无人机图像监控和传输方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机图像监控和传输方法，该方法包括如下步骤：S1.监控计算机启动飞控程序，所述卫星导航单元启动GPS导航程序；S2.高清运动摄像机按照飞控程序的轨迹采集视频图像，视觉计算机对图像进行处理；S3.视频图像无线发射模块，和视频图像接收模块，配合完成图像信号的无线发送和接收；S4.中心站点图像处理模块对接收到的图像信号进行处理，并在显示终端上显示。该方法支持视觉导航、图像识别与避障，将卫星通信网络模式与传统通信模式融合在一起，可解决大容量图像数据的高速交换，并具有较高的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像监控和传输领域，具体涉及一种。
技术介绍
目前无人机拍摄的视频一般都是通过图像传输设备将视频传输到地面站系统上，然后观察者可以在地面基站上，实时查看无人机拍摄的视频，但是由于图像传输设备和天线的限制，使得地面基站所在的位置与无人机之间的距离必须在一定的范围内，从而导致观察者也必须随着地面基站在此范围内，如果离开了此范围则不能进行实时查看无人机拍摄的视频，对其应用具有非常大的限制。现有的视频图像的回传，大多数是基于模拟视频信号，图像不清晰，还需要一个称为1SD的设备，这个设备实际上就将高清摄像机的模拟视频信号与飞行参数进行叠加回传地面，因此虽然飞机上存储的是高清图像，但回传到地面的图像是叠加了飞行状态参数的模拟图像，而人们往往需要实时看到飞机上拍摄的高清数字图像。无人机视频传输应用实现的关键在于无线传输链路手段。目前的无线传输技术主要有包括以下技术:3G 网络(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)、4G(TD_LTE 和 FDD-LTE)网络、无线局域网(WIFI)、卫星、微波等。卫星和微波技术是无线视频传输的传统手段，且卫星通信技术的最大优点是服务范围广、功能强大、使用灵活，不受地理环境和其它外部环境的影响，尤其是不受外界电磁环境的影响。但这两种技术成本居高不下，其昂贵的初始建造费用和通讯费用常使人望而却步，无法大面积推广。WIMAX/WIFI等技术构建无线城域网来进行大范围覆盖的视频应用，需要建设方建设大量基站，一方面基站建设成本巨大，非一般用户能够承受；另一方面即使某一单位建成了无线城域网，由于其初始建设费用巨大而不愿与其他用户进行共享，从而对社会资源造成了较大浪费。移动运营商所建的无线网络(4G、3G)是全社会覆盖的巨型网络，利用运营商建设的现有无线网络传输移动视频图像和声音，有以下显而易见的优势:(I)地理位置广，只要在手机信号能覆盖的位置就能传输视音频；(2)初始投资低，省去了基站建设的建设和维护的高额费用，从全社会角度看可以避免大量单位重复建设基站，从而节省了社会资源；(3)通讯资费便宜，手机链路的通信资费相比卫星等传输方式，资费具有极大的优势，同时通过参加套餐、预存话费等方式还能够大幅降低运营通讯费。
技术实现思路
本专利技术提供一种，该方法支持视觉导航、图像识别与避障，将卫星通信网络模式与传统通信模式融合在一起，可解决大容量图像数据的高速交换，并具有较高的安全性。为了实现上述目的，本专利技术提供一种，该方法包括如下步骤:S1.监控计算机启动监控程序，所述卫星导航单元启动GPS导航程序；S2.高清运动摄像机按照监控程序的轨迹采集视频图像，视觉计算机对图像进行处理；S3.视频图像无线发射模块，和视频图像接收模块，配合完成图像信号的无线发送和接收；S4.中心站点图像处理模块对接收到的图像信号进行处理:中心站点图像处理模块的解密装置对于视频文件进行解密后，解码设备对文件进行解码，显示设备进行视频实时显示。优选的，在步骤SI中，还包括如下导航定位步骤:监控计算机11对卫星导航单元13传递来的定位数据进行判断:若定位数据在正常范围内:则监控计算机11将接收到的定位数据存入存储器中；所述在正常范围的定位数据是指:将定位数据中相邻两个采样点的经度值、玮度值、高度值两两进行比较，若相邻两个采样点的经度的差值不超过0.0002度，且相邻两个采样点的玮度的差值不超过0.00018度，且相邻两个采样点的高度的差值不超过20米，判定定位数据为正常范围；若定位数据发生异常:则监控计算机11将存储在存储器中的定位数据调出，按照历史轨迹返回到出发位置；所述定位数据发生异常是指:将定位数据中相邻两个采样点的经度值、玮度值、高度值两两进行比较，若经度的差值超过0.0002度，或玮度的差值超过0.00018度，或高度的差值超过20米，则判定定位数据发生异常。