FPGA 开发项目参考

       系统原理：

        本方案利用ZEDBoard实现基于四旋翼飞行器的目标识别系统。该飞行器能够自主飞行，通过摄像头采集地面或空中图像，通过图像识别算法检测目标系统，根据飞行任务制定进一步的飞行动作。

        本方案总体目标是搭建四旋翼飞行器平台，在平台上部署目标识别系统，完成空中的目标识别，可通过Linux系统添加飞行任务，例如目标跟踪、侦查、安全预警等。本方案本着方便演示的原则，从民用角度入手，完成户外人员搜寻及 区安全监控功能。

        为保证以上总体目标的实现，要达到以下三个具体目标：第一，飞行器平台稳定可靠，能根据需要做出各种飞行动作，完成灵活的飞行任务；第二，目标检测系统准确，目标识别系统是本方案的“眼睛”，需要目标识别系统准确判断待识别目标；第三，添加飞行任务方便，灵活的飞行任务赋予了本方案生命。

         本方案以XC7Z020为核心，读取传感器数据，包括加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等，姿态解算后通过PID控制4个电机速度，根据4个电机速度控制飞行器姿态，完成飞行器平台搭建；读取摄像头数据，通过图像识别算法完成目标识别。在Cortex-A9内核中运行Linux系统，管理整个飞行器系统资源，并且方便添加、修改飞行任务。

        本方案软件包含控制算法和图像算法，均在XC7Z010芯片中完成，其中PS擅长处理控制算法，PL擅长处理图像算法，本方案力图在PL中完成所有图像算法和大部分控制算法，Linux只需管理添加修改飞行任务。

        姿态解算流程如下：读取陀螺仪、加速度计、磁力计等传感器数据，多传感器数据融合后得到角增量，计算出等效旋转因子，与上一时刻四元数迭代、单位正交化处理后得到当前姿态四元数，最后计算得坐标变化矩阵和欧拉角。经过PID算法计算各电机输出完成姿态控制。