在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法及系統的製作方法
2023-06-01 08:39:31 5
在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法及系統，該方法包括：發射機和接收機分別實時測定自身的三維運動矢量數據，並計算各自的位置變化數據；發射機將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機；接收機對所接收的數據進行解析，以提取出發射機的位置變化數據，並根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，分析所接收信號的強度變化趨勢；接收機根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。實施本發明的技術方案，可使接收機所接收信號的強度儘可能保持在最佳範圍內，進而降低解調出的數據的誤碼率及丟包率。
【專利說明】在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及視頻傳輸領域，尤其涉及一種在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法及系統。
【背景技術】
[0002]在飛行器實時視頻拍攝傳輸操控系統、高速列車的視頻實時監看系統等系統中，有時需要將設置在高速相對運動物體上的攝像機所拍攝的視頻通過無線方式傳輸到接收端。但是，在攝像機高速運動，特別是相對時速大於300千米時，發送端所發送的無線信號到達接收端附近時，其場強就會產生劇烈變化，接收端的天線所接收到的信號強度變化大大超過一般的自動增益控制(AGC)能響應的速度，這樣就會使接收端所接收的視頻數據產生大量的誤碼、丟包，從而使接收端所輸出的圖像質量大大惡化。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述接收端所接收的視頻數據產生大量的誤碼、丟包的缺陷，提供一種在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法及系統，可降低誤碼率、丟包率。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:構造一種在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法，攝像機和發射機設置在第一機構上，接收機設置在與第一機構具有相對運動的第二機構上，所述方法包括:
[0005]A.發射機和接收機分別實時測定自身的三維運動矢量數據，並根據所測定的各自的三維運動矢量數據計算各自的位置變化數據；
[0006]B.發射機將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機；
[0007]C.接收機對所接收的數據進行解析，以提取出發射機的位置變化數據，並根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，分析接收機所接收信號的強度變化趨勢；
[0008]D.接收機根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。
[0009]在本發明所述的在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法中，所述接收通道的數量為多個，而且，在所述步驟D中，接收機分別根據每個接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整每個接收通道的增益值。
[0010]在本發明所述的在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法中，在所述步驟C之後，還包括:
[0011]E.接收機根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，計算發射機和接收機的位置相對變化數據；
[0012]F.接收機根據所計算的位置相對變化數據調整載波的中心頻率。
[0013]在本發明所述的在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法中，在所述步驟A中，發射機和接收機分別通過自身的三維空間加速度陀螺儀實時測定自身的三維運動
矢量數據。
[0014]本發明還構造一種無線視頻傳輸系統，包括設置在第一機構上的攝像機和發射機，及設置在與第一機構具有相對運動的第二機構上的接收機，所述發射機包括第一測定模塊、數據加載模塊，所述接收機包括第二測定模塊、解析模塊、分析模塊和增益調整模塊，其中，
