已有实况业务发展的现状分析,建设全面、精准、实时的山地实况业务体系。【结果】明确贵州省实况产品建设方向并介绍了在山地实况业务体系建设中的技术路线,包括数据采集、传输、处理、展示、全流程监控等关键步骤,以及各环节的技术创新和方法改进。最后分析了面向重大服务、重点行业、重要区域开展有针对性的实况产品服务时仍需重点解决的问题。【结论】该文的研究成果为山地区域的实况业务体系建设提供了思路和方法,对于提升山地区域的灾害管理水平具有实际应用价值。

Processing of 8-Channel Synchronous Electro-Cardiograph

A real time algorithm is presented here to recognize and analyze 8 channel simultaneous electro cardiograph(ECG). The algorithm transforms 8 channel simultaneous ECG into three orthogonal vectors and spatial velocity first, then forms the spatial velocity sample, and uses this spatial velocity sample to recognize each beat. The algorithm computes the averaged parameters by using averaged spatial velocity and the averaged ECG and the current parameters by using the current beat period and current width of QRS. The algorithm can recognize P, QRS and T onsets and ends of simultaneous 12 lead ECG precisely, and some arrhythmias such as premature ventricular beat, ventricular escape beat, R on T, bigeminy, trigeminy. The algorithm software works well on a real 8 channel ECG system and meets the demands of designing.

企业多云时序数据实时监测方案研究与实现

在企业的IT架构不断上云、多云趋势明显的今天,云资源在系统的开发、运行和维护中扮演着举足轻重的角色.云资源在运行过程中每时每刻都能产生海量时序数据,然而当前市场上的云监测服务在多云实时监测、异常检测方面都存在一定局限性.针对上述问题提出一种基于时序数据的企业多云实时监测方案MCloudMonitor,围绕多云资源运行产生的海量时序数据提供时序数据存储和实时流处理服务,基于分层时间记忆网络来设计实时在线异常检测算法并将其整合进所实现的系统之中.除此之外,借助测试来评估方案的实现效果,证明基于该方案实现的系统能够帮助运维人员从企业的视角进行便捷的实时多云监测,并且能够准确地进行实时异常检测.