CN118101904B - 一种海射火箭视频监测方法及监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海射火箭视频监测方法及监测装置，属于火箭数据监测领域，其中，海射火箭视频监测方法包括：对整个发射过程中进行视频监测；对监测点位的重要性和监测目的，合理设置不同的视频码率；在发射船上通过图像识别算法和智能分析算法对本地视频数据进行初步处理和分析；通过地面测发控***的前后端通信将视频数据实时传输至后方，供后方进行实时监控；同时，在发射船上进行本地存储，记录整个发射过程的视频数据。海射火箭视频监测装置包括监控终端、监控控制终端和地面测发控***。本发明能够针对于海射火箭发射任务中在有限的无线传输带宽和海面非常态环境下，提供高效、可靠的实时监测和记录。
Description
技术领域
本发明涉及火箭数据监测领域，特别涉及一种海射火箭视频监测方法及监测装置。
背景技术
海射火箭凭其部署灵活性、发射适应性、角度全向性等一系列独特优势可以在综合提升有效载荷运载能力的同时控制残骸回收落区，弥补陆基发射的不足。在海射火箭作业过程中，需要对发射船前端进行实时视频监测和记录，以满足射前状态研判、远程指挥；射后短时跟踪、事件分析等一系列需求。
在距岸边数千米外的发射船上，监测点位设置过多，会使海面无线传输***造成带宽拥挤，影响指控大厅画面质量；监测点位设置太少，又会导致监测信息不全，错失宝贵起飞数据，部分监测目的无法实现。
在海面非常态环境且无线传输带宽有限的条件下，业界并无较好的***性解决方案。
有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种海射火箭视频监测方法及监测装置，能够针对于海射火箭发射任务中在有限的无线传输带宽和海面非常态环境下，提供高效、可靠的实时监测和记录。
一种海射火箭视频监测方法，包括：
对发射任务中的海射火箭在整个发射过程中进行视频监测；
对监测点位的重要性和监测目的，合理设置不同的视频码率，以兼顾画面质量和带宽利用效率；
在发射船上通过图像识别算法和智能分析算法对本地视频数据进行初步处理和分析；
通过地面测发控***的前后端通信将视频数据实时传输至后方，供后方进行实时监控；同时，在发射船上进行本地存储，记录整个发射过程的视频数据。
优选的，所述对发射任务中的海射火箭在整个发射过程中进行视频监测，包括：
根据发射要求设定关键监控区域, 在整个发射过程中对关键监控区域进行实时监测；
进行关键事件识别设定，明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件，关键事件触发后，对关键事件触发时刻进行集中监控；
进行监测时段设定，针对不同的时段设置不同的监测参数。
优选的，在进行关键事件识别设定，明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件，关键事件触发后，对关键事件触发时刻进行集中监控中，所述关键事件包括：脱拔瞬间、推进状态变化状态和空调连接器分离异常状态。
优选的，在根据发射要求设定关键监控区域,对关键监控区域进行实时监测中，设置若干监测点位对所述关键监控区域进行监测；所述监测点位包括：火箭全局监测点位、芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位、整流罩外壁面空调连接器监测点位、助推喷管下方监测点位、导流槽上方监测点位和海面无线传输***天线摆放位置监测点位。
优选的，所述在发射船上通过图像识别算法和智能分析算法对本地视频数据进行初步处理和分析，包括：
通过智能分析算法进行目标识别和追踪，准确辨识监测范围内的目标，并追踪它们的运动轨迹，以确保对目标的连续监测；
通过智能分析算法进行异常检测，识别视频中的异常情况，以为采取应对措施和发出警报做出条件准备；
通过对智能分析算法进行训练，以识别关键事件，关注监测过程中的特定时刻；
通过智能分析算法对监测区域进行动态调整，使其与发射船的运动相匹配，确保在箭体移动过程中一直集中在关键区域进行监测；
通过智能分析算法对视频数据进行降噪处理，去除不必要的信息，以提高监测数据的质量和可读性。
根据本申请的另一方面，还提供一种海射火箭视频监测***，包括：
监控终端；所述监控终端设置于若干监测点位上；所述监测点位覆盖发射船前端的目标监控区域；
监控控制终端；所述监控控制终端与所述监控终端电性连接，能够接收所述监控终端的视频数据并对所述监控终端进行控制；所述控制终端包括监测类型控制模块、监测时段控制模块、码率控制模块、智能分析存储模块和通讯模块；
