科達結合自己多年的公安實戰(zhàn)應用經驗及對行業(yè)的深度開發(fā),時至今日,提供了完整的圖幀系統、電子警察系統、高清數字卡口系統、庭審系統以及本文要重點闡述的無線車載監(jiān)控系統等有行業(yè)特色、極具實操應用的解決方案。
受限于運營商的無線網絡建設,在公安領域,遠程無線傳輸一直是各安防廠家比拼的重要內功。針對目前移動執(zhí)法越來越多、事后糾紛難以撤清的問題,公安領域對無線車載視頻監(jiān)控的需求也是日漸旺盛,但相較公交無線車載應用,專門從事公安領域無線車載監(jiān)控技術開發(fā)的廠家并不多,科達正是其中專業(yè)廠家之一。下面我們來看一下科達是如何解決公檢法無線視頻車載監(jiān)控的技術瓶頸問題的。
該車載方案針對公檢法領域應用
專業(yè)產品,軍工設計
從裝載的車型上,科達從一開始,其布局就具有很強的專業(yè)性,直指公檢法等特殊領域的車載應用,其無線車載視頻監(jiān)控主要應用于警車、巡邏車、武警部隊警用車輛、消防車、金融運鈔車、高檔保險車等特種車輛,通過在車輛行駛過程中進行實時圖像抓拍和錄像。
NVR:車載監(jiān)控系統的核心
科達提供有多種車載MDVR、MNVR型號的產品,并推出H.264、H.265二種編碼壓縮格式;同時多型號可選,可以滿足不同要求的車載前端攝像機接入,支持QCIF、CIF、D1標清到720P、1080P高清分辨率視頻存儲。
為滿足無線傳輸、實時播放、高清成像的需求,科達結合自己的技術優(yōu)勢,對車載NVR進行了性能提升,如KDM2410M系列無線車載MNVR(可搭載4TB車載硬盤),采用嵌入式設計,系統穩(wěn)定、可靠、安全;其航空頭接口可同時為前端攝像機提供音頻信號、電源信號及控制信號,簡化系統連接;硬盤盒為抽拉式無連線設計,所有器件是全插座式連接,看不到任何明線,使既更換硬盤方便,又極大地提高了車載硬盤工作的可靠性,并必要時可通過硬盤盒上的USB接口直接拷貝數據;另外,如果電源突然故障中斷,由于系統采取了板載電容瞬間切換放電設計,則系統可利用存儲于電容中的電能來完成數據正常的存儲。
同時,作為移動車載的核心,還需具備多種防護功能,如機械減震/電子減震和軟件減震協同抗振技術、9-36V寬電壓設計、一體化無風扇IP66防護等。
支持8路混合輸入、H.265編碼的車載主機
前端:穩(wěn)固、高清成像
該方案的前端攝像機與公交車等大型車的車載監(jiān)控探頭完全不一樣,其采用的是搭載專業(yè)云臺的車載監(jiān)控攝像機,產品涵蓋標清到高清、模擬到網絡,而網絡攝像機還支持H.264、H.265等編解碼壓縮格式。應用環(huán)境的特殊性決定了該方案中前端產品個個“高大威猛”,如IPC521-H120-N這款云臺產品,規(guī)格為180mm×375mm×247.5mm。對此,安裝時需結合車載云臺支架,便于將攝像機快速而穩(wěn)固地安裝于車頂,同時也節(jié)省了對車頂空間的占用并增強美感。
不同類型攝像機,配置不同,可提供的圖像清晰度也會不一樣,但基本都會涵蓋光學/數字變倍、寬動態(tài)、圖像設置、3D 降噪、視頻凍結、圖像翻轉、圖像遮擋、數字透霧等重要的圖像處理功能;同時在電子防抖等良好的防振措施下,也大大降低了行車過程中成像畫面的抖動。
除了攝像機自帶的圖像處理功能,每款車載攝像機還配置有采用高效陣列式紅外補光燈,補光距離可達80米;如有更長監(jiān)控距離的特殊需求,也可更換支持500米以上的激光補光云臺攝像機,便于夜間照度不足時,進行長距離補光應用。
特殊定制的車載云臺網絡攝像機
H.265高壓縮1080P全高清無線傳輸
目前來說,車載的主流編碼技術還是以H.264為主要視頻壓縮格式,要想獲取圖像對應分辨率的最佳清晰度效果,帶寬的壓縮不宜設的太低,720P需在2Mbps下編碼;1080P則需要至少4Mbps的帶寬。而以目前的無線網絡環(huán)境,2Mbps碼流若想在3G網絡中實現實時傳輸,難度很大;1080P@4Mbps在4G網絡下也只是理論上可行(公網)。
