Специализированные модели управления (СМУ) систем технического зрения - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Специализированные модели управления (СМУ) систем технического зрения

Исходные данные, общая структура и основные этапы проектирования системы технического зрения. Рассмотрение функций и его реализация на базе однокристального микропроцессора КР1810. Разработка аппаратных средств и расчет времени работы программы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На этом этапе необходимо разработать общий алгоритм функционирования системы технического зрения и её структурную схему.
Исходя из задания на проектирование системы технического зрения (СТЗ) должна выполнять следующие функции:
преобразование аналогового сигнала, поступающего с датчика (Д) в цифровую форму;
запоминание цифровых значений яркости точек в памяти;
чтение цифровых значений яркостей точек в памяти;
чтение цифровых значений яркостей точек исходного и эталонного изображений и вычисление функций корреляции;
нахождение минимального значения функции корреляции в области U и выдача новых координат области V.
Преобразование аналогового сигнала и запись полученного цифрового значения должен осуществлять блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
Для запоминания полученных цифровых значений яркостей точек необходимо оперативное запоминающее устройство изображения (ОЗУИ). Объём его определяется максимальными размерами представления изображения, то есть (M х N) 8 разрядных ячеек.
Требуемый объём ОЗУИ равен 16 Кбайт.
Для хранения эталона необходимо иметь постоянное ЗУ объёмом m х n байт (ПЗУ), т.е. 256 байта.
Чтение данных из ОЗУИ и ПЗУ, вычисление функций корреляции, нахождение минимального значения R и определение новых координат области U должно производиться вычислительным устройством (ВУ).
Для хранения новых координат необходимы два регистра РХ и РY. Запуск и останов ВУ производиться с пульта управления (ПУ). На рис. показана общая структура СТЗ.
Блок АЦП синхронно с частотой дискретизации осуществляет запись информации в ОЗУИ. По окончании записи одного кадра он выдаёт сигнал конца записи EW. ВУ опрашивает сигнал EW и, получив его, переходит на следующем кадре к вычислению функций корреляции и нахождению их минимума. Затем ВУ записывает в регистры PX и PY значения найденных координат и переходит к опросу сигнала EW.
Таким образом, доступ к ОЗУИ имеют поочерёдно блок АЦП (по записи) и ВУ (по чтению).
"Пуск", "Ост" линии для передачи сигналов "Пуск" и "Останов" с ПУ; EW линия передачи сигнала EW с блока AЦП; Х цн , Y цн шины ввода начальных координат; A 1 шина адреса на ОЗУИ; A 2 шина адреса на ПЗУ; X,Y шины координат X и Y.
Определим внутренние запоминающие элементы: регистры X ц , Y ц и X т , Y т для хранения координат соответственно центра и точек области U; X'т Y'т для хранения текущих координат точек "окна" вычисления функции R; AC для формирования текущего значения функции R; R min регистр минимального значения функции корреляции; m, n для хранения размеров "окна"; r, p для хранения размеров области U; Q рабочий регистр; счётчики k, l для организации циклов сканирования области U; i, j для организации циклов сканирования "окна" вычисления функции R.
Так как m = n и r = p, то необходимо иметь только по одному регистру (m и r).
Все регистры координат имеют одну разрядность, определяемую как . В данном случае разрядность должна быть равна 7. Так как организация микросхем такова, что разрядность кратна 2, выбираем разрядность регистров X ц , Y ц , X т , Y т , X' т , Y' т равной 8.
Разрядность АС, R min определяется максимально возможным значением функции корреляции. Максимальное значение получается, если яркости всех точек в "окне" исходного изображения максимальны ( - 1), а яркости всех точек эталонов - минимальны (0).
В этом случае максимальное значение равно .
Следовательно, необходимо иметь 14 разрядов. Принимаем разрядность регистров АС и R min равной 1 Разрядность регистра Q может быть равна 8.
Количество разрядов регистров m, r и счётчиков k, l и i, j равно соответственно и , т. е. четырём и трём.
Шина A 1 формируется из выходов регистров X' т и Y' т , а шина A 2 из i и j. Алгоритм функционирования ВУ показан на рис. 2.
