CN111836021B - 一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统，包括遥控小车，以及与遥控小车通信连接的遥控器，还包括远程控制端、与遥控器电性连接的单片机控制模块，以及与单片机控制模块电性连接的全景视频模块和视频终端模块。本发明是基于常规的遥控小车进行改装，采用将单片机控制模块与遥控器电性连接的方式，即可实现对遥控小车的远程控制，改装成本低、简单实用，同时，通过全景视频模块即可获取遥控小车四侧的全景视频图像，以便于对其控制，此外，还采用5G通信模块可将全景视频图像实时传输至远程控制端，可保证信号传输流畅、无延迟，且实现对遥控小车的远距离控制，整个系统设计合理、原理简单、易操作、成本低、实用性强。

Description

一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统
技术领域
本发明涉及遥控小车远程控制技术领域，尤其涉及一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统。
背景技术
在日常生活中，经常会面对一些威胁人类生命的场景，如地震、火灾、危险气体泄漏、化工生产事故及恐怖袭击现场等，这些危险场景给在现场施救作业的人员带来了较大的生命安全威胁。因此，如果能在施救作业之前，通过带有视频监测功能的遥控小车获得灾害现场的实时环境状况，就可进一步保障施救人员的生命安全，同时，对于一些仓库、小区等区域也需要可自动拍摄周围环境信息的小车代替巡逻人员工作，因此，对于可拍摄视频的巡逻小车的研究具有重大的意义。而现有的巡逻小车存在以下不足之处：
1)无线远程控制距离较短，且受地域限制；
2)不能实时远程可视化控制，存在较大延迟；
3)不能同时实现远程小车的全景控制和获取巡逻小车周侧的多路高清视频图像；
4)设计复杂、成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统，该系统是基于常规的遥控小车进行改装，采用将单片机控制模块与遥控器电性连接的方式，即可实现对遥控小车的远程控制，改装成本低、简单实用，同时，通过全景视频模块即可获取遥控小车四侧的全景视频图像，以便于对其控制，此外，还采用5G通信模块可将全景视频图像实时传输至远程控制端，可保证信号传输流畅、无延迟，且实现对遥控小车的远距离控制，整个系统设计合理、原理简单、易操作、成本低、实用性强。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统，包括遥控小车，以及与遥控小车通信连接的遥控器，还包括远程控制端、与遥控器电性连接的单片机控制模块，以及与单片机控制模块电性连接的全景视频模块和视频终端模块；所述全景视频模块安装于遥控小车上并与视频终端模块电性连接，用于获取遥控小车周侧的环境图像信息并传输至视频终端模块；所述视频终端模块还与远程控制端通信连接，视频终端模块用于将接收的遥控小车周侧的环境图像信息处理拼接于同一画面上，并将拼接后的图像信息向外界展示及传输至远程控制端；所述远程控制端用于接收视频终端模块传输的图像信息，及经单片机控制模块、遥控器远程控制遥控小车运动。
进一步地，所述全景视频模块包括四个高清摄像机，四个高清摄像机分别安装于遥控小车的一侧。
进一步地，所述高清摄像机采用宽视角的鱼眼摄像机。
进一步地，所述视频终端模块包括用于对四个鱼眼摄像机传输的图像信息进行处理的图像处理单元、用于将处理后的遥控小车四侧的图像信息拼接于同一画面的图像拼接单元、安装于遥控小车顶部并用于实时显示拼接后的图像信息的显示终端，以及用于将拼接后的图像信息实时传输至远程控制端的5G通信单元。
进一步地，所述视频终端模块还包括GPS定位单元，GPS定位单元用于获取遥控小车的位置信息并经5G通信单元传输至远程控制端。
进一步地，所述遥控小车顶部还安装有可360℃自由旋转的云台摄像机，且云台摄像机还分别与单片机控制模块、视频终端模块电性连接，云台摄像机用于获取遥控小车任意方位的图像信息并实时传输至视频终端模块。
进一步地，所述远程控制端至少包括以下终端中的一种：PC控制终端、手机控制终端。
