Betaalbare live videostreaming voor racewagens
Met het Motorsport Live Streaming System van Boydens Efficiency Engineering beschikt u over een compacte en kostenefficiënte oplossing voor het op afstand bekijken van onboard racebeelden.
Het systeem is ontwikkeld in samenwerking met Convents Racing Team en specifiek ontworpen voor gebruik in motorsportomstandigheden. Door gebruik te maken van betrouwbare off-the-shelf componenten, industriële mobiele communicatie en een beveiligde netwerkverbinding ontstaat een flexibel systeem dat HD-video met een zeer lage latency kan doorsturen.
De oplossing is ontwikkeld met één duidelijk doel: professioneel bruikbare onboard beelden zonder de complexiteit en kostprijs van traditionele motorsport streamingoplossingen.
De uitdaging
Live onboard video in een racewagen stelt heel andere eisen dan een klassieke videostream.
Het systeem moet onder andere bestand zijn tegen:
- Trillingen en schokken
- Beperkte beschikbare ruimte
- Beperkt elektrisch vermogen
- Wisselende mobiele netwerkverbindingen
- Hoge datavolumes
- Beperkte mogelijkheden voor bediening tijdens het rijden
- Zo laag mogelijke latency
Traditionele professionele streamingoplossingen kunnen hiervoor complex en kostbaar worden.
B.E.E. ontwikkelde daarom een compacte oplossing op basis van eenvoudig beschikbare hardware en een slimme netwerkarchitectuur.
De oplossing
Het systeem combineert verschillende standaardcomponenten tot één geïntegreerde oplossing.
Onboard computer
Een Raspberry Pi 4B verzorgt de verwerking en transmissie van de videobeelden.
Door de compacte afmetingen, het lage energieverbruik en de uitgebreide softwaremogelijkheden is de Raspberry Pi bijzonder geschikt voor deze toepassing.
HD onboard camera
Een compacte Arducam camera zorgt voor de beeldregistratie.
De camera is geschikt voor montage in de beperkte ruimte van een racewagen en levert de beelden die vervolgens door de Raspberry Pi worden verwerkt en gestreamd.
Industriële mobiele communicatie
Voor de mobiele dataverbinding wordt gebruikgemaakt van een Teltonika TRB140 industriële 4G LTE-gateway.
Deze verzorgt de mobiele verbinding tussen de racewagen en de externe infrastructuur.
De combinatie van industriële netwerkhardware en een professionele mobiele verbinding zorgt voor een robuuste basis voor streaming in een mobiele omgeving.
Beveiligde verbinding
De onboard Raspberry Pi en de ontvangende Raspberry Pi worden met elkaar verbonden via een privé netwerk .
Hierdoor hoeft de videostream niet rechtstreeks publiek toegankelijk te worden gemaakt.
Dit biedt een veilige en flexibele netwerkarchitectuur voor:
- Privé monitoring
- Remote coaching
- Teamcommunicatie
- Testdoeleinden
- Data- en videotransmissie
Ontvangststation
Aan de ontvangende zijde wordt een tweede Raspberry Pi 4B gebruikt.
Deze ontvangt de videostream van de racewagen en maakt het mogelijk om de beelden op afstand te bekijken.
Hierdoor kan het team tijdens tests of races beschikken over realtime onboard beelden zonder dat er een complexe professionele streaminginfrastructuur nodig is.
Ontworpen voor motorsport
De hardware wordt geïntegreerd in een compacte behuizing en bevestigd met custom 3D-geprinte mounts en onderdelen.
Deze onderdelen worden specifiek ontworpen voor de betreffende racewagen.
Hierdoor kunnen de componenten:
- Veilig aan de rolkooi worden bevestigd
- Beschermd worden tegen mechanische belasting
- Compact worden geïntegreerd
- Snel worden verwijderd of aangepast
- Zonder onnodig gewicht worden gemonteerd
De mechanische integratie vormt daarmee een belangrijk onderdeel van de totale engineeringoplossing.
Lage latency
Een van de belangrijkste doelstellingen van het systeem is een zo laag mogelijke vertraging tussen de camera in de racewagen en het beeld op het ontvangststation.
Tijdens de eerste tests werd een latency van minder dan één seconde gerealiseerd.
Dit maakt het systeem interessant voor toepassingen waarbij vrijwel realtime beeld noodzakelijk is.
Denk bijvoorbeeld aan:
- Remote coaching
- Testdagen
- Race-engineering
- Teammonitoring
- Technische analyse
- Onboard monitoring
Adaptieve videostreaming
Omdat een mobiele verbinding nooit dezelfde bandbreedte garandeert, maakt het systeem gebruik van adaptieve videostreaming met variabele bitrate.
Hierdoor kan de videokwaliteit worden afgestemd op de beschikbare netwerkcapaciteit.
Het resultaat is een goede balans tussen:
Beeldkwaliteit ↔ dataverbruik ↔ stabiliteit ↔ latency
Tijdens de eerste tests werd ongeveer 30 GB dataverbruik per 24 uur geraamd, afhankelijk van de gekozen streaminstellingen en gebruiksomstandigheden.
