本发明涉及无人艇，特别是一种网络资源受限下无人艇视频传输系统及方法。
背景技术：
1、在无人艇等无人船舶应用中，实时视频传输对于监控、导航和决策至关重要。在海域环境中，网络信号往往不稳定，受到天气、海流等因素的影响。网络环境不稳定或带宽不足时，经常会导致视频传输过程中出现画面卡顿质量下降，延迟增大影响实时性等问题。画面卡顿往往是由于网络丢包所引起的，同时由于受到网络拥塞、信号干扰等因素的影响，视频数据的传输延迟较高，无法满足实时性要求。这对于无人艇等应用场景来说，可能会导致操作员无法及时获取到实时的视频信息，从而影响了操作的准确性和及时性。
2、针对无人艇作业过程中网络受限导致的回传画面卡顿质量下降问题，目前主流的方法是基于网络参数选择丢包重传和前向纠错技术(fec)。丢包重传机制：当检测到丢失数据包时，通过向发送端请求重新发送数据包来补偿丢包。虽然可以保证数据完整性，但因为需要接收端反馈给发送端后发送端重新发送视频数据包这会增加额外的时间，如果网络状态持续丢包再进行重发会造成网络拥塞和视频延迟增大。fec技术：通过在数据编码传输后引入一定量的冗余数据再进行发包，以便在接收端发生数据包丢失后，仍能通过冗余数据进行恢复，从而减少丢包对视频质量的影响，但这就意味着需要额外的带宽来传输这些冗余信息，增加了带宽开销，这对本来就带宽不足的网络传输系统带来更坏的效果。
3、针对无人艇作业过程中因为网络受限导致的传输延时增大问题，目前主要采用的解决方法包括端对端实时流控制机制rap和使用内容分发网络(cdn)技术。rap算法：它采用加性增乘性减算法的原理对传输速率进行调整从而减少时延，此算法简捷在实践中取得良好效果。但从rap的算法可以分析出，当按照rap算法模型进行码率预测时，由于计算结果过度依赖于a和b参数的选择，并且参数不具有可调节性，很有可能会带来突然、大幅度的码率改变，导致视频码率调整频繁，进而降低视频质量。cdn技术：利用内容分发网络(cdn)技术，将数据缓存到离用户较近的节点，从而减少数据传输的延迟。但是，cdn技术可能存在成本较高和部署复杂等问题。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种网络资源受限下无人艇视频传输系统及方法，能够自适应的选择码率控制算法，确保在不同的网络状态下能够有效传递视频数据。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：初始化编码参数及码率；
4、步骤s2：基于rtcp协议获取接收端发送的rr包，并解析rr包得到网络参数，其中所述网络参数包括：丢包率、链路回环时间、音视频数据包的实际时长、数据包的大小；
5、步骤s3：对丢包率、链路回环时间进行平滑处理，分别得到第一参数与第二参数；
6、步骤s4：基于第一参数以及丢包情况选择丢包回传策略或调节码率；
7、步骤s5：判断视频传输是否结束，若没有结束，则重复执行步骤s2～s4，直至视频传输结束。
8、优选的，所述步骤s3中对丢包率平滑处理具体如下：
9、
10、其中α为滤波系数、上一时刻的第一参数、l为rr包内解析得到的丢包率；
11、对链路回环时间平滑处理具体如下：
12、
13、其中，β为平滑系数，为上一次链路回环时间预测值，trtt为当前实际链路回环时间。
14、优选的，所述步骤s4的具体步骤如下：
15、根据第一参数与第二参数获取丢包重传时间；
16、判断丢包重传时间是否大于时间阈值，若大于，则调节码率，若小于，则根据丢包率和链路回环时间选择丢包回传的策略。
17、优选的，所述根据第一参数与第二参数获取丢包重传时间的具体公式如下：
18、
19、其中和分别为第一参数与第二参数，trtt为实际链路回环时间。
20、优选的，调节码率的具体步骤如下：
21、使用编码器设置默认的码率rd除以发送的数据包大小sd，得到期望发送时长te；
22、获取音视频数据包的实际时长tr；
23、判断音视频数据包的实际时长tr与期望发送时长te之间的差值是否大于偏差允许范围，若大于，则引入自增变量，当自增变量大于数量阈值后，使用改进rap算法以对网络状态的码率进行调节；若小于，则不调节。
24、优选的，使用改进rap算法以对网络状态的码率进行调节具体如下：
25、
26、其中a为速率增量(a>0)，b为乘性减小因子(0<b<1),lmax和lmin分别为丢包率最大临界值和丢包率最小临界值，rn-1为上一个时刻的码率，rmax和rmin分别为最大码率和最小码率，trttmin和trttmax分别为链路回环时间最小阈值和链路回环时间最大阈值，c为减数因子，sth为在预设时间内获取的码率，sn表示预期码率即编码器初始化的码率，d为除数因子。
27、优选的，根据丢包率和链路回环时间选择丢包回传的策略的规则如下：
28、当且时，使用nack重传策略将丢失的数据包重新发送给接收端；
29、当且且且时，采用fec冗余编码将影响视频质量的如i帧发送到接收端，剩余的帧通过nack重传机制发送到接收端；
30、当且时，停止使用nack重传机制，并使用fec编码保护丢失的数据包。
31、一种网络资源受限下无人艇视频传输系统包括：初始化模块、解析模块、平滑处理模块以及调节模块；
32、所述初始化模块用于初始化编码参数及码率；
33、所述解析模块用于基于rtcp协议获取接收端发送的rr包，并解析rr包得到网络参数；
34、所述平滑处理模块用于对丢包率、链路回环时间进行平滑处理，分别得到第一参数与第二参数；
35、所述调节模块用于基于第一参数以及丢包情况选择丢包回传策略或调节码率，直至视频传输结束。
36、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本发明设计通过滤波平滑网络参数，保证网络数据可靠性并依据优化后的网络参数选择不同的丢包恢复算法，使系统能够根据网络带宽的变化实时调整丢包恢复策略从而保障视频传输质量，保证视频传输的稳定性；同时实时检测数据包发送时间，结合网络状态判断是否满足预设条件做出改变，提出自适应码率控制算法，通过改进后的rap算法改变视频码率和编码参数且保证视频质量的前提下，保证视频传输的低延时性。
1.一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，所述步骤s3中对丢包率平滑处理具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，所述步骤s4的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，调节码率的具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，使用改进rap算法以对网络状态的码率进行调节具体如下：
7.根据权利要求5所述的一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，其特征在于，根据丢包率和链路回环时间选择丢包回传的策略的规则如下：
8.一种网络资源受限下无人艇视频传输系统，其特征在于，使用权利要求1～7任一项所述一种网络资源受限下无人艇视频传输方法，包括：初始化模块、解析模块、平滑处理模块以及调节模块；
