基于新石器無人車的云管理平臺(tái)開發(fā)

范興娟，劉保慶，楊斐，李輝，黃紅艷

（石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能工程系，河北石家莊，050021）

0 引言

隨著技術(shù)和時(shí)代的發(fā)展，無人車應(yīng)運(yùn)而生，成功搶占話題熱點(diǎn)。無人車又稱自主車或自動(dòng)駕駛車，是一種無須人工干預(yù)而能夠感知其周邊環(huán)境和導(dǎo)航的車輛。本項(xiàng)目依托新石器無人車，開發(fā)無人車云管理平臺(tái)，使操作更為便捷，可以更好的應(yīng)用到無人車運(yùn)輸全程，為無人車派件、安防、售貨等應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?；谧灾鏖_發(fā)的云管理平臺(tái)，無人車可自主行駛、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)無人車價(jià)值的最大化。

無人駕車上配備了大量傳感器，隨著無人車的運(yùn)行，這些傳感器從視覺感知、路徑規(guī)劃、路徑跟蹤、底層控制等方面都將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)?；谠破脚_(tái)的大數(shù)據(jù)分析將幫助無人駕駛系統(tǒng)做出更加智能、安全、節(jié)能、環(huán)保的駕駛動(dòng)作決策。通過使用云平臺(tái)技術(shù)，在提高運(yùn)算速度的同時(shí)，也會(huì)極大地降低計(jì)算和處理成本。

無人車云平臺(tái)是無人車的調(diào)度控制系統(tǒng)，是其他應(yīng)用層功能開發(fā)的基礎(chǔ)，也是無人車開發(fā)的必經(jīng)之路。它能夠獲取無人車狀態(tài)，給無人車發(fā)送控制指令，提供外部接口給APP或者web應(yīng)用使用。無人車云平臺(tái)是開發(fā)無人車的最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的一環(huán)，具有重大意義。

1 無人車云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

本文基于新石器無人車，利用Node.js 軟件開發(fā)了無人車元管理平臺(tái)。Node.js是運(yùn)行在服務(wù)端的JavaScript，基于Chrome JavaScript 建立云平臺(tái)。無人車云平臺(tái)是無人車的調(diào)度、控制系統(tǒng)，它連接無人車及其上層應(yīng)用。云平臺(tái)通過WS長鏈接控制無人車，通過HTTP接口向短信中心、手機(jī)APP等上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。上層應(yīng)用通過云平臺(tái)獲取車輛狀態(tài)、地圖及站點(diǎn)信息及控制指令等數(shù)據(jù)，通過獲取無人車電量、位置、速度等信息，實(shí)現(xiàn)無人車的啟動(dòng)、調(diào)度、停止等操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車輛的遠(yuǎn)程控制和管理。

無人車作為面向未來、可移動(dòng)的智能終端設(shè)備，最重要的部件是中央控制單元VCI。VCI是無人自動(dòng)駕駛場(chǎng)景化下的業(yè)務(wù)中樞系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問、機(jī)械機(jī)構(gòu)控制、閾值糾錯(cuò)進(jìn)行相應(yīng)的處理和隔離，并對(duì)整車狀態(tài)和故障做實(shí)時(shí)分析。

圖1 無人車云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)圖

本文開發(fā)的基于Node.js的云平臺(tái)就是通過VCI進(jìn)行車輛控制、行駛管理的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，是無人車生鮮配送系統(tǒng)開發(fā)中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的一環(huán)。無人車云平臺(tái)一端操控?zé)o人車，一端為上層應(yīng)用提供服務(wù)。云平臺(tái)通過調(diào)用百度地圖接口，為上層應(yīng)用提供無人車狀態(tài)、無人車位置、地圖站點(diǎn)等查詢服務(wù)，通過云端對(duì)無人車進(jìn)行啟動(dòng)調(diào)度、終止調(diào)度、取消調(diào)度等操作。

2 無人車云平臺(tái)開發(fā)流程

本文采用先進(jìn)的NodeJs、基于python的Djiango后端框架，通過互聯(lián)網(wǎng)云鏈接到無人車，根據(jù)無人車接口協(xié)議，建立一整套的底層數(shù)據(jù)接口。無人車云平臺(tái)開發(fā)流程如圖2所示，云平臺(tái)通過接口進(jìn)行無人車的狀態(tài)查詢和命令控制。

