基于RK3588+FPGA的无人机飞控系统，支持AI算力和FPGA实时性，强大的图像处理能力，支持全国产化

基于RK3588+FPGA的无人机飞控系统结合了ARM处理器的AI算力与FPGA的实时硬件加速能力，在飞行控制、图像处理及通信传输等方面具有显著优势。以下是该方案的核心技术特点与应用实现：

一、硬件架构设计

1. ‌主控芯片协同‌

   • ‌RK3588‌：采用8nm制程，四核A76+四核A55架构，集成6TOPS NPU算力，支持8K视频编解码及多路摄像头接入，满足飞控计算与AI任务需求‌12。
   • ‌FPGA‌：通过PCIe 3.0与RK3588互联，实现硬件级信号预处理（如DMA加速、图像稳定补偿），降低主控负载并提升实时性‌34。

2. ‌接口扩展能力‌

   • 支持MIPI CSI、USB3.0、RS485/232等接口，可连接摄像头、传感器及无线图传模块‌15。
   • FPGA提供灵活IO扩展，支持多路视频同步采集与低延迟传输（如1080P@60fps）‌45。

二、飞控系统关键技术

1. ‌实时飞行控制‌

   • 基于AMP架构，主核运行Linux系统，从核运行RTOS处理高实时任务（如姿态解算、PID控制），FPGA辅助实现μs级响应‌45。
   • 支持EtherCAT通信协议，满足工业级控制精度需求‌4。

2. ‌AI视觉与跟踪‌

   • NPU加速YOLO系列模型，实现无人机目标检测（如舰船、车辆）与多目标跟踪（bytetrack算法）‌15。
   • FPGA实现图像增强（3DNR、去雾）与抖动补偿，提升复杂环境下的识别准确率‌13。

3. ‌无线图传优化‌

   • 支持H.265硬编码，端到端传输延迟低至30-60ms，适应窄带信道（500Kbps~2Mbps）稳定传输1080P视频流‌1。
   • 多路视频融合技术保障画面流畅性，支持SDI/MIPI等多源输入‌1。

三、典型应用场景

• ‌工业巡检‌：通过双光吊舱（可见光+红外）实现15km外目标自动跟踪，滞空时间超2小时‌1。
• ‌农业植保‌：基于3D视觉感知的避障与路径规划，支持高空灌溉与病虫害监测‌56。
• ‌应急搜救‌：FPGA+NPU协同处理1080P实时视频流，快速定位受困人员‌45。

四、国产化与可靠性

• 采用紫光同创等国产FPGA替代ZYNQ，适配银河麒麟等国产操作系统，通过-40℃~85℃工业温宽测试‌24。
• 轻量化设计（核心板尺寸45×50mm）与全封闭散热方案，适应复杂电磁环境‌12。

该方案通过异构计算架构与硬件加速技术，显著提升了无人机系统的实时性、智能化与可靠性，适用于军事、工业及民用领域‌