摘要：针对目前嵌入式视觉系统的图像识别算法复杂、鲁棒性差等问题,提出了一种嵌入式智能视觉系统。该系统以进阶精简指令集机器Cortex-A53为核心搭建硬件平台,并搭载Linux嵌入式操作系统。基于V4L2接口设计图像采集程序,完成图像的采集及存储。通过移植学习框架,采用Inception-V3神经网络模型实现图像的智能化识别。实验结果表明:该系统具有良好的采集效果,对不同物体和同一物体在不同姿态下的识别准确度均可达100%,满足智能视觉系统的设计要求。

摘要：为了防止计算机数据被U盘反向窃取,造成信息泄露,提出了一种基于光纤的U盘单向高速读取系统,可以实现数据的高速单向准确传输。基于Linux系统平台,采用管道技术,实现NAND FLASH接口对打包文件的数据传输。以光纤作为数据传输手段,基于FPGA设计数据编码和解码模块,通过研究曼彻斯特编码与同步传输的特性,设计了一种具有时钟线的数据编码传输方式,实现高速准确传输。采用高速USB与上位机进行通信,并利用SDRAM设计FIFO缓存方案,克服USB数据传输中的干扰。实验结果表明:FAT32、exFAT、NTFS 3种文件系统的U盘传输速度均在15 MB/s以上,文件传输的正确率可达到100%,满足U盘单向读取系统的需求。

摘要：为了有效地消除齿轮流量计的原始脉冲信号误差,提高其测量精度,设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和高级精简指令集处理器(ARM)的齿轮流量计变送器。通过CPLD获取流量计脉冲信号的相位差,确定流体方向;采用状态比较法设计软件,进行滤波整形,消除脉冲信号的原始误差,并输出方向电平与计数脉冲信号。以ARM为处理核心采集计数脉冲的个数和方向电平信号,将流量信号转换成标准信号并输出。实验结果表明:利用光耦和CPLD滤波能够有效减小流量计输出信号中的误差,减小后的误差在0.1%以内,适应不同黏度的液体。

摘要：针对液晶盖板检测系统多轴运动控制实时性低、可靠性差的问题,设计了一种液晶盖板检测系统的多轴运动控制器。该控制器以高级精简指令集微处理器(ARM)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为控制单元,其中ARM搭载RT-Thread实时操作系统,通过以太网传输控制协议(TCP)与上位机数据交互,基于修正梯形加减速算法完成速度规划。FPGA根据速度规划的脉冲参数产生脉冲,通过输出脉冲/方向信号实现执行机构的位置控制。实验结果表明:本文所设计的运动控制器应用于4轴液晶盖板检测系统中,实现了多轴平稳运行,位置控制误差为±0.129 mm。

摘要：针对工业液压机械臂末端控制精度受惯性和摩擦等因素影响的问题,提出了一种基于深度强化学习的机械臂控制方法。首先,在机器人操作系统环境下搭建仿真机械臂并进行控制和通信模块设计。然后,对深度确定性策略梯度(DDPG)算法中的Actor-Critic网络进行设计,并基于机械臂逆运动学与深度强化学习奖励机制,设计了一种包含精度指标的分层奖励函数,促进DDPG算法收敛。最后,采用改进的DDPG算法与仿真机械臂交互训练,获得机械臂控制模型,从而实现对机械臂末端的精确控制。试验结果表明:改进的DDPG算法收敛速度提升了约14.54%,在仿真环境下机械臂可以达到6 mm的末端位置控制精度,多点测试完成率最高达到90%。

摘要：针对目前以太网串口服务器串口数量固定而无法实时增减的问题,提出一种基于高级精简指令集处理器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)的以太网串口服务器设计方案。该以太网串口服务器采用ARM+FPGA构架,以ARM+LAN8720芯片为以太网硬件平台,在μC/OS-Ⅱ操作系统上实现以太网通信。以FPGA+接口芯片作为串口硬件平台,基于FPGA构建串口单元模块实现串口通信。通过操作系统的多任务管理、可变静态存储控制器(FSMC)的映射寄存器地址操作及FPGA的多串口管理等功能的设计,实现多串口的增减操作。通过对串口增减操作过程中动态资源分配算法的研究,求出本系统能实现的最大串口数量。实验结果表明:该以太网串口服务器能够实现多串口通信,串口数量可增减,且波特率可独立设置,最大波特率可达115 200 bit/s,最大串口数为35。

摘要：为了有效提高激光调阻机的调阻精度和调阻效率,本文设计了一种激光调阻机测控系统。通过检测调阻过程中阻值的变化,有效控制激光器动作,实现对目标电阻的刻蚀。采用高级精简指令集微处理器(ARM)作为主控制器,实现与上位机通信、电阻数据采集计算和比较器输出控制。依据开尔文测阻法搭建恒流源电路、信号调理电路和数据采集电路。通过设计可扩展的继电器阵列实现测量通道的快速切换,进而有效保障了激光调阻机的快速调阻。采用硬件电路直接输出晶体管-晶体管逻辑电平(TTL)信号控制激光器动作,实现对目标电阻的刻蚀,保证调阻精度与调阻效率。实验结果表明:电阻的测量精度最高为0.01%,调阻精度最高为0.1%,调阻速度最快为50个/s。

摘要：针对目前液晶触摸屏控制技术存在帧率有限、处理器负担重以及可移植性差等问题,提出了一种基于微处理器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)的液晶触摸屏控制器的设计方案。该控制器采用ARM实现对液晶触摸屏的输入输出控制,基于FPGA构建同步动态随机存储器(SDRAM)控制器和液晶显示模块,实现系统的硬件加速功能及不同分辨率液晶显示屏的实时显示。实验结果表明:该控制器的数据传输率能达到31MB/s,可适应多种分辨率的液晶屏,同时能完成触摸操作。

摘要：直接数字合成(direct digital synthesizer,DDS)技术在输出高频信号时容易造成信号失真且杂散较大,限制其应用领域。通过对DDS信号杂散的分析,提出一种具有双重结构的多通道任意波形发生器设计方案,在DDS波形发生器的基础上增加数据顺序输出模块以弥补DDS信号的不足。采用FPGA构建DDS频率合成器,间隔输出波形数据,实现DDS信号输出;利用DDS频率合成技术产生数据顺序输出模块的数据输出时钟,通过改变数据输出时钟控制信号输出频率,最终达到信号输出且频率可调。实验表明:输出频率达到2 MHz时DDS已经出现明显失真,而顺序输出模块则可以很好地还原实际波形,但DDS具有明显的频率调节优势,两者相互补充,具有较好的应用价值。

摘要：针对传统凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案存在采集精度不高、抗干扰能力差等问题,提出了一种凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案。采用绝对值编码器对机械臂位姿变化数据进行采集,并基于同步串行接口(SSI)差分输入、串行输出的设计方式完成编码器数据传输。选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制器,微处理器(ARM)STM32F412作为系统处理核心,通过控制器局域网络(CAN)接口完成数据输出。实验结果表明:本方案具有良好的采集效果,机械臂末端位置信息在X方向、Y方向和Z方向上的最大误差为9.60 cm,最小误差为0.09 cm,满足隧道施工中偏差不得超过±10 cm的技术要求。该方案保证了采集系统的采集精度,提高了数据传输过程中的抗干扰能力。