一种无人机视频采集通讯系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无人机视频采集通讯系统。包括地面站系统、无人机系统、云服务系统和增设了协同视频系统，无人机系统和协同视频系统安装在无人机上，使得无人机系统经协同视频系统后分别与地面站系统、云服务系统通信连接，无人机系统和地面站系统连接通信；协同视频系统主要由视频编码器、采集模块、无线传输模块和4G模块构成；采集模块的输入端与无人机系统连接，采集模块的输出端与视频编码器连接，视频编码器输出端经无线传输模块和地面站系统通信连接，视频编码器输出端经4G模块和云服务系统通信连接。本实用新型专利技术解决了目前无人机巡航监测过程中将会产生海量视频数据与有限的无线传输带宽和无人机存储空间形成的矛盾问题。

A Video Acquisition and Communication System for UAV

The utility model discloses a video acquisition and communication system of an unmanned aerial vehicle. Including ground station system, UAV system, cloud service system and cooperative video system, UAV system and cooperative video system are installed on UAV, which make UAV system communicate with ground station system and cloud service system respectively after cooperative video system, UAV system and ground station system communicate separately; cooperative video system is mainly composed of video encoder, acquisition. Set module, wireless transmission module and 4G module are composed; the input end of the acquisition module is connected with the UAV system; the output end of the acquisition module is connected with the video encoder; the output end of the video encoder is connected by the wireless transmission module and the ground station system; and the output end of the video encoder is connected by the 4G module and the cloud service system. The utility model solves the contradiction between the massive video data and the limited wireless transmission bandwidth and the storage space of the unmanned aerial vehicle in the cruise monitoring process at present.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机视频采集通讯系统
本技术涉及计算机信息处理
，尤其涉及了一种无人机视频采集通讯系统。
技术介绍
随着无人机技术与微处理器技术的不断发展，人们对视频信息的感官要求逐步提高，无人机航拍监测技术逐渐被应用到国防和民用领域中。无人机在进行监测过程中需要将高清视频数据流实时传输至地面站系统，以便对被监测对象进行检测和评估；同时也需要将视频传输到云服务系统的储存服务，能够有效地保留监测视频，为后期检测评估报告提供基础依据和为后期大数据分析提供海量视频数据。但随着摄像头分辨率与彩色深度的不断增加，无人机巡航监测过程中将会产生海量视频数据，这与有限的无线传输带宽和无人机存储空间形成矛盾；为了解决此类问题，装载在无人机上的协同视频系统应运而生，该协同视频系统可以稳定高效地传输实时视频到地面站系统实现监测对象的功能，而且能够通过4G技术实现视频上传至云存储服务平台，从而进一步利用云计算处理能力完成视频图像深层含义分析。基于人机交互控制技术能够控制协同视频系统有选择性地采集和上传视频。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本技术的目的在于提出了一种无人机视频采集通讯系统，增设了协同视频系统来完成检测领域需求的高清视频采集和视频的云储存，提高无人机的适应性和扩展性，充分发挥无人机在检测、测绘、勘测等领域的灵活性好和机动性强等特点。本技术采用的技术方案是：本技术包括地面站系统、无人机系统和云服务系统，还增设了协同视频系统，无人机系统和协同视频系统安装在无人机上，使得无人机系统经协同视频系统后分别与地面站系统、云服务系统通信连接，无人机系统和地面站系统连接通信。所述的无人机系统与协同视频系统通过串口连接，基于MavLink通信协议实现无人机系统与协同视频系统之间的飞行参数和飞行控制的数据交互传输。所述的协同视频系统通过串口转USB适配器实现与无人机系统物理连接。所述的协同视频系统通过4G模块基于RTSP通信协议将编码视频流发送到云服务系统。所述的协同视频系统使用编码正交频分复用技术(COFDM)将融合有飞行状态参数的视频流发送至地面站系统。所述的协同视频系统主要由视频编码器、采集模块、无线传输模块和4G模块构成；采集模块的输入端与无人机系统连接，采集模块的输出端与视频编码器连接，视频编码器输出端经无线传输模块和地面站系统通信连接，视频编码器输出端经4G模块和云服务系统通信连接。所述的地面站系统通过基于MavLink通信协议的数传设备完成与无人机系统通信连接。所述的地面站系统基于MavLink通信协议连接控制协同视频系统进行视频采集收集。本技术通过无人机系统上的摄像头采集巡检高清视频，使用协同视频系统多通道实时编码压缩视频，压缩率更高、编码实时性更好，快速降低视频数据量，减少对无线传输带宽的占用，从而进一步降低了视频延迟，反而可促进提升视频分辨率，借助超距4G技术及近距无线传输技术实现视频流推送到云服务系统与地面站系统。协同视频系统使用多格式视频编码器实时多通道编码视频，编码压缩算法更优、压缩率更高、编码实时性更好，同时集成多种无线传输设备，传输带宽更高，数据传输速率更快、数据传输稳定且质量高，同时也装备了大容量存储空间，使得协同视频系统能够很好地满足无人机巡航检测过程中对视频处理、传输、和储存的严格实时、稳定、高效需求。采用本技术获得的有益效果：区别于现有技术，本技术增设了协同视频系统，解决了目前无人机巡航监测过程中将会产生海量视频数据与有限的无线传输带宽和无人机存储空间形成的矛盾问题。附图说明图1为本技术主体功能结构的通讯连接示意图；图2为本技术协同视频系统的具体构成连接示意图。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。如图1所示，本技术包括地面站系统、无人机系统和云服务系统，还增设了协同视频系统，其硬件采用三星4412片上系统，操作系统是Linux-4.14.24，文件系统是ubuntu-base-16.04-core-armhf，无人机系统和协同视频系统安装在无人机上，使得无人机系统经协同视频系统后分别与地面站系统、云服务系统通信连接，无人机系统和地面站系统连接通信。无人机系统采集飞行作业视频并传送到协同视频系统，同时无人机系统将飞行参数发送到协同视频系统；协同视频系统接收飞行作业视频并将视频进行变码率处理后发送到云服务系统，接收飞行参数后将飞行参数融合到编码处理后的飞行作业视频中并发送到地面站系统；地面站系统接收协同视频系统发送过来的融合后的飞行作业视频；云服务系统存储协同视频系统发送过来的融合后的飞行作业视频。无人机系统与协同视频系统通过串口连接，基于MavLink通信协议实现无人机系统与协同视频系统之间的飞行参数和飞行控制的数据交互传输。协同视频系统与无人机系统有线连接通信，协同视频系统分别和地面站系统、云服务系统无线连接通信。协同视频系统通过串口转USB适配器实现与无人机系统物理连接。协同视频系统能够充分发挥自身多核CPU和GPU的强大运算能力实现多种格式多通道的视频编码器实时编码压缩高清视频，拥有丰富的外设接口进一步扩展系统的功能，具有体积小功耗低特点。协同视频系统通过4G模块基于RTSP通信协议将编码视频流发送到云服务系统，4G模块采用华为ME909s-821。协同视频系统使用编码正交频分复用技术(COFDM)将融合有飞行状态参数的视频流发送至地面站系统。协同视频系统使用移动处理器的视频编码器多通道实时编码压缩视频，并保存编码前的视频在协同视频系统的存储系统中。压缩率更高、编码实时性更好，快速降低视频数据量，减少对无线传输带宽的占用，从而进一步降低了视频延迟，反而又可以促进提升视频分辨率。协同视频系统通过4G通信技术将编码视频流推送至云服务器以保存飞行作业视频。如图2所示，协同视频系统主要由视频编码器、采集模块、无线传输模块和4G模块构成；采集模块的输入端与无人机系统连接，采集模块的输出端与视频编码器连接，视频编码器输出端经无线传输模块和地面站系统通信连接，视频编码器输出端经4G模块和云服务系统通信连接。视频编码器的型号为MFCv5，无线传输模块采用3DR915MHZ设备，采集模块采用V4L2。采集模块用于收集获取无人机系统的实时飞行作业视频和飞行参数，并传送至视频编码器进行变码率编码压缩；视频编码器接收飞行作业视频并进行变码率编码压缩；4G模块基于RTSP协议将视频编码器变码率编码压缩处理后的飞行作业视频传输至云服务系统；无线传输模块基于MavLink协议将视频编码器变码率编码压缩处理后的飞行作业视频传输至地面站系统。地面站系统通过基于MavLink通信协议数传设备完成与无人机系统通信连接，地面站系统基于MavLink通信协议连接控制协同视频系统进行视频采集收集。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的
，均同理包括本技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机视频采集通讯系统，包括地面站系统、无人机系统和云服务系统，其特征在于：还增设了协同视频系统，无人机系统和协同视频系统安装在无人机上，使得无人机系统经协同视频系统后分别与地面站系统、云服务系统通信连接，无人机系统和地面站系统连接通信；所述的协同视频系统主要由视频编码器、采集模块、无线传输模块和4G模块构成；采集模块的输入端与无人机系统连接，采集模块的输出端与视频编码器连接，视频编码器输出端经无线传输模块和地面站系统通信连接，视频编码器输出端经4G模块和云服务系统通信连接；协同视频系统采用三星4412片上系统，4G模块采用华为ME909s‑821，视频编码器的型号为MFCv5，无线传输模块采用3DR 915MHZ设备，采集模块采用V4L2；采集模块用于收集获取无人机系统的实时飞行作业视频和飞行参数，并传送至视频编码器进行变码率编码压缩；视频编码器接收飞行作业视频并进行变码率编码压缩；无人机系统采集飞行作业视频并传送到协同视频系统，同时无人机系统将飞行参数发送到协同视频系统；协同视频系统接收飞行作业视频并将视频进行变码率处理后发送到云服务系统，接收飞行参数后将飞行参数融合到编码处理后的飞行作业视频中并发送到地面站系统；地面站系统接收协同视频系统发送过来的融合后的飞行作业视频；云服务系统存储协同视频系统发送过来的融合后的飞行作业视频。...

