CN114245069A - 一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于管廊大数据应用技术领域,具体提供一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法及系统,设置巡检机器人上搭载的摄像头参数;根据配置的摄像头IP地址及端口号连接巡检机器人上搭载的无线摄像头,并根据配置的摄像头用户名及密码登录无线摄像头;获取摄像头传输的视频流数据并解码视频流数据;根据解码后的数据在显示设备上播放视频。该方案克服了机器人在地下综合管廊内进行巡检作业时监控视频播放中断或视频卡顿的问题,使机器人巡检视频稳定、可靠,从而提高了地下综合管廊运行的安全性,使机器人巡检代替人工巡检成为可能,从而降低了地下综合管廊运维的成本。
Description
技术领域
本发明涉及管廊大数据应用技术领域,更具体地,涉及一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法及系统。
背景技术
地下综合管廊,即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信,燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
地下综合管廊建设避免由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰,保持路容完整和美观。降低了路面多次翻修的费用和工程管线的维修费用。保持了路面的完整性和各类管线的耐久性。便于各种管线的敷设、增减、维修和日常管理。由于管廊内管线布置紧凑合理,有效利用了道路下的空间,节约了城市用地。由于减少了道路的杆柱及各种管线的检查井、室等,优美了城市的景观。对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用。
为了地下综合管廊的安全、稳定运行,需要每天对管廊进行巡检。若使用人工巡检,不仅费时费力,而且巡检人员的安全也存在隐患。使用机器人搭载摄像头进行巡检不仅消除了安全隐患,而且方便快捷,可以24小时进行巡检,从而极大的提高了巡检的有效性和及时性,同时降低了地下综合管廊运维的成本。
由于地下综合管廊一条巡检线路长达几公里甚至十几公里,所以巡检机器人搭载的摄像头一般采用无线方式进行视频数据传输,而无线AP作为信号源其作用距离是有限的,当摄像头穿越一个AP的作用范围进入另一个AP时不可避免的因为信号源的切换而出现信号强度的变化,导致视频卡顿甚至摄像头掉线进而视频播放中断。
发明内容
本发明需要解决的是现有技术中存在的地下综合管廊的巡检难的技术问题。
本发明提供了一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,包括以下步骤:
步骤1:视频配置;配置巡检机器人搭载的摄像头的视频参数;
步骤2:摄像头连接;根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头;设计独立的连接线程,具体包括采用连接一个摄像头并播放视频的同时,在该独立的连接线程中执行其它摄像头连接操作的方式;
步骤3:摄像头登录;根据配置的摄像头用户名、密码登录摄像头;
步骤4:取流解码;获取摄像头传输的视频流数据,解码视频流数据,并存入待显示队列;
步骤5:视频显示;根据视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示。
优选地,所述步骤1具体包括:对巡检机器人搭载的所有摄像头进行配置,配置内容包括IP地址、端口号、用户名及密码。
优选地,所述步骤3具体包括:采用自动重登录机制,当摄像头登录失败,或巡检机器人穿越无线AP过程中因信号不稳定导致摄像头掉线时,自动周期性重新登录摄像头,直到登录成功。
优选地,所述步骤4具体包括:利用摄像头自带的API接口获取摄像头的视频流数据,并进行解码处理,将YV12格式的数据转换为RGB888格式的图片,并存入待显示队列,以备视频显示设备进行显示。
优选地,所述步骤5具体包括:设计独立的显示线,程根据配置的视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示,使视频播放帧率与配置帧率相一致,从而实现了视频解码与视频显示的完全解耦。
本发明还提供了一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,包括:
视频配置模块(10),用于配置巡检机器人搭载的摄像头的视频参数;
连接登录模块(20),用于根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头,设计独立的连接线程,具体包括采用连接一个摄像头并播放视频的同时,在该独立的连接线程中执行其它摄像头连接操作的方式;并根据配置的摄像头用户名及密码登录摄像头;
