一种数据传输、解析方法及数据传输系统与流程

1.本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种数据传输、解析方法及数据传输系统。

背景技术：

2.随着传感器采集的数据种类多样化，后端的数据处理单元能够基于传感器采集的数据实现更多的应用场景。但同时，后端的数据处理单元对于传感器的数据传输要求愈发增高，例如：需要在数据传输时保证数据可靠性、需要在数据传输时保证不同种数据的同步性。
3.目前，传感器的数据传输方法主要是：基于两路数据链路分别传输图像信息和元数据信息，或基于一路数据链路依次传输图像信息和元数据信息，但是以上的数据传输方式会使得两种数据之间不可避免会出现时延，同时由于通信链路的稳定性和通信质量的不确定性，发生丢包等情况时将更加影响元数据信息和图像信息的同步性。其中，元数据信息的种类根据搭载传感器的设备的种类变化而变化，例如：在设备为船时，元数据可以包括gnss数据、风向数据和航向数据等；在设备为飞行器时，元数据可以包括gnss数据、高度数据、视场角数据和飞行姿态数据等。
4.综上所述，传统的传感器的数据传输方法存在不同种数据之间同步性较差的问题。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种数据传输、解析方法及数据传输系统，通过改进数据传输方法，解决了传统的传感器的数据传输方法存在的不同种数据之间同步性较差的问题。
6.为解决以上问题，本发明的技术方案为采用一种数据传输方法，应用于同步数据发送端，包括：获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据；将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，并生成包含所述元数据的第二图像压缩码流；将所述第二图像压缩码流通过通信链路传输至同步数据接收端。
7.可选地，获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据，包括：基于同一参考时钟电路分别输出具有同一参考时钟的用于采集所述第一图像压缩码流的第一控制信号和用于采集所述元数据的第二控制信号；基于所述第一控制信号和所述第二控制信号获取包含绝对时间的所述第一图像压缩码流和所述元数据。
8.可选地，将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，包括：在所述元数据的采集频率与所述图像压缩码流的帧率的相同的情况下，每帧所述元数据封装至所述绝对时间相同的所述第一图像压缩码流的图像帧内；在所述元数据的采集频率与所述图像压缩码流的帧率的不同的情况下，每帧所述元数据封装至所述绝对时间最接近的所述第一图像压缩码流的所述图像帧内。
9.可选地，所述数据同步传输方法还包括：将所述元数据按照所述绝对时间同步的
方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段之前，将所述元数据压缩。
10.可选地，所述元数据至少包括gnss定位数据。
11.可选地，所述预设字段为sei字段。
12.相应地，本发明提供，一种数据解析方法，应用于同步数据接收端，其特征在于，包括：获取包含元数据的第二图像压缩码流，其中，采用上述数据传输方法生成所述第二图像压缩码流；提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据。
13.可选地，提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据，包括：基于帧起始字段将所述第二图像压缩码流解析为多帧包含所述元数据的图像帧；基于帧起始字段提取所述图像帧包含的所述元数据，并获得所述图像帧构成的所述第二图像压缩码流或不包含所述元数据的第一图像压缩码流。
14.可选地，所述同步数据解析方法还包括：提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据后，基于所述第一图像压缩码流或所述第二图像压缩码流进行视频播放并根据元数据所包含信息进行绘制或处理；或将所述第一图像压缩码流和所述元数据传输至数据处理单元。
15.相应地，本发明提供，一种数据传输系统，包括：同步数据发送端，用于根据上述数据传输方法生成并传输所述第二图像压缩码流；同步数据接收端，用于解析所述第二图像压缩码流。
16.本发明的首要改进之处为提供的数据传输方法，通过将元数据按照绝对时间同步的方式逐帧封装至第一图像压缩码流的预设字段中，实现了两种数据的同步传输。同时，该种封装方式使得接收端能够在不破坏图像压缩码流的情况下，重新从图像压缩码流的预设字段中提取元数据，保证了两种数据的纯净性以及彼此之间的独立性。
附图说明
17.图1是本发明的数据传输方法的简化流程图；
18.图2是本发明的数据解析方法的简化流程图；
19.图3是本发明的数据传输系统的简化单元连接图。
具体实施方式
20.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
21.如图1所示，一种数据传输方法，应用于同步数据发送端，包括：获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据；将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，并生成包含所述元数据的第二图像压缩码流；将所述第二图像压缩码流通过通信链路传输至同步数据接收端。其中，预设字段可以是：在使用的通信传输协议为h264或h265时，预设字段可以是sei字段；在使用的通信传输协议为ts封装协议时，预设字段为自定义字段；元数据信息的种类根据搭载传感器的设备的种类变化而变化，例如：在设备为船时，元数据可以包括设备状态数据，设备状态数据至少包括gnss数据、风向数据和航向数据等；在设备为飞行器时，元数据至少包括载机pos数据、载机状态数据、载荷传感器类型数据、吊舱pos数据、吊舱状态数据和图像处理板数据等,传感器为固定
摄像头时，元数据信息可以包括定位、视角方向、俯仰角、视场角、塔杆高度、信道、传输带宽、设备id等信息。其中，载机pos数据至少包括载机偏航角数据、载机俯仰角数据、载机滚转角数据、载机的经纬数据、载机高度数据、载机相较于出发点的距离数据、载机相较于出发点的方位角数据、载机飞行速度数据。吊舱pos数据至少包括可见光水平视场角数据、可见光垂直视场角数据、红外水平视场角数据、红外垂直视场角数据、相机焦距数据、吊舱航向欧拉角数据、吊舱俯仰欧拉角数据、航向框架角数据、俯仰框架角数据、翻滚框架角数据、目标的经纬度及高度数据、目标速度数据、目标速度方位角数据和目标相较于载机的预估距离数据。
