无人机高速公路巡检和应急指挥解决方案(初稿)

无人机高速公路巡检和应急指挥解决方案河南天腾测绘科技有限公司2018年9月一.概述行业背景+和大数据上升为国家战略，互联网成为交通运输的重“四个交通”建设和“十三五”期交通运输发展的主要任务，坚持需求和问题导向，注重统筹开放、融合创新，大行业现状耗：耗时耗力在日常工作中路政人员在进行一些人员无法直接到达的地方进行信息采集的时候，不仅困难重重，而且异常的耗时耗力；多：事故处理困难多上的视频监控点都是固定位置，造成肇事车辆持续近距离跟踪难；低：巡检工作量大，效率低险：恶劣条件危及人身安全4G无人机系统概述4G4G智慧无人机应用优势与传统高速公路养护与应急处理手段相比较,无人机系统具有如下优点｡｡小型无人机日常维护费用低，获取信息快速直接，可节省项目周转等附加成本,使得图像数据的获取成本大大降低。可随时随地部署到各种环境中,迅速进行数据采集作业,并可根据实际需要挂载多种负载,例如可以挂载高清摄像头,对重要区域进行连续的观测,甚至可以通过数据链将实时的影像数据传送回总部或在现场实时监测,同时根据需求调度飞机进行数据采集部位的调整｡时效性强数据采集完毕后现场就可以对数据进行粗略检视,对重点部位可以进行重复观测,可快速有效监测道路状态实际情况｡不受气象､地理条件的影响一般无人机巡查适应激烈的机动和恶劣的环境,更适于执行特殊时期危险性高的任务;和有人飞机､直升机相比,受阴､雨､雾等天气的限制要小得多,而且弥补了卫星遥感受云层遮挡无法获得影像的缺陷｡抗干扰能力强6工业级可靠性6120KM时，8M视频传输稳定。机身防水设计，保证小雨天气正常使用。视频传输能力强无人机利用微波技术作为视频图像传输通道，能达7-10KM的控制覆盖半径，非常适合于环境复杂、监控范围广的任务。无缝对接视频监控系统无人机视频监控协议是按照视频监控国家标准（GB/T28181-2011）研制，确保无人机视频无缝对接标准视频监控系统。二.应用场景在现代社会中科技的进步和发展的过程中，无人机不再只局限于军事的领交通拥堵疏导交通事故精确定位应急救援高危或恶劣环境辅助执勤违法行为抓拍违法行为抓拍三.无人机系统介绍设计原则图传监控方案，本方案将会满足高速公路管理部门的监控需求。本方案遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则：先进性与适用性H.264编码技术3G/4G无线调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。经济性与便捷性3G/4G/无线专网传输的解决方案，无需大规模布线，解决开放性RJ-45网络通讯口/RS232/RS485可扩充性三.无人机系统介绍设计原则图传监控方案，本方案将会满足高速公路管理部门的监控需求。本方案遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则：先进性与适用性H.264编码技术3G/4G无线调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。经济性与便捷性3G/4G/无线专网传输的解决方案，无需大规模布线，解决开放性RJ-45网络通讯口/RS232/RS485可扩充性整体应用示意图系统组成无人机系统无人机系统采用预设起飞地点和地面车辆机动的方式提供无人机飞行保障。对重要交通枢纽提供不间断的高空视频保障，视频实时回传至飞控终端，通过4G图传设备将信号上传至调度指挥中心。对超出无人机飞行范围的目标地点采用地面机动的方式，用最短的时间提供视频保障。根据不同的应用场景，无人机有不同的解决方案，覆盖各种应用场景：277（HDMI4G从无人机特点来看，应用与高速公路上的无人机系统有如下一些特点：高效率：无人机的地勤和机务准备时间短，可随时出动，与载人通用飞机、载人直升机，或其他交通工具相比，具有低投入、高效益的特点居高临下：无人机可以鸟瞰地面车流实况，有利于高速管理部门掌握全局，通盘指挥和正确疏导。