恭喜南昌工程学院;江西制造职业技术学院祝志芳获国家专利权
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龙图腾网恭喜南昌工程学院;江西制造职业技术学院申请的专利一种基于5G的远程驾驶操纵系统及控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117584928B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-01-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310174587.7,技术领域涉及:B60W10/18;该发明授权一种基于5G的远程驾驶操纵系统及控制方法是由祝志芳;刘源杰;王红州;何玉灵;武文昊;黄充;郑小民;李梓维;李浩华设计研发完成,并于2023-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于5G的远程驾驶操纵系统及控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及远程驾驶技术领域,具体涉及一种基于5G的远程驾驶操纵系统及控制方法,包括驾驶舱端、车端和云端,驾驶舱端包括三联屏、舱端视频主机、刹车踏板、油门踏板、换挡杆、方向盘、驾驶端控制器、六自由度运动平台、5G路由器和舱端后台服务器,车端包括两路高清摄像头、舵机云台、姿态传感器、车端控制器、车身执行器、车端视频主机和5G车载终端,该系统将两路高清摄像头、姿态传感器等采集到的车辆周围场景信息传输到驾驶舱,驾驶员据此进行判断并操作,实现前后两路高清视频信息的实时传输以及运动姿态反馈,给予驾驶员真实的驾驶环境,极大提高驾驶员的体验感,还具有高带宽、低时延、安全可靠和兼容性好的特性。
本发明授权一种基于5G的远程驾驶操纵系统及控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于5G的远程驾驶操纵系统控制方法,其特征在于,所述系统包括驾驶舱端、车端和云端,所述云端分别与所述驾驶舱端和所述车端连接;所述驾驶舱端包括三联屏、舱端视频主机、刹车踏板、油门踏板、换挡杆、方向盘、驾驶端控制器、六自由度运动平台、5G路由器和舱端后台服务器,所述驾驶端控制器分别与所述三联屏、所述刹车踏板、所述油门踏板、所述换挡杆和所述方向盘硬线连接,所述六自由度运动平台与所述驾驶端控制器通过RS232串口连接,所述驾驶端控制器分别与所述舱端视频主机和所述5G路由器通过RJ45网口连接,所述舱端后台服务器与所述5G路由器通过RJ45网口连接;所述车端包括两路高清摄像头、舵机云台、姿态传感器、车端控制器、车身执行器、车端视频主机和5G车载终端,所述两路高清摄像头与所述舵机云台固定连接,并与所述车端视频主机通过UART接口线连接,所述姿态传感器与所述车端控制器通过UART接口线连接,所述5G车载终端分别与所述车端控制器、5G车载终端和车端视频主机通过RJ45网口连接,所述车身执行器与所述车端控制器通过UART接口线连接;所述基于5G的远程驾驶操纵系统的控制方法包括以下步骤:所述两路高清摄像头采集车端视频信息,并经所述车端视频主机进行编码和压缩发送至云端,所述云端再将压缩后的车端视频信息发送至所述舱端视频主机,再经所述舱端视频主机还原并解码,得到视频信息;所述三联屏显示车端状态信息和所述视频信息,得到显示信息;驾驶员基于所述显示信息进行挂挡、踩油门、刹车和转动方向盘操作,得到控制指令,所述驾驶端控制器通过所述舱端后台服务器将所述控制指令发送至所述车端控制器解析并控制车辆运动;所述姿态传感器采集车身运动姿态数据发送至所述车端控制器,并经所述云端,转发至所述驾驶端控制器,所述驾驶端控制器将所述姿态数据解析并输入六自由度运动平台;其中,所述两路高清摄像头采集车端视频信息,并经所述车端视频主机进行编码