羅 騰 周學廣 郝彥樂 李 拓

一、軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)的設計

軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)是一個實時基于智能硬件、物聯(lián)網及流媒體傳輸的大數據指揮系統(tǒng)，它能夠按照運作的業(yè)務規(guī)則和運算法則，對軍犬位置、數量、信息、情報、行為、指令和安全進行更完美地遠程管理，使其最大化降低軍犬管理難度和作業(yè)盲區(qū)，提高執(zhí)勤過程中的有效性、真實性、行為掌控性、指令快捷性及位置精確性的要求。

（一）技術架構

系統(tǒng)采用成熟的LAMP 架構體系，在邏輯上劃分為物理層、采集與交互層、數據服務層、應用層。通過總線機制，將各個單元模塊或子系統(tǒng)連接成一個高效、低耦合、組合方便、擴充能力強的分布式系統(tǒng)。既適合在獨立的服務器集群上運行，也適合部署在云計算環(huán)境下使用。軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)原理參見圖1。

圖1 軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)原理圖

（二）實施方案

1.通過在N 頭軍犬的頭部部署微型視頻/音頻傳輸設備，對軍犬視野內影音進行實時動態(tài)采集，并通過對設備廠商提供的標準訪問接口的SDK 庫(2015 部標)實現對設備的校時、注冊等功能。利用無線物聯(lián)網技術實現與云服務器及控制中心的數據同步。系統(tǒng)信息流程參見圖2。

2.在云服務器中對獲取的數據進行H.264、H.265或MPEG-4的編解碼，實時傳輸到管理控制終端，對多個數據源實現分畫面同步指揮，并將預先錄制的口令音頻以數字信號編碼向指定軍犬傳達。犬端效果圖參見圖3，后臺控制指揮端參見圖4。

3.軍犬在實戰(zhàn)行動中，佩戴微型視頻/音頻傳輸設備，通過無線物聯(lián)網獲得遠程下達的數據指令，編譯模擬后形成原音口令，播放口令后軍犬按命令執(zhí)行。

（三）系統(tǒng)組成

軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)組成要素和功能參見表1。

圖2 軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)信息流程

圖3 軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)效果

圖4 軍犬遠程控制指揮系統(tǒng)控制端

表1 系統(tǒng)組成要素和功能

系統(tǒng)最終要實現的目標要求有：

1.犬端偵測模塊能夠在野外使用，指揮控制模塊可遠程操控；

2.網絡正常情況下，信號傳輸最大延遲在5 秒以內；

3.犬端偵測模塊必須在4G/5G 通信基站信號作用范圍內，后臺指揮控制模塊必須在可接入互聯(lián)網范圍內。

二、軍犬遠程指揮控制系統(tǒng)的實現

（一）啟動系統(tǒng)

建立監(jiān)聽服務器，通過網絡向服務端請求Access Token，服務端接收請求后通過用戶App Key 和App Secret向設備接口請求Token，獲取到后返回到客戶端。將若干攝像設備序列整理到數組中，遍歷數組向頁面添加對應的攝像畫面顯示窗口。啟動服務端和客戶端即可接收到軍犬處實時畫面。

進入源代碼文件夾，先打開服務端，然后啟動系統(tǒng)，進入系統(tǒng)后等待數秒，出現實時視頻畫面，如圖5 所示即為系統(tǒng)初始界面。

（二）控制攝像頭方向

選擇軍犬鏡頭畫面，通過方向功能鍵，向設備接口發(fā)送轉向操作請求，通過遠程控制參數改變鏡頭向不同方向轉動，并可發(fā)送請求停止轉動。

點擊選中一個視頻框，選中后邊框會有白色陰影。選中后，點擊如圖6 所示的方向鍵即可讓攝像頭調整方向。當調整到滿意位置后，點擊如圖7 所示的暫停鍵即可停止移動，每次只可調整一個方向，停止后才能調整其他方向。

圖5 初始界面

圖6 調整攝像頭方向

圖7 暫停

圖8 指令選擇框

圖9 常見指令

（三）發(fā)送語音指令

通過指揮平臺點擊選擇框選擇需要發(fā)送的口令，調用預先錄制存儲的軍犬指揮口令，由TCP 協(xié)議加密后通過4G/5G網絡發(fā)送給軍犬攜帶的設備終端，設備終端編譯解析后，還原為語音指令并通過揚聲器播放，軍犬聽到語音指揮口令后，執(zhí)行遠程指令。

點擊如圖8 所示的指令選擇框，在彈出的指令菜單中選擇需要發(fā)送的指令。如圖9 所示選中后指令框中會顯示當前指令名稱，點擊發(fā)送鍵即可發(fā)送指令，等待幾秒后攝像頭揚聲器會播放指令。

（四）接口功能開發(fā)

1.數據關聯(lián)：通過標準接口，從軍犬指揮調度平臺提供的數據源獲取軍犬和設備等信息，將這些信息寫入電子數據系統(tǒng)，并與視、音頻數據綁定，將綁定了這些信息的視、音頻數據推送到軍犬指揮調度平臺。

