基于小波分析與FPGA的光電跟蹤信號處理研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,光電跟蹤技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到社會上很多的領(lǐng)域之中,尤其是在軍事領(lǐng)域。光電跟蹤信號在采集的過程中容易受到外界噪聲的干擾,導(dǎo)致處理結(jié)果出現(xiàn)偏差,從而對后續(xù)的控制系統(tǒng)造成影響。因此,對光電跟蹤信號進(jìn)行濾波去噪是必不可少的一個步驟。利用小波分析對信號進(jìn)行濾波去噪處理可以得到較好的濾波效果,而且不需要預(yù)先對含噪信號進(jìn)行建模。
　　論文在分析了光電跟蹤系統(tǒng)傳感器信號噪聲特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)噪聲在小波域的特性進(jìn)行了深入研究。通

2、過研究,選取DB4小波,在XILINX公司的VIRTEX-5系列芯片上實(shí)現(xiàn)提升小波變換,在TI公司的TMS320C6713芯片上實(shí)現(xiàn)各層閾值的計(jì)算,計(jì)算出閾值后將閾值傳送給FPGA。論文對提升小波變換在FPGA上實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,根據(jù)算法設(shè)計(jì)了信號延拓、小波變換、閾值處理、小波重構(gòu)等關(guān)鍵模塊的硬件結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中本文采用移位相加的方式來實(shí)現(xiàn)提升變換中的浮點(diǎn)系數(shù),減少了系統(tǒng)對乘法器的調(diào)用以及對硬件資源的占用,提高了處理速度。系統(tǒng)采用Veril

3、og HDL語言進(jìn)行硬件描述,在ISE環(huán)境下進(jìn)行編譯綜合,在Modelsim環(huán)境下進(jìn)行功能仿真和時序仿真,最后與前端的A/D、D/A模塊連接進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證,取得了較好的去噪效果,完全能夠滿足采樣頻率為5KHz時系統(tǒng)實(shí)時性的要求。論文對提升小波變換模塊進(jìn)行了面積和速度上的優(yōu)化,減少了資源開銷,提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。
　　論文最后對低頻光電跟蹤信號提取進(jìn)行了研究,采用簡化后的離散小波變換方法,對光電跟蹤信號進(jìn)行9層離散低通分解和低通重構(gòu)