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基于网格运动统计的工件识别改进算法

组合机床与自动化加工技术 2022年第5期 109-112页

作者：刘慧芳甄国涌储成群中北大学仪器与电子学院太原030051

为提高快速鲁棒特征(SURF)算法在复杂环境下进行工件识别的匹配精度及匹配效率,提出一种基于网格运动统计(GMS)的工件识别改进算法。首先,用加速分割检测(FAST)算法代替SURF特征点检测进行工件图像特征点的快速提取,并对特征点建立64维S... 详细信息

为提高快速鲁棒特征(SURF)算法在复杂环境下进行工件识别的匹配精度及匹配效率,提出一种基于网格运动统计(GMS)的工件识别改进算法。首先,用加速分割检测(FAST)算法代替SURF特征点检测进行工件图像特征点的快速提取,并对特征点建立64维SURF描述符,使加快关键点检测速度的同时得到具有旋转尺度鲁棒性的特征点;其次,对特征点进行快速近似最近邻(FLANN)匹配得到粗匹配集;最后,采用改进GMS算法对图像进行网格化处理,根据运动平滑性进行内点与离群点的区分,保留正确匹配特征点对,实现误匹配点的剔除,准确找到待识别工件的位置。实验结果表明:改进算法比传统的SIFT、SURF和ORB等算法在工件图像受到旋转、平移、尺度、亮度等变化及影响时能够更高效、更准确识别工件,提高了复杂环境下工件识别的效率。

关键词：工件识别鲁棒性特征点匹配网格运动统计匹配精度

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基于FPGA的二维FFT图像边缘增强设计

图学学报 2019年第1期40卷 137-142页

作者：任勇峰武昊男储成群焦新泉中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

在处理图像类信息时,图像细节往往能传达更多信息,是人们较为关注部分。针对在光照不理想的条件下,传感器采集到的图像对比度低、细节难以分辨的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的二维快速傅立叶变换的图像边缘提取及增强方法... 详细信息

在处理图像类信息时,图像细节往往能传达更多信息,是人们较为关注部分。针对在光照不理想的条件下,传感器采集到的图像对比度低、细节难以分辨的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的二维快速傅立叶变换的图像边缘提取及增强方法。通过模块化设计,完成4路并行512×512点快速傳里叶变换(FFT)运算处理器设计,并通过FFT模块复用减少FPGA内资源消耗,同时实现图像频谱的高通滤波算法及傅立叶逆变换算法。经过仿真与实验,确定该方法有效可靠,实时性强,可以满足工业上图像处理的需求。

关键词：现场可编程门阵列快速傳里叶变换边缘增强频域滤波

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基于二阶梯度的暗通道先验盲图像去模糊

电子测量技术 2023年第15期46卷 103-110页

作者：孙妍甄国涌储成群单彦虎赵林熔中北大学仪器与电子学院太原030051

盲图像去模糊的目的是通过迭代在模糊核未知的情况下,从模糊图像中恢复出清晰图像。当真实图像具有较少的暗像素时,暗通道先验算法不能产生令人满意的结果。实验中发现,二阶梯度(海森矩阵)中元素的绝对值随着图像逐渐模糊而减小。利用... 详细信息

盲图像去模糊的目的是通过迭代在模糊核未知的情况下,从模糊图像中恢复出清晰图像。当真实图像具有较少的暗像素时,暗通道先验算法不能产生令人满意的结果。实验中发现,二阶梯度(海森矩阵)中元素的绝对值随着图像逐渐模糊而减小。利用这一特点,提出一种基于L1正则化二阶梯度的暗通道先验盲图像去模糊算法模型。首先,展示了算法相关的理论证明,通过实验说明海森矩阵在保留边缘细节以及图像细节方面的可行性,其次在暗通道去模糊模型的基础上,引入二阶梯度项并施以L1范数约束。然后采用半二次分裂策略来解决该非凸优化问题,最后,使用快速傅里叶变换求得最终的清晰图像和模糊核。实验结果表明,该算法能够在抑制噪声的同时很好地保护图像的边缘细节和消除振铃伪影,并且在合成图像和自然图像上都比现有的图像去模糊方法鲁棒性更强,并且性能良好。在自然图像数据集中SSIM值平均提高了10%以上。

关键词：图像去模糊二阶梯度海森矩阵 L1正则化半二次分裂

Zynq-7000嵌入式多功能阻抗测试仪的设计与校准

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实验室研究与探索 2019年第9期38卷 99-103页

作者：赵冬青逯宏超储成群中北大学仪器与电子学院

介绍一种基于Zynq-7000FPGA和运算放大器相结合的阻抗测试仪。它利用XC7Z020系统板上的D/AC7621产生激励信号,通过内部的A/DC来采集被测阻抗的响应,并使用外部模拟电路来获取待测电压和电流,使用3参数正弦拟合算法来评估电压、电流的幅... 详细信息

介绍一种基于Zynq-7000FPGA和运算放大器相结合的阻抗测试仪。它利用XC7Z020系统板上的D/AC7621产生激励信号,通过内部的A/DC来采集被测阻抗的响应,并使用外部模拟电路来获取待测电压和电流,使用3参数正弦拟合算法来评估电压、电流的幅度和相位。提出了完整的校准和精度测试方法,在可用频率0. 1 Hz^100 kHz范围内对组抗范围10Ω~100 kΩ的测试精度不低于2%。

