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浮体六自由度测量系统的硬件设计与实现
| 论文题名： | 浮体六自由度测量系统的硬件设计与实现 |
| 关键词： | 六自由度;CCD;数字视频采集;LVDS;FPGA;DSP |
| 摘要： | 浮体的六自由度运动,是海洋、港口和船舶工程模型试验研究中的的重要参考信息,传统的接触式测量方法是利用直尺测量位移值,使用陀螺仪测量摇角,通过光线示波仪记录信号,人工读取分析,精度低,浪费人力物力,无法满足使用要求.非接触式测量系统采用双CCD抓取图像,利用三维重构计算物体的三维空间坐标,对浮体的移动没有任何影响,精度相对较高,通过提高分辨率和定位算法还有更大的性能提升空间.在测量系统中,主要的任务有两大部分,一个是算法的改进,二是系统的硬件化.该文在介绍了系统中使用的三维重构方法之后,着重讨论了测量系统的硬件化过程,最初的非接触式测量系统采用的是视频采集卡采集图像,微机进行所有的数据处理和运算,速度很慢,达不到实时性的要求,浮体每时每刻都在移动,为了能够跟上连续抓拍的速度,需要更快的专用处理器DSP(Digital Siginal Processor,数字信号处理器)来进行运算,硬件化的测量系统采用FPGA对视频信号进行采集和处理,经过二值化等预处理之后,通过DMA通道送入DSP的SDRAM中,再由DSP识别出计算所用的参考点,并进行三维重构运算,计算出物体的三维坐标,进而与其他的数据比较之后得出物体的六自由度分量,供工程设计和科学研究参考.最后,该文在总结了现有系统的构成的基础上,提出了一些改进意见,包括换用新型的FPGA以简化视频采集,跳过二值化处理采用亚像素定位等,这在一定程度上可以提高系统的稳定性和精确度. |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 马洪连 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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