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RTE2023 | 声网低延时平行操控解决方案 为无人值守设备保驾护航

RTE2023 | 声网低延时平行操控解决方案 为无人值守设备保驾护航
2023-11-13 14:29:30 来源:中国创投网

随着5G、AI、智能驾驶技术、实时互动技术的快速发展,虚实互动的行操控场景开始受到行业关注。如物流园区的无人车、矿区的无人驾驶矿车,港口的无人集卡车,以及远程接管脱困的云代驾。

行操控即通过现代超低延时视频通信技术与实时信令技术的结合,使操作者可以实时的驾驶/操作远端的无人车或机械设备。那么,如今的行操控发展到了什么阶段?又有哪些技术与场景应用看点?在刚刚过去的RTE2023 第九届实时互联网大会上,声网行操控技术负责人张乐陶带来了题为《超低延时助力行操控极致体验》的演讲,与大家分享了行操控的应用场景与创新方案。

以下为演讲正文,部分内容在不改变原意的基础上略有删改。

各位嘉宾、行业伙伴上午好,很高兴能和大家一起探讨行操控这项技术的发展应用,以及声网在这个行业的技术积累与创新。通俗的讲,行操控即远程操控,是通过现代超低延时视频通信技术与实时信令技术相结合,使得操作者可以实时的驾驶/操作远端的无人车或机械设备。

这是一个非常经典的行操控业务框架图,左边是装载了摄像头和无线通信设备的无人车,右边是有方向盘、驾驶系统、刹车系统的驾驶舱。操控者在收到无人车回传的图像后,通过实时信令将操作指令发送给无人车,这样便实现了无人驾驶能力,中间则是传递音视频和信令的实时传输网。相比传统距离的遥控,行操控的传输网构建在互联网之上,突破了传统距离限制,操控者可以实时遥控几百甚至上千公里以外的设备。

行操控的应用场景上,应急接管、高危作业和远程服务行操控典型的三个业务场景。首先是应急接管,以无人车为例,无人车目前被广泛应用在机场、码头、港口等地方,但应用过程中往往会出现如暴风雨、交通管制、突发事故等一些无法自主决策的场景。相较此前需要人为介入到现场处理,行操控则可以更快、更低的成本解决这个问题。第二是高危作业,在井下矿车、高空作业机器人、无人挖掘机等危险指数较高或环境恶劣等工作场景中,行操控可以很好地发挥价值。第三是远程服务,如机器人、云赛车、无人机之类的场景,操作者可以借助云服务操控这些无人值守设备。

作为虚实互动的场景,行操控在应用过程中,也需要解决以下几个痛点:一是同城/跨区体验保障难,4G/5G、WiFi和局域网等不同的网络差异大,无线网络可靠无法保证;二是音视频延时要求高,假如一个无人车行驶速度在15-30km/h,行业里普遍认为端到端延迟要控制在200毫秒以内,某些极端案例要求50毫秒内,甚至还有抗弱网和抖动的需求;三是远程信令控制同步难,为保证车辆安全运行,操控指令与实时音视频传输需做到一致,信令传输亦要求低延时。

基于以上这些业务痛点,声网的行操控解决方案能提供全球端到端全链路延时优化。在设备端,深度适配了Nvidia Jetson系列,提供从采集、编码到传输的全套功能,并且支持H265和H264的视频编码,以及超低延时信令和实时音频对讲;在操作端,该方案支持主流操作系统,包含IOS、Windows、Mac、Android、Linux等。而在满足两端行操控的延时上面,则是依托于声网自研的SD-RTN™传输网络,覆盖了全球200+国家与地区,能实现全球端到端延时中位数76ms,具有优异的抗弱网能力,可以保证实时信令在 70% 丢包情况下消息到达率 100%,有效保障无人设备操作中的安全。此外,该方案还提供云端录制服务,支持记录用户每次远程遥控的全过程并支持回看。

对于不同的业务场景形态,声网行操控解决方案还提供了QoS分级保障,包括质量分级、服务分级、大网服务升级、SDK 质量控制分级等。针对同城传输场景,通过标记优先级、优化路由调度策略、同节点转发等方式,保障特殊场景超低延时传输;针对跨区传输场景,通过全网智能路由和 AI 机器学算法,节点故障和质量抖动可实现无感知切换,有效保证传输质量。

行操控核心技术这块,声网提供了基于UDP传输层的自研传输框架AUT协议,旨在使用一套传输框架,统一实现不同应用层的传输要求,满足低延迟、高画质、高帧率等不同业务场景偏好。在客户需要对设备进行精细化操作时,它可以配置高画质;当客户需要操作手感时,它可以配置高帧率场景。对于一系列的业务偏好,AUT都提供了配置方法,确保哪怕出现弱网时,也能达到客户想要的业务体验。

众所周知,随机丢包在无线通信场景中很常见。声网自研的DMEC可以通过信源、信道联合编码的方式有效对抗无线通信中的随机丢包,并对传输中更重要的视频帧做更强的编码保护。随着丢包率的上升,DMEC在视频流畅度上具备明显的优势。此外,声网还利用多路径技术改善端侧运营商网络遮蔽,自研了同时支持音视频和信令通道的Multipath技术,可以直接带来物理带宽的增益,无需额外硬件,成本更可控。

另外,基于追求极限延迟情况下,不能完全依赖丢包重传和FEC对抗弱网的现状。声网提出了基于反馈的动态跨帧参考方案,编码器可以基于反馈情况,动态调整视频码流的参考关系。哪怕在视频帧传输过程中出现缺失的情况下,也能保证快速出图。同时还能控制码率,不造成画质过度下降。

实践出真理。声网采集了大量包括林荫、城市峡谷、隧道等场景下实际4G/5G网络数据,最大程度将实验室测试环境和真实环境对齐,最终得出的数据结论是:在4G路测弱网环境下,视频端到端延时低至100ms,95分位为180ms;60% 抗弱网丢包边界,实测稳运行期间 100ms 卡顿率 <0.01%;20% 丢包+50ms 网络抖动下,100ms 卡顿率<0.1%。

最后和大家分享几个案例:

1、5G 专网环境。基于声网的私有化部署,为某头部方案商提供矿井下无人车辆的远程脱困以及调度监控。该项目分成三个部分,设备端基于Linux,操控端为Android,同时使用web SDK为中控中心提供统一的监控大屏。

2、无人配送场景。声网为一个北京无人配送客户在园区开放道路路测提供了支持,测试过程都是在4G/5G的公网环境的公开道路上全程远遥。在人流/车流较多的复杂的路况下,借助RTC和RTM用户可以实现丝滑的控制体验。

3、模拟驾驶舱的云赛车场景。基于声网行操控的超低延迟技术,操控端在上海使用4G网络对在四川的智能车进行操控,保障了整体效果的丝滑体验。

我今天分享的内容就到这里,谢谢大家。

 

责任编辑:kj005

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