一种无人机图像采集传输系统的制作方法

文档序号:12775871阅读:425来源:国知局
一种无人机图像采集传输系统的制作方法与工艺

本实用新型属于无人机图像处理技术领域,具体涉及一种无人机图像采集传输系统。



背景技术:

无人机作为一种军民两用的高科技产品,在军事上被广泛用于侦察、监视等领域,帮助士兵侦察近距离、小范围和复杂环境下的敌情,在民用上可实现昼夜巡视、航空摄影等,在现代信息社会中扮演着重要的角色。

无人机的首要任务是实现图像信息的采集与无线传输,但是,无人机图像采集传输不同于传统的视频采集传输,由于其受无人机本身特点的严格限制,且无人机采集图像、图像传输时易受环境干扰,受到各种噪声的污染,因此很难获得高质量的图像。现有技术中,无人机图像采集来后,大多数基于小波变换的图像去噪方法在DSP芯片上利用软件实现,实时性和可靠性不高,去噪效果欠佳,而且,现有技术中大多采用蓝牙或WIFI无线通信传输图像,点对点的传输连接方式无法灵活地组成网络。现有技术中,还缺乏结构简单、设计合理、实现方便、实时性好、工作可靠性高、采集传输的图像质量高、实用性强的无人机图像采集传输系统。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种无人机图像采集传输系统,其电路结构简单,设计新颖合理,实现方便,实时性好,采集传输的图像质量高,能够方便灵活地组成网络,降噪效果好,工作可靠性高,实用性强,使用效果好,便于推广使用。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:包括搭载在无人机上的机载图像采集传输器和用于与地面计算机连接的地面图像接收器,一个地面图像接收器与一个或多个机载图像采集传输器无线连接并通信,所述机载图像采集传输器包括用于进行视频图像采集的CCD摄像头、与CCD摄像头的输出端连接的视频解码芯片和与视频解码芯片的输出端连接的FPGA模块,以及机载微控制器模块、存储器模块和无线发射模块,所述机载微控制器模块和存储器模块均与FPGA模块相接,所述存储器模块和无线发射模块均与机载微控制器模块相接;所述地面图像接收器包括地面微控制器模块以及与地面微控制器模块相接且用于无线接收无线发射模块发射的视频信号的无线接收模块和用于与地面计算机连接的串口通信模块。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述视频解码芯片为视频解码芯片SAA7113,所述视频解码芯片SAA7113的AI11管脚与CCD摄像头的输出端连接,所述视频解码芯片SAA7113的VP0~VP7管脚为视频解码芯片SAA7113的输出端且与FPGA模块的I/O口连接。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述FPGA模块的型号为EP2C8Q208C8N。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述机载微控制器模块为型号为STM32F103ZET6的ARM微控制器芯片U1。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述存储器模块的数量为两个且分别为第一存储器模块和第二存储器模块。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述第一存储器模块为型号为IS61LV51216AL的存储器芯片U3,所述存储器芯片U3的DQ0~DQ15管脚依次对应与所述FPGA模块的第67、64、63、61、60、59、58、57、103、102、101、99、97、96、95、94管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PD14、PD15、PD0、PD1、PE7、PE8、PE9、PE10、PE11、PE12、PE13、PE14、PE15、PD8、PD9、PD10管脚连接;所述存储器芯片U3的A0~A11管脚依次对应与所述FPGA模块的第76、77、80、81、82、84、86、87、88、89、75、90管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF12、PF13、PF14、PF15、PG0、PG1管脚连接;所述存储器芯片U3的第36、15、39、21、20、19、18、17、16、37、38管脚依次对应与所述FPGA模块的第92、56、104、74、72、45、70、69、68、46、47管脚连接;所述存储器芯片U3的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD4管脚连接,所述存储器芯片U3的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD7管脚连接。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述第二存储器模块为型号为IS61LV51216AL的存储器芯片U4,所述存储器芯片U4的DQ0~DQ15管脚依次对应与所述FPGA模块的第67、64、63、61、60、59、58、57、103、102、101、99、97、96、95、94管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PD14、PD15、PD0、PD1、PE7、PE8、PE9、PE10、PE11、PE12、PE13、PE14、PE15、PD8、PD9、PD10管脚连接;所述存储器芯片U4的A0~A11管脚依次对应与所述FPGA模块的第76、77、80、81、82、84、86、87、88、89、75、90管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF12、PF13、PF14、PF15、PG0、PG1管脚连接;所述存储器芯片U4的第36、15、39、21、20、19、18、17、16、37、38管脚依次对应与所述FPGA模块的第92、56、104、74、72、45、70、69、68、46、47管脚连接;所述存储器芯片U4的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD4管脚连接,所述存储器芯片U4的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PG9管脚连接。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述无线发射模块为NRF2401无线通信模块U5,所述NRF2401无线通信模块U5的DATA管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PA7管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的CLK1管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PA5管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的DR1管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD2管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的PWR_UP管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PB0管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的CE管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PB1管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的CS管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PB2管脚连接。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述地面微控制器模块为型号为STM32F103ZET6的ARM微控制器芯片U2。

