无人机应急监测指挥车解决方案V2.0.docx

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1、 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 无人机应急监测指挥车 解决方案 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 第 2 页 共 133 页 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 3 1、城市公共安全背景及面临的现状 伴随着全球经济繁荣发展主旋律，预防和处置重大突发性紧急事件的应急救 劣、安全防御、 FK 等公共安全系统设 施建设，已经成为全世界不同国家和地区 主管政府的重要政治工作内容。随着我国经济加入全球一体化进程的快速推进， 中国已经并将更加广泛深入地融入到经济全球化的境况中，根据我国相关部门的 划分，城市公共安全事件被分成 自然灾害、事故灾难、城市公共卫生事件与城市安全事件等四种。国

2、家安全 生产监督总局指出，目前我国正处在第五次安全事故频发的高峰阶段，平均每年 国家直接损失超过 1000亿元，加上间接损失，国家财产损失总额超过 2000亿元， 此外，多种灾难事故使得我国平均每天死亡人数为 300 人。纵观这些伤亡与损失 状况，主要集中于城市地区，因此可以看到我国城市公共安全问题的严峻形势。 一个孤立的突发事件就可能产生扩散敁效应，演变为巨大的社会灾难，对整个国 家安全、社会稳定和人民群众的正常生活造成严重威胁。城市公共安全监测需要 有一个移动指挥平 台来实现城市安全实时监察，实时处理，实时发布。为此，城 市公共安全应急监测指挥车作为一个移动办公监测平台应运而生。 2、应急

3、监测指挥车系统建设内容 因为在突发事件应对的过程当中，政府是发挥主导作用，公共安全是政府的 公共管理和社会服务当中非常重要的一个方面，这个方面的责任政府是不可回避 的，公共安全不能靠市场机制来自动的进行调节，是要靠政府的主导作用，政府 是应对突发事件的领导和管理主体，而应急管理是履行社会管理和公共服务职能 的一个重要内容，而危机管理能力是政府行政能力的一个重要体现。所以全面预 见和应对、减轻灾害事 故影响和恢复重建是政府建设“和谐社会”的重要组成部 分，同时也只有政府才能够有效的组织协调政府内部和全社会的人力、财力和物 资资源，实现有效的应对。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 4 2.

4、1、应对突发公共事件，需要关注以下三方面内容： 第一，面对重大的突发公共事件，如何实现全面的监测监控，并且快速动态 的全面了解应急现场的状况。 第二，面对不同条件下的突发公共事件，如何科学预测其发展趋势可能带来 的灾难性后果，并且快速向社会做出预警。这个毫无疑问是政府的一个重要的责 任。 第三、面对跨部门重大突发公共事件，如何科学的决策，综合协调和高效处 置。因为大的 事情发生的时候，往往不是涉及到某一个政府部门，经常是跨部门 的事，如何来做这种决策、协调和处置。 2.2、应急监测指挥车是什么？ 应急监测指挥车是实施应急救援的重要工具，应急监测车能够真正实现多部 门和各地方之间的统筹与协同应对

5、，是城市公共安全监测体系的一个重要组成部 分。 应急指挥系统是 以空天地一体化信息采集为核心 集成 3S 技术、计算机技术、 无线电技术、工业燃料技术、应用材料技术术等多种科技前沿成果为一体的城市 应急指挥解决方案。 是实施应急救援的工具，它具备数据采集、数据处理、协同 会商、辅助决策、风险分析、信息报告等功能支撑条件。 它的工作状态包括了“平时”和“战时”，在战时的时候能够动态的生成优 化的事故处置方案和资源调配方案，形成实施应急救援的交互式的实战指南。应 急监测车的主要建设内容包括了以下六大系统： 应急三维地理信息与任务规划系统、 无人机遥感影像获取系统、 应急遥感影像快速处理系统、 专题

6、遥感影像、视频采集系统、 远程传输通讯系统、 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 5 移动会商系统和应急运输保障系统为一体的星 空 -地（卫星 低空 -地面） 联合应急指挥系统。 无 人机环保应急监测指挥车 通过在安全性、可靠性、电磁兼容、人机工程、 可维修性、机动性等方面进行综合论证和优化设计，达到手段先进、功能超前、 结构优化、机动灵活、快速反应的目标；支持多样化、多渠道通信，满足在各种 情况下应急指挥通信系统之间、指挥通信系统与指挥中心和地面固定指挥中心之 间的互连互通，最终实现应急指挥通信系统使用要求和战术技术要求 。 无人机环保应急监测指挥车系统把无人机、卫星及其他各种通信手段结

