無人機(jī)高速公路巡檢和應(yīng)急指揮解決方案

無人機(jī)高速大路巡檢和應(yīng)急指揮解決方案河南天騰測繪科技20229月一.概述行業(yè)背景+和大數(shù)據(jù)上升為國家戰(zhàn)略，互聯(lián)網(wǎng)成為交通運(yùn)輸?shù)闹氐缆?lián)通、區(qū)域城鄉(xiāng)掩蓋廣泛、樞紐節(jié)點(diǎn)功能完善、運(yùn)輸效勞一體高效的綜合交通從《規(guī)劃》中看，形式要求中指出，全面深化改革和推動法治建設(shè)，要求以信屆三中、四中、五中全會精神，圍繞加快“四個交通”建設(shè)和“”期交通升交通決策支持力量、強(qiáng)化政務(wù)治理效勞效能、加強(qiáng)高技術(shù)創(chuàng)應(yīng)用。行業(yè)現(xiàn)狀目前的道路監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)在不斷完善，視頻區(qū)分率從標(biāo)清到高清，監(jiān)控點(diǎn)位程中也存在不少的困難與挑戰(zhàn)。主要表達(dá)在以下一些方面：耗：耗時耗力的時候，不僅困難重重，而且特別的耗時耗力；多：事故處理困難多援藥品物資卻沒有準(zhǔn)時的到達(dá)現(xiàn)場，救援物資送進(jìn)救援現(xiàn)場困難；由于高速低：巡檢工作量大，效率低率也比較低。險：惡劣條件危及人身安全內(nèi)、邊坡、危涯的信息的采集不僅困難，而且時刻存在危及人身安全的狀況。隨著我國現(xiàn)代通信的進(jìn)展和技術(shù)的不斷提升，特別是在4G網(wǎng)絡(luò)的飛速進(jìn)展削減因事故造成的生命與財(cái)產(chǎn)的損失。無人機(jī)系統(tǒng)概述4G傳輸模塊，將無人機(jī)投放到高速大路上，進(jìn)展實(shí)時的視頻和音頻的數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸莆斩?，再通過4G才智協(xié)同快捷的操作模式，提高了工作效率，加強(qiáng)了執(zhí)法人員的人身安全。無人機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢與傳統(tǒng)高速大路養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急處理手段相比較,無人機(jī)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)?本錢低廉,影像獵取快捷便利?本錢,使得圖像數(shù)據(jù)的獵取本錢大大降低。機(jī)動性強(qiáng),工作連續(xù)性好。可隨時隨地部署到各種環(huán)境中,快速進(jìn)展數(shù)據(jù)采集作業(yè),并可依據(jù)實(shí)際需要掛載多種負(fù)載,例如可以掛載高清攝像頭,對重要區(qū)域進(jìn)展連續(xù)的觀測,甚至可以通過數(shù)據(jù)鏈將實(shí)時的影像數(shù)據(jù)傳送回總部或在現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測,同時依據(jù)需求調(diào)度飛機(jī)進(jìn)展數(shù)據(jù)采集部位的調(diào)整?時效性強(qiáng)數(shù)據(jù)采集完畢后現(xiàn)場就可以對數(shù)據(jù)進(jìn)展粗略檢視,對重點(diǎn)部位可以進(jìn)展重復(fù)觀測,可快速有效監(jiān)測道路狀態(tài)實(shí)際狀況?不受氣象?地理?xiàng)l件的影響一般無人機(jī)巡查適應(yīng)劇烈的機(jī)動和惡劣的環(huán)境,更適于執(zhí)行特別時期危急性高的任務(wù);和有人飛機(jī)?直升機(jī)相比,受陰?雨?霧等天氣的限制要小得多,而且彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感受云層遮擋無法獲得影像的缺陷?抗干擾力量強(qiáng)無線環(huán)境中，地面站對無人機(jī)飛行確實(shí)定掌握。工業(yè)級牢靠性6級風(fēng)力的狀況下可正常工作。時速到達(dá)120KM時，8M視頻傳輸穩(wěn)定。機(jī)身防水設(shè)計(jì)，保證小雨天氣正常使用。視頻傳輸力量強(qiáng)7-10KM的掌握掩蓋半徑，格外適合于環(huán)境簡單、監(jiān)控范圍廣的任務(wù)。無縫對接視頻監(jiān)控系統(tǒng)〔GB/T28181-2022〕研制，確保無人機(jī)視頻無縫對接標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。二.