CN107580214A - 一种无人机视频传输延时测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机视频传输延时测量方法,包括：在一测试计算机上运行一延时测量软件，延时测量软件包括秒表显示模块、视频显示模块以及秒表显示窗口和视频显示窗口，采用秒表显示模块在秒表显示窗口中以数字形式实时输出系统时间；采用一设置于无人机上的成像系统对秒表显示窗口进行实时视频采集，将视频图像通过无人机数据链传输至无人机地面站，再传输至测试计算机；采用视频显示模块在视频显示窗口播放视频图像；采用图像处理模块对秒表显示窗口和视频显示窗口进行冻结，以获取冻结图像，提取秒表显示窗口中的时间信息以及视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得瞬时延时量。本发明操作简单快捷，具有较高的测量精度。
Description
技术领域
本发明属于图像处理、遥测数据处理等领域，尤其涉及一种无人机视频传输延时测量方法。
背景技术
光电类侦察载荷是当前侦察型无人机的主要任务设备之一，无人机对光电载荷的侦察数据进行采集编码压缩，通过无线电传输至无人机地面指挥控制站，再通过数据解压还原成视频图像，整个过程受压缩解压算法等因素影像，会使侦察图像存在一定延时。随着光电载荷技术的不断发展，原始影像数据量越来越大，对图像压缩解压单元的压力也越来越大，图像延时越来越明显。卫通技术的发展也成为图像传输延时的一项重要因素。在图像延时无法完全避免的情况下，测试不同工况和工作模式下的图像延时，对任务载荷操作具有重要的指导意义。
图像延时测量可在图像中嵌入时间信息，图像经过传输后进行解压，对比图像中嵌入的时间信息和当前系统的时间信息，也可进行延时测量。但此方法需要在图像中嵌入时间信息，需要额外开销，大部分现有无人机载荷产品不具备此接口和功能。再者，即使能在图像中嵌入时间信息，也需要有准确的授时系统同时对机载系统和地面站系统进行授时，授时同步性难以保证，本身存在一定延时。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种无人机视频传输延时测量方法，不需要在图像中嵌入时间信息，也不需要同步授时，操作简单快捷，自动化程度高，具有较高的测量精度。
本发明的技术方案为：
一种无人机视频传输延时测量方法,包括如下步骤：
步骤一、在一测试计算机上运行一延时测量软件，所述延时测量软件包括秒表显示模块、视频显示模块以及具有可并列显示于所述测试计算机显示屏的秒表显示窗口和视频显示窗口，采用所述秒表显示模块在所述秒表显示窗口中以数字形式实时输出所述测试计算机的系统时间；
步骤二、采用一设置于无人机上的成像系统对所述秒表显示窗口进行实时视频采集，将视频图像通过无人机数据链传输至无人机地面站，再传输至所述测试计算机；
步骤三、采用所述视频显示模块在所述视频显示窗口播放所述视频图像；
步骤四、采用所述延时测量软件还包括的图像处理模块对所述秒表显示窗口和视频显示窗口进行冻结，以获取冻结图像，并从所述冻结图像中提取所述秒表显示窗口中的时间信息以及所述视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得瞬时延时量。
进一步地，所述无人机视频传输延时测量方法，还包括：
采用所述图像处理模块在一个时间段内周期性地对所述秒表显示窗口与所述视频显示窗口进行冻结，以获取多个冻结图像；
从每个冻结图像中提取所述秒表显示模块窗口中的时间信息以及所述视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得多个瞬时延时量；
采用所述延时测量软件还包含的统计分析模块计算在一个时间段内多个瞬时延时量的分布情况。
进一步地，采用所述统计分析模块计算在一个时间段内最大瞬时延时量、最小瞬时延时量以及多个瞬时延时量的均值和均方根。
进一步地，通过无人机数据链将所述视频图像传输至所述无人机的地面站，再通过网络传输至所述测试计算机。
进一步地，在所述秒表显示窗口上以数字形式输出系统时间时，显示秒和毫秒，显示精度设定为0.01s。
