CN107295240A - 一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，该系统采用二代WiFi传输系统双向通讯，通讯频段为ISM频段，发射功率<0.5W；该系统包括无线遥控清障车和远程遥控箱；远程遥控箱直接或经中继天线与无线遥控清障车上的车载天线无线连接；无线遥控清障车上设有作业摄像头和行走摄像头；车载天线经POE交换机与电源模块电气连接；远程遥控箱包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有3D云台控制器和高清图像显示器；中继天线底部设有支架；远程遥控箱通过中继天线与无线遥控清障车实现超视距无线传输；POE交换机具有网络交换和直流电压转换功能。本发明解决了车辆超视距遥控时图像传输滞后的问题。可用于大型自然灾害的救援任务。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，属于超视距图像无线实时传输技术领域。
背景技术
随着世界各国对危险环境下实施工程作业和救援的需要，为避免人员伤亡，一系列的无线遥控救援车辆应运而生。
当前国内市场上无线遥控车辆多为小型化，人机均在可视范围内作业，不具备实时视频远程传输的功能，只能是操作人员站在远处直接肉眼观察操控，存在遥控距离近、看不清现场细节、无法多角度观察等问题，无法达到操作人员有效远离危险环境的目的，究其主要原因之一，远距离超视距遥控过程中，操作人员需有车辆四周实时的高清图像作为操作依据。
目前实时监控解决方案多为无延迟(毫秒级)的模拟电视图像传输的方式，但模拟传输存在图像分辨率低，传输不稳定，易受干扰等问题，被逐渐淘汰。
无线远距离可视遥控的技术关键在于能够实现数字化抗干扰强的实时传输高清图像，并且传输距离远，可靠性高。现有的解决方案中，没有同时具备以上几个方面条件的，尤其在低延时方面。一般方案的图像传输时间延迟达500ms以上，对人机操控产生严重的反馈滞后。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，以解决车辆超视距遥控时图像传输滞后的问题；同时能用于大型自然灾害的救援任务，提高救援效率，避免在危险环境作业造成救援人员二次伤亡，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，该系统采用二代WiFi传输系统双向通讯，通讯频段为ISM频段，发射功率<0.5W；该系统包括无线遥控清障车和远程遥控箱；其特征在于：远程遥控箱直接或经中继天线与无线遥控清障车上的车载天线无线连接；无线遥控清障车上设有作业摄像头和行走摄像头；车载天线经POE交换机与电源模块电气连接；远程遥控箱包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有3D云台控制器和高清图像显示器；中继天线底部设有支架；远程遥控箱通过中继天线与无线遥控清障车实现超视距无线传输；POE交换机具有网络交换和直流电压转换功能。
前述远距离无线图像传输系统中，所述二代WiFi传输系统双向通讯直线传输距离为3～5公里，传输延时60ms～200ms，传输带宽高达300M～1G，2.4G/5.8GHz通讯频带可自适应变码率传输。
前述远距离无线图像传输系统中，所述远程遥控箱内设有带WiFi功能的高清显示器，通过多路解码播放高清实时影像。
前述远距离无线图像传输系统中，所述作业摄像头、行走摄像头和车载天线均经网线与POE交换机，网线内包括信号线和电源线。
前述远距离无线图像传输系统中，所述中继天线采用高接收灵敏度和高增益的扇区中继天线，以实现>1000m绕障距离的图像传输。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明能够使无线遥控工程机械遥控距离达到1公里以上时，依然能够实现传输实时数字化抗干扰强的高清图像，并且传输距离远，可靠性高，其图像传输延时小于200毫秒。采用的二代WiFi传输系统传输方向为双向通讯，直线传输距离为3～5公里，传输延时60ms～200ms，传输带宽高达300M～1G，2.4G/5.8GHz通讯频带可自适应变码率传输。采用POE一体化的交换机，将网络信息交换、直流电压转换、POE供电集中于一体。摄像头/天线均一根网线连接到交换机，无须另外拉供电线，布线十分简洁，同时使每个设备都独立悬浮于车辆的接地系统，大大提高了抗电磁干扰能力。合理设置高接收灵敏度和高增益的扇区中继天线位置，即可实现>1000m绕障距离的图像传输。远程遥控箱内置带WiFi功能的高清显示器，多路解码播放高清实时影像。操作人员可实时通过3D云台控制器远程控制车载摄像头调整摄影方向、角度，使其清晰观察到无线遥控清障车四周景象，为操作机械提供影像依据。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是远程遥控箱的结构示意图。
