CN106098071A - 变电站巡检机器人音频处理系统及方法 - Google Patents

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徐波
刘小波
张立群
杨森
赵小伟
王东银
田忠超
刘宁宁
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种变电站巡检机器人音频处理系统及方法，包括：拾音设备和播音设备分别与音频终端设备通信，音频终端设备与音频传输设备通信；音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。本发明有益效果：突破了音频数据必须搭载视频的局限性，并且由于减少了视频和音频的前端编码和后端解码分流的工作而使处理速度得到了提升，而且也不存在不同厂家数据编解码的适配工作。

Description

变电站巡检机器人音频处理系统及方法
技术领域
本发明涉及变电站设备巡检领域，尤其涉及一种变电站巡检机器人音频处理系统及方法。
背景技术
随着电子技术、计算机技术、网络技术的快速发展，电力调度自动化系统的不断完善，变电站的无人值守或少人值守成逐渐成为了现实。变电站设备巡检机器人的出现，更是对变电站设备的安全运行提供了强有力的保证，用机器人代替人工巡视，大大减轻了电力服务人员的工作负荷，减少了可能发生人员危险的机率，降低了电力设备的维护成本，并且在巡检精度上也有了很大的提升。
变电站值守人员希望通过巡检机器人能够听到机器人巡检时的实时声音；能够对检测的设备的声音进行采集、分析、存储；能够实现与机器人现场进行双向对讲；能够通过机器人实现音频的广播等。目前，上述功能基本上都是通过视频编解码模块或视频服务器实现的，如图1所示，视频和音频信息以混合流的方式进行传输，到了客户端需要进行解码，然后将视频和音频进行分离，最后进行各自的应用处理。采用这种方式时音频数据必须搭载在视频数据上，因此没有视频数据时，音频是无法传输的；另外，此种方式需要的步骤较为繁琐，处理速度不是很高，并且由于不同视频厂家的编码和解码方法的不同，在应用时需要进行适配。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种变电站巡检机器人音频处理系统及方法，通过硬件对视频和音频的处理逻辑进行分离，减少了视频和音频的前端编码和后端解码分流的工作。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变电站巡检机器人音频处理系统，包括：拾音设备、播音设备、音频终端设备以及音频传输设备；
所述拾音设备和播音设备分别与音频终端设备通信，音频终端设备与音频传输设备通信；
所述音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。
所述音频传输设备保持与多个音频终端设备通信，由客户端根据需求选择相应的音频数据。
所述音频终端设备包括：
第一通讯模块：用于与音频传输设备进行数据交互；
第一处理模块：用于实现对音频信号的啸叫抑制、降噪处理以及其他操作；
第一电源模块：用于为整个设备提供电源；
编解码模块：用于实现音频数据的编码和解码操作；
功放模块：用于实现音频数据的信号放大；
所述第一通讯模块与第一处理模块双向通信，第一处理模块分别与编解码模块和功放模块连接通信。
所述音频终端设备还包括：第一电源接口、第一通讯接口、音频采集接口和音频播放接口；
所述第一通讯接口与第一通讯模块连接，第一通讯模块通过第一通讯接口与音频传输设备进行通信；第一电源接口与第一电源模块连接，第一电源接口还连接外部电源；音频采集接口与编解码模块连接，音频播放接口与功放模块连接。
所述音频传输设备包括：
第二通讯模块：用于与音频终端设备进行数据交互；
第二处理模块：用于实现对音频信号的啸叫抑制、降噪处理以及其他操作；
第二电源模块：用于为整个设备提供电源；
以及第二通讯接口和第二电源接口；
所述第二通讯模块与第二处理模块双向通信，第二通讯模块通过第二通讯接口与音频终端设备进行通信，第二电源模块与第二电源接口连接，第二电源接口连接外部电源。
所述音频终端设备与音频传输设备通过无线形式进行数据传输。
所述音频传输设备与客户端通过有线形式或无线形式进行数据传输。
所述有线形式包括：同轴电缆、双绞线、光纤中的任一种；所述无线形式包括：WiFi、COFDM、GPRS或者Zigbee中的任一种。
一种变电站巡检机器人音频处理系统的方法，包括：
将视频数据和音频数据的处理逻辑进行分离，视频服务设备仅从视频获取设备获取视频数据，发送给客户端的视频应用进行视频数据的处理；
