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原文传递一种基于ARM与FPGA的航拍无人机

专利名称：	一种基于ARM与FPGA的航拍无人机
摘要：	本发明涉及一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，包括图像传感器子系统、FPGA图像处理加速子系统、ARM图像应用子系统、电源管理系统、ARM飞控子系统、电机控制子系统、GPS通信子系统和WIFI子系统，图像传感器子系统与FPGA图像处理加速子系统连接，FPGA图像处理加速子系统与ARM图像应用子系统连接，ARM图像应用子系统与ARM飞控子系统连接，电机控制子系统的一端连接ARM飞控子系统，另一端连接云台、舵机，WIFI子系统与ARM图像应用子系统连接，GPS通信子系统连接ARM飞控子系统，电源管理系统与分别连接FPGA图像处理加速子系统、ARM图像应用子系统和ARM飞控子系统。与现有技术相比，本发明可负担繁重的计算任务，节省资源，实现视频的实时除雾功能，操作方便，且可自动巡航。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海工程技术大学
发明人：	徐海荣;周虹;张兴媛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910505565.8
公开号：	CN110271685A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	叶敏华
分类号：	B64D47/08(2006.01);B;B64;B64D;B64D47
申请人地址：	201620 上海市松江区龙腾路333号
主权项：	1.一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，包括设置在六旋翼无人机上的图像传感器子系统、FPGA图像处理加速子系统、ARM图像应用子系统、电源管理系统、ARM飞控子系统、电机控制子系统、GPS通信子系统和WIFI通信子系统，所述的图像传感器子系统与FPGA图像处理加速子系统连接，所述的FPGA图像处理加速子系统与ARM图像应用子系统连接，所述的ARM图像应用子系统与ARM飞控子系统连接，所述的电机控制子系统的一端连接ARM飞控子系统，另一端连接云台、舵机，所述的WIFI通信子系统与ARM图像应用子系统连接，所述的GPS通信子系统连接ARM飞控子系统，所述的电源管理系统与分别连接FPGA图像处理加速子系统、ARM图像应用子系统和ARM飞控子系统。 2.根据权利要求1所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的ARM图像应用子系统采用四核心ARM CPU，四核心ARM CPU连接2GB DDR3动态存储器，并通过PCIE高速接口与FPGA图像处理加速子系统连接，四核心ARM CPU通过WIFI通信子系统与地面站连接。 3.根据权利要求2所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的FPGA图像处理加速子系统采用Kintex-7 XC7K410T，Kintex-7XC7K410T通过片外Nor Flash对FPGA进行配置，Kintex-7 XC7K410T外接2GB DDR3存储器。 4.根据权利要求3所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的Kintex-7 XC7K410T上设有DDR Controller模块、HDMI RX IP模块、UART IP模块、PCIe IP模块和图像除雾算法块，所述的图像除雾算法块设有多类图像处理加速算法IP。 5.根据权利要求1所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的ARM飞控子系统包括ATSAME70Q21处理器、STM32F303微控制器、主控CPU和惯性测量单元，所述的ATSAME70Q21处理器通过SPI接口连接ARM图像应用子系统，所述的ATSAME70Q21处理器通过SPI接口与STM32F303微控制器进行数据通信，所述的STM32F303微控制器与电机控制子系统连接，所述的主控CPU通过I2C总线连接惯性测量单元。 6.根据权利要求5所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的惯性测量单元包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁传感器、气压计和电子罗盘。 7.根据权利要求5所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的电机控制子系统包括云台控制器和舵机控制器，所述的STM32F303通过三颗MP6536芯片分别控制云台控制器和舵机控制器。 8.根据权利要求2所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的WIFI通信子系统采用AR1021X WIFI通信模块。 9.根据权利要求1所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的电源管理系统包括作为整机电源的11.4伏锂电池、用以为各个子系统进行供电的LM26480电源管理芯片以及用以对锂电池实现充电的BQ25700升压充电芯片，所述的电源管理系统由CPU芯片STM32F30控制。 10.根据权利要求3所述的一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，其特征在于，所述的图像传感器子系统包括PLK310K云台相机和3D传感器，PLK310K云台相机、3D传感器分别连接Kintex-7 XC7K410T，PLK310K云台相机通过HDMI接口传输图像数据，并通过UART接口连接PLK301K云台，3D传感器采用DCAM100模组，通过USB接口与FPGA图像处理加速子系统连接。
所属类别：	发明专利