7、合在 一起，互相补充、互相结合，构成多手段、多业务的通信网络；充分利用卫星通 信、微波通信等通信设施和手段组成移动通 信系统平台，为处置突发事件、自然 灾害事故、重大刑事案件和重特大安全保卫、警卫、环保执法监察等各种任务现 场提供遥感影像、话音、传真、视频等多种通信业务服务。为各级指挥部门提供 实时、准确的现场实况，为领导正确决策和指挥一线工作提供直观、可靠的第一 手资料，从而提高快速反应、统一指挥、协同作战能力。 无人机环保应急监测指挥车实现功能：快速获取和处理高分辨率遥感影像数 据，实现图像、语音、数据的实时传输；以监测车为中心搭建现场无线通信指挥 网；现场的数据可由无人机航拍获取；也可以

8、可通过车顶的摄像头实现；系统具 有自环测试功 能；能够快速搭建现场集图像、语音、数据传输功能的通信平台。 根据实际情况和工作需要，建设一套功能齐全、性能可靠、技术领先的以卫 星通信为主、其他通信手段为辅的无人机环保应急监测指挥车系统，打造一个集 有线、无线、卫星通信为一体，贯通指挥机构，高效畅通、符合实战需要的应急 通信服务保障平台。形成语音、数据、图像寓一体的现代通信勤务保障技术支撑 体系，任何时候、任何情况下都能将视音频图像清晰、准确、快速地提供决策部 门，有力地保障自上而下的指挥调度通信网络的畅通，实现指挥部和应急事件现 场之间的统一指挥调度。 2.3、功能 架构图 无人机应急监测指挥车

9、解决方案 V2.0 6 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 7 无人机环保应急监测指挥车内部结构 无人机环保应急监测指挥车数据处理工作台与综合协调工作台 无人机环保应急监测指挥车无人机运输仓 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 8 多旋翼无人机设备 无人机环保应急监测指挥车无人机获取视频 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 9 无人机环保应急监测指挥车配合单兵指挥 无人机环保应急监测指挥车单兵图传 无人机环保应急监测指挥车可见光数据快速拼接 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 10 无人机环保应急监测指挥车可见光数据三维数据生成 无人机环保应急监测指挥车发电机 无人机环保应急监

10、测指挥车自带空调 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 11 无人机环保应急指挥车太阳蓬 3、应急指应急挥车系统建设 3.1、多旋翼无人机遥感监测系统 3.1.1、 XXRSC-H6 旋翼无人机参数 （一）飞行器平台：六旋翼飞行器，可搭载云台； （二）控制系统：满足垂直起降、自主导航，具备人工遥控，定 点悬停、航线飞行等多种飞行模式； （三）抗风能力： 5 级； （四）抗雨能力：中雨（ IPX5 雨量）； （五）飞行高度： 1000m； （六）最大飞行速度： 13m/s（空载状态下）； （七）工作温度： -20至 60 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 12 3.1.2、飞行器 （一）

11、机身采用耐高温（在距离火灾现场 100 米环境下能持续飞行），抗腐 蚀性材料（在低腐蚀气体环境下能持续飞行），带有消防标识，重量 8kg，做工 精细、便于清洗，飞行器外部基本没有可见线路，能在较大温度范围 (-20 -60 ) 工作； （二）动力系统采用电力驱动，旋翼电机质量过硬，故障率低于万分之一； （三）最大飞行海拔高度： 3500m； （ 四） 2.5kg 负荷负载续航时间在 25 分钟以上，载荷能力在 5kg 以上； （五）拆卸方便快捷，折叠后放置于箱子里，便于快速展开拆卸、携带。 3.1.3、导航与飞控系统 （一）支持自主航线飞行； （二）具有电磁兼容性，能在电磁环境中正常工作，同时

12、不会对周边设备产 生电磁干扰； （三）飞行轨迹控制精度：水平面 2m、高差 1m； （四）支持自动返航，失去某一个旋翼的动力后能够安全返航降落； （五）支持人工遥控控制和地面站控制，人工遥控控制距离不低于 1km，地 面站控制距离不低于 5km。 3.1.4、配置清单 无人机装备 的系统由飞行器平台、导航与飞控系统、任务载荷系统、数字图 传系统、地面站系统和工具及辅助设备组成，具体清单如下： 投标产品即 31 套专业级无人机及相关通信装备，以下为单套设备： 序 号 产品概述 数 量 单 位 备注 1 六旋翼无人机 1 台 作业飞行平台 2 锂聚合物动力电池 4 组 飞行平台动力 无人机应急监测

