一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Redis的多型无人机数据统一接入与处理系统，包括数据接入服务器、数据转发服务器、Redis服务器、视频处理服务器群、NTP服务器、数据库服务器和客户端。数据接入服务器根据不同无人机类型接收来自不同无人机的数据，并添加本地服务器时间戳和视频元数据，而后将无人机数据发送到数据转发服务器。数据转发服务器根据协议规则解析出数据，并将数据信息存储至Redis服务器。视频处理服务器群通过从Redis服务器获取数据信息，并通过UDP进行数据广播，对视频数据进行录制、可疑目标自动检测及跟踪。客户端通过UDP广播接收无人机数据信息。客户端读取具有标准格式的视频帧和飞行载荷数据，而不需要根据不同的无人机类型进行视频和飞行数据格式适配。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统
本专利技术属于无人机数据处理领域，尤其涉及一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统。
技术介绍
随着无人机技术的发展，越来越多类型的无人机需要被接入到指挥中心系统，多无人机协同指挥调度正在成为主要研究方向，无人机控制正由“一站一机”向“一站多机”发展。而不同的无人机使用不同的视频数据和传输协议，无法与其它无人机互联互通。为了提高不同无人机的组网能力，提高无人机编队的综合指挥作战能力，就需要将不同无人机视频和飞行数据统一转换为标准格式后再接入指控系统，由指控系统负责对各种无人机数据进行解译，并可下达操作指令给不同的地面站系统。而无人机与地面站之间的系统耦合度较高，各厂家为了自身无人机系统的安全性和稳定性，协调各厂家使用统一的地面站系统难度较大，亟需一种能在现有地面站系统上接入不同无人机数据的指挥中心。为了保证各无人机系统的稳定运行，指挥中心并不直接对无人机进行控制，而是将指令下达到地面控制站，再由地面控制站决定是否执行指令。无人机实时视频对系统时延有非常高的要求，适合使用Redis缓存服务来处理。Redis是一个基于内存的高性能的Key‐value数据库，并且所有操作都是原子性的。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上现有技术存在的问题，本专利技术提供一种简单、高效、易于部署的多型无人机统一数据接入与处理系统。技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统，其特征在于，该系统包括数据接入服务器、数据转发服务器、Redis服务器、视频处理服务器群、NTP服务器、数据库服务器和客户端；所述数据接入服务器，用于解析多型无人机通过不同信道传输的视频数据和飞行载荷数据，将其转换为预设标准数据格式；具体的，将视频数据转换为H.264或H.265格式，飞行载荷数据转换为预设标准格式数据。并从飞行载荷数据中提取与视频有关的信息形成视频元数据，将附加服务器本地时间信息和视频元数据的H.264或H.265格式的视频和标准化的飞行载荷数据分别通过两个信道转发到数据转发服务器；对于每次发送的视频帧数据报，时间数据和视频元数据加在视频帧数据报的末尾，在接收端先将时间数据和视频元数据从报文末尾拆分出来，再对视频帧部分进行解码。所述数据转发服务器，用于解析接收到的附加时间信息和视频元数据的视频流和标准格式的飞行载荷数据流，将视频流数据拆分为标准视频帧、对应的时间信息和视频元数据，而后将标准视频帧、时间信息、视频元数据和标准的飞行载荷数据存储到Redis服务器中；所述Redis服务器，用于存储数据转发服务器发送的视频帧数据、时间信息、飞行载荷数；所述视频处理服务器群，从Redis服务器上获取视频帧和各种飞行载荷数据，将视频数据和飞行载荷数据广播到客户端，并录制视频帧为标准视频格式，从Redis服务器上读取视频处理指令用于视频的后台处理，记录相关信息到数据库服务器中；所述NTP服务器，用来同步所有网络设备的时间；所述数据库服务器，用来保存视频存储路径、视频存储时间、视频元数据、多语言界面数据和目标检测结果数据信息；所述客户端，用来显示接收视频处理服务器群发送的数据以及调取存储的标准格式的历史视频显示。