專利名稱：基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)。
(二)
背景技術：
MPEG-4標準主要應用于視像電話(Video Phonc)，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(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。對于移動機器人視頻信息的傳輸與網(wǎng)絡監(jiān)控別別適合使用。但由于MPEG-4編碼標準壓縮視頻質(zhì)量高、算法復雜，因而目前傳統(tǒng)的編碼系統(tǒng)都采用基于PC的計算機平臺來實現(xiàn)，設備龐大復雜，成本高。隨著視頻網(wǎng)絡傳輸產(chǎn)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(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議通過以太網(wǎng)絡進行傳輸，結(jié)構簡單，圖像編碼質(zhì)量好、速度快，數(shù)據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的由視頻采集部件l、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(wǎng)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(fā)明的基于嵌入式平臺的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)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(zhuǎn)換芯片；其型號是MPS公司的MPS1410。
本發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)的視頻編碼及遠程監(jiān)控方法，該視頻編碼及遠程監(jiān)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(zhuǎn)換；
(2) 、采用視頻編碼部件2接收視頻采集部件1采集轉(zhuǎn)換的視頻數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)緩存在存儲器中，b.使用編碼硬件直接生成編碼數(shù)據(jù)，c.將編碼后的數(shù)據(jù)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(chǎn)生的MPEG-4格式的視頻編碼數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議進行打包處理，再通過標準以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)發(fā)至以太網(wǎng)6。本發(fā)明的視頻編碼及遠程監(jiān)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(shù)據(jù)緩沖區(qū)提取視頻數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取編碼數(shù)據(jù)，按照所需的數(shù)據(jù)格式進行分割打包處理，生成符合TCP/IP協(xié)議要求的數(shù)據(jù)包，再根據(jù)請求數(shù)據(jù)發(fā)送者的網(wǎng)絡IP地址，通過標準以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)包發(fā)往遠端的PC。
(3) 、所述的控制處理部件3對某個局域網(wǎng)內(nèi)部計算機事先約定好的網(wǎng)絡端口進行偵聽，一旦接收到傳送視頻編碼數(shù)據(jù)的請求，即會用請求者的IP地址作為目標地址，按照TCP/IP協(xié)議，通過以太網(wǎng)絡6將編碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給請求者。
本發(fā)明是一種可以在基于FIC8120嵌入式平臺上實現(xiàn)的裝置進行視頻的編碼與遠程監(jiān)控系統(tǒng)，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果
1、 本發(fā)明采用嵌入式硬件結(jié)構，保證了移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)比基于PC機的系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)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(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議通過以太網(wǎng)絡進行傳輸，運行速度快，無需專人管理，非常適合遠程監(jiān)控的環(huán)境。
2、 本發(fā)明具有標準的網(wǎng)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(wǎng)設備無縫連接。由于Internet是一個開放的網(wǎng)絡環(huán)境，所以只要將本發(fā)明接入Internet,即口」'進行遠程監(jiān)控，組網(wǎng)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。
3、 普通網(wǎng)絡視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)都需要復雜的系統(tǒng)，涉及到PC機、附加軟件和硬件設備。本發(fā)明無需額外的設備，結(jié)構簡單，圖像編碼質(zhì)量好、速度快，數(shù)據(jù)處理能力強，且體積小、價格低廉。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構框圖。圖2為視頻采集部件的連接圖。圖3為圖像編碼及控制處理部件的連接圖。圖4為電源部件的連接圖。具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一歩的說明
結(jié)合圖1，本實施例是基丁嵌入式平臺的移動機器人視頻編碼與遠稃監(jiān)控系統(tǒng)，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(wǎng)絡6相連，電源部件4與其他各部件電源輸入端口連接。
結(jié)合圖2-4，視頻編碼部件2從采集部件1的視頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)提取視頻數(shù)據(jù)，按照MPEG-4編碼標準算法，使用硬件電路邏輯完成視頻編碼?？刂铺幚聿考?從編碼數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取編碼數(shù)據(jù)，按照所需的數(shù)據(jù)格式進行分割打包處理，生成符合TCP/IP協(xié)議要求的數(shù)據(jù)包，再根據(jù)請求數(shù)據(jù)發(fā)送者的網(wǎng)絡IP地址，通過標準以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)包發(fā)往遠端的PC?？刂铺幚聿考?對某個域局域網(wǎng)內(nèi)部計算機事先約定好的網(wǎng)絡端口進行偵聽， 一旦接收到傳送視頻編碼數(shù)據(jù)的請求，即會用請求者的IP地址作為目標地址，按照TCP/IP協(xié)議，通過以太網(wǎng)絡6將編碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給請求者。