無線網絡的覆蓋率、網絡的繁忙與否都很大程度限制了基于H.264格式壓縮碼流的傳輸,導致常常只能采用低分辨率視頻流、非實時視頻流,甚至是圖片流的無線傳輸方式來達到即時傳輸的目的。而科達作為專業(yè)深耕公檢法領域的資深安防企業(yè),早已透析客戶需求;在完成常規(guī)NVR、網絡攝像機、平臺等系列產品的H.265布局后,其車載產品也得到了快速跟進,專門開發(fā)了支持H.265視頻編解碼壓縮格式的系列車載設備,如上所提到的MNVR、網絡云臺攝像機等。
在H.265壓縮格式下,科達的無線車載系統可實現1080P@1.5-2Mbps的低帶寬壓縮,720P還可以做到更低的碼率傳輸。以目前的4G網絡環(huán)境看,非忙碌時段,1080P實時高清傳輸是沒有問題的;若網絡繁忙或前端車輛所在區(qū)域網絡環(huán)境不佳,則可切換為720P分辨率進行高清預覽。現場演示該無線車載方案時,直接通過4G網絡傳輸720P高清視頻,控制中心除了能看到現場傳輸回來的實時、流暢高清畫面外,還可與車輛進行實時高音質通話,從應用效果看,基本做到了即拍即傳,無明顯延遲感。
另外,在H.265壓縮格式下,科達針對車載無線傳輸的高清、實時、低帶寬需求,在編碼算法上也是進行了深度優(yōu)化,如帶寬自適應技術等,在自主研發(fā)的 KWTP 無線傳輸協議支持下,配合H.265算法對碼流的傳輸做可靠性保障,可以根據當前網絡狀況自動調節(jié),提高視音頻傳輸的穩(wěn)定和效率,為無線傳輸提供實時低碼率高清視頻。
前端簡捷組網,承載存、傳、用的穩(wěn)定與高清
在該套無線產品方案中,設備不多,以MNVR為車載終端核心,圍繞其進行設備及網絡接入,進而形成一個可以獨立或是聯網的移動監(jiān)控點位。
基于MNVR模數混合靈活選配與組網
科達的車載NVR為1DIN大小設計,提供有4個網絡通道和4個模擬通道,合計最多支持8路視頻輸入;其模數混合設計,既可以滿足新項目網絡攝像機的接入,也可利舊沿用原有模擬攝像機;同時,用戶可以根據車輛探頭需求,自主選擇1-8個攝像機進行裝載。
與此同時,雖然科達專注于公檢法等領域應用,而實際上,以其車載NVR為核心的車載終端還可用于公交、大巴、物流卡車等領域的應用,針對這些民用領域,只需更換為輕便型的前端攝像機即可,如蘇州公交車即采用了此種方案。
3G/4G雙卡無線方案護航
由于2G、2.5G無線制式帶寬過低,滿足不了實時傳輸需求,該無線車載監(jiān)控方案主要采用3G、4G無線網絡,支持WCDMA、EVDO、TD-LTE、FDD-LTE 等國內主要采用的無線網絡制式;通過3G或4G兩代不同的網絡環(huán)境,實現“端到端”無線解決方案。
為應對基站偏少/信號不佳區(qū)域或網絡繁忙時段也能保證無線實時高清傳輸,科達采取了“雙卡疊加”的技術方案,為設備配置兩張上網卡,利用兩個無線模塊與平臺進行數據傳輸,系統會自適應地根據當前3G/4G網絡通訊質量,動態(tài)地調整數據傳輸策略,保證視頻信號在無線網絡中傳輸的流暢度和清晰度,良好解決了無線網絡環(huán)境不佳條件下單卡傳輸不穩(wěn)定的問題。
依托于科達監(jiān)控平臺及3G/4G網絡的移動指揮系統
利用無線定位,強化公安實戰(zhàn)
該無線車載方案的核心設備NVR上還內置有GPS無線定位模塊,用戶也可選配北斗導航系統,讓車輛在行進過程中實時上報地理位置信息,實現跟蹤車輛的運動軌跡,便于后臺全面了解車輛運動情況。與此同時,通過后臺的公安實戰(zhàn)平臺,可以在歷史錄像回放時同步顯示車輛運行的軌跡。
組網:三個設備,二根線纜
從如上介紹可知道,在這套無線車載系統中,設備基本圍繞車載存儲設備、車載攝像機來架設,其架構很簡單,在科達看來,從組網到應用,其理念就是:三個設備,二根線纜:
·三個設備:車載主機、車載攝像機、車載平板控制終端;
·二根線纜:車載主機到車輛電瓶的電纜、車載云臺到車載主機的線纜。
換言之,只需將攝像機接入車載主機(無需給攝像機獨立供電),再就是給車載主機輸入電源系統即完成設備連接,剩下的就是系統啟動后,會自動通過電信無線網絡與管理平臺聯網,從而形成完備的移動監(jiān)控與管理系統。
三層網絡,支持多平臺控制與應用
科達無線車載監(jiān)控系統由車載終端、3G/4G 網絡和監(jiān)控中心的“兩點一線”組成三層聯網式無線車載綜合監(jiān)管系統。
