基于i.mx27機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng)

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(yīng)用面越來越寬，由95%的工業(yè)應(yīng)用擴展到更多領(lǐng)域的非工業(yè)應(yīng)用，像做手術(shù)、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(yīng)用當中，比如勘探，災(zāi)難救援，外星探測，核工業(yè)控制，手術(shù)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(wù)器和終端設(shè)備共同構(gòu)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?wù)器端，服務(wù)器端完成圖像顯示、存儲和處理功能。在服務(wù)器端可以集成一些算法，比如人像識別，指紋識別，醫(yī)學(xué)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(gòu)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(zhì)可以是SD卡，也可以是SATA硬盤，兩種介質(zhì)系統(tǒng)都可以支持。

上傳可以是有線網(wǎng)絡(luò)，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(luò)，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(luò)傳輸時，會受到網(wǎng)絡(luò)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(wù)，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(yīng)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钪校呀?jīng)越來越普及，科技在不斷進步，將來會有更多的領(lǐng)域引進和采用這些先進的技術(shù)。

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。基于這顆高性能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(luò)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(yīng)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(luò)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。