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基于Kinect的家庭助理機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[嵌入式技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

為了使獨(dú)自在家的小孩、行動(dòng)不便的老人和病人得到更好的照顧，設(shè)計(jì)了基于Kinect的家庭助理機(jī)器人系統(tǒng)。系統(tǒng)采用單服務(wù)器多客戶端模型，Kinect和智能手機(jī)作為客戶端連接到服務(wù)器。設(shè)計(jì)制作了助理機(jī)器人，其頭部為網(wǎng)絡(luò)攝像頭，臂部為舵機(jī)結(jié)構(gòu)，腿部為輪式結(jié)構(gòu)。提出了基于Kinect的改進(jìn)動(dòng)作識別算法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的體感控制，可幫助老人和病人抓取物體。設(shè)計(jì)了手機(jī)APP，在外的家人可遠(yuǎn)程監(jiān)視室內(nèi)情況，與家中的老人和病人進(jìn)行視頻通話。

發(fā)表于：3/28/2017

基于異構(gòu)多核可編程系統(tǒng)的大點(diǎn)FFT卷積設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[可編程邏輯][數(shù)據(jù)中心]

如今FFT卷積廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號處理，并且過去幾年證實(shí)了異構(gòu)多核可編程系統(tǒng)（HMPS）的發(fā)展。另外，HMPS已經(jīng)成為DSP領(lǐng)域的主流趨勢。因此，研究基于HMPS大點(diǎn)FFT卷積的高效地實(shí)現(xiàn)顯得非常重要。基于重疊相加FFT卷積方法，設(shè)計(jì)一款針對輸入數(shù)據(jù)流的高效流水重疊相加濾波器。介紹了基于HMPS的大點(diǎn)FFT卷積實(shí)現(xiàn)，獲得了高精度的濾波效果。此外，采用流水技術(shù)的濾波器設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)處理速度、數(shù)據(jù)吞吐率和任務(wù)并行度。基于Xilinx XC7V2000T FPGA開發(fā)板上的實(shí)驗(yàn)表明，參與運(yùn)算的采樣點(diǎn)越大，系統(tǒng)的任務(wù)并行度、處理速度和數(shù)據(jù)吞吐率就會越高。當(dāng)采樣點(diǎn)達(dá)到1M時(shí)，系統(tǒng)的平均任務(wù)平行度達(dá)到了5.33，消耗了2.745×106個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期數(shù)，并且絕對誤差精度達(dá)到10-4。

發(fā)表于：3/27/2017

基于異構(gòu)多核運(yùn)動(dòng)控制器的高速接口設(shè)計(jì)[可編程邏輯][工業(yè)自動(dòng)化]

隨著制造領(lǐng)域?qū)η度胧竭\(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，基于異構(gòu)多核的嵌入式控制器必為重要發(fā)展方向之一。首先說明異構(gòu)多核控制器取得成效，以及現(xiàn)有控制器在數(shù)據(jù)通信接口方面存在缺陷。本設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制器以異構(gòu)處理器——OMAPL138+FPGA為核心，OMAPL138內(nèi)部集成ARM9和DSP C6748處理器核。ARM9內(nèi)嵌Liunx操作系統(tǒng)，以增強(qiáng)控制器多任務(wù)協(xié)調(diào)能力；DSP不運(yùn)行操作系統(tǒng)，可保證運(yùn)算實(shí)時(shí)性。重點(diǎn)闡述ARM與DSP、DSP與FPGA以及控制器與PC之間通信的高速接口設(shè)計(jì)和固件設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)表明：該運(yùn)動(dòng)控制器數(shù)據(jù)交換速率高，吞吐量大，穩(wěn)定性高，為異構(gòu)多核控制器高速通信接口提供參考。

發(fā)表于：3/27/2017

同構(gòu)與異構(gòu)片上多核系統(tǒng)的演進(jìn)過程[可編程邏輯][工業(yè)自動(dòng)化]

系統(tǒng)級芯片是高端電子系統(tǒng)的核心，而片上多核系統(tǒng)是近年來系統(tǒng)級芯片的主要實(shí)現(xiàn)形式。近十年來，片上多核系統(tǒng)一直是數(shù)字集成電路領(lǐng)域的熱點(diǎn)，經(jīng)過眾多研究者的不斷努力誕生了大量很有意義的研究成果。但由于片上多核系統(tǒng)的研究者背景和應(yīng)用領(lǐng)域不同導(dǎo)致發(fā)展演進(jìn)過程較為復(fù)雜而難以理解。為減少這一問題的影響，總結(jié)了片上多核系統(tǒng)的演進(jìn)歷史與現(xiàn)狀，并對片上多核系統(tǒng)未來的發(fā)展提出了一些看法。

