本發(fā)明涉及軌道交通環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域,尤其是視覺非同步流編碼及解碼系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動(dòng)尋跡車輛/機(jī)器人能夠代替人類進(jìn)入惡劣環(huán)境中進(jìn)行工作，尤其是在物流、無人倉庫領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

尋軌即指該類型系統(tǒng)會(huì)沿著地面、墻壁或天花板上事先標(biāo)記好的軌跡運(yùn)動(dòng)。但當(dāng)今物流倉庫越來越龐大，布局越來越復(fù)雜，運(yùn)行在其中的尋機(jī)車輛/機(jī)器人也越來越多，并且其運(yùn)行速度也在不斷提升，這就給實(shí)時(shí)管理、控制、定位這些車輛/機(jī)器人帶來了很大的難度。

實(shí)現(xiàn)對(duì)這些車輛/機(jī)器人的實(shí)時(shí)管控，首先要解決以下幾個(gè)問題：

1.要建立一種可靠的數(shù)據(jù)通信機(jī)制，這樣才能隨時(shí)修改車輛/機(jī)器人的行為；

2.必須能夠獲取較精確的車輛/機(jī)器人位置信息，這樣才能進(jìn)行全局最優(yōu)決策和控制；

目前，解決以上2個(gè)問題可以采用無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車輛/機(jī)器人的通信和定位；或者采用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信功能，通過監(jiān)控圖像、布設(shè)傳感器，實(shí)現(xiàn)車輛/機(jī)器人的定位。但目前無線定位技術(shù)還不成熟，無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的精確定位。而通過埋設(shè)地感線圈進(jìn)行定位的方案，需要實(shí)施較多的基礎(chǔ)建設(shè)工作，且成本較高。

因此，本專利設(shè)計(jì)了一種基于圖像和機(jī)器視覺的信息編碼和解碼系統(tǒng)。編碼后的信息可以繪制在車輛/機(jī)器人的軌跡上(或墻壁等可被車輛/機(jī)器人看到的地方)，或者通過布設(shè)在軌道或墻壁、天花板等位置處的屏幕上動(dòng)態(tài)顯示，或者以投影方式動(dòng)態(tài)顯示出來。

同時(shí)，車輛/機(jī)器人需要上傳的一些信息，也可通過該系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

此外，該項(xiàng)技術(shù)也可以替代條碼和二維碼，應(yīng)用于物流、個(gè)人電子支付等領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)一：無線通信網(wǎng)絡(luò)、或者監(jiān)控圖像、布設(shè)傳感器，實(shí)現(xiàn)車輛/機(jī)器人的定位實(shí)現(xiàn)定位功能。

現(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)：無線定位技術(shù)目前還不成熟，無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的精確定位，通過監(jiān)控圖像進(jìn)行定位，需要較高性能的計(jì)算設(shè)備和復(fù)雜的識(shí)別軟件，成本較高且識(shí)別錯(cuò)誤率仍較高，通過埋設(shè)地感線圈等傳感器進(jìn)行定位的方案，需要實(shí)施較多的基礎(chǔ)建設(shè)工作，且成本較高

現(xiàn)有技術(shù)二：通過條碼、二維碼進(jìn)行信息傳輸，條形碼(barcode)是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條(簡稱條)和白條(簡稱空)排成的平行線圖案。條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號(hào)、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。二維碼比普通條碼可儲(chǔ)存更多資料，亦無需像普通條碼般在掃描時(shí)需直線對(duì)準(zhǔn)掃描器。

現(xiàn)有技術(shù)二的缺點(diǎn)

1.傳輸信息非常有限，如需傳輸較多的信息，必須增加條碼/二維碼的編碼區(qū)面積，同時(shí)也需要增加解碼設(shè)備中圖像采集設(shè)備的精度、器件尺寸，增加解碼設(shè)備成本。

2.二維碼的解碼算法復(fù)雜，一般須采用面陣式圖像采集期間，解碼設(shè)備價(jià)格較貴。

3.將條碼/二維碼印刷至軌道上，可能會(huì)干擾現(xiàn)有車輛/機(jī)器人運(yùn)行，需對(duì)尋軌算法進(jìn)行較大程度的升級(jí)。

4.所有信息需一次性采集、解碼，也即需等待所有信息完全產(chǎn)生后才能進(jìn)行傳輸，在某些極端工業(yè)自動(dòng)化需求中實(shí)時(shí)性仍顯不夠；沒有提供同步機(jī)制，如信息發(fā)送和拍攝不同步，極易造成解碼錯(cuò)誤。