地面测发控***；所述地面测发控***与所述监控控制终端无线通讯连接，能够接收所述监控控制终端发送的视频数据并对所述监控控制终端进行控制。
优选的，所述监测点位包括：火箭全局监测点位、芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位、整流罩外壁面空调连接器监测点位、助推喷管下方监测点位、导流槽上方监测点位和海面无线传输***天线摆放位置监测点位。
优选的，还包括本地存储模块；所述本地存储模块能够对整个发射过程的视频数据进行本地存储；
其中，所述监测类型控制模块；所述监测类型控制模块能够控制所述监测点位上监控设备的实时监测和用于控制事件触发监测集中监控；
所述监测时段控制模块；所述监测时段控制模块能够控制所述监测点位上的监控设备按照监测触发的时段按照不同参数进行监控；
所述码率控制模块；所述码率控制模块能够根据监测点位的重要性和监测目的设置不同的视频码率；
所述智能分析存储模块；所述智能分析存储模块内部署有智能分析算法，能够在本地对视频数据进行初步处理和分析；
所述通讯模块；所述通讯模块用于所述监控终端、所述监控控制终端以及所述地面测发控***之间的通信连接。
优选的，还包括应急通讯模块；所述应急通讯模块部署在发射船上，能够在主通信***可能出现故障或带宽拥堵情况下进行应急通讯。
优选的，所述应急通讯模块包括备用频点选择模块、电源供应模块、网络架构模块、自动切换模块和带宽管理策略模块。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
1、本发明能够针对于海射火箭发射任务中在有限的无线传输带宽和海面非常态环境下，提供高效、可靠的实时监测和记录。
2、本发明引入监测优先级概念对不同监测点位码率进行设置，同时使用智能分析算法在本地对视频数据进行处理，减少了对无线传输带宽的压力，提高了监测数据的传输效率。
3、本发明能够在海面非常态环境下，通过考虑应急通信备份，能够更好地应对不确定的通信环境，提高了***的稳定性和可靠性。
4、本发明能够通过应急通信备份***的部署增强***的应急响应能力，确保在关键时刻能够及时传输监测数据，提高了***的可靠性和实用性。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明的整体流程示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种海射火箭视频监测方法，包括：
步骤S1、对发射任务中的海射火箭在整个发射过程中进行视频监测；
步骤S2、对监测点位的重要性和监测目的，合理设置不同的视频码率，以兼顾画面质量和带宽利用效率；
步骤S3、在发射船上通过图像识别算法和智能分析算法对本地视频数据进行初步处理和分析；
步骤S4、通过地面测发控***的前后端通信将视频数据实时传输至后方，供后方进行实时监控；同时，在发射船上进行本地存储，记录整个发射过程的视频数据。
发射船前端监控需求主要以可见光视频为主，对火箭与发射台整体全貌以及整流罩空调口、芯一级脱拔、前端方舱、前端天线等局部位置进行持续监视，通过地面测发控***的前后端通信实时传输至后方，供后方进行实时监控。同时，对火箭起飞过程中助推级发动机燃气流的温度场分布情况进行红外观测，以供试验后对发射过程中燃气排导仿真情况进行复算及验证，监控时段按照发射前-2h至发射后0.5h考虑。
优选的，所述步骤S1包括：
步骤S11、根据发射要求设定关键监控区域,在整个发射过程中对关键监控区域进行实时监测。
整个发射过程包括射前、射中、射后。通过分别考虑在不同阶段设置不同的监测参数，确保在整个发射过程中都能获取到关键视频信息。
对关键区域进行实时监测，能够满足射前状态研判和远程指挥的需求。
具体的，设置若干监测点位对所述关键监控区域进行监测；所述监测点位包括：火箭全局监测点位、芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位、整流罩外壁面空调连接器监测点位、助推喷管下方监测点位、导流槽上方监测点位和海面无线传输***天线摆放位置监测点位。
优选的，在整个发射过程中对关键监控区域进行实时监测中，可以根据关键性、紧急性等因素，设定监测点位的优先级。将发射瞬间和可能发生重大事件的时段设置为高优先级时段，在该时段增加监测频率，进而能够提高信息采集的密度。