上述的一种无人机图像采集传输系统,其特征在于:所述无线接收模块为NRF2401无线通信模块U6,所述NRF2401无线通信模块U6的DATA管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PA7管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的CLK1管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PA5管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的DR1管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PD2管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的PWR_UP管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PB0管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的CE管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PB1管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的CS管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PB2管脚连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点:

1、本实用新型的电路结构简单,设计新颖合理,实现方便。

2、本实用新型采用NRF2401无线通信模块进行机载数据到地面的传输和接收,实时性好,采集传输的图像质量高。

3、本实用新型采用NRF2401无线通信模块进行机载数据到地面的传输和接收,能够方便灵活地组成网络。

4、本实用新型的降噪效果好,工作可靠性高,能够获得高质量的图像。

5、本实用新型的实用性强,使用效果好,便于推广使用。

综上所述,本实用新型的电路结构简单,设计新颖合理,实现方便,实时性好,采集传输的图像质量高,能够方便灵活地组成网络,降噪效果好,工作可靠性高,实用性强,使用效果好,便于推广使用。

下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的电路原理框图。

图2为本实用新型实施例2的电路原理框图。

图3为本实用新型实施例1和实施例2中视频解码芯片的电路原理图。

图4为本实用新型实施例1和实施例2中第一存储器模块的电路原理图。

图5为本实用新型实施例1和实施例2中第二存储器模块的电路原理图。

图6为本实用新型实施例1和实施例2中无线发射模块的电路原理图。

图7为本实用新型实施例1和实施例2中无线接收模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—机载图像采集传输器; 1-1—CCD摄像头;

1-2—视频解码芯片; 1-3—FPGA模块;

1-41—第一存储器模块; 1-42—第二存储器模块;

1-5—无线发射模块; 1-6—机载微控制器模块;

2—地面图像接收器; 2-1—地面微控制器模块;

2-2—无线接收模块; 2-3—串口通信模块;

3—地面计算机。

具体实施方式

实施例1

如图1所示,本实用新型的无人机图像采集传输系统,包括搭载在无人机上的机载图像采集传输器1和用于与地面计算机3连接的地面图像接收器2,一个地面图像接收器2与一个机载图像采集传输器1无线连接并通信,所述机载图像采集传输器1包括用于进行视频图像采集的CCD摄像头1-1、与CCD摄像头1-1的输出端连接的视频解码芯片1-2和与视频解码芯片1-2的输出端连接的FPGA模块1-3,以及机载微控制器模块1-6、存储器模块和无线发射模块1-5,所述机载微控制器模块1-6和存储器模块均与FPGA模块1-3相接,所述存储器模块和无线发射模块1-5均与机载微控制器模块1-6相接;所述地面图像接收器2包括地面微控制器模块2-1以及与地面微控制器模块2-1相接且用于无线接收无线发射模块1-5发射的视频信号的无线接收模块2-2和用于与地面计算机3连接的串口通信模块2-3。

本实施例中,如图3所示,所述视频解码芯片1-2为视频解码芯片SAA7113,所述视频解码芯片SAA7113的AI11管脚与CCD摄像头1-1的输出端连接,所述视频解码芯片SAA7113的VP0~VP7管脚为视频解码芯片SAA7113的输出端且与FPGA模块1-3的I/O口连接。

本实施例中,所述FPGA模块1-3的型号为EP2C8Q208C8N。

具体实施时,所述视频解码芯片SAA7113的VPO0~VPO7管脚依次对应与FPGA模块1-3的第147、146、144、143、142、141、139和138管脚连接。