因此，對(duì)于上述問題有必要提出一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)。

視覺非同步流編碼及解碼系統(tǒng)，原始碼流經(jīng)流編碼算法編碼后，產(chǎn)生流編碼碼流；然后用流編碼符依次對(duì)應(yīng)每個(gè)流編碼位，最終得到流編碼，其中流編碼方法為：步驟一：數(shù)據(jù)按字節(jié)順序，依次按位展開，得到以0、1表示的原始碼流；步驟二：對(duì)于非折行數(shù)據(jù)，從首個(gè)bit位開始，如果其后面的字符與前面的字符一樣，則用r替換，否則不變；步驟三：對(duì)于需要折行的數(shù)據(jù)，首先按照用戶自定義的每行bit位長度分割原始碼流；然后對(duì)分割后的每段原始碼流，利用步驟二的方法進(jìn)行流編碼；

其中流編碼的解碼方法為：步驟四：從流編碼的頭部開始，以大于等于最低采樣頻率的頻率沿碼流依次進(jìn)行采樣；步驟五：對(duì)每個(gè)采樣圖像，進(jìn)行二值化分割；步驟六：使用“重復(fù)刪除”算法提取每個(gè)采樣圖像的特征，并以此特征識(shí)別出每個(gè)流編碼符，并按照采樣順序依次排列，形成冗余流編碼碼流；步驟七：從冗余流編碼碼流頭部開始，采用“重復(fù)刪除”算法去除冗余信息，形成流編碼碼流；步驟八：根據(jù)流編碼規(guī)則，替換流編碼中出現(xiàn)的r碼，獲得原始碼流信息。

優(yōu)選地，其中步驟四中相關(guān)內(nèi)容為：解碼起始方向以及采用的最低采樣頻率對(duì)于線掃描方式，即在直線處獲取碼流圖像；對(duì)于面掃描方式，即截取直線所覆蓋區(qū)域的圖像。

優(yōu)選地，所述最低采樣頻率是指，在每個(gè)流編碼符上僅采樣一次，最低采樣頻率是一個(gè)理想值，在實(shí)際情況中難以確定，因此會(huì)用遠(yuǎn)高于此頻率的采樣頻率進(jìn)行解碼采樣，并且只要保證采樣頻率大于最低采樣頻率高于最低采樣頻率情況

優(yōu)選地，其中步驟五相關(guān)內(nèi)容為：對(duì)于每個(gè)流編碼字符，其中藍(lán)色部分為若干個(gè)連續(xù)的“黑色”像素，而白色部分為若干個(gè)連續(xù)的“白色”像素，首先進(jìn)行圖像的二值化處理，即根據(jù)像素的顏色值，設(shè)為0、或1，二值化的方法可以采用閾值法、自動(dòng)聚類法。

優(yōu)選地，在步驟六中，“重復(fù)刪除”算法為：(1)對(duì)于一給定序列，記錄首元素；(2)取下一個(gè)緊鄰的元素，如果其值等于前一個(gè)元素，則忽略；否則記錄下該元素的值；(3)重復(fù)步驟(2)，直到完成序列中全部元素的遍歷；(4)記錄的序列，即為該算法的輸出結(jié)果。

優(yōu)選地，其中步驟七相關(guān)內(nèi)容為：對(duì)于給定一個(gè)形如0011rr0001110的冗余流編碼碼流，經(jīng)“重復(fù)刪除”算法處理后為：01r010。

優(yōu)選地，其中步驟八：對(duì)于形如01r010的流編碼碼流，替換r符號(hào)后為011010，即恢復(fù)出了原始碼流。

優(yōu)選地，所述流編碼的應(yīng)用方式包括應(yīng)用方式一：線采樣解碼設(shè)備移動(dòng)，流編碼不動(dòng)或反向運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用方式二：線采樣解碼設(shè)備不動(dòng)，流編碼移動(dòng)應(yīng)用方式三：面采樣解碼。

