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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的移動(dòng)流媒體監(jiān)控機(jī)器人
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，為視頻監(jiān)控技術(shù)提供了很大的發(fā)展空間，經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控、智能監(jiān)控發(fā)展過程。同時(shí)隨著人們物質(zhì)生活水平提高對(duì)家居安全、生活安全要求越來越高，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)國內(nèi)安防市場(chǎng)產(chǎn)值預(yù)計(jì)將達(dá)到2000億元，國家也提出相應(yīng)的政策，包括“平安城市”、“無線城市”、“3111工程”建設(shè)，旨在構(gòu)建一個(gè)安全和諧平安的社會(huì)。 本系統(tǒng)正是基于這種背景，分析了現(xiàn)在主流監(jiān)控系統(tǒng)的不足與可改進(jìn)之處，提出一種基于3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)移動(dòng)流媒體機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)。手機(jī)視頻監(jiān)控一度成為監(jiān)控發(fā)展最大進(jìn)步，但同時(shí)其對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)帶寬要求也成為其最大的瓶頸，并且當(dāng)前視頻監(jiān)控往往需要復(fù)雜的安裝和繁瑣的布線工作，固定的攝像頭和需要安裝多個(gè)攝像頭不僅加大了成本也使得監(jiān)控存在安全死角。本系統(tǒng)考慮以上的弱點(diǎn)，采用基于機(jī)器人移動(dòng)式視頻監(jiān)控取代原始固定攝像頭模式，更加簡(jiǎn)單、便捷、安全。遵循3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，采用高壓縮率H.264視頻編碼，對(duì)算法、容糾錯(cuò)能力、QOS等方面進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，保證流媒體服務(wù)質(zhì)量。采用手機(jī)終端，用戶可以隨時(shí)隨地接入服務(wù)器，遠(yuǎn)程控制機(jī)器人這雙“眼睛”實(shí)現(xiàn)監(jiān)控移動(dòng)性與準(zhǔn)確性，做到讓用戶“你想走多遠(yuǎn)就能走多遠(yuǎn)”。同時(shí)融合無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用多種傳感節(jié)點(diǎn)形成其“神經(jīng)脈絡(luò)”，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、光、空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)，提供一個(gè)多維度立體空間安全監(jiān)控系統(tǒng)。在3G網(wǎng)絡(luò)方興未艾的時(shí)代背景下，本文本著創(chuàng)新和與時(shí)俱進(jìn)的思想，將前沿移動(dòng)機(jī)器人與手機(jī)視頻監(jiān)控相結(jié)合，融合無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，旨在尋求一種簡(jiǎn)單、便捷、安全視頻監(jiān)控解決方案。與傳統(tǒng)固定攝像頭監(jiān)控模式相比該產(chǎn)品無論是在技術(shù)創(chuàng)新還是產(chǎn)品應(yīng)用創(chuàng)新上都具有廣闊和誘人的市場(chǎng)前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，認(rèn)真分析和研究當(dāng)前的安防市場(chǎng)視頻監(jiān)控技術(shù)，結(jié)合前沿?zé)狳c(diǎn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模型、手機(jī)監(jiān)控模型等不足與可改進(jìn)之處，并結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人技術(shù)發(fā)揮系統(tǒng)自身優(yōu)勢(shì)，綜合信息領(lǐng)域不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，大膽地提出并實(shí)現(xiàn)一種全新的監(jiān)控理念，目標(biāo)是為了提供一種流行通用的視頻監(jiān)控方案：移動(dòng)、簡(jiǎn)單、便捷、安全。 系統(tǒng)以機(jī)器人為“核心大腦”，遵循3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議前提下，融合移動(dòng)的音視頻采集技術(shù)、IP網(wǎng)絡(luò)流媒體傳輸技術(shù)、無線手機(jī)終端接入技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)了3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、自組織無線傳感網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器人遠(yuǎn)程控制、WEB視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件、Symbian手機(jī)客戶端軟件、短信與彩信遠(yuǎn)程告警等功能模塊，具體描述如下： （1）3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器：最大的特點(diǎn)是功能的定制是都是符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，還有采用H.264編碼技術(shù)。