22.进一步的，获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据，包括：基于同一参考时钟电路分别输出具有同一参考时钟的用于采集所述第一图像压缩码流的第一控制信号和用于采集所述元数据的第二控制信号；基于所述第一控制信号和所述第二控制信号获取包含绝对时间的所述第一图像压缩码流和所述元数据。本发明通过使用同一参考时钟电路输出的参考时钟信号作为第一控制信号和第二控制信号，使得第一图像压缩码流和元数据中包含的时间戳均参照同一时钟源，因此，第一图像压缩码流的时间和元数据的时间戳在同一时钟源的系统内可彼此视为绝对时间。同时，本发明不对生成第一控制信号的生成第二控制信号的方法做具体限定，在设备的种类不同的情况下，生成控制信号的方式不同，例如：在设备为飞行器的情况下，飞行器的载荷处理子单元能够在接收到地面站的指令后，基于同一参考时钟电路分别输出第一控制信号和第二控制信号；在设备为车辆的情况下，车辆的整车控制器在接收到云端下发的指令后，基于同一参考时钟电路分别输出第一控制信号和第二控制信号。因此，本发明仅限定第一控制信号和第二控制信号基于同一参考时钟电路生成，不对具体生成方法进行限定。
23.进一步的，将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，包括：在所述元数据的采集频率与所述图像压缩码流的帧率的相同的情况下，每帧所述元数据封装至所述绝对时间相同的所述第一图像压缩码流的图像帧内；在所述元数据的采集频率与所述图像压缩码流的帧率的不同的情况下，每帧所述元数据封装至所述绝对时间最接近的所述第一图像压缩码流的所述图像帧内。其中，为保证两种数据的同步性，可在系统内预设采集元数据的多种数据采集单元的采集频率以图像压缩码流的帧率为基准，具体的，多种数据采集单元的采集频率可以与图像压缩码流的帧率相同，或者是图像压缩码流的帧率的倍数。
24.发明人在使用上述改进后的数据传输方法进行基于h264/h265协议的数据采集、传输及解析时，发现接收端时常无法正确解析部分图像帧，经设置多组对照组进行对照试验后，发明人发现其原因在于：在使用上述改进后的数据传输方法时，由于h264/h265码流帧的起始码是0x00 0x00 0x00 0x01或0x00 0x00 0x01，而元数据中同样可能出现这样的字段，因此在元数据不进行压缩的情况下，接收端解析时可能误识别元数据中的字段为图像帧的起始码，从而造成解析冲突/失败等问题的出现。而元数据的压缩能够去除冗余数据，而连续几个“0x00”的字段则属于冗余数据，在压缩时能够去除，所以元数据压缩后不会产生冲突，另外压缩后的元数据的数据量变小，能够节省带宽。
25.相应的，本发明提供，一种数据解析方法，应用于同步数据接收端，包括：获取包含元数据的第二图像压缩码流，其中，采用上述数据传输方法生成所述第二图像压缩码流；提
取所述第二图像压缩码流中的所述元数据。
26.进一步的，提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据，包括：基于帧起始字段将所述第二图像压缩码流解析为多帧包含所述元数据的图像帧；基于帧起始字段提取所述图像帧包含的所述元数据，并获得所述图像帧构成的所述第二图像压缩码流或不包含所述元数据的第一图像压缩码流
27.更进一步的，提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据后，基于所述第一图像压缩码流或所述第二图像压缩码流进行视频播放并根据元数据所包含信息进行绘制或处理；或将所述第一图像压缩码流和所述元数据传输至数据处理单元。由于第一图像压缩码流和元数据在传输时能够保证同步性，且接收端能够在不破坏图像压缩码流的情况下，重新从图像压缩码流的预设字段中提取元数据，保证了两种数据的纯净性以及彼此之间的独立性，因此，本技术能够基于元数据和第一图像压缩码流实现多种应用场景，例如：利用第一图像压缩码流和元数据的同步性，绘制可靠的包含多种信息要素的动态地图，其中，信息要素可以包括高度信息、位置信息、时间信息和航向信息等，信息要素由元数据解析得到，由于第一图像压缩码流和元数据的同步性，因此无人机的采集的每帧图像对应的信息要素的可靠性能够得到有效保证；利用两种数据的纯净性以及彼此之间的独立性，将无人机采集的第一图像压缩码流和元数据分别传输至后端的拼图服务单元，由于第一图像压缩码流和元数据的同步性，因此可以基于与图像帧的绝对时间相同的元数据完成对图像边界的准确定位，完成精准的图像拼接。同时，两种数据彼此独立，因此生成的拼接图像为纯净的不包含信息要素的图像。
28.为便于理解本技术所要求保护的技术方案，以设备的类型为无人机为例，无人机作为同步数据传输端，地面站作为同步数据解析端。无人机的载荷处理子单元在接收到地面站的指令后，基于同一参考时钟电路分别输出第一控制信号和第二控制信号。无人机的光电吊舱基于第一控制信号采集图像并生成第一图像压缩码流，无人机的多种数据采集单元基于第二控制信号采集多种测量数据并生成元数据，其中，数据采集单元的种类可以是：imu惯性测量单元、激光测距单元等。无人机的载荷处理子单元将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，并生成包含所述元数据的第二图像压缩码流后。载荷处理子单元通过下行链路将所述第二图像压缩码流传输至地面站。地面站基于帧起始码将所述第二图像压缩码流分隔为多帧包含所述元数据的图像帧，并基于帧头类型数据提取全部的所述图像帧包含的所述元数据后，生成不包含所述元数据的全部所述图像帧构成的所述第一图像压缩码流。
29.本发明通过将元数据按照绝对时间同步的方式逐帧封装至第一图像压缩码流的预设字段中，实现了两种数据的同步传输。同时，该种封装方式使得接收端能够在不破坏图像压缩码流的情况下，重新从图像压缩码流的预设字段中提取元数据，保证了两种数据的纯净性以及彼此之间的独立性。
30.相应的，本发明提供，一种数据传输系统，包括：同步数据发送端，用于根据上述数据传输方法生成并传输所述第二图像压缩码流；同步数据接收端，用于解析所述第二图像压缩码流。
31.以上对本发明实施例所提供的数据传输、解析方法及数据传输系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例
的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
32.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
33.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

