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工程案例
無人駕駛車輛工業(yè)控制遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢測與視頻監(jiān)控
一、前言
當(dāng)今視頻是一個高速發(fā)展、日新月異的社會，社會安全生產(chǎn)問題也是日益復(fù)雜、多種多樣，對新型智能交通設(shè)備研發(fā)與監(jiān)控監(jiān)管工作也要求與時俱進(jìn)，采用新技術(shù)、新方法、新系統(tǒng)來進(jìn)行合理有效的監(jiān)管和指導(dǎo)。現(xiàn)在的無人智能交通系統(tǒng)日新月異，各種形態(tài)無人駕駛技術(shù)越來越越成熟，越來越走進(jìn)實(shí)用化，我們?nèi)绾螌o人駕駛技術(shù)試驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，有效管控檢測車輛的各種實(shí)時數(shù)據(jù)，是安全生產(chǎn)與研發(fā)環(huán)節(jié)不可回避的問題。對目前的工作難點(diǎn)在于無人車并無車輛駕駛?cè)藛T，長期在車輛內(nèi)部安排人員實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控既浪費(fèi)資源，也不符合無人駕駛與管控的初衷，我們特采用《遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)》對無人駕駛車輛進(jìn)行監(jiān)管。在指揮中心后臺實(shí)時監(jiān)控、錄像、查詢車輛的所有狀態(tài)。
二、系統(tǒng)功能介紹
通過實(shí)時視頻無線傳輸系統(tǒng)，我們將車輛內(nèi)工控機(jī)的2路高清HDMI車輛狀態(tài)視頻顯示信號，傳輸至監(jiān)控中心；同時將車輛的4個全景攝像頭，合成為2路HDMI高清視頻，一并傳輸至監(jiān)控中心。并在監(jiān)控中心，對所有4路HDMI視頻信號，進(jìn)行24小時不間斷錄像，方便后續(xù)查詢，調(diào)閱。并在錄像機(jī)提供相應(yīng)查詢接口，可實(shí)現(xiàn)同步多路視頻進(jìn)行查詢與回放。
車載多路攝像頭合成全景畫面
c) 視頻傳輸
車載多路定制AHD和HDMI高清視頻發(fā)射機(jī)
無人車多路視頻傳輸控制中心設(shè)備
當(dāng)今視頻是一個高速發(fā)展、日新月異的社會，社會安全生產(chǎn)問題也是日益復(fù)雜、多種多樣，對新型智能交通設(shè)備研發(fā)與監(jiān)控監(jiān)管工作也要求與時俱進(jìn)，采用新技術(shù)、新方法、新系統(tǒng)來進(jìn)行合理有效的監(jiān)管和指導(dǎo)。現(xiàn)在的無人智能交通系統(tǒng)日新月異，各種形態(tài)無人駕駛技術(shù)越來越越成熟，越來越走進(jìn)實(shí)用化，我們?nèi)绾螌o人駕駛技術(shù)試驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，有效管控檢測車輛的各種實(shí)時數(shù)據(jù)，是安全生產(chǎn)與研發(fā)環(huán)節(jié)不可回避的問題。對目前的工作難點(diǎn)在于無人車并無車輛駕駛?cè)藛T，長期在車輛內(nèi)部安排人員實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控既浪費(fèi)資源，也不符合無人駕駛與管控的初衷，我們特采用《遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)》對無人駕駛車輛進(jìn)行監(jiān)管。在指揮中心后臺實(shí)時監(jiān)控、錄像、查詢車輛的所有狀態(tài)。
二、系統(tǒng)功能介紹
通過實(shí)時視頻無線傳輸系統(tǒng)，我們將車輛內(nèi)工控機(jī)的2路高清HDMI車輛狀態(tài)視頻顯示信號，傳輸至監(jiān)控中心；同時將車輛的4個全景攝像頭，合成為2路HDMI高清視頻，一并傳輸至監(jiān)控中心。并在監(jiān)控中心，對所有4路HDMI視頻信號，進(jìn)行24小時不間斷錄像，方便后續(xù)查詢，調(diào)閱。并在錄像機(jī)提供相應(yīng)查詢接口，可實(shí)現(xiàn)同步多路視頻進(jìn)行查詢與回放。
車輛的遠(yuǎn)程控制由已有的車輛無線控制和自動駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
a) 數(shù)字高清無線視頻傳輸技術(shù)