和压缩发送至云端,所述云端再将压缩后的车端视频信息发送至所述舱端视频主机,再经所述舱端视频主机还原并解码,得到视频信息,具体为:所述两路高清摄像头采集视频信息后,经过所述车端视频主机内置NVENC芯片进行编码压缩后以RTMP协议发送到订阅的所述云端,所述云端再转发到所述舱端视频主机,由所述舱端视频主机内置的NVDEC芯片完成解码工作,从而将视频信息显示在所述三联屏上;编码过程具体步骤如下:步骤1:初始化编码器,开启H.265编码线程,并将队列缓存指针传入线程;步骤2选择编码器预设配置,设置所需的编码参数,编码线程按照预定配置参数开启编码主函数;步骤3:创建保存输入、输出数据所需资源即分配输入输出缓冲区;步骤4:开始流式传输输入数据,将有效输入缓冲区的句柄和有效位流缓冲区传递给视频编码器接口,在处理输入缓冲区数据前需要获取指向输入缓冲区CPU指针指向有效的输入数据;步骤5:编码完成清理所有分配的输入输出缓冲区释放资源,关闭编码会话;步骤6:视频编码结束后输出H.265比特流以RTMP协议推送到云端服务器;解码过程具体步骤如下:步骤1:创建一个CUDA上下文,根据硬件解码器的解码能力填充解码类型、最大宽高、解码表面数量;步骤2:创建解码器实例,使用NVDECODE提供的解析器提取视频流;步骤3:完成解封装和解析,逐帧数据传递硬件解码器进行解码;步骤4:获取输出表面的CUDA设备指针和pitch大小,输出表面保存经过解码和后处理的帧,查看解码状态是否解码完成;步骤5:将解码后的YUV数据进一步处理,根据需要转换为RGB并显示在三联屏上且完成解码过程后销毁解码器实例;其中,驾驶员基于所述显示信息进行挂挡、踩油门、刹车和转动方向盘操作,得到控制指令,所述驾驶端控制器通过所述舱端后台服务器将所述控制指令发送至所述车端控制器解析并控制车辆运动,具体为:所述驾驶舱端操纵人员根据所述三联屏显示所述两路高清摄像头回传画面,并分别通过所述刹车踏板、所述油门踏板、所述换挡杆和所述方向盘进行挂挡、踩油门、刹车以及转动方向盘操作,得到控制指令,控制指令通过所述驾驶端控制器转化为以太网信号,并通过订阅的所述后台服务器转发至UDP连接的所述车端控制器解析数据包,从而实现对车辆的运动控制;具体包括如下步骤:步骤1:所述驾驶舱端向所述云端发送请求建立远程连接信息,发送请求建立远程连接信息;步骤2:所述云端接收所述请求建立远程连接信息,并转发给所述车端;步骤3:所述车端的所述5G车载终端收到所述请求建立远程连接信息后,将确定建立成功远程连接信息“Successfulconnection”发送给所述云端;步骤4:所述云端接收到确定建立远程连接信息后,建立所述驾驶舱端与所述5G车载终端的连接,所述驾驶舱端将油门、刹车、方向盘、换挡杆控制信息按所预定字节封装成17个字节得UDP数据包;步骤5:所述驾驶舱端向所述5G车载终端发送UDP数据包信息;步骤6:建立所述5G车载终端和所述驾驶舱端的实时数据传输连接;步骤7:所述5G车载终端获取包含所述车辆控制信息的车辆控制UDP数据包;步骤8:所述5G车载终端将UDP数据包传输到所述车端控制器,由所述车端控制器将所述UDP数据包解析为帧ID数据包括帧头、转向帧、加速帧、制动帧以及换向帧;步骤9:所述车端控制器将解析的帧ID数据包对应控制车身执行器从而实现对车辆的控制;其中,所述姿态传感器采集车身运动姿态数据发送至所述车端控制器,并经所述云端,转发至所述驾驶端控制器,所述驾驶端控制器将所述姿态数据解析并输入六自由度运动平台具体实施方式如下:所述车端姿态传感器采集车身运动姿态数据给所述车端控制器,并发送到5G通信组网后,转发至通过UDP连接的所述驾驶端控制器,所述驾驶端控制器将数据解析,并按照运动平台的数据格式以帧头、数据部分和帧尾,通过RS232串口输入所述六自由度运动平台控制信号端口,从而实现驾驶舱端和车端的姿态实时反馈。
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