Nios II嵌入式系统在实时成像跟踪中的应用

"该资源主要涉及的是一个基于FPGA的实时成像跟踪系统的设计与实现，其中使用了Nios II嵌入式处理器作为核心，并采用了两级模板匹配相关跟踪算法来提高跟踪精度和实时性。系统包括硬件开发和软件开发流程，硬件部分主要由Nios II处理器、LED状态指示、JTAG调试组件、存储器等组成。" 在这个信息系统项目中，关键知识点包括： 1. **Nios II嵌入式处理器**：Nios II是一个软核处理器，用于在FPGA（Field-Programmable Gate Array）中实现，可以定制指令集和外设接口，适应特定的系统需求。在本项目中，Nios II处理器负责执行目标定位、模板更新、轨迹预测、状态处理和偏移量计算等核心算法。 2. **系统功能电路模块设计**：设计包含了处理器库、外设库、软件开发工具链等，如HDL（硬件描述语言）文件、C头文件、测试平台、定制库、外设驱动程序、硬件配置文件和可执行代码。这些模块共同构成了基于Nios II的SoPC（System on a Programmable Chip）系统。 3. **目标跟踪算法**：系统采用基于概率的运动预测算法来定位目标，通过帧内和帧间的相关置信度更新目标模板，并预测目标的下一帧位置。跟踪状态处理根据置信度确定系统是在“跟踪”还是“搜索”模式。 4. **FPGA数字信号处理平台**：FPGA作为数据处理核心，实现视频序列图像的采集、目标捕获、跟踪状态监控等功能。这种设计可以提供高效率和灵活性，适应不同的应用环境和处理需求。 5. **两级模板匹配相关跟踪算法**：这是系统的跟踪算法核心，通过两阶段匹配提高跟踪的准确性和实时性。算法的计算机仿真验证了其有效性。 6. **硬件组件**：包括标准型Nios II内核、外部时钟（100MHz）、LED PIO口、sysid、JTAG调试组件（jtag_uart）、三态桥（avalon_st_bridge）、FLASH访问控制器、片上RAM和SRAM等，这些组件共同构成系统硬件架构。 7. **软件开发环境**：使用Nios II Software Development Kit (SDK)，包含IDE（集成开发环境）、编译器和链接器，支持软件和硬件的联合调试，以及外设驱动程序的开发。 8. **系统性能验证**：通过外场实验，验证了系统的抗干扰性、跟踪精度、稳定性和实时性，证明系统满足项目的技术要求，具备良好的先进性和实用性。 关键词：实时处理、目标跟踪、相关匹配、FPGA、Nios II。