一种低延时全向导航视频多模式显示控制方法技术

一种低延时全向导航视频多模式显示控制方法，其包括：1)将侦察机器人携带的四路PAL制式相机通过多通道视频解码芯片进行视频解码，获得四路符合BT.656协议的视频数据流；将安装在机器人前端的非标准制式的红外光谱相机的LVDS差分信号通过LVDS接收芯片转换为384*288分辨率大小50HZ帧率的单端数字视频信号；通过串行通信总线接收操控端发送的控制指令，对指令格式进行解析；2)根据解析后的指令格式按照不同视频显示模式进行显示；3)将经过不同视频显示模式处理后的BT.656格式视频通过PAL视频编码芯片进行视频编码，产生PAL格式的模拟输出视频。本发明专利技术可实现对战场态势全方位获取和掌控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于嵌入式计算机视频处理
，涉及一种低延时全向导航视频多模式显示控制方法。
技术介绍
无人侦察机器人用于进入情况未知，人员无法接近或高度危险的区域执行侦察任务，在空间探索、危险环境探查和取样、反恐防化等领域具有广泛的应用需求，是机器人领域的研究热点。无人机器人由于工作时处于人机分离状态，机器人常常处于操作员视线不可达的工作现场，操作员只能通过机器人随身携带的视觉传感器所拍摄的视频图像了解机器人所处的环境、移动情况、位置，并通过人机界面导航、控制机器人进行侦察和目标搜索工作。机器人携带的传感器数量和种类都越来越多，研究如何使显控终端单一接口单一显示器在有限通信带宽的情况下，能够根据任务类型显示尽可能丰富的多源视频画面，同时保证视频从产生到显示之间具有尽可能少的时间延迟，具有重要意义。随着电子技术、大规模集成电路的发展，采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现高维度的视频图像处理功能在集成性、稳定性以及可靠性等方面有着很大的优势，研究基于FPGA实现的低延时全向导航视频多模式显示控制方法具有广阔的应用前景。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的地面无人侦察机器人携带的红外光相机及四通道可见光及相机在显控端的多模式低延时单一屏显示控制的技术问题，本专利技术提供了一种可实现对战场态势全方位获取和掌控的低延时全向导航视频多模式显示控制方法。本专利技术的技术解决方案是：本专利技术提供了一种低延时全向导航视频多模式显示控制方法，其特殊之处在于：所述低延时全向导航视频多模式显示控制方法包括以下步骤：1)将侦察机器人前向、后向、左侧及右侧携带的四路PAL制式相机通过多通道视频解码芯片进行视频解码，获得四路符合BT.656协议的视频数据流；将安装在机器人前端的非标准制式的红外光谱相机的LVDS差分信号通过LVDS接收芯片转换为384*288分辨率大小50HZ帧率的单端数字视频信号；通过串行通信总线接收操控端发送的控制指令，对指令格式进行解析；2)根据解析后的指令格式按照不同视频显示模式进行显示；所述不同视频显示模式包括巡航显示模式、导航显示模式以及定向侦察显示模式；3)将经过不同视频显示模式处理后的BT.656格式视频通过PAL视频编码芯片进行视频编码，产生PAL格式的模拟输出视频。上述步骤1)和步骤2)之间还包括图像增强显示的步骤，所述图像增强显示的步骤是对侦察机器人前后左右四路可见光相机及红外相机的原始视频采用迭代快速双边滤波算法进行增强处理，使得增强后的视频画面去除雾气的干扰，还原场景本来的面貌，对视频图像中局部细节信息进行放大。上述步骤2)中采用巡航显示模式进行显示时，所述步骤2)的具体实现方式是：前向导航相机分别占据屏幕一角，长和宽的像素数都为原视频的1/2，所述长和宽是360x288；机器人在随机动态游弋过程中，操控端实时感知机器人前向、后向、左侧和右侧环境状况；在FPGA内对四路BT.656视频流像素行和列分别进行1/2下采样，将每一行360个像素分奇偶场存入图像帧缓冲区；其中第一路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*i到720i+359地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720(i+288)到720(i+288)+359地址空间；第二路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*i+360到720i+719地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720(i+288)+360到720(i+288)+719地址空间；第三路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*(i+144)到720*(i+144)+359地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720(i+432)到720(i+432)+359地址空间；第四路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*(i+144)+360到720*(i+144)+719地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720(i+432)+360到720(i+432)+719地址空间；其中，i为1/2缩放后每路视频奇偶场像素行的数目，其范围为0到143；按照BT.656协议产生PAL格式输出视频的消隐区控制像素流，在缓冲区中顺序读取四路导航相机缩放后的像素数据，填充到BT.656像素流的有效像素区，完成巡航模式的视频显示。上述步骤2)中采用导航显示模式进行显示时，所述步骤2)的具体实现方式是：前后左右四路导航相机占据屏幕上部2/3的区域，分辨率为720*384，左侧后向和右侧相机占据屏幕下部1/3的区域并依次排开，分辨率都为240*192，机器人在前进过程中，操控端重点监控机器人前进方向上的环境状态，同时兼顾左侧后向和右侧的实时影像；在FPGA内对第一路前向视频流裁剪其奇场第49到第240行图像连续的存入缓冲区0到138239的地址空间，偶场第49到第240行图像连续存入缓冲区207360到345599的地址空间；对第二路、第三路和第四路视频按照行和列进行1/3采样，其中第二路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*(i+192)到720*(i+192)+239地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720(i+480)到720(i+480)+239地址空间；第三路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*(i+192)+240到720*(i+192)+479地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720*(i+480)+240到720(i+480)+479地址空间；第四路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*(i+192)+480到720*(i+192)+719地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区720*(i+480)+480到720(i+480)+719地址空间；其中，i为按行1/3缩放后每路视频奇偶场像素行的数目，其范围为0到95；按照BT.656协议产生PAL格式输出视频的消隐区控制像素流，在缓冲区中顺序读取四路导航相机缩放后的像素数据，填充到BT.656像素流的有效像素区，完成按照导航模式的视频显示。上述步骤2)中采用定向侦察显示模式进行显示时，所述步骤2)的具体实现方式是：按照指令从前后左右四路导航相机及红外相机中选择一路，将其显示在显控端；四路导航相机的定向侦察通过将输入视频源直接连接到输出视频显示接口实现；所述红外相机视频信号在切换显示时，首先按照红外视频的视频协议采集相机有效像素，将连续两场图像分别作为奇场和偶场，将奇场和偶场每一行有效像素的前6个及后6个像素裁剪掉，其他360个有效像素进行2倍放大并存入缓冲区；接着按照BT.656协议产生PAL格式输出视频的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低延时全向导航视频多模式显示控制方法，其特征在于：所述低延时全向导航视频多模式显示控制方法包括以下步骤：1)将侦察机器人前向、后向、左侧及右侧携带的四路PAL制式相机通过多通道视频解码芯片进行视频解码，获得四路符合BT.656协议的视频数据流；将安装在机器人前端的非标准制式的红外光谱相机的LVDS差分信号通过LVDS接收芯片转换为384*288分辨率大小50HZ帧率的单端数字视频信号；通过串行通信总线接收操控端发送的控制指令，对指令格式进行解析；2)根据解析后的指令格式按照不同视频显示模式进行显示；所述不同视频显示模式包括巡航显示模式、导航显示模式以及定向侦察显示模式；3)将经过不同视频显示模式处理后的BT.656格式视频通过PAL视频编码芯片进行视频编码，产生PAL格式的模拟输出视频。

