一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统，其特征是包括处理器Zynq7,高速缓存芯片DDR3SRAM，程序存储芯片FLASH N25Q256，标签存储芯片AT24C08，外挂大容量存储芯片NAND FLASH MTFC64GD，千兆网口，同步串口，422接口，232接口芯片，电源管控模块；处理器Zynq7完成外部图像数据接收，完成搜索跟踪运算，电源管控模块对系统内部功率型芯片均进行休眠管理设计，全部器件电源均分开可控，根据不同运行状态切换整板或部分器件为休眠模式。本装置具有集成度高、实时性好、功耗和成本低等优点，可满足无人机载荷等低功耗、小型化应用场合。
A search and tracking system based on UAV flying
【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统
本专利技术涉及数字图像处理领域，特别是搜索跟踪与成像系统。
技术介绍
数字图像处理技术的快速发展使其在各个领域的应用愈加广泛。高清摄像与无人机的组合，能够有效的进行图像侦查与情报获取，并锁定目标进行跟踪，侦查打击一体化在军事领域中发挥着越来越重要的作用。随着高清视频技术的发展，视频数据处理系统在速度、数据吞吐率、精度等方面有了更高要求。然而由于实时图像采集与处理系统要求处理器具有较高的数据带宽和处理速度，这对于多数DSP+FPGA的方案，功耗较高且系统又变得复杂，成品也难以达到小型化，难以应用于小型无人机等领域。
技术实现思路
为了解决现有DSP+FPGA的方案，功耗较高、系统复杂，成品难以小型化，难以应用于小型无人机的问题，本专利技术提出了一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统。一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统，其特征是包括处理器Zynq7,高速缓存芯片DDR3SRAM，程序存储芯片FLASHN25Q256，标签存储芯片AT24C08，外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD，千兆网口，同步串口，422接口，232接口芯片，电源管控模块；处理器Zynq7完成外部图像数据接收，解析后图像存入高速缓存芯片DDR3中，完成搜索跟踪运算并通过同步串口和RS422接口将控制信息发送给外部伺服控制系统，同时按照指令要求，处理器Zynq7将本次工作信息存储在标签存储芯片AT24C08中，将所需时段的图像存储在外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD内部供后续读取分析，程序存储芯片FLASHN25Q256用于处理器Zynq7固化程序存储，千兆网口用于原始图像传输，RS232接口用于处理器Zynq7内部ARM系统的调试使用；电源管控模块对系统内部功率型芯片均进行休眠管理设计，全部器件电源均分开可控，根据不同运行状态切换整板或部分器件为休眠模式。进一步，所述的搜索跟踪运算包括，处理器Zynq7的PL端(可编程逻辑)使用Camlink协议解析模块完成高帧频高清图像数据的接收，将实时视频中的图像数据按照固定格式进行尺度变换获取目标基准图，通过AXI总线和高速缓存芯片DDR3发送给处理器Zynq7的PS端(双核处理器Cortex-A9)，PS端根据指令信息截取基准图中目标坐标区域的图像数据制备目标跟踪模板，将目标模板通过AXI总线发送给PL端；处理器Zynq7的PL端利用基准图和目标跟踪模板完成去均值归一化积相关运算，并将相关矩阵数据通过AXI总线发送回处理器Zynq7的PS端；处理器Zynq7的PS端读取积相关结果并进行极值搜索和主次峰比运算，进而求得目标位置坐标，并将目标位置坐标通过AXI总线回传至处理器Zynq7的PL端，其将位置坐标信息通过控制通信模块发送给控制系统，完成目标搜索跟踪。进一步，所述的处理器Zynq7内部的PL和PS均可以通过AXI总线的HP高速口访问高速缓存芯片DDR3存储器，PL端完成数据采集、基准图的制备放入高速缓存芯片DDR3，PS端制备目标跟踪模板时可以直接调用图像数据，截取图像信息、搜索跟踪控制功能由AXI总线GP慢速口完成通信功能。本装置具有集成度高、实时性好、功耗和成本低等优点，可满足无人机载荷等低功耗、小型化应用场合。本专利技术充分利用Zynq7自带ARM核处理器(即PS端，最高主频达800MHz)的特点，用Zynq7的ARM核代替原有目标识别和跟踪技术常用的DSP处理器，这样有效降低了平台功耗和成本，减少了集成电路使用，增强了平台集成度，增强了平台处理的实时性。利用Zynq7通用LVDSIO实现高清数据采集，采用Zynq7内部逻辑实现Camlink数据传输协议，可完成超高帧频数据接收，减少了两片Camlink接口芯片的使用。还有，通过Zynq7内部处理器专用接口实现UART、网口等通信接口功能和NandFlash、DDR3等存储接口，提升了系统的灵活性、集成度，节省硬件资源且方便接口扩展，丰富了对外通信接口类型，提升了平台的适用性。