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無(wú)人駕駛車(chē)輛工業(yè)控制遠程數據檢測與視頻監控
一、前言
  當今視頻是一個(gè)高速發(fā)展、日新月異的社會(huì ),社會(huì )安全生產(chǎn)問(wèn)題也是日益復雜、多種多樣,對新型智能交通設備研發(fā)與監控監管工作也要求與時(shí)俱進(jìn),采用新技術(shù)、新方法、新系統來(lái)進(jìn)行合理有效的監管和指導?,F在的無(wú)人智能交通系統日新月異,各種形態(tài)無(wú)人駕駛技術(shù)越來(lái)越越成熟,越來(lái)越走進(jìn)實(shí)用化,我們如何對無(wú)人駕駛技術(shù)試驗段進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,有效管控檢測車(chē)輛的各種實(shí)時(shí)數據,是安全生產(chǎn)與研發(fā)環(huán)節不可回避的問(wèn)題。對目前的工作難點(diǎn)在于無(wú)人車(chē)并無(wú)車(chē)輛駕駛人員,長(cháng)期在車(chē)輛內部安排人員實(shí)現現場(chǎng)監控既浪費資源,也不符合無(wú)人駕駛與管控的初衷,我們特采用《遠程無(wú)線(xiàn)視頻監控系統》對無(wú)人駕駛車(chē)輛進(jìn)行監管。在指揮中心后臺實(shí)時(shí)監控、錄像、查詢(xún)車(chē)輛的所有狀態(tài)。

無(wú)人車(chē)車(chē)載多路高清視頻無(wú)線(xiàn)傳輸設備-深圳安視源無(wú)線(xiàn)車(chē)載系統

二、系統功能介紹
  通過(guò)實(shí)時(shí)視頻無(wú)線(xiàn)傳輸系統,我們將車(chē)輛內工控機的2路高清HDMI車(chē)輛狀態(tài)視頻顯示信號,傳輸至監控中心;同時(shí)將車(chē)輛的4個(gè)全景攝像頭,合成為2路HDMI高清視頻,一并傳輸至監控中心。并在監控中心,對所有4路HDMI視頻信號,進(jìn)行24小時(shí)不間斷錄像,方便后續查詢(xún),調閱。并在錄像機提供相應查詢(xún)接口,可實(shí)現同步多路視頻進(jìn)行查詢(xún)與回放。
  車(chē)輛的遠程控制由已有的車(chē)輛無(wú)線(xiàn)控制和自動(dòng)駕駛系統實(shí)現。
  a) 數字高清無(wú)線(xiàn)視頻傳輸技術(shù)
車(chē)載式四路COFDM無(wú)線(xiàn)圖像發(fā)射機,采用COFDM調制技術(shù),通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將音、視頻信號向外發(fā)射,并采用H.265壓縮技術(shù),實(shí)現單一無(wú)線(xiàn)信道的4路高清1920×1080p60幀實(shí)時(shí)的同步傳輸,屬于最新一代無(wú)線(xiàn)圖像傳輸設備,有便攜式、船載式、車(chē)載式和空中機載式,能實(shí)現在高速運動(dòng)中“非通視條件下”高質(zhì)量圖像的高速實(shí)時(shí)傳輸,在大型的演習、現場(chǎng)新聞采集、實(shí)況轉播、融媒體無(wú)線(xiàn)直播系統、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監控等應用領(lǐng)域中使用戶(hù)獲得意想不到的效果!。該產(chǎn)品使用靈活方便,適合各種應用環(huán)境,可根據需要對設備頻率(1MHz步進(jìn))、功率、調制方式、糾錯方式、保護間隔等多種參數進(jìn)行設置。適用于車(chē)—車(chē)、船—船、車(chē)—固定點(diǎn)、船—固定點(diǎn)、飛機—固定點(diǎn),遠距離高清晰圖像傳輸,也可用做遠距離圖像中繼,配合全向天線(xiàn),空中通視條件下傳輸距離最遠可達50公里以上。