本实施例中,所述机载微控制器模块1-6为型号为STM32F103ZET6的ARM微控制器芯片U1。

本实施例中,所述存储器模块的数量为两个且分别为第一存储器模块1-41和第二存储器模块1-42。

本实施例中,如图4所示,所述第一存储器模块1-41为型号为IS61LV51216AL的存储器芯片U3,所述存储器芯片U3的DQ0~DQ15管脚依次对应与所述FPGA模块1-3的第67、64、63、61、60、59、58、57、103、102、101、99、97、96、95、94管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PD14、PD15、PD0、PD1、PE7、PE8、PE9、PE10、PE11、PE12、PE13、PE14、PE15、PD8、PD9、PD10管脚连接;所述存储器芯片U3的A0~A11管脚依次对应与所述FPGA模块1-3的第76、77、80、81、82、84、86、87、88、89、75、90管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF12、PF13、PF14、PF15、PG0、PG1管脚连接;所述存储器芯片U3的第36、15、39、21、20、19、18、17、16、37、38管脚依次对应与所述FPGA模块1-3的第92、56、104、74、72、45、70、69、68、46、47管脚连接;所述存储器芯片U3的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD4管脚连接,所述存储器芯片U3的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD7管脚连接。

本实施例中,如图5所示,所述第二存储器模块1-42为型号为IS61LV51216AL的存储器芯片U4,所述存储器芯片U4的DQ0~DQ15管脚依次对应与所述FPGA模块1-3的第67、64、63、61、60、59、58、57、103、102、101、99、97、96、95、94管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PD14、PD15、PD0、PD1、PE7、PE8、PE9、PE10、PE11、PE12、PE13、PE14、PE15、PD8、PD9、PD10管脚连接;所述存储器芯片U4的A0~A11管脚依次对应与所述FPGA模块1-3的第76、77、80、81、82、84、86、87、88、89、75、90管脚连接,且依次对应与所述ARM微控制器芯片U1的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF12、PF13、PF14、PF15、PG0、PG1管脚连接;所述存储器芯片U4的第36、15、39、21、20、19、18、17、16、37、38管脚依次对应与所述FPGA模块1-3的第92、56、104、74、72、45、70、69、68、46、47管脚连接;所述存储器芯片U4的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD4管脚连接,所述存储器芯片U4的管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PG9管脚连接。

本实施例中,如图6所示,所述无线发射模块1-5为NRF2401无线通信模块U5,所述NRF2401无线通信模块U5的DATA管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PA7管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的CLK1管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PA5管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的DR1管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PD2管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的PWR_UP管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PB0管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的CE管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PB1管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U5的CS管脚与所述ARM微控制器芯片U1的PB2管脚连接。

本实施例中,所述地面微控制器模块2-1为型号为STM32F103ZET6的ARM微控制器芯片U2。

本实施例中,如图7所示,所述无线接收模块2-2为NRF2401无线通信模块U6,所述NRF2401无线通信模块U6的DATA管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PA7管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的CLK1管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PA5管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的DR1管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PD2管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的PWR_UP管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PB0管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的CE管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PB1管脚连接,所述NRF2401无线通信模块U6的CS管脚与所述ARM微控制器芯片U2的PB2管脚连接。

实施例2

如图2所示,本实施例与实施例1不同的是:一个地面图像接收器2与多个机载图像采集传输器1无线连接并通信。其余结构均与实施例1相同。

本实用新型的实施例1和实施例2中的无人机图像采集传输系统使用时,CCD摄像头1-1进行视频图像采集并将采集到的视频传输给视频解码芯片1-2,视频解码芯片1-2将获得的视频模拟信号转化为数字信号并传输给FPGA模块1-3,FPGA模块1-3将其接收到的数据存储在第一存储器模块1-41和第二存储器模块1-42中,机载微控制器模块1-6将储在第一存储器模块1-41和第二存储器模块1-42中的数据通过无线发射模块1-5发送出去,地面微控制器模块2-1通过无线接收模块2-2接收无线发射模块1-5发射的数据,并通过串口通信模块2-3传输给地面计算机3,为地面计算机3对数据进行进一步分析处理提供了可靠的数据源。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

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