CN113721654B - 一种监控通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种监控通信方法基于监控通信系统，所述监控通信系统包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端；所述监控通信方法包括：所述后台控制终端和现场监控端之间通过光缆连接进行通信，所述后台控制终端根据现场监控端发送的现场监控数据判断现场状态；当所述后台控制终端判断出异常状态时，所述后台控制终端通过静态通信端向现场进行初次通信；在进行初次通信时，所述后台控制终端通过现场监控端判断通信接收状态；当所述后台控制终端判断出未接收状态时，所述后台控制终端通过动态通信端向现场进行二次通信。本发明采用动态通信方式将需要通信的内容进行通报，解决现有中远距离通信不佳的问题。

Description

一种监控通信方法及系统

技术领域

本发明属于监控技术领域，具体涉及一种监控通信方法及系统。

背景技术

进入信息时代后，监控通信方式在各个领域中均得到了广泛的应用，在这个过程中监控发生异常情况后，通信方式已从开始的报警器方式到现在语音播放方式，然监控手段置于高处，致使语音播放方式在通信过程中，因通信距离等原因，语音播放方式可能存在通信不清楚的缺陷，导致通信效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种监控通信方法，以克服上述技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种监控通信方法基于监控通信系统，所述监控通信系统包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端；

所述监控通信方法包括：

所述后台控制终端和现场监控端之间通过光缆连接进行通信，所述后台控制终端根据现场监控端发送现场监控数据判断现场状态，现场状态划分为正常状态和异常状态；

当所述后台控制终端判断出异常状态时，所述后台控制终端通过静态通信端向现场进行初次通信；

在进行初次通信时，所述后台控制终端通过现场监控端判断通信接收状态，所述通信接收状态分为接收状态和未接收状态；

当所述后台控制终端判断出未接收状态时，所述后台控制终端通过动态通信端向现场进行二次通信。

进一步地，所述静态通信端的初次通信方式采用固定式广播通信方式、屏幕文字显示方式、及灯光报警器中的一种或多种。

进一步地，所述动态通信端的二次通信采用无人机通信方式，其包括：

当所述后台控制终端判断出异常状态时，关闭静态通信端，启动无人机，根据异常状态，通过现场监控端传送的数据计算无人机的飞行轨迹，动态通信端根据飞行轨迹控制无人机飞行，并在异常状态的位置处进行通信。

进一步地，所述无人机飞行的具体步骤为：

预先设定无人机的飞行通信区域，按照三维坐标系的方式将飞行通信区域形成笛卡尔坐标系，以无人机不进行通信时的停放位置为三维坐标系的原点；

当采用动态通信端进行通信时，计算异常状态在笛卡尔坐标系上的坐标点，以此坐标点为目标点，根据坐标原点和目标点，通过A*算法获取初步路径，根据无人机的动力学约束，在直线生成算法和曲线平滑算法的基础上，获取优化路径。

进一步地，所述无人机按照优化路径进行飞行的步骤为：

S1、将优化路径在笛卡尔坐标系上通过坐标点进行显示，在无人机沿优化路径飞行过程中，无人机通过感应模块对飞行环境进行扫描；

S2、根据扫描的飞行环境信息判断无人机飞行至下一坐标点的路径上是否存在障碍物，且根据干扰条件判断障碍物是否影响无人机的飞行；

S3、若影响飞行，根据无人机当前的坐标点和目标点，通过A*算法重新规划绕行路径；若不影响，则按优化路径继续飞行；

S4、无人机按照绕行路径或优化路径飞行，并重复步骤S1-S3，直至无人机飞行至目标点。

进一步地，步骤S2中，所述干扰条件为无人机与障碍物之间的安全距离或无人机与障碍物之间的安全时间，所述安全距离或安全时间根据无人机与障碍物之间的相对运动速度进行判定。

进一步地，所述无人机在异常状态的位置处进行通信的方式采用语音通信方式和/或文字播放方式。

本发明的另一个目的在于提供一种监控通信系统，包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端，所述后台控制终端包括数据处理模块、显示模块和控制模块，所述现场监控端包括视频监控模块，所述动态通信端包括无人机、语音播放模块、文字显示模块及远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制模块和所述数据处理模块均通过光缆进行连接，所述语音播放模块和文字显示模块设置在所述无人机上，且所述无人机上设置有感应模块，所述感应模块、语音播放模块和文字显示模块均与所述远程通信模块之间无线通信；

