检索结果-南通市图书馆

电子学报 2024年第5期52卷 1534-1542页

作者：王玺梁文凯杨虹张红升刘挺牟晓霜张磊余柏汕黎淼重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

为在小型化、低成本的硬件平台实现正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法,针对OMP算法中最小二乘法的问题,该文构造一个确定性的传感矩阵,提出一种低复杂度、低资源的权重化QR分解的OMP(Weighted QR decomposition OMP,WQ... 详细信息

为在小型化、低成本的硬件平台实现正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法,针对OMP算法中最小二乘法的问题,该文构造一个确定性的传感矩阵,提出一种低复杂度、低资源的权重化QR分解的OMP(Weighted QR decomposition OMP,WQR-OMP)算法硬件结构,在zynq 7020型号芯片上搭建WQR-OMP SOC系统.WQR-OMP算法在传感矩阵进行QR分解后,根据三角矩阵R中元素的分布特性,通过权重化运算只保留主对角线上的元素而其他余元素归零,得到对角矩阵D,然后近似计算稀疏向量的解.实验结果表明:与基于QR分解的OMP(QR decomposition OMP,QR-OMP)和Batch-OMP算法的硬件结构相比,WQR-OMP算法硬件结构的重构速度更快、存储资源更少.在压缩率为0.25的条件下,WQR-OMP SOC系统对256×256分辨率图像的重构时间为400 ms左右,其速率比仅使用ARM处理器的重构速率提高了约6.3倍.与其他现有研究对比,该系统在Block RAM存储资源消耗较少的情况下,进一步提升了重构速度,适用于存储资源受限的硬件平台.

关键词：正交匹配追踪算法最小二乘权重化 QR分解 zynq 7020

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海底测量阵高精度校准系统的设计与实现

海底测量阵高精度校准系统的设计与实现

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作者：黄寅昌哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

目前海底水听器阵列作为一项重要的海洋技术,在监测海洋环境和海洋生物以及在军事领域的水下声呐监测和反潜作战中,得到广泛应用。而影响海底水听器阵列的定位和勘探精度的直接因素就是阵列中各阵元的位置信息的精确程度,因此阵列位置... 详细信息

目前海底水听器阵列作为一项重要的海洋技术,在监测海洋环境和海洋生物以及在军事领域的水下声呐监测和反潜作战中,得到广泛应用。而影响海底水听器阵列的定位和勘探精度的直接因素就是阵列中各阵元的位置信息的精确程度,因此阵列位置校准具有很强的实际意义。本文以海底测量阵阵位校准为应用背景,对校准系统的硬件电路、软件程序进行了一系列设计和开发,对相应的定位模型和算法进行理论分析,并对设计实现的海底测量阵校准系统进行一系列实验验证。首先,论文针对海底测量阵校准系统的应用场景和水声定位原理进行分析,总结出系统的整体设计需求。然后按照实现功能将整个校准系统分为发射单元、接收单元和解算单元。并根据前期缺少海底测量阵的实验条件以及后期对潜标工作状态的监测需求,设计了采集单元。通过分析各单元的功能需求和设计指标进行了方案设计。最后对方案中的核心器件进行选型。校准系统的硬件平台设计分为发射单元和采集单元。基于功能实现对硬件架构的需求,上述两子单元均采用ARM+FPGA的设计方案,并选用zynq 7020处理器作为逻辑控制和数据处理核心。重点对发射单元的供电模块、核心板SOM-TLZ7020模块、外设模块进行了详细设计。采集单元受限于舱内体积采用了集成化核心板AC7020加外设电路板的方案,并对核心板集成资源和电路设计进行讲解。基于发射单元和采集单元的硬件设计,搭建了嵌入式操作系统,并对应用程序进行开发。对发射单元的显控界面、Linux操作系统搭建、ARM和FPGA程序进行了详细设计。实现了在同步模式下对校准信号的发射。对采集单元的ARM和FPGA进行了功能设计,实现了对校准信号的采集、存储、预处理和数据上传。理论分析了TOA(Time of Arrival)算法和TSOA(Time Summation of Arrival)算法的定位原理,并进行公式推导和模型仿真。最后,对校准系统进行了功能与性能测试。对硬件系统中的电源模块、接口模块、以及GNSS系统定位精度进行测试。对发射单元的同步时钟信号、自定义信号、信号发射进行了功能测试。结果均符合设计指标。在湖试阶段,通过采集单元配合接收校准信号完成自身校准,对系统整体进行了测试,验证了校准系统的预期设计功能。

关键词：水声定位阵位校准 zynq 7020 TOA TSOA

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小型化多通道超声存储测试系统设计

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单片机与嵌入式系统应用 2022年第10期22卷 84-87,91页

作者：李伟王黎明聂鹏飞时润茁中北大学太原030051

针对固体火箭发动机在超声阵列测试过程中对测试系统体积小、抗干扰能力强、独立存储测试的需求,设计了一种小型化多通道超声存储测试系统。首先,设计了超声发射电路和ADC采集电路,以zynq 7020为主控芯片,对二者进行驱动,并利用PL资源完... 详细信息

针对固体火箭发动机在超声阵列测试过程中对测试系统体积小、抗干扰能力强、独立存储测试的需求,设计了一种小型化多通道超声存储测试系统。首先,设计了超声发射电路和ADC采集电路,以zynq 7020为主控芯片,对二者进行驱动,并利用PL资源完成LVDS高速ADC接口、AXI A/D IP核和DMA高速传输模块设计,实现双极性超声激励、10 MHz多通道同步并行采集;其次,利用PS资源开发了eMMC存储模块和外部控制功能;最后,对系统进行实验验证。测试结果表明,设计的多通道超声存储测试系统工作稳定,能够有效获取超声回波信号。

关键词：超声测试多通道 zynq 7020

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图像FAST角点检测算法的FPGA实现与系统集成

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单片机与嵌入式系统应用 2021年第2期21卷 55-58页

作者：王柔冯冲张俊星孙福明大连民族大学信息与通信工程学院大连116600

基于Vivado HLS工具封装了包括FAST算法和AXI接口的FPGA硬件IP,并将该IP集成到工业摄像机的嵌入式系统中,工作摄像机中FAST算法的最终处理结果传输给视觉检测设备主机。利用相同图像的FAST角点检测算法对FPGA算法电路和OpenCV算法程序... 详细信息

基于Vivado HLS工具封装了包括FAST算法和AXI接口的FPGA硬件IP,并将该IP集成到工业摄像机的嵌入式系统中,工作摄像机中FAST算法的最终处理结果传输给视觉检测设备主机。利用相同图像的FAST角点检测算法对FPGA算法电路和OpenCV算法程序进行对比实验,完成相同功能的情况下前者的处理速度比后者快约60倍,该功能在工业摄像机中使数据带宽最多减小9%,显示出本文的工作可提高工业视觉检测设备的检测效率和性能。相关技术可应用于其他图像处理算法,也可推广到二维传感器阵列数据的处理。

关键词：图像传感器 FPGA 角点检测 Vivado HLS zynq 7020

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