基于4g技术的无线图像监控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像监控领域，具体涉及一基于4G技术的无线图像监控方法。
【背景技术】
[0002] 目前无人机拍摄的视频一般都是通过图像传输设备将视频传输到地面站系统上， 然后观察者可以在地面基站上，实时查看无人机拍摄的视频，但是由于图像传输设备和天 线的限制，使得地面基站所在的位置与无人机之间的距离必须在一定的范围内，从而导致 观察者也必须随着地面基站在此范围内，如果离开了此范围则不能进行实时查看无人机拍 摄的视频，对其应用具有非常大的限制。
[0003] 无人机视频传输应用实现的关键在于无线传输链路手段。目前的无线传输技术主 要有包括以下技术：3G 网络（CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)、4G(TD-LTE 和 FDD-LTE)网络、无 线局域网（WIFI)、卫星、微波等。
[0004] 卫星和微波技术是无线视频传输的传统手段，且卫星通信技术的最大优点是服务 范围广、功能强大、使用灵活，不受地理环境和其它外部环境的影响，尤其是不受外界电磁 环境的影响。但这两种技术成本居高不下，其昂贵的初始建造费用和通讯费用常使人望而 却步，无法大面积推广。
[0005] WIMAX/WIFI等技术构建无线城域网来进行大范围覆盖的视频应用，需要建设方 建设大量基站，一方面基站建设成本巨大，非一般用户能够承受；另一方面即使某一单位建 成了无线城域网，由于其初始建设费用巨大而不愿与其他用户进行共享，从而对社会资源 造成了较大浪费。
[0006] 第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G ;该 技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3. 9G，尽管被宣传为 4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准 IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满 足国际电信联盟对4G的要求）；4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、 音频、视频和图像等；4G能够以IOOMbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL(4兆）快 25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求；此外，4G可以在DSL和有线电视调制 解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区；很明显，4G有着不可比拟的优越性。
【发明内容】
[0007] 本发明提供基于4G技术的无线图像监控方法，该方法支持视觉导航、图像识别与 避障，采用了 4G无线通信网络实现视频传输，增强了视频监控的自由性和灵活度，并大大 减少了安装布线工作，提高工作效率，降低系统成本，可解决大容量图像数据的高速交换， 并具有较高的安全性。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供基于一种基于4G技术的无线图像监控方法。该方 法具体包括如下步骤：
[0009] SI.监控处理器启动飞控程序，所述卫星导航单元启动GPS导航程序；
[0010] S2.高清运动摄像机按照飞控程序的轨迹采集视频图像，视觉计算机对图像进行 处理；
[0011] S3.机端4G无线通信模块，和站端4G无线通信模块，配合完成图像信号的无线发 送和接收；
[0012] S4.中心站点图像处理模块对接收到的图像信号进行处理，并在显示终端上显示。
[0013] 优选的，在步骤Sl中，还包括如下导航定位步骤：
[0014] 监控处理器对卫星导航单元传递来的定位数据进行判断：
[0015] 若定位数据在正常范围内：则监控处理器；将接收到的定位数据存入存储器中；
[0016] 所述在正常范围的定位数据是指：将定位数据中相邻两个采样点的经度值、炜度 值、高度值两两进行比较，若相邻两个采样点的经度的差值不超过〇. 0002度，且相邻两个 采样点的炜度的差值不超过〇. 00018度，且相邻两个采样点的高度的差值不超过20米，判 定定位数据为正常范围；