所述视频监控模块将实时拍摄的监测数据和视频图像传递至数据处理模块，所述数据处理模块对监测数据和视频图像进行处理和存储、且可将监测数据和视频图像在显示模块上进行实时显示；

所述数据处理模块判断现场出现异常状态时，所述控制模块操控静态通信端在现场进行通信；

所述数据处理模块判断现场通信出现未接收状态时，关闭静态通信端，所述数据处理模块对未接收状态时监测数据和视频图像进行计算，将计算的路径规划数据和通信数据传送至控制模块，所述控制模块通过远程通信模块根据路径规划数据控制无人机进行飞行、并通过语音播放模块和/或文字显示模块进行实时通信。

进一步地，所述静态通信端包括现场语音模块、屏幕显示模块及报警模块。

有益效果：

本发明中针对现有监控系统进行改进，其通信方式在静态通信方式增加动态通信方式，当静态通信方式的通信效果达不到预期效果时，采用本发明中的动态通信方式将需要通信的内容进行通报，解决现有中远距离通信不佳的问题。

附图说明

图1为本发明的监控通信系统的示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明所述的一种监控通信方法基于监控通信系统，所述监控通信系统包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端；所述监控通信方法包括：

所述后台控制终端和现场监控端之间通过光缆连接进行通信，所述后台控制终端根据现场监控端发送现场监控数据判断现场状态，现场状态划分为正常状态和异常状态，当所述后台控制终端判断出异常状态时，所述后台控制终端通过静态通信端向现场进行初次通信，所述静态通信端的初次通信方式采用固定式广播通信方式、屏幕文字显示方式、及灯光报警器中的一种或多种，优选地，可依次采用灯光报警器-屏幕文字显示方式-固定式广播通信方式进行通信。

因此在进行初次通信时，所述后台控制终端可通过现场监控端判断通信接收状态，所述通信接收状态分为接收状态和未接收状态，若通信在现场被接收，即完成实时通信过程；而当所述后台控制终端判断出未接收状态时，所述后台控制终端通过动态通信端向现场进行二次通信，所述动态通信端的二次通信采用无人机通信方式，其包括：当所述后台控制终端判断出异常状态时，关闭静态通信端，启动无人机，根据异常状态，通过现场监控端传送的数据计算无人机的飞行轨迹，动态通信端根据飞行轨迹控制无人机飞行，并在异常状态的位置处进行通信，优选地，所述无人机在异常状态的位置处进行通信的方式采用语音通信方式和/或文字播放方式。

在上述中，所述无人机根据飞行轨迹进行飞行的具体步骤为：

对无人机所处环境的飞行通信区域进行预先设定，按照三维坐标系的方式使所述飞行通信区域形成笛卡尔坐标系、且以无人机在不进行通信时的位置为笛卡尔坐标系的原点；

当需要采用动态通信端进行通信时，计算判断为异常状态的位置在笛卡尔坐标系上的坐标点，以此坐标点为飞行的最终目标点，根据坐标原点和最终目标点，通过A*算法获取初步路径，根据无人机的动力学约束，所述为无人机的最小步长约束、最大航程约束、最大偏航角约束、最大飞行高度及最小离地高度约束；在直线生成算法和曲线平滑算法的基础上，获取飞行所需的优化路径。

更进一步地，所述无人机按照优化路径进行飞行的具体步骤还包括：

S1、使优化路径在笛卡尔坐标系上通过三维坐标点进行显示，在无人机沿优化路径飞行过程中，无人机通过感应模块对飞行环境进行扫描；

S2、根据扫描的飞行环境信息判断无人机在飞行过程中且飞行至下一坐标点前是否存在有障碍物，且根据干扰条件判断此障碍物是否影响无人机的后续飞行，此处，所述干扰条件为无人机与障碍物之间的安全距离或无人机与障碍物之间的安全时间，所述安全距离或安全时间根据无人机与障碍物之间的相对运动速度进行判定；

S3、若影响飞行，根据无人机当前的坐标点和目标点，通过A*算法重新规划后续飞行的绕行路径；若不影响，则按优化路径继续飞行；

S4、无人机按照上述的绕行路径或优化路径继续飞行，并重复上述步骤S1-S3，直至无人机飞行至目标点。即完成无人机的向目标点的飞行过程，此时无人机即可通过无人机上带有的语音通信方式和/或文字播放方式对信息进行通信。

