基于高速移动网络的智能车视频驾驶系统设计与实现

摘要

近年来，智能车朝着智能化、联网化和电动化的方向经历了长足的发展。3G、4G和无线Wi-Fi技术的发展也为智能车系统中的视频传输提供了一个很好的机遇。随着信息技术日新月异的发展，智能车在未来势必会产生海量信息。如何将云计算、大数据等技术更合理的运用到智能车领域也是要进一步解决的问题。
　　本文在调研高速移动通信网络、大数据技术、视频传输技术的基础上，结合实验室在智能车技术上的积累，设计了基于高速移动网络的智能车视频驾驶系统。该系统可以把智能车的环境信息通过摄像头录制并实时传输到云端服务器，云端服务器进行实时处理并识别出有用的道路环境信息后返回给智能车系统作为自动驾驶策略的参考数据。这样不仅可以把复杂的图像处理工作转移到云端服务器上完成，节省智能车上的硬件成本，还可以在云端服务器上把智能车的环境录像信息保存在分布式文件系统中，便于离线分析和数据挖掘。系统还具有支持用户通过远程实时查看车辆和进行远程车辆控制的功能，这对智能车的开发者和使用者来说均具有一定的实用意义。本论文的主要工作总结为以下几点:
　　1)调研课题背景及相关技术，包括3G/4G移动通信、Wi-Fi技术等通信技术和Hadoop、HDFS、Hive等大数据存储和分析技术以及视频传输技术、汽车电子相关技术等。
　　2)设计并实现智能车系统。通过高速移动网络把实时视频信息发送到云端Wowza流媒体服务器。基于HDFS分布式文件系统搭建云端存储分析系统。设计云端实时计算子系统和与智能车系统通信的服务端。设计系统管理模块，让用户使用Web界面查看车辆实时视频、远程控制车辆。
　　3)分析系统的应用场景，设计具体使用案例，从功能和性能角度分析系统的设计，验证系统各个模块的功能并分析系统在智能车领域的应用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 智能汽车的新方向

1．1．2 高速移动网络的发展

1．1．3 大数据技术的使用价值

1．2 研究主要内容和意义

1．3 本文结构

1．4 本章小结

第2章 系统整体方案设计

2．1 系统总体设计

2．2 智能车系统结构

2．3 云端视频处理模块结构

2．4 系统管理模块

2．5 本章小结

第3章 智能车系统模块设计与实现

3．1 相关技术介绍

3．1．1 4G网络

3．1．2 Wi-Fi技术

3．1．3 视频传输协议

3．2 智能车视频采集方案设计

3．2．1 智能车系统中视频采集的特点

3．2．2 智能车系统结构设计

3．3 硬件环境

3．4 软件设计

3．4．1 视频采集模块

3．4．2 视频流发送模块

3．4．3 网络通信客户端

3．5 本章小结

第4章 云端视频处理模块设计与实现

4．1 相关技术

4．1．1 HDFS文件系统

4．1．2 Hive介绍

4．1．3 FUSE用户空间文件系统

4．1．4 RTMP协议

4．1．5 Wowza服务器

4．2 视频接收处理

4．2．1 Wowza服务器子系统

4．2．2 实时计算系统

4．2．3 网络通信服务端

4．3 视频存储

4．3．1 视频存储的特点

4．3．2 视频存储系统设计

4．4 本章小结

第5章 系统管理模块设计与实现

5．1 系统管理方案设计

5．1．1 管理模块的特点

5．1．2 管理模块的结构设计

5．2 后端设计与实现

5．2．1 Web应用框架

5．2．2 功能实现

5．2．3 服务器架构及部署

5．3 前端设计与实现

5．3．1 使用的技术

5．3．2 界面设计

5．4 本章小结

第6章 应用分析

6．1 应用场景

6．2 案例描述

6．2．1 智能车系统与VCU的交互

6．2．2 智能车系统与云端服务器的交互

6．2．3 云端服务器与系统管理模块的交互

6．3 测试及结果分析

6．3．1 系统整体功能测试

6．3．2 视频传输效果测试

6．3．3 远程控制命令传输测试

6．3．4 结果分析

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