一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可用于海底長期觀測的耐壓10MPa的海底攝像系統(tǒng)的構(gòu)建方法、數(shù)據(jù)流控制方法及裝置。在水下部分包括水下攝像機(jī)和水下電子艙，水下電子艙通過8芯水密接插件連接水下電子艙殼體的內(nèi)部和外部；水下攝像機(jī)通過RS232端口連接8芯水密接插件Ⅱ，8芯水密接插件Ⅱ連接水下電子艙殼體內(nèi)部的視頻服務(wù)器的RS232端口和600/24V電源，視頻服務(wù)器連接8芯水密接插件I和600/24V電源，600/24V電源為所述視頻服務(wù)器和水下攝像機(jī)供電；在水上部分包括光交換機(jī)、-600V直流電源和工控機(jī)。本發(fā)明為單極性導(dǎo)電，降低了系統(tǒng)損耗；水下攝像機(jī)焦距可在線調(diào)節(jié)。
【專利說明】一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開一種可用于海底長期觀測的耐壓IOMPa的海底攝像系統(tǒng)的構(gòu)建方法、數(shù)據(jù)流控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋科學(xué)作為海洋勘探開發(fā)、資源利用的基礎(chǔ)越來越受到重視。海洋科學(xué)主要以觀察為主。早期海洋觀察主要通過船只為載體的聲納、攝像機(jī)等進(jìn)行短期的觀察。近來，海底觀測成為流行的觀測手段。海底觀測最大的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行長期的連續(xù)的觀測，為科學(xué)研究提供連續(xù)有效的數(shù)據(jù)。海底長期觀測離不開攝像系統(tǒng)和視頻數(shù)據(jù)的采集和讀取方法。
[0003]視頻數(shù)據(jù)往往容量較大，占用較多網(wǎng)絡(luò)資源較多，影響傳輸速度，所以必須對視頻信號進(jìn)行壓，即視頻的編碼。視頻編碼是指將某個視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國際電聯(lián)的H.261、H.263，運(yùn)動靜止圖像專家組的M-JPEG和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動圖像專家組的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。經(jīng)過壓縮的視頻進(jìn)入計算機(jī)后需要對其捕獲并進(jìn)行解碼。
[0004]海底觀測系統(tǒng)的攝像機(jī)長期放置于海底，所以攝像機(jī)的開關(guān)、焦距調(diào)節(jié)等操作只能通過在線的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法及裝置，具有在線控制攝像裝置、線調(diào)節(jié)焦距、耐受水壓等功能。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法及裝置，
[0007]在水下部分包括水下攝像機(jī)和水下電子艙，水下電子艙通過8芯水密接插件連接水下電子艙殼體的內(nèi)部和外部；水下攝像機(jī)通過RS232端口連接8芯水密接插件II，8芯水密接插件II連接水下電子艙殼體內(nèi)部的視頻服務(wù)器的RS232端口和600/24V電源，視頻服務(wù)器連接8芯水密接插件I和600/24V電源，600/24V電源為所述視頻服務(wù)器和水下攝像機(jī)供電；
[0008]在水上部分包括光交換機(jī)、-600V直流電源和工控機(jī)；光交換機(jī)和-600V直流電源通過光電復(fù)合纜連接8芯水密接插件I，光交換機(jī)通過網(wǎng)線連接工控機(jī)。
[0009]所述-600V直流電源為單極輸出，水下電子艙外部安裝的陰極電極連接600/24V電源，構(gòu)成雙極輸電系統(tǒng)。
[0010]所述陰極電極為鈦合金的電極。
[0011 ] 所述水下電子艙殼體外表面有環(huán)氧樹脂層。
[0012]所述網(wǎng)線的長度小于20米。[0013]一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法，包括以下步驟:系統(tǒng)啟動；工控機(jī)檢測光交換機(jī)是否正常，若正常則檢測視頻服務(wù)器是否正常，若正常則在內(nèi)存中捕獲視頻服務(wù)器句柄；創(chuàng)建視頻解碼進(jìn)程；獲取視頻進(jìn)程地址；創(chuàng)建視頻數(shù)據(jù)存儲地址；讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行MPEG4解碼；存儲解碼后的視頻文件，并回到獲取視頻進(jìn)程地址步驟。
[0014]所述調(diào)節(jié)焦距包括以下步驟:等待調(diào)焦指令的到來；若調(diào)焦指令到來，則將調(diào)焦指令轉(zhuǎn)換為水下攝像機(jī)可識別的形式，并按照調(diào)焦指令調(diào)節(jié)焦距。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.單極性導(dǎo)電，降低了系統(tǒng)損耗；
