☞ WLAN기반 임펄스 레이더 센서노드 H/W설계 및 제작
☞ 운용 임베이드 S/W 및 장치간 통신 인터페이스(프로토콜) 설계 및 구현 ☞ 영상전송 및 운용 기능 시험절차 및 결과
<임펄스 레이더 센서노드 H/W구성도>
1) WLAN기반 임펄스 레이더 센서노드 H/W설계 및 제작
◦ RAS-PI 보드(주제어부) 설계 및 제작
- 카메라 모듈의 영상신호 데이터 수신 및 데이터 변환 - 임펄스 레이더의 센싱정보(위험정보)처리
- 모듈간 무선통신 기능을 제공하기 위한 RAS-PI(주제어부) 보드 셀계 및 제작
<ARM프로세서의 UART 및 GPIO, SD Card Part 회로도>
<ARM프로세서 전원부 Part 회로도>
<입력 및 내부 전원 Part 회로도>
- 설계 완료된 회로도를 기준으로 Artwork, PCB제작, 부품 실장을 통해 최종 PAS-PI (제어부)보드를 개발
<개발된 RAS-PI보드(주제어부)>
◦ BM-RASPI보드(전원 및 I/F확장부) 설계 및 제작
- 임펄스 레이더 센서의 UART포트 와 입력전원 커넥터 보드를 실장 할 수 있도록 설계 및 제작
- 입력전원 회로부와 무선 통신모듈을 장착할 수 있는 USB포트를 실장 할 수 있도록 설계 및 제작
- 사용자를 위한 DIP SWITCH를 실장 할 수 있도록 설계 및 제작
<BM-RASPI보드(전원 및 I/F 확장부)회로도>
<개발된 BM-RASPI보드(전원 및 I/F 확장부)>
◦ 임펄스 레이더 센서노드 기구 설계 및 제작
- 공사 현장의 흙탕물 또는 먼지나 강우/강설 등 외부 환경에 견딜 수 있는 방수·방 진 기능이 적용된 임펄스 레이더 센서노드 기구 설계 및 제작
<제작된 임펄스 레이더 센서노드 기구 설계도 및 형상>
◦ 최종 임펄스 레이더 센서노드 개발
- RAS-PI보드와 BM-RASPI보드를 결합한 구조
- 카메라 모듈의 경우 주 보드의 CSI-2 인터페이스의 커넥터에 연결, 무선통신 모듈 은 확장보드에 연결
<임펄스 레이더 센서노드 보드 형상>
<개발된 임펄스 레이더 센서 노드>
구분 세부 사양
무선 LAN IEEE 802.11 b/g/n 카메라 5MP(2,592*1,944 pixels) 안테나 2dBi Dipole Ant
'
입력 전원 DC 6.5V ~ 12V(차량 방수커넥터 적용) 동작 온도 0 ~ 50℃
제품 크기 165 * 148 * 81mm (W*D*H)
<임펄스 레이더 센서노드 사양>
ㅇ 임펄스 레이더 센서노드 제품 공인인증 및 시험성적서
내용 적용규격 적용여부 시험결과
전자파전도시험 KN 301 489-1/17 ■ ■ 적 합 □ 부적합
전자파방사시험 KN 301 489-1/17 ■ ■ 적 합 □ 부적합
정전기방전 내성시험
KN 301 489-1/17
KN 61000-4-2 ■ ■ 적 합 □ 부적합 방사성 RF 전자기장 내성 시험 KN 61000-4-3 ■ ■ 적 합 □ 부적합
EFT/버스트 내성시험 KN 61000-4-4 ■ ■ 적 합 □ 부적합
서지 내성시험 KN 61000-4-5 □ □ 적 합 □ 부적합
전도성 RF 전자기장 내성시험 KN 61000-4-6 ■ ■ 적 합 □ 부적합 전압 강하 및 순간 정전 내성시험 KN 61000-4-11 □ □ 적 합 □ 부적합
전도성 과도전압 내성시험 ISO 7637-2 □ □ 적 합 □ 부적합
<시험적용 규격 및 시험결과>
<전자파적합(EMC)성적서 및 방송통신기자재등의 적합 인증(KC인증) 접수 신청 내역>
2) 운용 임베디드 S/W 및 장치간 통신 인터페이스(프로토콜) 설계 및 구현
ㅇ Infrastructure mode로 WLAN 망관리 기능 ㅇ WLAN 수신 Data를 Ethernet Data 변환 기능
- UVAL(User space Video4Linux)모듈 구현
∙ Linux에서 video를 capture하고 출력하기 위한 API 및 Device driver framework 포팅
∙ GPU firmware를 사용하여 camera의 처리를 위한 memory 관리를 최적화