拾音设备将音频数据传送至音频终端设备，音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端的音频应用进行视频数据的处理，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。
对音频数据的处理过程具体为：
对拾音设备采集的音频数据进行无损编码操作，将编码的数据进行啸叫抑制、降噪处理后执行压缩，然后将压缩后的数据传送至音频传输设备，音频传输设备对数据进行解码后，发送至客户端；
对于客户端反馈的语音数据，音频传输设备对数据进行啸叫抑制、降噪处理后执行压缩，然后发送至音频终端设备，音频终端设备对数据进行解码后，经过功率放大，对音频数据进行播放。
本发明的有益效果是：
本发明使得机器人的视频和音频的功能应用更加合理高效，通过硬件措施对视频和音频的处理逻辑进行分离，视频服务设备只处理视频数据，这样就突破了音频数据必须搭载视频的局限性，并且由于减少了视频和音频的前端编码和后端解码分流的工作而使处理速度得到了提升，而且也不存在不同厂家数据编解码的适配工作。
附图说明
图1为传统的音频处理逻辑示意图；
图2为本发明音频视频分离处理示意图；
图3为本发明音频终端设备结构图；
图4为本发明音频传输设备结构图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
一种变电站巡检机器人音频处理系统，包括：拾音设备、播音设备、音频终端设备以及音频传输设备；
拾音设备和播音设备分别与音频终端设备通信，音频终端设备与音频传输设备通信；视频服务设备从视频获取设备获取视频数据发送给客户端；音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。
如图2中所示，将机器人的视频和音频的采集和处理的逻辑进行了分离。
原有的视频服务设备只处理视频数据，即从视频获取设备获取视频数据，然后进行压缩发送给客户端的视频应用。由于没有音频的输入与输出，因此无需再进行编码和解码的操作。
而对于音频数据，增加了音频终端设备和音频传输设备。音频终端设备主要用于从拾音设备获取音频数据，并能把音频数据在播音设备上播放。音频传输设备可以与音频终端设备进行数据交互，它可以接收终端发送过来的音频数据然后转发给客户端进行处理，并能将客户端的音频数据发给终端进行播放。
由于一个变电站内可能存在多台机器人，因此变电站内可能存在多个音频终端设备，音频传输设备可保持对多个终端的链接，由客户端根据自己的需求对音频数据进行操作。
如图3中所示，音频终端设备包括：
第一通讯模块：用于与音频传输设备进行数据交互；
第一处理模块：内有嵌入式操作系统，主要是对语音信号进行啸叫抑制、降噪等处理，并通过在嵌入式操作系统上开发应用程序来实现关于音频的各种操作。
第一电源模块：用于为整个设备提供电源；
编解码模块：用于实现音频数据的编码和解码操作；
功放模块：用于实现音频数据的信号放大；
第一通讯模块与第一处理模块双向通信，第一处理模块分别与编解码模块和功放模块连接通信。
音频终端设备共有4个接口，包括：第一电源接口，与外供电源相连，通过第一电源模块给整个设备进行供电；第一通讯接口，通过通讯模块实现音频终端设备与音频传输设备间的数据交互；音频采集接口，与拾音设备相连，将拾音设备采集的音频数据通过编解码模块进行编解码，将编解码的数据送到数据处理模块进行处理；音频播放接口，与音频播放设备相连，处理过的音频数据经过功放发送给音频播放设备。
如图4中所示，音频传输设备包括：
第二通讯模块：用于与音频终端设备进行数据交互；
第二处理模块：内有嵌入式操作系统，主要是对语音信号进行啸叫抑制、降噪等处理，并通过在嵌入式操作系统上开发应用程序来实现关于音频的各种操作。
第二电源模块：用于为整个设备提供电源；
第二通讯模块与第二处理模块双向通信，第二通讯模块通过第二通讯接口与音频终端设备进行通信，第二电源模块与第二电源接口连接，第二电源接口连接外部电源。
音频传输设备共有2个接口，包括：第二电源接口，与外供电源相连，通过第二电源模块给整个设备进行供电；第二通讯接口，通过第二通讯模块实现音频终端设备与音频传输设备间的数据交互；
因机器人需要移动，音频终端设备与音频传输设备通过无线进行传输，可以为WiFi或COFDM或GPRS或Zigbee或其它形式的无线通讯。
音频传输设备与客户端通过有线形式或无线形式进行数据传输。有线形式包括：同轴电缆、双绞线或光纤。
变电站巡检机器人音频处理系统的方法，包括：
将视频数据和音频数据的处理逻辑进行分离，视频服务设备仅从视频获取设备获取视频数据，发送给客户端的视频应用进行视频数据的处理；