优选的，所述定位数据为无人机在每个时间点的经度信息X、玮度信息y、高度信息z的集合，记为{xt yt zt};其中，(xl yl zl)为无人机在第I个时间点的经度、玮度、高度信息；(x2 y2 z2)为无人机在第2个时间点的经度、玮度、高度信息；以此类推，(xt-1 yt-1 zt-1)为无人机在第t_l个时间点的的经度、玮度、高度信息；(xt yt zt)为无人机在第t个时间点的经度、玮度、高度信息；相邻两个时间点的间隔取0.5至5.0秒；每个历史定位数据均存储在监控计算机11的存储器中；将第t个时间点的定位数据与第t-Ι个时间点的定位数据进行比较:若xt-xt-l < 0.0002，且 yt-yt-l < 0.00018，且 zt-zt-l < 20 米，即经度的差值不超过0.0002度，且玮度的差值不超过0.00018度，高度的差值不超过20米时，判定第t个时间点的定位数据属于正常范围，并将该第t个时间点的定位数据存入监控计算机11的存储器；若xt-xt-l ^ 0.0002，或 yt-yt-l ^ 0.00018，或 zt-zt-l ^ 20 米；即经度的差值、玮度的差值、高度的差值中的任一个超出正常范围，均判定第t个时间点的定位数据发生了异常，也即认为无人机的飞行发生了异常；由监控计算机11将存储器中的第t-Ι个时间点的定位数据、第t-2个时间点的定位数据、……第2个时间点的定位数据、第I个时间点的定位数据逐次读取，并控制无人飞行器按照原来的轨迹返回的出发地。优选的，在步骤SI中，监控程序包括应用级程序、实时任务调度程序和外部中断处理程序、硬件初始化程序、硬件驱动程序、CAN通信协议程序、LAN(TCP/IP)通信协议程序，所述应用级程序与实时任务调度程序和外部中断处理程序连接，所述实时任务调度程序和外部中断处理程序与硬件初始化程序连接，所述硬件初始化程序与硬件驱动程序连接。优选的，所述应用级程序包括应用层接口程序、电源管理与电量监测程序、飞行指示灯控制程序、安全控制程序、视觉控制程序、航迹控制程序、增稳控制程序、遥控器解码程序、通信处理程序。优选的，在步骤S2中，可采用如下方法对视频图像进行处理:S21:获取视频中的一个帧，即获得该帧表示的图像；S22:按照预定噪声去除规则去除所述图像中的噪声数据；S23:按照预定对象识别规则在所述去除噪声数据的图像中识别目标对象。优选的，在步骤S3中，多信道分发系统对信道进行检测，选择最优的信道，优先级依次为:短距离无线传输，移动通信传输，卫星通信传输。优选的，在步骤S4中，包括如下子步骤:S41.视频文件分割器对视频文件进行分割；S42.视频压缩编码器对分割完成的文件进行压缩；S43.加密装置对压缩完的视频文件进行加密操作。优选的，在步骤S3中，多信道分发设备选择一个或者多个信道进行视频文件的传输，多信道分发模块同时对信道进行监测，在信道资源发生改变的时候进行合理的信道切换。优选的，信道切换时，视频文件同时通过两个信道进行传输，待信道传输稳定之后，中心图像处理系统对原始传输源进行屏蔽，此时，多信道分发设备停止该信道传输，保证在信道切换时，监控画面不间断。本专利技术具有以下优点和有益效果:(1)支持高清数字图像实时传回地面，满足高清数字传输要求，支持视觉导航、障碍规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机图像监控和传输方法，该方法包括如下步骤：S1.监控计算机启动监控程序，所述卫星导航单元启动GPS导航程序；S2.高清运动摄像机按照监控程序的轨迹采集视频图像，视觉计算机对图像进行处理；S3.视频图像无线发射模块，和视频图像接收模块，配合完成图像信号的无线发送和接收；S4.中心站点图像处理模块对接收到的图像信号进行处理：中心站点图像处理模块的解密装置对于视频文件进行解密后，解码设备对文件进行解码，显示设备进行视频实时显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭彦平，张万宁，
申请(专利权)人：成都时代星光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51