遥控行驶装置用的延时校正方法及装置与流程

本发明涉及遥控行驶装置领域，尤其涉及用于遥控飞行器、遥控车、遥控船或机器人上的延时校正方法，以及采用该延时校正方法的校正装置。

背景技术：

现在遥控行驶装置，如遥控船、遥控车和遥控飞行器上安装有行驶摄像装置，行驶摄像装置采集的视频信号经模数转换后，以数字信号的形式通过无线网络回传至遥控装置，在遥控装置内经处理后在遥控装置的显示屏输出图像。

遥控行驶装置在超视距或不可目测的区域内行驶时，可以通过遥控器显示屏观察遥控行驶装置前方的行驶环境，从而实现远程人工控制行驶。

行驶摄像装置获取的图像信息在回传显示的过程中会出现延迟，该延迟包括视频信号的模数转换延迟和信号传输过程中的传输延迟，该延迟的数值通常与构成数据传输系统的摄像装置、控制装置、信号传输装置和显示装置等部件的硬件性能参数有关，在硬件性能参数确定的前提下，延迟的数值稳定在一定的范围内，通常可用一个平均值表示该数据传输系统的延迟。移动通信装置在不同的移动通信基站覆盖域之间切换时，由于信道切换，也会发生延迟现象；由于移动通讯基站有接入用户数量限制，接入数量较多时，随着基站负荷加大，基站延时时间会增加；接入基站的用户的数据上下传速率也有限制，当用户上下传数据量较大时也会发生延迟。因此，在遥控装置的显示屏显示出来的图像并非行驶摄像装置拍摄的实时图像，即当操控人员看见在遥控装置的显示装置输出的图像时，遥控行驶装置已经在相应的延时时间内前行了一段距离，该段距离称为延迟距离。由于延迟时间的存在，遥控行驶装置可能会在延迟时间的行进过程中发生碰撞或坠毁等意外。

公开号为CN104950726A的专利申请文件揭示了一种通过变焦摄像头变焦的延时校正方法和装置。该申请的技术方案可以解决视频传输延迟问题，远程驾驶操控人员看见等效的实时画面，但是，当操控人员做出反应，通过遥控器发出控制信号，控制信号传输至遥控行驶装置的过程中，仍会发生控制延迟现象。当控制信号到达遥控行驶装置时，遥控行驶装置已经前行了一段距离，在该前行的过程中有可能发生碰撞等意外。因此，相较于公开号为CN104950726A的专利申请文件，本申请进行了改进。

技术实现要素：

本发明提供了一种提高操控实时性和行驶安全性的遥控行驶装置用的延时校正方法和校正装置。

本发明提供的技术方案为：遥控行驶装置用的延时校正方法，所述遥控行驶装置上设置有变焦摄像头，所述变焦摄像头用于向遥控器输出视频信号，所述遥控器向所述遥控行驶装置发送控制信号；

所述延时校正方法包括：

获得遥控行驶装置的行驶速度的步骤；

获得延迟时间的步骤；

根据所述行驶速度和所述延迟时间计算延时距离的步骤；

获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的步骤；

根据所述延时距离和所述关系函数计算焦距变量的步骤；

所述变焦摄像头根据所述焦距变量调节焦距的步骤；

所述延迟时间包括所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间以及控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间。

所述延迟时间有利于提高控制信号的控制实时性。

优选的，所述延迟时间还包括操作反应时间，从而进一步的提高控制信号的控制实时性。

优选的，所述操作反应时间通过自定义方式输入，延迟时间由用户自行设定。操控人员根据自身反应特点设定延迟时间，可使得延迟时间个性化，贴切化，更加符合操控人员的操控速度，达到提高控制可靠性和舒适性的特点。

优选的，所述延迟时间大于所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间与控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间之和，延迟发送所述控制信号。当延迟时间偏大时，可以通过控制信号的延迟发送来实现控制信号不会过早被执行，保证视控同步。