應(yīng)用場景在現(xiàn)代社會中科技的進(jìn)步和進(jìn)展的過程中，無人機(jī)不再只局限于軍事的領(lǐng)替代的優(yōu)勢。其中集中比較典型的應(yīng)用如下所示。交通擁堵疏導(dǎo)方進(jìn)展遠(yuǎn)程交通疏導(dǎo)，快速高效的解決交通擁堵問題。交通事故準(zhǔn)確定位的飛到事故發(fā)生地準(zhǔn)確的定位到事故發(fā)生的緣由。應(yīng)急救援場，為救援人員第一時間搶救手上人員供給強(qiáng)有力的支持。高?；驉毫迎h(huán)境關(guān)心執(zhí)勤采集，避開執(zhí)勤人員涉險，更可以在極端氣候條件下進(jìn)展路面的巡查工作。違法行為抓拍序。違法行為抓拍序。三無人機(jī)系統(tǒng)介紹設(shè)計(jì)原則本方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約本錢的原則：先進(jìn)性與適用性H.264編碼技術(shù)無線調(diào)制技術(shù)，表達(dá)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)掌握技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最進(jìn)展水平，適應(yīng)時代進(jìn)展的要求。經(jīng)濟(jì)性與便捷性3G/4G/無線專網(wǎng)傳輸?shù)慕鉀Q方案，端平臺搭建便捷，為用戶實(shí)現(xiàn)了便利快捷的即插即用功能。開放性以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設(shè)計(jì)，同時還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的進(jìn)展趨勢，具有RJ-45網(wǎng)絡(luò)通訊口/RS232/RS485通訊接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程云臺掌握?？蓴U(kuò)大性滿足今后的進(jìn)展要求。三無人機(jī)系統(tǒng)介紹設(shè)計(jì)原則本方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約本錢的原則：先進(jìn)性與適用性H.264編碼技術(shù)無線調(diào)制技術(shù)，表達(dá)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)掌握技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最進(jìn)展水平，適應(yīng)時代進(jìn)展的要求。經(jīng)濟(jì)性與便捷性3G/4G/無線專網(wǎng)傳輸?shù)慕鉀Q方案，端平臺搭建便捷，為用戶實(shí)現(xiàn)了便利快捷的即插即用功能。開放性術(shù)的進(jìn)展趨勢，具有RJ-45網(wǎng)絡(luò)通訊口/RS232/RS485通訊接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程云臺掌握?？蓴U(kuò)大性滿足今后的進(jìn)展要求。整體應(yīng)用示意圖系統(tǒng)組成無人機(jī)系統(tǒng)重要交通樞紐供給不連續(xù)的高空視頻保障，視頻實(shí)時回傳至飛控終端，通過4G地面機(jī)動的方式，用最短的時間供給視頻保障。依據(jù)不同的應(yīng)用場景，無人機(jī)有不同的解決方案，掩蓋各種應(yīng)用場景：體積小巧便于型無人機(jī)便于攜帶，可以在任務(wù)區(qū)域后依次起飛進(jìn)展定點(diǎn)圍繞和實(shí)時性。具備搭載不同類型鏡頭的無人機(jī),可以作為整個任務(wù)區(qū)域應(yīng)急保障機(jī)型。在7倍變焦性能的鏡頭飛抵監(jiān)視區(qū)7放的熱量監(jiān)視道路交通狀況。具有精彩的續(xù)航力量的無人機(jī)，可掛載多種類型專業(yè)拍攝裝備，因此可以作為突發(fā)大事〔比方霧霾天氣、重大交通事故等〕的任務(wù)機(jī)型。例如搭載高倍變焦功能的鏡頭清楚地勾畫出道路、車輛的細(xì)節(jié)。在使用不同飛行器執(zhí)行任務(wù)中，均可以使用遙控器的HDMI接口，利用4G了解路況動態(tài)，在重大事故發(fā)生時為領(lǐng)導(dǎo)決策供給真實(shí)有效的參考依據(jù)。從無人機(jī)特點(diǎn)來看，應(yīng)用與高速大路上的無人機(jī)系統(tǒng)有如下一些特點(diǎn)：大載人直升機(jī)，或其他交通工具相比，具有低投入、高效益的特點(diǎn)揮和正確疏導(dǎo)。境下執(zhí)行高危急性的任務(wù)等無人機(jī)性能〔1〕無人機(jī)參數(shù)類別 名稱