拾音设备将音频数据传送至音频终端设备，音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端的音频应用进行视频数据的处理，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。
对音频数据的处理过程具体为：
对拾音设备采集的音频数据进行无损编码操作，将编码的数据进行啸叫抑制、降噪处理后执行压缩，然后将所述数据传送至音频传输设备，音频传输设备对数据进行解码后，发送至客户端完成相应的应用；
对于客户端反馈的语音数据，音频传输设备对数据进行啸叫抑制、降噪处理后执行压缩，然后发送至音频终端设备，音频终端设备对数据进行解码后，经过功率放大，对音频数据进行播放。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，包括：拾音设备、播音设备、音频终端设备以及音频传输设备；
所述拾音设备和播音设备分别与音频终端设备通信，音频终端设备与音频传输设备通信；
所述音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。
2.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述音频传输设备保持与多个音频终端设备通信，由客户端根据需求选择相应的音频数据。
3.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述音频终端设备包括：
第一通讯模块：用于与音频传输设备进行数据交互；
第一处理模块：用于实现对音频信号的啸叫抑制、降噪处理以及其他操作；
第一电源模块：用于为整个设备提供电源；
编解码模块：用于实现音频数据的编码和解码操作；
功放模块：用于实现音频数据的信号放大；
所述第一通讯模块与第一处理模块双向通信，第一处理模块分别与编解码模块和功放模块连接通信。
4.如权利要求3所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述音频终端设备还包括：第一电源接口、第一通讯接口、音频采集接口和音频播放接口；
所述第一通讯接口与第一通讯模块连接，第一通讯模块通过第一通讯接口与音频传输设备进行通信；第一电源接口与第一电源模块连接，第一电源接口还连接外部电源；音频采集接口与编解码模块连接，音频播放接口与功放模块连接。
5.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述音频传输设备包括：
第二通讯模块：用于与音频终端设备进行数据交互；
第二处理模块：用于实现对音频信号的啸叫抑制、降噪处理以及其他操作；
第二电源模块：用于为整个设备提供电源；
以及第二通讯接口和第二电源接口；
所述第二通讯模块与第二处理模块双向通信，第二通讯模块通过第二通讯接口与音频终端设备进行通信，第二电源模块与第二电源接口连接，第二电源接口连接外部电源。
6.如权利要求1所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述音频终端设备与音频传输设备通过无线形式进行数据传输。
7.如权利要求6所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述音频传输设备与客户端通过有线形式或无线形式进行数据传输。
8.如权利要求6或7所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统，其特征是，所述有线形式包括：同轴电缆、双绞线、光纤中的任一种；所述无线形式包括：WiFi、COFDM、GPRS或者Zigbee中的任一种。
9.一种如权利要求1所述的变电站巡检机器人音频处理系统的方法，其特征是，包括：
将视频数据和音频数据的处理逻辑进行分离，视频服务设备仅从视频获取设备获取视频数据，发送给客户端的视频应用进行视频数据的处理；
拾音设备将音频数据传送至音频终端设备，音频传输设备从音频终端设备获取音频数据发送给客户端的音频应用进行视频数据的处理，并将客户端的音频数据传送至音频终端设备，通过播音设备进行播放。
10.如权利要求9所述的一种变电站巡检机器人音频处理系统的方法，其特征是，对音频数据的处理过程具体为：
对拾音设备采集的音频数据进行无损编码操作，将编码的数据进行啸叫抑制、降噪处理后执行压缩，然后将压缩后的数据传送至音频传输设备，音频传输设备对数据进行解码后，发送至客户端；
对于客户端反馈的语音数据，音频传输设备对数据进行啸叫抑制、降噪处理后执行压缩，然后发送至音频终端设备，音频终端设备对数据进行解码后，经过功率放大，对音频数据进行播放。
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