[發明專利]一種用于高速視頻測量的海量數據異步存儲方法

有效

• 申請號: 202110731783.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113434090B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 童小華;陳鵬;馬皝平;謝歡;馮永玖;劉世杰;金雁敏;許雄;柳思聰;葉真;王超
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G11B20/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種用于高速視頻測量的海量數據異步存儲方法，該方法包括以下步驟：步驟(1)高速視頻測量硬件模型搭建；步驟(2)基于Windows核心編程來實現高速固態硬盤異步I/O實時存儲。與現有技術相比，本發明具有解決了海量數據實時存儲不完整或丟幀問題，實現了高速海量數據實時無損存儲等優點。

技術領域

本發明涉及高速視頻存儲技術，尤其是涉及一種用于高速視頻測量的海量數據異步存儲方法。

背景技術

高速視頻測量系統能在秒級時間內獲取數百幀或千幀序列高分辨率圖像，瞬時記錄高速運動物體的空間位置與狀態，廣泛應用于工程測量領域。使用高分辨、高幀頻高速相機持續測量高速運動物體必定生成海量數據。數據存儲速度與高分辨率、高幀頻的數據傳輸速度不匹配會導致高速視頻記錄數據不完整或丟幀。機械硬盤普遍性能差不適用于高速實時海量存儲。提升高速視頻測量實時海量數據存儲速度是高速視頻測量界亟需解決的問題。在高速視頻存儲研究方向，許多學者針對問題提出了解決方案。這些方案總結可以為：(1)基于FPGA以NAND FLASH為存儲介質；(2)基于FPGA控制SATA接口固態硬盤；(3)基于PowerPC結合SATA接口固態硬盤；(4)基于FPGA結合DDR3-SDRAM存儲介質；(5)結合PowerPC與FPGA基于SATA固態硬盤；(6)結合PowerPC與FPGA基于SATA接口和多個NAND FLASH，基于內核實現命令隊列優化和數據并行傳輸提升數據存儲速率等。

然而，以NAND FALSH存儲介質方案考慮問題復雜且設計不易實現，很難應用于實際工業測量。以DDR3-SDRAM為存儲介質不僅成本高，數據存儲更有易丟失性。以SATA接口固態存儲介質為方案卻由于SATA接口最大讀寫速率有限，盡管基于內核實現隊列命令數據并行傳輸確實可以提升數據存儲速率，卻難以應用于海量數據實時無損存儲。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于高速視頻測量的海量數據異步存儲方法，實現了高速海量數據實時無損存儲。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

根據本發明的一個方面，提供了一種用于高速視頻測量的海量數據異步存儲方法，該方法包括以下步驟：

步驟(1)高速視頻測量硬件模型搭建；

步驟(2)基于Windows核心編程來實現高速固態硬盤異步I/O實時存儲。

作為優選的技術方案，所述的步驟(1)高速視頻測量硬件模型搭建具體為：

步驟101，模擬數據源硬件模塊構建；

步驟102，高速傳輸硬件模塊構建；

步驟103，高速存儲硬件模塊構建。

作為優選的技術方案，所述的步驟101具體為：

采用CMOS高速相機作為模擬數據源，其分辨率為2048×2000，采集幀頻為500fps，圖像位深為8bits。

作為優選的技術方案，所述的步驟102具體為：

使用2根光纖介質連接CMOS高速相機數據模擬器與高速圖像采集卡；數據傳輸接口使用Camera Link HS接口。

作為優選的技術方案，所述的步驟103具體為：使用M.2型NVMe協議的高速固態硬盤作為存儲介質，其中存儲介質可采用存儲陣列形式。

作為優選的技術方案，所述的步驟(2)具體包括：

步驟201，異步I/O預處理過程；

步驟202，海量數據循環異步I/O處理過程；

步驟203，異步I/O停止存儲處理過程。