如图1所示，本发明的另一个目的在于提供上述监控通信方法的监控通信系统，包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端，所述后台控制终端包括数据处理模块、显示模块、语音接收模块、语音播放模块、文字输入模块及控制模块，其中，语音接收模块、语音播放模块、文字输入模块均与数据处理模块进行连接，所述控制模块与所述数据处理模块相连接，所述现场监控端包括视频监控模块或传感器模块，所述现场监控端需要根据运用领域进行设置。

所述视频监控模块将实时拍摄的监测数据和视频图像传递至数据处理模块，所述数据处理模块对监测数据和视频图像进行处理和存储、且可将监测数据和视频图像在显示模块上进行实时显示。

所述数据处理模块判断现场出现异常状态时，所述控制模块操控静态通信端在现场进行通信，其中，所述静态通信端包括现场语音模块、屏幕显示模块及报警模块，即所述静态通信端的初次通信方式采用固定式广播通信方式、屏幕文字显示方式、及灯光报警器中的一种或多种。

所述动态通信端包括无人机、语音播放模块、文字显示模块及远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制模块和所述数据处理模块均通过光缆进行连接，所述语音播放模块和文字显示模块设置在所述无人机上，且所述无人机上设置有感应模块，所述感应模块、语音播放模块和文字显示模块均与所述远程通信模块之间无线通信，所述感应模块为传感器或雷达扫描。

所述无人机与所述远程通信模块无线连接，所述远程通信模块设置在所处环境的控制盒内，所述控制盒内设有充电模块，所述无人机可电连接在所述充电模块上，如此，在无人机在使用完成后可飞行回控制盒进行充电。

当所述数据处理模块判断现场通信出现未接收状态时，关闭静态通信端，所述数据处理模块对未接收状态时监测数据和视频图像进行计算，控制模块将计算的路径规划数据和通信数据传送至远程通信模块，所述控制模块通过远程通信模块根据路径规划数据控制无人机进行飞行、并通过语音播放模块和/或文字显示模块进行实时通信。

在上述中，数据处理模块中包含有路径规划模块，其通过基于DEM的A*算法、Bresenham直线生成算法、及Bezier曲线平滑算法完成路径规划。

在上述中，后台控制终端可采用Linux操作系统，嵌入ARM架构，安装信号处理器、微处理器、可编辑阵列等硬件，通过I/O模块使CPU与各硬件进行连接，如此实现远程监控的各项功能。

进一步地，提供以下实施例对本发明进行说明：

在高速路段上，设置有对高速路段上进行监控的监控设备，当监控设备监测高速路段上出现异常状态，如违章在应急车道停车或车辆出现故障，预先在后台控制终端上对此类情况进行设置，当现场监控端拍摄到此视频图像后传送至数据处理模块上，数据处理模块判断为异常状态后，在显示模块进行显示，后台控制终端上可设置语音接收模块和文字输入模块，且通过控制模块远程控制静态通信端在现场进行通信，在高速路段领域，即可采用远程的现场语音模块和屏幕显示模块相结合的方式在现场进行通信，告知驾驶员如何进行处理，此为静态通信方式；

现场语音模块所播放的语音驾驶员因语音播放器较远导致听不清楚或无法接收到通信时，现场监控端将此时的现场监控数据再次传送至后台，后台根据现场监控数据，判断驾驶员未能实时接收到通信，即关闭静态通信方式，启动动态通信方式；数据处理模块根据汽车的位置和无人机所处位置对无人机飞行的路径进行计算，控制模块将路径传送至远程通信模块，远程通信模块控制无人机飞行至汽车位置处，在无人机上设置有语音播放模块和文字显示模块，后台控制终端将通信经过远程通信模块且通过语音播放模块和文字显示模块向驾驶员进行通信。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种监控通信方法，其特征在于，所述监控通信方法基于监控通信系统，所述监控通信系统包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端；

所述静态通信端在现场使用具体为：在高速路段上设置有对高速路段上进行监控的监控设备，当现场监控端拍摄到视频图像后传送至数据处理模块上，数据处理模块判断为异常状态后，在显示模块进行显示，后台控制终端上设置语音接收模块和文字输入模块，且通过控制模块远程控制静态通信端在现场进行通信，即采用语音模块和屏幕显示模块相结合的方式在现场进行通信，告知驾驶员如何进行处理；

