基于Zynq-7000的星圖識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的開題報告

基于Zynq-7000的星圖識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的開題報告一、研究背景與意義星圖識別技術(shù)在航空航天、航海、導(dǎo)航和天文學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，它是一種將天空中的星座圖像與已知星座模板進(jìn)行比對，通過模板匹配的方法確認(rèn)星座的識別技術(shù)。在航空航天應(yīng)用中，星圖識別技術(shù)被應(yīng)用于太空艙定位、星座觀測、導(dǎo)航等方面，同時也是近年來研究的重要熱點。以往的星圖識別系統(tǒng)通常采用FPGAs或單片機等芯片作為處理器，但是這些芯片的性能和功能受到限制，不能滿足復(fù)雜星座的處理需求，同時在可編程性上也存在一定的限制。Xilinx的Zynq-7000系列SoC集成了雙核ARMCortex-A9處理器和FPGA邏輯，可以實現(xiàn)芯片內(nèi)部處理和可編程邏輯的結(jié)合，能夠提高星圖識別的性能和可編程性，有利于提高星圖識別系統(tǒng)的精度、速度和可靠性。因此，本文選用Zynq-7000系列SoC為處理器，研究基于Zynq-7000的星圖識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，以提高星圖識別系統(tǒng)的性能。二、研究內(nèi)容及研究方法2.1研究內(nèi)容（1）Zynq-7000系列SoC的架構(gòu)及應(yīng)用原理的深入研究。（2）設(shè)計并實現(xiàn)基于Zynq-7000的星圖識別系統(tǒng)，包括硬件和軟件兩個部分。（3）星座圖像的預(yù)處理和分割算法的研究，以及星座匹配算法的研究。2.2研究方法（1）對Zynq-7000系列SoC進(jìn)行深入的研究，包括內(nèi)部處理和可編程邏輯的協(xié)同工作原理，通過學(xué)習(xí)Zynq-7000的架構(gòu)和特點，提高系統(tǒng)的性能和可編程性。（2）采用VivadoDesignSuite對星圖識別系統(tǒng)的硬件平臺進(jìn)行設(shè)計，包括星座圖像采集、預(yù)處理、分割和匹配功能模塊的設(shè)計。（3）通過C語言編程，實現(xiàn)軟件部分的設(shè)計，以完成星座圖像的預(yù)處理和分割算法以及星座匹配算法的研究。（4）對星座圖像的處理算法進(jìn)行實驗驗證，檢驗系統(tǒng)的性能和有效性。三、預(yù)期研究成果通過本研究，預(yù)期可以得到以下成果：（1）深入了解和掌握Zynq-7000系列SoC的架構(gòu)和應(yīng)用原理。（2）設(shè)計和實現(xiàn)基于Zynq-7000的星圖識別系統(tǒng)，包括硬件和軟件兩個部分，并檢驗其性能和有效性。（3）研究星座圖像的預(yù)處理和分割算法，以及星座匹配算法的研究。（4）提高星圖識別系統(tǒng)的精度、速度和可靠性。（5）為航空航天、航海、導(dǎo)航等領(lǐng)域的星圖識別技術(shù)提供一種新的方案。四、研究進(jìn)度（1）第一階段：2021年3月-2021年5月研究Zynq-7000系列SoC的架構(gòu)及應(yīng)用原理，包括ARMCortex-A9處理器和FPGA邏輯的協(xié)同工作原理，實現(xiàn)硬件平臺的基本設(shè)計。（2）第二階段：2021年6月-2021年8月實現(xiàn)星座圖像的預(yù)處理和分割算法，通過C語言編程實現(xiàn)軟件部分的設(shè)計。（3）第三階段：2021年9月-2021年11月研究星座匹配算法，實現(xiàn)硬件模塊的設(shè)計，完成