智能車清掃車多任務(wù)航道管理系統(tǒng)設(shè)計陸新民;尹東曉;周愛國【摘要】基于智能清掃車特殊工作模式，結(jié)合后臺指揮中心的握手方式，遠(yuǎn)程監(jiān)控界面4能夠收到車輛原地待命或出行任務(wù)等功能，大大提高了網(wǎng)絡(luò)安全的性能;基于智能清掃車出勤到不同場景進(jìn)行清掃作業(yè)，后臺指揮中心隨機或規(guī)律性地下派空閑或其他作業(yè)車輛進(jìn)行制定區(qū)域進(jìn)行清掃作業(yè).【期刊名稱】《電子測試》【年(卷)，期】2019(000)010【總頁數(shù)】3頁(P27-28,12)【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程下載、智能清掃車;后臺指揮中心;自動清掃作業(yè);多任務(wù)航道管理;車輛協(xié)調(diào)配合【作者】陸新民伊東曉;周愛國【作者單位】同濟汽車設(shè)計研究院有限公司，上海,201804;同濟汽車設(shè)計研究院有限公司，上海,201804洞濟大學(xué)機械與能源工程學(xué)院，上海,201804【正文語種】中文0引言現(xiàn)階段，無人清掃車是國內(nèi)研究的一個熱點，是無人駕駛領(lǐng)域的一個重要的應(yīng)用場景。但是現(xiàn)階段無人清掃車還需要人為預(yù)先設(shè)定航線，在車輛道路臨時變動發(fā)生航線偏離等情況，需要人員去現(xiàn)場操作，進(jìn)行路線升級，導(dǎo)致無人清掃車工作路線比較固定，對于道路的變化無法及時調(diào)整航線，浪費了清掃時間?，F(xiàn)有OTA技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸過渡到智能汽車行業(yè)。對于汽車來說，OTA技術(shù)可以采用線上進(jìn)行安裝包下載，對目標(biāo)文件進(jìn)行替換；節(jié)省路線升級時間，保證了工作效率。1系統(tǒng)組成清掃車航道管理系統(tǒng)是基于清掃車監(jiān)控管理系統(tǒng)的通信框架，由數(shù)據(jù)服務(wù)器、車載終端、清掃車上層控制器三部分組成。車載終端與用戶終端通過2G/3G/4G/5G通信網(wǎng)絡(luò)或者無線局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。用戶終端根據(jù)需求將技術(shù)包或新的航線進(jìn)過車載接收端傳輸?shù)缴蠈涌刂破鳎瑢崿F(xiàn)OTA升級。1.1數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)器是整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)清掃任務(wù)及航道管理數(shù)據(jù)存儲于與交互，為清掃車提供任務(wù)查詢接口和航道下載服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)器由如下四部分構(gòu)成：MQTT服務(wù)、MQTT認(rèn)證服務(wù)、航道下載服務(wù)、Web服務(wù)。圖1數(shù)據(jù)服務(wù)器架構(gòu)1.2車載終端作為數(shù)據(jù)服務(wù)器與上層控制器通信的橋梁，車載終端使用MQTT協(xié)議與數(shù)據(jù)服務(wù)器通信，通過CAN總線與上層控制器通信，其負(fù)責(zé)完成兩種數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)發(fā)。1.3車輛上層控制器上層控制器控制清掃車工作，并維護(hù)已經(jīng)下載到清掃車本地的航道數(shù)據(jù)。當(dāng)清掃車啟動或者處于待命狀態(tài)時，上層控制器定時向服務(wù)器查詢需要執(zhí)行的清掃任務(wù)。接收到有效的清掃任務(wù)后，如保存有對應(yīng)的航道地圖則開始執(zhí)行任務(wù)。若沒有，則向服務(wù)器請求下載航道地圖，待下載完畢后，再開始執(zhí)行任務(wù)。圖2車載終端傳輸架構(gòu)圖3航道管理工作原理2工作原理通過OTA空中下載技術(shù)，對無人清掃車的航線、工作模式等軟件進(jìn)行升級，省去人工操作。用戶通過對技術(shù)平臺以及云端航線庫的訪問，查看最新的航線、電子航圖、操作軟件補丁包以及車輛單元系統(tǒng)，并操作更新。