通过在整个发射过程中对关键监控区域进行实时监测，根据关键性、紧急性等因素，设定监测点位的优先级，能够确保重要区域得到更高的监测频率。
步骤S12、进行关键事件识别设定，明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件，关键事件触发后，对关键事件触发时刻进行集中监控。
具体的，所述关键事件包括：脱拔瞬间、推进状态变化状态和空调连接器分离异常状态。
事件触发监测阶段主要是针对发射过程中的特定事件，例如发射脱拔瞬间、推进状态变化、空调连接器分离异常等情况，进行集中监控：
明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件包括：脱拔瞬间、推进状态变化和空调连接器分离异常。
针对每个事件，设定监测触发的时段，确保在关键时刻集中进行监控，避免监测信息遗漏。
在事件触发时，增加相关监测点位的监测频率，以提高数据采集密度，确保对关键事件的及时记录。
在事件触发监测中，建立紧急报警***，一旦监测到特定事件，立即触发报警并通知相关人员，以实现及时响应和决策。
此外，还可以建立一个集中监控中心，用于在事件触发时刻进行集中监控。该中心可以汇聚各个监测点位的数据，进行实时分析和响应。
步骤S13、进行监测时段设定，针对不同的时段设置不同的监测参数。
此外，还可以通过设置多个监测点位，以获取不同角度的视频信息，有助于全方位了解发射船的状态。
优选的，步骤S2中合理设置不同的视频码率，是根据监测点位的重要性和监测目的，合理设置不同区域的视频码率，以兼顾画面质量和带宽利用效率。
此外，在该步骤中，还可以使用视频压缩技术对视频数据进行压缩，确保在有限带宽下传输高质量视频。
优选的，所述步骤S3包括：智能分析算法进行目标识别和追踪，准确辨识监测范围内的箭体和助推喷管等目标，并追踪它们的运动轨迹，以确保对目标的连续监测；通过智能分析算法进行异常检测，识别视频中设备故障、非正常燃烧、船体异常振动等异常情况，以为采取应对措施和发出警报做出条件准备；通过对智能分析算法进行训练，以识别点火瞬间、脱拔动作等关键事件，关注监测过程中的特定时刻；通过智能分析算法对监测区域进行动态调整，使其与发射船的运动相匹配，确保在箭体移动过程中一直集中在关键区域进行监测；通过智能分析算法对视频数据进行降噪处理，去除不必要的信息，以提高监测数据的质量和可读性。
通过智能分析算法进行目标识别和追踪、进行视频图像异常检测、进行训练以识别关键事件、对监测区域进行动态调整以及对视频数据进行降噪处理均可以通过现有的智能分析算法实现，在此不再赘述。
优选的，步骤S4中，在发射船上进行本地存储，记录整个发射过程的视频数据，能够以备射后短时跟踪、事件分析等需要，包括以下方面：
全程录制：将整个发射过程的视频数据进行全程录制，确保每个阶段的关键事件都被完整记录。
存储容量管理： 使用高容量的本地存储设备，能够应对长时间的录制，同时合理管理存储容量，确保足够的存储空间用于整个发射任务。
时标标记： 在录制的视频数据中加入时标标记，以便在后期分析中准确确定每一帧的时间戳，支持精确的时间线还原。
备份策略： 考虑使用冗余备份策略，确保即使在极端情况下发射船上的存储设备发生故障，仍能够保留关键的监测数据。
根据本发明的另一方面，一种海射火箭视频监测***，该海射火箭视频监测***能够执行海射火箭视频监测方法，包括：
监控终端；所述监控终端设置于若干监测点位上；所述监测点位覆盖发射船前端的目标监控区域；
监控控制终端；所述监控控制终端与所述监控终端电性连接，能够接收所述监控终端的视频数据并对所述监控终端进行控制；所述控制终端包括监测类型控制模块、监测时段控制模块、码率控制模块、智能分析存储模块和通讯模块；
地面测发控***；所述地面测发控***与所述监控控制终端无线通讯连接，能够接收所述监控控制终端发送的视频数据并对所述监控控制终端进行控制。
优选的，所述监测点位包括：火箭全局监测点位、芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位、整流罩外壁面空调连接器监测点位、助推喷管下方监测点位、导流槽上方监测点位和海面无线传输***天线摆放位置监测点位。
火箭全局监测点位：
监测对象：全箭；
监测信息：点火起飞过程；
监测目的：监测箭体点火后起飞离开发射台的全过程；
安装位置：朝向火箭及发射台；
视角数量：4；
监控要求：固定视角、无线传输、后端远程实时监控及存储、发射后可调阅回看；
设备类型：可见光摄像头；
优先级：一级；
监测码率：4Mbps。
整流罩外壁面空调连接器监测点位：