进一步地，所述单片机控制模块采用的芯片型号为STM32F030C8T6。
采用上述方案，本发明的有益效果是：
1)该系统是基于常规的遥控小车进行改装，采用将单片机控制模块与遥控器电性连接的方式，即可实现对遥控小车的远程控制，改装成本低、简单实用；
2)通过全景视频模块即可获取遥控小车四侧的全景视频图像，以便于对其控制，此外，还设有云台摄像机，可实时获取遥控小车任意方位的视频图像信息，实现无死角的监控；
3)采用5G通信模块可将全景视频图像实时传输至远程控制端，可保证信号传输流畅、无延迟，且可实现对遥控小车的远距离控制；
4)系统设计合理、原理简单、易操作、成本低、实用性强。
附图说明
图1为本发明的原理性框图；
图2为本发明的其中一实施例的具体应用图；
其中，附图标识说明：
1—远程控制端； 2—单片机控制模块；
3—全景视频模块； 4—视频终端模块；
5—云台摄像机； 31—鱼眼摄像机；
41—图像处理单元； 42—图像拼接单元；
43—显示终端； 44—5G通信单元；
45—GPS定位单元。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
参照图1至2所示，本发明提供一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统，包括遥控小车，以及与遥控小车通信连接的遥控器，还包括远程控制端1、与遥控器电性连接的单片机控制模块2，以及与单片机控制模块2电性连接的全景视频模块3和视频终端模块4；所述全景视频模块3安装于遥控小车上并与视频终端模块4电性连接，用于获取遥控小车周侧的环境图像信息并传输至视频终端模块4；所述视频终端模块4还与远程控制端1通信连接，视频终端模块4用于将接收的遥控小车周侧的环境图像信息处理拼接于同一画面上，并将拼接后的图像信息向外界展示及传输至远程控制端1；所述远程控制端1用于接收视频终端模块4传输的图像信息，及经单片机控制模块2、遥控器远程控制遥控小车运动。
其中，所述全景视频模块3包括四个高清摄像机，四个高清摄像机分别安装于遥控小车的一侧；所述高清摄像机采用宽视角的鱼眼摄像机31；所述视频终端模块4包括用于对四个鱼眼摄像机31传输的图像信息进行处理的图像处理单元41、用于将处理后的遥控小车四侧的图像信息拼接于同一画面的图像拼接单元42、安装于遥控小车顶部并用于实时显示拼接后的图像信息的显示终端43，以及用于将拼接后的图像信息实时传输至远程控制端1的5G通信单元44；所述视频终端模块4还包括GPS定位单元45，GPS定位单元45用于获取遥控小车的位置信息并经5G通信单元44传输至远程控制端1；所述遥控小车顶部还安装有可360℃自由旋转的云台摄像机5，且云台摄像机5还分别与单片机控制模块2、视频终端模块4电性连接，云台摄像机5用于获取遥控小车任意方位的图像信息并实时传输至视频终端模块4；所述远程控制端1至少包括以下终端中的一种：PC控制终端、手机控制终端；所述单片机控制模块2采用的芯片型号为STM32F030C8T6。
本发明工作原理：
继续参照图1-2所示，本发明是基于对常规的遥控小车的改装，采用将单片机控制模块2与遥控器电性连接的方式，即可实现对遥控小车的远程控制，改装成本低、简单实用；具体地，遥控小车可包括小车本体、安装于小车本体上的马达驱动机构、舵机转向机构、电源及遥控信号接收模块等，由于常规的遥控小车的遥控器控制按钮的信号一般都是高低电平信号，所以，只需要将单片机控制模块2的控制IO脚连接到遥控器的功能按键输入脚，即可完成对遥控小车行车控制功能的对接；本实施例中，单片机控制模块2采用的芯片型号为STM32F030C8T6，可将单片机控制模块2的4个IO脚分别接到遥控器的前后左右4个控制按键的输入信号脚上，通过单片机控制模块2输出高低电平就可以经遥控器对遥控小车进行自动控制，单片机控制模块2通过串口与视频终端模块4的串口相连，接收来自视频终端模块4的控制信号指令(远程控制端1经视频终端模块4发送控制信号指令)，从而实现对遥控小车行车的具体控制。
