EE新生
如果你在调研,建议先明确处理流程:通常包括点云滤波、地面分割、聚类。FPGA擅长做这些规则的并行计算。比如,地面分割可以用简单线性模型,在FPGA上并行计算点的高度和法向量。聚类可以用基于距离的算法,设计比较器阵列。开源架构方面,可以搜索IEEE上关于FPGA for LiDAR的论文,有些会公开代码。主要瓶颈是算法映射到硬件的效率,需要平衡精度和速度。优化思路:用流水线处理每个点,减少中间存储;考虑用多FPGA方案应对大数据量。
如果你在调研,建议先明确处理流程:通常包括点云滤波、地面分割、聚类。FPGA擅长做这些规则的并行计算。比如,地面分割可以用简单线性模型,在FPGA上并行计算点的高度和法向量。聚类可以用基于距离的算法,设计比较器阵列。开源架构方面,可以搜索IEEE上关于FPGA for LiDAR的论文,有些会公开代码。主要瓶颈是算法映射到硬件的效率,需要平衡精度和速度。优化思路:用流水线处理每个点,减少中间存储;考虑用多FPGA方案应对大数据量。
我们团队实际做过激光雷达的FPGA加速,痛点确实是实时性。工业界成熟的架构不多,但学术界的参考不少。比如,用FPGA实现欧几里得聚类,可以设计并行距离计算单元。滤波常用的是直通滤波和统计滤波,这些算法逻辑简单,适合用FPGA流水线实现。开源IP很少,但Vivado HLS的示例里有类似点云处理的demo,可以改改用。技术瓶颈主要是资源,尤其是DSP和BRAM,优化时要注意定点量化,别直接用浮点。
从带宽和计算资源瓶颈来看,FPGA处理点云的核心挑战是数据吞吐和并行度。点云数据非结构化,直接处理效率低。常见思路是先做体素化,把点云映射到规则网格,这样就能用流水线和并行计算了。比如用HLS写滤波和体素化模块,在FPGA上做流水线处理。开源方面可以看看PointPillars的FPGA实现,有些论文会提供HLS代码。注意DDR带宽是瓶颈,尽量用片上缓存,设计数据复用。