进一步地，在所述秒表显示窗口上以数字形式输出所述测试计算机的系统时间时，使用黑色背景和白色字体显示所述系统时间，设置字体为Arial，设置字符高度为500像素。
本发明所述的无人机视频传输延时测量方法的有益效果为：
本发明在测试计算机上运行秒表显示模块，并在秒表显示窗口上以数字形式输出该系统时间，采用成像系统将秒表显示模块界面采集成视频图像，之后再将该视频图像传输至无人机地面站和测试计算机，在延时测量软件的视频显示窗口第二窗口显示实时视频图像，图像处理模块获取冻结图像，并获取秒表显示模块窗口中的时间信息和视频图像中的时间信息，计算这两个时间信息的差值，就可以计算出瞬时延时量。本发明实现对了延时数据的测量和计算。本发明的测量成本可忽略不计，不需要被测系统进行任何软硬件更改，即可完成延时测量；自动完成延时量的提取与统计分析，测量自动化程度高；适用于多种不同的成像系统和无人机系统，普适性强。
附图说明
图1为本发明所述的无人机视频传输延时测量系统的结构示意图。
图2为本发明所述的无人机视频传输延时测量系统在上位机上测量终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种无人机视频传输延时测量方法,包括：
在一测试计算机上运行一延时测量软件，所述延时测量软件包括秒表显示模块、视频显示模块以及具有可并列显示于所述测试计算机显示屏的秒表显示窗口和视频显示窗口，采用所述秒表显示模块在所述秒表显示窗口中以数字形式实时输出所述测试计算机的系统时间；
采用一设置于无人机上的成像系统对所述秒表显示窗口进行实时视频采集，将视频图像通过无人机数据链传输至无人机地面站，再传输至所述测试计算机；
采用所述视频显示模块在所述视频显示窗口播放所述视频图像；
所述延时测量软件还包括图像处理模块，采用所述图像处理模块对所述秒表显示窗口和视频显示窗口进行冻结，以获取冻结图像，并从所述冻结图像中提取所述秒表显示窗口中的时间信息以及所述视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得瞬时延时量。
在一测试计算机上运行延时测量软件，延时测量软件具有秒表显示模块，采用秒表显示模块在秒表显示窗口中以数字形式输出系统时间；用成像系统将该系统时间拍摄下来，形成视频图像，将该视频图像通过无人机数据链发送至地面机以及测试计算机；再采用视频显示模块将视频图像显示在视频显示窗口中；将这两个窗口同时冻结，获取冻结图像，即在冻结图像中就存在一个秒表显示模块的时间信息(当前时间)和一个视频图像中秒表显示模块的时间信息(即视频图像采集时刻的时间)，这两个时间信息之差，就是瞬时延时量。
本发明实现对了延时数据的测量和计算。本发明的测量成本可忽略不计，不需要被测系统进行任何软硬件更改，即可完成延时测量；自动完成延时量的提取与统计分析，测量自动化程度高；适用于多种不同的成像系统和无人机系统，普适性强。
其中，秒表显示模块可以由多媒体定时器实现。
在采用成像系统对秒表显示窗口进行实时地视频图像的采集时，可以调整成像系统的相关参数，以获取最佳的成像效果。
图像处理模块从冻结图像中提取两个时间信息时，采用现有的图像处理和数字提取算法进行提取。
在视频图像被测试计算机接收后，采用相应的图像解码库解码，还原为实时视频图像，在视频显示窗口中进行显示，刷新周期为40ms。还可以添加图像控制功能，包括缩放、平移等，调整视频显示窗口中系统时间的显示位置，使其居中显示，以便于后期的图像处理和数字提取。
在测试过程中，无人机降落在地面上，以便于成像系统的摄像设备可以移动至无人机外部，对测试计算机的显示屏(即秒表显示窗口和视频显示窗口)进行拍摄。
优选地，在延时测量软件中秒表显示窗口和视频显示窗口并列展示于测试计算机的显示界面时，二者可以分别占据显示界面的一半，以减少图像处理模块对整个界面进行冻结后所获得的冻结图像中的无关内容，也有利于对冻结图像内的两个时间信息的提取和识别。