В зависимости от требований к аппаратурным затратам и быстродействию данный алгоритм может быть реализован различными способами. По аппаратурным затратам самой экономичной является реализация, при которой все операции над регистрами выполняются на одном блоке обработки.
Однако при этом все операции выполняются последовательно и значит, быстродействие самое низкое.
Самой быстродействующей является реализация, при которой все возможные для совмещения операции выполняются на своих блоках обработки.
Исходя из алгоритма, можно выделить следующие параллельно работающие блоки:
формирование координаты Х адреса (АХ);
формирование координаты Y адреса (AY);
Блоки АР, АХ, AY, СК образуют операционный блок. Структурная схема для такого разделения изображена на рис. 3.
Арифметический блок выполняет микрокоманды Y 3 , Y 10 , Y 14 , Y 15 , Y 29 , Y 21 .
Блок формирования координаты АХ выполняют микрокоманды Y 1 , Y 4 , Y 8 , Y 16 , Y 19 , Y 30 ,Y 23 , Y 25 .
Блок формирования координаты AY аналогичен блоку АХ и служит для выполнения микрокоманд Y 2 , Y 5 , Y 9 , Y 18 , Y 22 , Y 2
Блок счётчиков служит для организации циклов и выполняет микрокоманды Y 6 , Y 7 , Y 11 , Y 12 , Y 17 , Y 20 , Y 24 , Y 27 .
Блок управления предназначен для формирования управляющих сигналов а i , подаваемых на все блоки, для организации условных и безусловных переходов. Условные переходы производятся по сигналам: внешних условий (Х 1 ), арифметического блока (Х 2 ), с блока счётчиков (Х 3 - Х 6 ).
Рисунок 2 Алгоритм функционирования ВУ
Рисунок 3 Структурная схема оптимальной реализации
На рис. 4. показан пример организации арифметического блока (М 1 и М 2 мультиплексоры; АЛУ арифметико-логическое устройство; a i управляющие сигналы).
Рисунок 4 Организация арифметического блока
Блок управления может выдавать на каждый из блоков код микрокоманды, который с помощью дешифратора переводится в набор управляющих сигналов a i . Организация блока AX(AY) показана на рис. 5, а схема блока счётчиков на рис. Определим теперь для такой реализации время выполнения алгоритма, показанного на рис.2.
Время цикла определяется временем прохождения сигналов по самому длинному пути среди всех блоков. В рассматриваемом устройстве таким путём является: чтение данных из ОЗУИ и ПЗУ, прохождение через мультиплексоры М 1 и М 2 арифметического блока, выполнение операции на АЛУ и запись в регистр Q.
Рисунок 5 Организация блока формирования координаты
При построении устройства на элементах ТТЛШ логики может быть порядка 200 нс.
Если ввести конвейерные регистры на выходах ОЗУИ и ПЗУ, то время цикла можно уменьшить в два раза.
Рисунок 6 Организация блока счётчиков
Рассмотрим пример реализации СТЗ при использовании в качестве ВУ микропроцессора КР1810 ВМ8 При разработке будем использовать общий алгоритм рис.2.
Разработка структуры аппаратных средств
Для разработки структуры ВУ на базе МП КР1810 ВМ86 необходимо поставить в соответствие элементы и узлы рис.3 - 6 элементам и узлам МПК.
Один из вариантов такого соответствия приведён в табл.
16-разрядный регистр PXYЦ(входной порт)
16-разрядный регистр РXY(выходной порт)
1-разрядный регистр PEW (входной порт)
Регистры могут быть выполнены на микросхемах КР580ИР82(83) или КР 580ИК55. Память изображения и эталонов является программно доступной со стороны процессора как память данных. Распределение главной памяти приведено в табл. 3.
Координаты X и Y хранятся не в отдельных регистрах, а в одном 16 - ти разрядном регистре (ячейке памяти). Для адресации памяти достаточно 16 разрядов адреса. Регистры сегментов, кроме CS, перегружать после начальной установки не нужно. Адреса, выдаваемые по мультиплексированной шине адреса данных, запоминаются буферными регистрами К580 ИР82. Нагрузочная способность шины данных повышается шинными формирователями К580 ВА8 В рассматриваемом примере достаточно организовать работу МП в минимальном режиме. Структура ВУ на МП показана на рисунке 7.
