通用网络启用无人驾驶车辆系统的开发



通用网络启用无人驾驶车辆系统的开发

介绍了一个用于无人驾驶车辆测试的系统，该系统利用传统网络基础设备进行通信和控制，能够对多辆不同类型的车辆进行同时控制。系统采用一个基于Arduino的商用自动驾驶仪（ArduPilot）实现基本水平的自主性，ArduPilot通过由串行通信发送的MAVLink协议命令能够达到远程车辆控制。

传统的消息发送通过点对点无线串行调制解调器实现。由于这种发送方式受到带宽和灵活性的限制，因此提出了一种改进的方法，该方法通过在每辆车内安装一个内嵌的计算机系统实现。系统采用一个用户自定义的Node.js程序（MAVNode）对车载MAVLink消息进行编码和解码，允许通过无线网络（WiFi）进行局域网通信。讨论了一系列硬件的配置问题，包括传统WiFi和长距离Ubiquiti airMAX无线路由器的使用。此外，还对软硬件在环测试进行了讨论。

所开发的测试系统加快了高层次控制算法开发与测试。由于每个车辆由网络启用，因此网络中任何设备都能够进行数据读取或命令发送。由于采用COTS组件，该系统开发成本低，同时很容易整合到一系列车辆中。由于APM发展完善并具有很强的鲁棒性，该系统的使用使得实车测试更容易、快速和安全。

研究中采用了四旋翼对一个机器人进行视觉跟踪试验，并通过一个远程Matlab安装程序进行图像处理与控制。试验结果表明，所开发的系统作为一个外部传感器具有高频带网络通信的特点，同时能够进行外接图像处理。但网络结构并不能保证最大通信灵活性，其同样会增加系统延迟，并且这种延迟与网络布局的复杂度成正比。这种延迟表明，该系统不适用于在高频带系统进行低水平控制；该系统作为用于高水平的控制（如轨迹规划、多车云集等）将不会成为问题。

Matthew Coombes et al. Control, UKACC International Conference on, 2014.

编译：王迪