Betaalbare technologie
Een belangrijk uitgangspunt van het project is het gebruik van off-the-shelf hardware.
In plaats van een volledig propriëtair professioneel broadcastsysteem te ontwikkelen, wordt gebruikgemaakt van betaalbare en eenvoudig verkrijgbare componenten.
Dit maakt de oplossing interessant voor:
- Race teams
- Trackday-organisaties
- Motorsport engineers
- Racing schoolsTestprogramma's
- Motorsport coaching
- Development teams
De configuratie kan bovendien worden aangepast aan de specifieke behoeften van het team.
Mogelijke uitbreidingen
Het huidige systeem vormt een basis waarop verdere functionaliteit kan worden ontwikkeld.
Mogelijke toekomstige uitbreidingen zijn onder andere:
- Publieke livestreaming
- YouTube-integratie
- Meerdere onboard camera's
- GPS-data
- Telemetrie-integratie
- Remote recording
- Automatische video-opslag
- Live data overlays
- Remote engineering monitoring
- Meerdere voertuigen binnen één netwerk
Hierdoor kan het systeem evolueren van een eenvoudige videostream naar een uitgebreider motorsport data & video platform.
Eerste praktijktest
De eerste praktijktests werden uitgevoerd met Convents Racing Team in een echte motorsportomgeving.
De testfase heeft als doel om de prestaties van het systeem onder realistische omstandigheden te evalueren, waaronder:
- Hoge snelheid
- Trillingen
- Continue mobiele dataverbinding
- Hoge temperaturen
- Lange gebruiksduur
- Variërende netwerkdekking
De resultaten uit deze tests worden gebruikt om de hardware, software en netwerkconfiguratie verder te optimaliseren.
Toepassingen
Het Motorsport Live Streaming System kan worden ingezet voor:
- Circuitraces
- Trackdays
- Testdagen
- Race-engineering
- Remote coaching
- Driver training
- Onboard monitoring
- Motorsportontwikkeling
- Teamcommunicatie
- Technische demonstraties
Engineering op maat
Geen enkele racewagen is hetzelfde. Daarom kan het systeem volledig worden aangepast aan uw voertuig en toepassing.
Boydens Efficiency Engineering kan instaan voor:
- Systeemontwerp
- Hardwareselectie
- Camera-integratie
- Netwerkarchitectuur
- 4G/5G-connectiviteit
- Mechanisch ontwerp
- 3D-geprinte bevestigingen
- Softwareconfiguratie
- Streamingconfiguratie
- Installatie
- Testen en optimalisatie
Zo ontstaat geen standaardpakket, maar een oplossing die specifiek is afgestemd op uw toepassing.
Waarom Boydens Efficiency Engineering?
Bij B.E.E. combineren we mechanische, elektrische, elektronische en digitale engineering om praktische oplossingen te ontwikkelen voor complexe technische uitdagingen.
Dit project is daar een goed voorbeeld van: bestaande technologie wordt gecombineerd en aangepast tot een compacte oplossing die specifiek is ontworpen voor motorsport.
Van probleem naar werkende oplossing.
Technische eigenschappen
Onboard systeem
- Raspberry Pi
- Arducam HD camera
- Teltonika 4G LTE gateway
- private network
- Adaptieve videostreaming
- Variabele bitrate
- Custom 3D-geprinte montagecomponenten
Ontvanger
- Raspberry Pi
- Private netwerkverbinding
- Realtime videoweergave
Geteste prestaties
- HD videostreaming
- Latency: < 1 seconde
- Geschat dataverbruik: ±30 GB / 24 uur
- Mobiele verbinding
- Private beveiligde videostream
De uiteindelijke prestaties zijn afhankelijk van mobiele netwerkdekking, configuratie, resolutie, framerate en bitrate.
Veelgestelde vragen
Kan het systeem in elke racewagen worden ingebouwd?
Ja. De hardware en bevestigingen kunnen worden aangepast aan de beschikbare ruimte en constructie van het voertuig.
Heb ik een 4G- of 5G-abonnement nodig?
Ja. Voor mobiele streaming is een mobiele dataverbinding noodzakelijk. De gebruikte configuratie maakt gebruik van een industriële mobiele gateway.
Kan de stream publiek beschikbaar worden gemaakt?
Dat is mogelijk. De huidige configuratie is gericht op een beveiligde private stream. Publieke streaming naar bijvoorbeeld YouTube kan als toekomstige of aanvullende configuratie worden voorzien.
Kan er ook telemetrie worden toegevoegd?
Ja. De architectuur kan verder worden uitgebreid met GPS-, CAN- of andere telemetriedata.
Kan het systeem voor meerdere racewagens worden gebruikt?
Ja. De netwerkarchitectuur kan worden uitgebreid zodat meerdere voertuigen binnen dezelfde infrastructuur kunnen communiceren.
Is dit een kant-en-klaar product?
Het systeem wordt als engineeringoplossing op maat aangeboden. De exacte hardware, montage en configuratie worden afgestemd op de racewagen en de gewenste toepassing.
