CN104159015A - 基于无人机的摄像系统 - Google Patents

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李辉
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Abstract

基于无人机的摄像系统,属于摄像技术领域,用于解决现有无人机摄像机不能实时处理数据的缺陷。本发明的基于无人机的摄像系统包括固定在无人机机身下方的云台,固定安装在所述云台上的相机,还包括图像处理芯片,与所述图像处理芯片相连的相机接口,与所述图像处理芯片相连的控制设备,分别与所述控制设备相连的云台接口、GPS接收机、无线网络和地面控制站。本发明的优点是:体积小,传输速率高,传输距离远;能够实现图像和定位信息的采集、传输;工作稳定可靠。

Description

基于无人机的摄像系统
技术领域
[0001] 本发明涉及摄像技术领域,尤其涉及基于无人机的摄像系统。
背景技术
[0002] 传统的民用无人机摄录机,不外乎两种:一是直接使用一些尼康,索尼等这些厂商 的传统录像机,不考虑无人机的特点,仅仅可以完成拍摄功能,拍摄质量随相机型号不同而 不同;二是采用一些无人机厂商提供的专用摄录系统,但这些系统的拍摄画面质量较差,体 积也比较大,重量大,大大限制了无人机的飞行机动性和拍摄时间。
发明内容
[0003] 为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供基于无人机的摄像系统。
[0004] 本发明的技术方案是:基于无人机的摄像系统,包括固定在无人机机身下方的云 台,固定安装在所述云台上的相机,还包括图像处理芯片,与所述图像处理芯片相连的相机 接口,与所述图像处理芯片相连的控制设备,分别与所述控制设备相连的云台接口、GPS接 收机、无线网络和地面控制站;所述控制设备通过串口一与所述图像处理芯片相连,所述控 制设备通过串口二与所述GPS接收机相连;所述控制设备包括控制芯片以及分别与所述控 制芯片相连的电源、串口电路、IXD显示电路、USB接口电路、存储设备、时钟电路、JTAG仿真 接口。
[0005] 所述相机接口包括并行数据接口和图像传感器接口;所述并行数据接口的数据输 入格式为bayer格式和YUV(YCbCr)格式。
[0006] 所述图像处理芯片的型号为中星微电子的VC0706芯片。
[0007] 所述相机为CMOS相机。
[0008] 所述控制芯片为美国"德州仪器"生产的TMS320DM8148芯片。
[0009] 本发明的有益效果是:体积小,传输速率高,传输距离远;能够实现图像和定位信 息的采集、传输;工作稳定可靠。
附图说明
[0010] 图1为本发明实施例的结构框图。
[0011] 图2为本发明实施例中控制设备的结构框图。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
[0013] 参见图1,本发明实施例的基于无人机的摄像系统包括安装在无人机上的云台、 CMOS相机、VC0706图像处理芯片、控制设备、地面控制站。
[0014] 在本实施例中,相机固定安装在云台上。相机采用12V的高分辨率CMOS相机作为 航拍相机,28_定焦镜头,镜头采用的是百万级的cctv镜头,300万像素,传感器尺寸为1/3 英寸,支持平行或串行的1080P输出。
[0015] 相机接口有两个,其中一个为并行数据接口,支持两种输入格式:1)原始像素格 式即bayer格式,最高支持16位,本实施例中采用格式12位的数据输入,2)YUV(YCbCr)格 式,支持4:2:2格式输入,数据为8位或者16位;另一个接口为图像传感器接口,在水平方 向和垂直方向同时支持最高32000个像素点。
[0016] 图像处理芯片采用中星微电子的VC0706图像处理芯片。图像处理芯片通过控制 指令控制VC0706图像处理芯片实现控制相机进行拍照,同时还能进行相机拍摄的视频和 图像进行压缩处理以及数字图像传输等任务,其支持的图像压缩格式是H. 264和JPEG。
[0017] 控制芯片分别与电源、串口电路、IXD显示电路、USB接口电路、存储设备、时钟电 路、JTAG仿真接口相连,如图2所示。
[0018] 在本实施例中,控制芯片采用美国厂商"德州仪器"在2011年推出的"达芬奇"系 列芯片TMS320DM8148。该芯片可以在3瓦特功率下提供的视频为1080p 60帧单视频流、3 个720p30帧同步视频流或多个较低分辨率视频流组合。
[0019] 与TMS320DM8148控制芯片相连的电源采用TPS7333QD芯片,将外接+5V电压转化 为+3. 3V,给电路板提供+5V,+3. 3V电压,并使用分压电路给CPU提供+1. 8V的电压,满足 系统供电要求。
[0020] 串口电路通过RS-422或者RS-232信号与相机部分实时通信,判断相机工作是否 正常并通过触发按钮发送开拍信号,返回拍摄张数,最后送LCD显示电路进行显示。
[0021] 选用的LCD显示电路型号为LQ080V3DG01,由于TMS320DM8148内部自带一个LCD 驱动控制器,其接口可以与单色、灰度、彩色STN型和彩色TFT型的LCD直接相连。
[0022] 时钟电路分为两个部分,对于控制电路,选择22. 1284MHZ的晶体振荡器,为 TMS320DM8148提供时钟周期信号。
[0023] 存储设备选用NAND存储器,存储照片或者视频。
[0024] USB接口电路用于将存储设备内的存储的照片通过USB接口传输到计算机设备。
[0025] 控制设备通过控制指令控制图像处理芯片实现控制相机拍照图像数据压缩以及 数字图像传输等任务;控制设备将GPS接收机发出的数据按照国家标准的接收机数据输出 格式进行解码,再将采集到的图像数据和数据按照事先约定好的通信协议通过无线网络与 地面控制站的进行通信,由此实现了图像和定位信息的采集、传输功能。
[0026] 以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施 例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进 等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1. 基于无人机的摄像系统,包括固定在无人机机身下方的云台,固定安装在所述云台 上的相机,其特征在于:还包括图像处理芯片,与所述图像处理芯片相连的相机接口,与所 述图像处理芯片相连的控制设备,分别与所述控制设备相连的云台接口、GPS接收机、无线 网络和地面控制站;所述控制设备通过串口一与所述图像处理芯片相连,所述控制设备通 过串口二与所述GPS接收机相连;所述控制设备包括控制芯片以及分别与所述控制芯片相 连的电源、串口电路、IXD显示电路、USB接口电路、存储设备、时钟电路、JTAG仿真接口。
2. 根据权利要求1所述的基于无人机的摄像系统,其特征在于:所述相机接口包括 并行数据接口和图像传感器接口;所述并行数据接口的数据输入格式为bayer格式和 YUV(YCbCr)格式。
3. 根据权利要求1所述的基于无人机的摄像系统,其特征在于:所述图像处理芯片的 型号为中星微电子的VC0706芯片。
4. 根据权利要求1所述的基于无人机的摄像系统,其特征在于:所述相机为CMOS相 机。
5. 根据权利要求1所述的基于无人机的摄像系统,其特征在于:所述控制芯片为美国 "德州仪器"生产的TMS320DM8148芯片。
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