在一个优选的实施例中，所述的无人机视频传输延时测量方法中,所述延时测量软件包含统计分析模块，采用所述图像处理模块在一个时间段内周期性地对所述秒表显示窗口与所述视频显示窗口进行冻结，以获取多个冻结图像，并从每个冻结图像中提取所述秒表显示模块窗口中的时间信息以及所述视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得多个瞬时延时量；采用所述统计分析模块计算在一个时间段内多个瞬时延时量的分布情况。
该实施例进一步实现了对延时数据的统计分析，测量自动化程度高
在一个优选的实施例中，所述的无人机视频传输延时测量方法中,采用所述统计分析模块计算在一个时间段内最大瞬时延时量、最小瞬时延时量以及多个瞬时延时量的均值和均方根。
在一个优选的实施例中，所述的无人机视频传输延时测量方法中,通过无人机数据链将所述视频图像传输至所述无人机地面站，再通过网络传输至所述测试计算机。
在一个优选的实施例中，所述的无人机视频传输延时测量方法中,在所述秒表显示窗口上以数字形式输出系统时间时，显示秒和毫秒，显示精度设定为0.01s，刷新周期为5ms。
在一个优选的实施例中，所述的无人机视频传输延时测量方法中,在所述秒表显示窗口上以数字形式输出所述测试计算机的系统时间时，使用黑色背景和白色字体显示所述系统时间，设置字体为Arial，设置字符高度为500像素。
具体地，秒表数字显示字体为Arial，单个字符高度500像素，字体颜色和背景颜色均为纯色，颜色可设置(默认黑底白字)，字符宽度自动调整，以满足不同光照条件下的最佳成像效果，保证秒表字符清晰可见，以及方便后期字符的自动提取等处理。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (6)
1.一种无人机视频传输延时测量方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在一测试计算机上运行一延时测量软件，所述延时测量软件包括秒表显示模块、视频显示模块以及具有可并列显示于所述测试计算机显示屏的秒表显示窗口和视频显示窗口，采用所述秒表显示模块在所述秒表显示窗口中以数字形式实时输出所述测试计算机的系统时间；
步骤二、采用一设置于无人机上的成像系统对所述秒表显示窗口进行实时视频采集，将视频图像通过无人机数据链传输至无人机地面站，再传输至所述测试计算机；
步骤三、采用所述视频显示模块在所述视频显示窗口播放所述视频图像；
步骤四、采用所述延时测量软件还包括的图像处理模块对所述秒表显示窗口和视频显示窗口进行冻结，以获取冻结图像，并从所述冻结图像中提取所述秒表显示窗口中的时间信息以及所述视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得瞬时延时量。
2.如权利要求1所述的无人机视频传输延时测量方法,其特征在于，还包括：
采用所述图像处理模块在一个时间段内周期性地对所述秒表显示窗口与所述视频显示窗口进行冻结，以获取多个冻结图像；
从每个冻结图像中提取所述秒表显示模块窗口中的时间信息以及所述视频图像中的时间信息，计算两个时间信息的差值，从而获得多个瞬时延时量；
采用所述延时测量软件还包含的统计分析模块计算在一个时间段内多个瞬时延时量的分布情况。
3.如权利要求2所述的无人机视频传输延时测量方法,其特征在于，采用所述统计分析模块计算在一个时间段内最大瞬时延时量、最小瞬时延时量以及多个瞬时延时量的均值和均方根。
4.如权利要求1所述的无人机视频传输延时测量方法,其特征在于，通过无人机数据链将所述视频图像传输至所述无人机的地面站，再通过网络传输至所述测试计算机。
5.如权利要求1所述的无人机视频传输延时测量方法,其特征在于，在所述秒表显示窗口上以数字形式输出系统时间时，显示秒和毫秒，显示精度设定为0.01s。
6.如权利要求5所述的无人机视频传输延时测量方法,其特征在于，在所述秒表显示窗口上以数字形式输出所述测试计算机的系统时间时，使用黑色背景和白色字体显示所述系统时间，设置字体为Arial，设置字符高度为500像素。
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