4g通信的远程驾驶系统模拟器信号提取与云平台设计【字数：13146】
摘 要近年来，随着计算机技术以及移动互联网技术的发展，自动驾驶汽车逐渐进入人们的视野，自动驾驶技术也已经成为整个汽车产业的最新发展方向，尽管自动驾驶取得了很多进展，但现阶段的自动驾驶技术在任何条件下都不可能达到完美的精度，自动驾驶车辆无法在短期内普及应用。如何将自动驾驶安全而高效的落地，如何有效降低自动驾驶单车成本，远程驾驶无疑是现阶段最好的选择，本课题研究并设计了一种基于第四代移动通信技术（4G）的远程驾驶系统。该系统主要由远程管控中心、云服务器、车载终端三部分构成。核心思想是将远程管控中心内模拟器产生的信号通过4G网络传输至车载终端，车载终端采集汽车CAN数据、GNSS数据上传至云服务器，并为用户提供实时准确的智能车信息监控功能。本论文在给出系统的整体框架基础上，详细介绍了硬件选型、架构设计、远程管控中心的软件设计、服务器软件设计、系统测试。设计利用Socket技术、数据库监听技术、Websocket技术等提供实时的数据传输和展示功能，利用多线程、负载均衡实现高性能的软件架构。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的选题背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 2
1.3 课题要实现的目标 2
2 主要技术介绍 3
2.1 软件介绍 3
2.1.1 C#语言 3
2.1.2 Microsoft Visual Studio 3
2.1.3 Websocket相关知识介绍 3
2.1.4 数据库（SQL Server）监听技术 5
2.1.5 TCP/IP协议与Socket通信技术 6
2.1.6 Echarts简介 8
2.2 硬件介绍 8
2.2.1 摄像头 8
2.2.2 GNSS定位模块 8
2.2.3 USBCAN分析仪 9
2.2.4 4G通信模块 9
2.2.5 云服务器 10
2.2.6 模拟器 11
3 系统设计与实现 13
3.1 系统整体的设计概要 13
3.2 系统设计 14
3.2.1 模拟器模块 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 3.2.2 云服务器 15
3.3 系统实现 16
3.3.1 模拟器模块 16
3.3.2 远程驾驶控制信号下传 18
3.3.4 监控系统的实现 21
3.3.5 地图的定位与实时动态轨迹的实现 27
3.3.6 速度盘实时的实现 29
4 系统测试 31
4.1 系统的测试内容 31
4.2 系统的测试流程 31
4.3 系统的测试结果 32
4.3.1 罗技G29模拟器原始驾驶信号测试 32
4.3.2 控制信号的测试（获取、处理、发送） 33
4.3.3 云平台测试（接收、转发） 36
4.3.4 系统交互测试 39
5 系统开发对社会的影响 42
6 总结与展望 43
6.1 论文总结 43
6.2 未来展望 43
参考文献 45
致谢 46
攻读学位期间参与的科研项目与成果 47
1 绪论
随着经济的发展，生活水平的不断提高，人们开始追求现代科技发展带来的便利性，汽车作为日常出行的主要交通工具，越来越多的汽车制造商将目光投向了具有活力的自动驾驶领域，围绕物联网、大数据、人工智能、云计算技术研究汽车操控的智能化，自动驾驶作为汽车智能化的主要表现形式，主要通过车载多传感器联合感知道路环境，通过计算机软件算法规划行车路线并控制车辆到达预定目标，近年来，在机器学习技术的高速发展下，自动驾驶技术也在快速迭代，但就目前来说，面对复杂道路情况和突发意外事件时, 自动驾驶的决策表现不尽人意，在自动驾驶技术还没有完全成熟的情况下，本系统设计的一种基于4G通信的远程驾驶可以作为自动驾驶的有效补充。
1.1 课题研究的选题背景