[0015]第一測定模塊，用於實時測定發射機的三維運動矢量數據，並根據所測定的三維運動矢量數據計算發射機的位置變化數據；
[0016]數據加載模塊，用於將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機；
[0017]第二測定模塊，用於實時測定接收機的三維運動矢量數據，並根據所測定的三維運動矢量數據計算接收機的位置變化數據；
[0018]解析模塊，用於對所接收的數據進行解析，以提取出發射機的位置變化數據；
[0019]分析模塊，用於根據發射機的位置變化數據和接收機的位置變化數據，分析接收機所接收信號的強度變化趨勢；
[0020]增益調整模塊，用於根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。
[0021]在本發明所述的無線視頻傳輸系統中，在所述接收通道的數量為多個時，所述增益調整模塊的數量為多個。
[0022]在本發明所述的無線視頻傳輸系統中，所述接收機還包括:
[0023]計算模塊，用於根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，計算發射機和接收機的位置相對變化數據；
[0024]頻率調整模塊，用於根據所計算的位置相對變化數據調整載波的中心頻率。
[0025]在本發明所述的無線視頻傳輸系統中，所述第一測定模塊和所述第二測定模塊分別為三維空間加速度陀螺儀。
[0026]在本發明所述的無線視頻傳輸系統中，所述接收機還包括:
[0027]天線；
[0028]增益可調放大器，用於根據調整後的增益值對濾波後的信號進行放大；
[0029]射頻解調模塊，用於使用調整後的載波的中心頻率對放大後的信號進行解調；
[0030]解碼模塊，用於對解調後的數據進行解碼；
[0031]格式轉換模塊，用於對解碼後的視頻數據進行格式轉換；
[0032]輸出模塊，用於輸出格式轉換後的視頻數據。
[0033]在本發明所述的無線視頻傳輸系統中，所述系統還包括設置在所述第二機構上的監視器，用於對所述輸出模塊所輸出的視頻數據進行顯示。
[0034]實施本發明的技術方案，接收機可根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，分析估計出接收機所接收信號的強度變化趨勢，然後，根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。例如，若接收機所接收信號的強度變化趨勢為強度越來越大，則在當前強度的基礎上，將接收通道的增益值調小；反之，若強度變化趨勢為強度越來越小，則在當前強度的基礎上，將接收通道的增益值調大。這樣，可使接收機所接收信號的強度儘可能保持在最佳範圍內，進而降低解調出的數據的誤碼率及丟包率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0036]圖1是本發明在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法實施例一的流程圖；
[0037]圖2是本發明在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法實施例二的部分流程圖；
[0038]圖3是本發明無線視頻傳輸系統實施例一的邏輯圖；
[0039]圖4是本發明無線視頻傳輸系統實施例二的邏輯圖；
[0040]圖5是本發明無線視頻傳輸系統中接收機優選實施例的邏輯圖。
【具體實施方式】
[0041]圖1是本發明在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法實施例一的流程圖，首先說明的是，無線視頻傳輸系統包括攝像機、發射機和接收機，其中，攝像機和發射機設置在第一機構上，例如，安裝在無人飛行器上，接收機設置在第二機構上，例如，移動終端，而且，第一機構和第二機構是相對運動的，例如，當安裝在無人飛行器上的攝像機所拍攝的視頻信息通過發射機傳送到移動終端時，無人飛行器就相對於移動終端在三維空間內實時運動，而且速度較大。
[0042]在該實施例中，該實現無線視頻傳輸的方法包括:
[0043]A.發射機和接收機分別實時測定自身的三維運動矢量數據，並根據所測定的各自的三維運動矢量數據計算各自的位置變化數據。在該步驟中，發射機和接收機可分別通過自身的三維空間加速度陀螺儀實時測定自身的三維運動矢量數據，也可分別通過解析度較高的GPS模塊實時測定自身的三維運動矢量數據；
[0044]B.發射機將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機。在該步驟中，在攝像機所拍攝的視頻數據傳送到發射機後，發射機首先對其進行處理，然後，在對處理後的視頻數據進行編碼時，可將自身的位置變化數據加載到視頻數據中，接著將編碼後的數據經過調製、放大、濾波後發送至接收機；
