CN106878689A - 一种车载监控系统 - Google Patents
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Abstract
本申请的目的是提供一种车载监控系统，该系统包括：车载监控设备，安装于自动驾驶车辆控制柜内，分别与通讯天线、摄像头以及存储器连接，用于通过通讯天线实时采集摄像头输出的视频数据，进行视频处理，并将其存储于存储器中；通讯天线，安装于自动驾驶车辆车顶，是车载监控设备的4G网络天线，用于车载监控设备与摄像头之间的网络通讯；摄像头，安装于自动驾驶车辆上，用于视频录制，实时拍摄车辆周边环境情况，传输视频数据至车载监控设备；存储器，安装于车载监控设备的硬盘盒中，用于存储所有采集的数据。本申请可同时监控多辆自动驾驶车辆，实时知晓车辆状态、位置、周围环境等信息，节省人力财力。
Description
技术领域
本申请涉及数字监控技术领域，尤其涉及一种车载监控系统，该系统可广泛应用于各类乘用车、商用车，特别适用于自动驾驶车辆的远程监控系统。
背景技术
随着车载通信技术和相关应用研究的长足进展，汽车再也不独立于通信网络以外。得益于无线通信技术的发展，以车辆作为一个终端，将终端与服务端互相连接起来组成网络，形成车联网。在我国，目前车联网发展的基本目标是实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。
现有基于蜂窝网络的远程监控系统，通过对汽车网络信息和传感器数据的获取，向服务器传输采集到的车辆相关信息，为用户提供实时速度、平均速度、行驶时间、总里程、车内外温度等信息，并且根据相关的汽车零部件电子设备反馈的信号来进行实时故障诊断，用户能够实时掌握车辆的运行情况，使人、车、路三者紧密协调，为车辆的运营、维护提供快速的安全保障。
然而，现有的车辆远程监控系统虽具有监控车辆的车辆运行状态、故障、定位、视音频等功能，但不能完全适应自动驾驶车辆的监控需求。首先，现有车辆远程监控系统主要用于常规车辆，不需要与整车控制器进行交互，不具有操控车辆的权限。其次，现有车辆远程监控系统对数据传输的实时性要求较低，而适用于自动驾驶车辆的远程监控系统需要保证高的实时性。最后，现有车辆远程监控系统以硬盘存储为主，只会发送必要的信息到服务器，而适用于自动驾驶车辆的远程监控系统需要发送大量的汽车状态数据和环境视频数据，确保后台最大限度地了解自动驾驶车辆的状况。因此，如何设计一种可同时监控多辆自动驾驶车辆，实时知晓车辆状态，位置，周围环境等信息的车载监控系统已成为迫切的需求。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种具有高清晰度、低延时，既能保证监测需求，又能节省不必要的流量损耗的车载监控系统，解决现有车载远程监控系统存在的实时性较差、远程传输数据量较小等缺陷。
根据本申请的一个方面，提供了一种车载监控系统，该系统包括：
车载监控设备，安装于自动驾驶车辆控制柜内，分别与通讯天线、摄像头以及存储器连接，用于通过通讯天线实时采集摄像头输出的视频数据，进行视频处理，并将其存储于存储器中；
通讯天线，安装于自动驾驶车辆车顶，是车载监控设备的4G网络天线，用于车载监控设备与摄像头之间的网络通讯；
摄像头，安装于自动驾驶车辆上，用于视频录制，实时拍摄车辆周边环境情况，传输视频数据至车载监控设备；
存储器，安装于车载监控设备的硬盘盒中，用于存储所有采集的数据。
进一步地，上述车载监控系统中，还包括：CAN总线，与所述车载监控设备连接，所述车载监控设备通过CAN总线读取自动驾驶车辆CAN网络中的报文，获取车辆运行状态信息和车辆定位信息。
进一步地，上述车载监控系统中，所述车辆定位信息由北斗定位设备输出。
进一步地，上述车载监控系统中，所述CAN总线波特率为250kbps或500kbps。
进一步地，上述车载监控系统中，所述车载监控设备，包括主控模块、远程通信模块以及视频处理模块。
进一步地，上述车载监控系统中，所述主控模块包括微处理器、内存单元、网络处理单元、电源管理单元、音频处理单元、晶振及外围。
进一步地，上述车载监控系统中，所述微处理器采用进阶精简指令集机器ARM处理器。
进一步地，上述车载监控系统中，所述车载监控设备包括但不限于以下一种或多种接口：CAN接口、USB接口、SMA接口以及GX12-4接口。
进一步地，上述车载监控系统中，所述摄像头包括4个广角摄像头，分别安装于自动驾驶车辆的前、后、左、右四个方位。
进一步地，上述车载监控系统中，所述4个广角摄像头通过5至10米的线束与车载监控设备连接，并由车载监控设备对其供电。