2.數據接口：電子數據系統(tǒng)通過中間件，對從軍犬指揮調度系統(tǒng)中獲取的數據，進行數據轉換。

（1）數據的完整性。對所有的數據進行檢查，包括當事軍犬、訓導員、指揮負責人、時間、地點、畫面、語音、任務描述等，對于完整的數據，予以進入電子數據系統(tǒng)，不完整的數據則返回給軍犬指揮調度系統(tǒng)，并報告預警進行核查。

（2）數據的唯一性。從各業(yè)務系統(tǒng)中獲取的數據，應保證數據的唯一性，即對相同事件或任務進行去重，綜合為一個事件。

（3）數據的一致性。任務或軍犬信息應保持連貫。

（4）數據的標準性。數據統(tǒng)一以一種通用的格式提交和返回，確保網絡間數據傳輸能夠以標準和規(guī)范的形式流通。

3.對外服務接口：電子數據系統(tǒng)提供標準的Web Service 接口，并預留二次開發(fā)接口，支持軍用內網、加密通道等系統(tǒng)的無縫接入。

三、系統(tǒng)室內測試

（一）測試背景

本系統(tǒng)通過物聯(lián)網技術實現實時采集軍犬周圍視頻數據，并通過遠程指令對其進行控制。本測試目的在于總結分析測試階段的過程及結果，描述系統(tǒng)是否達到需求的目的。本測試預期參考人員包括測試人員、測試部門經理、項目管理人員和其他質量控制人員。

（二）基本測試信息

1.測試范圍

產品 功能軍犬遠程控制系統(tǒng)獲取Access Token控制鏡頭方向鏡頭停止轉動發(fā)送語音指令

2.測試環(huán)境

測試操作系統(tǒng)：Windows 10操作系統(tǒng)。

測試瀏覽器：Firefox 瀏覽器、Chrome 瀏覽器。

3.測試案例設計思路

根據上述測試范圍進行測試案例的設計。

（三）測試結果及缺陷分析

1.測試結果

序號 測試功能 預期結果 實測結果1 獲取Access Token與預期結果一致2 控制鏡頭方向 鏡頭向指定方向轉動得到對應Access Token與預期結果一致3 鏡頭停止轉動 鏡頭停止轉動 與預期結果一致4 發(fā)送語音指令 鏡頭播放對應指令與預期結果一致

2.缺陷的統(tǒng)計與分析

缺陷 分析高清模式下畫面有時會卡頓因為是實時高清畫面的傳輸，所以本系統(tǒng)對網絡要求較高，需盡量在信號較好的區(qū)域使用。發(fā)送指令到播放指令延遲小于5 秒由于發(fā)送語音指令需向云服務器上傳音頻文件，云端還需進行解碼才能在設備上播放，這個過程的延遲難以避免。可從文件大小的角度入手，將音頻文件進行壓縮，在保證音頻質量的情況下盡量壓縮文件大小，可使上傳時間縮短。

（四）測試結論與建議

經過測試，系統(tǒng)功能全部正常，滿足需求中的所有內容。建議在網絡信號較好的區(qū)域使用，可使系統(tǒng)體驗更好。

四、系統(tǒng)野外實驗

（一）實驗準備

實驗用具：激光棒、小型對講機、軍犬遠程指揮系統(tǒng)、調引球、咬棒、咬靶、追蹤繩、牽引繩、鞭子。

實驗用犬：比利時牧羊犬、德國牧羊犬（工 作犬系）。

（二）實驗內容

實驗科目：基礎服從科目，包括坐、臥、立、吠叫、前來、后退、匍匐、延緩、銜??；應用科目，包括追蹤、撲咬。

前期訓導員按照計劃進行選犬、脫敏訓練、軍犬對語音播放的適應性訓練、使用對講機開展軍犬部分基礎服從科目和應用科目訓練等工作，且所選實驗用犬已經過訓練，具備較為成熟的作業(yè)能力。

1.軍犬遠程指揮系統(tǒng)現場調試，見圖10、圖11；

2.軍犬實地穿戴遠程指揮系統(tǒng)設備，要增強軍犬對系統(tǒng)設備的適應性；

3.通過系統(tǒng)指揮端指揮軍犬分別完成基礎服從科目和應用科目，見圖12、圖13。

（三）實驗效果

系統(tǒng)能夠持續(xù)運行，指揮端操作流暢，犬終端語音播放模塊和視頻監(jiān)控模塊運行正常，犬無抓咬系統(tǒng)設備的行為，基本完成所選近距離和遠距離基礎服從科目，應用性科目有效成功率在60%以上。

圖10 穿戴犬用終端

圖11 指揮端調試

圖12 使用系統(tǒng)開展遠距離指揮實驗

圖13 使用系統(tǒng)開展撲咬實驗

五、總結與展望

本文基于智能硬件、物聯(lián)網及流媒體傳輸設計了一套軍犬遠程指揮系統(tǒng)，基本實現了對犬遠程監(jiān)視、控制和指揮，達到了利用信息化裝備改進軍犬指揮運用方法的目的，對于拓展軍犬實戰(zhàn)能力具有重要意義。下一步可以探索通過新增犬端設備，實現由一個控制端同步、實時、遠程指揮多頭犬，通過優(yōu)化信息采集和數據傳輸等軟硬件性能，進一步縮短指令傳輸時延，實現遠程對犬指揮的“即 點即播”。