基于千兆以太网的高速图像数据传输系统实现

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传输。实际最高传输速率达到稳定的49MB/s,性能优越。     

振动传感器信号调理电路设计及分析（英文）

基于压电式传感器能把振动或冲击的加速度转换成与之成正比的电荷这一原理,提出了该类型传感器的等效电路。设计了基于采集测量系统的压电式传感器电荷/电压转换电路,分析了电路中关键元器件——反馈电容的温度特性对于转换电路输出的影响,对不同类型滤波器进行了特性分析,并根据实际传感器带宽配置了相应滤波电路。通过试验表明,该信号调理电路能有效滤除振动信号中的噪声信号,并能获取精确的振动信号。     

微波消解-ICP-OES法测定拐枣中几种矿质元素的含量

建立微波消解-电感耦合等离子发射光谱法测定拐枣中K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、P、B、Al、Ti 12种矿质元素的方法。样品经微波消解,直接用电感耦合等离子发射光谱仪同时测定上述12种矿质元素。结果表明:此方法的检出限范围在0.0088~0.1210 mg/L,线性相关系数r0.999;加标回收率大于99.0%,相对标准偏差5%,检测结果显示拐枣中含有丰富的K、Ca、Mg、P。     

基于USB3.0高速图像数据传输系统设计

为了解决图像采集系统中实时数据的高速缓存与传输问题,提出了一种基于高数据带宽、大容量的DDR2 SDRAM存储器和支持突发传输的USB3.0数据传输接口的设计方案。在硬件设计中,采用CYUSB3014作为USB3.0的控制芯片实现FPGA与上位机之间高速图像数据传输,以及采用DDR2 SDRAM作为缓存器;在逻辑设计中采用手动DMA模式对数据流进行控制,避免数据的堵塞,提高了可靠性。经验证,该系统工作稳定,能有效解决海量图像数据的缓存与传输问题。     

基于点云处理的小型工业零件高度精密测量

针对很多小型工业零件存在微米级测量的需求,提出了一种点云多次滤波与平面拟合相结合的测量方法。以上下平面平行的规则直三棱柱体工件作为测量对象,使用3D线激光传感器获取工件的点云模型并传输到计算机中进行处理,将点云数据首先通过统计滤波剔除噪声和离群值;其次利用体素滤波降采样精简点云数量;然后采用直通滤波分离出工件点云的上下表面;再分别对上下表面的点云通过随机抽样一致性（RANSAC）算法拟合出平面方程;最后计算上下平面之间的间距即为被测工件的高度信息。将该方法测得的高度与激光三角法原理测得的高度数据进行对比,结果表明,该方法测量精度提高了72.33%;同时对于不同的点云密度,利用所提出的方法进行测量,测得当降采样中体素立方体的边长为15cm时（点云数量精简了98.3%时）测量的误差最小,最小能达到5.1。该方法大大提高了工件的测量精度,可以广泛应用于工业测量中。     

实时动态坏点检测校正算法的实现

针对在工业相机的制造以及使用的过程中,因各种因素造成图像出现坏点的现象,提出了一种快速的动态坏点检测校正算法。算法首先通过缩小检测半径并设定动态阈值的方法来提高坏点的检测准确率,减少误检测数量;然后采用坏点周围多子均值替代坏点值的办法来有效实现对图像边缘的保护;最后利用FPGA并行性的优势实现坏点检测校正算法的实时性设计。实验结果表明,与传统算法相比,该算法能够实时有效消除坏点,较好地保护图像边缘的完整性且坏点误检数目相对较少。     

基于FPGA的二维FFT图像边缘增强设计

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。     

机器视觉领域的FPGA超高清图像采集系统设计

为满足当前机器视觉等领域对高清晰度成像的要求,提出了一种基于FPGA的超高清图像采集系统设计方案,通过Xilinx Artix-7系列FPGA芯片XC7A35T-CSG324搭载相关模块实现图像的采集、存储、显示。在硬件设计上选用IMX183图像传感器进行图像采集、DDR3芯片进行缓存、Flash芯片进行存储,并通过DC-DC电源模块与LDO电源模块配合使用实现多通道系统供电。软件设计上通过SPI协议进行图像传感器的配置,并对LVDS图像数据进行解析。实际测试结果表明,该系统可以实现2 000万像素的超高清图像显示,配合光学结构可应用于工业相机、监控摄像头等多种产品中,具有较高的实用价值和研究意义。     

一种大容量固态飞行数据记录器设计

为实时记录飞行器飞控试验中飞控计算机输出的试验参数.设计了一种以Atmega128单片机为核心,可擦除的非易失性的FLASH芯片作为数据存储介质的大容理数据记录器;采用RS-422接口与外部设备进行实时通讯,并在每架次飞行实验完成后,可通过USB2.0实现数据高速读取;文中介绍了系统设计的硬件组成,各部分功能实现以及相关软件设计流程,本设计已在某飞行器飞控实验成功应用,完整记录了飞行过程中相关的实验数据.     

Multi-channel & high-precision data acquisition device for aerospace

This paper describes the detailed desi gn of data acquisition device with multi-channel and high-precision for aerosp ace.Based on detailed analysis of the advantages and disadvantages of tw o common acquisition circuits,the design factors of acquisition device focus o n accuracy,sampling rate,hardware overhead and design space.The me chanical structure of the system is divided into different card layers according to different functions and the structure has the characteristics of high reliability,conveni ence to install and scalability.To ens ure reliable operation mode,the interface uses the optocoupler isolated from th e e xternal circuit.The transmission of signal is decided by the current in the cur rent loop that consists of optocouplers between acquisition device and t est bench.In multi-channel switching circuit,by establ ishing analog multiplexer model,the selection principles of circuit modes are given.