Überblick über die Systemarchitektur

Das Topologiediagramm zeigt eine umfassende autonome Fahrlösung für intelligente vernetzte Fahrzeuge, die eine dreischichtige Cloud-Edge-Device-Architektur verwendet, die über Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetze verbunden ist. Die Gesamtarchitektur ist in eine Cloud-Plattform-Ebene, eine Kommunikations-Ebene, eine Wahrnehmungs-/Ausführungs-Ebene und eine Anwendungsszenario-Ebene unterteilt und bildet ein intelligentes Steuerungssystem mit geschlossenem Regelkreis.

Funktionen der Cloud-Plattform-Schicht

Die Cloud-Plattform dient als "Gehirn" des gesamten Systems und besteht hauptsächlich aus zwei Kernkomponenten:

• Daten-Dashboard: Echtzeit-Überwachung des Fahrzeugbetriebsstatus, des Straßenzustands und der Ausführung von Aufgaben, Bereitstellung einer Visualisierungsschnittstelle für die Entscheidungsfindung des Managements.
• Intelligentes Fahrer-Cockpit: Bietet Fernsteuerungsschnittstellen und unterstützt menschliche Eingriffe in Notfallsituationen, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten.

Entwurf der Kommunikationsschicht

Die Kommunikationsschicht ist das entscheidende Bindeglied zwischen der Cloud-Plattform und den Fahrzeugen und besteht hauptsächlich aus den folgenden Komponenten:

• 4G/5G-Netzwerk: Die Dual-Mode-Kommunikationstechnologie gewährleistet eine breite und stabile Signalabdeckung.
• Kerngeräte:
  • SR800: Verantwortlich für den Datenzugriff und die Primärverarbeitung
  • SV900: Zentrale Routing- und Weiterleitungseinheit, die die Integration mehrerer Protokolle unterstützt
  • SR830: Bietet Edge-Computing-Funktionen, die die Reaktionszeit des Systems verkürzen

Diese Schicht unterstützt mehrere Kommunikationstechnologien und -protokolle: Verbindungen mit geringer Latenz, integriertes SDK für die Aggregation mehrerer Netzwerke, nationale Verschlüsselungsalgorithmen, Ntrip-Protokoll, M12-Luftfahrtanschlüsse, Statusabfrage-API, VxLAN/DNN und duale 5G/5G+4G-Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, die Sicherheit, Stabilität und Echtzeitleistung der Datenübertragung gewährleisten.

Wahrnehmungs- und Ausführungsebene

Die Wahrnehmungs- und Ausführungsschicht ist das Herzstück des autonomen Fahrsystems und gliedert sich in zwei Hauptsteuerungseinheiten: Domain Controller (Fahrzeugwahrnehmung):

• LiDAR: Liefert hochpräzise 3D-Punktwolkendaten zur Hinderniserkennung und Umweltmodellierung
• HD-Kameras: Erfassen visueller Informationen, die die Fahrspurerkennung, die Erkennung von Verkehrszeichen usw. unterstützen.
• Millimeterwellen-Radar: Allwetterbetrieb, liefert wichtige Informationen wie Zielentfernung und Geschwindigkeit
• GNSS/IMU: Liefert hochpräzise Positions- und Lagedaten zur Unterstützung der Navigation in komplexen Umgebungen

Chassis Wire Controller (Fahrzeugausführung):

• Lenksystem: Präzise Steuerung der Fahrzeugrichtung, für sanftes Wenden und Spurwechsel
• Bremssystem: Passt die Bremskraft intelligent an und sorgt für eine sichere und effiziente Verzögerung und Bremsung
• Elektrisches System: Verwaltet die Stromerzeugung und optimiert die Energieverteilung

Die beiden Steuergeräte arbeiten zusammen und bilden eine geschlossene Regelungskette "Wahrnehmung-Entscheidung-Ausführung", die einen sicheren und effizienten Fahrzeugbetrieb in verschiedenen Umgebungen gewährleistet.

Anwendungsszenarien

Diese Lösung ist für zahlreiche Szenarien des unbemannten Fahrens geeignet:

• Unbemannte Mining Trucks: Kontinuierlicher Betrieb in Bergbauumgebungen, Verbesserung der Effizienz der Ressourcengewinnung
• Unbemannte Inspektion: Automatische Erledigung von Inspektionsaufgaben für Anlagen, geeignet für Fabriken, Kraftwerke, etc.
• Unbemannte Gabelstapler: Intelligente Handhabung und Stapelung in Lagerlogistikumgebungen
• Komposit-Roboter: Multifunktionale Operationen, die je nach Bedarf verschiedene Werkzeuge wechseln können
• Unbemannte AGV-Fahrzeuge: Punkt-zu-Punkt-Bewegung und Materialverteilung in Innenräumen

Vorteile des Systems

1. Hohe Integration: Modulares Hardware-Design und standardisierte Softwarekomponenten-Schnittstellen für einfache Wartung und Upgrades
2. Mehrfache Redundanz: Kritische Systeme sind redundant ausgelegt, was die Zuverlässigkeit insgesamt erhöht.
3. Reaktion in Echtzeit: Kommunikationsverbindungen mit geringer Latenz gewährleisten die rechtzeitige Übertragung und Ausführung von Steuerbefehlen
4. Sicherheit und Verlässlichkeit: Unterstützung für nationale Verschlüsselungsalgorithmen, die Datenverluste und unbefugten Zugriff verhindern
5. Starke Anpassungsfähigkeit an Szenarien: Schnelle Anpassung an unterschiedliche Anwendungsszenarien durch Konfigurationsanpassungen
6. Gute Skalierbarkeit: Reservierte Schnittstellen erleichtern die Integration mit Drittsystemen zur Funktionserweiterung

Diese Architektur schafft eine vollständige Lösung für intelligente vernetzte Fahrzeuge, indem sie intelligente Planung von der Cloud-Plattform mit Echtzeit-Reaktionen von Edge-Geräten kombiniert und so die Automatisierungsanforderungen in Industrie, Logistik, Bergbau und anderen Bereichen erfüllt.