[实用新型]一种基于“FPGA+AI芯”的巡飞器一体化智能信息处理装置

说明书

本实用新型公开了一种基于“FPGA+AI芯”的巡飞器一体化智能信息处理装置，包括FPGA，FPGA与AI处理器相连。所述的FPGA用于对输入图像进行预处理；所述的AI处理器用于完成目标的自主检测、识别及威胁度评估，选取预跟踪的目标，由AI处理器结合FPGA实现对单个目标的实时跟踪。本实用新型采用“FPGA+AI芯片”的异构处理平台架构既能保证系统高性能的处理能力，又能保证系统的实时性和良好的扩展性，实现了性能与功耗的完美统一。采用海思的AI芯片作为处理中心，结合硬件加速和基于深度学习的神经网络算法可以实现战场复杂目标的快速自主识别和鲁棒稳定跟踪。

技术领域

本实用新型属于飞行器技术领域，涉及飞行器图像信息处理硬件设计与仿真，具体涉及一种基于“FPGA+AI芯”的巡飞器一体化智能信息处理装置。

背景技术

随着大数据、无人系统、机器学习、人工智能、微电子技术的快速发展，以巡飞器为代表的智能无人系统在军事和民用等诸多领域体现出越来越高的应用价值。未来巡飞器的使用环境将呈现信息更加多元、对抗更加激烈、体系更加复杂、要素更加分散等特点，对巡飞器的使命和任务有了更高的要求。传统单一侦察或者攻击型巡飞器已经不能胜任未来对抗条件下的运用，拥有多功能载荷智能巡飞器将是未来发展的重点。

由于巡飞器搭载了多功能载荷，且要对多源异质数据进行智能化处理，对巡飞器上的信息处理装置提出的更高的要求。传统的DSP+FPGA架构的信息处理装置，在对多载荷图像信息进行智能化处理过程中运算量不足的缺点越来越明显。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于“FPGA+AI芯”的巡飞器一体化智能信息处理装置，解决现有技术中的巡飞器在对多载荷图像信息进行智能化处理过程中运算量不足的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于“FPGA+AI芯”的巡飞器一体化智能信息处理装置，包括FPGA，FPGA与AI处理器相连。

所述的FPGA包括PCIe总线接口模块，分别与PCIe总线接口模块相连的SDI输入接口模块、跟踪算法模块，输入图像预处理模块、串口控制模块以及SPI接口控制模块。

所述的AI处理器与FPGA之间分别通过PCIe总线、SPI和UART相连。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的FPGA用于对输入图像进行预处理；所述的AI处理器用于完成目标的自主检测、识别及威胁度评估，选取预跟踪的目标，由AI处理器结合FPGA实现对单个目标的实时跟踪。

所述的FPGA上还连接有DDR3内存和GS2971A解码芯片；所述的GS2971A解码芯片用于解码任务载荷视频图像数据；所述的任务载荷包括可见光载荷和红外载荷。

所述的GS2971A解码芯片采用SDI接口为视频输入接口，读取任务载荷视频图像数据。

所述的AI处理器上还连接有LPDDR4内存、EMMC存储器、ADM2587总线芯片和RTL8211千兆以太网芯片；所述的ADM2587总线芯片和RTL8211千兆以太网芯片用于飞行控制和视频的数据链传输。

还包括二次电源，二次电源与外接电源相连为所述的巡飞器一体化智能信息处理装置供电。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型采用“FPGA+AI芯片”的异构处理平台架构既能保证系统高性能的处理能力，又能保证系统的实时性和良好的扩展性，实现了性能与功耗的完美统一。采用海思的AI芯片作为处理中心，结合硬件加速和基于深度学习的神经网络算法可以实现战场复杂目标的快速自主识别和鲁棒稳定跟踪。