在本方案中,為保證無線傳輸的可靠性,無線車載終端采用雙碼流編碼,本地錄像時,錄制主碼流,如1080P、720P;而無線傳輸應用,為保險起見,科達一般采用CIF、D1、720P碼流,從而保證了前端高清存儲與后端聯網實時監(jiān)控的同步進行。
3G/4G 網絡作為管理中心與車載終端交互的信道,承載了音視頻、控制指令的傳輸任務,但長期處于工作狀態(tài)下,流量資費將會成為一筆不小的開支,為此,科達采取了車載終端自動休眠和喚醒的技術,當車載終端與后臺超過5分鐘沒有碼流傳輸時,則自動進入休眠狀態(tài);如需喚醒,通過平臺中添加的白名單對前端進行撥號或發(fā)短信即可。若當車載終端處于休眠狀態(tài)下遇到突發(fā)情況時,系統會自動觸發(fā)設備通過3G/4G 網絡上線并向后臺上傳告警信息,直至告警結束。
而對車載終端的管理與控制主要有兩種方式,一是“兩點一線”中部署于后臺的管理中心;第二則是車載平板終端。過去的車載終端的車載控制需要配備車載顯示器、車載控制鍵盤等設備,但本方案無需這兩個設備,僅需要一臺安裝了支持對車載主機管理與控制APP的平板電腦(無需定制,市面上常見的平板均可使用),通過車載主機上的WiFi信號即可與之聯網,可實現實時圖像瀏覽、車載攝像機云臺轉動控制、與后端監(jiān)控中心雙向語音對講等。
通過后臺實現遠程視頻瀏覽、遠程控制、地理定位等功能
車載平板終端
后端平臺:統籌實戰(zhàn)
在該無線車載視頻監(jiān)控系統方案中,由中心管理平臺對網內設備進行統一調度指揮,如針對公安行業(yè)開發(fā)的圖幀與合成作戰(zhàn)平臺。在該平臺中,除了基本的實時視頻預覽、錄像調閱、車輛地理位置上報、與前端的語音對講外,還可通過針對公安行業(yè)開發(fā)的深度應用,利用聯動策略,在突發(fā)事件發(fā)生時,后臺除了能聯動告警外,將可結合PGIS系統,快速定位事件發(fā)生地點,并調閱事件附近固定或移動的視頻探頭,了解事發(fā)地周邊情況,集中力量調度可用的警用資源處警。
而在公安實戰(zhàn)平臺中,還可對傳送回來的視頻進行圖像增強處理、車牌識別、錄像摘要等二次分析與應用;待事件處理完成后,自動生成研判報表;平臺對公安應用需求開發(fā)的進一步深入,通過平臺對資源的高度集中和直觀呈現,使得對車載終端的管理變得簡捷,利于對事件的高效處理與應急調度。
自動生成事件研判報表
專家觀點
抗震、抗惡劣環(huán)境、抗高電磁干擾、寬態(tài)電壓、無線網傳等是任何車載系統會面臨的難題,其中科達是做得比較好且有特色的。測試影像比較深刻的有:如硬盤無明線、電容放電存儲、部件連接簡捷、雙網卡、車載平板等等設計,盡管或看來很細小,但可見科達很用心。還有H.265編碼應用和實戰(zhàn)平臺應該說是科達發(fā)揮得比較有特色和成功的。
方案特色
1、設備精簡而有針對性:主要由車載主機、車載云臺攝像機、車載平板電腦組成,專為公安、武警部隊警用巡邏車輛、金融運鈔車等特殊領域應用開發(fā);并可擴展為公交等民用車載方案;
2、系統組網簡單:只需將攝像機接入車載主機,再為主機接入電源即可完成組網,“二根線”組網理念和簡捷易用設計,組網簡單,便于降低施工和運維成本;
3、無線網絡:車載終端采用WiFi與車載平板電腦組成簡易車載監(jiān)控中心,同時能與后臺語音交互;而與中心的聯網則采用3G/4G網絡,形成車內與中心的一體化組網;
4、采用H.265高效編碼技術:在H.265編碼技術支持下,實現了高清視頻的低碼率壓縮,使得無線傳輸符合了當前3G/4G的網絡帶寬環(huán)境,加上“雙卡疊加”技術,高清、實時無線傳輸變得簡單、穩(wěn)定、易用;
5、系統功能設計完備:如車載攝像機的云臺、圖像處理、紅外補光、數字透霧等功能;車載主機的抗振設計、防脫落軍工接口設計、音視頻與電源共線傳輸等。能為中心提供視頻預覽與錄像回放、地理信息定位、車輛狀況等數據;
6、強大的平臺支撐:通過后端的公安實戰(zhàn)平臺實現檢索、調度指揮、數據分析、事件研判等功能,體現了很強的行業(yè)特性,擁有不錯的應用深度。
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