13、指挥车解决方案 V2.0 13 3 动力电池平衡充电器 1 套 动力电池充电 4 动力电池平衡显示器 1 个 电量检测 5 专用桨叶 6 个 飞行平台升力 6 遥控器 1 台 手控飞行遥控终端 7 遥控器充电器 1 个 遥控器电池充电 8 地面控制终端 1 台 自驾飞行监控终端 9 地面控制终端充电器 1 个 地面控制终端电池充电 10 无线数传电台 1 套 无线数据传输（天线、 USB 线） 11 户外防护工具 2 套 防晒服、帽、太阳眼镜 12 风速仪 1 个 测量风速 13 专用运输包装箱 2 个 设备长途运输 14 软质背包（防水、防尘、 防震） 1 个 带有消防标识，与装备放 置匹配

14、，方便单兵和车载携带 15 专用桨叶 2 个 备份（随包装箱发货） 16 USB 数据线 1 条 数据拷贝 17 产品使用说明书 1 册 使用说明 18 检测报告 1 册 验收依据 19 合格证 1 个 验收依据 3.2、移动控制站 数据采集传输接收与地面子系统负责 XXRSC-H6 旋翼无人机主体遥控指令、 数据和图像信息的上传下达。测控链路基于无线电通信方式，采用数字通信体系 架构，下行遥控实现对机载设备获取的遥控信息进行组帧、编码、调制，通过通 信链路遥控将信息发射至地面，上行遥控采用直接序列扩频抗干扰通信体制，实 现对飞行器和探查系统的控制，地面站接收和解码、解调遥测 /图像信息，实现

15、 对系统的监视、控制和引导，实时接收、处理、显示和存储无人机传输下来的状 态信息、航迹。本系统摈弃了普通无线遥控器，采用直序列扩频技术遥控器，遥 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 14 控控制距离增强，抗干扰性极强，在电磁环境复杂地区仍然能安 全可靠的手动遥 控无人机；使用功率放大设备能够增加电台发射机的发射功率，实现信息的更远 距离传输。 该系统是由硬件和软件共同组成的集成系统，提供外接串口、 USB 接口、视 频输入输出接口、外接电源接口等。高亮的液晶显示屏能够实时显示导航界面、 视频界面、任务管理及状态栏界面并能实时切换。良好的软件人机交互界面友好 美观，操作舒适；非常适合野外作业

16、光线环境；快速反应，响应合理；用语通俗， 语义一致；操作简单，易学，易掌握。 3.2.1、地面控制站 IRSA（ XX）地面控制站主体包括计算机、集成控制面板、无线测控链路地面 接发终端，为用户操控无人机及监视无人机飞行状态提供一站式服务。其集成高 性能 ThinkPad 笔记本电脑：防水、防尘、防腐蚀设计，便于应急救灾使用，详 细参数如下： 屏幕尺寸 14 寸 1366x768 CPU 型号 Intel 酷睿 i5 3210M CPU 主频 2.5GHz 内存容量 4GB DDR3 1600MHz 硬盘容量 500GB 7200 转 显卡芯片 NVIDIA Optimus NVS 5400M

17、 Inte. 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 15 图：地面站（双屏显示）设备集成完毕 便携式地面控制站特点： 1）模块化设计 系统采用模块化设计，可根据用户需求更换功能模块，适应多种应用需求。 2）结构紧凑、便于携带 采用便携式设计，使用高强度箱体装载设备，抗震性能好、防尘、防水，可 单人携带， 也可车辆装载； 全天候独立工作； 具备多种通信手段和自供电系统，可在无外界供电、通信中断的极端环境下 独立工作， 而且无需其他通信车的中转，可实现救灾现场与指挥中心的直接通信。 3）操作简单 设备集成度高，使用方便，人机界面友好，操作简单，可快速展开、快速收 藏； 维护方便； 系统日常维护简

18、单，便于维护管理。 4）自供电能力 具备可选的多种自供电设备，包括柔性太阳能电池板、车载逆变器、便携后 备电源箱等，可在无市电供应的情况下长时间工作。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 16 3.2.2、遥控设备 本方案采用的遥控设备为 Futuba 10C，其采用 2.4GHz 直接序列扩频技术 （ DSSS），自动对频，自动分配 ID，可自设固定 ID；使用更人性化；具有无线拷 贝功能，免去了导线联接的麻烦；显示采用点阵 LCD，使操作更直接方便。具备 遥测显示及功能设定。可 USB 联机升级最新程序，确保“一控”在手，永不落伍， 让设备永远充 满活力。 图： Futuba 10C

