专利名称：无线汽车路况实时监视系统及其数据传输方法
技术领域：
本发明涉及图像处理和无线通信领域，具体涉及一种无线汽车路况实时监视系统及其图像/视频传输方法。
背景技术：
汽车是人们日常使用非常多的一种交通工具，人们通常在车内驾驶汽车，当前方有车辆或其他障碍物阻挡时，通常可视距离非常短，尤其是上下班高峰期，城市堵车现象严重的时候，驾驶员通常无法了解到前面的路况到底怎么样，只能焦急等待无法预先对下一步的操作作出准备。甚至有驾驶员将头伸出车窗外观察前方路况如何，由此造成严重后果。目前，短距离无线通信技术一般是指传输距离限制在较短距离内，采用无线电波 传输的通信技术，具有低成本、低功耗，特别是终端之间对等通信，无需网络设备进行中转，因此空中接口和高层协议都比较简单，网络管理简单。目前，图像/视频压缩编码及解压缩编码技术已经非常成熟。
发明内容
本发明的主要目的是发明一种无线汽车路况实时监视系统及其图像/视频传输方法。将无线组网技术和图像/视频处理技术应用于汽车路况实时监视中，更好的满足需要。为了实现上述目的，本发明提供了一种无线汽车路况实时监视系统包括图像/视频采集模块(1)，图像/视频显示模块(2)和中间的通信网络组成。其特征在于所述的图像/视频采集模块(I)安装在汽车的车顶；所述的图像/视频显示模块(2)安装在车内驾驶室中易于被驾驶员清楚看到的地方；所述中间通信网络负责车顶图像/视频采集单元(I)和车内图像/视频显示单元(2)之间的通信。所述图像/视频采集模块(I)包括摄像头(I. I)、图像/视频编码模块(I. 2)、图像/视频压缩模块(I. 3)、无线网络管理模块(I. 4)图像/视频发送模块(I. 5)；
所述图像/视频显示模块(2)包括图像/视频接收模块(2. I)、无线网络管理模块(2. 2)、图像/视频降噪模块(2. 3)、图像/视频解码模块(2. 4)、图像/视频解压缩模块(2. 5)、显示器(2. 6)；
所述中间通信网采用短距离无线通信技术；
所述车顶图像/视频采集模块还包括支撑该图像/视频采集模块的支架(3)；
所述图像/视频显示模块还包括控制车顶图像/视频采集模块的支架的支架控制单元
(4)；
所述系统包括供电模块(5)。所述图像/视频采集模块负责通过摄像头采集前方路况的图像/视频信息，并将采集到的图像/视频信息进行编码压缩后通过图像/视频发射模块发射出去；
所述无线通信网络负责图像/视频采集单元和图像/视频显示单元之间的信号传输；所述图像/视频显示模块的图像/视频收发模块接收到由无线通信网络传输来的图像/视频后，经过解压缩、解码和降噪处理，然后交给显示器显示出来；
所述支架(3 )支撑图像/视频采集模块(I);
所述支架控制单元(4)控制支架(3)的升降或旋转；
所述供电模块(5)向上述摄像头(I. I )、图像/视频编码模块(I. 2)、图像/视频压缩模块(I. 3)、无线网络管理模块(1.4)图像/视频发送模块(1.5)、图像/视频接收模块(2. I)、无线网络管理模块(2.2)、图像/视频降噪模块(2.3)、图像/视频解码模块(2.4)、图像/视频解压缩模块(2. 5)、显示器(2. 6)供电。本发明的图像/视频采集模块(1)，采用可调节高低的活动支架(3)，采用机械控制的方法，通过支架控制单元(4)控制调节支架的高度，通过控制支架高度控制图像/视频采集模块(I)中摄像头(I. I)的高度。当图像/视频采集模块(I)中摄像头(I. O安装位 置太低，视线被前方高于自身高度的物体阻挡时，支架可以通过支架控制单元(4 )控制图像/视频采集模块(I)中摄像头(I. O的上下伸缩或左右转动，调整视野。本发明采用短距离无线通信技术，提供了一种无线汽车路况实时监视系统的图像/视频传输方法。其特征在于该无线汽车路况实时监视器在图像/视频传输过程中所采用的数据帧格式包括帧头、控制码、数据信息和校验四个字段，其中帧头用于标记信息的开始:
控制码用于表示数据帧的类型，包括0x01H、0x02H两个值，当控制码为OxOlH时表示图像帧，当控制码为0x02H时表示视频帧；
数据信息字段用于表示不同控制码下对应的数据内容当控制码为OxOlH时，数据信息字段对应的是采集的图像信息；当控制码为0x02H时，数据信息字段对应的是采集的视频信息；
