[實(shí)用新型]一種用于小型無人機(jī)的高速圖像數(shù)據(jù)存儲器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420077623.4
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN203799371U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋立國;張永宏;陳凌軍;王哲;高碩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間機(jī)電研究所
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F13/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高速圖像數(shù)據(jù)存儲器。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，尤其是航天航空技術(shù)的發(fā)展，對圖像存儲設(shè)備的存儲速度、容量、功耗、體積、重量、方便性要求也越來越高，特別是在數(shù)字相機(jī)分辨率和幀頻不斷提高前提下，能夠?qū)崟r保存海量數(shù)據(jù)信息的高速大容量存儲系統(tǒng)就顯得尤為重要。

目前應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域的存儲器主要以固態(tài)存儲器為主，與傳統(tǒng)的機(jī)械存儲器相比，它具有存取速度快、經(jīng)久耐用，抗振性好、沒有機(jī)械部件，穩(wěn)定性好，非常適合在環(huán)境苛刻的條件下工作。

在固態(tài)存儲領(lǐng)域，以NAND?FLASH陣列、PCIe采集卡加固態(tài)盤為主，NAND?FLASH陣列是采用并行總線和流水線技術(shù)，對多個FLASH顆粒進(jìn)行讀寫操作，由于NAND?FLASH本身存在缺陷，在使用中也會經(jīng)常出現(xiàn)壞塊，所以要不斷的進(jìn)行ECC糾錯校驗(yàn)和壞塊管理，給設(shè)計(jì)帶來很大的難度。另外，NAND?FLASH陣列體積較大，在容量上的擴(kuò)展性也很差，如果容量不能滿足新的需求，將要重新進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)。PCIe采集卡加固態(tài)盤需要使用加固計(jì)算機(jī)，通過PCIe采集卡將數(shù)據(jù)存入固態(tài)盤，由于使用加固計(jì)算機(jī)，它的重量和體積很大，不宜攜帶，且各個生產(chǎn)廠家的固態(tài)盤在實(shí)際讀寫速度上有一定的差別，導(dǎo)致它的兼容性較差。

隨著民用航空不斷發(fā)展，越來越多的小型無人機(jī)（起飛重量小于200kg）應(yīng)用于安全維穩(wěn)、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)中，它們對數(shù)據(jù)存儲器的體積、重量、兼容性、方便攜帶性都有較高的要求，而現(xiàn)有的存儲器形式無法滿足小型無人機(jī)的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種體積小、重量輕、方便攜帶的用于小型無人機(jī)的高速圖像數(shù)據(jù)存儲器。

本實(shí)用新型包括如下技術(shù)方案：

一種用于小型無人機(jī)的高速圖像數(shù)據(jù)存儲器，包括高速數(shù)字相機(jī)串行通訊鏈路接口電路、FPGA、乒乓緩存電路、USB接口電路、四片CF卡和異步串行通信接口電路；FPGA通過高速數(shù)字相機(jī)串行通訊鏈路接口電路與小型無人機(jī)上的相機(jī)相連；FPGA分別與乒乓緩存電路、4片CF卡相連；FPGA通過USB接口電路與上位機(jī)相連；FPGA通過異步串行通信接口電路與小型無人機(jī)上的慣性導(dǎo)航組件相連。

小型無人機(jī)上的相機(jī)為具有高速數(shù)字相機(jī)串行通訊鏈路接口的相機(jī)，小型無人機(jī)上的相機(jī)輸出的串行高速差分信號通過高速數(shù)字相機(jī)串行通訊鏈路接口電路進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后獲得并行數(shù)據(jù)，并行數(shù)據(jù)輸入至FPGA，由FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后將每幀圖像數(shù)據(jù)寫入乒乓緩存電路；慣性導(dǎo)航組件輸出的慣性導(dǎo)航輔助數(shù)據(jù)通過異步串行通信接口電路輸入至FPGA；在FPGA的控制下從乒乓緩存電路中讀取每幀圖像數(shù)據(jù)并用慣性導(dǎo)航輔助數(shù)據(jù)代替每幀圖像數(shù)據(jù)的最后一行后，將其并行存入4片CF卡中；當(dāng)需要回放數(shù)據(jù)時，在FPGA的控制下，上位機(jī)通過USB接口電路讀取4片CF卡中的數(shù)據(jù)。

乒乓緩存電路包括四片雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器。

高速數(shù)字相機(jī)串行通訊鏈路接口電路包括3片串并轉(zhuǎn)換芯片。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型的圖像數(shù)據(jù)存儲器包括CameraLink接口電路、FPGA、乒乓緩存電路、USB接口電路、四片CF卡和異步串行通信接口電路。相機(jī)輸出的圖像數(shù)據(jù)通過CameraLink接口電路輸入至FPGA，在FPGA的控制下將其寫入乒乓緩存電路，采用FPGA從乒乓緩存電路中讀取數(shù)據(jù)并將其并行存儲在四片CF卡中，從而實(shí)現(xiàn)大容量快速的圖像數(shù)據(jù)存儲；本發(fā)明根據(jù)CF卡自身特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)體積小、重量輕、適合小型無人機(jī)（特別是起飛重量為80kg的小型無人機(jī)）攜帶的高速圖像數(shù)據(jù)存儲器。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的硬件原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面就結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。