Рисунок 7 Структура вычислительного устройства на МП4.2
Разработка программы функционирования
Программа разработана в соответствии с алгоритмом, показанным на рис. 2. На рис. 8 приведён текст программы на языке ассемблера и соответствие микрокоманд алгоритма.
Рисунок 8 Программа функционирования
Зная время выполнения каждой команды (см. рис. 8), можно определить общее время выполнения программы:
Т = [(((52m + 37)n + 97)r + 37)p+74]t ц ,
где t ц определяется тактовой частотой процессора, t ц = 200 нс.
Для m = n = 16 и r = p = 5; T = 70 мс. Размещено на Allbest.ru
Разработка структуры аппаратных средств на основе алгоритма функционирования микропроцессора. Распределение переменных по внутренним регистрам МП. Организация условных переходов. Формат микрокоманды и ее общая длина. Расчёт времени работы программы. реферат [128,9 K], добавлен 19.03.2011
Создание системы технического зрения для робота-манипулятора. Принцип иерархичности системы управления роботом. Вычисление характеристик объекта. Основные требования к алгоритмам управления. Разработка метода контурного анализа. Эквализация контуров. курсовая работа [919,3 K], добавлен 06.01.2013
Исходные данные для разработки цикловой системы управления и проектирования усилителей управляющих сигналов. Блок-схема алгоритма работы системы управления пятью гидроцилиндрами промышленного робота. Принцип работы схемы и расчет силовых ключей. курсовая работа [136,0 K], добавлен 08.06.2014
Разработка системы адаптивного аналого-цифрового преобразования (АЦП) на базе однокристального микроконтроллера. Сравнение АЦП различных типов. Анализ способов реализации системы, описание ее структурной схемы, алгоритма работы, программного обеспечения. дипломная работа [3,0 M], добавлен 29.06.2012
Разработка и обоснование общего алгоритма функционирования устройства. Выбор однокристального микропроцессора повышенной производительности. Написание управляющей программы на языке микропроцессора. Расчет амплитудно-частотной характеристики фильтра. курсовая работа [113,8 K], добавлен 04.12.2010
Порядок и обоснование выбора микропроцессора, схема его подключения. Организация ввода-вывода и памяти микропроцессора. Разработка и апробация программного обеспечения на базе восьмиразрядного МП Z80. Методы повышения частоты работы микропроцессора. курсовая работа [735,7 K], добавлен 03.01.2010
Разработка микропроцессорной системы на основе однокристального 8-разрядного микропроцессора КР580ВМ80А. Основные характеристики системы. Формирование сигнала выбора модуля. Структура памяти, организация ввода и вывода. Программное обеспечение системы. курсовая работа [422,5 K], добавлен 10.03.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Специализированные модели управления (СМУ) систем технического зрения реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Административная Ответственность Рф Реферат
Контрольная работа по теме Феномен культуры: основные характеристики
Учебное пособие: Экономика инноваций лекции
Реферат: Страхование от несчастных случаев
Сочинение Дальнейшая Судьба Чацкого
Как Оформить Использованную Литературу В Реферате
Дипломная работа по теме Технология продвижения услуг художественной школы для взрослых
Психология Социально Правовой Деятельности Курсовая Работа
Легкая Промышленность Стран Мира Дипломная Работа
Реферат: Начальный курс обучения английском
Курсовая работа по теме Понятие и виды освобождения от наказания
Реферат: Насекомые лиственных пород деревьев
Реферат: The Color Of America Essay Research Paper
Лфк При Рассеянном Склерозе Реферат
Реферат: Факторы, влияющие на износ деталей почвообрабатывающих машин
Реферат по теме Сексуальные дисфункции и другие сексуальные расстройства
Аттестационная Работа Сестринское Операционное Дело 288 Часов
Реферат по теме Скрытая реклама
Объекты Права Курсовая Работа
Реферат: Развитие навыков изобразительной деятельности у младших школьников на уроках тематического рисования
Выраженная тенденция заимствования англоязычной терминологии индустрии гостеприимства на примере развивающегося гостиничного дела в России - Иностранные языки и языкознание дипломная работа
Опричнина Ивана IV - История и исторические личности презентация
Название улиц города Гатчина в честь героев Второй мировой войны - История и исторические личности реферат