相對位姿測量解算的FPGA實現(xiàn).pdf

1、位姿測量是現(xiàn)代控制、導航、跟蹤等許多領(lǐng)域研究的一個重要課題，要求位姿測量系統(tǒng)具有精度高、實時性強、安裝方便等特點。計算機視覺位姿測量系統(tǒng)以其眾多優(yōu)點在航天器近距離對接、大型工件現(xiàn)場安裝等過程中的應(yīng)用已經(jīng)受到了廣泛地重視。但已有的基于計算機視覺的位姿測量系統(tǒng)把更多的焦點放在了測量部分，對于解算部分沒有過多的提及和研究，多采用微機或是DSP進行最后的數(shù)據(jù)處理計算。因此深入研究優(yōu)化解算部分，對整個位姿測量系統(tǒng)速度提升和向芯片轉(zhuǎn)化有重要的意義。

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