Implementation of Image Processing in the UVDAR System on FPGA

Le résumé fourni par la source

Tato diplomová práce se zabývá návrhem implementace obrazových algoritmů, které využívá systém UVDAR (UltraViolet Direction And Ranging) vyvinutý pro vzájemnou relativní lokalizaci dron v rojích, na programovatelných hradlových polích (FPGA). Systém UVDAR je ve svém základu složen z ultrafialových (UV) LED diod produkujících signály v úzkém pásmu spektra, kamerového senzoru citlivého v UV spektru a obrazových algoritmů implementovaných v jazyce C++. Nejprve byly analyzovány původní softwarové implementace těchto algoritmů a byla vyhodnocena jejich výpočetní a paměťová náročnost, konkrétně u speciální variace algoritmu FAST (Features from Accelerated Segment Test) používané pro detekci aktivních jasových značek ve snímcích z kamery a u 4D Houghovy transformace používané pro nalezení lineární aproximace trajektorií detekovaných značek v obraze. Na základě výsledků analýzy byla navržena FPGA architektura pro implementaci variace FAST algoritmu, která produkovala shodné výstupy jako původní softwarová implementace. Následoval výběr vhodné vývojové desky s FPGA společně s návrhem hardwaru pro kompatibilní desku plošných spojů s CMOS kamerovým senzorem. Pro experimentální část práce byla vybrána vývojová deska Terasic DE10-Nano obsahující čip Cyclone V SoC (System-on-Chip). Poté byla implementována předložená FPGA architektura v jazyce VHDL (VHSIC Hardware Description Language). Ve VHDL byla implementována i dodatečná logika pro vizualizaci výstupních dat v reálném čase ve formě anotovaného videa skrze rozhraní HDMI. V závěru práce jsou diskutovány dosažené výsledky, možnosti implementace systému UVDAR do samostatného zařízení a autorovy náměty pro další vývoj.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.