优选的，所述获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的步骤包括：

所述变焦摄像头通过第一焦距在第一位置上拍摄目标物上的第一参照长度的步骤；

所述变焦摄像头通过所述第一焦距在第二位置上拍摄所述目标物上的第二参照长度的步骤；

所述变焦摄像头通过第二焦距在所述第一位置上拍摄所述目标物上的所述第二参照长度的步骤；

计算所述第一位置和所述第二位置之间在沿所述变焦摄像头的光轴方向上的所述基准延时距离的步骤；

计算所述第一焦距和所述第二焦距之间的所述基准焦距变量的步骤；

根据所述基准延时距离和所述基准焦距变量计算得出所述关系函数的步骤。

优选的，所述获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的步骤包括：

所述变焦摄像头通过第一焦距在第一位置上拍摄目标物上的第一参照长度的步骤；

所述变焦摄像头通过第二焦距在第二位置上拍摄所述目标物上的所述第一参照长度的步骤；

计算所述第一位置和所述第二位置之间在沿所述变焦摄像头的光轴方向上的所述基准延时距离的步骤；

计算所述第一焦距和所述第二焦距之间的所述基准焦距变量的步骤；

根据所述基准延时距离和所述基准焦距变量计算得出所述关系函数的步骤。

优选的，所述行驶速度为所述遥控行驶装置沿所述变焦摄像头的光轴方向上的速度分量。

遥控行驶装置用的延时校正装置，所述遥控行驶装置上设置有变焦摄像头，所述变焦摄像头用于向遥控器输出视频信号，所述遥控器向所述遥控行驶装置发送控制信号；

所述延时校正装置包括：

获得遥控行驶装置的行驶速度的速度获取单元；

获得延迟时间的延时获取单元；

根据所述行驶速度和所述延迟时间计算延时距离的延时距离计算单元；

获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的关系函数获得单元；

根据所述延时距离和所述关系函数计算焦距变量的焦距变量计算单元，所述变焦摄像头还用于根据所述焦距变量调节焦距；

所述延迟时间包括所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间以及控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间。

优选的，还包括所述延迟时间的设定单元。

优选的，还包括所述控制信号的延时设定单元。

优选的，所述关系函数获得单元包括：

计算所述变焦摄像头的第一位置和所述变焦摄像头的第二位置之间在沿所述变焦摄像头的光轴方向上的所述基准延时距离的基准延时距离计算模块；

计算所述变焦摄像头的第一焦距和所述变焦摄像头的第二焦距之间的所述基准焦距变量的基准焦距变量计算模块；

根据所述基准延时距离和所述基准焦距变量计算得出所述关系函数的关系函数计算模块。

优选的，所述行驶速度为所述遥控行驶装置沿所述变焦摄像头的光轴方向上的速度分量。

由上述方案可见，遥控行驶装置在延迟时间内前行了一段延迟距离，而本发明通过变焦摄像头校正了视频画面的时间延迟，本发明对视频信号的模数转换延迟和信号传输过程中的传输延迟都进行了校正，此外，还通过对于延迟时间的多种设定进一步提升了控制信号的控制实时性，保证了视控同步，有效提高遥控行驶装置在超视距或不可目测的区域内通过人工远程行驶时的安全性。

附图说明

图1是本发明第一个实施例延迟校正方法流程图；

图2是本发明第一个实施例中第一延迟时间获取方法流程图；

图3是本发明第三个实施例装置示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

第一个实施例，遥控行驶装置用的延时校正方法，所述遥控行驶装置上设置有变焦摄像头，所述变焦摄像头用于向遥控器输出视频信号，所述遥控器向所述遥控行驶装置发送控制信号；

所述延时校正方法如图1所示，包括：

获得遥控行驶装置的行驶速度的步骤，所述行驶速度为所述遥控行驶装置沿所述变焦摄像头的光轴方向上的速度分量；

获得延迟时间的步骤；

根据所述行驶速度和所述延迟时间计算延时距离的步骤；

获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的步骤；

根据所述延时距离和所述关系函数计算焦距变量的步骤；

所述变焦摄像头根据所述焦距变量调节焦距的步骤；

所述延迟时间包括所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间以及控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间。

具体地，所述延迟时间还包括操作反应时间，所述操作反应时间通过自定义方式输入。

具体地，所述获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的步骤包括：

所述变焦摄像头通过第一焦距在第一位置上拍摄目标物上的第一参照长度的步骤；

所述变焦摄像头通过所述第一焦距在第二位置上拍摄所述目标物上的第二参照长度的步骤；

所述变焦摄像头通过第二焦距在所述第一位置上拍摄所述目标物上的所述第二参照长度的步骤；

计算所述第一位置和所述第二位置之间在沿所述变焦摄像头的光轴方向上的所述基准延时距离的步骤；

计算所述第一焦距和所述第二焦距之间的所述基准焦距变量的步骤；

根据所述基准延时距离和所述基准焦距变量计算得出所述关系函数的步骤。

具体地，获得延迟时间的步骤包括：

S1.获取第一延迟时间；

S2.获取第二延迟时间；

S3.将所述第一延迟时间、所述第二延迟时间、所述操作反应时间与第三延迟时间之和作为实际使用的延迟时间。

所述延迟时间大于所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间与控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间之和，延迟所述第三延迟时间后发送所述控制信号。当延迟时间偏大时，可以通过控制信号的延迟发送来实现控制信号不会过早被执行，保证视控同步。此外，延迟时间大于第一延迟时间和第二延迟时间之和有利于降低延迟时间实际数值波动的影响。所述第三延迟时间由用户进行设定。

如图2所示，S1包括以下步骤：

S11.获取第一延迟时间当前值；

S12.获取第一延迟时间测定值；

S13.比较所述第一延迟时间当前值与所述第一延迟时间测定值，

若所述第一延迟时间测定值大于所述第一延迟时间当前值，则将所述第一延迟时间测定值设为所述第一延迟时间当前值，

若所述第一延迟时间测定值等于所述第一延迟时间当前值，则保持所述第一延迟时间当前值不变，

若所述第一延迟时间测定值连续小于所述第一延迟时间当前值的次数达到第一预设值规定的次数，则将第一预设值规定的次数内的最大的第一延迟时间测定值设为所述第一延迟时间当前值；