其中，所述视频处理服务器群功能如下：视频接收功能，从Redis服务器中提取视频帧，并将视频帧编码为预设格式的视频流，而后通过广播方式发送到客户端；视频录制功能，将视频录制为标准格式并存储在磁盘上，以供调用；目标检测功能，对可疑目标进行检测，并将检测结果存入数据库，发生告警事件时，将告警信息存入数据库服务器；目标跟踪功能，根据用户存储在Redis服务器中标记的视频区域进行视频跟踪，并将跟踪结果写回Redis服务器中的字段；飞行载荷数据接收功能，实时读取Redis服务器中的飞行载荷数据，并将其封装为标准格式数据，发送到客户端。其中，所述视频处理服务器群后台处理包括：视频存储、视频目标检测和视频目标跟踪。其中，目标检测功能使用基于深度学习技术对目标进行检测。其中，客户端还包括如下功能：(1)客户端通过向Redis服务器目标检测控制参数表中写入控制参数表，即发送目标检测控制指令；(2)Redis服务器存储客户端发送的指令等待视频处理服务器群读取；(3)视频处理服务器群通过轮询Redis服务器中的视频帧数据表和目标检测控制参数表，分别获取实时视频帧和控制指令，并调用目标检测服务执行目标检测任务，控制指令需要与视频帧配合，控制指令是告诉服务器要做什么，视频帧是告诉服务器要在哪做，服务器才能知道对哪个视频帧的进行哪种目标检测。(4)视频处理服务器群向数据库服务器中写入目标检测结果；(5)客户端通过查询目标检测结果数据库获取目标检测结果。其中，所述客户端还包括如下功能：(1)客户端通过人工框选视频目标区域，获得无人机视频目标跟踪区域的左上角坐标和目标在视频中的宽高(x,y,w,h)，(2)将(x,y,w,h)写入到Redis服务器中的目标跟踪控制参数表，即发送目标跟踪控制指令；(3)视频处理服务器群轮询目标跟踪控制参数表，在表内容发生变更后，执行相应的目标跟踪任务，并将跟踪结果写入目标跟踪结果参数表；(4)客户端通过轮询目标结果参数表获取目标跟踪结果，并将视频目标跟踪结果实时显示在界面上。其中，所述数据接入服务器功能如下：将不同类型的无人机视频和飞行载荷数据在前端解码后再编码成标准视频流和标准数据格式，在需要接入新型无人机时，只需要对无人机地面站发送的视频和飞行载荷数据接入进行适配并转换为标准格式。其中，在接入新型无人机时，所述数据接入服务器对视频和飞行载荷数据接入进行适配转换为标准格式功能如下：(1)数据接入服务器中的视频接入和飞行载荷数据接入转换为标准格式均以单独模块提供，各模块支持扩展支持新机型的视频接入插件和飞行载荷数据接入插件；(2)添加新的视频接入模块插件，根据新型无人机的视频格式接入要求，将新型无人机的视频在视频接入模块解码，并编码为标准格式视频流，附加数据接入服务器时间信息和视频元数据，并发送到数据转发服务器；(3)添加新的飞行载荷数据接入模块插件，根据新型无人机的飞行载荷数据格式要求，将新型无人机的飞行数据和载荷数据解码后，重新编码为标准飞行载荷数据结构，并发送到数据转发服务器。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益技术效果：本专利技术通过使用高效的Redis服务器实现对视频数据和飞行数据的集中管理与实时分发与获取。通过使用NTP服务器统一授时服务，来同步所有网络设备的时间。通过将不同类型无人机的数据转换为标准数据，降低了客户端的开发难度，通过插件的形式即可扩充无人机数据接入服务器支持的无人机类型，减少了适配工作量，提高了工作效率。附图说明图1为本专利技术实施例的系统架构示意图；图2为本专利技术实施例的目标跟踪任务客户端、Redis服务器与视频处理服务器群的交互关系图；图3为本专利技术实施例的数据统一接入与处理流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。本专利技术实施例公开了一种基于Redis的多型无人机数据统一接入与处理系统。