【技术特征摘要】
1.一种低延时全向导航视频多模式显示控制方法，其特征在于：所述低延
时全向导航视频多模式显示控制方法包括以下步骤：
1)将侦察机器人前向、后向、左侧及右侧携带的四路PAL制式相机通过多
通道视频解码芯片进行视频解码，获得四路符合BT.656协议的视频数据流；将
安装在机器人前端的非标准制式的红外光谱相机的LVDS差分信号通过LVDS接
收芯片转换为384*288分辨率大小50HZ帧率的单端数字视频信号；通过串行通信
总线接收操控端发送的控制指令，对指令格式进行解析；
2)根据解析后的指令格式按照不同视频显示模式进行显示；所述不同视频
显示模式包括巡航显示模式、导航显示模式以及定向侦察显示模式；
3)将经过不同视频显示模式处理后的BT.656格式视频通过PAL视频编码芯片
进行视频编码，产生PAL格式的模拟输出视频。
2.根据权利要求1所述的低延时全向导航视频多模式显示控制方法，其特
征在于：所述步骤1)和步骤2)之间还包括图像增强显示的步骤，所述图像增
强显示的步骤是对侦察机器人前后左右四路可见光相机及红外相机的原始视频
采用迭代快速双边滤波算法进行增强处理，使得增强后的视频画面去除雾气的
干扰，还原场景本来的面貌，对视频图像中局部细节信息进行放大。
3.根据权利要求1或2所述的低延时全向导航视频多模式显示控制方法，其
特征在于：所述步骤2)中采用巡航显示模式进行显示时，所述步骤2)的具体
实现方式是：
前后左右四路导航相机分别占据屏幕一角，长和宽的像素数都为原视频的
1/2，所述长和宽是360x288；机器人在随机动态游弋过程中，操控端实时感知机
器人前向、后向、左侧和右侧环境状况；在FPGA内对四路BT.656视频流像素行
和列分别进行1/2下采样，将每一行360个像素分奇偶场存入图像帧缓冲区；其中
第一路视频的奇场第i行图像存入缓冲区720*i到720i+359地址空间，偶场第i行图
像存入缓冲区720(i+288)到720(i+288)+359地址空间；第二路视频的奇场第
i行图像存入缓冲区720*i+360到720i+719地址空间，偶场第i行图像存入缓冲区
720(i+288)+360到720(i+288)+719地址空间；第三路视频的奇场第i行图像

\t存入缓冲区720*(i+144)到720*(i+144)+359地址空间，偶场第i行图像存入
缓冲区720(i+432)到720(i+432)+359地址空间；第四路视频的奇场第i行图
像存入缓冲区720*(i+144)+360到720*(i+144)+719地址空间，偶场第i行图
像存入缓冲区720(i+432)+360到720(i+432)+719地址空间；其中，i为1/2
缩放后每路视频奇偶场像素行的数目，其范围为0到143；按照BT.656协议产生
PA...

【专利技术属性】
技术研发人员：王闯，贺莹，杨敬宝，程岳，詹思维，张曼，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司第六三一研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61