S14.若所述延迟时间当前值在S13中发生改变，则间隔第一预设时间后，返回执行S11，

若所述延迟时间当前值在S13中未发生改变，则间隔第一预设时间后，返回执行S12。

具体地，所述第一预设值大于1。

具体地，用一计数值累计所述第一延迟时间测定值连续小于所述第一延迟时间当前值的次数，用一测定值记录表记录较所述第一延迟时间当前值小的所述第一延迟时间测定值，S13包括以下步骤：

S131.比较所述第一延迟时间当前值与所述第一延迟时间测定值；

S132.若所述第一延迟时间测定值小于所述第一延迟时间当前值，进行S133，

若第一延迟时间测定值大于所述第一延迟时间当前值，则将所述第一延迟时间测定值设为所述第一延迟时间当前值，清空所述测定值记录表，将所述计数值置为0，返回S11，

若第一延迟时间测定值等于所述第一延迟时间当前值，保持所述第一延迟时间当前值不变后返回S12；

S133.所述计数值加1并将所述第一延迟时间测定值存入所述测定值记录表；

S134.比较所述计数值与第一预设值，若所述计数值小于所述第一预设值，返回S12，否则进行S135；

S135.将所述测定值记录表中的最大的第一延迟时间测定值设为所述第一延迟时间当前值，清空所述测定值记录表，将所述计数值置为0，返回S11。

具体的，S12包括：

S121.所述遥控器向所述遥控行驶装置发送测试数据包，并记录发送时间；

S122.所述遥控行驶装置接收到所述测试数据包后立即将测试数据包回发至所述遥控器；

S123.所述遥控器接受所述测试数据包，并记录接收时间；

S124.所述遥控器将接收时间与发送时间的差的一半作为所述第一延迟时间测定值。

S1与S2获取方法相同，区别仅仅在于S1中测试数据包为视频信号测试数据包，而S2中发送的是控制信号测试数据包，所述视频信号测试数据包和控制信号测试数据包统称为测试数据包。

通常，延迟时间并非一成不变，其在不同的传输环境和时间段内会发生变化。若一直使用同一个延迟时间的平均值，延迟距离则会在延迟时间出现较大波动时产生较大的失真。如果实时地对延迟时间进行测定，则会占用较大的CPU资源，不利于行驶控制。对延迟时间进行间歇采样既不会大量占用CPU资源也不会使延迟距离发生严重失真。

第二个实施例，本实施例与第一个实施例获得关系函数的方法存在区别：

所述获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的步骤包括：

所述变焦摄像头通过第一焦距在第一位置上拍摄目标物上的第一参照长度的步骤；

所述变焦摄像头通过第二焦距在第二位置上拍摄所述目标物上的所述第一参照长度的步骤；

计算所述第一位置和所述第二位置之间在沿所述变焦摄像头的光轴方向上的所述基准延时距离的步骤；

计算所述第一焦距和所述第二焦距之间的所述基准焦距变量的步骤；

根据所述基准延时距离和所述基准焦距变量计算得出所述关系函数的步骤。

本实施例中所述延迟时间由用户自行设定。

第三个实施例，如图3所示，遥控行驶装置用的延时校正装置，所述遥控行驶装置上设置有变焦摄像头，所述变焦摄像头用于向遥控器输出视频信号，所述遥控器向所述遥控行驶装置发送控制信号；

所述延时校正装置包括：

获得遥控行驶装置的行驶速度的速度获取单元；

获得延迟时间的延时获取单元；

根据所述行驶速度和所述延迟时间计算延时距离的延时距离计算单元；

获得基准延时距离和基准焦距变量之间对应的关系函数的关系函数获得单元；

根据所述延时距离和所述关系函数计算焦距变量的焦距变量计算单元，所述变焦摄像头还用于根据所述焦距变量调节焦距；

所述延迟时间包括所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间以及控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间。

具体地，还包括所述延迟时间的设定单元。

具体地，还包括所述控制信号的延时设定单元。所述延迟时间大于所述视频信号从所述遥控行驶装置回传至所述遥控器的第一延迟时间与控制信号从所述遥控器传输至所述遥控行驶装置的第二延迟时间之和，延迟第三延迟时间后发送所述控制信号，所述第三延迟时间由所述控制信号的延时设定单元设定。当延迟时间偏大时，可以通过控制信号的延迟发送来实现控制信号不会过早被执行，保证视控同步。此外，延迟时间大于第一延迟时间和第二延迟时间之和有利于降低延迟时间实际数值波动的影响。

具体地，所述关系函数获得单元包括：

计算所述变焦摄像头的第一位置和所述变焦摄像头的第二位置之间在沿所述变焦摄像头的光轴方向上的所述基准延时距离的基准延时距离计算模块；

计算所述变焦摄像头的第一焦距和所述变焦摄像头的第二焦距之间的所述基准焦距变量的基准焦距变量计算模块；

根据所述基准延时距离和所述基准焦距变量计算得出所述关系函数的关系函数计算模块。

具体地，所述行驶速度为所述遥控行驶装置沿所述变焦摄像头的光轴方向上的速度分量。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。