所述取流解码模块(30),用于获取摄像头传输的视频流数据,解码视频流数据为RGB格式的图片,并存入待显示队列;
所述视频显示模块(40),用于根据视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示,使视频播放帧率与配置帧率相一致,实现机器人巡检视频的稳定、流畅播放。
优选地,所述视频配置模块(10)包括配置创建单元(11)、配置删除单元(12)、配置修改单元(13)和配置保存单元(14);
所述配置创建单元(11)用于增加摄像头并配置其视频参数;所述配置删除单元(12)用于删除用户指定的摄像头及其视频参数;所述配置修改单元(13)用于修改用户指定的摄像头的视频参数;所述配置保存单元(14)用于保存所有摄像头及配置的视频参数。
优选地,所述连接登录模块(20)包括摄像头连接单元(21)、摄像头登录单元(22)和登录状态管理单元(23);
所述摄像头连接单元(21)根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头;所述摄像头登录单元(22)根据配置的摄像头用户名及密码登录摄像头;所述登录状态管理单元(23)用于识别摄像头的登录状态,登录成功后保存登录状态,及摄像头掉线后清除登录状态。
优选地,所述取流解码模块(30)包括视频取流单元(31)和数据解码单元(32);
所述视频取流单元(31)利用摄像头厂家提供的API接口获取摄像头的视频流数据;所述数据解码单元(32)用于解码接收到的视频流数据,由YV12格式的视频流转换为RGB888格式的图片,并存入待显示队列。
优选地,所述视频显示模块(40)包括显示线程管理单元(41)、图片队列管理单元(42)和视频显示单元(43);
所述显示线程管理单元(41)用于显示线程的创建、运行周期的控制及终止;所述图片队列管理单元(42)用于管理图片的移入、移出及空队列的处理;所述视频显示单元(43)用于在显示设备上显示RGB格式的图片。
有益效果:本发明提供的一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法及系统,通过视频配置模块设置巡检机器人上搭载的摄像头参数;通过连接登录模块根据配置的摄像头IP地址及端口号连接巡检机器人上搭载的无线摄像头,并根据配置的摄像头用户名及密码登录无线摄像头;通过取流解码模块获取摄像头传输的视频流数据并解码视频流数据;通过视频显示模块根据解码后的数据在显示设备上播放视频。该方案克服了机器人在地下综合管廊内进行巡检作业时监控视频播放中断或视频卡顿的问题,使机器人巡检视频稳定、可靠,从而提高了地下综合管廊运行的安全性,使机器人巡检代替人工巡检成为可能,从而降低了地下综合管廊运维的成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法流程图;
图2为本发明提供的一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统框架图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
请见图1,本发明提供的一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,包括以下步骤:
步骤1:视频配置;配置巡检机器人搭载的摄像头的视频参数;
本实施例中,巡检机器人搭载10个摄像头,配置摄像头IP地址为192.168.1.100,端口号分别为8001至8010,用户名为admin,密码为123456,通道号为1。同时,配置视频帧率为25帧每秒。
步骤2:摄像头连接;根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头;
本实施例中,创建连接线程,连接端口号为8001的摄像头,在播放其视频的同时,在连接线程中连接其它的9路摄像头,从而使播放响应时间缩短至一个摄像头的连接时间,避免了现有的视频监控系统先连接所有摄像头再进行播放导致的长时间等待的问题。
步骤3:摄像头登录;根据配置的摄像头用户名、密码登录摄像头;
本实施例中,登录端口号为8001至8010的摄像头,若登录成功,则设置摄像头登录状态为已登录;若登录失败,则启动自动重登录定时器,周期性重新登录,直到登录成功。当出现摄像头掉线如端口号为8001的摄像头掉线时,清除摄像头的已登录状态,启动自动重登录定时器进行重新登录,从而解决了因摄像头掉线或登录失败导致的视频播放失败或播放中断的问题。
步骤4:取流解码;获取摄像头传输的视频流数据,解码视频流数据,并存入待显示队列;