發(fā)表于：3/27/2017

IT6500C系列電源在電池領(lǐng)域的測試方案[電源技術(shù)][汽車電子]

為了倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，電池成為了各類產(chǎn)品的主流儲能供電源。針對電池，目前市面上也出現(xiàn)很多相關(guān)測量設(shè)備，比如內(nèi)阻測試儀，充放電測試系統(tǒng)，電池模擬器等等。但極少數(shù)的廠家對電池的應(yīng)用給出完整的解決方案，以解決目前電池測試中的各類問題，如防止反接，再比如如何提高測量效率，降低設(shè)備成本等。

發(fā)表于：3/24/2017

協(xié)作譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)中的安全能效分析[通信與網(wǎng)絡(luò)][信息安全]

基于物理層安全理論，研究了存在竊聽用戶情形下協(xié)作譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)中的安全能效問題。安全能效，即消耗單位能量所能傳輸?shù)谋Ｃ苄畔⒘俊Ｔ跐M足各節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率約束和中繼處最小譯碼速率要求下，通過功率控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全能效最大化。針對目標(biāo)函數(shù)非凸問題，利用分式規(guī)劃和DC(Difference of Convex functions)規(guī)劃理論把目標(biāo)函數(shù)分解為子函數(shù)通過迭代來進(jìn)行優(yōu)化求解。仿真結(jié)果表明，能效優(yōu)化可以顯著提升系統(tǒng)的安全能效。

發(fā)表于：3/24/2017

有限緩存雙向中繼系統(tǒng)性能分析[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

中繼系統(tǒng)可以利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在更少的時(shí)隙內(nèi)完成數(shù)據(jù)交換，顯著提高系統(tǒng)的頻譜利用率。在考慮網(wǎng)絡(luò)編碼的情況下，如何對中繼節(jié)點(diǎn)處的緩存空間進(jìn)行分配尚未被研究。在考慮實(shí)際傳輸開銷、鏈路損耗、緩存有限的情況下，提出一種傳輸調(diào)度策略。然后利用馬爾科夫理論對該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和分析，進(jìn)而求出系統(tǒng)平均吞吐量和排隊(duì)時(shí)延的閉式解。蒙特卡洛仿真證明了該模型的精準(zhǔn)性，并證實(shí)該調(diào)度策略要優(yōu)于已有的傳輸方法，該模型還可以被用來確定一個(gè)合理的緩存大小，在保證時(shí)延的情況下，通過增加緩存空間來提高吞吐量。

發(fā)表于：3/24/2017

基于小波包絡(luò)差異性的數(shù)字調(diào)制方式識別技術(shù)[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

針對通信系統(tǒng)中數(shù)字信號調(diào)制方式難以準(zhǔn)確識別的問題，根據(jù)歸一化前后小波變換包絡(luò)的差異性，提出基于小波變異系數(shù)差值（ΔCV）和相似度特征的識別算法。該算法對MASK、MFSK、MPSK和MQAM 4種數(shù)字調(diào)制信號進(jìn)行分類識別。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明算法簡單易行，適用范圍廣，且在信噪比大于2 dB時(shí)數(shù)字調(diào)制信號識別率均在92.39%以上。

發(fā)表于：3/23/2017

一種433 MHz小型化螺旋形印刷天線的設(shè)計(jì)[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

采用微帶線在介質(zhì)基片上模仿螺旋天線的走線形式，設(shè)計(jì)了一種433 MHz小型化螺旋形印刷天線，減小了天線的結(jié)構(gòu)尺寸。采用仿真軟件HFSS對天線的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化，推導(dǎo)出了天線的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，并通過加載無源集總元件的方法改進(jìn)了天線的阻抗性能。對回波損耗、增益進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：S(1，1)<-10 dB的有效帶寬為3.4 MHz(431.5 MHz～434.9 MHz)，在433 MHz諧振頻點(diǎn)處的S11為-24 dB，有效增益為-4.14 dB。

發(fā)表于：3/23/2017

FastICA在功耗分析去噪中的應(yīng)用[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

提出了一種應(yīng)用獨(dú)立成分分析技術(shù)提高功耗分析中信號信噪比的方法。搭建了側(cè)信道分析平臺，采集了功耗數(shù)據(jù)，并對功耗數(shù)據(jù)進(jìn)行了基于負(fù)熵的快速固定點(diǎn)算法的去噪實(shí)驗(yàn)，信噪比提升19 dB。最后提出了通過更換g函數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的方式，對不同g函數(shù)在功耗分析中的去噪能力進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，更換后的去噪能力比之前提高4 dB以上。

