相對(duì)位姿測(cè)量解算的FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、位姿測(cè)量是現(xiàn)代控制、導(dǎo)航、跟蹤等許多領(lǐng)域研究的一個(gè)重要課題，要求位姿測(cè)量系統(tǒng)具有精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安裝方便等特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)視覺位姿測(cè)量系統(tǒng)以其眾多優(yōu)點(diǎn)在航天器近距離對(duì)接、大型工件現(xiàn)場(chǎng)安裝等過(guò)程中的應(yīng)用已經(jīng)受到了廣泛地重視。但已有的基于計(jì)算機(jī)視覺的位姿測(cè)量系統(tǒng)把更多的焦點(diǎn)放在了測(cè)量部分，對(duì)于解算部分沒有過(guò)多的提及和研究，多采用微機(jī)或是DSP進(jìn)行最后的數(shù)據(jù)處理計(jì)算。因此深入研究?jī)?yōu)化解算部分，對(duì)整個(gè)位姿測(cè)量系統(tǒng)速度提升和向芯片轉(zhuǎn)化有重要的意義。

2、
　　在本文中，分析了相對(duì)位姿測(cè)量的基本原理，包括單目視覺位姿測(cè)量，空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換等。針對(duì)位姿測(cè)量解算部分，提出了一種優(yōu)化的VLSI實(shí)現(xiàn)方案。將相對(duì)位姿測(cè)量解算電路映射為5大基本模塊電路：矢量歸一化、矢量叉積、矩陣方程組求解、相對(duì)姿態(tài)角計(jì)算和相對(duì)位置計(jì)算。這些電路均基于CORDIC算法設(shè)計(jì)，只有簡(jiǎn)單的移位相加運(yùn)算，非常適合于在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)。使用ISE軟件和ModelSim軟件得到的仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案是可行的。最后，還介紹