基于FPGA的無人機航拍圖像特定目標識別技術應用研究.pdf

1、當前在圖像研究領域中，對于圖像中特定目標的識別與實時跟蹤一直是眾多學者持續(xù)深入研究、有待進一步攻克的技術。圖像識別與實時跟蹤技術在無人機航拍中得到了較為廣泛的運用，如地震調查、軍事偵察、還是偵查、工程測繪、農作物估產等。圖像特定目標的識別與跟蹤的實現要依靠一定的硬件與軟件予以實現，通常對于絕大部分普通圖像的處理可以通過軟件來完成，但是在軍事無人機航拍過程中一般處在高速運行、實時高分辨率拍攝的狀況下，僅僅依靠軟件對圖像處理已無法滿足實際需

2、求，因此我們有必要結合ARM的處理器調度功能和FPGA的硬件加速功能對獲取的實時圖像進行分析，實現對特定目標、攻擊目標的識別和實時跟蹤等功能。伴隨嵌入式系統應用的推廣普及，在圖像識別實時跟蹤系統領域成本不斷下降，硬件也在趨向于小型化和功耗不斷降低，由此本研究中基于FPGA的無人機航拍圖像特別目標識別技術應用研究中選擇采用硬件的方法予以實現。
　　為了使用軟硬核的協同處理實時的對獲取的特定目標進行分析和判斷，我們提出的系統的硬件主要

3、包含以下IP核:DSP數字信號處理器、集成圖形處理芯片或FPGA半定制邏輯電路配合其它輔助邏輯電路，相較于前兩種硬件設計方案，采用FPGA半定制邏輯電路具有較多硬件資源可以選擇，具有成本低、性能與穩(wěn)定性良好的特點，同時FPGA的易維護性能夠提供更加方便的升級以實現功能增強，這樣在開發(fā)無人機航拍圖像特定目標識別系統時將具有更大的通用性與彈性指數。
　　本論文首先在第一章介紹了研究背景和意義，對圖像識別與實時跟蹤技術、無人機航拍技術、

4、FPGA技術等國內外最新研究成果進行了綜述。在第二章中闡述了對航拍圖像特定目標識別方法體系的基本構成，闡述運用無人機航拍的特殊性及用FPGA處理航拍圖像的優(yōu)勢，為后續(xù)系統的開發(fā)奠定基礎和提供了理論依據。在第三章和第四章中對基于FPGA的無人機航拍圖像特定目標實時識別系統的軟硬件進行了設計，并作了細致闡述。第五章對無人機航拍目標識別流程框架進行了介紹，并搭建實驗系統平臺，對無人機航拍圖像特定目標實時識別系統進行了邊緣檢測、主動輪廓模型、S