翼展

技術(shù)參數(shù)碳纖維/凱夫拉/玻纖復(fù)合機(jī)體2550mm

旋翼模式

6.9kg8.9kg120min25min海拔≤4000mAngel飛行 器 翼無人飛行器

面速度套 率

視任務(wù)模式，可固定翼多旋翼同時融合〕28m/s載荷精度

標(biāo)準(zhǔn)最大

1kg2kg5m3m區(qū)掌握半徑 50km@野外

全向天線全向天線14dbi定向跟蹤天線力量

失速保護(hù)存儲形式RAW+JPG數(shù)據(jù)存儲、POS數(shù)據(jù)存儲存儲形式RAW+JPG數(shù)據(jù)存儲、POS數(shù)據(jù)存儲適航力量抗風(fēng)5級操控方式遙控、自控、程控Corei7處理器/16GB內(nèi)存/512GBSSD固態(tài)硬盤地面統(tǒng)飛控電腦套小時，集成50km數(shù)據(jù)鏈路接收系統(tǒng)支持可選裝支持4GLTE數(shù)字鏈路線源池套Futaba-T8fg套7dbi全向天線個6S500W充電器*1件供電系統(tǒng)個750W開關(guān)電源*1件套6S24AH動力電池*1組攝影測量相機(jī)：相機(jī)重量：大約250g定焦：21mm焦距：10cm/無限遠(yuǎn)光圈：F2.8-22多級可變光圈像素：2040萬傳感器尺寸：22.3*15.8mm，約2英寸〔APS-C傳感器〕快門：機(jī)械式最大快門速度：1/2022sISO：100-6400白平衡：自動圖像格式：JPEG&DNG縱橫比例：5472×3648pxJPEG顏色協(xié)議：sRGB五通道相機(jī)〔含GPS/IMU芯片〕：相機(jī)體4個光譜1.2Mpx10位全局快門高達(dá)1FPSRGB相機(jī)16Mpx卷簾快門Wi-Fi配置IMU+磁力儀64GB5瓦〔~12瓦頂峰值〕重量72g光照傳感器濾鏡與相機(jī)體的4個光譜相機(jī)一樣GPSIMU-磁力儀SD卡〔3張，64G〕1瓦重量35g熱紅外相機(jī)：圖像大小640像素×512像素GSD在75米高度：14cm成像率：7.5張每秒影像輸出率：7.5fps影像格式：GPX軌道的mp4場景溫度：-40℃到160℃溫度區(qū)分率：0.1℃溫度校準(zhǔn)：自動，以熱成像為根底輸出格式：TIFF圖像、mp4影像相機(jī)重量：大約134g作業(yè)高度：75-150米4GHDMI時傳到水利站的監(jiān)控監(jiān)管中心，后臺通過客戶端即可查看實(shí)時視頻并與現(xiàn)場互動，下達(dá)指示。執(zhí)法人員攜帶單兵系統(tǒng)開頭巡查工作時，單兵系統(tǒng)即開機(jī)啟動，啟動后至關(guān)，進(jìn)展雙向語音通話，承受上級部門的執(zhí)法處理意見和調(diào)度指令，指導(dǎo)現(xiàn)場執(zhí)法工作，保障處置突發(fā)大事和簡單大事工作的順當(dāng)完成。4G圖傳系統(tǒng)相對有線的圖傳方式有以下一些特點(diǎn)：設(shè)備小巧操作敏捷，背包式設(shè)計(jì)，便利現(xiàn)場試用。H265編解碼處理器設(shè)計(jì)。設(shè)備支持視頻采集、編碼壓縮、傳輸、雙向?qū)χv、地理定位等功能4G全網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)制式；多卡綁定傳輸策略，最多可支持四卡同時傳輸。無需固定點(diǎn)位監(jiān)控，在任何可以到達(dá)的地方均可以進(jìn)展實(shí)時布控H265編解碼處理器設(shè)計(jì)。設(shè)備支持視頻采集、編碼壓縮、傳輸、雙向?qū)χv、地理定位等功能4G全網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)制式；多卡綁定傳輸策略，最多可支持四卡同時傳輸。