监测对象：整流罩外壁面空调连接器；
监测信息：空调连接器连接状态、空调口盖开闭状态；
监测目的：观察空调连接器脱落是否正常、观察空调口盖是否正常关闭；
安装位置：空调连接器斜侧向；
视角数量：2；
监控要求：固定视角、无线传输、后端远程实时监控及存储、发射后可调阅回看；
设备类型：可见光摄像头；
优先级：二级；
监测码率：2Mbps。
芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位：
监测对象：芯一级脱拔电缆及其后倒装置；
监测信息：脱拔电缆状态；
监测目的：确认脱拔分离状态及后倒是否正常；
安装位置：芯一级脱拔电缆斜侧向；
视角数量：2；
监控要求：固定视角、无线传输、后端远程实时监控及存储、发射后可调阅回看；
设备类型：可见光摄像头；
优先级：一级；
监测码率：4Mbps。
海面无线传输***天线摆放位置监测点位：
监测对象：前端天线；
监测信息：天线位置状态；
监测目的：确保天线安装位置良好；
安装位置：将所有前端天线纳入监视范围；
视角数量： 2；
监控要求：固定视角、无线传输、后端远程实时监控及存储、发射后可调阅回看；
设备类型：可见光摄像头；
优先级：一级；
监测码率：4Mbps。
助推喷管下方监测点位和导流槽上方监测点位的位置基本等同，具体为：
监测对象：助推喷管下方或导流槽上方；
监测信息：点火后燃气尾流；
监测目的：观察燃气尾流温度场分布；
安装位置：II、Ⅲ象限各布置1台；
视角数量：2；
监控要求：固定视角、前端实时记录及存储，不实时传输、发射后可调阅回看；
设备类型：红外热成像仪；
优先级：二级；
监测码率：无，不实时传输。
优选的，所述监测类型控制模块；所述监测类型控制模块能够控制所述监测点位上监控设备的实时监测和用于控制事件触发监测集中监控；
所述监测时段控制模块；所述监测时段控制模块能够控制所述监测点位上的监控设备按照监测触发的时段按照不同参数进行监控；
所述码率控制模块；所述码率控制模块能够根据监测点位的重要性和监测目的设置不同的视频码率；
所述本地存储模块；所述本地存储模块能够对整个发射过程的视频数据进行本地存储；
所述智能分析存储模块；所述智能分析存储模块内部署有智能分析算法，能够在本地对视频数据进行初步处理和分析；
所述通讯模块；所述通讯模块用于所述监控终端、所述监控控制终端以及所述地面测发控***之间的通信连接。
事件识别设定：明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件包括：脱拔瞬间、推进状态变化和空调连接器分离异常。
监测时段设定：针对每个事件，设定监测触发的时段，确保在关键时刻集中进行监控，避免监测信息遗漏。
集中监控中心：建立一个集中监控中心，用于在事件触发时刻进行集中监控。该中心可以汇聚各个监测点位的数据，进行实时分析和响应。
高优先级时段增频： 在事件触发时，增加相关监测点位的监测频率，以提高数据采集密度，确保对关键事件的及时记录。
紧急报警***：在事件触发监测中，建立紧急报警***，一旦监测到特定事件，立即触发报警并通知相关人员，以实现及时响应和决策。
作为本发明的另一个实施例，一种海射火箭视频监测***还包括应急通讯模块；所述应急通讯模块部署在发射船上，能够在主通信***可能出现故障或带宽拥堵情况下进行应急通讯。应急通讯模块旨在确保在关键时刻能够及时、可靠地传输监测数据。
优选的，所述应急通讯模块包括备用频点选择模块、电源供应模块、网络架构模块、自动切换模块和带宽管理策略模块。
备用频点选择模块：部署备用的通信设备，且设置独立的备用频点，以降低因相同故障导致备用***失效的风险。
电源供应模块：采用完全自主的电源供电方式，确保备用通信***具备自主电源供应，可以独立运行，不受主通信***电源故障的影响。配备充足的UPS电源或发电机等设备，以保障在关键时刻持续、稳定地供电。
网络架构模块：搭建独立的网络架构，与主通信***相分离，避免在主通信故障时受到影响。采用多路径传输技术，确保在某一路径故障的情况下，仍能通过其他路径传输监测数据。
自动切换模块：引入自动切换机制，能够在监测到主通信***故障或带宽拥堵时，迅速切换至备用通信***，以保证数据传输的连续性。设定阈值和触发条件，确保切换是基于明确的***状态判定而非误判。
带宽管理策略模块：针对备用通信***，制定灵活的带宽管理策略。根据实际情况调整带宽分配，确保在关键时刻能够优先传输监测数据。使用压缩算法和数据优先级设定，确保在带宽有限的情况下，高优先级监测数据传输的可靠性。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种海射火箭视频监测方法，其特征在于，包括：