19、遥控器发射端 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 17 图：遥控器接收机 其整体体现出如下优良特点： （ 1） 抗干扰能力强，误码率低 （ 2） 抗多径干扰能力强 （ 3） 抗截获能力强 （ 4） 可同频工作 （ 5） 便于实现多址通信 地面接发终端 与机载数据终端 测控链路配套使用。实现 无人机主体遥控指令、数据的上 传下达，提供人机交互通道。地面电台和机载电台配套使用，使用同样电台。 测控链路工作示意图如下： 上行信道： 地 面 测 控 站 地 面 电 台 地 面 天 线 机 上 天 线 机 上 电 台 通 信 控 制 机 载 飞 控 下行信道： 地 面 测 控 站 地 面 电 台 地

20、 面 天 线 机 上 天 线 机 上 电 台 通 信 控 制 机 载 飞 控 , 数 据 采 集 设 备 图 :地面 机载双向测控链路工作示意图 全向天线接发信号范围广，而定向天线收发信号距离远、信号集中。 我公司为了满足用户对测控距离及信号接收范围等需求，特配备两套天线。 机载部分都为全向天线，地面一套定向天线，一套全向天线。以下详细介绍地面 数传天线： 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 18 图：地面全向天线 图：地面八木定向天线 3.2.3、地面站软件 公司采用 RSC300 型标配地面监控软件，用于管理通信接口、人机交互接口 以及进行任务规划等，并完成数据的计算和显示。完成遥测

21、/图像信息的接收、 解调、滤波、解帧处理。与无人机机载飞控系统实时 通讯，主要有以下作用：设 置飞控参数；标定与设置传感器参数；自控飞行 PID 实时调整；监视与控制飞行 状态（飞行区域的电子地图、航迹、飞行参数、飞机的姿态航向参数、 GPS 定位 状态、航拍影像的数量以及关键参数的交互捕获，例如中立值、最大风门、最小 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 19 风门及停车位置等）；图形化显示飞行数据；可视化编辑飞行航线（航点）；控制 任务载荷；回放飞行数据；智能报警功能：当 GPS 失锁、电压异常、发动机停车、 爬升率 /俯冲速度过大等紧急情况时，能够智能发出报警声音，第一时间提示工 作人

22、员紧急处理。 软件界面如下图所示： 图：组合式仪表 界面图 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 20 图 :传统机械仪表式界面图 图 :监控软件界面加载背景影像（左）、地面视频实时显示（右） 3.3、车载会商系统 车载会商系统是 一个 遥感行业专用的公共会商服务系统。车载 会商系统 使用 CometD 的同步技术，利用 WebSocket 作为通讯载体，利用 OpenLayers 作为图形 绘制工具，通过实时同步技术将不同用户发布和共享的地理要素在同一张地图底 图上进行实时绘制，用户可以就最新发生的事件进行及时的定位和沟通。该系统 使用 B/S 模式，使用场景不受传统会商软件的限制，不需要

23、任何插件支持，用户 可以在应急指挥车中通过浏览器就能登陆到该会商系统，方便了用户的使用。用 户可以组建 会商小组， 管理 会商小组 成员 ； 组长 可以进行地图资源的管理 ；会商 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 21 小组成员 通过在地图上提供的协同标绘环境，可以在地图上进行矢量数据（点、 线、面）和地理图片等绘制和属性编辑 操作，通过事件驱动机制实时发布这些操 作；同一会商小组内的其它用户均可以在自己的地图上即时看到其它用户发布的 标绘操作，跟踪其它用户的操作过程，以达到实时共享和协同标绘的目的；会商 小组成员可以进行小组 内 的 文字实时 消息 通讯 ， 组内 成员也可进行指定成员

24、的私 人文字实时消息 通讯。通过车载会商系统，实现应急指挥车之间和急应急指挥车 与指挥部在同一地图上进行点、 线 和面的标绘和现场地理图片的共享并实时在其 它用户的地图上同步显示， 各 应急指挥车以及指挥部还可以进行实时的文字消息 通讯， 也 可以点对点的实时消息通讯。系统整体架构如下图所示 ： 图：车载会商系统 车 载 会 商 系 统 的 协 同 标 绘 和 消 息 通 讯 功 能 的 实 现 主 要 是 基 于 CometD+WebSocket 技术， 该功能 模块可 归为一种 WEB 服务器消息推送模块。 该模块作为 GisServer 和前端页面之间的桥梁，主要负责转发和广播用户请 求

