隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數(shù)量大幅度增加,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在,單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度:①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度;②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現(xiàn)精度提高。兩種方法中,后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本,而且便于系統(tǒng)融合,是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實現(xiàn)定位濾波算法需要時間,傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實時性的要求,而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上,根據(jù)“先時序后電路”的設(shè)計思想,由同步?jīng)]計方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計方法實現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標變換,最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差,實現(xiàn)實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng),為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下: 基于FPGA設(shè)計了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示,以及經(jīng)緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式,通過串口接收模塊實現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取,并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制整數(shù)型,實現(xiàn)利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果,從而減少資源的利用率。在坐標轉(zhuǎn)換過程中,利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時需要的各個參數(shù)值,并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點小數(shù),再進行坐標轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算,以此簡化公式運算量,達到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素,將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差,建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程,并基于分散濾波的思想進行卡爾曼濾波設(shè)計,并通過Matlab進行仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎(chǔ)上,實現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎(chǔ)上,通過IP核、模塊的分時復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源,實現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波,達到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺,采用Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn),利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線,一共使用44438個邏輯資源,時鐘頻率達到100MHZ以上,滿足實時性信號處理要求,在保證精度的前提下達到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗證了該設(shè)計的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了用MATLAB 分析、設(shè)計、和實現(xiàn)IIR數(shù)字低通濾波器的方法。并依據(jù)IIR型數(shù)字濾波器設(shè)計的傳統(tǒng)方法,利用MATLAB工具采用兩種不同的方法快速有效的實現(xiàn)了對IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計. 關(guān)鍵詞:MATLAB IIR數(shù)字低通濾波器
上傳時間: 2013-08-05
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AVS音頻編碼中長短窗的Matlab仿真及FPGA實現(xiàn)
上傳時間: 2013-04-24
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MATLAB 的名稱源自 Matrix Laboratory ,它是一種科學(xué)計算軟件,專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。
上傳時間: 2013-05-25
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本文以誤差和誤差變化率為輸入,利用模糊推理的方法實現(xiàn)了對PID參數(shù)的在線自動整定,并且在MATLAB環(huán)境下對該控制器進行了設(shè)計和仿真。從仿真結(jié)果可以看出,參數(shù)自整定模糊PID控制器控制效果優(yōu)于
上傳時間: 2013-04-24
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·詳細說明:Matlab下的EEG處理程序庫,例程豐富,講解清晰,醫(yī)學(xué)圖像圖形處理必備文件列表: eeg_toolbox ...........\brainstormresults2freesurfer.m ...........\ColorMapsMake.m ...........\ColorMapsShow.m ..........
上傳時間: 2013-07-20
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·Matlab實現(xiàn)多線性主成份分析(MPCA)
上傳時間: 2013-06-30
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·用VC++6.0和MatLAB語言混編開發(fā)圖像處理實驗軟件
上傳時間: 2013-04-24
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·摘 要:介紹了數(shù)字圖像處理主要研究領(lǐng)域中邊緣檢測的方法,即拉普拉斯高斯算子和Canny算子.利用MatLab圖像處理工具箱提供的圖像處理函數(shù),對圖像進行邊緣檢測,給出了相應(yīng)程序及處理結(jié)果.結(jié)果表明:拉普拉斯高斯算子和Canny算子檢測邊緣清晰且噪聲小.[著者文摘]
上傳時間: 2013-05-27
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·基于MATLAB電機磁場程序
上傳時間: 2013-08-05
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