图中的标记为：1-远程遥控箱、1-远程遥控箱、2-高清图像显示器、3-3D云台控制器、4-中继天线、5-电源模块、6-POE交换机、7-作业摄像头、8-车载天线、9-行车摄像头、10-无线遥控清障车。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，该系统采用二代WiFi传输系统双向通讯，通讯频段为ISM频段，发射功率<0.5W；该系统包括无线遥控清障车10和远程遥控箱1；该系统如图1和2所示：远程遥控箱1直接或经中继天线4与无线遥控清障车10上的车载天线8无线连接；无线遥控清障车10上设有作业摄像头7和行走摄像头9；车载天线8经POE交换机6与电源模块5电气连接；远程遥控箱1包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有3D云台控制器3和高清图像显示器2；中继天线4底部设有支架；远程遥控箱1通过中继天线4与无线遥控清障车10实现超视距无线传输；POE交换机6具有网络交换和直流电压转换功能。所述二代WiFi传输系统双向通讯直线传输距离为3～5公里，传输延时60ms～200ms，传输带宽高达300M～1G，2.4G/5.8GHz通讯频带可自适应变码率传输。远程遥控箱1内设有带WiFi功能的高清显示器，通过多路解码播放高清实时影像。作业摄像头7、行走摄像头9和车载天线8均经网线与POE交换机6，网线内包括信号线和电源线。中继天线4采用高接收灵敏度和高增益的扇区中继天线，以实现>1000m绕障距离的图像传输。
本发明的工作过程及原理
如图1和图2所示，无线遥控清障车10电源系统为电源模块5提供电源，电源模块5通过稳压、滤波后，为POE交换机6提供高品质电源。作业摄像头7、车载天线8、行车摄像头9使用网线与POE交换机6连接获取工作电源，同时作业摄像头7、行车摄像头9将采集的视频信号传输至POE交换机6转换为数字信号，经车载天线8将信号发出。远程遥控箱1和中继天线4由操作人员携带布放，中继天线4位于远程遥控箱1与无线遥控清障车10之间，并根据实际作业环境，安放于障碍物上方，满足无线遥控清障车10作业场地和远程遥控箱1操作场地均可各自直视中继天线。车载天线8发出的无线信号经由中继天线4接收后转发至远程遥控箱1上高清图像显示器2，通过高清图像显示器2所带的解码软件，将数字信号转换为高清视频，对无线遥控清障车10四周环境实时监视，使操作人员随时了解当前车辆状态。3D云台控制器3所给出的控制信号也是通过这条双向无线传输通道指挥作业摄像头7旋转、调整摄像位置及焦距。
实施例
具体实施时，POE交换机6、作业摄像头7、行车摄像头9、车载天线8布置于无线遥控清障车10上，高清图像显示器2、3D云台控制器3布置于远程遥控箱1上，中继天线4根据实际作业环境，安放于无线遥控清障车10与远程遥控箱1之间障碍物上方，满足无线遥控清障车10作业场地和远程遥控箱1操作场地均可各自直视中继天线。该系统采用POE一体化的交换机，将网络交换、直流电压转换、POE供电集中于一体。摄像头/天线均一根网线连接到交换机，无须另外拉供电线，布线十分简洁，同时使每个设备都独立悬浮于车辆的接地系统，大大提高了抗电磁干扰能力。该系统采用的二代WiFi传输系统传输方向为双向通讯，直线传输距离为3～5公里，传输延时60ms～200ms，传输带宽高达300M～1G，2.4G/5.8GHz通讯频带可自适应变码率传输。采用免申请牌照的开放ISM频段，符合国家标准规定<0.5W的发射功率，不会对国家空天安全带来影响。采用高接收灵敏度和高增益的扇区接收天线为中继天线，以绕障能力强的全向转发天线为车载天线。合理设置中继天线位置，即可实现>1000m绕障距离的图像传输。150Mbps传输速率支持多路视频传输，H.264编解码传输720P高清视频，远端显示器多路高清实时解码成像。车载作业摄像头采用超低时延、广角度、18倍变焦和自动对焦、360度旋转云台，通过操作人员远程使用3D云台控制器控制；车载行车摄像头采用低照度、红外夜视、带补光高清摄像头为行车提供实时图像。合理设置中继天线，方便无线电绕射障碍物。
Claims (5)
1.一种无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，该系统采用二代WiFi传输系统双向通讯，通讯频段为ISM频段，发射功率<0.5W；该系统包括无线遥控清障车（10）和远程遥控箱（1）；其特征在于：远程遥控箱（1）直接或经中继天线（4）与无线遥控清障车（10）上的车载天线（8）无线连接；无线遥控清障车（10）上设有作业摄像头（7）和行走摄像头（9）；车载天线（8）经POE交换机（6）与电源模块（5）电气连接；远程遥控箱（1）包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有3D云台控制器（3）和高清图像显示器（2）；中继天线（4）底部设有支架；远程遥控箱（1）通过中继天线（4）与无线遥控清障车（10）实现超视距无线传输；POE交换机（6）具有网络交换和直流电压转换功能。
2.根据权利要求1所述无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，其特征在于：所述二代WiFi传输系统双向通讯直线传输距离为3～5公里，传输延时60ms～200ms，传输带宽高达300M～1G，2.4G/5.8GHz通讯频带可自适应变码率传输。
3.根据权利要求1所述无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，其特征在于：所述远程遥控箱（1）内设有带WiFi功能的高清显示器，通过多路解码播放高清实时影像。
4.根据权利要求1所述无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，其特征在于：所述作业摄像头（7）、行走摄像头（9）和车载天线（8）均经网线与POE交换机（6），网线内包括信号线和电源线。
5.根据权利要求1所述无线遥控清障车的远距离无线图像传输系统，其特征在于：所述中继天线（4）采用高接收灵敏度和高增益的扇区中继天线，以实现>1000m绕障距离的图像传输。
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