優(yōu)選地，對(duì)于應(yīng)用方式一，在車輛/機(jī)器人尋軌領(lǐng)域中，流編碼可單條，或多條嵌入軌道標(biāo)識(shí)中。但需要在其頭部和尾部添加一個(gè)或一段引導(dǎo)流編碼，否則如果首碼為0，則會(huì)與軌道混淆，通過設(shè)置不同的頭、尾部引導(dǎo)流編碼，可以實(shí)現(xiàn)方向無關(guān)型解碼，通過在其上顯示流編碼，達(dá)到實(shí)時(shí)通信的目的，同理，可以將流編碼顯示在手機(jī)屏幕上，通過在線解碼設(shè)備前移動(dòng)手機(jī)，達(dá)到解碼的目的。

優(yōu)選地，對(duì)于應(yīng)用方式二，可將屏幕，如手機(jī)屏幕固定置于線解碼設(shè)備前，而屏幕上放映移動(dòng)的流編碼視頻，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有益效果：

1、對(duì)該技術(shù)產(chǎn)生的編碼進(jìn)行解碼，無需解碼同步信息，解碼只需高于最低采樣頻率即可正確解碼，無需事先設(shè)定解碼設(shè)備的采樣頻率，易于使用，應(yīng)用領(lǐng)域廣；

2、該技術(shù)產(chǎn)生的編碼，可以以碼流形式依次輸出，解碼設(shè)備無需具有大存儲(chǔ)空間即可完成解碼；

3、該編碼、解碼算法簡單，易于在低運(yùn)算能力設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，有效降低軟件和硬件成本；

4、該編碼易于嵌入尋跡車輛/機(jī)器人的軌跡中，也易于在嵌入軌跡中的電子顯示屏上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，解決了復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下多尋跡車輛/機(jī)器人的通信監(jiān)管問題；

5、該編碼方式也適合印制、蝕刻、雕刻于紙張、金屬、塑料等多材質(zhì)面板上，編碼密度較高，解碼簡單，可不借助設(shè)備人工解碼，適合超長期保存信息。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流編碼符號(hào)圖；

圖2是本發(fā)明的流編碼算法示意圖；

圖3-4是本發(fā)明的最低采樣頻率圖；

圖5是本發(fā)明的流編碼采樣圖像；

圖6-7是本發(fā)明的顯示動(dòng)態(tài)信息圖；

圖8是本發(fā)明的采樣一次性采集到的流編碼圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

如圖1并結(jié)合圖2-圖8所示，視覺非同步流編碼及解碼系統(tǒng)，原始碼流經(jīng)流編碼算法編碼后，產(chǎn)生流編碼碼流；然后用流編碼符依次對(duì)應(yīng)每個(gè)流編碼位，最終得到流編碼，其中流編碼方法為：步驟一：數(shù)據(jù)按字節(jié)順序，依次按位展開，得到以0、1表示的原始碼流；步驟二：對(duì)于非折行數(shù)據(jù)，從首個(gè)bit位開始，如果其后面的字符與前面的字符一樣，則用r替換，否則不變；步驟三：對(duì)于需要折行的數(shù)據(jù)，首先按照用戶自定義的每行bit位長度分割原始碼流；然后對(duì)分割后的每段原始碼流，利用步驟二的方法進(jìn)行流編碼；

其中流編碼的解碼方法為：步驟四：從流編碼的頭部開始，以大于等于最低采樣頻率的頻率沿碼流依次進(jìn)行采樣；步驟五：對(duì)每個(gè)采樣圖像，進(jìn)化分割；步驟六：使用“重復(fù)刪除”算法提取每個(gè)采樣圖像的特征，并以此特征識(shí)別出每個(gè)流編碼符，并按照采樣順序依次排列，形成冗余流編碼碼流；步驟七：從冗余流編碼碼流頭部開始，采用“重復(fù)刪除”算法去除冗余信息，形成流編碼碼流；步驟八：根據(jù)流編碼規(guī)則，替換流編碼中出現(xiàn)的r碼，獲得原始碼流信息。

進(jìn)一步的，其中步驟四中相關(guān)內(nèi)容為：解碼起始方向以及采用的最低采樣頻率對(duì)于線掃描方式，即在直線處獲取碼流圖像；對(duì)于面掃描方式，即截取直線所覆蓋區(qū)域的圖像，所述最低采樣頻率是指，在每個(gè)流編碼符上僅采樣一次，最低采樣頻率是一個(gè)理想值，在實(shí)際情況中難以確定，因此會(huì)用遠(yuǎn)高于此頻率的采樣頻率進(jìn)行解碼采樣，并且只要保證采樣頻率大于最低采樣頻率高于最低采樣頻率情況

