[发明专利]基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机、机器视觉、运动跟踪、自动控制等技术领域，特别是涉及一种基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统

背景技术

近年来，随着计算机技术，自动控制理论，嵌入式开发，芯片设计以及传感器技术的迅速发展，让UAV能够在更加小型化的同时，拥有更多的处理能力，无人机上的相关技术也受到越来越多的关注。小型无人机拥有操控灵活，续航能力强等优势，从而能够在狭小环境中处理复杂任务，在众多领域都有广泛的应用前景。

但在目前，传统的无人机由于机载处理器计算性能的限制，需要离线进行数字图像处理，即使用无线发送模块讲无人机获取到的图像传到PC或其他高性能处理器中进行处理。然而，在有些对资源、功耗要求比较高的工程应用中，并没有加载这类设备的可行性。因此，急需一种搭载高清摄像头，并且能实时处理视频流的无人机平台，用于处理多种场景下的视觉信息。

发明内容

为了克服现有的无人机控制系统的集成度较低、实时性较弱、功耗较大的不足，本发明提供一种集成度高、实时性强、低功耗的基于高通骁龙处理器的小型无人机视觉跟踪系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于高通骁龙处理器的无人机运动跟踪系统，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。

进一步，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，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。

再进一步，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，所述信号转换模块采用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(PWM)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(PWM)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；

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。