為了與當(dāng)前移動(dòng)通訊熱點(diǎn)業(yè)務(wù)3G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，視頻服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)完全是根據(jù)3GPP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。同時(shí)采用的視頻編碼H.264具有在相同視頻質(zhì)量下其高數(shù)據(jù)壓縮比與高編碼質(zhì)量特點(diǎn),有效降低帶寬的限制，并針對(duì)無線信道與無線終端的特點(diǎn)，對(duì)算法、容糾錯(cuò)能力、QOS等方面進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，以減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用率，并保證流媒體服務(wù)質(zhì)量，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手機(jī)端的視頻監(jiān)控與控制提供了可能。采用基于IP網(wǎng)絡(luò)的傳輸，使得用戶可以使用PC端接入，同時(shí)也支持多種無線網(wǎng)絡(luò)（GPRS/CDMA/WiFi等），用戶可以方便用手機(jī)、PDA等移動(dòng)手持設(shè)備接入視頻服務(wù)器。 （2）自組織無線傳感網(wǎng)絡(luò)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為21世紀(jì)三大產(chǎn)業(yè)支柱之一，其應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛，它將作為數(shù)據(jù)收集型網(wǎng)絡(luò)滲透到各行各業(yè)。把無線傳感網(wǎng)絡(luò)與視頻監(jiān)控結(jié)合是本系統(tǒng)的一大創(chuàng)新點(diǎn)。其最大特性是實(shí)現(xiàn)了基于電池能量特性的低功耗協(xié)議延長(zhǎng)了電池壽命，自動(dòng)組織無線網(wǎng)絡(luò)允許隨即入網(wǎng)機(jī)制，具有高抗破壞性。其與視頻監(jiān)控的結(jié)合提供了一個(gè)新穎實(shí)用的應(yīng)用平臺(tái)，充分發(fā)揮了其數(shù)據(jù)收集型網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際需求任意布置監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和需要監(jiān)測(cè)的環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，極大地提高了系統(tǒng)地靈活性，豐富了系統(tǒng)功能。 （3）機(jī)器人遠(yuǎn)程控制：采用英集斯實(shí)用型機(jī)器人MT-MU，MT-MU是一款采用雙輪差動(dòng)驅(qū)動(dòng)的輪式機(jī)器人底座。機(jī)身帶有一塊16位高速DSP——TMS320LF2407A用以完成機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)控制；機(jī)器人通過RS232與上位機(jī)進(jìn)行通訊，通過制定控制協(xié)議，在服務(wù)器端監(jiān)聽指令，接收指令實(shí)現(xiàn)相應(yīng)移動(dòng)控制。本系統(tǒng)最大特點(diǎn)也是采用移動(dòng)的機(jī)器人取代原始的固定攝像頭監(jiān)控，增加系統(tǒng)的靈活性與安全性，把視頻監(jiān)控與前沿機(jī)器人技術(shù)結(jié)合也是一個(gè)全新大膽的嘗試。 （4）WEB視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件：自主設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)WEB端控制軟件，這是為了滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，基于B/S架構(gòu)使也得系統(tǒng)可以跨平臺(tái)運(yùn)行。WEB端控制軟件除了視頻監(jiān)控常規(guī)功能外，并提供視頻的錄像、機(jī)器人控制、多媒體播放、系統(tǒng)參數(shù)實(shí)時(shí)設(shè)置、軟件的維護(hù)與更新等，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)更加完善。 （5）Symbian手機(jī)客戶端軟件：本系統(tǒng)特點(diǎn)之一是采用手機(jī)客戶端，使得用戶可以隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程的控制機(jī)器人，系統(tǒng)支持目前市場(chǎng)多款智能手機(jī)以及其內(nèi)置的Realplayer播放器。同時(shí)針對(duì)Symbian客戶端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款手機(jī)客戶端，實(shí)現(xiàn)手機(jī)的H.264視頻解碼與機(jī)器人的遠(yuǎn)程的按鍵控制，測(cè)試結(jié)果具有良好的視頻效果，能很好滿足用戶的需求。 （6）短信與彩信遠(yuǎn)程告警：為了提供實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程告警功能，系統(tǒng)加入短信與彩信功能模塊，可以在第一時(shí)間將監(jiān)控偵測(cè)的安全隱患遠(yuǎn)程告警給用戶，提高系統(tǒng)監(jiān)控的智能性與實(shí)時(shí)性。 系統(tǒng)主體功能的定制可以很好滿足移動(dòng)、簡(jiǎn)單、便捷、安全目標(biāo)需求，同時(shí)針對(duì)具體應(yīng)用可以擴(kuò)展其具體功能，如構(gòu)建一個(gè)溫馨家居視頻監(jiān)控模型（NUMEN）--家居安全衛(wèi)士，除了提供機(jī)器人遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，還可加入家居娛樂、多媒體播放、與小孩游戲、遠(yuǎn)程視頻交互、家居助理、個(gè)人助理、家居小護(hù)士等功能，使得其不僅僅只是一個(gè)視頻監(jiān)控的機(jī)器，更多是家庭一個(gè)成員，增加更多的人文關(guān)懷。