Zedboard with extension board and cameras

Meine Masterarbeit

Zedboard with extension board and cameras

Meine Masterarbeit

Nicht nur durch aktuelle Ereignisse sind UAVs (Unmanned Aerial Vehicle) mittlerweile jedem ein Begriff, die umgangssprachlich auch Drohnen genannt werden. Es gibt ein wachsendes Interesse an Mini- und Micro-UAVs (MAV) in den unterschiedlichsten Bereichen. Allem voran im Militärischen Bereich, aber auch in der Forschung und Entwicklung, im Bereich der Dienstleistung oder einfach für Amateure und Hobbyisten. Viele Anwendungen die man sich für UAVs vorstellen kann setzen voraus, dass diese sich im schwierigen Gelände bewegen können. Sei es dass sie dabei sehr tief über Boden fliegen oder sich in Umgebungen mit vielen Hindernissen zurechtfinden müssen. Die Schwierigkeiten die mit solchen Anwendungen verbunden sind führen dazu, dass eine neue Sensorik und neue Methoden für die Navigation und Steuerung entwickelt werden müssen. Die Insektenwelt hat seit jeher die Wissenschaft inspiriert. Hat sie doch leichte und robuste Sensorik und Steuerungssysteme hervorgebracht. (Geoffrey L. Barrows, 2002)

In meiner Masterarbeit habe ich mich mit dem Thema der Bewegungsdetektion durch Optischen Fluss sowie die Verarbeitung der Daten mittels Neuronalen Netzen und deren Implementierung in digitaler Hardware (FPGA) befasst.

Das Ziel ware dabei der Aufbau einer Testplattform und die Untersuchung der folgenden Fragestellungen:

  • Eignen sich Neuronale Netze für die Bildverarbeitung?
  • Ist der Einsatz von FPGAs für die Implementierung von Neuronalen Netzen sinnvoll?
  • Was ist bei der Programmierung von FPGAs dabei zu beachten?

Zu Grunde liegt dabei die Idee, dass Neuronale Netze sich wegen ihrer Struktur hervorragend für die parallele Verarbeitung in FPGAs eignen.

Als Hardwareplatform diente dabei das Zedboard mit dem Xilinx Chip Zynq-7000. Für die Umsetzung der Augabe wurde die Entwicklungsplattform Vivado von Xilinx sowie Matlab eingesetzt. Die Programmierung erfolgte in C++ und VHDL.

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Michael Groncki
Engineer, Programmer