基于嵌入式人工智能的智慧医疗健康管理系统设计

近年来,基于人工智能的医疗技术取得了丰富的研究成果,在智慧医疗的发展中发挥了重要作用,开启了智慧医疗的新时代。与传统的医疗管理方法相比,传统管理手段在生理参数测量方面的准确性较低,文中提出了一种基于嵌入式人工智能技术的系统。该系统利用AI算法对接收到的信号进行质量评估、滤波、去噪、增强、特征提取、心拍分类等处理,将NBIOT模块加载到云端并进行用户健康管理。其可以实现用户和医生之间的双向交互,甚至可以创建个人生理数据库,以实现疾病监测和动态管理。     

基于多核异构的异源图像融合抗晕光系统设计

针对异源图像融合抗晕光算法复杂,应用于视频实时处理困难,设计了基于嵌入式多核异构架构的异源图像融合抗晕光系统。将系统控制和图像融合抗晕光算法分别在ARM和FPGA中实现,解决了数据串行和任务顺序执行导致的系统实时性问题,消除了融合图像中的晕光痕迹。经实验验证,多核异构的抗晕光系统晕光消除度和系统实时性均满足系统需求。     

激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统

以提升机器人位置跟踪精度为目的,设计激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统。该系统利用激光雷达传感器、方向传感器、里程计获取机器人位置距离信息、方向信息和移动里程信息后,利用MC9S12XS128微控芯片连接RS232通讯接口,将该信息传输到ARM嵌入式处理器内;用户通过与Ubuntu/Debian,操作系统环境人机接口相连的LCD显示屏,调用ARM嵌入式处理器内机器人位置距离、方向等信息后,通过启动位置跟踪单元内的基于类圆弧机器人识别的自适应位置跟踪算法程序,实现器人移动位置跟踪,并利用基于视觉技术的地图生成单元,生成机器人运行位置环境地图。实验结果表明：该系统跟踪机器人位置反馈时间最短仅为12 s,具备较好的实时性;在跟踪机器人简单移动位置和复杂移动位置时的跟踪线路与实现线路几乎重合,具备较强的机器人位置跟踪能力。     

嵌入式操作系统教学方法研究

提升电子信息工程专业学生分析问题和解决问题的能力,是建设课程思政的重要任务。嵌入式操作系统专业课程内核要素众多且相互耦合,导致学生较难理解这门专业课程的知识点。针对此,本文从内核要素、运行时序和案例分析的角度,研究嵌入式操作系统教学方法,通过教学案例和学生实验成绩验证了所提教学方法的教学效果。该教学方法有助于提升该门课程的教学效果。     

基于复合控制的压电驱动器设计方法

针对压电叠堆迟滞带来的非线性效应严重制约系统控制精度提升的问题,该文提出了一种基于复合控制的压电驱动器控制方法,对系统非线性误差进行建模补偿,并基于数控芯片实现了嵌入式驱动设计。采用广义PI模型对被控压电促动器进行建模,利用指数函数作为密度函数,并基于粒子群算法对包络函数和密度函数进行参数寻优,最终得到压电促动器的前馈补偿逆模型,结合比例积分控制率实现系统的复合控制。同时采用数字信号处理结合现场可编程门阵列(DSP+FPGA)的数控架构,既保证了逆模型求解过程在DSP中实现的便捷性,又保证了采样及闭环控制在FPGA中实现的实时性及快速性。实验结果证明了所提设计方法的正确性及有效性。     

