本发明专利技术提出了一种机载视频处理装置及具有其的无人机，机载视频处理装置，包括集成设置的FPGA和视频处理芯片，FPGA接收可见光电视视频信号和红外热像仪视频信号进行格式转换后得到视频数据，通过交互接口将视频数据传输至视频处理芯片，视频处理芯片按预设协议对视频数据进行编码后存储于本地存储器，并经无线数据链路将编码后的视频数据传输至地面接收设备，或视频处理芯片将编码后的视频数据传输至FPGA，由FPGA经无线数据链路传输至地面接收设备。该机载视频处理装置采用FPGA+SOC硬件架构，可实现视频压缩存储、多目标检测、目标跟踪、目标速度预测等功能，并预留多个接口，实现了集成化、多功能、小型化设计，满足无人机对视频处理功能的实际需求。频处理功能的实际需求。频处理功能的实际需求。
【技术实现步骤摘要】
机载视频处理装置及具有其的无人机
[0001]本专利技术涉及视频处理
，尤其涉及一种机载视频处理装置及具有其的无人机。
技术介绍
[0002]目前，无人机在军事、警用、民用领域应用越来越广泛，无人机载光电吊舱在进行目标侦察、检测、识别跟踪时，需要通过无线通讯链路设备将采集到的目标视频图像实时传输到地面站，供操控人员实时掌握目标状态、飞行区域内周围环境，进行决策；同时，也需要将采集到的目标视频图像压缩后存储于机载光电设备上，可供事后进一步分析。
[0003]受到无线链路带宽的限制，对于高清相机、红外热像仪等光学载荷采集的目标图像，每秒几百兆bit甚至上吉(G)bit的数据量不能直接通过无线链路传输，必须对视频数据进行编码压缩，以保证传输画面的实时性和系统正常工作；同时，由于每种无线链路设备对外接口不同，需要压缩编码系统配置不同的对外接口以提升光电吊舱设备的适应能力；另外，光电吊舱本身重量、功耗对无人机都是非常关键的技术指标，直接影响无人机的续航时间。
[0004]受到核心处理芯片计算运行速度、处理器资源限制，一般光电吊舱压缩编码功能与设备目标检测、跟踪功能为分立模块，即图像压缩编码、视频存储功能及目标检测、识别跟踪分别是单独的处理模块，二者之间需要通过相应视频接口将原始视频、叠加目标状态信息的跟踪视频进行传输，集成化成度低，多块电路板模块不仅增加了设备体积、重量，还增加了电路模块间数据传输的延时，增加设备功耗、成本。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是如何实现机载视频处理装置的轻量化、集成化设计，本专利技术提出一种机载视频处理装置及具有其的无人机。
[0006]根据本专利技术实施例的机载视频处理装置，包括集成设置的FPGA和视频处理芯片，所述FPGA接收可见光电视视频信号和红外热像仪视频信号进行格式转换后得到视频数据，通过交互接口将所述视频数据传输至所述视频处理芯片，所述视频处理芯片按预设协议对所述视频数据进行编码后存储于本地存储器，并经无线数据链路将编码后的视频数据传输至地面接收设备，或所述视频处理芯片将编码后的视频数据传输至所述FPGA，由所述FPGA经无线数据链路传输至所述地面接收设备。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述机载视频处理装置还集成设置有：SDI解码芯片和A/D解码芯片，所述SDI解码芯片用于对接收的可见光电视视频信号进行视频解码后传输至所述FPGA，所述A/D解码芯片用于对接收的红外热像仪视频信号进行解码后传输至所述FPGA。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述视频处理芯片具有：视频输入模块、视频处理模块和视频编码模块，
[0009]所述FPGA将接收的解码后的可见光电视视频信号转换为BT.1120时序、将接收的解码后的红外热像仪视频信号转换为BT.656时序后，输入所述视频输入模块得到图像数据，所述图像数据传输至所述视频处理模块进行预处理得到视频处理数据，所述视频编码模块对所述视频处理数据按H.264/H.265协议进行编码。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述视频处理芯片采用在线模式，将视频输入模块的视频数据流直接传输给所述视频处理模块，所述视频处理模块以行为单位，采用边采集边发送的方式将视频处理数据发送给所述视频编码模块进行编码。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述视频处理芯片将编码后的视频数据通过以太网口传输到所述无线数据链路，或通过PCIe扩展总线传输给所述FPGA。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述视频处理模块进行编码时，按照预设协议将视频数据、飞机数据及载荷状态数据组成视频数据流，存储于本地存储器中，FPGA通过PCIe接口读取所述本地存储器中的视频数据流进行并串转换后按照设定的码流发送时钟及驱动输出。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述FPGA具有多路异步通信422接口，用于实现与载机飞控、惯导、伺服系统及上位机的通信。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述视频处理芯片具有目标跟踪模块，所述目标跟踪模块采用基于方向梯度直方图特征的核相关滤波算法进行目标跟踪。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述视频处理芯片采用Hi3519A或Hi35559A。