本实施例中,利用海康威视公司提供的API接口按照视频传输协议获取端口8001至8010的摄像头的视频流数据,将视频流YV12格式的数据转换为RGB888格式的数据,并保存为256色的图片,存入待显示队列。
步骤5:视频显示;根据视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示;
本实施例中,根据步骤1设置的视频帧率,设置显示线程的运行周期为40ms,即每40ms从待显示队列取一张图片传送到显示设备。当巡检机器人穿越无线AP使无线信号不稳定时,不可避免的出现视频流不连续的情况,即某一秒无视频流数据,下一秒传输前两秒的视频流数据。现有的视频监控方法因此出现视频卡顿的现象,而本方法通过视频解码与视频显示解耦,利用独立的显示线程保证了视频帧率稳定在25帧/秒,从而克服了无线AP信号不稳定导致的视频卡顿的问题。
请见图2,本发明还提供了一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,包括视频配置模块10、连接登录模块20、取流解码模块30和视频显示模块40。
视频配置模块10用于配置巡检机器人搭载的摄像头的视频参数;包括配置创建单元11、配置删除单元12、配置修改单元13和配置保存单元14。配置创建单元11用于增加摄像头并配置其视频参数;配置删除单元12用于删除用户指定的摄像头及其视频参数;配置修改单元13用于修改用户指定的摄像头的视频参数;配置保存单元14用于保存所有摄像头及配置的视频参数。
本实施例中,配置创建单元设置所添加的摄像头的基于属性,包括摄像头名称,摄像头位置,摄像头厂家等。同时配置摄像头的视频参数,包括IP地址,端口号,用户名,密码,通道号等;配置删除单元删除用户指定的摄像头相关属性及对应的视频参数;配置修改单元可以修改任意用户指定的摄像头的相关属性及对应的视频参数;配置保存单元对用户新增或修改的摄像头的相关属性及视频参数保存到视频配置数据库中。
连接登录模块20,根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头,根据配置的摄像头用户名及密码登录摄像头;包括摄像头连接单元21、摄像头登录单元22和登录状态管理单元23。摄像头连接单元21根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头;摄像头登录单元22根据配置的摄像头用户名及密码登录摄像头;登录状态管理单元23用于识别摄像头的登录状态,登录成功后保存登录状态,及摄像头掉线后清除登录状态。
本实施例中,摄像头连接单元根据IP地址192.168.1.100及端口号8001至8010分别连接10个摄像头;摄像头登录单元根据用户名admin及密码123456分别登录摄像头;登录状态管理单元维护一张登录状态表,当登录成功时设置状态表中该摄像头对应的登录状态为1,当摄像头掉线时设置状态表中该摄像头对应的登录状态为0。自动重登录定时器对登录状态为0的摄像头执行自动重登录,直到登录成功。
取流解码模块30,用于获取摄像头传输的视频流数据,解码视频流数据为RGB格式的图片,并存入待显示队列;包括视频取流单元31和数据解码单元32。视频取流单元31利用摄像头厂家提供的API接口获取摄像头的视频流数据;数据解码单元32用于解码接收到的视频流数据,由YV12格式的视频流转换为RGB888格式的图片,并存入待显示队列。
本实施例中,视频取流单元利用海康威视公司提供的API接口获取已经连接并登录成功的摄像头的视频流数据;数据解码单元对获取到的YV12格式的视频流数据进行解码,转换为RGB888格式的数据,保存为256色的图片,存入待显示队列。
视频显示模块40,用于根据视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示;包括显示线程管理单元41、图片队列管理单元42和视频显示单元43。显示线程管理单元41用于显示线程的创建、运行周期的控制及终止;图片队列管理单元42用于管理图片的移入、移出及空队列的处理;视频显示单元43用于在显示设备上显示RGB格式的图片。
本实施例中,根据模块10设置的视频帧率创建独立的显示线程并控制其运行周期为40ms,即每40ms从待显示队列中取一张图片传送到显示设备;图片队列管理单元控制模块30已解码图片的移入及视频显示单元43已显示图片的移出。当队列为空时标志摄像头已掉线,则清除该摄像头的登录状态,触发登录状态管理单元23进行自动重登录。视频显示单元在每一个显示线程的运行周期将显示线程管理单元41传送的图片进行显示。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
需要说明的是,在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:视频配置;配置巡检机器人搭载的摄像头的视频参数;