该数据传输方法包括路况监视系统发送图像/视频数据帧的步骤
Al、图像/视频采集模块采集路况信息时，摄像头采集信息，并经图像/视频编码模块编码，经图像/视频压缩模块压缩后发送给网络控制模块；
A2、网络控制模块对信息的编码压缩进行格式封装，将图像信息控制码设置为ΟχΟΙΗ，图像信息封装在数据信息字段中，并计算校验信息；将视频信息控制码设置为0x02H，视频信息封装在数据信息字段中，并计算校验信息，从而将图像/视频信息封装成图像/视频数据帧；
A3、网络管理模块将该图像数据帧通过无线发送模块发送出去。该数据传输方法包括路况监视系统接收图像/视频数据帧的步骤
BI、图像/视频显示模块的无线网络管理模块(2. 2)通过图像/视频接收模块接收从图像/视频采集模块发来的图像/视频数据帧；
B2、图像/视频显示模块的无线网络管理模块(2. 2)判断其实图像帧还是视频帧，并经图像/视频解压缩模块解压缩，经图像/视频解码模块解码该图像/视频数据帧，发送到显示器显示出来。该帧头字段的长度为lbyte，控制码字段长度为lbyte，信息字段长度控制在1024byte 2048byte,校验码字段长度为lbyte。综上所述，由于采用了上述技术方案，本方面的效益有驾驶员在遇到堵车或其他阻挡物遮挡前方视线的时候，可以通过该无线汽车路况实时监视系统查看前方或四周路况；尤其当遇到受灾被困情况时，做出正确操作，有助于脱离险境。
本发明的
如下
图I是本发明的系统结构示意图 图2是本发明的电路原理图 图3是本发明中数据帧的构成示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图I所示，该无线汽车路况实时监视系统。包括图像/视频采集模块(1)，图像/视频显示模块(2)和中间的通信网络组成。所述的图像/视频采集模块(I)安装在汽车的车顶；所述的图像/视频显示模块(2)安装在车内驾驶室中易于被驾驶员清楚看到的地方；所述中间通信网络负责车顶图像/视频采集模块(I)和车内图像/视频显示模块(2)之间的通信；图像/视频采集模块(I)由支架(3)支撑，当视野受阻时可通过支架控制单元(4)调节支架(3)的高度和方向。如图2所示，该无线汽车路况实时监视系统包括图像/视频采集模块、图像/视频显示模块、支架、支架控制单元、供电模块，其中图像/视频采集单元包括摄像头、图像/视频编码模块、图像/视频压缩模块、无线网络管理模块(I. 4)、图像/视频发送模块；图像/视频显示模块包括图像/视频接收模块、无线网络管理模块(2. 2)、图像/视频降噪模块、图像/视频解码模块、图像/视频解压缩模块、显示器；供电模块向摄像头、无线网络管理模块(I. 4)、图像/视频编码模块、图像/视频压缩模块、图像/视频发送模块、图像/视频接收模块、无线网络管理模块(2. 2)、图像/视频降噪模块、图像/视频解码模块、图像/视频解压缩模块、显示器供电。在图像/视频采集端，摄像头的输出端连接图像/视频编码模块，图像/视频编码模块的输出端连接图像/视频压缩模块的输入端，图像/视频压缩模块的输出端连接无线网络管理模块(I. 4)的输入端，无线网络管理模块(I. 4)的输出端连接图像/视频发送模块的输入端；在图像/视频显示端，图像/视频接收模块连接无线网络管理模块的输入端，无线网络管理模块的输出端连接图像/视频解压缩模块的输入端，图像/视频解压缩模块的输出端连接图像/视频解码模块的输入端，图像/视频解码模块的输出端连接图像/视频降噪模块的输入端，图像/视频降噪模块的输出端连接显示器的输入端。支架控制单元(4)通过机械控制，控制支架的升降和旋转。在使用者需要使用无线汽车路况实时监视系统时，启动该系统，在使用者通过该无线汽车路况实时监视系统的图像/视频采集模块采集路况信息时，摄像头用于采集图像/视频信息，并发送给图像/视频编码模块；图像/视频编码模块用于对所述图像/视频信息压缩编码，并发送给无线网络管理模块(I. 4);无线网络管理模块(I. 4)用于将经压缩编码后的图像/视频信息封装成图像/视频数据帧并通过图像/视频发送模块发送出去。