如图2所示，全景视频模块3包括四个鱼眼摄像机31(可提供高清的视频图像数据，让全景画面解析度更高，同时，视距更广)，分别安装于遥控小车的前端、后端、左侧及右侧，主要用于拍摄遥控小车四侧的视频图像信息并经AHD信号输入通道传输至视频终端模块4，视频终端模块4的图像处理单元41将接收到的图像信息进行处理校正，并经图像拼接单元42拼接成一个360℃全景视频图像，并将其经显示终端43(显示终端43包括LED显示屏等)向外界展示(如图2所示)，同时，还可通过5G通信单元44将其传输至云端，远程控制端1(PC端、智能手机、平板电脑等)连接到云端，即可获取遥控小车的360℃全景视频实时图像，便于查看操控；通过上述方式，使得可以通过一个视频画面就能看到遥控小车周边的全景图像信息，使得遥控小车全景无盲区可视，提高远程控制的真实性，使得远程控制遥控小车就如同现场控制一样，简单且容易操作，解决常规的远程控制可操作性差、存在视觉盲区等缺陷；此外，还设有云台摄像机5，云台摄像机5安装于小车本体的顶部，并可相对小车本体做360℃自由旋转运动，进而可获取遥控小车的任意方位的高清的视频图像信息，并将其传输至显示终端43显示(如图2所示)，以及通过5G通信单元44传输至远程控制端1，便于对目标现场进行全方位巡检。
视频终端模块4还包括GPS定位单元45，可实时获取遥控小车的位置信息并经5G通信单元44传输至远程控制端1，远程控制端1加载实时地图，并在地图上根据遥控小车传回的GPS坐标信息实时标记遥控小车的定位位置，从而实现在地图上标记遥控小车的实时定位位置，进而为远程控制提供精准的定位数据，以便更加精准地控制遥控小车的行车轨迹；5G通信单元44，主要完成无线接入因特网的功能，为远程视频传输提供低延迟的输出传输通道，从而使得可以实时的远程获取遥控小车视频数据和GPS定位数据并进行实时控制遥控小车；远程控制端1可提供GPS实时定位地图，提供远程视频数据解码预览画面，提供遥控小车控制接口和云台摄像机5控制接口，从而实现对遥控小车的实时控制和改变巡检区域的目的。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种全景可视的巡逻小车远程实时控制系统，包括遥控小车，以及与遥控小车通信连接的遥控器，其特征在于，还包括远程控制端、与遥控器电性连接的单片机控制模块，以及与单片机控制模块电性连接的全景视频模块和视频终端模块；所述全景视频模块安装于遥控小车上并与视频终端模块电性连接，用于获取遥控小车周侧的环境图像信息并传输至视频终端模块；所述视频终端模块还与远程控制端通信连接，视频终端模块用于将接收的遥控小车周侧的环境图像信息处理拼接于同一画面上，并将拼接后的图像信息向外界展示及传输至远程控制端；所述远程控制端用于接收视频终端模块传输的图像信息，及经单片机控制模块、遥控器远程控制遥控小车运动；
所述全景视频模块包括四个高清摄像机，四个高清摄像机分别安装于遥控小车的一侧；
所述高清摄像机采用宽视角的鱼眼摄像机；
所述视频终端模块包括用于对四个鱼眼摄像机传输的图像信息进行处理的图像处理单元、用于将处理后的遥控小车四侧的图像信息拼接于同一画面的图像拼接单元、安装于遥控小车顶部并用于实时显示拼接后的图像信息的显示终端，以及用于将拼接后的图像信息实时传输至远程控制端的5G通信单元；
所述视频终端模块还包括GPS定位单元，GPS定位单元用于获取遥控小车的位置信息并经5G通信单元传输至远程控制端；
所述遥控小车顶部还安装有可360°自由旋转的云台摄像机，且云台摄像机还分别与单片机控制模块、视频终端模块电性连接，云台摄像机用于获取遥控小车任意方位的图像信息并实时传输至视频终端模块；
所述远程控制端至少包括以下终端中的一种：PC控制终端、手机控制终端；
所述单片机控制模块采用的芯片型号为STM32F030C8T6；
遥控小车包括小车本体、安装于小车本体上的马达驱动机构、舵机转向机构、电源及遥控信号接收模块，将单片机控制模块的控制IO脚连接到遥控器的功能按键输入脚，即完成对遥控小车行车控制功能的对接；将单片机控制模块的4个IO脚分别接到遥控器的前后左右4个控制按键的输入信号脚上，通过单片机控制模块输出高低电平就能够经遥控器对遥控小车进行自动控制，单片机控制模块通过串口与视频终端模块的串口相连，接收来自视频终端模块的控制信号指令，从而实现对遥控小车行车的具体控制。
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