車載式四路COFDM無線圖像發(fā)射機(jī)，采用COFDM調(diào)制技術(shù)，通過無線方式將音、視頻信號向外發(fā)射，并采用H.265壓縮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單一無線信道的4路高清1920×1080p60幀實(shí)時的同步傳輸，屬于最新一代無線圖像傳輸設(shè)備，有便攜式、船載式、車載式和空中機(jī)載式，能實(shí)現(xiàn)在高速運(yùn)動中“非通視條件下”高質(zhì)量圖像的高速實(shí)時傳輸，在大型的演習(xí)、現(xiàn)場新聞采集、實(shí)況轉(zhuǎn)播、融媒體無線直播系統(tǒng)、實(shí)時動態(tài)監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域中使用戶獲得意想不到的效果！。該產(chǎn)品使用靈活方便，適合各種應(yīng)用環(huán)境，可根據(jù)需要對設(shè)備頻率（1MHz步進(jìn)）、功率、調(diào)制方式、糾錯方式、保護(hù)間隔等多種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。適用于車—車、船—船、車—固定點(diǎn)、船—固定點(diǎn)、飛機(jī)—固定點(diǎn)，遠(yuǎn)距離高清晰圖像傳輸，也可用做遠(yuǎn)距離圖像中繼，配合全向天線，空中通視條件下傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里以上。
三、 系統(tǒng)組成
a) 前端設(shè)備-工控系統(tǒng)
三、 系統(tǒng)組成
a) 前端設(shè)備-工控系統(tǒng)
無人駕駛車輛工控主機(jī)，可以直接接入車輛的控制系統(tǒng)，檢測與顯示所有車輛的所有實(shí)時狀態(tài)：電壓、車速、車輛位置、溫度、各種機(jī)電數(shù)據(jù)等
無人車車載嵌入式工控機(jī)
工控機(jī)的2路HDMI車輛顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)，我們需要通過高清無線實(shí)時傳輸系統(tǒng)，傳輸至1公里的監(jiān)控中心。
b) 前端設(shè)備-攝像機(jī)系統(tǒng)
在車輛安裝4個高清全景攝像頭，實(shí)現(xiàn)車輛四周360度實(shí)時視頻監(jiān)控，四路監(jiān)控視頻信號，通過視頻轉(zhuǎn)換或解碼成兩路HDMI視頻信號，再接入到無線發(fā)射機(jī)HDMI接口。接口支持最大1920×1080分辨率。
車載多路攝像頭合成全景畫面
車載多個全景攝像機(jī)，采用車輛四周攝像頭分布安裝，并通過拼接融合等技術(shù)形成全景360度無死角視頻信號。
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可以配置配套的硬件解碼裝置，實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)到HDMI視頻接口的轉(zhuǎn)換。
c) 視頻傳輸
i. 發(fā)射部分
采用高效壓縮H.265新數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，同一信道可以同步實(shí)時傳輸四路1080P 高清視頻，清晰度達(dá)到全高清HD1080P畫質(zhì)，分辨率達(dá)到（1920*1080兼容1080I、720P、480P及標(biāo)清）。
發(fā)射到接收，端到端時延不大于350毫秒。
車載多路定制AHD和HDMI高清視頻發(fā)射機(jī)
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，通過各個子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力。在單載波系統(tǒng)中（如數(shù)字微波，擴(kuò)頻微波等），單個衰落或干擾能夠?qū)е抡麄€通信鏈路失敗，但是在多載波 COFDM 系統(tǒng)中，僅僅有很小一部分子載波會受到干擾，并且這些子信道還可以采用糾錯碼來進(jìn)行糾錯，確保傳輸?shù)牡驼`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(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)信道中因?yàn)槎鄰絺鬏敹霈F(xiàn)頻率選擇性衰落時，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(tǒng)總的誤碼率性能要好得多。
ii. 中心接收部分
1. 接收天線
