[发明专利]一种基于ARM与FPGA的航拍无人机

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种航拍无人机，尤其是涉及一种基于ARM与FPGA的航拍无人机。

背景技术

随着越来越多的航拍无人机被用于电影的拍摄、节目的录制及重要场合的视频录制等，且普通人对航拍无人机的消费也在不断增加。利用无人机拍出高质量的视频不仅需要优良的飞行技巧，丰富的摄影知识，优异的机载相机性能，同时还需要良好的大气状况。

使用无人机进行航拍时总是希望拍摄到的视频清晰、质量高。但是由于国内污染的加剧，国内大部分区域常出现雾霾天气、大气质量不高，雾霾天成为常态。雾霾是由悬浮在大气中的微小水滴、气溶胶等颗粒组成，会对光线吸收和散射，从而降低了航拍图像的质量。为了获取清晰的航拍图像，航拍人员往往通过PC端软件进行后期的图像除雾处理，这样往往失去了时效性，航拍人员不能实时的查看到清晰的航拍图像。

现有的航拍无人机只能设置曝光模式、曝光补偿、ISO、白平衡、对焦等参数，不能实时的对航拍视频进行除雾、亮化增强、去噪声等处理。对视频进行除雾等算法运算需要消耗大量的计算资源，一般的航拍无人机的CPU无法负担繁重的计算任务，且对外设的兼容性较差，此外，在无人机的控制上仍然不够智能，操作不便，稳定性差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于ARM与FPGA的航拍无人机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于ARM与FPGA的航拍无人机，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。

优选地，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2GBDDR3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。

优选地，所述的FPGA图像处理加速子系统采用Kintex-7XC7K410T，Kintex-7XC7K410T通过片外Nor Flash对FPGA进行配置，Kintex-7XC7K410T外接2GB DDR3存储器。

优选地，所述的Kintex-7XC7K410T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。