<GPU firmware 설치>
설 명 ㅇ UV4L core module
ㅇ UVC driver supporting video devices compliant with the USB Video Class specifications ㅇ XScreen driver, a virtual device capturing a given portion of an Xscreen
ㅇ MIPEGStream driver, create a virtual device from a given motion JPEG stream, I.e. IP camera ㅇ Cam driver for the Dual CSI Camera
ㅇ HTTP Streaming Server module with Web Control Page
<Video 장치들을 위해 제공되는 사용자 영역 드라이버>
◦ V4L2(Video For Linux Two) 모듈 구현 - Video capture device API 포팅
<V4L2 system> <V4L2 framework 구조>
<Linux Video Driver 아키텍쳐> <V4L2 Control Sequence>
설 명 ㅇ Application “/dev/video1”을 open 한다
ㅇ Extended device driver가 Base driver의 사용을 금지시킨다.
ㅇ Application이 hardware와 frame 수신을 제어한다.
ㅇ Application은“/dev/video1”을 닫는다.
ㅇ Extended device driver는 내부 할달 memory들을 해체한다.
ㅇ Extended device driver는 Base driver의 잠금을 해제한다.
<Control Sequence>
◦ VIVI(Virtual Video driver) 모듈 구현 - V4L2 드라이버의 working sample design
- V4L2 interface를 사용하는 user application의 디버깅
<VIVI module의 loading>
◦ FFMPEG(Fast Forward Moving Picture Experts Group) 모듈 구현 - cross platform을 지원하는 open source multimedia framework 포팅
- encoding/decoding, 트랜스코딩(transcode),muxing/demuxing,스트림(stream)처리
<FFmpeg의 동영상 추출 과정>
항 목 설 명
libavcodec 오디오 / 비디오의 인코더 / 디코더
libavformat 오디오 / 비디오 컨테이너 포맷의 muxer/demuxer libavutil FFmpeg 개발 시 필요한 다양한 유틸리티 libpostproc video post-processing
libswscale 비디오의 image scaling, color-space, pixel-format 변환 libvfilter 인코더와 디코더 사이에서 오디오/비디오를 변경하고 검사 libswresample 오디오 리샘플링(audio resampling)
<FFmpeg 세부 라이브러리>
3) 영상 전송 및 운용 기능 시험절차 및 결과
◦ 영상 전송 및 운용 기능 시험 테스트 환경 구축
<시험 구성도 및 테스트 환경>
항 목 설 명
ㅇ 제공된 PC에서 WLAN AP를 “Atheros Wireless Network”로 연결 수행
· 준비된 시험노트북에는 설정되어 있으나, 다른 장치에서 시험시에는 WLAN으로 ㅇ EquipmentSystem.exe” 파일 실행
· 장치로부터 수신되는 데이터가 영상으로 변화되어 출력되는 display를 확인
<구성파일 및 실행 파일>
<시험 절차>
◦ 영상 전송 및 운용 기능 시험 결과
- 시험절차에 따라 3개 방향의 임펄스 레이더 센서노드로부터 카메라 영상을 전송하 여 Display장치의 GUI에 정상적으로 3개 채널 영상을 출력하고 있음을 확인
<3개 방향의 동영상을 수신 후 출력화면>