[發明專利]基于4G網絡通信的遠程駕駛系統及方法

在審

• 申請號: 201910141812.0
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109739157A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 姚鋒;趙健成;徐江;張旭;顧昕程;梁昊;張杰;英之炫;王一品;程威翔
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

1.一種基于4G網絡通信的遠程駕駛系統，其特征在于：包括分模擬器部分和車載終端兩大部分；

模擬器部分包括方向盤及油門制動腳踏板，通過串口與控制室主機連接，用以模擬真實駕駛并采集控制信號；

車載終端部分采用STM32單片機，引出PA9、PA10兩根GPIO引腳作為串口一，通過USB與車輛的工控機連接；引出PA2、PA3兩根GPIO引腳作為串口二，與4G模塊相連；

當遠程駕駛艙里的模擬器產生了控制信號，將信號通過串口傳入至STM32單片機，通過云端轉發至4G模塊，再通過串口二傳輸至單片機中，處理成CAN協議格式控制數據通過串口一傳輸至工控機中，工控機與車輛CAN總線連接將控制信號發送至總線中控制車輛行駛。

2.根據權利要求1所述的基于4G網絡通信的遠程駕駛系統，其特征在于控制信號的處理分為遠程Host端，Server端與車載終端三部分進行：

方向盤直連模擬器，踏板通過頭部連接到模擬器，它與真實車輛的基本駕駛信息一致，模擬器通過USB 2.0連接到主機，其中模擬器數據在遠程Host端處理；通過建立Socket實現Host端和Server端的通信，Server端和車載終端的通信，進行模擬信號的交換；

Host端用于模擬器的相關配置及初始化、提供數據傳輸接口，Server端負責數據傳輸，車載終端負責接收模擬器的駕駛信號；

1)模擬器信號的輸入：從應用程序提供的TCP端口進行數據讀取，該數據可作為信號處理的源數據；

2)信號處理：讀取到數據經過處理函數映射成遠程駕駛汽車的控制協議；

3)TCP client端：從相應的TCP server端口讀取處理后的數據。

3.根據權利要求1所述的基于4G網絡通信的遠程駕駛系統，其特征在于：方向盤采用羅技G29方向盤，方向盤最大旋轉角度為900度。

4.一種使用權利要求1所述的基于4G網絡通信的遠程駕駛方法，其特征在于：遠程駕駛艙里的模擬器產生了控制信號，將信號通過串口傳入至STM32單片機，通過云端轉發至4G模塊，再通過串口二傳輸至單片機中，處理成CAN協議格式控制數據通過串口一傳輸至工控機中，工控機與車輛CAN總線連接將控制信號發送至總線中控制車輛行駛；

對車輛控制指令由13byte構成，其中第0byte和第12byte分別為包頭和包尾，其余字節為有效的控制信號；

第4byte為speed value，即車輛速度控制，此速度為期望速度，車速會逐漸增加或減少到期望速度，且實際車輛能夠開動的速度為6km/h；

第5byte為stop value，即剎車液壓值，范圍為0～110，且壓力為110時車輪迅速抱死；

第6byte為dir flag，即轉向控制標志，按位來分(0～7bit)，第3bit為左右轉向控制，左轉為0，右轉為1；第4、5bit為檔位控制，前進為01，后退為10，空檔為00；第6、7bit為制動控制，不制動為00，駐車制動為01，行車制動為10；

第7、8byte為steerangle，即轉向角，轉向角為16位數據，協議范圍800～1600，轉角水平為800，比800小為右，大為左；

第9byte為轉向角速度，范圍為0～180，用以控制方向盤轉向速度；

第10byte作為保留位或校驗位；

第11byte為安全位，若為0則無論什么指令，車輛均會執行；若為1則只有當vcc返回數據車才能受控。

5.根據權利要求1所述的基于4G網絡通信的遠程駕駛方法，其特征在于控制信號的處理分為遠程Host端，Server端與車載終端三部分進行：

方向盤直連模擬器，踏板通過頭部連接到模擬器，它與真實車輛的基本駕駛信息一致，模擬器通過USB 2.0連接到主機，其中模擬器數據在遠程Host端處理；通過建立Socket實現Host端和Server端的通信，Server端和車載終端的通信，進行模擬信號的交換；

Host端用于模擬器的相關配置及初始化、提供數據傳輸接口，Server端負責數據傳輸，車載終端負責接收模擬器的駕駛信號；模擬器信號的輸入：從應用程序提供的TCP端口進行數據讀取，該數據可作為信號處理的源數據；

1)信號處理：讀取到數據經過處理函數映射成遠程駕駛汽車的控制協議；

2)TCP client端：從相應的TCP server端口讀取處理后的數據。