ربات های شهری ارتباط صوتی تصویری بی سیم قابل اعتماد

ویدیوی زنده بی سیم & راه حل ارتباط صوتی برای برنامه های کاربردی ربات شهری

در وسیله نقلیه زمینی رباتیک و بدون سرنشین شهری (UGV) برنامه های کاربردی, حفظ یک پیوند زنده ویدیویی و صوتی زنده پایدار به دلیل موانعی مانند ساختمان ها اغلب چالش برانگیز است, دیوارهای بتنی مسلح, و تداخل الکترومغناطیسی. این مقاله یک ویدیوی بی سیم را معرفی می کند, سمعی, و راه حل انتقال داده که برای چنین محیط هایی مناسب است و با نیازهای عملیاتی معمولی همسو می شود.

مروری بر الزامات برنامه

سیستم مورد بحث در این مقاله برای برآوردن الزامات اصلی زیر طراحی شده است:

• پخش زنده تصویری و صوتی با حداقل کیفیت فیلم از 480پ
• ارتباط قابل اعتماد در محیط های شهری
• الزامات محدوده ارتباطی:
  • خط دید (THE): تقریبا 400 متر
  • غیر خط دید (NLOS): تقریبا 150 متر
• توانایی حفظ ارتباط در سناریوهای NLOS با موانع متعدد, مانند بتن مسلح (RCC) دیواره
• فرمت های خروجی ویدئو و صدا سازگار با تمشک پی, فعال کردن نمایش زنده, ضبط, و پردازش بیشتر
• سازگاری با دوربین های رایج و دستگاه های صوتی برای سیستم های رباتیک

سیستم ارتباط بی سیم توصیه شده

برای رفع این نیازها, ما توصیه می کنیم a فرستنده چهارگانه ویدئویی با فرستنده یکپارچه داده و صدا, به طور خاص برای پلت فرم های روباتیک و UGV طراحی شده است.

این سیستم یک راه حل ارتباط بی سیم همه در یک است که یکپارچه می شود:

• انتقال ویدئو چند کاناله
• ارتباط صوتی دو طرفه
• داده های دو طرفه (تله متری/کنترل) انتقال

این به طور گسترده ای در رباتیک موبایل استفاده می شود, ربات های بازرس, پلت فرم های نظارتی, و سایر سیستم های بدون سرنشین که در محیط های پیچیده کار می کنند.

عملکرد تصویری و صوتی

• کیفیت ویدیو:
  این سیستم از انتقال ویدئو با کیفیت بالا تا 1080پ, بسیار بالاتر از حداقل مورد نیاز 480p. ویدئو با استفاده از فشرده سازی دیجیتال کارآمد کدگذاری می شود, تضمین تصاویر واضح با عملکرد پایدار.
• پشتیبانی از چند دوربین:
  تا چهار ورودی ویدیو پشتیبانی می شوند, امکان ادغام چندین دوربین با نور مرئی یا ترکیبی از دوربین های مرئی و حرارتی را فراهم می کند. این به ویژه برای ربات هایی که نیاز به آگاهی از چند زاویه یا موقعیت دارند مفید است.
• انتقال صدا:
  داخلی صدای دو طرفه ارتباط صوتی بلادرنگ بین ربات و ایستگاه کنترل را فعال می کند. میکروفون ها و بلندگوهای آنالوگ را می توان مستقیماً به سیستم متصل کرد.
• تاخیر:
  تأخیر معمولی انتها به انتها در محدوده است 150– 300 میلی ثانیه, مناسب برای نظارت زنده و بازخورد اپراتور.

قابلیت اطمینان بی سیم در محیط های شهری

سیستم استفاده می کند COFDM (ضربدری تقسیم فرکانس متعامد کد شده) مدولاسیون, که مقاومت قوی در برابر تداخل و قابلیت پراش عالی را فراهم می کند.

• خط دید (THE):
  در محیط های باز یا نیمه باز, این سیستم می تواند به راحتی نیاز 400 متری LOS را برآورده کند و زمانی که به درستی با آنتن های مناسب پیکربندی شود..
• غیر خط دید (NLOS):
  در محیط های شهری با ساختمان ها و موانع, فناوری COFDM در مقایسه با سیستم های آنالوگ سنتی، کنترل نفوذ و بازتاب را بهبود می بخشد.
  در حالی که عملکرد دقیق به ضخامت دیوار بستگی دارد, مواد, و چیدمان, این فناوری برای سناریوهایی که شامل چندین دیوار بتنی در محدوده 150 متری هستند مناسب است..

توجه داشته باشید: مانند تمام سیستم های بی سیم, نفوذ واقعی از طریق سازه های بتن مسلح به شرایط محیطی بستگی دارد, قرار دادن آنتن, و قدرت انتقال. با این حال, COFDM یک پایه قوی برای ارتباطات NLOS پایدار فراهم می کند.

ادغام Raspberry Pi

سمت گیرنده سیستم فراهم می کند خروجی های دیجیتال استاندارد مناسب برای ادغام Raspberry Pi:

• خروجی تصویری: رابط های HDMI و اترنت امکان اتصال مستقیم به Raspberry Pi یا نمایشگر خارجی را فراهم می کنند.
• خروجی صوتی: خروجی صدای آنالوگ را می توان برای ضبط یا پردازش به Raspberry Pi هدایت کرد.
• پردازش & ضبط:
  روی رزبری پای, جریان های ویدئویی و صوتی را می توان نمایش داد, ثبت شده است, یا بیشتر با استفاده از ابزارهای رایج مانند GStreamer یا FFmpeg پردازش می شود, این سیستم را برای هوش مصنوعی مناسب می کند, چشم انداز کامپیوتر, یا برنامه های ثبت اطلاعات.

این انعطاف‌پذیری به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا برنامه‌های سفارشی را در بالای فید ویدیویی و صوتی زنده بسازند.

سازگاری دوربین و دستگاه صوتی

• پشتیبانی از دوربین:
  این سیستم از ورودی های استاندارد آنالوگ دوربین HD پشتیبانی می کند (به عنوان مثال, 576پ, 720پ, 1080فرمت های p), از جمله ماژول های ماشین بینایی و دوربین های صنعتی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.
• دوربین های حرارتی:
  دوربین های تصویربرداری حرارتی با فرمت های خروجی ویدیوی سازگار نیز می توانند ادغام شوند.
• دستگاه های صوتی:
  میکروفون ها و بلندگوهای آنالوگ استاندارد در هر دو طرف فرستنده و گیرنده پشتیبانی می شوند.

اگر دوربین یا مدل های صوتی خاصی مورد نیاز است, سازگاری را می توان بر اساس مشخصات خروجی آنها تأیید کرد.

نتیجه

این ویدیوی بی سیم چهار کاناله, سمعی, و سیستم انتقال داده یک بازی قوی برای کاربردهای روباتیک و UGV است که در محیط های شهری کار می کنند. فراهم می کند:

• کیفیت ویدیو بیش از 480p مورد نیاز
• عملکرد بی سیم LOS و NLOS قوی
• پشتیبانی از چند دوربین و دو طرفه صدا
• ادغام انعطاف پذیر با Raspberry Pi برای نمایش, ضبط, و پردازش

به طور کلی, این یک راه حل ارتباطی قابل اعتماد و مقیاس پذیر برای عملیات روباتیک بلادرنگ در محیط های پیچیده است.