基于航迹片段的多核DSP规划系统设计与实现

发布时间：2018-12-27 13:25

【摘要】：无人机航迹规划是任务规划系统的核心技术之一,在现代国防和民用领域发挥着重要作用。航迹规划包括硬件和软件两个方面研究,在硬件方面需要选择合适的硬件系统,结合航迹规划的数据处理特点和应用需求,搭建系统规划平台;在软件方面需要根据硬件平台的系统架构选择合适的规划方法和规划算法,提高规划效率。无人机航迹规划系统包括地面指挥系统和机载嵌入式系统两部分,而很多情况下航迹规划工作需要由机载系统单独实现。考虑到机载嵌入式系统在功耗、体积、计算和存储性能等方面的要求,本文选择多核DSP TMS320C6678作为运算核心,搭建了基于C6678的实时航迹规划系统。首先对C6678的硬件特性作了介绍,然后对系统内存管理模块、核间通信模块、多核加载模块和网络通信模块的设计进行了阐述,并对实时规划系统进总体设计作了介绍和说明。在规划方法方面,本文介绍了蚁群算法的基本原理和几种改进策略,并分析了蚁群算法在多核DSP上并行实现的优势。在基于C6678的规划系统上,借鉴基于航迹片段的规划方法,设计了基于航迹片段的蚁群重组规划算法,阐述了蚁群重组算法的信息素并行更新策略。最后,对系统中蚁群算法的并行效率进行了测试和分析,对规划系统实时规划能力进行了验证。
[Abstract]:UAV track planning is one of the core technologies of mission planning system and plays an important role in modern national defense and civil fields. Track planning includes two aspects: hardware and software. It is necessary to select the appropriate hardware system in the hardware, and build the system planning platform combining the characteristics of data processing and the application requirements of track planning. In the aspect of software, it is necessary to select appropriate planning methods and algorithms according to the system architecture of hardware platform, so as to improve the planning efficiency. UAV track planning system consists of ground command system and airborne embedded system. In many cases, track planning needs to be implemented by the onboard system alone. Considering the requirements of airborne embedded system in power consumption, volume, computing and storage performance, a real-time track planning system based on C6678 is built based on multi-core DSP TMS320C6678. Firstly, the hardware characteristics of C6678 are introduced, then the design of memory management module, inter-core communication module, multi-core loading module and network communication module are described, and the overall design of real-time planning system is introduced and explained. In the aspect of planning method, this paper introduces the basic principle and several improved strategies of ant colony algorithm, and analyzes the advantages of parallel implementation of ant colony algorithm on multi-core DSP. In the planning system based on C6678, an ant colony reorganization planning algorithm based on track fragment is designed, and the pheromone parallel updating strategy of ant colony reorganization algorithm is described. Finally, the parallel efficiency of ant colony algorithm in the system is tested and analyzed, and the real-time planning ability of the planning system is verified.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279

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本文编号：2393136