導(dǎo)讀

重型運輸車輛、大型吊車、挖掘機、推土機、壓路機、裝載機等都是常見的工程車輛，大多數(shù)工程車輛的工作環(huán)境較為惡劣，加之各種類型的沖擊、震動、噪音的危害以及空氣污染等問題，對駕駛員的身體健康及工作效率均產(chǎn)生不良影響。因此，工程車輛無人駕駛、自動駕駛和遠(yuǎn)程操控技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，越來越受人們的重視。

先進的感知系統(tǒng)，如熱成像系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)等賦予工程機械“感知能力”；先進的算法系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，賦予工程機械“智慧大腦”，使工程車輛自動駕駛和遠(yuǎn)程操控成為可能。

東土科技工業(yè)服務(wù)器為以上多系統(tǒng)融合提供良好的物理載體：搭載全自主可控的“軟件定義控制”系統(tǒng)，允許實時系統(tǒng)和非實時系統(tǒng)隔離運行于同一硬件平臺，通過共享內(nèi)存技術(shù)實現(xiàn)工程車輛自動控制和遠(yuǎn)程操控快速響應(yīng)能力，助力工程車輛智能化轉(zhuǎn)型升級。

01

案例背景

某重型壓路機原工程車輛包含一個專用的車載PLC控制器，涵蓋若干本地IO通道連接車載傳感器等信號，控制器與駕駛室顯示器、按鍵板、發(fā)動機ECU等之間采用CAN總線連接，原車輛人工手動操作。

壓路機實現(xiàn)無人駕駛需要增加視覺輔助以及自動駕駛算法，但是傳統(tǒng)車載PLC控制器性能單一，無法將自動駕駛及視覺輔助集成，需要額外的工控機設(shè)備來完成相應(yīng)的自動駕駛及視覺處理任務(wù)。這就需要增加額外物理設(shè)備，會帶來占用空間及成本增加的問題。東土科技工業(yè)服務(wù)器集成視覺信號、算法控制、運動控制等功能于一身，完美實現(xiàn)了軟件和硬件的融合，實現(xiàn)工程車輛自動駕駛。

02

東土解決方案

(1) 東土工業(yè)服務(wù)器，集邊緣運算、過程控制、運動控制和機器視覺等功能于一身，作為自動工程車輛的控制系統(tǒng)；

(2) IO信號采集采用分布式IO模塊方案，工業(yè)服務(wù)器與IO模塊之間采用兩線CAN總線連接；

(3) 工業(yè)服務(wù)器與車載各ECU、駕駛室物理開關(guān)、顯示器、駕駛輔助GPS模塊之間采用CAN總線連接，與駕駛輔助攝像頭之間采用以太網(wǎng)連接；

(4) 利用工業(yè)服務(wù)器預(yù)裝的Intewell操作系統(tǒng)高實時虛擬化特性，利用軟件定義一個實時系統(tǒng)（PLC）用于工程機械的控制，定義一個桌面系統(tǒng)用于集成自動駕駛算法以及視覺處理。如下圖；

(5) 利用共享內(nèi)存技術(shù)，實現(xiàn)桌面系統(tǒng)與實時系統(tǒng)快速數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)基于視覺信號和雷達(dá)信號的快速控制相應(yīng)，提高控制靈敏度和控制精度，解決了傳統(tǒng)方案基于視覺控制相應(yīng)速度慢的難題。

(6) 工業(yè)服務(wù)器內(nèi)置的WIFI/4G/5G模塊，結(jié)合軟網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，可實現(xiàn)工程車輛遠(yuǎn)程維護、控制，以及云端多車協(xié)同控制。

03

案例意義

該項目是利用東土工業(yè)服務(wù)器將視覺系統(tǒng)、算法系統(tǒng)和實時控制系統(tǒng)高度融合的工程車輛自動駕駛系統(tǒng)案例，實現(xiàn)了高精度、快速響應(yīng)的自動駕駛技術(shù)。工業(yè)服務(wù)器一機實現(xiàn)工程車輛控制、視覺分析、自動駕駛、上云連接；工業(yè)服務(wù)器可通過本地HDMI接口實現(xiàn)畫面展示，拓展人機互動；可靈活接入其他設(shè)備如熱成像攝像頭等，實現(xiàn)系統(tǒng)靈活升級。

基于東土工業(yè)服務(wù)器全新的控制系統(tǒng)方案將大力推進工程車輛從人工操控到自動駕駛的智能化升級進程。