[0017]2.水下攝像機(jī)焦距可在線調(diào)節(jié)；
[0018]3.網(wǎng)絡(luò)傳輸時將視頻進(jìn)行壓縮，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，MPEG4解碼可獲得高質(zhì)量視頻文件；
[0019]4.傳輸介質(zhì)為光電復(fù)合纜，用光纖傳輸視頻數(shù)據(jù)可最大程度保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1本發(fā)明裝置電路原理圖；
[0021]圖2本發(fā)明視頻采集、存儲方法控制程序流程圖；
[0022]圖3本發(fā)明焦距調(diào)節(jié)方法控制程序流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]如圖1、2、3所示，本發(fā)明一種適用于海底長期觀測視頻采集、存儲裝置，包括:供電系統(tǒng)為-600V直流電源,單級輸出，另一極為海水,共同構(gòu)成雙極輸電系統(tǒng),米用負(fù)極性輸出可以更好的起到防止海水腐蝕的作用；水下電子艙內(nèi)安裝陰極電極，材料鈦合金；水下電子艙外殼涂有環(huán)氧樹脂，作為防止海水腐蝕的又一手段；為保證遠(yuǎn)距離傳輸，傳輸介質(zhì)為光電復(fù)合纜中的光纖；焦距調(diào)節(jié)采用RS232控制水下攝像機(jī)的方法實現(xiàn)，在水下電子艙內(nèi)視頻服務(wù)器已將RS232信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號；艙內(nèi)設(shè)有600V/24V電源，負(fù)責(zé)為水下系統(tǒng)供電；計算機(jī)通過網(wǎng)線光交換機(jī)相連；交換機(jī)通過帶有一對兒光纖的光電復(fù)合纜連接到水下電子艙上的8芯水密接插件上，8芯水密接插件中有2芯光纖，6芯銅線；2芯光纖為G655單模光纖；6芯銅線的橫截面積為大于2mm2 ；8芯水密接插件中的2芯光纖連接視頻服務(wù)器；視頻服務(wù)器連接攝像機(jī)；視頻服務(wù)器為可分配IP地址類型；視頻服務(wù)器帶有RS232端口，RS232端口和水下攝像機(jī)的RS232端口相連，進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)；視頻服務(wù)器和水下攝像機(jī)通過8芯水密接插件相連；該8芯水密接插件8芯均為銅芯，橫截面積大于2_2。
[0025]-600V電源選用上海穩(wěn)華電源設(shè)備有限公司的WYJ600直流穩(wěn)壓電源。
[0026]工控機(jī)為研華IPC-610-L，該工控機(jī)為是19"機(jī)架安裝，專為關(guān)鍵應(yīng)用任務(wù)而設(shè)計。包括PCI/ISA總線和網(wǎng)絡(luò)、串口、并口等豐富的外接口，無源底板或者標(biāo)準(zhǔn)ATX主板，并支持各種電源。
[0027]網(wǎng)線采用普通雙頭RJ45網(wǎng)線，為了保證傳輸質(zhì)量，網(wǎng)線長度小于20米。
[0028]光交換機(jī)采用MOXA的EDS728光交換機(jī)。EDS-728模塊化以太網(wǎng)交換機(jī)讓您的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更加容和靈活。模塊化的設(shè)計配置4個千兆端口和24個快速以太網(wǎng)端口?？梢詮?種2端口的千兆模塊和5種I端口的千兆模塊中選擇合適的千兆端口(電口 /光口)，從8種4端口的百兆模塊中選擇百兆端口(電口 /光口，SC/ST)。EDS-728可以滿足任何的工業(yè)應(yīng)用的要求，并且為以后的擴(kuò)容提供了空間。
[0029]8芯水密接插件I采用ODI的鸚鵡螺系列光電復(fù)合8芯連接器，其中2芯光纖，6芯電纜銅芯。
[0030]600/24V電源選用杭州美贊電子有限公司的DC/DC600-24電源模塊，功率為600W。
[0031]視頻服務(wù)器采用MOXA的VPort-461視頻服務(wù)器。VPort 461是一款I(lǐng)通道H.264工業(yè)級視頻編碼器，提供市場上最佳的視頻質(zhì)量，使用較小的帶寬進(jìn)行視頻壓縮?？赏瑫r提供多達(dá)3組視頻流(H.264 和MJPEG)。用戶可將這些視頻流做不同的利用，像是監(jiān)看、錄像或分析。VPort 461也具備工業(yè)級的堅固設(shè)計，包括-4(T75° C寬溫工作能力、IP30等級的保護(hù)和通過多種工業(yè)級認(rèn)證，這些強(qiáng)化的特性使VPort 461更加適用于嚴(yán)苛的應(yīng)用環(huán)境。VPort 461配備了 Moxa創(chuàng)新的DynaStream?技術(shù),可有效減少視頻對帶寬的消耗。DynaStream?技術(shù)根據(jù)系統(tǒng)或系統(tǒng)管理員對視頻流的控制，自動調(diào)整視頻幀數(shù)的傳輸速率。
[0032]8芯水密接插件II采用subconn公司的DBH8F系列8芯水密連接器。
[0033]水下攝像機(jī)選用Tritech Typhoon-AS系列水下攝像機(jī)。Tritech專門為專業(yè)水下市場生產(chǎn)高性能的各種聲納系統(tǒng)、攝像機(jī)機(jī)和機(jī)械工具設(shè)備，它是ROV (遙控操作設(shè)備)傳感器和工具以及AUV (水下自治機(jī)器人)市場的領(lǐng)軍企業(yè)。
