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基于FPGA的機器人計算 ( 簡體 字) |
| 作者：劉少山 萬梓燊 俞波 汪玉 | 類別：1. -> 電子工程 -> FPGA
2. -> 電子工程 -> 機器人 |
| 譯者： |
| 出版社：機械工業出版社 |  3dWoo書號： 56483
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NT售價： 495 元 |
| 出版日：10/1/2024 |
| 頁數：175 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787111762362 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
| 前言： |
內容簡介：本書全面概述基於FPGA的機器人計算加速器設計。本書首先對FPGA技術的背景進行介紹，然後深入介紹基於FPGA的機器人感知神經網路加速器設計，並對機器人感知中的各種立體視覺演算法及其FPGA加速器設計進行討論，驗證了FPGA是加速神經網路的理想選擇。接著，介紹在FPGA中實現並集成現有演算法的關鍵原語的通用定位框架，並討論運動規劃模組，證明了FPGA是加速運動規劃內核的理想選擇。之後，探討如何在多機器人探索任務中使用FPGA，以及PerceptIn為自動駕駛汽車開發車載計算系統所做的努力。zui後，介紹過去20年中FPGA在太空機器人中的應用。本書適合機器人領域的研究者、工程師以及高校相關專業的學生閱讀及參考。 |
目錄：第1章 概覽 1
1.1 傳感 3
1.2 感知 4
1.3 定位 5
1.4 規劃和控制 5
1.5 機器人應用中的FPGA 6
1.6 深度處理流水線 7
1.7 小結 8
第2章 FPGA技術 10
2.1 FPGA技術簡介 10
2.1.1 FPGA的類型 11
2.1.2 FPGA的架構 11
2.1.3 FPGA的商業應用 13
2.2 部分重配置 14
2.2.1 什麼是部分重配置 14
2.2.2 如何使用部分重配置 15
2.2.3 實現高性能 17
2.2.4 實際案例研究 21
2.3 在FPGA上運行ROS 21
2.3.1 ROS 21
2.3.2 ROS相容的FPGA 23
2.3.3 優化ROS相容的FPGA的
通信延遲 25
2.4 小結 26
第3章 感知—深度學習 27
3.1 為什麼選擇FPGA用於深度
學習 28
3.2 基礎：深度神經網路 29
3.3 設計方法和標準 30
3.4 面向硬體的模型壓縮 32
3.4.1 資料量化 32
3.4.2 權重縮減 34
3.5 硬體設計：高效架構 35
3.5.1 計算單元設計 35
3.5.2 迴圈展開策略 38
3.5.3 系統設計 40
3.6 評估 43
3.7 小結 46
第4章 感知—立體視覺 47
4.1 機器人的感知 47
4.2 機器人的立體視覺 49
4.3 FPGA上的局部立體匹配 50
4.3.1 演算法框架 50
4.3.2 FPGA設計 52
4.4 FPGA上的全域立體匹配 52
4.4.1 演算法框架 52
4.4.2 FPGA設計 53
4.5 FPGA上的半全域匹配 53
4.5.1 演算法框架 53
4.5.2 FPGA設計 53
4.6 FPGA上的高效大規模立體
匹配 56
4.6.1 ELAS演算法框架 56
4.6.2 FPGA設計 57
4.7 評估和討論 58
4.7.1 資料集和準確性 58
4.7.2 功率和性能 61
4.8 小結 62
第5章 定位 63
5.1 預備知識 63
5.1.1 背景 63
5.1.2 演算法概述 65
5.2 演算法框架 67
5.3 前端FPGA設計 71
5.3.1 概述 71
5.3.2 利用任務級並行性 72
5.4 後端FPGA設計 73
5.5 評估 74
5.5.1 實驗設置 74
5.5.2 資源消耗 75
5.5.3 性能 76
5.6 小結 77
第6章 規劃 78
6.1 運動規劃背景概述 78
6.1.1 概率路線圖 79
6.1.2 快速探索隨機樹 80
6.2 利用FPGA實現碰撞檢測 81
6.2.1 運動規劃計算時間剖析 81
6.2.2 基於通用處理器的解決
方案 82
6.2.3 基於專用硬體加速器的
解決方案 83
6.2.4 評估和討論 89
6.3 利用FPGA實現圖搜索 91
6.4 小結 93
第7章 多機器人協作 95
7.1 多機器人探索 95
7.2 基於FPGA多工的INCAME
框架 98
7.2.1 ROS中的硬體資源衝突 99
7.2.2 帶ROS的可中斷加速器（INCAME） 100
7.3 基於虛擬指令的加速器中斷 102
7.3.1 指令驅動加速器 103
7.3.2 如何中斷：虛擬指令 105
7.3.3 何處中斷：在SAVE/
CALC_F後 105
7.3.4 延遲分析 106
7.3.5 虛擬指令ISA 108
7.3.6 指令編排單元 109
7.3.7 虛擬指令示例 110
7.4 評估和結果 110
7.4.1 實驗設置 110
7.4.2 基於虛擬指令的中斷 113
7.4.3 基於ROS的多機器人
探索 115
7.5 小結 115
第8章 自動駕駛汽車 116
8.1 PerceptIn案例研究 116
8.2 設計約束 117
8.2.1 車輛概覽 117
8.2.2 性能要求 118
8.2.3 能耗和成本因素 119
8.3 軟體流水線 121
8.4 車載處理系統 122
8.4.1 硬體設計空間探索 122
8.4.2 硬體架構 124
8.4.3 感測器同步 126
8.4.4 性能特徵 128
8.5 小結 129
第9章 太空機器人 130
9.1 太空計算的輻射容錯 130
9.2 基於FPGA的太空機器人演算法
加速 132
9.2.1 特徵檢測和匹配 133
9.2.2 立體視覺 133
9.2.3 深度學習 134
9.3 FPGA在太空機器人任務中的
應用 135
9.3.1 火星探測車的任務 135
9.3.2 火星科學實驗室的任務 136
9.3.3 火星2020的任務 137
9.4 小結 138
第10章 總結 139
10.1 本書主要內容回顧 139
10.2 展望未來 140
參考文獻 142 |
| 序： |
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