研究表明，我国每年因交通事故死亡人数超过10万，占世界的20%，其实很多交通事故都因为人的原因造成的，为了减少交通事故的发生频率，将人类从交通系统中脱离出来，自动驾驶逐渐成为未来汽车的主要研究方向。随着深度学习技术的成熟，通过计算机视觉能够识别物体的属性，做出合理的决策，使得自动驾驶成为可能。自20世纪70年代开始，英美德等发达国家开始研究自动驾驶汽车，并在可行性方面取得很大的突破；斯坦福大学于2005年开始研究自动驾驶，将一辆大众途锐进行改装，该车配备了摄像头、激光测距仪、雷达远程视距、GPS传感器以及英特尔奔腾M处理器；谷歌2009年在DARPA的支持下，使用视频系统、雷达和激光无人导航系统技术开始自动驾驶项目；直到2015年10月，特斯拉推出了半自动驾驶系统Autopilot，Autopilot是第一个投入商用的自动驾驶技术；2018新款奥迪A8是全球首款量产搭载L3级别的自动驾驶系统的车型，实现L3级自动驾驶，使驾驶员在拥堵路况下可以获得最大限度的解放。尽管到目前为止自动驾驶已经取得了许多进展，但这类系统在任何条件下都不可能达到完美的精度，自动驾驶智能车在测试中发生的交通事故也引起人们的广泛关注，2016年5月，全球第一个自动驾驶命案发生，一位特斯拉Model S的车主激活了自动驾驶辅助系统，在车祸中死亡；2018年3月，一辆Uber自动驾驶车辆在美国亚利桑那州与一名行人相撞，并致其死亡；人类对自动驾驶汽车还不能完全信任，就目前自动驾驶应用技术而言，应用条件非常苛刻，并且单车智能化成本较高，多重因素使得自动驾驶智能车无法在短期内普及应用，为了降低成本并实现无人化，远程驾驶无疑是当前最好的选择，远程驾驶融合了自动控制、信号处理、程序设计、远程监控等先进技术。2018年3月，河北移动联合长城汽车在雄安新区测试完成了5G远程驾驶；华为联合中国移动、上汽集团在2018世界移动大会上完成了5G远程驾驶车队演示。国外方面，在斯卡尼亚也已经实现了远程操控采矿卡车，使得远程驾驶在特定场合发挥了作用；美国的Phantom 汽车公司也实现了利用LTE 4G甚至是3G网络在加利福尼亚州控制远在拉斯维加斯的汽车。
1.2 课题研究的目的和意义
远程驾驶作为现阶段自动驾驶的补充，远程驾驶不仅能够满足封闭园区观光、城市道路清扫、城市道路信息采集与安全巡逻，对于矿区无人运输、货物运输、公交车与出租车的正常营业等实际场景都有较好的适用性，解放了司机必须坐在车里的限制，提高了司机的工作环境，保证了乘客的人身安全，进一步避免了乘客与司机之间的肢体接触，可以有效解决当前自动驾驶遇到的诸多难题，增加自动驾驶的安全性和可靠性。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的选题背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 2
1.3 课题要实现的目标 2
2 主要技术介绍 3
2.1 软件介绍 3
2.1.1 C#语言 3
2.1.2 Microsoft Visual Studio 3
2.1.3 Websocket相关知识介绍 3
2.1.4 数据库（SQL Server）监听技术 5
2.1.5 TCP/IP协议与Socket通信技术 6
2.1.6 Echarts简介 8
2.2 硬件介绍 8
2.2.1 摄像头 8
2.2.2 GNSS定位模块 8
2.2.3 USBCAN分析仪 9
2.2.4 4G通信模块 9
2.2.5 云服务器 10
2.2.6 模拟器 11
3 系统设计与实现 13
3.1 系统整体的设计概要 13
3.2 系统设计 14
3.2.1 模拟器模块 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 3.2.2 云服务器 15
3.3 系统实现 16
3.3.1 模拟器模块 16
3.3.2 远程驾驶控制信号下传 18
3.3.4 监控系统的实现 21
3.3.5 地图的定位与实时动态轨迹的实现 27
3.3.6 速度盘实时的实现 29
4 系统测试 31
4.1 系统的测试内容 31