三、 系統組成
  a) 前端設備-工控系統
無(wú)人駕駛車(chē)輛工控主機,可以直接接入車(chē)輛的控制系統,檢測與顯示所有車(chē)輛的所有實(shí)時(shí)狀態(tài):電壓、車(chē)速、車(chē)輛位置、溫度、各種機電數據等
無(wú)人車(chē)車(chē)載嵌入式工控機
無(wú)人車(chē)車(chē)載嵌入式工控機
  工控機的2路HDMI車(chē)輛顯示狀態(tài)數據,我們需要通過(guò)高清無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸系統,傳輸至1公里的監控中心。

  b) 前端設備-攝像機系統
在車(chē)輛安裝4個(gè)高清全景攝像頭,實(shí)現車(chē)輛四周360度實(shí)時(shí)視頻監控,四路監控視頻信號,通過(guò)視頻轉換或解碼成兩路HDMI視頻信號,再接入到無(wú)線(xiàn)發(fā)射機HDMI接口。接口支持最大1920×1080分辨率。
車(chē)載多路攝像頭合成全景畫(huà)面
車(chē)載多路攝像頭合成全景畫(huà)面
  車(chē)載多個(gè)全景攝像機,采用車(chē)輛四周攝像頭分布安裝,并通過(guò)拼接融合等技術(shù)形成全景360度無(wú)死角視頻信號。
  高清網(wǎng)絡(luò )攝像機,可以配置配套的硬件解碼裝置,實(shí)現從網(wǎng)絡(luò )攝像機到HDMI視頻接口的轉換。

  c) 視頻傳輸
  i. 發(fā)射部分
  采用高效壓縮H.265新數字視頻編碼標準,同一信道可以同步實(shí)時(shí)傳輸四路1080P 高清視頻,清晰度達到全高清HD1080P畫(huà)質(zhì),分辨率達到(1920*1080兼容1080I、720P、480P及標清)。
  發(fā)射到接收,端到端時(shí)延不大于350毫秒。
車(chē)載多路定制AHD和HDMI高清視頻發(fā)射機
車(chē)載多路定制AHD和HDMI高清視頻發(fā)射機
  1. COFDM抗電磁干擾性能
  對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾及信號波形間的干擾性能優(yōu)越,通過(guò)各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼,具有很強的抗衰落能力。在單載波系統中(如數字微波,擴頻微波等),單個(gè)衰落或干擾能夠導致整個(gè)通信鏈路失敗,但是在多載波 COFDM 系統中,僅僅有很小一部分子載波會(huì )受到干擾,并且這些子信道還可以采用糾錯碼來(lái)進(jìn)行糾錯,確保傳輸的低誤碼率。
  2. COFDM抗多徑衰落性能
  可以有效地對抗信號波形間的干擾,適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數據傳輸。當信道中因為多徑傳輸而出現頻率選擇性衰落時(shí),只有落在頻帶凹陷處的子載波以及其攜帶的信息受影響,其他的子載波未受損害,因此系統總的誤碼率性能要好得多。
  ii. 中心接收部分
  1. 接收天線(xiàn)
  天線(xiàn)是系統發(fā)送、接收電磁波信號的媒介,決定了系統能否發(fā)揮其最大效能。 
  系統前端發(fā)射部分采用車(chē)載鞭狀吸盤(pán)天線(xiàn),中心接收部分可采用兩種天線(xiàn):玻璃鋼桿狀天線(xiàn)和八木天線(xiàn)(選配,用于補償特殊方向或角度的接信號)。選用何種天線(xiàn)一般由現場(chǎng)技術(shù)人員根據傳輸距離的要求和接收端的條件決定?;驹瓌t是:遠距離、固定端一般采用玻璃鋼桿狀天線(xiàn),一方面可以獲得較大的系統增益,另一方面也便于系統規劃配置;機動(dòng)端一般采用吸盤(pán)鞭狀天線(xiàn),便于安裝,使用靈活,受環(huán)境的制約較少。 
  本系統的接收機具有分集接收功能,為了保證更大發(fā)揮系統的功能,提高傳輸距離,接收端可采用分集接收模式。在使用吸盤(pán)鞭狀天線(xiàn)時(shí),可采用兩根相同的天線(xiàn)隔開(kāi)一定的距離(1.5米以上);在使用玻璃鋼桿狀天線(xiàn)時(shí),可采用一根全向天線(xiàn)、另外用一根八木定向天線(xiàn)對準待接收的方向。
        車(chē)載多路定制AHD和HDMI高清視頻傳輸系統控制中心樓頂接收設備
車(chē)載多路定制AHD和HDMI高清視頻傳輸系統控制中心樓頂接收設備
  
