機器人是機電一體化最高端的產(chǎn)物,也是多種高科技集成在一起的一種產(chǎn)品,,用途非常的廣泛,。如今機器人發(fā)展的特點可概括為:橫向上,,應用面越來越寬,由95%的工業(yè)應用擴展到更多領域的非工業(yè)應用,,像做手術,、采摘水果、剪枝,、巷道掘進、偵查,、排雷等等,;縱向上,機器人的種類越來越多,,像進入人體的微型機器人,,已成為一個新方向,可以小到像一個米粒般大小,。
在一些行業(yè)應用當中,,比如勘探,災難救援,,外星探測,,核工業(yè)控制,手術機器人等等,,在這些需要記錄和傳輸視頻的場合中,,就必須給機器人搭載一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由實時控制系統(tǒng),、監(jiān)視系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)組成,。實時控制系統(tǒng)完成實時數(shù)據(jù)采集處理、存儲,、上傳功能,;監(jiān)視系統(tǒng)完成對各個監(jiān)控點的全天候的監(jiān)視,能同時監(jiān)測觀看多個監(jiān)測點傳來的圖像,;管理信息系統(tǒng)完成各類所需信息的存儲,、處理和查詢。
基于飛思卡爾I.MX27開發(fā)的機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng)正式基于市場對機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng)的迫切需求推出的一款智能化高科技產(chǎn)品,。它是由服務器和終端設備共同構成一個視頻監(jiān)視系統(tǒng),,終端負責采集圖像,并將圖像通過網(wǎng)線接入以太網(wǎng)或者通過3G傳輸?shù)椒掌鞫?,服務器端完成圖像顯示,、存儲和處理功能。在服務器端可以集成一些算法,,比如人像識別,,指紋識別,,醫(yī)學影像分析等等,將采集到的圖像利用不同的智能識別算法可以實現(xiàn)對不同場合環(huán)境下智能監(jiān)測的需求,。
系統(tǒng)構成框圖示意如下:
攝像頭安裝在需要監(jiān)測的地方,,接入以太網(wǎng)或者通過3G將圖像傳輸給監(jiān)控中心。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要功能:
1.視頻圖像采集
通過攝像頭采集視頻圖像,,并將視頻圖像進行壓縮編碼,。若采用高清攝像頭,則圖像可以達到D1(720*576)分辨率,,視頻壓縮編碼可以有很多種格式,,如MPEG2、MPEG4,、H.264等等,,常用的是H.264格式,因為壓縮率高,,可減小文件大小,,增加傳輸速率。我們采用的I.MX27平臺是一個帶硬件H.264編解碼的CPU,,采用H.264編解碼不占用CPU資源,,大大提高了CPU工作效率,很好的降低了系統(tǒng)功耗,。
2.視頻圖像本地存儲和上傳
攝像頭采集到的圖像可以選擇本地存儲和上傳,,也可以選擇直接上傳,選擇哪種方式是根據(jù)用戶需要和系統(tǒng)的配置決定的,。本地存儲的介質可以是SD卡,,也可以是SATA硬盤,兩種介質系統(tǒng)都可以支持,。
上傳可以是有線網(wǎng)絡,,通過RJ45連接網(wǎng)線,支持10/100M以太網(wǎng),。也可以是無線網(wǎng)絡,,一般是3G,選擇3G作為傳輸媒介時,,帶寬收到一定制約,。我們系統(tǒng)可以做到的傳輸速度是D1@30fps,這個速度在選擇3G網(wǎng)絡傳輸時,,會受到網(wǎng)絡帶寬的約制,。
3.視頻圖像處理和識別
我們是機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng),所謂機器人,就是用機器去代替人完成一些任務,,以降低人力的投入,,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,。
那么機器要如何才能代替人呢,,也就是說視頻圖像傳到監(jiān)控中心以后,監(jiān)控中心可以如何利用這些圖像自動完成一些工作呢,?如果將這些圖像利用一定的模式識別算法,,讓電腦運行一定的算法后,能夠利用圖像上的特征,,自動地作出一些判斷,,然后自動完成一些控制動作,那么就大大降低了人力的投入,。
比如牌照的自動識別,在交通行業(yè)中是非常重要,,也是目前在廣泛應用的,;又如人臉自動捕捉,在銀行等重要場所,,自動捕捉人臉,,對安全來說也是非常有意義的;還比如指紋識別,,目前在考勤和門禁系統(tǒng)中普遍采用,,就是建立指紋庫利用指紋的唯一性作為人的一個識別代號。等等這些,,在我們?nèi)粘9ぷ骱蜕钪?,已?jīng)越來越普及,科技在不斷進步,,將來會有更多的領域引進和采用這些先進的技術,。
以上我們簡單介紹了一下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式和功能,我們所采用的控制器I.MX27 CPU是一顆ARM926 400M主頻的高性能CPU,?;谶@顆高性能CPU所搭建的系統(tǒng)平臺,具有眾多優(yōu)點:本地存儲的可擴展性可以作為硬盤錄像機,,當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時可以將監(jiān)控畫面進行本地保存,,從而確保監(jiān)控的可靠性;高速而強大的CPU可以運行主流的實時嵌入式操作系統(tǒng),;高速且低功耗的CPU適合不同環(huán)境的要求,,低功耗可以很好的節(jié)約資源,在某些不需要實時監(jiān)控的場所,就可以啟用低功耗模式,;高清晰且連續(xù)的視頻碼流,,適合于絕大多數(shù)算法應用的需求,便于實現(xiàn)機器人的功能,。
基于i.mx27機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng)也許是眾多機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一顆小星星而已,,但我們相信,在數(shù)字化,、網(wǎng)絡化發(fā)展的大環(huán)境下,,這顆小星星一定能發(fā)光發(fā)熱,盡情發(fā)揮它的卓越功能,。