一种基于FPSLIC的目标识别器的设计

论文摘要

本研究以总装备部某课题为研究背景,以现代目标识别理论及信号处理理论为基础,利用FPSLIC系统AT94K芯片的高效性和实时性的特点,设计了一种毫米波复合敏感器的信号检测和目标识别系统。 本设计将信号处理和目标识别理论与FPSLIC系统的应用相结合,以毫米波敏感器在军事中的应用为背景,在FPSLIC的硬件和软件算法设计两方面进行了深入的研究和探讨。由于毫米波敏感器目标识别系统对探测信号的数据采集、存储、信号预处理及目标识别实时性要求非常高,本设计采用ATMEL公司生产的AT94K系列芯片进行毫米波探测器目标识别系统的设计,以满足实时性的要求,并适用于更复杂、更有效的目标识别算法的实现。 在硬件上,本设计选用AT94K40-25DQC芯片为核心来进行目标识别系统的硬件设计,采用TLC5510模数转换芯片和AD7824模数转换芯片来完成数据采集,利用AD9501进行可编程延时,构成以AT94K40-25DQC为核心的完整独立的数字信号处理与控制系统。在软件上,研究设计出完整的系统软件。 由于神经网络是一种大规模、并行、分布式信息处理系统,本文以神经网络为理论基础,提出了具有自适应性的目标识别算法,并将之应用于毫米波复合敏感器的目标识别,建立并讨论了相应的理论模型及实现方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 毫米波及毫米波敏感器
• 1.2.1 毫米波及其特点
• 1.2.2毫米波敏感器
• 1.3 FPSLIC简介
• 1.3.1 SoC发展
• 1.3.2 FPSLIC硬件和软件结构
• 1.4 本论文工作简介
• 第二章 毫米波敏感器信号处理系统
• 2.1 毫米波敏感器工作原理及理论模型
• 2.1.1 毫米波被动探测系统
• 2.1.1.1 毫米波辐射计工作原理
• 2.1.1.2 毫米波辐射计输出信号的数学模型
• 2.1.2 毫米波主动探测系统
• 2.1.3 毫米波主被动复合探测系统
• 2.1.3.1 复合敏感器的工作原理
• 2.1.3.2 被动通道主要指标
• 2.1.3.3 主动通道主要指标
• 2.2 毫米波敏感器的信号处理系统
• 第三章 毫米波复合敏感器信号处理系统硬件设计
• 3.1 复合敏感器微处理器的选择
• 3.2 毫米波复合敏感器信号处理系统硬件结构
• 3.3 AT94K系列芯片简介
• 3.4 AT94K40芯片内及外围电路设计
• 3.4.1 系统时钟设计
• 3.4.2 定时器设置
• 3.4.3 有关中断的设置
• 3.4.4 FPGA／AVR接口设计
• 3.5 测距系统数据可编程延时发生器的选择
• 3.5.1 AD9501内部结构、工作方式及接口设计
• 3.6 AD采样系统设计
• 3.6.1 测距系统AD芯片的选择
• 3.6.2 AD5510的工作方式及接口设计
• 3.6.3 识别系统AD芯片的选择
• 3.6.4 AD7824的工作方式及接口设计
• 3.6.5 信号处理电路布线、电源和接地的考虑
• 第四章 毫米波复合敏感器信号处理系统软件设计
• 4.1 系统软件结构
• 4.2 FPSLIC软件开发综述
• 4.2.1 FPSLIC软件开发工具及开发流程
• 4.2.2 主被动信号处理系统的软件设计流程
• 4.3 测距部分程序设计
• 4.3.1 雷达测距工作原理
• 4.3.2 作用距离分析
• 4.3.3 测距系统的软件实现
• 4.4 目标识别算法的理论设计
• 4.4.1 常用目标识别算法
• 4.4.2 基于神经网络的目标识别算法
• 4.4.2.1 误差反向传播算法
• 4.4.2.2 对BP算法的改进
• 4.4.2.3 毫米波敏感器目标特征抽取
• 4.4.2.4 基于BP网络的目标识别器设计
• 4.4.3 目标识别程序结构
• 4.5 目标识别器 实验结果及分析
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 攻读学位期间成果
• 致谢