2.1數(shù)據(jù)傳輸車載端接收到用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，首先通過網(wǎng)關(guān)的身份認(rèn)證；確認(rèn)后對所需更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲或更新；存儲或替換完成之后，調(diào)試模塊進(jìn)行調(diào)試驗證，驗證通過則將替換下的原數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。試運行失敗，先進(jìn)行初步修復(fù)，再次失敗則會聯(lián)系用戶。2.2航道管理對于車輛在正常行駛中傳來更新的航線圖修改包，首先通過上述一系列操作對航線進(jìn)行存儲；然后，通過判斷修改航線處是否為車輛已行駛超過指定區(qū)域或正在前往指定行駛區(qū)域，若是則在執(zhí)行完原航線后，重新行至替換處航線并進(jìn)行車輛清掃；若不是，車輛則進(jìn)入〃減速”模式，維持原有行駛方向，待進(jìn)入新航線后，車輛恢復(fù)工作速度。3設(shè)計方案本方案將上傳的航點聚類，將每一路段的航點擬合成光滑且二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的航線，并去除掃描或上傳時產(chǎn)生的偏離航線的噪點。擬合完成的分段航線存儲在航線庫中。當(dāng)需要調(diào)用時，利用本方案的航線組合方法依據(jù)各航線首尾點的坐標(biāo)和斜率生成分段航線間隙處的航線，而無需調(diào)用全部航點數(shù)據(jù)重新擬合航線。采用上述技術(shù)方案，可以高效的實現(xiàn)航點的去噪、航線的分段擬合與連接。圖4航點擬合和分段航線拼接方法清掃車航道管理系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任務(wù)下發(fā)，從而可以統(tǒng)一管理清掃車的清掃路線。清掃車航道管理系統(tǒng)的功能主要包括4部分：清掃任務(wù)及航道管理、清掃任務(wù)查詢、航道地圖下發(fā)、工作狀態(tài)記錄。3.1清掃任務(wù)及航道管理航道是清掃車在執(zhí)行任務(wù)時行駛的地圖路線。航道需要管理員上傳地圖文件，地圖文件即清掃車上層控制器實際使用的地圖文件。航道只能新建和刪除，不能修改。清掃任務(wù)是清掃車工作的執(zhí)行單元，清掃車同一時間只能執(zhí)行一個任務(wù)。每個任務(wù)的信息包含任務(wù)名稱、執(zhí)行時間、執(zhí)行方式、航道。管理員通過給不同的清掃車分配不同的清掃任務(wù)，實現(xiàn)指揮多輛清掃車同時清掃多條街道。3.2清掃任務(wù)查詢清掃車啟動或者處于空閑狀態(tài)時，上層控制器定時向服務(wù)器查詢需要執(zhí)行的清掃任務(wù)。服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前時間、清掃車ID，從管理員維護(hù)的數(shù)據(jù)中查詢是否有需要執(zhí)行的清掃任務(wù)。若有，則返回給上層控制器任務(wù)ID和航道ID，上層控制器收到回復(fù)后開始執(zhí)行任務(wù)；若沒有，則返回空的任務(wù)ID和航道ID，上層控制器收到回復(fù)后，進(jìn)入待命狀態(tài)。3.3航道地圖下發(fā)上層控制器在收到需要執(zhí)行的清掃任務(wù)信息后，首先根據(jù)接收到的航道ID檢查本地是否保存有相應(yīng)的航道地圖數(shù)據(jù)。若有則開始執(zhí)行任務(wù)；若無則先向服務(wù)器請求下載地圖文件。地圖文件下載完成后，再開始執(zhí)行任務(wù)。3.4工作狀態(tài)記錄服務(wù)器需要記錄每輛清掃車正在執(zhí)行的清掃任務(wù)，方便管理員掌握清掃車的工作狀態(tài)。所以清掃車上層控制器需要定時向服務(wù)器上報正在執(zhí)行的任務(wù)ID，航道ID。若沒有執(zhí)行任務(wù)，則ID均為0，表示清掃車處于待命狀態(tài)。4結(jié)論基于OTA技術(shù)，可以保證無人清掃車在生產(chǎn)廠家發(fā)布新的清掃功能時及時獲取相應(yīng)功能，并對控制系統(tǒng)及相關(guān)組件及時更新，縮短返廠更新時間，保證清掃車系統(tǒng)內(nèi)部軟件單元的兼容性和匹配性。技術(shù)人員無需要去車輛現(xiàn)場進(jìn)行線下更新，避免不必要的交通問題。提高了工作效率。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】陸璐，劉發(fā)貴.基于Web的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2008.崔勝民.智能網(wǎng)聯(lián)汽車新技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2016.耿奇，葛亮