25、、消息推送、保证 gis 数据安全的作用（由它转发，用户可以不用直接访问 GisServer 数据库，以保证安全）；消息转发和推送的功能实现主要是基于 CometD+WebSocket 技术实现的。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 22 WebSocket 是新一代的 Web 网络通讯中的全双工通讯技术，它的目标是在浏 览器中实 现和服务器端双向通信， WebSocket 协议相对于 HTTP 协议来说效率更 高，所以更加适合于实时以及动态 Web 应用。 CometD 是基于 HTTP 长连接的“服务器推”技术。基于这种架构开发的应 用中，服务器端会主动以异步的方式向客户端程序推送数

26、据，而不需要客户端显 式的发出请求。 Comet 架构非常适合事件驱动的 Web 应用，以及对交互性和实时 性要求很强的应用。在 2.4 版本中， CometD 框架已经完全支持使用 Websocket 作为网络通讯的载体，从而使得通讯效率比之前的长轮询（ long-polling）的方 式提高许多，在以 Jetty8 等全面支持 Websocket 异步通讯的 webserver 的帮助 下，能极大的提高实时同步的效率。 W E B 服 务 器 G I S 服 务 器 用 户 浏 览 器 1 、 触 发 事 件 、 提 交 内 容 G M L + W e b S o c k e t 2 、

27、解 析 文 档 、 转 发 内 容 G M L 3 . 返 回 响 应 结 果 G M L 持 久 化 数 据 4 、 广 播 转 发 消 息 C o m e t D + W e b S o c k e t + G M L 提 供 工 具 供 用 户 制 作 图 层 、 编 辑 要 素 等 接 收 广 播 消 息 、 重 现 用 户 操 作 内 容 解 析 内 容 、 转 发 请 求 、 广 播 消 息 图：技术 原理 用户可在地图中添加或设置图层，进行点、线、面等图形的绘制与编辑，共 享自己的地理照片（现场实时图片）；用户一旦把这些操作提交，系统自动将数 据记录到空间数据库，由后台服务器瞬时

28、广播消息给小组内各成员，然后由前端 页面的 OpenLayers 函数执行点、线、面等图形的绘制。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 23 图：标绘同步机制 通过将消息同步操作与标绘操作持久化操作进行并行处理，能够减少用 户等待的时间 。 图：同步标绘 3.4、无人机数据处理系统软件 图像拼接软件子系统由车载视频接收终端、拼接处理软件、图像处理硬件设 备组成。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 24 视频影像处理：由车载视频接收终端实时接收、录制飞机下传的视频影像， 并在录制的同时将视频信号传入计算机视频拼接软件，人机交互实现视频影像的 快速拼接，为地面指挥人员提供第一时间震区灾况

29、。 图像处理：飞机降落后提取数码相机探查系统中的震区遥感图像，然后加入 图像处理软件进行后期处理。图像处理软件包括图像快速处理软件和图像精细处 理软件（数字摄影测量软件），救灾紧急时期可用图像快速处理软件快速获取震 区影像，为应急救灾、指挥救援快速提供参考资料。而进行震区科学研究或灾情 精确评估等灾后研究任务时，用到图像精细处理软件，处理得到一定比例尺测绘 成果图、专题图等。 3.4.1、车载接收终端 车载接收终端即视频实时传输系统的接收设备，本方案将车载接收终端（视 频实时传输接收机）和机载发射终端（视频实时传输机载发射 机）以整体化、系 统化的视频传输系统的方式来介绍： 视频实时传输系统工

30、作方式： 机载发射机实时的编码、发射摄像机拍摄视频，地面接收机能够实时的接收 小型无人机飞行过程中下传的视频图像，根据事故现场获取车载图像无线实时传 输监控系统的建设目标和要求，需要在无人机和指挥车之间大于 60km 的距离上 实现图像实时传输，考虑到无人机载重，使用地点，在传输的过程中需要建立一 套高效、稳定的无线实时监控传输网络，其中移动图像传输技术是系统建设成败 的关键。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 25 图 :图像、视频实时传输系统 以多旋翼无人机为飞行平台，利用高分图像传输设备获取视频影像，利用空 中和地面控制系统实现视频的自动拍摄和获取，同时实现航迹的规划和监控、信 息

