[發明專利]基于高通驍龍處理器的無人機運動跟蹤系統

在審

• 申請號: 201710727623.2
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107450583A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 陳朋;黨源杰;徐天宇;王海霞;梁榮華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及無人機、機器視覺、運動跟蹤、自動控制等技術領域，特別是涉及一種基于高通驍龍處理器的無人機運動跟蹤系統

背景技術

近年來，隨著計算機技術，自動控制理論，嵌入式開發，芯片設計以及傳感器技術的迅速發展，讓UAV能夠在更加小型化的同時，擁有更多的處理能力，無人機上的相關技術也受到越來越多的關注。小型無人機擁有操控靈活，續航能力強等優勢，從而能夠在狹小環境中處理復雜任務，在眾多領域都有廣泛的應用前景。

但在目前，傳統的無人機由于機載處理器計算性能的限制，需要離線進行數字圖像處理，即使用無線發送模塊講無人機獲取到的圖像傳到PC或其他高性能處理器中進行處理。然而，在有些對資源、功耗要求比較高的工程應用中，并沒有加載這類設備的可行性。因此，急需一種搭載高清攝像頭，并且能實時處理視頻流的無人機平臺，用于處理多種場景下的視覺信息。

發明內容

為了克服現有的無人機控制系統的集成度較低、實時性較弱、功耗較大的不足，本發明提供一種集成度高、實時性強、低功耗的基于高通驍龍處理器的小型無人機視覺跟蹤系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于高通驍龍處理器的無人機運動跟蹤系統，所述系統由Qx200四旋翼機架(1000)、信號轉接板(1100)、高通驍龍控制板(1200)三部分組成；其中高通驍龍控制板(1200)用于實現系統的飛行控制、運動目標檢測與跟蹤、無人機跟蹤飛行；信號轉接板(1100)用于實現高通驍龍處理器的串行電機控制信號的轉換和面向系統的電源輸出；Qx200四旋翼機架(1000)作為系統的基礎構架用于負責執行高通驍龍控制板(1200)和信號轉接板(1100)的控制命令，實現跟蹤飛行。

進一步，所述Qx200四旋翼機架(1000)是系統的機械結構基礎，4045二葉槳(1001)、直流無刷電機(1002)、信號轉接板(1100)、電機調速器(1101)、高通驍龍控制板(1200)、GPS模塊(1202)均設置在Qx200四旋翼機架(1000)上；其中，所述四旋翼機架采用軸距為200mm的四旋翼機架，材料為碳纖維；所述4045二葉槳(1001)的直徑為10.16cm，螺距為11.43cm，材質為塑料，本系統共含有4個二葉槳；所述直流無刷電機(1002)型號有兩種：BLH7705、BLH7706，分別對應正轉電機和反轉電機，直流無刷電機在電壓7.2v下的空載轉速為21600轉每分鐘，本系統共含有4個直流無刷電機。

再進一步，所述信號轉接板(1100)中，電機調速器(1101)直接和該轉接板電機控制輸出接口相連；該信號轉接板(1100)的硬件接口包括一個串行接口、一個電源輸出接口、一個電池輸入接口、四個電機控制輸出接口、一個芯片燒寫接口和一個電源測試接口，該轉接板包含兩個模塊：信號轉換模塊和電源模塊；其中，所述信號轉換模塊采用STM32F103vet6作為信號處理主控芯片，串口信號作為輸入信號，脈寬調制(PWM)信號作為輸出信號，主控芯片緩存串行信號并且將四個通道的控制信號分別解算出來，隨后轉換生成四路脈寬調制(PWM)信號從電機控制輸出接口輸出；電源模塊采用LT8612作為電源管理主控芯片輸出5V電壓，該電源芯片主要為高通驍龍控制板(1200)供電，LT1761作為電源從控芯片將5V電壓轉換為3.3V電壓，該電源芯片主要為信號轉接板(1100)中的STM32F103vet6信號處理芯片供電，LTC2946作為電流電壓監測芯片為高通驍龍控制板(1200)提供電池狀態反饋信息；

所述電機調速器(1101)用于負責將信號轉接板輸出的PWM控制信號轉換為三相電壓信號控制直流無刷電機(1002)的轉速，該電機調速器的工作電流為20A，峰值電流為25A，使用ONESHOT125協議進行信號解算。