[发明专利]基于4G网络通信的远程驾驶系统及方法

权利要求书

1.一种基于4G网络通信的远程驾驶系统，其特征在于：包括分模拟器部分和车载终端两大部分；

模拟器部分包括方向盘及油门制动脚踏板，通过串口与控制室主机连接，用以模拟真实驾驶并采集控制信号；

车载终端部分采用STM32单片机，引出PA9、PA10两根GPIO引脚作为串口一，通过USB与车辆的工控机连接；引出PA2、PA3两根GPIO引脚作为串口二，与4G模块相连；

当远程驾驶舱里的模拟器产生了控制信号，将信号通过串口传入至STM32单片机，通过云端转发至4G模块，再通过串口二传输至单片机中，处理成CAN协议格式控制数据通过串口一传输至工控机中，工控机与车辆CAN总线连接将控制信号发送至总线中控制车辆行驶。

2.根据权利要求1所述的基于4G网络通信的远程驾驶系统，其特征在于控制信号的处理分为远程Host端，Server端与车载终端三部分进行：

方向盘直连模拟器，踏板通过头部连接到模拟器，它与真实车辆的基本驾驶信息一致，模拟器通过USB 2.0连接到主机，其中模拟器数据在远程Host端处理；通过建立Socket实现Host端和Server端的通信，Server端和车载终端的通信，进行模拟信号的交换；

Host端用于模拟器的相关配置及初始化、提供数据传输接口，Server端负责数据传输，车载终端负责接收模拟器的驾驶信号；

1)模拟器信号的输入：从应用程序提供的TCP端口进行数据读取，该数据可作为信号处理的源数据；

2)信号处理：读取到数据经过处理函数映射成远程驾驶汽车的控制协议；

3)TCP client端：从相应的TCP server端口读取处理后的数据。

3.根据权利要求1所述的基于4G网络通信的远程驾驶系统，其特征在于：方向盘采用罗技G29方向盘，方向盘最大旋转角度为900度。

4.一种使用权利要求1所述的基于4G网络通信的远程驾驶方法，其特征在于：远程驾驶舱里的模拟器产生了控制信号，将信号通过串口传入至STM32单片机，通过云端转发至4G模块，再通过串口二传输至单片机中，处理成CAN协议格式控制数据通过串口一传输至工控机中，工控机与车辆CAN总线连接将控制信号发送至总线中控制车辆行驶；

对车辆控制指令由13byte构成，其中第0byte和第12byte分别为包头和包尾，其余字节为有效的控制信号；

第4byte为speed value，即车辆速度控制，此速度为期望速度，车速会逐渐增加或减少到期望速度，且实际车辆能够开动的速度为6km/h；

第5byte为stop value，即刹车液压值，范围为0～110，且压力为110时车轮迅速抱死；

第6byte为dir flag，即转向控制标志，按位来分(0～7bit)，第3bit为左右转向控制，左转为0，右转为1；第4、5bit为档位控制，前进为01，后退为10，空档为00；第6、7bit为制动控制，不制动为00，驻车制动为01，行车制动为10；

第7、8byte为steerangle，即转向角，转向角为16位数据，协议范围800～1600，转角水平为800，比800小为右，大为左；

第9byte为转向角速度，范围为0～180，用以控制方向盘转向速度；

第10byte作为保留位或校验位；

第11byte为安全位，若为0则无论什么指令，车辆均会执行；若为1则只有当vcc返回数据车才能受控。

5.根据权利要求1所述的基于4G网络通信的远程驾驶方法，其特征在于控制信号的处理分为远程Host端，Server端与车载终端三部分进行：

方向盘直连模拟器，踏板通过头部连接到模拟器，它与真实车辆的基本驾驶信息一致，模拟器通过USB 2.0连接到主机，其中模拟器数据在远程Host端处理；通过建立Socket实现Host端和Server端的通信，Server端和车载终端的通信，进行模拟信号的交换；

Host端用于模拟器的相关配置及初始化、提供数据传输接口，Server端负责数据传输，车载终端负责接收模拟器的驾驶信号；模拟器信号的输入：从应用程序提供的TCP端口进行数据读取，该数据可作为信号处理的源数据；

1)信号处理：读取到数据经过处理函数映射成远程驾驶汽车的控制协议；

2)TCP client端：从相应的TCP server端口读取处理后的数据。