FPGA在实时成像跟踪系统中的应用

"这篇文档是2018年上半年信息系统项目管理师上午考试的真题解析，涉及的主题是处理器内部任务分配，特别是FPGA在目标跟踪中的应用。文章中提到的系统硬件结构包括对标准视频输入的支持，使用触摸屏设置模板，并通过串口传输目标位置和波门信息到处理核心，该核心由ALTERA公司的Stratix II系列FPGA EP2S60F67214担当。系统采用独立电源模块确保数据处理的稳定性。在FPGA内部，任务主要分为视频数据获取、跟踪算法实现和视频叠加输出。此外，文档还包含了学位论文的相关规定和授权说明，以及成像跟踪制导技术的研究背景和目标跟踪系统的设计，特别是两级模板匹配相关跟踪算法的应用。" 在该题目中，主要知识点如下： 1. **系统硬件结构**：系统支持PAL或NTSC制式的视频输入，并通过触摸屏设定模板，用以捕获和跟踪目标。处理核心是ALTERA的Stratix II FPGA，负责视频数据处理和状态信息的视频叠加。 2. **处理器内部任务分配**：FPGA作为主处理器，其内部任务被划分为三个主要部分：视频数据获取、跟踪算法实现以及视频叠加输出。合理的任务分配能确保系统的高效稳定运行。 3. **FPGA在目标跟踪中的作用**：FPGA执行关键的视频处理任务，包括数据交互和处理。它采用两级模板匹配相关跟踪算法，以提高跟踪的实时性和精度。 4. **系统稳定性**：通过独立的电源模块设计，确保每个数据处理核心的稳定运行，从而提升整个系统的稳定性。 5. **学位论文规范**：论文中提及了学位论文的使用授权规定，表明作者理解并同意学校对论文的使用权，包括保留复印件、公开内容以及后续文章的署名单位规定。 6. **成像跟踪制导技术**：这是一种集成图像处理、模式识别等多领域技术的精确制导方法，具有高隐蔽性、直观性、抗干扰性和成本效益。 7. **实时成像跟踪系统设计**：设计了一个基于两级模板匹配的实时成像跟踪系统，能有效跟踪复杂地面背景下的目标。系统选择序列相似性检测算法作为跟踪基础，通过计算机仿真验证了算法的有效性。 8. **硬件平台设计**：构建了一个基于FPGA的数字信号处理平台，实现视频数据的采集、目标捕获和跟踪，确保了跟踪过程的各个阶段得以顺利执行。 9. **系统性能验证**：通过外场实验评估了系统的抗干扰性、跟踪精度、稳定性和实时性，结果显示系统满足项目需求，具有先进性和实用性。 关键词涉及的领域包括实时处理、目标跟踪、相关匹配以及FPGA和Nios II（一种嵌入式软核处理器）在系统中的应用。