图1为本专利技术一个具体应用的系统架构示意图，如图所示，本专利技术采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统，其特征在于，该系统包括数据接入服务器、数据转发服务器、Redis服务器、视频处理服务器群、NTP服务器、数据库服务器和客户端；所述数据接入服务器，用于解析多型无人机通过不同信道传输的视频数据和飞行载荷数据，将上述数据转换为预设标准数据格式；并从飞行载荷数据中提取与视频有关的信息形成视频元数据，将附加接入服务器本地时间信息和视频元数据的标准格式的视频和标准格式的飞行载荷数据分别通过两个信道转发到数据转发服务器；所述数据转发服务器，用于解析接收到的附加时间信息和视频元数据的视频流和标准格式的飞行载荷数据流，将视频流数据拆分为标准视频帧、对应的时间信息和视频元数据，将标准视频帧、时间信息、视频元数据和标准的飞行载荷数据存储到Redis服务器中；所述Redis服务器，用于存储数据转发服务器发送的视频帧数据、视频元数据、时间信息、飞行载荷数；所述视频处理服务器群，从Redis服务器上获取视频帧和各种飞行载荷数据，将视频数据和飞行载荷数据广播到客户端，并录制视频帧为标准视频格式，从Redis服务器上读取视频处理指令用于视频的后台处理，记录相关信息到数据库服务器中；所述NTP服务器，用来同步所有网络设备的时间；所述数据库服务器，用来保存视频存储路径、视频存储时间、视频元数据、多语言界面数据和目标检测结果数据信息；所述客户端，用来显示接收视频处理服务器群发送的数据以及调取存储的标准格式的历史视频显示。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统，其特征在于，该系统包括数据接入服务器、数据转发服务器、Redis服务器、视频处理服务器群、NTP服务器、数据库服务器和客户端；所述数据接入服务器，用于解析多型无人机通过不同信道传输的视频数据和飞行载荷数据，将上述数据转换为预设标准数据格式；并从飞行载荷数据中提取与视频有关的信息形成视频元数据，将附加接入服务器本地时间信息和视频元数据的标准格式的视频和标准格式的飞行载荷数据分别通过两个信道转发到数据转发服务器；所述数据转发服务器，用于解析接收到的附加时间信息和视频元数据的视频流和标准格式的飞行载荷数据流，将视频流数据拆分为标准视频帧、对应的时间信息和视频元数据，将标准视频帧、时间信息、视频元数据和标准的飞行载荷数据存储到Redis服务器中；所述Redis服务器，用于存储数据转发服务器发送的视频帧数据、视频元数据、时间信息、飞行载荷数；所述视频处理服务器群，从Redis服务器上获取视频帧和各种飞行载荷数据，将视频数据和飞行载荷数据广播到客户端，并录制视频帧为标准视频格式，从Redis服务器上读取视频处理指令用于视频的后台处理，记录相关信息到数据库服务器中；所述NTP服务器，用来同步所有网络设备的时间；所述数据库服务器，用来保存视频存储路径、视频存储时间、视频元数据、多语言界面数据和目标检测结果数据信息；所述客户端，用来显示接收视频处理服务器群发送的数据以及调取存储的标准格式的历史视频显示。2.根据权利要求1所述的一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统，其特征在于，所述视频处理服务器群功能如下：视频接收功能，从Redis服务器中提取视频帧，并将视频帧编码为预设格式的视频流，而后通过广播方式发送到客户端；视频录制功能，将视频录制为标准格式并存储在磁盘上，以供调用；目标检测功能，对可疑目标进行检测，并将检测结果存入数据库，发生告警事件时，将告警信息存入数据库服务器；目标跟踪功能，根据用户存储在Redis服务器中标记的视频区域进行视频跟踪，并将跟踪结果写回Redis服务器中的字段；飞行载荷数据接收功能，实时读取Redis服务器中的飞行载荷数据，并将其封装为标准格式数据，发送到客户端。3.根据权利要求1所述的一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统，其特征在于，所述视频处理服务器群后台处理包括：视频存储、视频目标检测和视频目标跟踪。4.根据权利要求2所述的一种基于Redis的多型无人机统一数据接入与处理系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁中岩，郭乔进，许建，胡杰，罗毅，时高山，宫世杰，陈文明，孟剑萍，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32