 
  2. 接收機
  高清視頻解碼,采用與發(fā)射配套的解碼算法,采用目前最優(yōu)的H.265編碼解碼技術(shù),接收機可以同時(shí)支持同一信道頻率,解碼四路1080P高清視頻。滿(mǎn)足無(wú)人駕駛車(chē)輛工控機和監控視頻高清傳輸要求。
 
  接收機主要實(shí)現將從空中接收到的信號解調還原成視頻、音頻信號,然后轉換為視頻、音頻信號進(jìn)行輸出,是本系統的核心設備。接收機采用標準機箱設計,方便安裝使用。輸出視頻通過(guò)HDMI切換,再接入監控中心大屏系統。同時(shí)接收機輸出SDI高清信號,用于接入4路SDI高清錄像系統。
 
  d) 控制中心
  i. 視頻顯示設備
  隨著(zhù)液晶的普及,其在個(gè)人娛樂(lè )及有限空間監控方面的靈活方便得到了充分體現。但是在一些大型的工程現場(chǎng)和公共娛樂(lè )場(chǎng)所以及公共安全監控方面,大面積圖像顯示,多視角監控,公共事件集中監控協(xié)調等新的應用環(huán)境要求液晶顯示能突破其單一顯示面積有限的局限。于是,液晶拼接幕墻應運而生。
  液晶顯示大屏,視頻源采用HDMI、AV、VGA、DVI等多種兼容接口的大屏面板,最大支持單屏4K高清顯示,并配合切換觸摸屏控制器,采用多屏屏接技術(shù),實(shí)現多屏、單屏、畫(huà)中畫(huà),等任意組合切換。方便用戶(hù)操作與控制??蓪?shí)現將任意工控機狀態(tài)視頻、攝像頭視頻、錄像回放視頻,按需切換,放大,縮小等操作。
無(wú)人車(chē)多路視頻傳輸控制中心設備
無(wú)人車(chē)多路視頻傳輸控制中心設備
 
  ii. 視頻記錄錄像設備
  視頻記錄
  采用基于嵌入式的新一代高清數字硬盤(pán)錄像機,至少支持四路HD-SDI的錄像主機,支持HD-SDI標準,配合高清無(wú)線(xiàn)微波接收解碼設備,數字攝像機可實(shí)現高清1080p實(shí)時(shí)編碼與錄像。它既可本地獨立實(shí)現高清監控,也可聯(lián)網(wǎng)組成一個(gè)強大的安全防范系統,以適應視頻監控數字化、網(wǎng)絡(luò )化、高清化的需求。
  嵌入式網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機可廣泛應用于對高清和網(wǎng)傳延時(shí)要求高的金融、交通、公安、電信、教育、電力等行業(yè)的安全防范。
  錄像主機并支持多路網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn),并提依據權限供按IP地址/通道/日期等方式訪(fǎng)問(wèn)錄像機錄像資源。
  所有通道錄像時(shí)間,應不小于30天,系統自動(dòng)循環(huán)錄像。
 
  e) 系統結構圖
無(wú)人車(chē)多路視頻傳輸系統結構圖
無(wú)人車(chē)多路視頻傳輸系統結構圖
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