31、数据的压缩和自动传输、视频预处理等功能。该系统通过国家测绘局科技成果 鉴定，并成为其合作伙伴和供应商，在全国测绘系统进行无人机配置、人员培训 及其他相关应用。 视频实时传输系统介绍： 本方案采用 TransVideo1200 图像传输设备将现场图像通过无线信道传输到 指挥车。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 26 特点：与专业摄影机一体化设计，重量轻，结构简洁，用于现场高清晰图像 采集和传输，适用于飞机 固定点传输模式 ，远距离高清晰图像传输，也可用作 远距离图像中继，配合全向天线，通视条件下传输距离可达 60 公里及以上，功 率放大情况下可达到 200 公里以上。 技术参数： 项 目

32、 规 格 工作频段 330 460MHz， 570 670MHz， 1.0 1.4GHz， 2.3 2.7GHz（ 1MHz 步进） 输出功率 1W-20W(可调 ) 测控距离 通视条件下传输距离可达 60 公里及以上 压缩格式 MPEG II 4:2:0 视音频数字压缩 符合 ISO/IEC 13818 (MPML) 调制方式 COFDM， 2K （ 1705）符合 ETS 300744 星座调制 QPSK， 16QAM 视频通道 2 10Mbps（速率可调） 视频输入 PAL/NTSC 音频通道 两路 数据通道 RS-232，单工 9600bps 通道带宽 1.25MHz， 2.5MHz

33、， 6/7/8MHz FEC 1/2， 2/3， 3/4 保护间隔 1/32， 1/16， 1/8， 1/4 重量 0.7Kg 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 27 TransVideo1200 接收机： 图：机架式接收机 TransVideo1200 特点：机架式结构，设计简洁，能灵活应用于各类图传集成项目。 项目 规格 工作频段 330 460MHz， 570 670MHz， 1.0 1.4GHz， 2.3 2.7GHz（ 1MHz 步 进） 接收方式 分集接收 接收灵敏 度 -102dBm(2Mbps 速率 ) -99dBm(3Mbps 速率 ) -96dBm(5Mbps 速率

34、) 视频通道 2 10Mbps（速率可调） 视频输出 PAL/NTSC 音频通道 两路 数据通道 RS-232，单工 9600bps 通道带宽 1.25MHz ， 2.5MHz ， 6/7/8MHz FEC 1/2， 2/3， 3/4 保护间隔 1/32， 1/16， 1/8， 1/4 重量 3.5Kg 供电 AC 220V 或 DC12V 外型尺寸 427mm 265mm 42mm（ W D H） 供电 AC 220V 或 DC12V 外型尺寸 128mm 52mm 185mm（ W D H） 工作环境 温度： -20 +55 湿度： 小于 95% 大气压： 86 106Kpa 无人机应急监

35、测指挥车解决方案 V2.0 28 工作环境 温度： -20 +55 湿度： 95%，非冷凝 大气压： 86 106Kpa 配套天线技术参数 天线类型 全向便携天线 增益 5dB 驻波比 1.5 垂直波束 16 水平波束 360 极化方式 垂直极化 最大功率 100W 雷电保护 接地 长度 0.5m 测控距离 大于等于 30 公里 3.4.2、图像拼接软件 无人机航空遥感系统可以快速获取目标区域信息，通过装载的可见光摄像机 对目标区域进行现场拍摄，并实时将画面传回地面控制站。在地面控制站图像拼 接软件接收数据后显示在屏幕上并进行图像快速拼接处理，可以快速还原整个现 场影像信息等，以便对目标区域快

36、速评估、提供决策。无人机降落后将获取的照 相图像导入到图像处理软件中即可完成快速自动拼接和精细拼接及处理。 在整个应急指挥系统中，图像拼接软件是实现信息传输、视频拼接、视频处 理、系统校正、图像处理和数据库管理等功能的，经图像拼接软件处理后的数据 用于指挥部们、救灾人员做参考。软件 包括图像快速处理软件、图像精细处理软 件、视频快速处理软件，下文将介绍各自功能组成。 3.4.3、图像快速处理软件 图像快速处理软件能把飞机获取的影像在短时间内拼接出整个目标区域的 全景图，鉴于软件用于应急，此项目我们配备 Pix4UAV 2D。 Pix4UAV 2D 是瑞典 Pix4D公司研发的一款全自动快速无人