圖2 無人車云平臺(tái)開發(fā)流程圖

無人車狀態(tài)查詢流程如下：

(1)接口接收到查詢請(qǐng)求后，將請(qǐng)求按照接口協(xié)議進(jìn)行編碼。

(2)接口將查詢信息傳送至無人車。

(3)無人車反饋信息給接口。

(4)接口將信息傳送給上層應(yīng)用。

3 無人車云平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

基于Node.js的WEB云平臺(tái)服務(wù)是無人車智能派件系統(tǒng)開發(fā)最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的一環(huán)。如圖3所示，無人車云平臺(tái)一端操控?zé)o人車，一端為上層應(yīng)用提供服務(wù)。無人車云平臺(tái)調(diào)用百度地圖接口，為上層應(yīng)用提供無人車狀態(tài)、無人車位置、地圖站點(diǎn)等查詢服務(wù)，通過云端對(duì)無人車進(jìn)行啟動(dòng)調(diào)度、終止調(diào)度、取消調(diào)度等操作。

圖3 無人車云平臺(tái)

■3.1 車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)

通過“車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)”接口查詢車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)，利用JSON數(shù)據(jù)傳輸，返回當(dāng)前車輛狀態(tài)。部分請(qǐng)求參數(shù)和響應(yīng)參數(shù)分別見表1和表2。

表1 車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)請(qǐng)求參數(shù)表

表2 車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)響應(yīng)參數(shù)表

車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)請(qǐng)求參數(shù)表中，req、massegid、timestap三個(gè)參數(shù)都是必須字段，數(shù)據(jù)類型都是string。通過請(qǐng)求表的請(qǐng)求，返回響應(yīng)表中車輛位置（包括經(jīng)度、緯度）、電量、速度、時(shí)間等參數(shù)，便于云平臺(tái)實(shí)時(shí)了解車輛信息。

■3.2 車輛?？奎c(diǎn)列表

通過“車輛?？奎c(diǎn)列表”接口獲取車輛?？空军c(diǎn)列表，利用JSON數(shù)據(jù)傳輸，返回車輛?？空军c(diǎn)編號(hào)、站點(diǎn)名稱等信息。部分請(qǐng)求參數(shù)和響應(yīng)參數(shù)分別見表3和表4。

表3 車輛?？奎c(diǎn)列表請(qǐng)求參數(shù)表

表4 車輛?？奎c(diǎn)列表響應(yīng)參數(shù)表

車輛?？奎c(diǎn)列表請(qǐng)求參數(shù)表有partnerid、timestap、sign三個(gè)參數(shù)，期中sign參數(shù)的生成規(guī)則如下。

(1)接口中所有字符串都是用utf-8編碼；

(2)把接口中所有使用的參數(shù)（不包含sign），按照字典順序排序，得到鍵值對(duì)的列表，把鍵值對(duì)列 表以字符串的形式用&拼接到一起；

(3)在上面的字符串后面拼接secret；

(4)對(duì)上面的字符串計(jì)算md5小寫形式，即得到簽名。

車輛?？奎c(diǎn)列表響應(yīng)參數(shù)表返回站點(diǎn)編號(hào)、站點(diǎn)名稱等站點(diǎn)列表相關(guān)信息。

基于新石器無人車的云服務(wù)測(cè)試平臺(tái)的搭建如圖4所示。

圖4 無人車云服務(wù)平臺(tái)搭建

通過云服務(wù)平臺(tái)，可以讀取車的位置、電量、速度等狀態(tài)信息，控制無人車的啟動(dòng)、停止等動(dòng)作。利用開發(fā)的軟件平臺(tái)，能夠獲取當(dāng)前無人車的站點(diǎn)地圖，如圖5所示。

圖5 無人車云平臺(tái)讀取站點(diǎn)列表

4 結(jié)論

本文基于新石器無人車，搭建云服務(wù)平臺(tái)，開發(fā)云端管理、控制相關(guān)服務(wù)。通過無人車云平臺(tái)后端接口開發(fā)，為前端界面提供數(shù)據(jù)支持，為手機(jī)app提供數(shù)據(jù)接口，為無人車app提供接入功能，為以后無人車的操控提供數(shù)據(jù)支持。

在現(xiàn)階段，由于技術(shù)、設(shè)備及相關(guān)政策等原因，無人車應(yīng)用還處在起步階段。在未來，無人車在處理視覺、底層、控制層的數(shù)據(jù)能力將大大提升，將在無人駕駛方面扮演越來越重要的角色。隨著無人駕駛技術(shù)的進(jìn)步和無人車的量產(chǎn)，無人車在配送、安防等各領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越普及。