[发明专利]面向无人驾驶机车的井下移动宽带流媒体网络

摘要

面向无人驾驶机车的井下移动宽带流媒体网络，本发明将传统的井下作业与宽带流媒体网络结合，机车利用安装于机车上的摄像机实时采集视频数据，同时获取机车状态数据和位置信息数据；并通过车载通讯终端接入轨旁AP，实时动态接入移动机车接入网络；移动机车接入网通过光纤将数据传入运输调度局域网络，利用地面机车运行服务器、视频服务器、遥控操作台，进而远程遥控驾驶；利用地面调度人员下达调度指令和路况分析器识别路况进行自主驾驶；该发明实现多路流媒体的跨AP实时传输，遥控操作台控制指令实时响应，实现无人驾驶和自主驾驶模式，提高了井下作业的安全性，为矿井轨道运输的无线通信网络创新和发展做出探索性工作。

主权项

一种面向无人驾驶机车的井下移动宽带流媒体网络，实现井下巷道与井上运输调度局域网之间传输视频数据和控制信息的网络，其特征在于，包括车内局域网、移动机车接入网、光纤骨干网、运输调度局域网；a、所述的车内局域网是基于包括车载摄像头、机车控制器、路况分析器、视频编码器、底层路由器、车载通讯终端的井下机车控制以及监测设备构建的机车控制以及监测的网络；所述的车载摄像头拍摄行车方向路况视频，并通过视频流传输至视频编码器，所述视频编码器对视频数据进行压缩解码，得到模拟视频信号和数字视频信号，模拟视频信号通过底层路由器传输给路况分析器处理分析，路况分析器将分析判断的路况障碍信息经由底层路由器传输给机车控制器，机车控制器根据路况障碍信息判断机车状态、控制机车的运行；数字视频信号经由底层路由器传输至车载通讯终端，进而在无线数据流中上传；b、所述移动机车接入网是基于多个轨道AP基站、安装在井下现场的带有无线通信模块的固定摄像头以及车载通讯终端构建的用于实现移动机车在多个AP基站之间切换管理和动态接入无线移动网络，进而实现井下移动机车相关信息和井下现场相关数据与光纤骨干网之间的数据交换，最终完成井下信息的上传和井上调度指令的下传的网络，具体如下：b1、所述车载通讯终端通过无线方式动态接入附近轨旁AP基站，所述轨旁AP基站接收来自车载通讯终端上传的视频数据，随机车不断移动，伴随着一系列的轨旁AP切换过程；b2、轨旁AP基站、固定摄像头通过网线连接到接入交换机上，所述接入交换机连接有接入服务器；b3、在接入服务器的控制下，通过接入交换机将轨旁AP基站、固定摄像头的所有混合数据流汇总传入光纤骨干网；c、所述光纤骨干网是采用带有光纤接口的光纤交换机通过光纤连接以光纤环网方式构建的长距离有线网络，用于连通移动机车接入网和运输调度局域网；d、所述运输调度局域网是将包括多个遥控驾驶台、视频服务器、分发交换机、机车运行服务器、调度服务器在内的井上设备进行互联，完成井下信息的接收和井上调度的进行和调度指令下传，以及井下视频信息在遥控驾驶台与电视墙同时播放的网络，其中，所述机车运行服务器实现资源管理、绑定管理、监控服务、操作查询，管控无人驾驶系统，为遥控操作台和机车之间建立链接、实现绑定，记录机车运行数据和图像；所述调度服务器根据收到的各类信息实现井下铁路运输调度；具体如下：d1、所述调度服务器，根据通过有线以太网接口接收设置在各轨道上的记轴器采集的轨道信息，远程操控转辙机、信号机来完成道岔的转换、进路防护与开放，并发送调度命令给机车运行服务器，实现井下铁路运输调度；d2、通过有线局域网方式，机车运行服务器为遥控操作台和机车之间建立链接、实现绑定；d3、采用OpenFlow技术的分发交换机，将混合数据流一部分发给视频服务器进行信息缓存、提取、过滤、组合，并由电视墙由其完成软件解码播放以减小时延，一部分输出到遥控操作台由其完成软件解码播放；d4、所述遥控操作台通过分发交换机接收视频，交互数据，通过USB接口采集各类操纵杆状态，并将操纵杆状态转换为操作命令数据并通过交换机传输到目标自控机车；d5、所述视频数据由两部分提供：车载摄像头和定点摄像头，视频服务器对这两种摄像头的视频流均进行保存，以备后续查询使用。