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机载视频流回传+编解码方案

news 来源：原创 2025/5/17 9:23:22

无线网络，低带宽场景。不能直接转发ROS raw image（10MB/s+），而要压缩（编码）后再传输。可以用rtsp的udp传输或者直接传输话题，压缩方法有theora（ROS image_transport默认支持，软件编解码）或者h264（自己用gstreamer/ffmpeg/opencv写，并结合实际可用的硬件编码器进行编码）

视频流来源	发送方案	接收方案	优点	缺点
rtsp + h264已编码（IP摄像头）	转发rtsp推流	rtsp拉流 + h264解码（gstreamer/ffmpeg）	无额外开销	无法再压缩、修改画面
rtsp + h264已编码（IP摄像头）	rtsp拉流 + h264解码（此处应有ROS image话题）+ h264编码（gstreamer） + rtsp推流	rtsp拉流 + h264解码（gstreamer/ffmpeg）	在原rtsp h264流基础上可以再压缩	需要额外编码
ROS话题	image_transport republish （已经是的可省略） + 传输theora话题	接收theora话题 + image_transport解码 + republish image话题（仅rqt查看可省略）	通用	软件编码;无硬件加速
ROS话题	h264编码（gstreamer） + rtsp推流	rtsp拉流 + h264解码（gstreamer/ffmpeg）	硬件加速	专用

image_transport republish：输入话题是sensor_msgs/Image类型的，输出压缩的各类话题（compressed和theora默认），适用于image_raw话题不是由image_transport产生的情况。

rosrun image_transport republish raw in:=/usb_cam/image_raw out:=/usb_cam/image_raw/theora

image_transport republish：输入话题是theora压缩过的，输出解压的raw话题

rosrun image_transport republish theora in:=camera/image raw out:=camera/image_decompressed

结论

1. 读取摄像头方案

如果是usb/csi摄像头，一般会有驱动，realsense driver或者usb_cam或者gscam，最好有用到硬件解码的，发布出ROS话题。
如果是rtsp流且h264压缩了的网络摄像头（吊舱），需要用opencv / gstreamer / ffmpeg读取rtsp流，解码，再发布出ROS话题。最好解码用到硬件解码器。

2. 机载推流（发送）方案

最推荐：读取ROS话题，用opencv / gstreamer / ffmpeg进行h264编码，最好用硬件编码器。然后用gstreamer推送rtsp流。需要自己写程序。
最简单：如果摄像头是rtsp流的且h264压缩的合适，可以不经过解码编码，直接转发这路rtsp流到地面端。之所以要转发而不是直接用这路rtsp流，是因为这路rtsp应该是用于机载读取发布ROS话题，可能不能再给地面端拉流。这种方法缺点是无法控制压缩参数，而且无法显示程序处理后的图像（比如加上一些识别框的图）。
方便调试（此法注意theora话题刚订阅时会发送header一次，必须要传输到接收端）：读取ROS话题，用image_transport republish产生theora话题（已经有的不需要），然后用swarm_ros_bridge转发theora话题到地面站。问题是theora编码是软件cpu的，用不了硬件加速，地面站看到的视频可能延迟比较大，同时swarm_ros_bridge建立连接后暂时不支持取消，地面端只能杀掉swarm_ros_bridge节点来停止传输。关于theora，可以查看：usb_cam ros包话题说明，image transport包使用-CSDN博客

3. 地面端拉流（接收）方案

最推荐：ubuntu上apt安装vlc播放器，直接可以看rtsp流。
方便调试：rqt_image_view或者rviz查看theora话题。关于theora，可以查看：usb_cam ros包话题说明，image transport包使用-CSDN博客
用opencv / gstreamer / ffmpeg读取rtsp流，解码，写QT显示窗口，可以加入点选等功能。

相关资源：

rocon_rtsp_camera_relay：读取rtsp流，发布ROS图像话题（网络摄像头ROS驱动、拉流）

rocon_rtsp_camera_relay - ROS Wiki第八章.ROS-RTSP流相机功能包 - HOMER图数传

gscam：gstramer读取usb/web camera，发布ROS图像话题（网络摄像头ROS驱动、拉流）

rtsp拉流+nvv4l2decoder解码+发布ROS图像话题（网络摄像头ROS驱动、拉流）

video_stream_opencv 发布ROS图像话题（网络摄像头ROS驱动、拉流）

读取ROS图像话题+omxh264enc编码+gstreamer rtsp推流（发送方案）低延时

ros_rtsp读取ROS话题+gstreamer rtsp推流（发送方案）

ffmpeg_image_transport（ROS image和ffmpeg压缩解压的转换）

rtsp_image_transport（ROS image和rtsp流的转换，拉流、推流）

rtsp拉流方法（地面端、rtsp拉流ROS驱动）

发送端：RTSP 流重新封装并转发

结论

1. 读取摄像头方案

2. 机载推流（发送）方案

3. 地面端拉流（接收）方案

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rocon_rtsp_camera_relay - ROS Wiki
第八章.ROS-RTSP流相机功能包 - HOMER图数传