[發明專利]基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監控系統及方法

無效

• 申請號: 200910072357.X
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101626492A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 任福君;姜永成;王殿君;倪鵬;王龍;張秀華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N7/26;H04L29/06
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉 婭

(一)技術領域

本發明涉及一種監控技術，具體涉及一種基于嵌入式平臺進行視頻的編碼與遠程監控系統。

(二)背景技術

MPEG-4標準主要應用于視像電話(Video?Phone)，視像電子郵件(Video?Email)和電子新聞(Electronic?News)等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000bits/sec之間，分辨率為176X144。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過幀重建技術，壓縮和傳輸數據，以求以最少的數據獲得最佳的圖像質量。對于移動機器人視頻信息的傳輸與網絡監控別別適合使用。但由于MPEG-4編碼標準壓縮視頻質量高、算法復雜，因而目前傳統的編碼系統都采用基于PC的計算機平臺來實現，設備龐大復雜，成本高。隨著視頻網絡傳輸產品應用的民用化、普及化，研究便攜、廉價的移動機器人視頻編碼及遠程監控系統顯得尤為重要。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種可以實時處理由攝像頭采集的視頻，采用硬件解碼芯片對所采集的視頻按照MPEG-4標準進行實時編碼，編碼后的數據按照TCP/IP協議通過以太網絡進行傳輸，結構簡單，圖像編碼質量好、速度快，數據處理能力強，且體積小、成本低的基于嵌入式平臺的移動機器人視頻編碼及遠程監控系統。

本發明的目的是這樣實現的：由視頻采集部件1、視頻編碼部件2、控制處理器部件3和電源部件4組成，視頻采集部件1和視頻編碼部件2通過相應的接口電路連接，視頻編碼部件2通過相應的接口電路與控制處理部件3相連，控制處理器部件3與外部以太網絡6相連，電源部件4與其他各部件電源輸入端口連接。

本發明的基于嵌入式平臺的移動機器人視頻編碼及遠程監控系統還有這樣一些技術特征：

(1)、所述的視頻采集部件包含視頻采集頭和視頻采集芯片，視頻采集頭的輸出與圖像采集芯片的輸入相連。

(2)、所述的視頻采集芯片的型號是Philips公司的SAA7113。

(3)、所述的電源部件包含有2.5V、3.3V、5.0V的DC-DC轉換芯片；其型號是MPS公司的MPS1410。

本發明的另一目的在于提供上述基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監控系統的視頻編碼及遠程監控方法，該視頻編碼及遠程監控的步驟為：

(1)、采用視頻采集部件1接收攝像頭5傳來的模擬信號，進行A/D轉換；

(2)、采用視頻編碼部件2接收視頻采集部件1采集轉換的視頻數據，使用硬件編碼方式對視頻進行MPEG-4格式編碼，編碼方式與流程為：a.將視頻采集部件1傳來的視頻數據緩存在存儲器中，b.使用編碼硬件直接生成編碼數據，c.將編碼后的數據存儲在存儲器中；

(3)、采用控制處理部件3，獲取視頻編碼部件2產生的MPEG-4格式的視頻編碼數據，并將該數據按照TCP/IP協議進行打包處理，再通過標準以太網接口轉發至以太網6。

本發明的視頻編碼及遠程監控方法還有這樣一些技術特征：

(1)、所述的視頻編碼部件2從視頻采集部件1的視頻數據緩沖區提取視頻數據，按照MPEG-4編碼標準算法，使用硬件電路邏輯完成視頻編碼。

(2)、所述的控制處理部件3從編碼數據緩沖區中提取編碼數據，按照所需的數據格式進行分割打包處理，生成符合TCP/IP協議要求的數據包，再根據請求數據發送者的網絡IP地址，通過標準以太網接口將數據包發往遠端的PC。

(3)、所述的控制處理部件3對某個局域網內部計算機事先約定好的網絡端口進行偵聽，一旦接收到傳送視頻編碼數據的請求，即會用請求者的IP地址作為目標地址，按照TCP/IP協議，通過以太網絡6將編碼后的視頻數據發送給請求者。

本發明是一種可以在基于FIC8120嵌入式平臺上實現的裝置進行視頻的編碼與遠程監控系統，由于采用了上述技術方案，本發明具有如下優點和效果：

1、本發明采用嵌入式硬件結構，保證了移動機器人視頻編碼及遠程監控系統比基于PC機的系統具有更高的穩定性和可靠性，可以實時處理由攝像頭采集的視頻，采用硬件解碼芯片對所采集的視頻按照MPEG-4標準進行實時編碼，編碼后的數據按照TCP/IP協議通過以太網絡進行傳輸，運行速度快，無需專人管理，非常適合遠程監控的環境。

2、本發明具有標準的網絡接口，只需指定一個有效的IP地址，就可與各種類型的以太網設備無縫連接。由于Internet是一個開放的網絡環境，所以只要將本發明接入Internet，即可進行遠程監控，組網方式靈活，具有良好的擴展性。同時還具有體積小，使用方便的特點。