基于FPGA的智能目标跟踪系统设计与实现
发布时间：2021-03-24 13:48
智能目标跟踪系统由用户选择需要被跟踪的目标,然后对目标进行实时智能的跟踪。一般基于PC机的目标跟踪系统虽然开发资源丰富、难度低、性能高,但是PC机的空间体积过大、功耗极高、定制难度大,无法满足特殊设计要求的小体积、低功耗、可定制等要求。本文在综合考虑各种嵌入式平台的优劣之后,选用了FPGA+DSP架构作为智能目标跟踪系统的硬件载体,两种芯片互相配合,充分发挥其各自的优势,在低功耗、小体积前提下实现高性能的智能目标跟踪。本文主要包括前期的方案定制、资源评估、器件选型,中期的原理图设计、PCB设计、制作,以及后期FPGA芯片端的程序、加速算法设计,完成了模块调试和系统联调,结合视频压缩/解压模块,最终实现了整个智能目标跟踪系统。系统采用的是Xilinx公司的Artix-XC7A200T型号FPGA和TI公司的TMS320C6657型号的DSP。FPGA作为系统的主控单元及运算加速器,负责基于机器学习的智能跟踪算法的底层实现,以及系统时钟资源分配、上电复位控制,各模块间的时序控制,以及图像和控制数据传输等。FPGA和DSP之间通过SRIO高速串行数据通道连接,进行图像/控制数据、跟踪数据的交...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SRIO一次请求和响应事务过程
西安电子科技大学硕士学位论文有效、像素有效、像素时钟输出信号。REST 接口为 ADV7611 芯片的复位引脚，拉低有效。SCL、SDA 为 ADV7611 芯片的 I2C 外部配置引脚，可在芯片上电时进行配置。INT1 为 ADV7611 芯片的中断引脚，当有上升沿或下降沿时产生中断。由于考虑到工作时的像素时钟最高可达 148.5 MHz，P[23:0]、VS、HS、DE、REST、SCL、SDA均先分别连接到防浪涌电阻，然后再连接到 FPGA 上。XTAL+/-引脚连接到 28.6363MHz 的无源晶振上，作为 ADV7611 芯片核心工作时的参考时钟。ADV7611 芯片还有一些用于配置和传输音频信号的接口，由于本设计是目标跟踪系统，暂时没有使用到音频信息，所以 ADV7611 芯片有关于音频信号的接口全部悬空。HDMI 图像接收模块的硬件设计原理图如图 2.7 所示。
第二章 智能目标跟踪系统整体设计方案头引脚定义相同），并行图像输入数据位 D0~D23、帧有效 VS、行有效 HV、像素有效 DE、像素时钟 CLK、I2C 配置通道 SDA/SCL、芯片复位 PD 连接到 FPGA 的通用IO 接口上。ADV7511W 芯片有关音频信号的接口全部悬空。HDMI 图像发送模块的硬件设计原理图如图 2.8 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Altium Designer在电路设计中的应用[J]. 庄延良. 电子世界. 2017(06)
[2]基于KCF框架的长时间视频目标跟踪算法[J]. 梁硕,陈金勇,吴金亮,王长力. 无线电通信技术. 2017(02)
[3]视频图像中动态目标检测系统的FPGA硬件设计[J]. 李艳婷,王水鱼. 计算机系统应用. 2017(03)
[4]基于FPGA的视频跟踪系统设计与实现[J]. 郑铿,李榕. 激光杂志. 2014(03)
[5]电源驱动芯片UCD9222的数字电源设计[J]. 蔡湘平. 单片机与嵌入式系统应用. 2013(01)
[6]DSP与FPGA的SRIO互连设计[J]. 俞健,周维超,刘坤. 半导体光电. 2012(06)
[7]多传感器图像融合技术综述[J]. 毛士艺,赵巍. 北京航空航天大学学报. 2002(05)
硕士论文
[1]基于TMS320DM642的自动目标跟踪及云台控制[D]. 张殿坤.沈阳工业大学 2018
[2]基于FPGA的实时目标跟踪系统关键技术研究和实现[D]. 袁文强.西安电子科技大学 2018
[3]基于ARM平台的红外制导仿真系统[D]. 陈炜.西安电子科技大学 2018
[4]红外目标实时检测系统设计[D]. 陈星.西安电子科技大学 2018
[5]弱信号环境下北斗导航接收机跟踪算法研究[D]. 周颖.南京航空航天大学 2018
[6]FPGA与多核DSP图像处理系统的设计与实现[D]. 王泽民.西安电子科技大学 2017