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 【作品設(shè)計(jì)】作品以機(jī)器人為核心載體，植入3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為其“核心大腦”與“神經(jīng)脈絡(luò)”，采用基于IP網(wǎng)絡(luò)的流媒體傳輸，支持手機(jī)作為移動(dòng)客戶端，實(shí)現(xiàn)WEB客戶端支持系統(tǒng)實(shí)時(shí)設(shè)置與維護(hù)更新，采用短信與彩信提供遠(yuǎn)程告警等。 【發(fā)明目的】以移動(dòng)實(shí)時(shí)的流媒體監(jiān)控機(jī)器人取代傳統(tǒng)固定攝像頭監(jiān)控模式，掙脫現(xiàn)有視頻監(jiān)控的瓶頸束縛，為人們提供一款具有普適性、簡(jiǎn)單性、安全性、移動(dòng)性的安防衛(wèi)士。 【基本思路】以用戶需求為核心，以簡(jiǎn)單、移動(dòng)、便捷的目標(biāo)為導(dǎo)向，以市場(chǎng)變化和國家政策為風(fēng)向標(biāo)，以體現(xiàn)科學(xué)性與先進(jìn)性為前提設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)。 【創(chuàng)新點(diǎn)】技術(shù)上，自主研發(fā)的3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，采用高壓縮率的H.264編碼，對(duì)算法、容糾錯(cuò)能力、QOS等方面進(jìn)行了優(yōu)化。融合無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有低功耗、自組織的特點(diǎn)。應(yīng)用上，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)移動(dòng)：移動(dòng)的機(jī)器人取代了原有固定的多個(gè)攝像頭的弊端，移動(dòng)的手機(jī)客戶端使得用戶做到“你想走多遠(yuǎn)就能走多遠(yuǎn)”。無需復(fù)雜的安裝和布線工作，使用簡(jiǎn)單、擺設(shè)方便、隨時(shí)接入控制、安全可靠。 【關(guān)鍵技術(shù)與指標(biāo)】音頻：采用GSM-AMR編碼，視頻：分辨率：QCIF、CIF、D1、幀率：4～30fps、碼率：16kbps-1Mbps、壓縮格式：H.264 ，網(wǎng)絡(luò)性能： GPRS/CDMA/WiFi等、支持多用戶同時(shí)訪問、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，智能報(bào)警：短信與彩信實(shí)時(shí)報(bào)警，客戶端：手機(jī)客戶端H.264解碼、WEB客戶端支持實(shí)時(shí)設(shè)置與軟件更新
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 【先進(jìn)性】（1）采用自主研發(fā)3G視頻服務(wù)器，提供移動(dòng)實(shí)時(shí)的視頻傳輸、手機(jī)客戶端的視頻監(jiān)控，對(duì)視頻監(jiān)控，提供了QoS保障，保證視頻服務(wù)的流暢。 （2）把視頻監(jiān)控與機(jī)器人相結(jié)合，以手機(jī)作為客戶端，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)便捷的視頻監(jiān)控，取代原有固定攝像頭監(jiān)控模式。 （3）集成了被稱為21世紀(jì)三大產(chǎn)業(yè)支柱之一的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)目標(biāo)環(huán)境進(jìn)行溫濕光、氣體等多方位監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程告警。 （4）目前國內(nèi)外視頻監(jiān)控還未有相關(guān)機(jī)器人監(jiān)控的成功產(chǎn)品，并且隨著3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得高質(zhì)量、高性能流媒體監(jiān)控得到可能，結(jié)合機(jī)器人與前沿的視覺技術(shù)，在智能監(jiān)控方向有一定的導(dǎo)向意義。 【科學(xué)性】作品以市場(chǎng)為導(dǎo)向，通過對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控市場(chǎng)調(diào)查和現(xiàn)有監(jiān)控產(chǎn)品進(jìn)行全面分析總結(jié)。然后依據(jù)調(diào)查結(jié)果結(jié)合自身的技術(shù)實(shí)力提出目標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)。此過程科學(xué)合理，充分體現(xiàn)了市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)和技術(shù)成熟穩(wěn)健的產(chǎn)品研發(fā)思想。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- （1）2007年11月某市奧視科技有限公司測(cè)試使用(詳見作品附加材料附件1：用戶使用與測(cè)試報(bào)告） （2）2007年6月開始成功為某市環(huán)保局《某市污染源在線視頻監(jiān)控》項(xiàng)目提供全部網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 （3）2007年10月 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參加高交會(huì) （4）2008年1月通過某市科學(xué)技術(shù)局項(xiàng)目驗(yàn)收（詳見作品附加材料附件2：項(xiàng)目驗(yàn)收證書） （5）2009年4月 2008-2009年度本校學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 一等獎(jiǎng) （6）2009年6月 某省第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 二等獎(jiǎng) （7）2009年6月 參展某省“6.18”項(xiàng)目成果交流會(huì)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合資入股
