NIOS系统与计算机串口通信的实现

介绍了串口通信标准,提出了基于NIOS Ⅱ嵌入式软核处理器的串口通信设计方案,重点研究NIOS系统的串口与计算机串口通信的实现,阐述了在NIOS Ⅱ集成开发环境下串口通信的软件实现及上位机上软件的实现．     

基于NIOSⅡ多核技术的Hopfield神经网络硬件实现方法

为了充分发挥人工神经网络所具有的并行计算、分布式存储的优点,提出了将NIOSⅡ多核技术应用于Hopfield神经网络硬件实现的方法.采用中断方式和SDRAM实现多核之间的通信,并将所实现的硬件用于数字识别,验证了多核通信方法应用于神经网络硬件实现的有效性和可行性.     

基于NIOS II的3DES加密系统设计

在嵌入式加密系统中,为提高3DES算法的运算速度,提出了一种基于NIOS Ⅱ处理器实现3DES算法的设计方案。通过向NIOS Ⅱ处理器指令集增加自定义指令的方法,简化了硬件实现的复杂度,提高了软件处理的运算速度。为保证系统的安全可靠性,提出了一种密钥管理和权限管理体制。使用QuartusⅡ开发工具完成系统的设计综合。在Visual Studio测试环境下,使用66.6 MHz的系统工作时钟测得系统的3DES加解密运算速度最高可达96 Mbit/s。结果表明,该系统稳定、可靠,且具有较好的应用前景。     

基于FPGA的波形发生器的设计与实现

以嵌入式微处理器软核NIOSⅡ为核心, 将微处理器、总线、数字频率合成器(DDS)、存储器、I/O接口等硬件设备集中在一片FPGA上.创建一个SOPC系统.通过软件编程实现不同频率,不同相位的波形.SoC系统的构建是利用Ahera的设计工具Quartus Ⅱ并结合Verilog-HDL语言,采用硬件编程的方法进行实现的.通过实验验证.本系统达到了预定的要求, 并证明了采用软硬件结合,利用DDS技术实现函数波形发生器的方法是可行的.     

基于NIOS II的红外图像在线采集显示系统设计

设计了一种基于Altera的NIOS Ⅱ嵌入式处理器的红外图像在线采集及显示系统。此系统能实时接收到的红外图像显示在LCD触摸屏上,并通过LCD触摸屏选择图像增强的方法,如增益电平法、自适应线性拉伸法、平台直方图均衡法等红外图像显示常用的预处理方法。实验表明红外图像增强算法的处理时间小于25 ms满足实时显示的要求。并且该系统工作性能稳定,处理效果良好,体积小,便于携带,完全能够满足野外操作等场合。     

基于NIOSⅡ的嵌入式Web网络构建

从嵌入式Web网络的总体设计、基于NIOSⅡ的嵌入式Web服务器设计及系统软件设计三个方面进行了阐述,提出了利用SOPC技术设计一种以嵌入式软核处理器(NIOSⅡ)为CPU,uClinux为操作系统的动态Web服务器,并将这种嵌入式的WEB服务器与网络相结合,构建嵌入式WEB网络。     

鲁棒的车道偏移实时警告系统

提出了一种应用于安全驾驶辅助的鲁棒的车道偏移实时警告系统.采用ALTERA公司片上NIOS II系统的CycloneⅡ FPGA作为处理核心,应用了一种鲁棒的快速车道线偏移警告算法,利用Avalon总线进行IP核的定制,实现了车道偏移警告系统的软硬件设计.测试结果表明,系统的准确率和实时性能满足全天候车道偏移警告需求.     

基于NIOS的SOPC实验平台的构建

以ALTERA公司CPU软核NIOS为核心,介绍了基于NIOS的SOPC系统软硬件设计,并给出了具体实例。     

基于NIOSⅡ的全液晶汽车仪表系统设计

针对液晶图形式仪表必将代替传统的步进电机式指针仪表这一未来汽车仪表的发展趋势,介绍了一种基于NIOSⅡ嵌入式软核处理器和LP064V1TFT彩色液晶的全液晶汽车仪表的设计与实现方法．系统利用SOPCBUIDER配置FPGA硬核,在NIOSⅡ软核中编程控制CAN收发器,接收来自各传感器的数据,解析并转化为对应的图形数据,显示在液晶上．说明了系统的总体设计方案,仪表数据格式和指针式仪表到图形仪表映射的设计思想．设计的全液晶汽车仪表结构简单,指示效果直观,灵活性好．     

多通道数据同步采集系统的设计

提出了一种基于FPGA的数据采集系统设计方案.该方案以FPGA为核心,通过SOPC技术将NIOS软核处理器,采集控制逻辑等功能模块集成在FPGA上,然后结合简单的外围电路构建了多通道数据同步采集系统.测试结果表明:该平台功耗低、性能稳定、扩展性强.     