在使用者通过该无线汽车路况实时监视器的图像/视频显示单元接受路况信息时，该无线网络管理模块(2. 2)通过图像/视频接收模块接收图像/视频数据帧，将该语音数据帧解封装为图像/视频信息的压缩编码并发送给图像/视频解压缩模块和图像/视频解码模块；图像/视频解码模块用于对解封装后的图像/视频信息的压缩编码进行解码并发送给降噪模块；降噪模块用于对解码后的图像/视频信息降噪，并发送给显示器。使用完毕后，关闭该系统。在本发明实例中，降噪模块采用TRADIO公司的QNC260 ;数据编码、解码模块、均采用TI公司的产品，网络管理模块采用Sansung公司的S3C2410，数据编码模块采用，数据发送模块采用TI公司的CC430F5137，数据接收模块采用TI公司的CC430F5137。 上述无线汽车路况实时监视器的在数据传输过程中所采用的短距离无线通信数据帧格式，如图3所示依次包括帧头、控制码、数据信息和校验四个字段，其中帧头用于标记信息的开始，长度为lbyte，控制码用于表示数据帧的类型，包括0X01H、0X02H两个值，当控制码为OxOlH时表示图像帧，当控制码为0x02H时表示视频帧，长度为lbyte，数据信息字段用于表示不同控制码下对应的数据内容，长度控制在1024byteT2048byte :当控制码为OxOlH时，数据信息字段对应的是采集的图像信息；当控制码为0x02H时，数据信息字段对应的是采集的视频信息，检验字段用于采用CRC循环冗余校验的方式，检验范围为控制码字段和信息字段，生成多项式为X8+X7+X6+X4+1，其长度为I Byte。该无线汽车路况实时监视器的数据传输方法包括图像/视频数据帧发送、图像/视频数据帧传输和图像/视频数据帧接受显示三个步骤。其中该数据传输方法包括路况监视器发送图像/视频数据帧的步骤
Al、图像/视频采集模块采集路况信息时，摄像头采集信息，并经图像/视频编码模块编码，经图像/视频压缩模块压缩后发送给网络控制模块；
A2、网络控制模块对信息的编码压缩进行格式封装，将图像信息控制码设置为ΟχΟΙΗ，图像信息封装在数据信息字段中，并计算校验信息；将视频信息控制码设置为0x02H，视频信息封装在数据信息字段中，并计算校验信息，从而将图像/视频信息封装成图像/视频数据帧；
A3、网络管理模块将该图像数据帧通过无线发送模块发送出去。该数据传输方法包括路况监视器接收图像/视频数据帧的步骤
BI、图像/视频显示模块的无线网络管理模块(2. 2)通过图像/视频接收模块接收从图像/视频采集模块发来的图像/视频数据帧；
B2、图像/视频显示模块的无线网络管理模块(2. 2)判断其实图像帧还是视频帧，并经图像/视频解压缩模块解压缩，经图像/视频解码模块解码该图像/视频数据帧，发送到显示器显示出来。本发明由于通信装置设置于汽车上，操作简单、使用便捷。同时，本发明还具有耗电省、可靠性高、价格低等特点，在不需要使用时可关闭该无线汽车路况实时监视系统，可广泛应用于各种汽车的实时路况监控，有较高的实用价值。
本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新 的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.无线汽车路况实时监视系统，其特征在于包括图像/视频采集模块(1)，图像/视频显示模块(2)和中间的通信网络组成，其特征在于所述的图像/视频采集模块(I)安装在汽车的车顶；所述的图像/视频显示模块(2)安装在车内驾驶室中易于被驾驶员清楚看到的地方；所述中间通信网络负责车顶图像/视频采集单元(I)和车内图像/视频显示单元(2)之间的通/[目； 所述图像/视频采集模块(I)包括摄像头(I. I)、图像/视频编码模块(I. 2)、图像/视频压缩模块(I. 3)、无线网络管理模块(I. 4)图像/视频收发射模块(I. 5)； 所述图像/视频显示模块(2)包括图像/视频收发模块(2. I)、无线网络管理模块(2. 2)、图像/视频降噪模块(2. 3)、图像/视频解码模块(2. 4)、图像/视频解压缩模块(2. 5)、显示器(2. 