无人机视觉跟踪系统解决方案-米尔基于XILINX XCZU3EG/XCZU4EV/XCZU5EV核心板
时间：2023-05-11
作者：米尔电子
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近些年来，计算机视觉技术和无人机技术蓬勃发展，摄像头的像素和工艺也越来越完善，基于这一基础，无人机视觉跟踪技术成为炙手可热的研究领域。什么是视觉跟踪技术呢，首先无人机通过摄像头进行视频采集，对采集的信息进行分析研究，并针对目标本身的相关特性进行提取，识别并跟踪，从而执行预设任务。目前无人机视觉定位已经广泛运用在农业生产，军事科研，物流运输等领域。
一些无人机的图片
无人机在农业上，通过视觉追踪系统可以识别土地的干旱程度，进行洒水的农业生产工作；在民用领域，无人机通常使用视觉跟踪系统识别人体手势，从而操控无人机升降和摆动；在生物调研领域，该技术更多是为了追踪记录野生濒危动物的生活习惯。
无人机通过高清摄像头模块，可以实时地采集图像数据，系统通过信号检测与预处理模块将图片信息转变成数字信息，然后通过数据采集与处理模块进行采样、量化，并对各图片参数进行分析过滤；将分析结果与设定的跟踪目标比较，进行图像识别跟踪；跟踪结果可以在本地显示、存储、打印，并通过网络传输到手机和电脑。
跟踪目标-图像采集模块-FPGA图像处理系统-ARM控制处理系统-无人机实时监控系统
无人机视觉跟踪流程图
基于米尔电子MYC-CZU4EV/5EV-V2核心板设计的无人机视觉跟踪系统，基于XILINX XCZU3EG/XCZU4EV/XCZU5EV处理器，可以分为图像信号采集、数据处理、信息展示三部分；图像采集主要通过摄像头收集图像信息经，再由FPGA芯片高速采集将图片信息传输到数据处理单元，数据处理单元由VCU和MCU组成，负责将采集的图像数据通过算法把设定好的跟踪目标进行标注处理；而信息展示部分，则通过无线传输系统把信息同步显示到无人机控制平台和APP上面，实现实时视频传输，掌握远程定位追踪功能。
MYC-CZU3EG/4EV/5EV-V2核心板，搭载功能全面的高规格Zynq UltraScale+ MPSoC芯片，其中芯片的PS端集成了 APU ARM Cortex™-A53 处理器，RPU Cortex-R5 处理器，频率高达667MHz的Arm Mali-400 MP2（GPU）。需要注意的是，基于XILINX XCZU4EV、XCZU5EV芯片比XCZU3EG芯片多了一个视频编解码器单元 (VCU)，支持H.264/H.265格式。芯片搭载内部存储器，外部存储器接口（DDR）和外设接口。这些外设接口主要包括 USB 总线接口，以太网接口，SD/eMMC 接口，I2C 总线接口，CAN 总线接口，UART 接口，GPIO 等。高速接口如 PCIe，SATA，Display Port。
米尔基于XILINX XCZU3EG/XCZU4EV/XCZU5EV核心板
板卡资料：
| 类型 | 分类 | 参数 |
| 工作温度 | 工业级 | -40℃~+85℃ |
| 商业级 | 0°C~+70°C | |
| 环境温度 | -50℃~100°C | |
| 工作湿度 | 非冷凝 | 20%~90% |
| 冷凝 | 不支持 | |
| 电源供电 | 核心板 | 3.3V/5A |
| 核心板接口 | PCB连接器 | 2个160 Pin 0.5mm间距双排高速高密度PCB连接器 |
| PCB规格 | 核心板 | 12层盲埋孔，沉金工艺生产，独立的接地信号参考层，无铅 |
| 机械尺寸 | 核心板 | 60.0mmx52.0mm，板厚1.6mm，核心板模块整体厚度约为8.25mm |
米尔基于XILINX XCZU3EG/XCZU4EV/XCZU5EV开发板资源
| 序号 | 资源种类 | |
| PS单元 | 1 | 1 路千兆以太网 |
| 2 | 1路USB3.0typeC接口 | |
| 3 | 1路Display Port接口 | |
| 4 | 1路PCIE 2.1x1接口 | |
| 5 | 1路SATA 3.1接口 | |
| 6 | 1路CAN接口 | |
| 7 | 1路RS232串口 | |
| 8 | 1路TF卡接口 | |
| 9 | 1路I2C接口 | |
| 10 | 1个复位按键，2个用户按键 | |
| 11 | 1路JTAG | |
| 12 | 内置实时时钟 | |
| 序号 | 资源种类 | |
| PL单元 | 1 | XADC接口 |
| 2 | 1路Xilinx标准LPFMC接口 | |
| 3 | 1路HDMI接口，RGB 24bit，不支持音频 | |
| 4 | 1路LCD DIP/LPC接口，RGB 24bit，与HDMI复用显示信号 | |
| 5 | 电阻式电容式触摸屏接口，集成在LCD触摸屏接口 | |
| 6 | 2路PMoD | |
| 7 | 5个电源指示灯 | |
| 8 | 4路SFP+模块接口（注：仅4EV/5EV使用） | |
| 9 | 1路Arduino接口 |
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