[0034]具體連接如下:
[0035]研華工控機(jī)和EDS728光交換機(jī)通過雙頭RJ45網(wǎng)線鏈接，光電復(fù)合纜為2芯光纖、單芯銅導(dǎo)體構(gòu)成。其中2芯光纖連接光交換機(jī)EDS728的光接口。光電復(fù)合纜的單芯銅導(dǎo)體連接-600V直流電源WYJ600。光電復(fù)合纜另一端連接8芯水密接插件I，通過接插件的轉(zhuǎn)接，單芯銅導(dǎo)線連接600/24V直流變換電源，直流變換電源輸出的24V直流電輸送給視頻服務(wù)器VPort461和水下攝像機(jī)。
[0036]本發(fā)明法包括視頻采集、存儲方法和焦距調(diào)節(jié)方法，分別如下:
[0037]視頻采集、存儲方法:
[0038]系統(tǒng)啟動；
[0039]檢測交換機(jī)是否正常，若正常則繼續(xù)執(zhí)行，不正常退出程序；
[0040]檢測視頻服務(wù)器是否正常，若正常則繼續(xù)執(zhí)行，不正常退出程序；
[0041]捕獲視頻服務(wù)器句柄；
[0042]創(chuàng)建視頻解碼進(jìn)程；
[0043]獲取視頻進(jìn)程地址；
[0044]創(chuàng)建視頻數(shù)據(jù)存儲地址；
[0045]讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行MPEG4解碼；
[0046]存儲解碼后的視頻文件，并回到獲取視頻進(jìn)程地址步驟。
[0047]焦距調(diào)節(jié)方法:
[0048]系統(tǒng)啟動；
[0049]檢測交換機(jī)是否正常，若正常則繼續(xù)執(zhí)行，不正常退出程序；
[0050]檢測視頻服務(wù)器是否正常，若正常則繼續(xù)執(zhí)行，不正常退出程序；[0051]等待調(diào)焦指令到來；
[0052]若指令到來則往下進(jìn)行，否則繼續(xù)等待；
[0053]將指令轉(zhuǎn)換為水下攝像機(jī)可識別的形式；
[0054]指令到來后按照指令調(diào)節(jié)焦距。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲裝置，其特征在于， 在水下部分包括水下攝像機(jī)和水下電子艙，水下電子艙通過8芯水密接插件連接水下電子艙殼體的內(nèi)部和外部；水下攝像機(jī)通過RS232端口連接8芯水密接插件II，8芯水密接插件II連接水下電子艙殼體內(nèi)部的視頻服務(wù)器的RS232端口和600/24V電源，視頻服務(wù)器連接8芯水密接插件I和600/24V電源，600/24V電源為所述視頻服務(wù)器和水下攝像機(jī)供電； 在水上部分包括光交換機(jī)、-600V直流電源和工控機(jī)；光交換機(jī)和-600V直流電源通過光電復(fù)合纜連接8芯水密接插件I，光交換機(jī)通過網(wǎng)線連接工控機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲裝置，其特征在于，所述-600V直流電源為單極輸出，水下電子艙外部安裝的陰極電極連接600/24V電源，構(gòu)成雙極輸電系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲裝置，其特征在于，所述陰極電極為鈦合金的電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲裝置，其特征在于，所述水下電子艙殼體外表面有環(huán)氧樹脂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲裝置，其特征在于，所述網(wǎng)線的長度小于20米。
6.一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法，其特征在于，包括以下步驟:系統(tǒng)啟動；工控機(jī)檢測光交換機(jī)是否正常，若正常則檢測視頻服務(wù)器是否正常，若正常則在內(nèi)存中捕獲視頻服務(wù)器句柄；創(chuàng)建視頻解碼進(jìn)程；獲取視頻進(jìn)程地址；創(chuàng)建視頻數(shù)據(jù)存儲地址；讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行MPEG4解碼；存儲解碼后的視頻文件，并回到獲取視頻進(jìn)程地址步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于海底長期觀測的視頻采集、存儲方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)焦距包括以下步驟:等待調(diào)焦指令的到來；若調(diào)焦指令到來，則將調(diào)焦指令轉(zhuǎn)換為水下攝像機(jī)可識別的形式，并按照調(diào)焦指令調(diào)節(jié)焦距。
【文檔編號】H04N7/22GK103856750SQ201210508822
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】李智剛, 孫凱, 秦寶成, 何震, 何立巖, 李默竹 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所