Arquitectura del sistema

El diagrama topológico muestra una solución integral de conducción autónoma para vehículos inteligentes conectados, que adopta una arquitectura de tres capas nube-borde-dispositivo conectada a través de redes de comunicación de alta velocidad. La arquitectura global se divide en la capa de plataforma en la nube, la capa de comunicación, la capa de percepción/ejecución y la capa de escenario de aplicación, formando un sistema de control inteligente de bucle cerrado.

Funciones de la capa de plataforma en nube

La plataforma en nube es el "cerebro" de todo el sistema y consta principalmente de dos componentes básicos:

• Panel de datos: Supervisión en tiempo real del estado de funcionamiento de los vehículos, las condiciones de la carretera y la ejecución de las tareas, proporcionando una interfaz de visualización para la toma de decisiones de gestión.
• Puesto de conducción inteligente: Ofrece interfaces de control remoto, apoyando la intervención humana en situaciones de emergencia para garantizar la seguridad y fiabilidad del sistema.

Diseño de la capa de comunicación

La capa de comunicación es el enlace crítico que conecta la plataforma en nube y los vehículos, y está compuesta principalmente por los siguientes componentes:

• Red 4G/5G: Tecnología de comunicación de modo dual que garantiza una cobertura de señal amplia y estable.
• Dispositivos centrales:
  • SR800: Responsable del acceso a los datos y del tratamiento primario
  • SV900: Unidad central de enrutamiento y reenvío compatible con la integración multiprotocolo
  • SR830: Proporciona capacidades de computación de borde, reduciendo la latencia de respuesta del sistema.

Esta capa admite múltiples tecnologías y protocolos de comunicación: enlaces de baja latencia, SDK de agregación multired integrado, algoritmos de cifrado nacionales, protocolo Ntrip, conectores de aviación M12, API de consulta de estado, VxLAN/DNN y redes duales de alta velocidad 5G/5G+4G, lo que garantiza la seguridad de la transmisión de datos, la estabilidad y el rendimiento en tiempo real.

Capa de percepción y ejecución

La capa de percepción y ejecución es el núcleo del sistema de conducción autónoma, dividido en dos grandes unidades de control:Domain Controller (Percepción del vehículo):

• LiDAR: proporciona datos de nubes de puntos 3D de alta precisión para el reconocimiento de obstáculos y el modelado medioambiental.
• Cámaras HD: Captura información visual, compatible con el reconocimiento de carriles, la detección de señales de tráfico, etc.
• Radar de ondas milimétricas: Funciona en cualquier condición meteorológica y proporciona información clave, como la distancia y la velocidad del objetivo.
• GNSS/IMU: Proporciona datos de posicionamiento y actitud de alta precisión para la navegación en entornos complejos.

Controlador del cableado del chasis (ejecución del vehículo):

• Sistema de dirección: Controla con precisión la dirección del vehículo, logrando giros y cambios de carril suaves.
• Sistema de frenado: Ajusta de forma inteligente la fuerza de frenado, garantizando una deceleración y frenado seguros y eficientes.
• Sistema eléctrico: Gestiona la producción de energía, optimizando su distribución

Las dos unidades de control trabajan en colaboración, formando una cadena de control en bucle cerrado de "percepción-decisión-ejecución", que garantiza un funcionamiento seguro y eficiente del vehículo en diversos entornos.

Escenarios de aplicación

Esta solución es ampliamente aplicable a múltiples escenarios de conducción no tripulada:

• Camiones mineros no tripulados: Funcionamiento continuo en entornos mineros, mejorando la eficiencia de la extracción de recursos.
• Inspección no tripulada: Realización automática de tareas de inspección de equipos, adecuado para fábricas, centrales eléctricas, etc.
• Carretillas elevadoras no tripuladas: Manipulación y apilamiento inteligentes en entornos logísticos de almacén
• Robots compuestos: Operaciones multifuncionales, capaces de cambiar diferentes herramientas según las necesidades.
• Vehículos no tripulados AGV: Movimiento punto a punto en interiores y distribución de materiales

Ventajas del sistema

1. Alta integración: Diseño de hardware modular e interfaces de componentes de software estandarizadas para facilitar el mantenimiento y las actualizaciones.
2. Redundancia múltiple: Los sistemas críticos emplean un diseño redundante que mejora la fiabilidad general.
3. Respuesta en tiempo real: Los enlaces de comunicación de baja latencia garantizan la transmisión y ejecución puntual de los comandos de control
4. Seguridad y fiabilidad: Compatibilidad con algoritmos de cifrado nacionales, lo que evita fugas de datos y accesos no autorizados.
5. Gran adaptabilidad a los escenarios: Rápida adaptación a diferentes escenarios de aplicación mediante ajustes de configuración.
6. Buena escalabilidad: Las interfaces reservadas facilitan la integración con sistemas de terceros para la ampliación funcional

Esta arquitectura crea una solución completa de vehículo conectado inteligente al combinar la programación inteligente de la plataforma en la nube con la respuesta en tiempo real de los dispositivos de borde, satisfaciendo las necesidades de automatización en los sectores industrial, logístico y minero, entre otros.