[发明专利]一种基于无人机挂飞的搜索跟踪系统

说明书

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。

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，特别是搜索跟踪与成像系统。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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FLASH N25Q256，标签存储芯片AT24C08，外挂大容量存储芯片NANDFLASH 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，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NAND FLASH MTFC64GD内部供后续读取分析，程序存储芯片FLASH N25Q256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。