[0016]根据本专利技术实施例的无人机，所述无人机设有机载光电吊舱，所述机载光电吊舱采用如上所述的机载视频处理装置进行视频压缩存储、多目标检测、目标跟踪及目标速度预测。
[0017]本专利技术提出的机载视频处理装置具有如下优点：
[0018]机载视频处理装置采用FPGA+SOC(华为海思Hi3519A)硬件架构，兼顾了FPGA与Hi3519A各自性能及功能优势，实现了视频多功能处理模块，预留了多个硬件输入输出接口，满足了目前无人机对视频处理功能的实际需求；软件上可实现视频压缩存储、多目标检测、目标跟踪、目标速度预测等功能，丰富了模块功能，实现了集成化、多功能、小型化；采用基于HOG特征的KCF目标跟踪算法，提高了光电吊舱长时间目标跟踪能力及跟踪精度；设计方法易于功能扩充，提高了设备集成化、小型化水平，模块功能更加丰富，适应性更强；适用于目前无人机或系留无人机实现视频传输、光电吊舱设备控制通讯，满足系统的实际应用。
附图说明
[0019]图1为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置的组成示意图；
[0020]图2为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置的硬件组成示意图；
[0021]图3为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置的视频编码流程示意图；
[0022]图4为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置的高速同步422数据发送流程示意图；
[0023]图5为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置的海思处理器软件功能架构示意图；
[0024]图6为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置实物正面示意图；
[0025]图7为根据本专利技术实施例的机载视频处理装置实物背面示意图。
具体实施方式
[0026]为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。
[0027]无人机载光电吊舱配置有可见光电视、红外热像仪成像传感器，二者分别为SDI数字视频接口、PAL制模拟视频接口。在进行目标侦察、检测、识别跟踪时，需要通过无线通讯链路设备将采集到的目标视频图像实时传输到地面站，供操控人员实时掌握目标状态，进行决策；同时，也需要将采集到的目标视频图像压缩后存储于光电吊舱设备本体上，可供事后进一步分析。受到无线通讯链路带宽的限制，对于高清相机、红外热像仪等光学载荷采集的目标图像，每秒几百兆甚至上千兆bit数量级的数据量不能直接通过无线链路传输，必须对视频数据进行压缩编码；同时，由于每种无线链路设备视频接口形式不同，所以需要压缩编码系统配置不同的对外接口以提升光电吊舱设备的适应能力；另外，光电吊舱本身重量、功耗对无人机都是非常关键的技术指标，直接影响无人机的续航时间。
[0028]现有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机载视频处理装置，其特征在于，包括集成设置的FPGA和视频处理芯片，所述FPGA接收可见光电视视频信号和红外热像仪视频信号进行格式转换后得到视频数据，通过交互接口将所述视频数据传输至所述视频处理芯片，所述视频处理芯片按预设协议对所述视频数据进行编码后存储于本地存储器，并经无线数据链路将编码后的视频数据传输至地面接收设备，或所述视频处理芯片将编码后的视频数据传输至所述FPGA，由所述FPGA经无线数据链路传输至所述地面接收设备。2.根据权利要求1所述的机载视频处理装置，其特征在于，所述机载视频处理装置还集成设置有：SDI解码芯片和A/D解码芯片，所述SDI解码芯片用于对接收的可见光电视视频信号进行视频解码后传输至所述FPGA，所述A/D解码芯片用于对接收的红外热像仪视频信号进行解码后传输至所述FPGA。3.根据权利要求2所述的机载视频处理装置，其特征在于，所述视频处理芯片具有：视频输入模块、视频处理模块和视频编码模块，所述FPGA将接收的解码后的可见光电视视频信号转换为BT.1120时序、将接收的解码后的红外热像仪视频信号转换为BT.656时序后，输入所述视频输入模块得到图像数据，所述图像数据传输至所述视频处理模块进行预处理得到视频处理数据，所述视频编码模块对所述视频处理数据按H.264/H.265协议进行编码。4.根据权利要求3所述的机载视频处理装置，其特征在于，所述视频处理芯片采用在线模式，将视频输入模块的视...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏志强，温明，马希超，葛珊，阮建明，王洪庆，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：发明
国别省市：
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