[0045]C.接收機對所接收的數據進行解析，以提取出發射機的位置變化數據，並根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，分析接收機所接收信號的強度變化趨勢。在該步驟中，接收機從發射機接收到射頻信號後，首先對其濾波、放大、解調、解碼等處理，然後對解碼後的數據進行解析，以分別提取出發射機的位置變化數據及視頻數據。對於視頻數據，對其進行處理後輸出；對於發射機的位置變化數據，再結合自身的位置變化數據，預估出接收機所接收信號的強度變化趨勢；
[0046]D.接收機根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。若所分析的強度變化趨勢為越來越大，則在當前強度的基礎上，將接收通道的增益值調小；反之，若所分析的強度變化趨勢為越來越小，則在當前強度的基礎上，將接收通道的增益值調大。這樣，可使接收機所接收信號的強度儘可能保持在最佳範圍內，進而降低解調出的數據的誤碼率及丟包率。
[0047]另外，還需說明的是，在步驟D中，如果接收機為多接收通道的接收機，則其可根據所分析的強度變化趨勢，並結合每個接收通道所接收信號的當前強度，分別調整每個接收通道的增益值。
[0048]圖2是本發明在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法實施例二的部分流程圖，在圖1所示的實施例的基礎上，該實施例的方法在步驟C之後，還包括:
[0049]E.接收機根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，計算發射機和接收機的位置相對變化數據；
[0050]F.接收機根據所計算的位置相對變化數據調整載波的中心頻率，若所計算的位置相對變化數據為越來越近，則將載波的中心頻率調大；反之，若所計算的位置相對變化數據為越來越遠,則將載波的中心頻率調小,這樣,可修正由於都卜勒頻移而產生的頻率變化。
[0051]圖3是本發明無線視頻傳輸系統實施例一的邏輯圖，該實施例的無線視頻傳輸系統包括:設置在第一機構(未示出)上的攝像機10和發射機20，及設置在第二機構(未示出)上的接收機30，而且，第一機構與第二機構具有相對運動。另外，發射機20包括第一測定模塊21和數據加載模塊221。接收機30包括第二測定模塊31、解析模塊321、分析模塊322和增益調整模塊323。其中，在發射機20中，第一測定模塊21用於實時測定發射機20的三維運動矢量數據，並根據所測定的三維運動矢量數據計算發射機20的位置變化數據；數據加載模塊221用於將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機30，應理解，在加載前，應對攝像機所拍攝的視頻數據進行處理；在加載後，對包含有自身的位置變化數據及視頻數據的加載數據進行調製等處理，然後才發送至接收機30。在接收機30中，第二測定模塊31用於實時測定接收機30的三維運動矢量數據，並根據所測定的三維運動矢量數據計算接收機的位置變化數據；解析模塊321用於對所接收的數據進行解析，以提取出發射機20的位置變化數據，應理解，在解析前，需對所接收的射頻信號進行解調等處理；分析模塊322用於根據發射機的位置變化數據和接收機的位置變化數據，分析接收機所接收信號的強度變化趨勢；增益調整模塊323用於根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。需說明的是，在接收通道的數量為多個時，增益調整模塊323的數量也為多個。
[0052]另外，需說明的是，對於第一測定模塊21和第二測定模塊31，可分別由三維空間加速度陀螺儀來實現，也可由解析度較高的GPS模塊來實現。
[0053]圖4是本發明無線視頻傳輸系統實施例二的邏輯圖，相比圖3所示的實施例，該實施例的無線視頻傳輸系統還包括計算模塊324和頻率調整模塊325，其中，計算模塊324用於根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，計算發射機和接收機的位置相對變化數據；頻率調整模塊325用於根據所計算的位置相對變化數據調整載波的中心頻率。
[0054]圖5是本發明無線視頻傳輸系統中接收機優選實施例的邏輯圖，相比圖4中的接收機30，該實施例的接收機還包括依次連接的天線33、增益可調放大器35、射頻解調器36、解碼模塊37、格式轉換模塊38和輸出模塊39，而且，增益調整模塊323用於調整可調增益放大器35的增益值，頻率調整模塊325用於調整射頻解調器36的載波的中心頻率。其中，增益可調放大器35用於根據調整後的增益值對濾波後的信號進行放大；射頻解調模塊36用於使用調整後的載波的中心頻率對放大後的信號進行解調；解碼模塊37用於對解調後的數據進行解碼；格式轉換模塊38用於對解碼後的視頻數據進行格式轉換；輸出模塊39用於輸出格式轉換後的視頻數據，該輸出模塊39例如為HDMI接口。另外，編碼模塊37、解析模塊321、分析模塊322、增益調整模塊323、計算模塊324和頻率調整模塊325可由處理器中的程序來實現。
