无人机侦察是当前军事领域重要的侦察手段之一,在瞬息万变的战场环境中往往能出其不意,获得及时准确的情报。同时,随着近年来脑-机接口技术的迅速发展,其应用热潮正向无人机侦察领域扩张。本文立足于该研究热点,设计实现一种基于意念控制的无人机侦察系统。论文首先分析了无人机侦察系统的功能需求,结合脑电传感器和嵌入式技术,提出了基于意念控制的无人机侦察系统的整体结构及软硬件设计方案。该系统可配装班排级作战单位,通过识别士兵的意念,辅以头部动作和面部表情,产生控制无人机的飞行命令,同时将侦察信息以视频的形式实时下传至地面站显示,并据此刺激士兵产生新的后续飞行命令,进而完成侦察任务。针对飞行信息的无线传输,设计了以STM32F103C8处理器和A7139芯片为核心的数据传输模块,完成了基于该硬件的无线收发驱动程序,实现了地面站与无人机之间433MHz频率下的数据收发功能。依据系统功能需求设计了地面站软件,实现了士兵状态(脑意念、头部动作与面部表情)的识别及侦察视频的实时显示与回放等功能;结合数据库完成了飞行命令与士兵状态关系映射、系统各类信息的配置与存储,并制定了地面站软件与数据传输模块间的通信协议。为了满足战场应用的安全性需求,论文还研究了数据传输模块中信息的加解密方法,基于椭圆曲线密码算法的基本原理选取GF(2163)域上的Koblitz曲线,确定了数据加解密电路FPGA实现的总体方案,给出了各关键模块电路的结构设计。同时,针对组合逻辑电路的演化设计,提出了一种基于混合修复策略的演化硬件算法,以实现电路的自修复功能;与其他同类算法性能的对比表明,该算法还能够有效地降低组合逻辑电路的设计时间和面积。经过系统整体方案设计及其软硬件设计与调试,现已完成了具备士兵状态识别、无线数据传输、控制模式自主配置、侦察视频地面站显示与回放等特点的无人机侦察系统原理样机,并在熠星大赛启动仪式上完成了飞行表演。