关键词：阻抗分析仪嵌入式系统三参数正弦拟合

基于千兆以太网高速数据记录器传输接口IP核设计

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仪表技术与传感器 2019年第10期 39-44页

作者：甄国涌王琦焦新泉储成群中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室

为了提高数据记录器的传输速度,提出采用千兆以太网进行数据通信。基于FPGA的以太网数据传输是目前应用较为广泛的一种传输手段,但大多数支持千兆以太网的物理芯片并未集成传输协议栈以及接口转换模块,导致其无法直接进行数据传输,针对... 详细信息

为了提高数据记录器的传输速度,提出采用千兆以太网进行数据通信。基于FPGA的以太网数据传输是目前应用较为广泛的一种传输手段,但大多数支持千兆以太网的物理芯片并未集成传输协议栈以及接口转换模块,导致其无法直接进行数据传输,针对这一问题,提出利用程序进行IP核设计的解决方案,将以太网MAC层接口以及通信协议报头封装为可根据实际需求对UDP/IP协议栈进行调整的可配置IP核。首先分模块进行流程介绍,之后对其进行封装设计,最后进行结果验证,经验证此IP核速度可达到950Mbit/s,性能较佳。

关键词：以太网数据传输 UDP/IP协议 IP核 MAC层媒体独立接口

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基于LDPC码的以太网数据传输编码设计

实验室研究与探索 2018年第11期37卷 145-148页

作者：王琦甄国涌焦新泉储成群中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

以太网通信是现代社会目前最常用的通信方式之一,其中光缆是一种重要传输媒介。为提高以太网光缆传输数据通信可靠性,实现传输数据误码纠错功能,减小数据传输误码率,提出了基于LDPC码的以太网数据传输编解码。此文结合LDPC编码原理设计... 详细信息

以太网通信是现代社会目前最常用的通信方式之一,其中光缆是一种重要传输媒介。为提高以太网光缆传输数据通信可靠性,实现传输数据误码纠错功能,减小数据传输误码率,提出了基于LDPC码的以太网数据传输编解码。此文结合LDPC编码原理设计出了3种用于以太网数据传输的编码方式即完全串行输出方式,部分并行输出方式以及完全并行输出方式,通过对比分析这3种编码输出方式其资源利用率以及运行速率,发现选用部分并行输出编码方式能够实现性能最优化。

关键词：低密度奇偶校验码以太网数据纠错编码方式

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基于电容式噪声传感器的信号调理电路设计

火力与指挥控制 2016年第10期41卷 159-162页

作者：焦新泉李功侯卓储成群中北大学电子技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

在航空航天的飞行器遥测试验中,大推力火箭和导弹飞行时,由燃气射流引起的噪声会对飞行器的结构以及载荷造成巨大的危害.电容式噪声传感器由于其频率响应范围宽,被广泛应用于飞行试验中.电容式传感器工作时需要用恒压源供电, 且其采集... 详细信息

在航空航天的飞行器遥测试验中,大推力火箭和导弹飞行时,由燃气射流引起的噪声会对飞行器的结构以及载荷造成巨大的危害.电容式噪声传感器由于其频率响应范围宽,被广泛应用于飞行试验中.电容式传感器工作时需要用恒压源供电, 且其采集的信号受到外界干扰较大,输出电压值不满足大多数模数芯片转换要求.针对以上问题,设计了恒压源供电模块和隔直分压电路、低通滤波电路等调理模块,使其最终输出电压范围在0-2.5 V,满足模数转换芯片的要求.该噪声传感器的信号调理电路可靠性髙,已经成功应用于飞行器发射试验中.

关键词：噪声恒压源低通滤波电路声压

基于嵌入式操作系统VxWorks的PXI实时读写接口设计

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仪表技术与传感器 2016年第10期 98-101页

作者：杨文豪焦新泉储成群中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术重点实验室山西太原030051

为解决高速图像采集控制卡在分时操作系统(Windows)下实时性差、不稳定、控制复杂等问题,设计了一种基于嵌入式实时操作系统VxWorks的PXI总线高速数据采集控制接口。完成了PXI接口的逻辑设计,并结合VxWorks中设备驱动的特点,对驱动进行... 详细信息

为解决高速图像采集控制卡在分时操作系统(Windows)下实时性差、不稳定、控制复杂等问题,设计了一种基于嵌入式实时操作系统VxWorks的PXI总线高速数据采集控制接口。完成了PXI接口的逻辑设计,并结合VxWorks中设备驱动的特点,对驱动进行了开发、封装和整合。经试验验证,该设计可以有效实现VxWorks环境下PXI设备的控制和数据传输,接口工作稳定可靠,可广泛应用到对实时性要求较高的数据采集系统中。

关键词： PXI接口 VxWorks FPGA 驱动程序

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基于千兆以太网的高速图像数据传输系统实现

电视技术 2015年第21期39卷 40-43页

作者：李杰任勇峰李辉景储成群中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对高速图像数据传输的实际需求,设计了一种基于千兆以太网的大容量数据高速传输设计方案。该方案根据实际需求充分利用FPGA可重构性的优势,实现了以UDP协议为基础的自定义全双工MAC核,其优化的命令接收模式在接收端绕过了TCP/IP协议... 详细信息

针对高速图像数据传输的实际需求,设计了一种基于千兆以太网的大容量数据高速传输设计方案。该方案根据实际需求充分利用FPGA可重构性的优势,实现了以UDP协议为基础的自定义全双工MAC核,其优化的命令接收模式在接收端绕过了TCP/IP协议降低了FPGA端协议解析的复杂度与硬件开销;其流量可控并带有重传机制的数据上传模式可以与不同配置、不同工况的上位机稳定、可靠、高效率地传输。实际最高传输速率达到稳定的49 Mbit/s,性能优越。

关键词：千兆以太网优化高速可靠