[0055]優選地，在本發明無線視頻傳輸系統中，還可包括設置在第二機構上的監視器，用於對所述輸出模塊所輸出的視頻數據進行顯示，以方便用戶實時查看。
[0056]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。
【權利要求】
1.一種在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法，攝像機和發射機設置在第一機構上，接收機設置在與第一機構具有相對運動的第二機構上，其特徵在於，所述方法包括: A.發射機和接收機分別實時測定自身的三維運動矢量數據，並根據所測定的各自的三維運動矢量數據計算各自的位置變化數據； B.發射機將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機； C.接收機對所接收的數據進行解析，以提取出發射機的位置變化數據，並根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，分析接收機所接收信號的強度變化趨勢； D.接收機根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。
2.根據權利要求1所述的在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法，其特徵在於，所述接收通道的數量為多個，而且，在所述步驟D中，接收機分別根據每個接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整每個接收通道的增益值。
3.根據權利要求1所述的在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法，其特徵在於，在所述步驟C之後，還包括: E.接收機根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，計算發射機和接收機的位置相對變化數 據； F.接收機根據所計算的位置相對變化數據調整載波的中心頻率。
4.根據權利要求1所述的在高速相對運動的物體上實現無線視頻傳輸的方法，其特徵在於，在所述步驟A中，發射機和接收機分別通過自身的三維空間加速度陀螺儀實時測定自身的三維運動矢量數據。
5.一種無線視頻傳輸系統，包括設置在第一機構上的攝像機和發射機，及設置在與第一機構具有相對運動的第二機構上的接收機，其特徵在於，所述發射機包括第一測定模塊、數據加載模塊，所述接收機包括第二測定模塊、解析模塊、分析模塊和增益調整模塊，其中， 第一測定模塊，用於實時測定發射機的三維運動矢量數據，並根據所測定的三維運動矢量數據計算發射機的位置變化數據； 數據加載模塊，用於將自身的位置變化數據加載到攝像機所拍攝的視頻數據中，並將加載後的數據發送至接收機； 第二測定模塊，用於實時測定接收機的三維運動矢量數據，並根據所測定的三維運動矢量數據計算接收機的位置變化數據； 解析模塊，用於對所接收的數據進行解析，以提取出發射機的位置變化數據； 分析模塊，用於根據發射機的位置變化數據和接收機的位置變化數據，分析接收機所接收信號的強度變化趨勢； 增益調整模塊，用於根據接收通道所接收信號的當前強度及所分析的強度變化趨勢，調整接收通道的增益值。
6.根據權利要求5所述的無線視頻傳輸系統，其特徵在於，在所述接收通道的數量為多個時，所述增益調整模塊的數量為多個。
7.根據權利要求5所述的無線視頻傳輸系統，其特徵在於，所述接收機還包括:計算模塊，用於根據發射機的位置變化數據和自身的位置變化數據，計算發射機和接收機的位置相對變化數據； 頻率調整模塊，用於根據所計算的位置相對變化數據調整載波的中心頻率。
8.根據權利要求5所述的無線視頻傳輸系統，其特徵在於，所述第一測定模塊和所述第二測定模塊分別為三維空間加速度陀螺儀。
9.根據權利要求6所述的無線視頻傳輸系統，其特徵在於，所述接收機還包括: 天線； 增益可調放大器，用於根據調整後的增益值對濾波後的信號進行放大； 射頻解調模塊，用於使用調整後的載波的中心頻率對放大後的信號進行解調； 解碼模塊，用於對解調後的數據進行解碼； 格式轉換模塊，用於對解碼後的視頻數據進行格式轉換； 輸出模塊，用於輸出格式轉換後的視頻數據。
10.根據權利要求9所述的無線視頻傳輸系統，其特徵在於，所述系統還包括設置在所述第二機構上的監視器，用於對所述輸出模塊所輸出的視頻數據進行顯示。
【文檔編號】H04N7/18GK103957382SQ201410161436
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】姜勇, 鄧楊軍, 童鷹 申請人:深圳市視晶無線技術有限公司