五指仿人灵巧手运动学与动力学模型

对气动人工肌肉驱动的五指仿人灵巧手进行了运动学及动力学分析. 在Matlab上进行了仿真计算,建立了灵巧手的运动学模型并求得其解析解;同时用Newton-Euler方法对灵巧手进行了逆动力学分析,得出了灵巧手的动力学方程.通过基于灵巧手动力学模型和气动人工肌肉静态模型的主从控制实验,结果表明,可以通过数据手套采集关节的角度变化信息控制灵巧手完成抓取物体的动作.     

人手抓取特性与机械手神经网络抓取策略

分析了人手抓取的各种姿态,提出了３种基本的抓取姿态结构,并举例说明了人手的阎姿态分解为３种基本姿态的组合,基于人手的巧手性,机械手的抓取可模仿人手的抓取特性,根据姿态,物体,任务之间的关系,提出了神经网络规划的抓取方法,并设计相应的神经网络。     

一种新颖的冗余度机器人及其视觉伺服方案

视觉伺服冗余度机器人在灵巧操作、装配等领域有很好的应用前景 .为了减少其运动规划的计算量 ,设计了一种具有准万向关节的七自由度机械臂结构 .在此基础上提出了一种基于位姿分散自律速度控制的运动规划方法 :采用速度矢量极小最小二乘分解方法进行腕部运动速度控制 ;根据欧拉角法则正向递推解决操作手的姿态规划问题 .文中还采用数值仿真手段验证了其有效性 .该方法的特点是物理意义明确 ,算法简单 .同时具有一定的运动学鲁棒性 .     

空间五指灵巧手单指力柔顺控制系统设计

为了可靠稳定地抓握物体,空间五指灵巧手大多采用主动柔顺控制方法。针对单指研究了腱空间和关节空间两种阻抗控制方法。基于所研制灵巧手系统参数建立的动力学模型,对两种方法进行了仿真分析。仿真结果验证了腱张力分配算法和两种控制器设计的有效性。关节空间控制方法消除了耦合效应,从而具有更好的跟踪性能。     

基于虚拟现实技术的排牙机器人应用研究

为了能很好地解决众多老年无牙颌患者全口义齿修复问题,针对排牙机器人的多指手进行结构优化设计,采取3个手指、9个自由度的多指灵巧手完成人工牙的抓取和排列任务,采用D-H坐标法建立了排牙机器人的正运动学模型,同时给出了转动和平移关节的位置和方向表达式,并在基于maflab／simulink仿真平台上应用虚拟现实技术进行了三维仿真,对排牙机器人的临床应用研究具有重要意义。     

一种丝杆螺母机构型机械手的设计

文章提出一种丝杆螺母机构型机械手,它具有结构紧凑,操作灵巧,控制容易的特点。多指手仅用一个电机驱使手指的开闭操作。文中描述了机械手的结构设计与手指的运动分析与力分析,与现有的多指灵巧手和欠驱动多指杆机器人手相比,这种机械手的结构更为紧凑,且能减少控制的复杂性。     

基于CFFCA的全驱动五指灵巧手抓取研究

为精确控制灵巧手对目标物体的抓取,针对灵巧手对目标物体的抓取控制实时性不高的问题,设计了全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I。分析了单根手指的正运动学与逆运动学,提出了接触力反馈控制算法( CFFCA: Contact Force Feedback Control Algorithm) ,利用压力传感器的反馈值,实时控制灵巧手和目标物体之间的接触力,并且详细描述了灵巧手的强力抓取和精确抓取两种抓取模式。在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I 上的实验证明,在两种抓取模式下该算法对两种尺寸的目标物体实现抓取控制是可行的。利用提出的接触力反馈控制算法可控制全驱动灵巧手和目标物体之间的接触力,实现灵巧手对不同大小的目标物体的稳定抓取操作,实验结果表明,该算法实时性较好,有很高的灵巧性,具有应用价值。     

一种曲柄滑块机构型机械手的设计

提出一种曲柄滑块机构型机械手,它具有结构简单,操作灵巧,控制容易。两手指仅用一个电机驱使手指开闭操作。文中描述了机械手的结构设计与手指位移分析,与现有的多指灵巧手和欠驱动多指杆机器人手相比,这种机械手的结构更为简单、紧凑,且能减少控制的复杂性。     

The anthropomorphic design and experiments of HIT/DLR five-fingered dexterous hand

This paper presents a new developed anthropomorphic robot dexterous hand:HIT/DLR Hand Ⅱ.The hand is composed of an independent palm and five identical modular fingers,and each finger hasthree degree of freedom(DOFs)and four joints.All the actuators and electronics are integrated in thefinger body and the palm.Owing to using a new actuator,drivers and a novel arrangement,both thelength and width of the finger is about two third of its former version.By using the wire coupling mecha-nism,the distal phalan...