6)； 所述中间通信网采用短距离无线通信技术； 所述车顶图像/视频采集模块还包括支撑该图像/视频采集模块的支架(3)； 所述图像/视频显示模块还包括控制车顶图像/视频采集模块的支架的支架控制单元(4)； 所述系统包括供电模块(5); 所述图像/视频采集模块负责通过摄像头采集前方路况的图像/视频信息，并将采集到的图像/视频信息进行编码压缩后通过图像/视频发射模块发射出去； 所述无线通信网络负责图像/视频采集单元和图像/视频显示单元之间的信号传输； 所述图像/视频显示模块的图像/视频收发模块接收到由无线通信网络传输来的图像/视频后，经过解压缩、解码和降噪处理，然后交给显示器显示出来； 所述支架(3 )支撑图像/视频采集模块(I); 所述支架控制单元(4)控制支架(3)的升降或旋转； 所述供电模块(5)向上述摄像头(I. I )、图像/视频编码模块(I. 2)、图像/视频压缩模块(I. 3)、无线网络管理模块(I. 4)图像/视频收发射模块(I. 5)、图像/视频收发模块(2. I)、无线网络管理模块(2. 2)、图像/视频降噪模块(2. 3)、图像/视频解码模块(2. 4)、图像/视频解压缩模块(2. 5)、显示器(2. 6)供电。
2.权力要求I所述的图像/视频采集模块(1)，其特征在于采用可调节高低的活动支架(3)，可通过支架控制单元(4)进行控制。
3.根据权利要求2所述的支撑图像/视频采集单元的支架(3)，其特征在于可通过支架控制单元(4)调节支架的高度，通过控制支架高度控制图像/视频采集模块中摄像头的高度；当图像/视频采集单元的摄像头安装位置太低，图像/视频采集单元的摄像头被前方高于自身高度的物体阻挡时，支架可以通过支架控制单元(4)控制其上下伸缩或左右转动，调整视野。
4.权力要求2所述的控制单元，其特征在于采用机械控制方法。
5.权力要求I所述的中间通信网络，其特征在于采用短距离无线通信技术。
6.权力要求I所述的无线汽车路况实时监视系统，其特征在于给出了图像/视频信息传输方法。
7.权力要求6所述的图像/视频数据传输方法，其特征在于该无线汽车路况实时监视系统在图像/视频数据传输过程中所采用的数据帧格式包括帧头、控制码、数据信息和校验四个字段，其中帧头用于标记信息的开始 控制码用于表示数据帧的类型，包括0x01H、0x02H两个值，当控制码为OxOlH时表示图像帧，当控制码为0x02H时表示视频帧； 数据信息字段用于表示不同控制码下对应的数据内容当控制码为OxOlH时，数据信息字段对应的是采集的图像信息；当控制码为0x02H时，数据信息字段对应的是采集的视频信息。
8.根据权利要求7所述的数据帧格式，其特征在于帧头字段的长度为lbyte，控制码字段长度为lbyte，信息字段长度控制在1024bytiT2048byte，校验码字段长度为lbyte。
9.根据权利要求I所述的支撑图像/视频采集单元的支架(3)，其特征在于可通过支架控制单元(4)调节支架的高度，通过控制支架高度控制图像/视频采集单元中摄像头的高度；当图像/视频采集单元的摄像头安装位置太低，图像/视频采集单元的摄像头被前方高于自身高度的物体阻挡时，支架可以通过权力要求I所述的支架控制单元(4)控制其上下伸缩或左右转动，调整视野。
10.根据权利要求I所述的无线汽车路况实时监视系统，其特征在于当需要使用时启动该系统，不需要使用时关闭该系统。
全文摘要
本发明涉及一种无线汽车路况实时监视系统及其数据传输方法。其基于无线组网技术的汽车路况实时监视系统采集并显示路况信息的步骤包括前方路况图像/视频信息采集、图像/视频信息传输、图像/视频信息显示。图像/视频信息采集包括图像/视频信息经摄像头采集，压缩、编码、封装成帧后发送出去；图像/视频信息显示包括接收图像/视频信息、解压缩、解编码、解封装后发给显示器显示出来。本发明的有益效果为驾驶员在遇到堵车或其他阻挡物遮挡前方视线的时候，可以通过该基于无线组网技术的汽车路况实时监视系统查看前方或四周路况；尤其当遇到受灾被困情况时，做出正确操作，有助于脱离险境。
文档编号B60R11/04GK102857742SQ20121038459
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者韩亮, 周娜, 曾强 申请人:重庆大学