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 【技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)】技術(shù)上我們采用H.264編碼技術(shù)，編碼效率高存儲(chǔ)空間要求少，適合于低帶寬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)傳輸，視頻效果優(yōu)于其他編碼器。融合自主研發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，其具有低功耗、自組織特點(diǎn)。視頻監(jiān)控與前沿機(jī)器人技術(shù)結(jié)合，這是一個(gè)創(chuàng)新的理念，也是一種視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢(shì)，將成為領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)。 【適用范圍】我們提出一個(gè)溫馨家居適用模型，在實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人監(jiān)控安防的功能外還加入了家居娛樂、多媒體播放、與小孩游戲、遠(yuǎn)程視頻交互、家居助理、個(gè)人助理、家居小護(hù)士等功能，豐富了功能。同時(shí)可以擴(kuò)展機(jī)器人不同功能應(yīng)用企業(yè)監(jiān)控、平安城市、“3111工程”建設(shè)等。 【市場(chǎng)分析】隨著人們生活水平提高，人們對(duì)安全家居要求越來越強(qiáng)烈，國內(nèi)安防市場(chǎng)產(chǎn)值也就一直呈直線增長(zhǎng)，同時(shí)國家對(duì)平安城市、“3111工程”的政策支持，使得視頻監(jiān)控?fù)碛兄鵁o比廣闊的市場(chǎng)。 【經(jīng)濟(jì)效益】相比傳統(tǒng)復(fù)雜布線視頻監(jiān)控，我們降低了成本和人力物力。同時(shí)我們產(chǎn)品使用方便、擺動(dòng)簡(jiǎn)單、普適性高，具有很強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
同類課題研究水平概述
- 隨著多媒體技術(shù)、視頻壓縮編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展國內(nèi)外對(duì)視頻監(jiān)控的研究也呈現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴的情況。特別是3G網(wǎng)絡(luò)帶來的曙光，讓很多中小型企業(yè)以及電信運(yùn)營服務(wù)商都對(duì)手機(jī)視頻監(jiān)控有很多的興趣。國內(nèi)目前做視頻的監(jiān)控企業(yè)很多，但是對(duì)于研究手機(jī)視頻監(jiān)控的企業(yè)卻是很少，對(duì)于手機(jī)視頻監(jiān)控技術(shù)研究較好有一下幾家企業(yè)如：深圳恒昕、上海獵影、北京星谷、臺(tái)灣歐特斯等，他們都是提供IP網(wǎng)絡(luò)傳輸與MPEG-4視頻編碼?？梢钥闯霈F(xiàn)在市場(chǎng)采用的視頻編碼還是MPEG-4，而作為具有更高壓縮比的H.264編碼其取代MPEG-4是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展的趨勢(shì)，而在對(duì)手機(jī)客戶端都有一定的支持，特別是需要對(duì)3G手機(jī)的支持，他們都在一定程度上支持3G手機(jī)的內(nèi)置播放器。 同時(shí)作為電信運(yùn)營商也漸漸融入到這個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，2006年底至2007年初，全球范圍內(nèi)有好幾家知名的電信運(yùn)營商開始為家庭用戶提供家庭監(jiān)控業(yè)務(wù)如：加拿大貝爾、中國電信、AT&T、英國電信等，這表明手機(jī)視頻監(jiān)控作為3G時(shí)代的通信主流業(yè)務(wù)即將進(jìn)入普通用戶家庭，同時(shí)這里也蘊(yùn)含著一個(gè)無比廣闊的商機(jī)，給視頻服務(wù)器、電信運(yùn)營服務(wù)商、硬件設(shè)備生產(chǎn)商都帶來機(jī)遇，同時(shí)也帶來了很多的挑戰(zhàn)。 近年來隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，人臉的跟蹤識(shí)別技術(shù)也漸漸融入了視頻監(jiān)控的領(lǐng)域，基于IP的第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)與人臉識(shí)別技術(shù)的融合，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，被冠以第三代智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控之名。而且監(jiān)控與機(jī)器人結(jié)合的產(chǎn)品自然是少之又少，作為機(jī)器人研究領(lǐng)域的帶頭大哥日本首次提出手機(jī)遙控機(jī)器人，其通過無線網(wǎng)絡(luò)的接入機(jī)器人，通過視頻近距離的遙控機(jī)器人，而隨著3G網(wǎng)絡(luò)的普及近期與2009年，香港和韓國都推出了手機(jī)遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人，對(duì)于其技術(shù)細(xì)節(jié)尚未公布，也未進(jìn)行商業(yè)化的生產(chǎn)，但是作為一種趨勢(shì)可以預(yù)見視頻監(jiān)控與人工智能結(jié)合將作為智能監(jiān)控領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)。我們希望依靠自身現(xiàn)有的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，在機(jī)器人移動(dòng)流媒體監(jiān)控領(lǐng)域處于一定重點(diǎn)位置，并保持與技術(shù)前沿看齊，能夠更好的完善基于3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的移動(dòng)流媒體機(jī)器人，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。
