智能车清扫车多任务航道管理系统设计

智能车清扫车多任务航道管理系统设计陆新民;尹东晓;周爱国【摘要】基于智能清扫车特殊工作模式，结合后台指挥中心的握手方式，远程监控界面4能够收到车辆原地待命或出行任务等功能，大大提高了网络安全的性能;基于智能清扫车出勤到不同场景进行清扫作业，后台指挥中心随机或规律性地下派空闲或其他作业车辆进行制定区域进行清扫作业.【期刊名称】《电子测试》【年(卷)，期】2019(000)010【总页数】3页(P27-28,12)【关键词】远程下载、智能清扫车;后台指挥中心;自动清扫作业;多任务航道管理;车辆协调配合【作者】陆新民伊东晓;周爱国【作者单位】同济汽车设计研究院有限公司，上海,201804;同济汽车设计研究院有限公司，上海,201804洞济大学机械与能源工程学院，上海,201804【正文语种】中文0引言现阶段，无人清扫车是国内研究的一个热点，是无人驾驶领域的一个重要的应用场景。但是现阶段无人清扫车还需要人为预先设定航线，在车辆道路临时变动发生航线偏离等情况，需要人员去现场操作，进行路线升级，导致无人清扫车工作路线比较固定，对于道路的变化无法及时调整航线，浪费了清扫时间。现有OTA技术发展迅速，逐渐过渡到智能汽车行业。对于汽车来说，OTA技术可以采用线上进行安装包下载，对目标文件进行替换；节省路线升级时间，保证了工作效率。1系统组成清扫车航道管理系统是基于清扫车监控管理系统的通信框架，由数据服务器、车载终端、清扫车上层控制器三部分组成。车载终端与用户终端通过2G/3G/4G/5G通信网络或者无线局域网进行数据通信。用户终端根据需求将技术包或新的航线进过车载接收端传输到上层控制器，实现OTA升级。1.1数据服务器数据服务器是整个系统的核心，负责清扫任务及航道管理数据存储于与交互，为清扫车提供任务查询接口和航道下载服务。数据服务器由如下四部分构成：MQTT服务、MQTT认证服务、航道下载服务、Web服务。图1数据服务器架构1.2车载终端作为数据服务器与上层控制器通信的桥梁，车载终端使用MQTT协议与数据服务器通信，通过CAN总线与上层控制器通信，其负责完成两种数据的相互转发。1.3车辆上层控制器上层控制器控制清扫车工作，并维护已经下载到清扫车本地的航道数据。当清扫车启动或者处于待命状态时，上层控制器定时向服务器查询需要执行的清扫任务。接收到有效的清扫任务后，如保存有对应的航道地图则开始执行任务。若没有，则向服务器请求下载航道地图，待下载完毕后，再开始执行任务。图2车载终端传输架构图3航道管理工作原理2工作原理通过OTA空中下载技术，对无人清扫车的航线、工作模式等软件进行升级，省去人工操作。用户通过对技术平台以及云端航线库的访问，查看最新的航线、电子航图、操作软件补丁包以及车辆单元系统，并操作更新。2.1数据传输车载端接收到用户发送的数据包后，首先通过网关的身份认证；确认后对所需更新的数据进行存储或更新；存储或替换完成之后，调试模块进行调试验证，验证通过则将替换下的原数据进行删除。试运行失败，先进行初步修复，再次失败则会联系用户。2.2航道管理对于车辆在正常行驶中传来更新的航线图修改包，首先通过上述一系列操作对航线进行存储；然后，通过判断修改航线处是否为车辆已行驶超过指定区域或正在前往指定行驶区域，若是则在执行完原航线后，重新行至替换处航线并进行车辆清扫；若不是，车辆则进入〃减速”模式，维持原有行驶方向，待进入新航线后，车辆恢复工作速度。3设计方案本方案将上传的航点聚类，将每一路段的航点拟合成光滑且二阶导数连续的航线，并去除扫描或上传时产生的偏离航线的噪点。拟合完成的分段航线存储在航线库中。当需要调用时，利用本方案的航线组合方法依据各航线首尾点的坐标和斜率生成分段航线间隙处的航线，而无需调用全部航点数据重新拟合航线。采用上述技术方案，可以高效的实现航点的去噪、航线的分段拟合与连接。图4航点拟合和分段航线拼接方法清扫车航道管理系统通过网络进行任务下发，从而可以统一管理清扫车的清扫路线。清扫车航道管理系统的功能主要包括4部分：清扫任务及航道管理、清扫任务查询、航道地图下发、工作状态记录。3.1清扫任务及航道管理航道是清扫车在执行任务时行驶的地图路线。航道需要管理员上传地图文件，地图文件即清扫车上层控制器实际使用的地图文件。航道只能新建和删除，不能修改。清扫任务是清扫车工作的执行单元，清扫车同一时间只能执行一个任务。每个任务的信息包含任务名称、执行时间、执行方式、航道。管理员通过给不同的清扫车分配不同的清扫任务，实现指挥多辆清扫车同时清扫多条街道。3.2清扫任务查询清扫车启动或者处于空闲状态时，上层控制器定时向服务器查询需要执行的清扫任务。服务器根据当前时间、清扫车ID，从管理员维护的数据中查询是否有需要执行的清扫任务。若有，则返回给上层控制器任务ID和航道ID，上层控制器收到回复后开始执行任务；若没有，则返回空的任务ID和航道ID，上层控制器收到回复后，进入待命状态。3.3航道地图下发上层控制器在收到需要执行的清扫任务信息后，首先根据接收到的航道ID检查本地是否保存有相应的航道地图数据。若有则开始执行任务；若无则先向服务器请求下载地图文件。地图文件下载完成后，再开始执行任务。3.4工作状态记录服务器需要记录每辆清扫车正在执行的清扫任务，方便管理员掌握清扫车的工作状态。所以清扫车上层控制器需要定时向服务器上报正在执行的任务ID，航道ID。若没有执行任务，则ID均为0，表示清扫车处于待命状态。4结论基于OTA技术，可以保证无人清扫车在生产厂家发布新的清扫功能时及时获取相应功能，并对控制系统及相关组件及时更新，缩短返厂更新时间，保证清扫车系统内部软件单元的兼容性和匹配性。技术人员无需要去车辆现场进行线下更新，避免不必要的交通问题。提高了工作效率。参考文献【相关文献】陆璐，刘发贵.基于Web的远程监控系统[M].北京：北京交通大学出版社，2008.崔胜民.智能网联汽车新技术[M].北京：化学工业出版社,2016.耿奇，葛亮