步骤2:摄像头连接;根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头;设计独立的连接线程,具体包括采用连接一个摄像头并播放视频的同时,在该独立的连接线程中执行其它摄像头连接操作的方式;
步骤3:摄像头登录;根据配置的摄像头用户名、密码登录摄像头;
步骤4:取流解码;获取摄像头传输的视频流数据,解码视频流数据,并存入待显示队列;
步骤5:视频显示;根据视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:对巡检机器人搭载的所有摄像头进行配置,配置内容包括IP地址、端口号、用户名及密码。
3.根据权利要求1所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:采用自动重登录机制,当摄像头登录失败,或巡检机器人穿越无线AP过程中因信号不稳定导致摄像头掉线时,自动周期性重新登录摄像头,直到登录成功。
4.根据权利要求1所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:利用摄像头自带的API接口获取摄像头的视频流数据,并进行解码处理,将YV12格式的数据转换为RGB888格式的图片,并存入待显示队列,以备视频显示设备进行显示。
5.根据权利要求1所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控方法,其特征在于,所述步骤5具体包括:设计独立的显示线,程根据配置的视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示,使视频播放帧率与配置帧率相一致,从而实现了视频解码与视频显示的完全解耦。
6.一种基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,其特征在于,包括:
视频配置模块(10),用于配置巡检机器人搭载的摄像头的视频参数;
连接登录模块(20),用于根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头,设计独立的连接线程,具体包括采用连接一个摄像头并播放视频的同时,在该独立的连接线程中执行其它摄像头连接操作的方式;并根据配置的摄像头用户名及密码登录摄像头;
所述取流解码模块(30),用于获取摄像头传输的视频流数据,解码视频流数据为RGB格式的图片,并存入待显示队列;
所述视频显示模块(40),用于根据视频帧率周期性从待显示队列取解码图片进行显示,使视频播放帧率与配置帧率相一致,实现机器人巡检视频的稳定、流畅播放。
7.根据权利要求6所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,其特征在于,所述视频配置模块(10)包括配置创建单元(11)、配置删除单元(12)、配置修改单元(13)和配置保存单元(14);
所述配置创建单元(11)用于增加摄像头并配置其视频参数;所述配置删除单元(12)用于删除用户指定的摄像头及其视频参数;所述配置修改单元(13)用于修改用户指定的摄像头的视频参数;所述配置保存单元(14)用于保存所有摄像头及配置的视频参数。
8.根据权利要求6所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,其特征在于,所述连接登录模块(20)包括摄像头连接单元(21)、摄像头登录单元(22)和登录状态管理单元(23);
所述摄像头连接单元(21)根据配置的摄像头IP地址及端口号连接摄像头;所述摄像头登录单元(22)根据配置的摄像头用户名及密码登录摄像头;所述登录状态管理单元(23)用于识别摄像头的登录状态,登录成功后保存登录状态,及摄像头掉线后清除登录状态。
9.根据权利要求6所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,其特征在于,所述取流解码模块(30)包括视频取流单元(31)和数据解码单元(32);
所述视频取流单元(31)利用摄像头厂家提供的API接口获取摄像头的视频流数据;所述数据解码单元(32)用于解码接收到的视频流数据,由YV12格式的视频流转换为RGB888格式的图片,并存入待显示队列。
10.根据权利要求6所述的基于巡检机器人的地下综合管廊视频监控系统,其特征在于,所述视频显示模块(40)包括显示线程管理单元(41)、图片队列管理单元(42)和视频显示单元(43);
所述显示线程管理单元(41)用于显示线程的创建、运行周期的控制及终止;所述图片队列管理单元(42)用于管理图片的移入、移出及空队列的处理;所述视频显示单元(43)用于在显示设备上显示RGB格式的图片。
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