可用于無人機(jī)圖傳、電視直播圖傳等實(shí)時性要求高的應(yīng)用場景布設(shè)4G圖傳設(shè)備性能1路HDMI視頻輸入1路AHDCVBS)1080PAAC32K本地存儲，支持2張TF卡存儲，單張支持128GB前端和中心可以進(jìn)展雙向的語音對講4GLTE圖片抓拍，JPEG格式，最高支持200W像素圖片GNSS/GPS大容量鋰電池，支持設(shè)備長時間續(xù)航無線喊話系統(tǒng)在高速大路消滅交通擁堵導(dǎo)致執(zhí)勤人員無法親臨現(xiàn)場進(jìn)展交通疏導(dǎo)與事故工作，提高了交通擁堵與事故處理力量。無線喊話系統(tǒng)性能：支持單發(fā)單收、單發(fā)多收應(yīng)用模式。喇叭重量500g，一體化設(shè)計(jì)，構(gòu)造簡潔，安裝便利。內(nèi)磁喇叭，有效避開干擾飛機(jī)地磁。承受數(shù)字語音算法，聲音清楚度高，消退模擬語音的雜音現(xiàn)象。支持實(shí)時喊話和SD存儲卡語音播報(bào)，隨時敏捷切換。喊話音質(zhì)清楚宏亮，警調(diào)低音渾厚，穿透力強(qiáng)，100米外測得80分貝。有效傳音距離1公里。防嘯叫設(shè)計(jì)，20喇叭體積小，重量輕，在飛機(jī)上的飛行空氣阻力小。放射接收傳輸距離最遠(yuǎn)能到達(dá)10公里，距離變化不影響聲音強(qiáng)度音質(zhì)。在嘈雜環(huán)境中使用不影響喊話聲音清楚度，更適合簡單的現(xiàn)場指揮環(huán)境。調(diào)度指揮中心平臺〔GB/T28181-2022〕研制，確保無人機(jī)視頻無縫對接標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)控平臺。補(bǔ)充了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控?cái)z像頭的缺乏，給高速大路交通治理帶來了的視野，提升了應(yīng)對突發(fā)大事的響應(yīng)速度。點(diǎn)，具體特點(diǎn)如下：良好的擴(kuò)展性，能便利的添加監(jiān)控點(diǎn)及報(bào)警功能可追溯性強(qiáng)，對無人機(jī)回傳的信息進(jìn)展集中的存儲監(jiān)控力量強(qiáng)，通過網(wǎng)絡(luò)可以同時監(jiān)控在不同地域的無人機(jī)信號三．高速行業(yè)功能應(yīng)用日常路況監(jiān)控大型固定翼無人機(jī)具備速度快、航程遠(yuǎn)、飛行高度較高等諸多優(yōu)勢，并且這心，道路指揮中心能直觀并且迅捷地對該條道路的通行狀況和天氣狀況有一個很清捷的出行打下堅(jiān)實(shí)根底。交通管制當(dāng)高速大路消滅事故逃逸、闖卡等違章違法的惡劣行為時，搭載視頻傳輸系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的無人機(jī)可以對肇事車輛進(jìn)展長距離長時間的跟蹤和定位、并人員的人身安全。應(yīng)急處置現(xiàn)場監(jiān)視和指揮始終是一個難題。由于固定攝像機(jī)掩蓋范圍有.不能滿足全程視頻掩蓋的需要、重要。在歐美興旺國家.這種快速反響平合一般是以直升機(jī)為載體、但是鑒于直升下價格低廉，并且維護(hù)相對便利的無人機(jī)就派上用場了。固定翼無人機(jī)速度比一般車輛的行駛速度有很大提高。并且其行進(jìn)不受地形門把握全局，通盤指揮扣正確疏導(dǎo)，為解決道路堵塞等同題做出奉獻(xiàn)。突發(fā)大事發(fā)生后，旋翼無人機(jī)則可以搭載喊話器、警報(bào)器和交通指揮信號燈務(wù)交通治理人員可以通過旋翼無人機(jī)搭載的交通管制設(shè)備直接對現(xiàn)場交通進(jìn)展指揮、疏通。幫助救援很多時候救援人