37、机数据处理软件，该软件集全自动、快速、 专业精度为一体的无人机数据和航空影像处理软件。 3.4.4、软件优势 无需人为干预即可获得专业精度 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 29 无需专业操作员 只需简单点击几下，不需要专业知识，飞机操控员就能直接 处理和查看结果。 与其他专业软件兼容性好 能够处理生成 DOM 数据，且任何专业的 GIS 和 RS 软件都可以读取。 自动获取相机参数 自动从影像中读取相机基本参数，包括：相机型号、焦距、像主点等，智能 识别，节省时间。 无需 IMU 数据 无需 IMU 姿态信息，只需要影像的 GPS 位置信息即可完成图像快速拼接。 自动生成 Google

38、 瓦片 自动将 DOM 进行切片，生成 PNG 瓦片文件和 KML 文件，直接用 Google Earth 即可浏览成果。 自动生成带纹理的三维模型 自动生成带有纹理信息的三维模型，方便进行三维景观制作。 3.4.5、传感器支持 Pix4UAV 可支持不同幅宽的普通光学相机，近红外、热红外及任何多光谱影 像。对任意特征的影像都能够自动进行快速处理、自动空三、区域网平差和相机 检校， 能够拼接 8 级灰度及 24 位彩色数据。 3.4.6、功能 快速图像处理模式 根据无人机自带的 GPS 估算地理位置，软件在数分钟内即可预览到正射镶嵌 结果，对于应急项目，速度优势明显。快速处理模式占用较低的电脑

39、资源，为处 理器其它程序的运行节省资源。 快速正射生成 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 30 Pix4UAV 通过 Pix4D 的高级自动空三计算原始影像的真实位置和参数。完全 基于影像的内容利 用 Pix4UAV 的独特优化技术和区域网平差技术，自动校准影像。 生成所有影像的正射校正结果后并进行自动镶嵌及匀色，将测区内所有数据快速 拼接并融合处理。 1）图像配准 图像匹配，就是将在空间位置上有同一地面点的相邻图像联系起来，其基本 条件是相邻图像之间在地面上有重叠区域。见下图：“航线间同名点匹配”，“旁 向间同名点匹配”。 2）图像融合 当估算出图像间的几何变换模型参数后，需要根据几何

40、模型将多张图像序列 投影成为一张大的全景图，在拼接过程中，因为配准误差，图像拼接过程中会导 致全局匹配的误差累计，以及图像之间还会存在一些拼接线和色彩的差异，需要 合适的融合算法消除这些差异，得到一幅无缝拼接图像，这就是图像融合。 图：航线间同名像点图 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 31 图：旁向间同名像点图 图：正射影像快速拼接 地面控制点添加 该软件在处理过程中不需要 GCP，它可根据无人机自带的 GPS估算地理位置。 如果需要更高的绝对定位精度，利用其直观便捷的界面可快速添加控制点，参与 空三计算，使结果达到厘米级的精度。 丰富的坐标参考系统 软件内置丰富的坐标参考系统，包括常

41、用的 UTM、北京 54、也支持 PRJ 文件 导入投影坐标参数。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 32 镶嵌编辑 包含镶嵌编辑工具，以生成更好的镶嵌结果。通过选择原始影像正射区或者 较平坦的区域来编辑拼接后的扭曲地物；通过编辑拼接线或者改变影像次序以去 除移动的物体；可同时提供亮度和对比度调整功能。 图：编辑拼接线或者改变 影像次序以去除移动的物体 量测工具 提供友好的量测界面，基于生成的结果图像进行位置、面积的量测。 自动生成精度报告 能够自动生成精度报告，可快速正确地评估结果质量。显示处理完成的百分 比以及正射镶嵌和 DEM 的预览结果，提供详细、定量的自动空三、区域网平差和 地

42、面控制点精度。 图：完成度及相对精度 3.4.7、拼接能力 软件处理容量 （ 1） Pix4UAV 利用自己独特的模型，可以同时处理多达 10000 张影像。 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 33 （ 2）该模块可处理不同架次、多个不同相机拍摄的测区，例如同时搭载近 红外传感器和普通相机，可将它们合并成一个工程进行处理。 拼接效率和精度 以实际案例说明 Pix4UAV 的拼接能力： 该正射影像图由 200 张图像拼接而成，覆盖面积达 30 平方公里，分辨率 0.14 米。 （ 1）拼接效率： 200 张图像快速处理模式情况下： 10 分钟内即可预览全景 正射影像图； 2 小时完成全景正

