[发明专利]基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统

权利要求书

1.一种基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，其特征在于：所述系统由Qx200四旋翼机架(1000)、信号转接板(1100)、高通骁龙控制板(1200)三部分组成；其中高通骁龙控制板(1200)用于实现系统的飞行控制、运动目标检测与跟踪、无人机跟踪飞行；信号转接板(1100)用于实现高通骁龙处理器的串行电机控制信号的转换和面向系统的电源输出；Qx200四旋翼机架(1000)作为系统的基础构架，用于负责执行高通骁龙控制板(1200)和信号转接板(1100)的控制命令，实现跟踪飞行。

2.如权利要求1所述的基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，其特征在于：所述Qx200四旋翼机架(1000)是系统的机械结构基础，4045二叶桨(1001)、直流无刷电机(1002)、信号转接板(1100)、电机调速器(1101)、高通骁龙控制板(1200)、GPS模块(1202)均设置在Qx200四旋翼机架(1000)上；其中，所述四旋翼机架采用轴距为200mm的四旋翼机架，材料为碳纤维；所述4045二叶桨(1001)的直径为10.16cm，螺距为11.43cm，材质为塑料，本系统共含有4个二叶桨；所述直流无刷电机(1002)型号有两种：BLH7705、BLH7706，分别对应正转电机和反转电机，该直流无刷电机在电压7.2v下的空载转速为21600转每分钟，本系统共含有4个直流无刷电机。

3.如权利要求1或2所述的基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，其特征在于：所述信号转接板(1100)中，电机调速器(1101)直接和该转接板电机控制输出接口相连；该信号转接板(1100)的硬件接口包括一个串行接口、一个电源输出接口、一个电池输入接口、四个电机控制输出接口、一个芯片烧写接口和一个电源测试接口，该转接板包含两个模块，信号转换模块和电源模块；其中，信号转换模块采用STM32F103vet6作为信号处理主控芯片，串口信号作为输入信号，脉宽调制信号作为输出信号，主控芯片缓存串行信号并且将四个通道的控制信号分别解算出来，随后转换生成四路脉宽调制信号从电机控制输出接口输出；电源模块采用LT8612作为电源管理主控芯片输出5V电压，该电源芯片主要为高通骁龙控制板(1200)供电，LT1761作为电源从控芯片将5V电压转换为3.3V电压，该电源芯片主要为信号转接板(1100)中的STM32F103vet6信号处理芯片供电，LTC2946作为电流电压监测芯片为高通骁龙控制板(1200)提供电池状态反馈信息。

4.如权利要求3所述的基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，其特征在于：所述电机调速器(1101)用于负责将信号转接板输出的PWM控制信号转换为三相电压信号控制直流无刷电机(1002)的转速，该电机调速器的工作电流为20A，峰值电流为25A，使用ONESHOT125协议进行信号解算。

5.如权利要求1或2所述的基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，其特征在于：所述高通骁龙控制板(1200)是系统的核心处理模块，其包含了飞行控制器(1201)、数据协议转换模块(1203)、图像采集模块(1204)、运动目标检测模块(1205)、目标坐标提取模块(1206)、飞行轨迹发布模块(1207)，GPS模块(1202)直接和该控制板的GPS接口连接，信号转接板(1100)与该控制板的串口和电源接口连接；该高通骁龙控制板(1200)拥有高通骁龙801CPU核心、Hexagon DSP核心、Adreno 330GPU核心、2GB LPDDR3内存，32GB eMMC内存；该处理器运行Linux Ubuntu 14.04操作系统，在此之上使用机器人操作系统(ROS)协同处理多个任务节点，使用OpenCV库进行图像运算。

6.如权利要求5所述的基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，其特征在于：所述飞行控制模块(1201)运行在高通骁龙处理器DSP核心上，用于实现飞行控制；该模块采用了基于NuttX实时操作系统的PX4开源飞行控制平台，该平台包含了传感器驱动、执行器驱动、飞行控制、姿态估计和导航软件模块，通过GPS模块实现无人机的定位飞行，该控制器的软件接口可以接收MAVLink协议的飞行控制指令，通过数据协议转换模块(1203)可以在机器人操作系统中实现对飞行器的控制和实时飞行数据读取。