[7]基于差分曝光模型的桌面式视线跟踪系统的研究与实现[D]. 谭雅翔.西安电子科技大学 2017
[8]基于Zynq的运动车辆检测与跟踪系统设计[D]. 贺能.大连海事大学 2017
[9]基于FPGA的深度学习加速器设计与实现[D]. 余奇.中国科学技术大学 2016
[10]基于ARM-FPGA的视觉追踪系统的设计与实现[D]. 赖文杰.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3097835
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SRIO一次请求和响应事务过程
西安电子科技大学硕士学位论文有效、像素有效、像素时钟输出信号。REST 接口为 ADV7611 芯片的复位引脚，拉低有效。SCL、SDA 为 ADV7611 芯片的 I2C 外部配置引脚，可在芯片上电时进行配置。INT1 为 ADV7611 芯片的中断引脚，当有上升沿或下降沿时产生中断。由于考虑到工作时的像素时钟最高可达 148.5 MHz，P[23:0]、VS、HS、DE、REST、SCL、SDA均先分别连接到防浪涌电阻，然后再连接到 FPGA 上。XTAL+/-引脚连接到 28.6363MHz 的无源晶振上，作为 ADV7611 芯片核心工作时的参考时钟。ADV7611 芯片还有一些用于配置和传输音频信号的接口，由于本设计是目标跟踪系统，暂时没有使用到音频信息，所以 ADV7611 芯片有关于音频信号的接口全部悬空。HDMI 图像接收模块的硬件设计原理图如图 2.7 所示。
第二章 智能目标跟踪系统整体设计方案头引脚定义相同），并行图像输入数据位 D0~D23、帧有效 VS、行有效 HV、像素有效 DE、像素时钟 CLK、I2C 配置通道 SDA/SCL、芯片复位 PD 连接到 FPGA 的通用IO 接口上。ADV7511W 芯片有关音频信号的接口全部悬空。HDMI 图像发送模块的硬件设计原理图如图 2.8 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Altium Designer在电路设计中的应用[J]. 庄延良. 电子世界. 2017(06)
[2]基于KCF框架的长时间视频目标跟踪算法[J]. 梁硕,陈金勇,吴金亮,王长力. 无线电通信技术. 2017(02)
[3]视频图像中动态目标检测系统的FPGA硬件设计[J]. 李艳婷,王水鱼. 计算机系统应用. 2017(03)
[4]基于FPGA的视频跟踪系统设计与实现[J]. 郑铿,李榕. 激光杂志. 2014(03)
[5]电源驱动芯片UCD9222的数字电源设计[J]. 蔡湘平. 单片机与嵌入式系统应用. 2013(01)
[6]DSP与FPGA的SRIO互连设计[J]. 俞健,周维超,刘坤. 半导体光电. 2012(06)
[7]多传感器图像融合技术综述[J]. 毛士艺,赵巍. 北京航空航天大学学报. 2002(05)
硕士论文
[1]基于TMS320DM642的自动目标跟踪及云台控制[D]. 张殿坤.沈阳工业大学 2018
[2]基于FPGA的实时目标跟踪系统关键技术研究和实现[D]. 袁文强.西安电子科技大学 2018
[3]基于ARM平台的红外制导仿真系统[D]. 陈炜.西安电子科技大学 2018
[4]红外目标实时检测系统设计[D]. 陈星.西安电子科技大学 2018
[5]弱信号环境下北斗导航接收机跟踪算法研究[D]. 周颖.南京航空航天大学 2018
[6]FPGA与多核DSP图像处理系统的设计与实现[D]. 王泽民.西安电子科技大学 2017
[7]基于差分曝光模型的桌面式视线跟踪系统的研究与实现[D]. 谭雅翔.西安电子科技大学 2017
[8]基于Zynq的运动车辆检测与跟踪系统设计[D]. 贺能.大连海事大学 2017
[9]基于FPGA的深度学习加速器设计与实现[D]. 余奇.中国科学技术大学 2016
[10]基于ARM-FPGA的视觉追踪系统的设计与实现[D]. 赖文杰.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3097835
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3097835.html
