机载实时高光谱图像处理系统设计,用于无人驾驶飞行器
Ruifan Yang1,2,3, Min Huang1,2,3, Wenhao Zhao1,3
1Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 14, 2025
概括
本研究介绍了一种紧的FPGA-ARM系统,用于实时处理无人机 (UAV) 上的高光谱成像数据. 该架构能够高效处理大量数据,为动态应用程序实现快速获取,存储和分析.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 计算机科学 计算机科学
- 遥感 遥感 遥感 遥感
背景情况:
- 无人驾驶飞行器 (UAV) 携带的高光谱成像产生了大量的数据.
- 这些数据的实时处理带来了重大的计算挑战.
- 现有的系统在平衡数据吞吐量与处理需求方面扎.
研究的目的:
- 开发一种新的架构,用于对无人机上的超光谱数据进行实时处理.
- 解决大规模数据采集和计算处理之间的瓶.
- 创建一个紧的,低功耗的系统,适合在空中部署.
主要方法:
- 实现一个双处理器FPGA-ARM架构.
- 硬件级任务分区:FPGA用于缓冲,ARM用于计算.
- 集成一个高光谱摄像头,IMU,控制模块和SSD存储.
- 开发一个端到端的采购-存储-处理-显示管道.
主要成果:
- 在每秒200 (640x270分辨率) 实现实时数据采集和存储.
- 经过实时放射测量校正处理 (50001000毫秒).
- 集成系统重6公斤,消耗40瓦,非常适合无人机使用.
结论:
- 拟议的FPGA-ARM架构有效地解决了无人机高光谱成像的实时处理挑战.
- 该框架为动态场景应用提供了高效的技术解决方案.
- 未来的工作将涉及飞行部署以验证在操作环境中的性能.