附图说明图1是本专利技术搜索跟踪系统处理平台框图，图2是本专利技术目标识别跟踪流程图，图3是本专利技术Zynq7内部架构优化，图4是本专利技术平台电源拓扑图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统，如图1所示，包括处理器Zynq7,高速缓存芯片DDR3SRAM，程序存储芯片FLASHN25Q256，标签存储芯片AT24C08，外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD，千兆网口，同步串口，422接口，232接口芯片，电源管控模块。处理器Zynq7完成外部图像数据接收，解析后图像存入高速缓存芯片DDR3中，完成搜索跟踪运算并通过同步串口和RS422接口将控制信息发送给外部伺服控制系统，同时按照指令要求，处理器Zynq7将本次工作信息存储在标签存储芯片AT24C08中，将所需时段的图像存储在外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD内部供后续读取分析，程序存储芯片FLASHN25Q256用于处理器Zynq7固化程序存储，千兆网口用于原始图像传输，RS232接口用于处理器Zynq7内部ARM系统的调试使用；电源管控模块对系统内部功率型芯片均进行休眠管理设计，全部器件电源分开可控，可根据不同运行状态切换整板或部分器件为休眠模式。目标搜索跟踪运算功能如图2所示，处理器Zynq7的PL端使用Camlink协议解析模块完成高帧频高清图像数据的接收，将实时视频中的图像数据按照固定格式进行尺度变换获取目标基准图，通过AXI总线和高速缓存芯片DDR3发送给处理器Zynq7的PS端，PS端根据指令信息截取基准图中目标坐标区域的图像数据制备目标跟踪模板，将目标模板通过AXI总线发送给PL端；处理器Zynq7的PL端利用基准图和目标跟踪模板完成去均值归一化积相关运算，并将相关矩阵数据通过AXI总线发送回处理器Zynq7的PS端；处理器Zynq7的PS端读取积相关结果并进行极值搜索和主次峰比运算，进而求得目标位置坐标，并将目标位置坐标通过AXI总线回传至处理器Zynq7的PL端，其将位置坐标信息通过控制通信模块发送给控制系统，完成目标跟踪功能。Zynq7内部架构如图3所示，该处理架构结合当前图像处理算法和处理器Zynq7的特点，首先处理器Zynq7内部的PL和PS均可以通过AXI总线的HP高速口访问高速缓存芯片DDR3存储器，PL端完成数据采集、基准图的制备放入高速缓存芯片DDR3，PS端制备目标跟踪模板时可以直接调用图像数据，减少了Zynq7芯片内部PL端和PS端的数据交互量，有效节约了数据传输时间，提升了系统处理实时性，而截取图像信息，搜索跟踪控制等功能由AXI总线GP慢速口完成通信功能。该设计充分发挥了处理器Zynq7芯片的PS端和PL端在信号处理方面各自的优势，增强了信号处理的灵活性、可实现性以及快速处理能力。本专利技术在传统FPGA+DSP架构基础上进行优化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统，其特征是包括处理器Zynq7,高速缓存芯片DDR3 SRAM，程序存储芯片FLASHN25Q256，标签存储芯片AT24C08，外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD，千兆网口，同步串口，422接口，232接口芯片，电源管控模块；处理器Zynq7完成外部图像数据接收，解析后图像存入高速缓存芯片DDR3中，完成搜索跟踪运算并通过同步串口和RS422接口将控制信息发送给外部伺服控制系统，同时按照指令要求，处理器Zynq7将本次工作信息存储在标签存储芯片AT24C08中，将所需时段的图像存储在外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD内部供后续读取分析，程序存储芯片FLASHN25Q256用于处理器Zynq7固化程序存储，千兆网口用于原始图像传输，RS232接口用于处理器Zynq7内部ARM系统的调试使用；电源管控模块对系统内部功率型芯片均进行休眠管理设计，全部器件电源均分开可控，根据不同运行状态切换整板或部分器件为休眠模式。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统，其特征是包括处理器Zynq7,高速缓存芯片DDR3SRAM，程序存储芯片FLASHN25Q256，标签存储芯片AT24C08，外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD，千兆网口，同步串口，422接口，232接口芯片，电源管控模块；处理器Zynq7完成外部图像数据接收，解析后图像存入高速缓存芯片DDR3中，完成搜索跟踪运算并通过同步串口和RS422接口将控制信息发送给外部伺服控制系统，同时按照指令要求，处理器Zynq7将本次工作信息存储在标签存储芯片AT24C08中，将所需时段的图像存储在外挂大容量存储芯片NANDFLASHMTFC64GD内部供后续读取分析，程序存储芯片FLASHN25Q256用于处理器Zynq7固化程序存储，千兆网口用于原始图像传输，RS232接口用于处理器Zynq7内部ARM系统的调试使用；电源管控模块对系统内部功率型芯片均进行休眠管理设计，全部器件电源均分开可控，根据不同运行状态切换整板或部分器件为休眠模式。
2.如权利要求1所述的基于无人机挂飞的搜索跟踪系统，其特征是所述的搜索跟踪运算包括，处理器Zy...
【专利技术属性】
技术研发人员：燕一松，温佳隆，冯锦亭，潘少鹏，
申请(专利权)人：北京华航无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。