基于FPGA的高帧率目标检测系统设计 - SEU_Xilinx暑期学校团队

本篇文档是2019年SEU-Xilinx国际暑期学校项目的毕业设计，由林晓波（组长）、许运丰、刘杨琳和刘扬四位成员共同完成，他们的专业背景分别是自动化学院博士四年级、软件与微电子学院硕士一年级、航空工程硕士一年级和电子学院本科三年级。该项目的主题是“基于FPGA的高帧率目标检测系统设计”，着重于利用Ultra96平台的FPGA资源，实现高速、实时的目标检测与识别。 设计的核心目标是构建一个能在嵌入式环境中高效运行的目标检测系统，以满足高帧率实时应用的需求。针对当前深度学习算法中的效率问题，如大型网络导致的低实时性，团队采取了多种策略来优化。他们通过网络剪枝、量化、定点化等方法减少模型的复杂度和参数量，同时利用FPGA的并行计算能力，提升计算速度。在硬件层面，他们选择OV5640摄像头和HDMI接口，以便实时捕捉和显示图像，实现设备的独立工作，符合物联网(IoT)对终端设备的要求。 设备清单主要包括Ultra96开发板、网络线、数据线、SD卡、屏幕以及HDMI线，这些硬件构成了整个系统的物理基础。在开发过程中，他们使用了Petalinux作为操作系统，并且整合了OpenCV进行图像处理，以及AI SDK进行模型的开发和部署。组员许运丰负责图像处理和AI应用的开发，刘杨琳则负责搭建和配置Ultra96的Block Design，包括DPU IP的配置和生成HDF文件，同时学习Petalinux的使用。而刘扬主要负责使用DNNDK开发环境，进行模型的定点化和编译，以适应FPGA硬件的特性。 这个项目旨在通过FPGA技术提升目标检测系统的性能，通过合理的算法优化和硬件配置，为实际应用提供了一个高性能、低延迟的解决方案，展示了团队成员在FPGA开发、目标检测和自动化领域的深厚理论基础与实践经验。