進(jìn)一步的，其中步驟五相關(guān)內(nèi)容為：對(duì)于每個(gè)流編碼字符，其中藍(lán)色部分為若干個(gè)連續(xù)的“黑色”像素，而白色部分為若干個(gè)連續(xù)的“白色”像素，首先進(jìn)行圖像的二值化處理，即根據(jù)像素的顏色值，設(shè)為0、或1，二值化的方法可以采用閾值法、自動(dòng)聚類法。

進(jìn)一步的，在步驟六中，“重復(fù)刪除”算法為：(1)對(duì)于一給定序列，記錄首元素；(2)取下一個(gè)緊鄰的元素，如果其值等于前一個(gè)元素，則忽略；否則記錄下該元素的值；(3)重復(fù)步驟(2)，直到完成序列中全部元素的遍歷；(4)記錄的序列，即為該算法的輸出結(jié)果。

其中步驟七相關(guān)內(nèi)容為：對(duì)于給定一個(gè)形如0011rr0001110的冗余流編碼碼流，經(jīng)“重復(fù)刪除”算法處理后為：01r010。

其中步驟八：對(duì)于形如01r010的流編碼碼流，替換r符號(hào)后為011010，即恢復(fù)出了原始碼流。

流編碼的應(yīng)用方式包括應(yīng)用方式一：線采樣解碼設(shè)備移動(dòng)，流編碼不動(dòng)或反向運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用方式二：線采樣解碼設(shè)備不動(dòng)，流編碼移動(dòng)應(yīng)用方式三：面采樣解碼，對(duì)于應(yīng)用方式一，在車輛/機(jī)器人尋軌領(lǐng)域中，流編碼可單條，或多條嵌入軌道標(biāo)識(shí)中。但需要在其頭部和尾部添加一個(gè)或一段引導(dǎo)流編碼，否則如果首碼為0，則會(huì)與軌道混淆，通過設(shè)置不同的頭、尾部引導(dǎo)流編碼，可以實(shí)現(xiàn)方向無關(guān)型解碼，通過在其上顯示流編碼，達(dá)到實(shí)時(shí)通信的目的，同理，可以將流編碼顯示在手機(jī)屏幕上，通過在線解碼設(shè)備前移動(dòng)手機(jī)，達(dá)到解碼的目的，對(duì)于應(yīng)用方式二，可將屏幕，如手機(jī)屏幕固定置于線解碼設(shè)備前，而屏幕上放映移動(dòng)的流編碼視頻，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。

對(duì)該技術(shù)產(chǎn)生的編碼進(jìn)行解碼，無需解碼同步信息，解碼只需高于最低采樣頻率即可正確解碼，無需事先設(shè)定解碼設(shè)備的采樣頻率，易于使用，應(yīng)用領(lǐng)域廣；該技術(shù)產(chǎn)生的編碼，可以以碼流形式依次輸出，解碼設(shè)備無需具有大存儲(chǔ)空間即可完成解碼；該編碼、解碼算法簡單，易于在低運(yùn)算能力設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，有效降低軟件和硬件成本；該編碼易于嵌入尋跡車輛/機(jī)器人的軌跡中，也易于在嵌入軌跡中的電子顯示屏上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，解決了復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下多尋跡車輛/機(jī)器人的通信監(jiān)管問題；該編碼方式也適合印制、蝕刻、雕刻于紙張、金屬、塑料等多材質(zhì)面板上，編碼密度較高，解碼簡單，可不借助設(shè)備人工解碼，適合超長期保存信息。

使用三種圖形符號(hào)編碼0、1兩種狀態(tài)，使得解碼時(shí)無需同步信息。只需高于最低采樣頻率，即可正確解碼；該編碼方式可以以碼流形式依次呈現(xiàn)，編/解碼算法簡單。解碼時(shí)無需一次性存儲(chǔ)所有原始信息再進(jìn)行解碼，能夠使用低成本的低運(yùn)算能力、小存儲(chǔ)空間的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行編解碼；使用的三種圖形符號(hào)，易于嵌入尋軌軌道中,尋軌車輛/機(jī)器人正常經(jīng)過時(shí)即可獲取信息；使用的三種圖形符號(hào)，易于在電子顯示裝置中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息交換；該編碼方式也適合印制、蝕刻、雕刻于紙張、金屬、塑料等多材質(zhì)面板上，編碼密度較高，解碼簡單，可不借助設(shè)備人工解碼，適合超長期保存信息

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。