本實施例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。視頻采集芯片的型號是Philips公司的SAA7113。上述的電源部件包含有2.5V、 3.3V、 5.0V的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片；其型號是MPS公司的MPS1410。
本實施例視頻編碼及遠程監(jiān)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(zhuǎn)換；
(2) 、采用視頻編碼部件2接收視頻釆集部件1釆集轉(zhuǎn)換的視頻數(shù)據(jù)，使用硬件編碼方式對視頻進行MPEG-4格式編碼，使用硬件電路邏輯完成視頻編碼，編碼方式與流程為a.將視頻采集部件l傳來的視頻數(shù)據(jù)緩存在存儲器中，b.使用編碼硬件直接生成編碼數(shù)據(jù)，c.將編碼后的數(shù)據(jù)存儲在存儲器中；
(3) 、采用控制處理部件3從編碼數(shù)據(jù)緩沖區(qū)屮獲取視頻編碼部件2產(chǎn)生的MPEG-4格式的視頻編碼數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議進行打包處理，根據(jù)請求數(shù)據(jù)發(fā)送者的網(wǎng)絡IP地址，再通過標準以太網(wǎng)接n轉(zhuǎn)發(fā)至以太網(wǎng)6，將數(shù)據(jù)包發(fā)往遠端的PC，同時，控制處理部件3對某個局域網(wǎng)內(nèi)部計算機事先約定好的網(wǎng)絡端口進行偵聽， 一旦接收到傳送視頻編碼數(shù)據(jù)的請求，即會用請求者的IP地址作為目標地址，按照TCP/IP協(xié)議，通過以太網(wǎng)絡6將編碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給請求者。
權利要求
1.一種基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)，它是由視頻采集部件(1)、視頻編碼部件(2)、控制處理器部件(3)和電源部件(4)組成，其特征在于視頻采集部件(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(wǎng)絡(6)相連，電源部件(4)與其他各部件電源輸入端口連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的視頻采集部件(1)包含視頻釆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。
3. 根據(jù)權利要求2所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的視頻采集芯片的型號是Philips公司的SAA7113。
4. 根據(jù)權利要求1所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的電源部件包含有2. 5V、 3. 3V、5. 0V的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片，其型號是MPS公司的MPS1410。
5. —種用T權利要求1所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)的視頻編碼及遠稃監(jiān)控方法，其特征在于該視頻編碼及遠程監(jiān)控的歩驟為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(zhuǎn)換；2) 采用視頻編碼部件(2)接收視頻采集部件(1)采集轉(zhuǎn)換的視頻數(shù)據(jù)，使用硬件編碼 方式對視頻進行MPEG-4格式編碼；3) 采用控制處理部件(3)，獲取視頻編碼部件(2)產(chǎn)生的MPEG-4格式的視頻編碼數(shù)據(jù)， 并將該數(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議進行打包處理，再通過標準以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)發(fā)至以太網(wǎng)(6)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控方法，其特征在于 所述的視頻編碼部件(2)從視頻采集部件(1)的視頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)提取視頻數(shù)據(jù)，按照 MPEG-4編碼標準算法，使用硬件電路邏輯完成視頻編碼，編碼方式與流程為a.將視頻 釆集部件(1)傳來的視頻數(shù)據(jù)緩存在存儲器中，b.使用編碼硬件直接生成編碼數(shù)據(jù)，c. 將編碼后的數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。
7. 根據(jù)權利要求6所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控方法，其特征在于 所述的控制處理部件(3)從編碼數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取編碼數(shù)據(jù)，按照所需的數(shù)據(jù)格式進行 分割打包處理，生成符合TCP/IP協(xié)議要求的數(shù)據(jù)包，再根據(jù)請求數(shù)據(jù)發(fā)送者的網(wǎng)絡IP地 址，通過標準以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)包發(fā)往到客戶端。
8. 根據(jù)權利要求7所述的基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控方法，其特征在于 所述的控制處理部件(3)對某個域局域網(wǎng)內(nèi)部計算機事先約定好的網(wǎng)絡端口進行偵聽， 一旦接收到傳送視頻編碼數(shù)據(jù)的請求，即會用請求者的IP地址作為目標地址，按照TCP,/工P協(xié)議，通過以太網(wǎng)絡(6)將編碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給請求者。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于嵌入式的移動機器人視頻編碼及遠程監(jiān)控系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)由視頻采集部件、視頻編碼部件、控制處理器部件和電源部件組成，視頻采集部件和視頻編碼部件通過相應的接口電路連接，視頻編碼部件通過相應的接口電路與控制處理部件相連，控制處理器部件與外部以太網(wǎng)絡相連，電源部件與其他各部件電源輸入端口連接。本發(fā)明的整套系統(tǒng)基于嵌入式處理器平臺，結(jié)構簡單、視頻編碼質(zhì)量好、速度快、數(shù)據(jù)處理能力強、且體積小、成本低。
文檔編號H04N7/18GK101626492SQ20091007235
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者任福君, 鵬 倪, 姜永成, 張秀華, 龍 王, 王殿君 申請人:哈爾濱理工大學