技术特征：

1.一种数据传输方法，应用于同步数据发送端，其特征在于，包括：获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据；将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，并生成包含所述元数据的第二图像压缩码流；将所述第二图像压缩码流通过通信链路传输至同步数据接收端。2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据，包括：基于同一参考时钟电路分别输出具有同一参考时钟的用于采集所述第一图像压缩码流的第一控制信号和用于采集所述元数据的第二控制信号；基于所述第一控制信号和所述第二控制信号获取包含绝对时间的所述第一图像压缩码流和所述元数据。3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，包括：在所述元数据的采集频率与所述图像压缩码流的帧率的相同的情况下，每帧所述元数据封装至所述绝对时间相同的所述第一图像压缩码流的图像帧内；在所述元数据的采集频率与所述图像压缩码流的帧率的不同的情况下，每帧所述元数据封装至所述绝对时间最接近的所述第一图像压缩码流的所述图像帧内。4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述数据同步传输方法还包括：将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段之前，将所述元数据压缩。5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述元数据至少包括gnss定位数据。6.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述预设字段为sei字段。7.一种数据解析方法，应用于同步数据接收端，其特征在于，包括：获取包含元数据的第二图像压缩码流，其中，采用权利要求1—6任意一项所述的方法生成所述第二图像压缩码流；提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据。8.根据权利要求7所述的同步数据解析方法，其特征在于，提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据，包括：基于帧起始字段将所述第二图像压缩码流解析为多帧包含所述元数据的图像帧；基于帧起始字段提取所述图像帧包含的所述元数据，并获得所述图像帧构成的所述第二图像压缩码流或不包含所述元数据的第一图像压缩码流。9.根据权利要求8所述的同步数据解析方法，其特征在于，所述同步数据解析方法还包括：提取所述第二图像压缩码流中的所述元数据后，基于所述第一图像压缩码流或所述第二图像压缩码流进行视频播放并根据元数据所包含信息进行绘制或处理；或将所述第一图像压缩码流和所述元数据传输至数据处理单元。10.一种数据传输系统，其特征在于，包括：
同步数据发送端，用于根据权利要求1—6任意一项所述方法生成并传输所述第二图像压缩码流；同步数据接收端，用于解析所述第二图像压缩码流。

技术总结

本发明公开了数据传输、解析方法及数据传输系统，包括：获取包含绝对时间的第一图像压缩码流和元数据；将所述元数据按照所述绝对时间同步的方式逐帧封装至所述第一图像压缩码流的预设字段中，并生成包含所述元数据的第二图像压缩码流；将所述第二图像压缩码流通过通信链路传输至同步数据接收端。本发明通过将元数据按照绝对时间同步的方式逐帧封装至第一图像压缩码流的预设字段中，实现了两种数据的同步传输。同时，该种封装方式使得接收端能够在不破坏图像压缩码流的情况下，重新从图像压缩码流的预设字段中提取元数据，保证了两种数据的纯净性以及彼此之间的独立性。据的纯净性以及彼此之间的独立性。据的纯净性以及彼此之间的独立性。