[0017] 若定位数据发生异常：则监控处理器11将存储在存储器中的定位数据调出，按照 历史轨迹返回到出发位置；
[0018] 所述定位数据发生异常是指：将定位数据中相邻两个采样点的经度值、炜度值、高 度值两两进行比较，若经度的差值超过0. 0002度，或炜度的差值超过0. 00018度，或高度的 差值超过20米，则判定定位数据发生异常。
[0019] 优选的，所述定位数据为无人机在每个时间点的经度信息X、炜度信息y、高度信 息Z的集合，记为{xt yt zt};其中，
[0020] (xl yl Zl)为无人机在第1个时间点的经度、炜度、高度信息；
[0021] (x2 y2 z2)为无人机在第2个时间点的经度、炜度、高度信息；
[0022] 以此类推，（xt-1 yt-1 zt-1)为无人机在第t-Ι个时间点的的经度、炜度、高度信 息；(xt yt zt)为无人机在第t个时间点的经度、炜度、高度信息；
[0023] 相邻两个时间点的间隔取0. 5至5. 0秒；每个历史定位数据均存储在监控处理器 11的存储器中；
[0024] 将第t个时间点的定位数据与第t-Ι个时间点的定位数据进行比较：
[0025] 若 xt-xt-l < 0· 0002,且 yt-yt-1 < 0· 00018,且 zt-zt-l < 20 米，
[0026] 即经度的差值不超过0. 0002度，且炜度的差值不超过0. 00018度，高度的差值不 超过20米时，判定第t个时间点的定位数据属于正常范围，并将该第t个时间点的定位数 据存入监控处理器11的存储器；
[0027] 若 xt-xt-l ^ 0· 0002,或 yt-yt-1 ^ 0· 00018,或 zt-zt-1 ^ 20 米；BP 经度的差 值、炜度的差值、高度的差值中的任一个超出正常范围，均判定第t个时间点的定位数据发 生了异常，也即认为无人机的飞行发生了异常；
[0028] 由监控处理器11将存储器中的第t-Ι个时间点的定位数据、第t_2个时间点的定 位数据、……第2个时间点的定位数据、第1个时间点的定位数据逐次读取，并控制无人飞 行器按照原来的轨迹返回的出发地。
[0029] 优选的，在步骤Sl中，飞控程序包括应用级程序、实时任务调度程序和外部中断 处理程序、硬件初始化程序、硬件驱动程序、CAN通信协议程序、LAN (TCP/IP)通信协议程 序，所述应用级程序与实时任务调度程序和外部中断处理程序连接，所述实时任务调度程 序和外部中断处理程序与硬件初始化程序连接，所述硬件初始化程序与硬件驱动程序连 接。
[0030] 优选的，所述应用级程序包括应用层接口程序、电源管理与电量监测程序、飞行指 示灯控制程序、安全控制程序、视觉控制程序、航迹控制程序、增稳控制程序、遥控器解码程 序、通信处理程序。
[0031] 优选的，在步骤S2中，包括如下子步骤：
[0032] S21.视觉计算机15的视频文件分割器对视频文件进行分割；
[0033] S22.视觉计算机15的视频压缩编码器对分割完成的文件进行压缩；
[0034] S23.视觉计算机15的加密装置对压缩完的视频文件进行加密操作。
[0035] 优选的，在步骤S4中，可采用如下方法对视频图像进行处理：
[0036] S41 :获取视频中的一个帧，即获得该帧表示的图像。
[0037] S42 :按照预定噪声去除规则去除所述图像中的噪声数据；
[0038] S43 :按照预定对象识别规则在所述去除噪声数据的图像中识别目标对象；
[0039] S44 :为所述帧添加标签，所述标签能基于语义表达目标对象的预定特征；达的特 征均是便于直观理解的高层语义信息。
[0040] S45 :对应所述帧存储所述标签，形成便于后期获取用标签库；
[0041] S46 :接收查询请求，所述查询请求附带有关键词；
[0042] S47:在所述存储的标签中搜索所述关键词，得到与所述关键词相同的标签对应的 帧；
[0043] S48 :按照时间顺序排列所述得到的帧。
[0044] 本发明具有以下优点和有益效果：（1)支持高清数字图像实时传回地面，满足高 清数字传输要求，支持视觉导航、障碍规避和图像目标识别跟踪，满足新技术发展要求；（2) 中心站点图像处理模块的预定算法，便于人直观理解的高层语义信息，并在此基础上实现 对视频监控图像数据的分类和标注，实现视频监控图像的快速、高效的获取。
【附图说明】
[0045] 图1示出了本发明的一种基于4G技术的无线图像监控系统的框图。
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