进一步地，上述车载监控系统中，所述存储器是抗震移动硬盘，所述抗震移动硬盘的存储容量不小于2TB。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线是高增益天线，增益9dBi，用于增强车载监控设备的4G网络信号。
进一步地，上述车载监控系统中，所述高增益天线，通过吸盘方式安装于自动驾驶车辆车顶。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线高度为280mm。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线驻波比小于等于1.5。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线连接有天线馈线，所述天线馈线长度为3m。
进一步地，上述车载监控系统中，所述天线馈线输入阻抗为50Ω。
与现有技术相比，本申请提供了一种可应用于自动驾驶车辆的车载监控系统，包括车载监控设备、摄像头、通讯天线和存储器。车载监控设备安装于自动驾驶车辆控制柜内，分别与通讯天线、摄像头以及存储器连接，通过通讯天线实时采集摄像头输出的视频数据，进行视频处理，并将其存储于存储器中；本申请车载监控设备具有远程操控车辆权限，数据传输实时性高，可以发送大量的实时汽车状态数据和环境视频数据。通讯天线，安装于自动驾驶车辆车顶，是车载监控设备的4G网络天线，用于车载监控设备与摄像头之间的网络通讯；由于自动驾驶车辆的远程监控系统要求实时数据传输量大，因此，本申请安装了外置车顶天线用于网络通讯。摄像头，安装于自动驾驶车辆上，用于视频录制，实时拍摄车辆周边环境情况，传输视频数据至车载监控设备；与现有车辆远程监控系统中的摄像头主要记录关键部分数据，并存储在移动硬盘中，无须实时传输至服务器不同，本申请利用摄像头记录车辆360度视频数据，并实时存储，实时传输至服务器，根据网络信号强度调节传输视频帧数。存储器，安装于车载监控设备的硬盘盒中，用于存储所有采集的数据，在保证较好的抗震性能下，方便安装拆卸。本申请支持视频实时远程监控，具有高清晰度、低延时等优点。本申请通过后台人员或车载监控设备的请求，可开启或停止远程视频传输，不仅保证监测需求，而且节省了不必要的流量损耗，且在自动驾驶车辆遇到感知故障时，可以远程介入辅助自动驾驶。本申请一人可同时监控多辆自动驾驶车辆，实时知晓车辆状态、位置、周围环境等信息，节省人力财力。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本申请一个方面的车载监控系统结构示意图；
图2示出根据本申请一个方面的车载监控设备和通讯天线布置示意图；
图3示出根据本申请一个方面的车载监控设备结构示意图；
图4示出根据本申请一个方面的摄像头布置示意图；
图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅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它实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
如图1和图2所示，根据本申请的一个方面，提供一种车载监控系统，该系统包括：
车载监控设备，安装于自动驾驶车辆控制柜内(控制柜靠近水箱位置)，分别与通讯天线、摄像头以及存储器连接，用于通过通讯天线实时采集摄像头输出的视频数据，进行视频处理，并将其存储于存储器中；
通讯天线，安装于自动驾驶车辆车顶，是车载监控设备的4G网络天线，用于车载监控设备与摄像头之间的网络通讯；
摄像头，安装于自动驾驶车辆上，用于视频录制，实时拍摄车辆周边环境情况，传输视频数据至车载监控设备；
存储器，安装于车载监控设备的硬盘盒中，用于存储所有采集的数据。
本申请车载监控系统，包括车载监控设备，摄像头、通讯天线和存储器。车载监控设备安装于自动驾驶车辆控制柜内，分别与通讯天线、摄像头以及存储器连接，通过通讯天线实时采集摄像头输出的视频数据，进行视频处理，并将其存储于存储器中；本申请车载监控设备具有远程操控车辆权限，数据传输实时性高，可以发送大量的实时汽车状态数据和环境视频数据。通讯天线，安装于自动驾驶车辆车顶，是车载监控设备的4G网络天线，用于车载监控设备与摄像头之间的网络通讯；由于自动驾驶车辆的远程监控系统要求实时数据传输量大，因此，本申请安装了外置车顶天线用于网络通讯。摄像头，安装于自动驾驶车辆上，用于视频录制，实时拍摄车辆周边环境情况，传输视频数据至车载监控设备；与现有车辆远程监控系统中的摄像头主要记录关键部分数据，并存储在移动硬盘中，无须实时传输至服务器不同，本申请利用摄像头记录车辆360度视频数据，并实时存储，实时传输至服务器，根据网络信号强度调节传输视频帧数。存储器，安装于车载监控设备的硬盘盒中，用于存储所有采集的数据，在保证较好的抗震性能下，方便安装拆卸。
