[發明專利]基于云安全認證的無人駕駛透視盒子及其實現方法

有效

• 申請號: 202110080243.0
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112770147B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 毛書朋;李光順;張星海;張雪飛
• 申請（專利權）人: 日照職業技術學院;曲阜師范大學
• 主分類號: H04N21/254
• 分類號: H04N21/254;H04N21/266;H04N21/4623;H04N21/4627;H04N21/6334;H04N21/854
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 江鵬飛

1.一種基于云安全認證的無人駕駛透視的實現方法，包括基于云安全認證的無人駕駛透視盒子，無人駕駛透視盒子包括如下部件：數據處理與控制模塊：是對數據進行透視合成的數據處理和對其它模塊進行控制；視頻采集模塊：負責視頻影像的實時采集；無線通信模塊：包括云端通信模塊和近場通信模塊，云端通信模塊主要負責與云端安全互任信息的通信，近場通信模塊負責視頻流傳輸的通信，其中：云端通信模塊：通過該模塊直接接入互聯網的通信模塊，包括GPRS單元、4G單元、5G單元、Wifi單元；近場通信模塊：為近距離傳送的通信模塊，包括含射頻識別單元、藍牙單元、ZIGBEE單元、紅外單元、Wifi單元；視頻輸出模塊：負責對已經合成的影像數據進行輸出；數據存儲模塊：包括采集視頻存儲模塊和合成視頻存儲模塊，視頻存儲模塊依據時間戳采用固定時長分文件存儲的方式進行存儲，并根據存儲容量的大小采用按時間先后順序覆蓋存儲的模式，其特征在于，包括如下步驟：

S1：視頻采集與存儲：包括如下小步：

S11：視頻采集模塊通過外接的如攝像頭、夜視儀視頻采集設備，獲取實時影像視頻信息；

S12：數據處理與控制模塊的采集控制模塊對采集來的信息進行控制，進入步驟S13或同時進入步驟S13和步驟S14；

S13：數據處理與控制模塊中的存儲控制模塊對采集的影像視頻數據進行控制，存儲到視頻存儲模塊中的采集視頻存儲模塊；

S14：數據處理與控制模塊中的通信控制模塊通過對通信信息模塊中的近場通信模塊進行控制，將采集的影像視頻數據實時傳輸出去；

S2：云端安全互任：通過無線通信模塊把需要進行視頻數據傳輸的雙方設備信息發送到云端進行設備的合法性認證，或合法或非法，這是實現安全通信信道建立的基礎，透視盒子N主動與透視盒子M進行云端安全互任，建立安全通信信道，包括如下小步：

S201：透視盒子N發送通信請求，此時發送的請求帶著自身的唯一設備識別碼N-ID；

S202：透視盒子M接收請求，同時回傳自己的唯一設備識別碼M-ID給透視盒子N，進入S210；

S203：透視盒子N接收M-ID；

S204：透視盒子N發送N-ID和M-ID到云端進行設備的云端合法認證；

S205：云端認證管理平臺首先對N-ID和M-ID進行不重復驗證，再對主設備N-ID進行合法認證，若在合法設備庫中不存在，云端認證管理平臺終止認證；反之進入步驟S206；

S206：云端認證管理平臺對M-ID進行合法認證，若在合法設備庫中不存在，則回傳“非法設備”信息，透視盒子進入步驟S207，若在合法設備庫中存在，則回傳“合法設備”信息，透視盒子進入步驟S208；

S207：透視盒子M接收回傳信息，終止本次信息傳輸；

S208：透視盒子M接收合法信息；

S209：透視盒子M與對方建立通信線路；

S210：透視盒子M發送M-ID和N-ID到云端進行設備的云端合法認證；

S211：云端認證管理平臺首先對M-ID和N-ID進行不重復驗證，再對主設備M-ID進行合法認證，若在合法設備庫中不存在，云端認證管理平臺終止認證；反之進入步驟S212；

S212：云端認證管理平臺對N-ID進行合法認證，若在合法設備庫中不存在，則回傳“非法設備”信息，透視盒子進入步驟S213，若在合法設備庫中存在，則回傳“合法設備”信息，透視盒子進入步驟S214；