基于显著性检测的星载嵌入式跟踪系统

随着航天科技的不断发展,计算机视觉算法在卫星上的应用方兴未艾,为了实现更多的功能需求和应对可能的威胁,视觉目标跟踪作为其中基础但具有挑战性的任务更是至关重要。然而,目前已有的目标跟踪算法大多数算法只限于对图像序列进行跟踪。另一方面,受到硬件条件制约,很多优秀的算法因为复杂度较高很少被应用到星载嵌入式系统中。这些目标跟踪算法运行时,通常需要人为地给出目标的边界框。为了自动得到边界框,需要目标检测算法对输入图像进行运动目标检测。本文提出了一种基于显著性检测和相关滤波的单目标检测与跟踪一体化算法,并与嵌入式系统相结合,在搭载的TMS320C6678芯片上达到了2 048 pixel×2 048 pixel分辨率下24 fps的帧率。具体地,检测算法负责对图像进行预处理并获得边界框,然后目标跟踪算法给出目标在后续帧中的位置。为了验证算法在实际跟踪中的有效性,本研究搭建了一个由相机、DSP和云台组成的光学平台并进行了实验验证。在该系统中,DSP自动完成检测、跟踪、驱动云台和再检测任务,达到了很好的检测跟踪效果。     

人工智能技术在嵌入式开发中的应用

阐述了人工智能技术的发展和特点,并结合嵌入式技术开发特点,探讨了人工智能技术在嵌入式开发中的应用优势,并进一步分析了嵌入式开发中人工智能技术的应用。     

时间约束下 ＦＰＧＡ 资源最小化的动态重构

针对可重构嵌入式系统算法中数据路径部分的时间划分,本文提出了一种在时间约束下实现应用数据路径所需的单元格数量最小化的动态重构策略。首先,把算法建模为一个无环数据流图G(V,E),其中顶点集V={O1,O2,…,Om}对应于算术算子和逻辑算子,有向边集E={e1,e2,…,ep}表示运算之间的数据依赖关系;其次,对应用设置一个约束时间T,通过E建模的数据依赖关系来执行算法,使得所需要的FPGA单元数量最少。具体实现是使用一个与目标相关的算子库,这个库可以将算子Oi需要的最大路径延迟ti和基本FPGA单元的数量Area(Oi)两个属性关联到图G的每个顶点,从而计算出精确的处理时间;最后,分析总的处理时间(配置和执行)与约束时间之间的差,对分区作出判决。基于一个图像处理算法的应用表明,本文提出的划分策略对于可重构嵌入式系统的设计是有效的。     

5G价值面,BSS/OSS融合的下一站

随着移动通信与互联网技术的发展,传统通信业务已由单一的语音通信,发展为多元化、个性化的融合信息服务,通信产业价值链结构从以运营商为中心的模式向以用户体验为中心的模式转变。互联网与内容提供商以“内容驱动”为理念,灵活快速地迭代产品并响应用户需求,市场份额快速提升,这导致运营商在产业价值链中逐渐被“管道化”。在数字化转型过程中,运营商通过重构、抽象5G网络功能,实现了网络按需编排、灵活适配和快速部署的能力,并基于业务支撑系统（business support system,BSS）/运营支撑系统（operation support system,OSS）(BO)融合与以用户为中心的运营模式增强用户体验,以期实现在产业价值链中地位和价值的提升。在回顾通信产业价值链发展的基础上,分析了运营商价值提升所面临的挑战,提出了一种基于5G网络嵌入式服务的5G价值面体系架构,给出了典型应用场景,并为运营商5G价值面的演进提供了路径建议,助力运营商驶向BO融合的下一站。     

基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计

雷达嵌入式通信（radar-embedded communication,REC）系统是一种在雷达回波信号中隐藏通信信息的隐蔽通信方法。但是由于雷达系统所处的电磁波环境极为复杂,以致雷达嵌入式通信系统会受其他通信系统的同频干扰,最终导致接收机无法准确识别回波信号。为了使得雷达系统避免复杂环境的干扰且能保持良好的隐蔽通信性能,本文提出了一种基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计。本文首先根据随机雷达波形和理想功率谱密度,并采用功率谱匹配的方法建立目标函数,然后利用拟牛顿优化算法对目标函数进行求解得到多频带陷波,以此来避免其他通信系统带来的同频干扰问题,最后基于多频带陷波,采用一种改进的加权组合方法（improved weighted-combining,IWC）设计通信波形。仿真结果表明,本文所提方法可以保证雷达通信的低误码率（signal error rate,SER）和低拦截率（low probability of intercept,LPI）。