无人机性能（1）无人机参数类别名称单位技术参数飞行器AngelUAV混合翼无人飞行器套机体材质碳纤维/凯夫拉/玻纤复合机体翼展2550mm起飞重量最小6.9kg最大8.9kg续航时间固定翼模式120min旋翼模式25min飞行高度海拔≤4000m巡航速度1m/s～25m/d（视任务模式，可固定翼多旋翼同时融合）最大海平面速度28m/s最大爬升率6m/s（海平面）最大有效载荷标准1kg最大2kg起降方式垂直起降航迹控制精度水平航迹5m垂直航迹3m控制半径15km@城区7dbi全向天线30km@野外7dbi全向天线50km@野外14dbi定向跟踪天线失控保护能力低电量保护、电子围栏、低高度保护、失速保护存储形式RAW+JPG数据存储、POS数据存储适航能力抗风5级操控方式遥控、自控、程控地面控制站系统飞控电脑套Corei7处理器/16GB内存/512GBSSD固态硬盘配合地面控制站电源最大自持能力48小时，集成50km数据链路接收系统支持可选装支持4GLTE数字链路遥控器套Futaba-T8fg综合天线套7dbi全向天线供电系统充电器个6S500W充电器*1件充电电源个750W开关电源*1件动力电池套6S24AH动力电池*1组（2）可搭配载荷摄影测量相机：相机重量：大约250g定焦：21mm焦距：10cm/无限远光圈：F2.8-22多级可变光圈像素：2040万传感器尺寸：22.3*15.8mm，约2英寸（APS-C传感器）快门：机械式最大快门速度：1/2000sISO：100-6400白平衡：自动图像格式：JPEG&DNG纵横比例：5472×3648pxJPEG颜色协议：sRGB五通道相机（含GPS/IMU芯片）：相机体4个光谱1.2Mpx10位全局快门高达1FPSRGB相机16Mpx卷帘快门Wi-Fi配置IMU+磁力仪64GB5瓦（~12瓦高峰值）重量72g光照传感器滤镜与相机体的4个光谱相机一样GPSIMU-磁力仪SD卡（3张，64G）1瓦重量35g热红外相机：图像大小640像素×512像素GSD在75米高度：14cm成像率：7.5张每秒影像输出率：7.5fps影像格式：GPX轨道的mp4场景温度：-40℃到160℃温度分辨率：0.1℃温度校准：自动，以热成像为基础输出格式：TIFF图像、mp4影像相机重量：大约134g作业高度：75-150米4G图传系统HDMI时传到水利站的监控监管中心，后台通过客户端即可查看实时视频并与现场互动，下达指示。4G图传系统相对有线的图传方式有以下一些特点：设备小巧操作灵活，背包式设计，方便现场试用。H265编解码处理器设计。设备支持视频采集、编码压缩、传输、双向对讲、地理定位等功能4G全网通网络制式；多卡绑定传输策略，最多可支持四卡同时传输。可用于无人机图传、电视直播图传等实时性要求高的应用场景布控.H265编解码处理器设计。设备支持视频采集、编码压缩、传输、双向对讲、地理定位等功能4G全网通网络制式；多卡绑定传输策略，最多可支持四卡同时传输。可用于无人机图传、电视直播图传等实时性要求高的应用场景布设4G图传设备性能1HDMI1AHDCVBS)H265/264MainProfile，1080PAAC32K2TF128GB前端和中心可以进行双向的语音对讲4GLTE图片抓拍，JPEG200WGNSS/GPS大容量锂电池，支持设备长时间续航无线喊话系统在高速公路出现交通拥堵导致执勤人员无法亲临现场进行交通疏导与事故员就可以如亲临现场的体验进行执勤与交通拥堵和事故的处理工作。无线喊话系统性能：支持单发单收、单发多收应用模式。喇叭重量500g，一体化设计，结构简单，安装方便。内磁喇叭，有效避免干扰飞机地磁。采用数字语音算法，声音清晰度高，消除模拟语音的杂音现象。支持实时喊话和SD存储卡语音播报，随时灵活切换。喊话音质清晰宏亮，警调低音浑厚，穿透力强，100米外测得80分贝。有效传音距离1公里。防啸叫设计，20喇叭体积小，重量轻，在飞机上的飞行空气阻力小。10在嘈杂环境中使用不影响喊话声音清晰度，更适合复杂的现场指挥环境。调度指挥中心平台无人机视频监控协议是按照视频监控国家标准（GB/T28181-2011）研制，确保无人机视频无缝对接标准视频监控平台。补充了传统视频监控摄像头的不足，给高速公路交通管理带来了新的视野，提升了应对突发事件的响应速度。中心视频平台中接入无人机系统，对无人机系统有良好的功能性扩展的特点，具体特点如下：良好的扩展性，能方便的添加监控点及报警功能可追溯性强，对无人机回传的信息进行集中的存储监控能力强，通过网络可以同时监控在不同地域的无人机信号三．高速行业功能应用日常路况监控交通管制应急处置现场监视和指挥不能满足全程视频覆盖的需要、在欧美发达国家.这种快速反应平合一般是以直升机为载体、但是鉴于直升下价格低廉，并且维护相对方便的无人机就派上用场了。任务交通管理人员可以通过旋翼无