S213：透視盒子N接收回傳信息，終止本次信息傳輸；

S214：透視盒子N接收合法信息；

S215：透視盒子N與對方建立通信線路；

步驟S209和步驟S215同時成立，則透視盒子N建立通信線路；

S3：視頻流傳輸：工作在無線通信模塊中的近場通信模塊，即視頻采集模塊采集的數據流信息通過無線通信模塊進行穩定的數據傳輸，包括如下小步：

S31：視頻盒子M向視頻盒子N發送實時視頻數據，同時向N發送心跳數據；

S32：視頻盒子N偵測接收實時放過來的數據，如沒有偵測到發送過來的數據，說明通信線路已經中斷，則重新發送通信請求；

S33：透視盒子N向M發送心跳數據；

S34：透視盒子M實時偵測N發送的心跳數據，若接收不到心跳數據則終止信息傳輸；

S35：透視盒子N實時偵測M發送的心跳數據，若接收不到心跳數據則終止信息傳輸；

S4：視頻透視合成：工作在數據處理與控制模塊，是實現透視的核心，即對獲取同一時間的接收視頻信息和采集視頻信息，利用圖像合成技術實現圖像合成進而實現視頻的合成，最終實現透視的效果，包括如下小步：

S41：透視盒子N對接收到的透視盒子M的視頻進行圖像序列化，并以時間戳命名為IMG_Mt1；

S42：透視盒子N對自身獲取的視頻進行圖像序列化，并以時間戳命名為IMG_Nt1；

S43：透視盒子N，根據具體的透視模式，對兩張圖像通過圖形圖像處理技術進行處理，合成新的圖像，實現可視化的效果；透視盒子N的透視模式根據用戶需要進行衍生，包括前行模式、拐彎模式、俯瞰模式；

前行模式的具體實現方法如下：

S431：在IMG_Nt1中找到IMG_Mt1的邊緣，對應內部圖像為IMG_Nt1＇；

S432：計算IMG_Nt1＇和IMG_Mt1的大小比例a；

S433：對IMG_Mt1進行等比例縮放a倍，為IMG_Mt1＇；

S434：在IMG_Nt1中用IMG_Mt1＇覆蓋IMG_Nt1＇，生成新的圖像IMG_Nt1＂，即為合成透視后的圖像；

則前行模式的透視算法表示為：

(IMG_Mt1-IMG_Mt1∩IMG_Nt1)∩{IMG_Nt1[(IMG_Mt1∩IMG_Nt1)/IMG_Mt1]}；

拐彎模式的具體實現方法如下：在判斷透視盒子M相對于N的位置后，也就是判斷拐彎方向是向左或向右之后，在IMG_Nt1上向左或右進行擴展，并標注方向；

則拐彎模式的透視算法表示為：

IMG_Mt1∪IMG_Nt；

俯瞰模式的具體實現方法如下：在IMG_Nt1上擴展顯示IMG_Mt1，并在判斷透視盒子N相對于透視盒子M的位置后，在IMG_Mt1上高亮或框選顯示N的位置；

S44：透視盒子N對生成的新圖像序列進行視頻化，即生成新的視頻，即透視后的影像；

S5：云端管控：是部署在云端的一套軟件平臺，包含透視盒子合法設備管理、透視盒子安全認證管理、非法認證警報、安全認證日志管理四部分的管理模塊以及存儲對應信息的數據庫，保證透視設備間的安全認證、異常認證的實時報警、認證信息的記錄和追溯功能。

2.根據權利要求1所述的基于云安全認證的無人駕駛透視的實現方法，其特征在于，所述步驟S1中，視頻采集模塊的工作模式分為以下三種模式：

A.獨立運作模式：數據處理與控制模塊通過采集控制子模塊獲得視頻采集模塊采集的實時視頻，并通過存儲控制子模塊控制采集視頻存儲模子塊對采集視頻流數據進行存儲，同時可通過視頻輸出控制模塊直接輸出到數據輸出模塊；

B.被動請求模式：包含模式A的工作的同時，數據處理與控制模塊通過通信控制子模塊控制無線通信模塊中的近場通信子模塊實時發送出采集視頻流數據；

C.主動請求模式：包含模式A的工作的同時，數據處理與控制模塊通過無線通信中的近場通信模塊接收發送過來的視頻流數據，通過數據處理與控制模塊進行視頻透視合成的數據處理，生成透視視頻流，并通過視頻輸出控制和存儲控制子模塊，對透視視頻進行在視頻輸出模塊進行輸出和在合成視頻存儲模塊進行存儲。