本申请车载监控设备实时采集摄像头输出的视频数据，并进行视频处理，存储于存储器中，以根据车辆监测需求，开启或停止远程视频传输，节省不必要的流量损耗。本申请摄像头实时拍摄车辆周边环境情况，支持视频实时远程监控，具有高清晰度、低延时等优点。通讯天线是车载监控设备的4G网络天线，负责车载监控设备与摄像头之间的网络通讯。存储器存储所有采集的数据。本申请一人可同时监控多辆自动驾驶车辆，实时知晓车辆状态、位置、周围环境等信息，节省人力财力。
进一步地，如图1所示，上述车载监控系统中，还包括：CAN总线，与所述车载监控设备连接，所述车载监控设备通过CAN总线读取自动驾驶车辆CAN网络中的报文，获取车辆运行状态信息和车辆定位信息。所述车辆定位信息由北斗定位设备输出。
进一步地，上述车载监控系统中，所述CAN总线波特率为250kbps或500kbps。本申请CAN总线波特率可调，为250kbps或500kbps。
进一步地，如图3所示，所述车载监控设备，包括主控模块、远程通信模块以及视频处理模块。所述主控模块包括微处理器、内存单元、网络处理单元、电源管理单元、音频处理单元、晶振及外围。所述微处理器采用进阶精简指令集机器(ARM，Advanced RISCMachines)处理器。
优选的，ARM处理器采用i.MX536处理器，基于Cortex-A8内核的高级多媒体和高能效处理器，每个内核运行速率高达1.2GHz。其性能和功耗均经过优化，可满足高端、高级应用的严苛要求。i.MX536处理器含有集成显示控制器、全高清(HD)支持、增强型图形和连接功能。内存单元的存储空间应不小于2GB。网络处理单元负责设备网络连接。电源管理单元由车辆电瓶供电，支持9-36V电压输入，通过电源管理芯片输出各类电路所需电源。
进一步地，如图3所示，所述车载监控设备包括但不限于以下一种或多种接口：CAN接口、USB接口、SMA接口以及GX12-4接口。
具体实施中，所述CAN、USB、SMA、GX12-4等接口，为车载监控设备与外围设施数据交互的通道。本申请所述CAN接口与车辆CAN总线网络相连，传输车辆运行状态信息和车辆定位信息。所述USB接口主要用于连接存储器，USB接口布置于移动硬盘接口附近。所述SMA接口用于连接通讯天线。所述GX12-4接口为GX12-4型号的4芯航空插口，用于连接摄像头。
进一步地，上述车载监控系统中，所述摄像头包括4个广角摄像头，分别安装于自动驾驶车辆的前、后、左、右四个方位，实时拍摄车辆周边环境情况。优选的，所述广角摄像头为170°广角摄像头，夜视防水。本申请支持视频实时远程监控，具有高清晰度、低延时等优点。
如图4所示，本申请4个广角摄像头布置于自动驾驶车辆的前、后、左、右四个方位，具体位置确定方法：前侧位置为车顶高度的车窗前侧正中间；后侧位置为车顶高度的车最后侧正中间；左侧位置为车顶高度的左侧正中间；右侧位置为车顶高度的右侧正中间。本发明利用4个广角摄像头记录车辆360度视频数据，并实时存储移动硬盘，实时传输至服务器，根据网络信号强度调节传输视频帧数。
进一步地，上述车载监控系统中，所述4个广角摄像头通过5至10米的线束与车载监控设备连接，并由车载监控设备对其供电，实时传输视频数据至车载监控设备。本申请具有远程视频传输功能，通过后台人员或车载监控设备的请求，可开启或停止远程视频传输，不仅保证监测需求，而且节省不必要的流量损耗，且在自动驾驶车辆遇到感知故障时，可以远程介入辅助自动驾驶。
进一步地，上述车载监控系统中，所述存储器是抗震移动硬盘，存储所有采集的数据。所述抗震移动硬盘的存储容量不小于2TB。
优选的，抗震移动硬盘安置于可抽拉的硬盘盒中。在抗震移动硬盘外加装抗震皮套。
与现有车辆远程监控系统中的移动硬盘很难同时保证较好的抗震性和方便安装拆卸。本申请采用抗震移动硬盘，并外加抗震皮套，安置于可抽拉的硬盘盒中。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线是高增益天线，增益9dBi，用于增强车载监控设备的4G网络信号。所述高增益天线，通过吸盘方式安装于自动驾驶车辆车顶。
与现有车辆远程监控系统中的通讯天线由于数据传输量较小可以内置不同，本申请要求实时数据传输量大，故安装了外置车顶大吸盘天线。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线高度为280mm。所述通讯天线驻波比小于等于1.5。
进一步地，上述车载监控系统中，所述通讯天线连接有天线馈线，所述天线馈线长度为3m。所述天线馈线输入阻抗为50Ω。优选的，本申请天线馈线类型为：50-3。