所述动态通信端二次通信采用无人机通信方式，具体是：现场语音模块所播放的语音驾驶员因语音播放器较远导致听不清楚或无法接收到通信时，现场监控端将此时的现场监控数据再次传送至后台，后台根据现场监控数据，判断驾驶员未能实时接收到通信，即关闭静态通信方式，启动动态通信方式；数据处理模块根据汽车的位置和无人机所处位置对无人机飞行的路径进行计算，控制模块将路径传送至远程通信模块，远程通信模块控制无人机飞行至汽车位置处，在无人机上设置有语音播放模块和文字显示模块，后台控制终端将通信经过远程通信模块且通过语音播放模块和文字显示模块向驾驶员进行通信；

所述监控通信方法包括；

所述后台控制终端和现场监控端之间通过光缆连接进行通信，所述后台控制终端根据现场监控端发送的现场监控数据判断现场状态，现场状态划分为正常状态和异常状态；

当所述后台控制终端判断出异常状态时，所述后台控制终端通过静态通信端向现场进行初次通信；

在进行初次通信时，所述后台控制终端通过现场监控端判断通信接收状态，所述通信接收状态分为接收状态和未接收状态；

当所述后台控制终端判断出未接收状态时，所述后台控制终端通过动态通信端向现场进行二次通信。

2.如权利要求1所述的监控通信方法，其特征在于，所述无人机飞行的具体步骤为：

预先设定无人机的飞行通信区域，按照三维坐标系的方式将飞行通信区域形成笛卡尔坐标系，以无人机不进行通信时的停放位置为三维坐标系的原点；

当采用动态通信端进行通信时，计算异常状态在笛卡尔坐标系上的坐标点，以此坐标点为目标点，根据坐标原点和目标点，通过A*算法获取初步路径，根据无人机的动力学约束，在直线生成算法和曲线平滑算法的基础上，获取优化路径。

3.如权利要求2所述的监控通信方法，其特征在于，所述无人机按照优化路径进行飞行的步骤为：

S1、将优化路径在笛卡尔坐标系上通过坐标点进行显示，在无人机沿优化路径飞行过程中，无人机通过感应模块对飞行环境进行扫描；

S2、根据扫描的飞行环境信息判断无人机飞行至下一坐标点的路径上是否存在障碍物，且根据干扰条件判断障碍物是否影响无人机的飞行；

S3、若影响飞行，根据无人机当前的坐标点和目标点，通过A*算法重新规划绕行路径；若不影响，则按优化路径继续飞行；

S4、无人机按照绕行路径或优化路径飞行，并重复步骤S1-S3，直至无人机飞行至目标点。

4.如权利要求3所述的监控通信方法，其特征在于，步骤S2中，所述干扰条件为无人机与障碍物之间的安全距离或无人机与障碍物之间的安全时间，所述安全距离或安全时间根据无人机与障碍物之间的相对运动速度进行判定。

5.一种监控通信系统，采用权利要求1-4任意一项所述的监控通信方法，其特征在于，包括后台控制终端、现场监控端、静态通信端及动态通信端，所述后台控制终端包括数据处理模块、显示模块和控制模块，所述现场监控端包括视频监控模块，所述动态通信端包括无人机、语音播放模块、文字显示模块及远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制模块和所述数据处理模块均通过光缆进行连接，所述语音播放模块和文字显示模块设置在所述无人机上，且所述无人机上设置有感应模块，所述感应模块、语音播放模块和文字显示模块均与所述远程通信模块之间无线通信；

所述视频监控模块将实时拍摄的监测数据和视频图像传递至数据处理模块，所述数据处理模块对监测数据和视频图像进行处理和存储、且可将监测数据和视频图像在显示模块上进行实时显示；

所述数据处理模块判断现场出现异常状态时，所述控制模块操控静态通信端在现场进行通信；

所述数据处理模块判断现场通信出现未接收状态时，关闭静态通信端，所述数据处理模块对未接收状态时监测数据和视频图像进行计算，将计算的路径规划数据和通信数据传送至控制模块，所述控制模块通过远程通信模块根据路径规划数据控制无人机进行飞行、并通过语音播放模块和/或文字显示模块进行实时通信。

6.如权利要求5所述的监控通信系统，其特征在于，所述静态通信端包括现场语音模块、屏幕显示模块及报警模块。