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基于AVR单片机的自由立体显示背光控制系统

发布时间:2017-11-28 07:10:43  来源:大电流电感厂家   查看:

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式中:x(n)代表眼睛(左眼或右眼)插件电感位置的水平坐标;v(n)代表眼电感生产睛运动的速度;t代表时间间隔;wk-1代表这两个变量的模型误差,它的协方差阵定义为:
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对于模型参数Q11,Q22和R,由PC机辅助计算得到。给定一组测量位置和实际位置,在Q11,Q22,R三维空间按等量的方法选取格点,分别训练不同参数下的Kalman滤波器对检测数据进行滤波,如果滤波后的位置与真实值越接近,就说明这组滤波器参工字电感数越优秀。得到了最优参数后,就可以按照前面的介绍,进行不断“预测一修正”的Kalman滤波,获得精度更高的人眼位置(式(8)),并利用式(5)预测t/2时间后的人眼位置,此时增益矩阵:
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1.3 系统的总体方案设计
自由立体显示系统由计算机、RS 232通信电路、单片机控制电路、驱动电路和LED照明阵列电路组成,结构框图如图3所示。

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上位机完成人眼检测算法,并且把人眼位置信息通过RS 232送给单片机。单片机选择AVR系列中功能最强的ATmega128,主要完成对人眼位置数据的处理,然后按照一定的时序发送给驱动芯片。控制电路更新LED照明阵列时,按地址逐个发送数据“1”或“0”,控制每一列LED的点亮与否。

2 硬件设计
2.1 驱动电路
根据背光源亮度恒定的要求,LED阵列的驱动采用聚积科技生成的16位恒流LED驱动芯片MBI5026,其内建的CMOS移位缓存器与栓锁功能,可以将串行输入的数据转换成并行输出的格式,电流的输出值可以通过一个外接电阻进行调整,高达25 MHz的时钟频率可以满足大量数据传输的要求。
2.2 控制电路
AT电感器生产mega128是ATMEL公司推出的一款8位RISC结构高速低功耗单片机,在16 MHz时钟频率时系统性能可达16 MIPS,内带128 KB的FLA交流电感器SHRO M,4 KB的E2PROM、4 KB系统SRAM;可扩展64 KB外部存储器;两个8位定时器/计数器,两个16位定时器/计数器;两路UART通信口,可工作在异步或同步方式。在与上位机通信的过程中,需要采用MAX232电平转换芯片将PC机串口输出的RS 232电平转换成单片机能接受的TTL电平。

3 软件设计
软件设计的总体思路是PC机检测到人眼的位置信息,给出左眼的位置数据和右眼的位置数据,单片机在得到这两个数据后,启动TC1开始t/2时间的定时,同电感器厂家时开始Kalman滤波,使用由式(8)得到的滤波值刷新LED照明阵列。定时器中断服务处理程序主要包括清零TCCR1B以停止定时器,按照t/2时刻人眼位置的预测值刷新LED照明阵列。这样,在人眼检测速率为每秒25帧的情况下,可以将LED的刷新速率提升到每秒50次,有效减轻了可视区域随观察者位置变化而带来的跳跃感。
程序实现对系统的初始化,包括I/O端口的初始化、TC1的初始化、中断设置、串行口工作方式选择、各种变量的初值装入。波特率设置为115 200 b/s,数据格式采用8位数据位,1位起始位,1位停止位。初始化完成后,程序进入等待状态,若上位机发送数据,则进入相应的串行口中断服务处理程序,如图4所示。

k.jpg塑封电感



4 实验
在实验中采用NASA的航拍视差图像对,观看距离490~550 mm,观看视角±30°以内。实际得到的图像如图5所示,其中图5(a)是观察者左眼看到的图像。图5(b)是观察者右眼看到的图像,由于这两幅图像存在视差,最终就会在大脑中融合成一幅具有立体感的图像。

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Kalman预测使得LED背光的刷新频率由25 Hz提高到50 Hz,跳动感有所减弱。此外,为了验证Kalman滤波算法的效果,手工标记了1 500帧图片中左右两眼的精确位置,单片机通过串口将滤波值以及1/2帧处的预测值回发给上位机。定义:平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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