【技术特征摘要】
1.一种无人机视频采集通讯系统，包括地面站系统、无人机系统和云服务系统，其特征在于：还增设了协同视频系统，无人机系统和协同视频系统安装在无人机上，使得无人机系统经协同视频系统后分别与地面站系统、云服务系统通信连接，无人机系统和地面站系统连接通信；所述的协同视频系统主要由视频编码器、采集模块、无线传输模块和4G模块构成；采集模块的输入端与无人机系统连接，采集模块的输出端与视频编码器连接，视频编码器输出端经无线传输模块和地面站系统通信连接，视频编码器输出端经4G模块和云服务系统通信连接；协同视频系统采用三星4412片上系统，4G模块采用华为ME909s-821，视频编码器的型号为MFCv5，无线传输模块采用3DR915MHZ设备，采集模块采用V4L2；采集模块用于收集获取无人机系统的实时飞行作业视频和飞行参数，并传送至视频编码器进行变码率编码压缩；视频编码器接收飞行作业视频并进行变码率编码压缩；无人机系统采集飞行作业视频并传送到协同视频系统，同时无人机系统将飞行参数发送到协同视频系统；协同视频系统接收飞行作业视频并将视频进行变码率处理后发送到云服务系统，接收飞行参数后将飞行参数融合到编码处理后的飞行作业视频中并发送到地面站系统；地...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪新露，郑恩辉，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33