發(fā)表于：3/22/2017

自適應(yīng)實(shí)時(shí)邊緣檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[可編程邏輯][工業(yè)自動(dòng)化]

針對傳統(tǒng)邊緣檢測系統(tǒng)缺乏自適應(yīng)及實(shí)時(shí)性差的問題，利用FPGA的高速并行處理能力和改進(jìn)的Canny算子設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)實(shí)時(shí)邊緣檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)采集圖像的幅值梯度直方圖特征，自主提取Canny算子所需的高低閾值，并輔以雙閾值化處理來提取圖像邊緣信息；同時(shí)采用多級流水和并行處理的方式，將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)計(jì)算，加快處理速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)提取邊緣完整，實(shí)時(shí)性好，自適應(yīng)能力強(qiáng)。

發(fā)表于：3/22/2017

基于apFFT時(shí)移相位差法的多普勒雷達(dá)測速系統(tǒng)研制[微波|射頻][航空航天]

為了實(shí)現(xiàn)多普勒雷達(dá)的精確測速，采用基于具有初相不變性的apFFT(all phase FFT,全相位快速傅里葉變換)的時(shí)移相位差法，以FPGA為數(shù)據(jù)處理平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣存儲、加窗處理、頻譜變換以及頻譜分析和相位計(jì)算，所得結(jié)果通過以太網(wǎng)傳輸至PC，再利用MATLAB的GUI可視化界面進(jìn)行數(shù)據(jù)觀察、分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在采樣率200 kS/s、2 048點(diǎn)頻譜分析的條件下，測速誤差可精確到千分之一。因此，該方案能實(shí)現(xiàn)高精度的速度測量。

發(fā)表于：3/21/2017

抑制多徑的BD2/GPS雙模自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法[微波|射頻][航空航天]

當(dāng)BD2/GPS衛(wèi)星信號受到多徑效應(yīng)干擾時(shí)，接收機(jī)的定位精度將會嚴(yán)重下降。針對這一問題提出了一種抑制多徑的BD2/GPS雙模自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。通過觀測誤差協(xié)方差估計(jì)和粗差檢測來調(diào)整衛(wèi)星參與定位的受信任程度和個(gè)數(shù)，分析了多徑效應(yīng)對偽距殘差和多普勒殘差的影響，同時(shí)對比了原始EKF算法和AREKF算法在多徑干擾下復(fù)雜動(dòng)態(tài)路況的定位性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AREKF算法能夠有效抑制多徑信號對定位效果的干擾，明顯提高了定位精度和可靠性。

發(fā)表于：3/21/2017

四旋翼飛行器中PID控制的優(yōu)化[嵌入式技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

為解決四旋翼飛行器飛行過程中的不穩(wěn)定和靈敏度問題，在四旋翼飛行器數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，提出利用共軛梯度算法對數(shù)字PID控制器的參數(shù)進(jìn)行自整定。將控制性能指標(biāo)的最小方差和控制率相結(jié)合，共軛梯度算法迭代計(jì)算出隨被控系統(tǒng)不斷變化的最優(yōu)化特性參數(shù)，有效地提高系統(tǒng)的魯棒特性。該算法不僅克服了對模型辨識度的依賴，也不再需要人工參數(shù)整定，避免了控制器出現(xiàn)不可預(yù)知的后果。以四旋翼飛行器的橫滾角從偏移13°恢復(fù)到平穩(wěn)狀態(tài)及其穩(wěn)定性為例，通過LabVIEW實(shí)現(xiàn)的軟件仿真表明，較之常規(guī)算法，該方案算法效率提高50%，誤差小于普通PID控制飛行器平穩(wěn)狀態(tài)下存在的0.5°偏差，且穩(wěn)定性較好。

發(fā)表于：3/20/2017

基于生理信號的情緒識別腕戴設(shè)備[嵌入式技術(shù)][醫(yī)療電子]

針對情感計(jì)算需求，設(shè)計(jì)了一種基于STM32L0的低功耗生理信號采集腕帶設(shè)備，利用低功耗藍(lán)牙無線通信將采集的生理信號實(shí)時(shí)發(fā)送至具有藍(lán)牙4.0接口的智能設(shè)備端，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對生理信號進(jìn)行分析處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的心率、皮膚溫度、皮膚阻抗、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測，通過多維度的生理信號分析，識別個(gè)體的情緒狀態(tài)，其中緊張、中性、興奮的識別率達(dá)到95%以上，為情感計(jì)算提供一種可穿戴設(shè)備。

發(fā)表于：3/20/2017