引言：或许，在家也可以开车买菜？

5G带来了大数据时代，万物皆可数据化。自动驾驶需要依靠车内的“大脑”与云端的实时数据产生大量的运算，其每小时产生的数据甚至可以达到100GB，5G的“高带宽、低时延”，保证了这些大数据的可靠传输。对于自动驾驶算法测试过程中，实车测试阶段依旧需要安全员的协助，其中在一些恶劣环境和危险区域的测试场景，无法保障安全员的安全，那么我们可不可以实现人车分离呢？——“远程驾驶”就到来了。

远程驾驶架构

远程驾驶由车端与舱端两大端控制系统组成，工作流程即带有摄像头的车端，将视频流数据和车身的一些状态、位姿信息通过5G传输给远程驾驶舱进行显示和位姿随动，驾驶舱中的驾驶员通过车端传输的信息，进行驾驶反馈，通过操控方向盘、油门、刹车踏板、挡位等模拟器触发驾驶信号，并将信号通过处理由舱端服务器通过5G回传给车端，车端控制系统进行解算后，将数据发送给车端执行器，这样你就可以远程驾驶啦！

有了整体的框架概念，那么再看看各端详细的工作流程吧！

车端

由上图所示，基于远程驾驶，车端需要具备视频系统，5G通信端，车身执行总线，远程控制系统等。

• 视频系统

视频系统是车端重要的一员，用来提供车周围环境的实时状态，给远程端驾驶员提供驾驶视野，因此需要保证视角范围以及画面的清晰度，不能有畸变，一般情况下，采用前后左右四路进行采集，尽量保证驾驶员视角。

• 车端控制系统

普通的自动驾驶车辆是无法满足远程驾驶的，需要基于原有的自动驾驶车辆进行改造，控制系统的工作主要分为两部分，一部分是用来将视频系统采集的视频流数据，以及将车身采集的一些状态信息进行处理打包，发送给5G通信端。部分是将5G通信端接收过来的车身控制信息（如油门开度，方向盘转角等）进行处理分析，下发给车身总线到执行器。除此之外也需要具备一些安全策略如远程驾驶、自动驾驶以及人工介入等各模式的切换。

• 5G通信端

5G通信端主要负责的是将车端的数据上传到云端，以及接收云端服务器的数据，5G通信端需要保证低延时，高可靠，并且支持动态灵活的开发网络，针对于不同场景既可以在局域网也可以在公网上进行部署。

• 车身总线

车身总线用来连接远程控制系统和远程驾驶车辆上搭载的执行器，一般情况下主要包括转向控制执行器、档位控制执行器、加速控制执行器和制动控制执行器的通信。

简单了解一下车辆的这几部分与远程驾驶的关系吧。

转向控制执行器

转向控制执行器由转向机构、转向电机和转向电机控制器组成。当车辆处于自动驾驶状态且转向处于可接收被控指令时，转向电机控制器根据控制器发送报文中的转角值进行转向控制，控制电机转动带动车辆转向机构运行，最后实现转角的执行。

档位控制执行器

档位信息由核心电子控制单元控制器（VCU，vehicle control unit）接收执行，电动车的档位输出信号为电信号模式，VCU只需接收远程驾驶控制器中的档位信息即可实现档位的切换。

加速控制执行器

加速控制执行器由VCU和电机组成。电动车的运动依靠电机的转动而实现，远程驾驶控制器中的加速请求和加速值信息发送给VCU后计算出电机需要的转速，通过控制电机转速实现对远程驾驶车辆的加速度控制。

制动控制执行器

减速控制执行器也称汽车电子稳定控制系统（ESC，electronic stability controller）。远程驾驶控制器将制动信号与制动减速度值发送给ESC，通过ESC控制单元计算出合适的制动压力，控制ESC管路加压，进行车辆的制动。

舱端

舱端也就是远程控制端，其中远程驾驶模拟舱可以有的结构是多元化的，可以为静态式如驾驶模拟器(方向盘，油门，刹车等)、座椅以及显示系统组成，还可以加上三自由度或者六自由度的运动平台，增加沉浸式驾驶体验，当然，根据远程的需求场景也可以做其他的扩展。除此之外驾驶舱还需要具备一台服务器进行信息的处理和回传。

• 远程驾驶模拟舱

远程驾驶模拟舱由驾驶过程中所需的汽车零部件如方向盘、刹车和油门踏板、档杆、底层采集系统、运动平台和相关线束组成。其中驾驶模拟器一般有两套方案进行选择，可以是选择一般游戏所使用的罗技G29，也可以根据实车进行匹配定制，总线式的执行系统。如下图。

油门刹车

方向盘

档杆

驾驶员根据前方视频系统中显示的车端实时传输的环境视频以及车身的一些关键状态信息在进行远程操控，通过操控驾驶模拟器，将驾驶模拟器的信号采集并进行处理，把原有的物理信号转换为可以与车端可匹配的执行信号，然后再进行打包处理发送给舱端服务器。

另外，远程驾驶模拟舱，还需要将车端传来的位姿信息，如x、y、z三个直角坐标轴方向的速度以及picth yaw roll的加速度，转换为运动平台的控制信息。进行运动平台与车的实时随动。

• 显示系统

显示系统主要是用来显示车端传来的摄像头数据，以及车身目前的状态信息，如转向灯、车速等。当然呈现的方式也是多元化的，简易的一般采用三连屏或者曲屏，效果好一些的可以采用环幕的方式，对于车身状态的信息显示，可以通过程序去搭建一个显示界面，也可以通过添加一个仪表盘的方式，将信息进行显示。如下图所示。

• 舱端服务器

舱端服务器可以算是远程驾驶的”大脑”，它是通信的基站，也是舱端做数据处理以及各个功能的基础，它需要将车端传来的视频流以及车身状态信息进行处理转换，下发到舱端的各个部分，如视频流需要解码显示在显示系统中，状态信息也需要处理转换，显示在界面或者仪表盘中，以及控制运动平台的随动也需要依靠服务器。除了这些功能，还可以在舱端服务器上建立录制系统，比如针对于一些特殊场景的车辆测试，我们可以通过录制系统将数据记录下来以便之后的分析。

应用场景

针对于自动驾驶领域，远程驾驶可以应用在但不仅限于以下几点中：

• 在灾区、高危路段的远程驾驶，可以提高营救效率和通行效率

• 在矿山、油田等生产区域，远程驾驶代替工人完成作业，减少人员伤亡

• 在无人驾驶车辆出现问题时，驾驶员及时接管，可以消除车辆异常，改变车辆失控状态，避免车辆伤害到行人和其它车辆。

• 自动驾驶实车测试中，危险极端工况场景可由远程驾驶代替。

针对于这些场景，远程驾驶的意义真的是深远了。

总结

东信创智智能仿真团队目前已具备了搭建远程驾驶技术，曾与行者合作一起为客户搭建了一套5v5的远程控制平台。

5台驾驶舱可以随意选择5台车中一辆进行远程操控。并保证延时低于120ms数据通信。

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