对发射任务中的海射火箭在整个发射过程中进行视频监测；
对监测点位的重要性和监测目的，合理设置不同的视频码率，以兼顾画面质量和带宽利用效率；
在发射船上通过图像识别算法和智能分析算法对本地视频数据进行初步处理和分析；
通过地面测发控***的前后端通信将视频数据实时传输至后方，供后方进行实时监控；同时，在发射船上进行本地存储，记录整个发射过程的视频数据；
其中，所述在发射船上通过图像识别算法和智能分析算法对本地视频数据进行初步处理和分析，包括：
通过智能分析算法进行目标识别和追踪，准确辨识监测范围内的目标，并追踪它们的运动轨迹，以确保对目标的连续监测；
通过智能分析算法进行异常检测，识别视频中的异常情况，以为采取应对措施和发出警报做出条件准备；
通过对智能分析算法进行训练，以识别关键事件，关注监测过程中的特定时刻；
通过智能分析算法对监测区域进行动态调整，使其与发射船的运动相匹配，确保在箭体移动过程中一直集中在关键区域进行监测；
通过智能分析算法对视频数据进行降噪处理，去除不必要的信息，以提高监测数据的质量和可读性；
所述对发射任务中的海射火箭在整个发射过程中进行视频监测，包括：
根据发射要求设定关键监控区域,在整个发射过程中对关键监控区域进行实时监测；
进行关键事件识别设定，明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件，关键事件触发后，对关键事件触发时刻进行集中监控；
进行监测时段设定，针对不同的时段设置不同的监测参数；
在进行关键事件识别设定，明确定义并设置发射过程中可能触发监测的关键事件，关键事件触发后，对关键事件触发时刻进行集中监控中，所述关键事件包括：脱拔瞬间、推进状态变化状态和空调连接器分离异常状态；
在根据发射要求设定关键监控区域,对关键监控区域进行实时监测中，设置若干监测点位对所述关键监控区域进行监测；所述监测点位包括：火箭全局监测点位、芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位、整流罩外壁面空调连接器监测点位、助推喷管下方监测点位、导流槽上方监测点位和海面无线传输***天线摆放位置监测点位。
2.一种海射火箭视频监测***，以实现权利要求1所述的海射火箭视频监测方法，其特征在于，包括：
监控终端；所述监控终端设置于若干监测点位上；所述监测点位覆盖发射船前端的目标监控区域；
监控控制终端；所述监控控制终端与所述监控终端电性连接，能够接收所述监控终端的视频数据并对所述监控终端进行控制；所述控制终端包括监测类型控制模块、监测时段控制模块、码率控制模块、智能分析存储模块和通讯模块；
地面测发控***；所述地面测发控***与所述监控控制终端无线通讯连接，能够接收所述监控控制终端发送的视频数据并对所述监控控制终端进行控制。
3.如权利要求2所述的海射火箭视频监测***，其特征在于，所述监测点位包括：火箭全局监测点位、芯一级脱拔电缆及其后倒装置监测点位、整流罩外壁面空调连接器监测点位、助推喷管下方监测点位、导流槽上方监测点位和海面无线传输***天线摆放位置监测点位。
4.如权利要求3所述的海射火箭视频监测***，其特征在于，还包括本地存储模块；所述本地存储模块能够对整个发射过程的视频数据进行本地存储；
其中，所述监测类型控制模块；所述监测类型控制模块能够控制所述监测点位上监控设备的实时监测和用于控制事件触发监测集中监控；
所述监测时段控制模块；所述监测时段控制模块能够控制所述监测点位上的监控设备按照监测触发的时段按照不同参数进行监控；
所述码率控制模块；所述码率控制模块能够根据监测点位的重要性和监测目的设置不同的视频码率；
所述智能分析存储模块；所述智能分析存储模块内部署有智能分析算法，能够在本地对视频数据进行初步处理和分析；
所述通讯模块；所述通讯模块用于所述监控终端、所述监控控制终端以及所述地面测发控***之间的通信连接。
5.如权利要求2所述的海射火箭视频监测***，其特征在于，还包括应急通讯模块；所述应急通讯模块部署在发射船上，能够在主通信***可能出现故障或带宽拥堵情况下进行应急通讯。
6.如权利要求5所述的海射火箭视频监测***，其特征在于，所述应急通讯模块包括备用频点选择模块、电源供应模块、网络架构模块、自动切换模块和带宽管理策略模块。
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