4.2 系统的测试流程 31
4.3 系统的测试结果 32
4.3.1 罗技G29模拟器原始驾驶信号测试 32
4.3.2 控制信号的测试（获取、处理、发送） 33
4.3.3 云平台测试（接收、转发） 36
4.3.4 系统交互测试 39
5 系统开发对社会的影响 42
6 总结与展望 43
6.1 论文总结 43
6.2 未来展望 43
参考文献 45
致谢 46
攻读学位期间参与的科研项目与成果 47
1 绪论
随着经济的发展，生活水平的不断提高，人们开始追求现代科技发展带来的便利性，汽车作为日常出行的主要交通工具，越来越多的汽车制造商将目光投向了具有活力的自动驾驶领域，围绕物联网、大数据、人工智能、云计算技术研究汽车操控的智能化，自动驾驶作为汽车智能化的主要表现形式，主要通过车载多传感器联合感知道路环境，通过计算机软件算法规划行车路线并控制车辆到达预定目标，近年来，在机器学习技术的高速发展下，自动驾驶技术也在快速迭代，但就目前来说，面对复杂道路情况和突发意外事件时, 自动驾驶的决策表现不尽人意，在自动驾驶技术还没有完全成熟的情况下，本系统设计的一种基于4G通信的远程驾驶可以作为自动驾驶的有效补充。
1.1 课题研究的选题背景
研究表明，我国每年因交通事故死亡人数超过10万，占世界的20%，其实很多交通事故都因为人的原因造成的，为了减少交通事故的发生频率，将人类从交通系统中脱离出来，自动驾驶逐渐成为未来汽车的主要研究方向。随着深度学习技术的成熟，通过计算机视觉能够识别物体的属性，做出合理的决策，使得自动驾驶成为可能。自20世纪70年代开始，英美德等发达国家开始研究自动驾驶汽车，并在可行性方面取得很大的突破；斯坦福大学于2005年开始研究自动驾驶，将一辆大众途锐进行改装，该车配备了摄像头、激光测距仪、雷达远程视距、GPS传感器以及英特尔奔腾M处理器；谷歌2009年在DARPA的支持下，使用视频系统、雷达和激光无人导航系统技术开始自动驾驶项目；直到2015年10月，特斯拉推出了半自动驾驶系统Autopilot，Autopilot是第一个投入商用的自动驾驶技术；2018新款奥迪A8是全球首款量产搭载L3级别的自动驾驶系统的车型，实现L3级自动驾驶，使驾驶员在拥堵路况下可以获得最大限度的解放。尽管到目前为止自动驾驶已经取得了许多进展，但这类系统在任何条件下都不可能达到完美的精度，自动驾驶智能车在测试中发生的交通事故也引起人们的广泛关注，2016年5月，全球第一个自动驾驶命案发生，一位特斯拉Model S的车主激活了自动驾驶辅助系统，在车祸中死亡；2018年3月，一辆Uber自动驾驶车辆在美国亚利桑那州与一名行人相撞，并致其死亡；人类对自动驾驶汽车还不能完全信任，就目前自动驾驶应用技术而言，应用条件非常苛刻，并且单车智能化成本较高，多重因素使得自动驾驶智能车无法在短期内普及应用，为了降低成本并实现无人化，远程驾驶无疑是当前最好的选择，远程驾驶融合了自动控制、信号处理、程序设计、远程监控等先进技术。2018年3月，河北移动联合长城汽车在雄安新区测试完成了5G远程驾驶；华为联合中国移动、上汽集团在2018世界移动大会上完成了5G远程驾驶车队演示。国外方面，在斯卡尼亚也已经实现了远程操控采矿卡车，使得远程驾驶在特定场合发挥了作用；美国的Phantom 汽车公司也实现了利用LTE 4G甚至是3G网络在加利福尼亚州控制远在拉斯维加斯的汽车。
1.2 课题研究的目的和意义
远程驾驶作为现阶段自动驾驶的补充，远程驾驶不仅能够满足封闭园区观光、城市道路清扫、城市道路信息采集与安全巡逻，对于矿区无人运输、货物运输、公交车与出租车的正常营业等实际场景都有较好的适用性，解放了司机必须坐在车里的限制，提高了司机的工作环境，保证了乘客的人身安全，进一步避免了乘客与司机之间的肢体接触，可以有效解决当前自动驾驶遇到的诸多难题，增加自动驾驶的安全性和可靠性。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/226.html