天線是系統(tǒng)發(fā)送、接收電磁波信號的媒介，決定了系統(tǒng)能否發(fā)揮其最大效能。
系統(tǒng)前端發(fā)射部分采用車載鞭狀吸盤天線，中心接收部分可采用兩種天線：玻璃鋼桿狀天線和八木天線（選配，用于補(bǔ)償特殊方向或角度的接信號）。選用何種天線一般由現(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)傳輸距離的要求和接收端的條件決定。基本原則是：遠(yuǎn)距離、固定端一般采用玻璃鋼桿狀天線，一方面可以獲得較大的系統(tǒng)增益，另一方面也便于系統(tǒng)規(guī)劃配置；機(jī)動端一般采用吸盤鞭狀天線，便于安裝，使用靈活，受環(huán)境的制約較少。
本系統(tǒng)的接收機(jī)具有分集接收功能，為了保證更大發(fā)揮系統(tǒng)的功能，提高傳輸距離，接收端可采用分集接收模式。在使用吸盤鞭狀天線時，可采用兩根相同的天線隔開一定的距離（1.5米以上）；在使用玻璃鋼桿狀天線時，可采用一根全向天線、另外用一根八木定向天線對準(zhǔn)待接收的方向。
車載多路定制AHD和HDMI高清視頻傳輸系統(tǒng)控制中心樓頂接收設(shè)備
2. 接收機(jī)
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(jī)可以同時支持同一信道頻率，解碼四路1080P高清視頻。滿足無人駕駛車輛工控機(jī)和監(jiān)控視頻高清傳輸要求。
接收機(jī)主要實(shí)現(xiàn)將從空中接收到的信號解調(diào)還原成視頻、音頻信號，然后轉(zhuǎn)換為視頻、音頻信號進(jìn)行輸出，是本系統(tǒng)的核心設(shè)備。接收機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱設(shè)計(jì)，方便安裝使用。輸出視頻通過HDMI切換，再接入監(jiān)控中心大屏系統(tǒng)。同時接收機(jī)輸出SDI高清信號，用于接入4路SDI高清錄像系統(tǒng)。
d) 控制中心
i. 視頻顯示設(shè)備
隨著液晶的普及，其在個人娛樂及有限空間監(jiān)控方面的靈活方便得到了充分體現(xiàn)。但是在一些大型的工程現(xiàn)場和公共娛樂場所以及公共安全監(jiān)控方面，大面積圖像顯示，多視角監(jiān)控，公共事件集中監(jiān)控協(xié)調(diào)等新的應(yīng)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(yīng)運(yùn)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(xiàn)多屏、單屏、畫中畫，等任意組合切換。方便用戶操作與控制?？蓪?shí)現(xiàn)將任意工控機(jī)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。
無人車多路視頻傳輸控制中心設(shè)備
ii. 視頻記錄錄像設(shè)備
視頻記錄
采用基于嵌入式的新一代高清數(shù)字硬盤錄像機(jī)，至少支持四路HD-SDI的錄像主機(jī)，支持HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)，配合高清無線微波接收解碼設(shè)備，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)可實(shí)現(xiàn)高清1080p實(shí)時編碼與錄像。它既可本地獨(dú)立實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)控，也可聯(lián)網(wǎng)組成一個強(qiáng)大的安全防范系統(tǒng)，以適應(yīng)視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化的需求。
嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)可廣泛應(yīng)用于對高清和網(wǎng)傳延時要求高的金融、交通、公安、電信、教育、電力等行業(yè)的安全防范。
錄像主機(jī)并支持多路網(wǎng)絡(luò)訪問，并提依據(jù)權(quán)限供按IP地址/通道/日期等方式訪問錄像機(jī)錄像資源。
所有通道錄像時間，應(yīng)不小于30天，系統(tǒng)自動循環(huán)錄像。
e) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
無人車多路視頻傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
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