43、射影像图无控制点拼接。 （ 2）精度： 下表为有地面控制点和无地面控制点情况下的拼接精度： 表：拼接精度表 无地面控制点（米） 有地面控制点（米） X 坐标误差 1.01 0.08 Y 坐标误差 1.22 0.086 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 34 拼接后输出格式 正射影像图： GeoTIFF、 TFW、 JPG； Google 瓦片结果： KML、 PNG 格式 拼接案例展示 图：航空影像 Pix4UAV 自动拼接效果图（未经手动添加关键点） 3.4.8、图像处理硬件设备 移动图形工作站 移动工作站的选择：笔记本电脑考虑的是笔记本的重量、功耗以及整合性，而移动图形 工作站需要考

44、虑的是采用更高速的处理器、更大的内存容量、更快速的图形芯片以及其他附 属设计。选择一款满意的工作站产品，最关键的是要和应用紧密结合。应急数据处理图像工 作站要安装多款图像处理软件：图像快拼、地面监控软件、数字摄影测量软件、其它辅助软 件等。应急数据处理有以下几个特征：野外处理、处理速度要求快、数据量大，野外处理要 求移动工作站携带方便；处理速度快要求移动工作站有足够大的内存和高性能的主频处理器； 数据量大要求移动工作站有足够大的硬 盘容量。经各方面综合考虑，我单位选择 HP EliteBook 8760w(A3N73PA)，其具有 3.6GHZCPU 主频、 32GB 内存、硬盘容量 750G

45、（可外接 4T 移动硬盘），主要参数如下表所示： CPU 类型 Intel 酷睿 i7 CPU 型号 酷睿 i7-2860QM CPU 主频 3.6GHz 内存大小 32GB 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 35 内存类型 DDR3 硬盘容量 750 GB CPU 线程数 八线程 产品尺寸： 416.5 272.7 37.4mm 显卡 Nvidia Quadro 4000M 操作系统 Windows 64 位， 支持 Windows 32 位 显示器描述： 17.3 英寸 LED 背光全高清防眩目 WVA 显示屏（ 1920 1080） USB 接口 2 USB 3.0 端口； 1 U

46、SB 2.0 端口； 1 USB 2.0 充电接口 电源描述 200W； 8 芯电池（ 75WH， 3Y） 其它 标配车载逆变电源 图： HP EliteBook 8760w(A3N73PA)移动工作站 贝尔金 200W 车载逆变电源 (F5C400zh) 车载逆变电源 是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为交流电，供一般 电器产品使用，是一种较方便的车用电源转换设备。它是常用的车用汽车电子用 品。通过它可以在汽车上使用平时我们用市电才能工作的电器，比如电视机、笔 记本电脑、电钻、医疗急救仪器、军用车载设备等。由于移动工作站的功率一定 不超过车载逆变器的最大额定功率，本方案选择标配 200W

47、“ BELKIN 车载交流供 电器 200W(F5C400zh200W)”车载 逆变电源。 特点： 超过 85 摄氏度或低于 10.6V 时，自动报警，自动关断； 可替换保险丝； 200W 额定功率； 过流、过载、低压、高压保护功能； 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 36 机器配备一个三孔万用插座，适用连接各种插头的设备。 图：贝尔金 200W 车载逆变电源 (F5C400zh) 表：贝尔金 200W 车载逆变电源 (F5C400zh)参数表 主要参数 额定功率 (W) 200 瞬间功率 (W) 400 转换效率 90% 输入电压 (V) 12 输出电压 (V) 220 5 输出波形

48、修正的正弦波 输出频率 (Hz) 500.05 无负载损耗 (A) 0.15 低压报警 10.6V 重量 500g 环境参数 工作温度 -20 -40 工作湿度 10-85% 存储温度 -40 -85 存储湿度 10-95% 外观参数 颜色 黑色 无人机应急监测指挥车解决方案 V2.0 37 长度 (mm) 107 宽度 (mm) 88 高度 (mm) 52 液晶显示器 液晶显示器作为灾情原始数据、处理后数据显示和供浏览参考系统，我单位 配置配备 AOC T3264M 液晶显示器，其采用宽视角 TN 面板类型， 24 寸屏幕、全 高清屏幕分辨率，保障使用者多角度、高清晰、高质量的浏览效果。主要参数如 下表所示： 表：液晶显示器参数表 屏幕尺寸 24 寸 面板类型 TN 黑白响应时间 5ms 最佳分辨率 1366*768 背光类型 LED 背光 屏幕比例 16:9（宽屏） 图： AOC T3264M 我单位还配置了 32 寸液晶电视 1 台，分辨率支持 1366*768， 720P，支持 AV 无人机应急监测指挥车解