综上，相比于现有的远程监控系统，本申请中的车载监控设备具有远程操控车辆权限，数据传输实时性高，可以发送大量的实时汽车状态数据和环境视频数据。与现有车辆远程监控系统中的摄像头主要记录关键部分数据，并存储在移动硬盘中，无须实时传输至服务器不同，本申请利用4个广角摄像头记录车辆360度视频数据，并实时存储移动硬盘，实时传输至服务器，根据网络信号强度调节传输视频帧数。与现有车辆远程监控系统中的通讯天线由于数据传输量较小可以内置不同，本申请要求实时数据传输量大，安装了外置车顶大吸盘天线。现有车辆远程监控系统中的移动硬盘很难同时保证较好的抗震性和方便安装拆卸，本申请采用抗震硬盘，并外加抗震皮套，安置于可抽拉的硬盘盒中。本申请支持视频实时远程监控，具有高清晰度、低延时等优点。本申请通过后台人员或车载监控设备的请求，可开启或停止远程视频传输，不仅保证监测需求，而且节省了不必要的流量损耗，且在自动驾驶车辆遇到感知故障时，可以远程介入辅助自动驾驶。本申请一人可同时监控多辆自动驾驶车辆，实时知晓车辆状态、位置、周围环境等信息，节省人力财力。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (17)
1.一种车载监控系统，其特征在于，包括：
车载监控设备，安装于自动驾驶车辆控制柜内，分别与通讯天线、摄像头以及存储器连接，用于通过通讯天线实时采集摄像头输出的视频数据，进行视频处理，并将其存储于存储器中；
通讯天线，安装于自动驾驶车辆车顶，是车载监控设备的4G网络天线，用于车载监控设备与摄像头之间的网络通讯；
摄像头，安装于自动驾驶车辆上，用于视频录制，实时拍摄车辆周边环境情况，传输视频数据至车载监控设备；
存储器，安装于车载监控设备的硬盘盒中，用于存储所有采集的数据。
2.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，还包括：CAN总线，与所述车载监控设备连接，所述车载监控设备通过CAN总线读取自动驾驶车辆CAN网络中的报文，获取车辆运行状态信息和车辆定位信息。
3.根据权利要求2所述的车载监控系统，其特征在于，所述车辆定位信息由北斗定位设备输出。
4.根据权利要求2所述的车载监控系统，其特征在于，所述CAN总线波特率为250kbps或500kbps。
5.根据权利要求1或2所述的车载监控系统，其特征在于，所述车载监控设备，包括主控模块、远程通信模块以及视频处理模块。
6.根据权利要求5所述的车载监控系统，其特征在于，所述主控模块包括微处理器、内存单元、网络处理单元、电源管理单元、音频处理单元、晶振及外围。
7.根据权利要求6所述的车载监控系统，其特征在于，所述微处理器采用进阶精简指令集机器ARM处理器。
8.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述车载监控设备包括但不限于以下一种或多种接口：CAN接口、USB接口、SMA接口以及GX12-4接口。
9.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述摄像头包括4个广角摄像头，分别安装于自动驾驶车辆的前、后、左、右四个方位。
10.根据权利要求9所述的车载监控系统，其特征在于，所述4个广角摄像头通过5至10米的线束与车载监控设备连接，并由车载监控设备对其供电。
11.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述存储器是抗震移动硬盘，所述抗震移动硬盘的存储容量不小于2TB。
12.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述通讯天线是高增益天线，增益9dBi，用于增强车载监控设备的4G网络信号。
13.根据权利要求12所述的车载监控系统，其特征在于，所述高增益天线，通过吸盘方式安装于自动驾驶车辆车顶。
14.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述通讯天线高度为280mm。
15.根据权利要求14所述的车载监控系统，其特征在于，所述通讯天线驻波比小于等于1.5。
16.根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述通讯天线连接有天线馈线，所述天线馈线长度为3m。
17.根据权利要求16所述的车载监控系统，其特征在于，所述天线馈线输入阻抗为50Ω。
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