[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)掛飛的搜索跟蹤系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811418069.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN111225181A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 燕一松;溫佳隆;馮錦亭;潘少鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華航無線電測量研究所
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于無人機(jī)掛飛的搜索跟蹤系統(tǒng)，其特征是包括處理器Zynq7,高速緩存芯片DDR3SRAM，程序存儲芯片F(xiàn)LASH N25Q256，標(biāo)簽存儲芯片AT24C08，外掛大容量存儲芯片NAND FLASH MTFC64GD，千兆網(wǎng)口，同步串口，422接口，232接口芯片，電源管控模塊；處理器Zynq7完成外部圖像數(shù)據(jù)接收，完成搜索跟蹤運(yùn)算，電源管控模塊對系統(tǒng)內(nèi)部功率型芯片均進(jìn)行休眠管理設(shè)計，全部器件電源均分開可控，根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)切換整板或部分器件為休眠模式。本裝置具有集成度高、實時性好、功耗和成本低等優(yōu)點，可滿足無人機(jī)載荷等低功耗、小型化應(yīng)用場合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，特別是搜索跟蹤與成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)字圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展使其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛。高清攝像與無人機(jī)的組合，能夠有效的進(jìn)行圖像偵查與情報獲取，并鎖定目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，偵查打擊一體化在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。

隨著高清視頻技術(shù)的發(fā)展，視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在速度、數(shù)據(jù)吞吐率、精度等方面有了更高要求。然而由于實時圖像采集與處理系統(tǒng)要求處理器具有較高的數(shù)據(jù)帶寬和處理速度，這對于多數(shù)DSP+FPGA的方案，功耗較高且系統(tǒng)又變得復(fù)雜，成品也難以達(dá)到小型化，難以應(yīng)用于小型無人機(jī)等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有DSP+FPGA的方案，功耗較高、系統(tǒng)復(fù)雜，成品難以小型化，難以應(yīng)用于小型無人機(jī)的問題，本發(fā)明提出了一種基于無人機(jī)掛飛的搜索跟蹤系統(tǒng)。

一種基于無人機(jī)掛飛的搜索跟蹤系統(tǒng)，其特征是包括處理器Zynq7,高速緩存芯片DDR3SRAM，程序存儲芯片F(xiàn)LASH N25Q256，標(biāo)簽存儲芯片AT24C08，外掛大容量存儲芯片NANDFLASH MTFC64GD，千兆網(wǎng)口，同步串口，422接口，232接口芯片，電源管控模塊；處理器Zynq7完成外部圖像數(shù)據(jù)接收，解析后圖像存入高速緩存芯片DDR3中，完成搜索跟蹤運(yùn)算并通過同步串口和RS422接口將控制信息發(fā)送給外部伺服控制系統(tǒng)，同時按照指令要求，處理器Zynq7將本次工作信息存儲在標(biāo)簽存儲芯片AT24C08中，將所需時段的圖像存儲在外掛大容量存儲芯片NAND FLASH MTFC64GD內(nèi)部供后續(xù)讀取分析，程序存儲芯片F(xiàn)LASH N25Q256用于處理器Zynq7固化程序存儲，千兆網(wǎng)口用于原始圖像傳輸，RS232接口用于處理器Zynq7內(nèi)部ARM系統(tǒng)的調(diào)試使用；電源管控模塊對系統(tǒng)內(nèi)部功率型芯片均進(jìn)行休眠管理設(shè)計，全部器件電源均分開可控，根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)切換整板或部分器件為休眠模式。

進(jìn)一步，所述的搜索跟蹤運(yùn)算包括，處理器Zynq7的PL端(可編程邏輯)使用Camlink協(xié)議解析模塊完成高幀頻高清圖像數(shù)據(jù)的接收，將實時視頻中的圖像數(shù)據(jù)按照固定格式進(jìn)行尺度變換獲取目標(biāo)基準(zhǔn)圖，通過AXI總線和高速緩存芯片DDR3發(fā)送給處理器Zynq7的PS端(雙核處理器Cortex-A9)，PS端根據(jù)指令信息截取基準(zhǔn)圖中目標(biāo)坐標(biāo)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)制備目標(biāo)跟蹤模板，將目標(biāo)模板通過AXI總線發(fā)送給PL端；處理器Zynq7的PL端利用基準(zhǔn)圖和目標(biāo)跟蹤模板完成去均值歸一化積相關(guān)運(yùn)算，并將相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)通過AXI總線發(fā)送回處理器Zynq7的PS端；處理器Zynq7的PS端讀取積相關(guān)結(jié)果并進(jìn)行極值搜索和主次峰比運(yùn)算，進(jìn)而求得目標(biāo)位置坐標(biāo)，并將目標(biāo)位置坐標(biāo)通過AXI總線回傳至處理器Zynq7的PL端，其將位置坐標(biāo)信息通過控制通信模塊發(fā)送給控制系統(tǒng)，完成目標(biāo)搜索跟蹤。

進(jìn)一步，所述的處理器Zynq7內(nèi)部的PL和PS均可以通過AXI總線的HP高速口訪問高速緩存芯片DDR3存儲器，PL端完成數(shù)據(jù)采集、基準(zhǔn)圖的制備放入高速緩存芯片DDR3，PS端制備目標(biāo)跟蹤模板時可以直接調(diào)用圖像數(shù)據(jù)，截取圖像信息、搜索跟蹤控制功能由AXI總線GP慢速口完成通信功能。

本裝置具有集成度高、實時性好、功耗和成本低等優(yōu)點，可滿足無人機(jī)載荷等低功耗、小型化應(yīng)用場合。