無人機空地交通一體化系統可對無人駕駛的飛行器進行遠程操控,該系統與無人機、機巢、地面控制站協同工作,同時以廣東省交通集團在全國率先建成省級超萬公里的高速公路高精度地圖為“數字底座”,從而實現無人機的遠程控制、數據傳輸、任務執行等功能,可實現在高精數字底圖上按照預定航線執飛或安全航道內指點飛行,實時查詢事件處理情況。
1.1 系統架構
無人機空地交通一體化系統的架構設計旨在實現飛行器與地面控制站之間的高效通信和協同工作,通過穩定的數據傳輸和指令控制來確保無人機能夠安全、可靠、穩定的執行各項任務,其整體架構及作業邏輯如下圖所示。
在無人機與機場之間的通訊中,當距離較近時,無人機通過機場發射的5.8GHz私有網絡進行數據交互。這種近距離通訊方式利用本地網絡,能夠提供更高的速度和質量。然而,當無人機距離機場較遠或遇到障礙物導致私有網絡信號強度減弱時,無人機將自動啟用4G增強模塊,通過蜂窩移動網絡與機場維持通訊。相較而言,4G網絡屬于遠程通訊,其傳輸速度和質量相對較差,視頻傳輸質量可能會因此下降,導致馬賽克或卡頓現象。
無人機空地交通一體化系統接入辦公網絡,操作人員通過辦公網絡的計算機瀏覽器,利用HTTPS協議訪問飛控平臺,從而實現對無人機的遠程操控。
1.2 視頻傳輸技術
無人機拍攝的視頻采用標準H.264編碼格式,并通過RTMP協議推流至無人機空地交通一體化系統的推流服務器ZLMedia。無人機空地交通一體化系統的瀏覽器端使用WebRTC協議從推流服務器拉取視頻流并進行播放,視頻延遲大約在0.5至5秒之間,具體延遲取決于當前網絡的質量。此外,無人機系統還支持通過RTMP、RTSP、HLS等標準協議將視頻流推送至其他推流服務器或網絡視頻錄像機(NVR),以實現視頻流的集中匯聚和管理。
1.3 主要功能
應急處置:無人機空地交通一體化系統支持遠程、一鍵化實時處置,提高應急處置效率,降低二次事故發生的概率及造成的損失,可預留或對接其他平臺已開放接口(以既有平臺實際開放接口為準),構建全過程實時可視化監管體系,并為項目改擴建施工過程中的安全巡檢與排查提供有力的支持。
現場處置畫面(無人機拍攝)
無人機應急處置流程圖
監控中心人員收到預警彈窗后,可于彈窗窗口中一鍵啟動無人機進行遠程疏導、喊話、拍照、錄像等操作,同時可提醒來車,防止二次事故的發生,亦可通過指點飛行對后面車輛予以遠程疏導,防止二次事故的發生。
應急處置邏輯原理圖(安全航帶內)
無人機空地交通一體化系統設計旨在實現飛行器與地面控制站之間的高效通信和協同工作,通過穩定的數據傳輸和指令控制來確保無人機能夠安全、可靠、穩定的執行各種任務。不同應用場景的無人機空地交通一體化系統平臺架構可能會有所不同,根據具體需求進行定制化設計。
安全巡檢:規劃航線后,無人機就能全自動起降、充電,偵查畫面實時回傳,借助無人機的高空視角對重點路段進行精細化巡查:一方面可克服橋梁下空間、邊坡、擋墻等信息采集困難且存在危及人身安全的痛點;另外可彌補部分區域攝像頭盲區的不足,采用可見光與紅外線(黑白、紅藍等調色)等多種技術手段來克服因團霧等不良天氣下既有攝像頭“失明”的缺陷,實現精細化、快速化、自動化的巡檢、安全隱患排查、結構物缺陷性巡查等工作,如錐坡護坡、標志標牌、防撞欄破損、橋面路肩、基坑邊坡等,同時可在巡檢的過程中,定點停留拍照與錄像。
標志標牌缺失性檢查
高速現場巡查實拍
巡檢計劃表
巡檢計劃設置
表單一鍵化輸出
以下為各種使用場景的示例效果圖:
可見光模式畫面
紅外線模式畫面(適用夜晚)
安全巡檢
表觀病害巡查
交安設施檢查
某高速公路改擴建工程現場某段
某高速公路改擴建工程現場某施工段
某高速公路改擴建工程現場某施工段