基于信息交互技術的遙控車極地條件信號處理研究

黃鵬飛++姜濤

摘 要：基于臨場感知和信息交互技術的遠程代駕汽車具有環境感知、信息高速傳輸、接受控制臺命令、執行動作等功能。相較于當前大部分存在的視覺閉環系統，增加了實現反饋力或反饋扭矩的加載，現實感和操作快感增強。不規則環境因素及干擾因素影響下實現汽車的遠程精準操控。由于現實技術條件以及不可抗力因素或者視覺誤差，未知極限條件下導致反饋的力等信息不跟隨預定設定線性變化，會對遠程控制設備、遠端操作人員、信息傳輸通道造成不必要的破壞。實地路面汽車極限條件遭遇險情情況下，汽車零點幾秒的反映時間做出中斷向遠端設備的信號傳輸，防止對人員和設備的傷害變得尤為重要。鑒于此，本文針對難以控制和難以預知的極限條件信號傳輸做了中斷處理，以保證操作員既能接收到極地信息又不會受到系統反噬傷害，并保證系統信道安全。

關鍵詞：信號中斷 信息傳輸 未知極限條件

中圖分類號：TN912.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0037-02

1 易發生突發事故的行駛狀況

基于臨場感知和信息交互技術的遠程代駕汽車控制臺實現了路面狀況、行駛參數、執行機構運行行程、控制臺的指令、操作員意識等多重信息的交流糅合，系統任何一個環節出現差錯都會牽一發而動全身，系統如此龐大，信息紛繁復雜，在盡量做到每一個環節都不出錯的情況下，亦需要考慮到在極易出錯的地方做好準備，未雨綢繆。

基于Internet通信方式的遙操作機器系統由于網絡帶寬和網絡傳輸協議的局限性，其信號傳輸時延不僅大而且時延大小呈隨機性、不確定性，同時還會出現信號數據丟失的不良情形，嚴重影響了交互式遙操作機器系統的工作性能，甚至會造成系統的工作不穩定。

設危險出現到撞擊到汽車的時間Ta，車輛視覺力覺傳感器發現緊急情況信息并發送至遠程控制端的時間為Ts，操作人員做出反應的時間為Tm，將控制指令返回到汽車上的時間Tn。

Ta≥Ts+Tm+Tn （1）

遠端人員還沒有來得及做出任何反應或者執行命令還沒有發送到位障礙物就已經撞上車了。此時的車輛撞擊力信息、車輛變化信息勢必會發送至控制端，造成控制臺、操作人員的傷害。

Ta

則汽車安全，在人為控制下，不會有安全事故發生。

2 極地條件信號的中斷處理

當系統內部或者外部運行狀態變化引起中斷源響應發出中斷信號時，中斷源發出的請求信號被CPU檢測到之后，如果單片機的中斷控制系統允許響應中斷，則CPU會自動轉移，執行一個固定的程序空間地址中的指令。當執行完一個中斷指令地址的程序時，程序會轉到中斷之前的地址繼續執行主程序。如果中斷控制系統不允許響應中斷，則CPU不自動轉移，仍留在原來位置，繼續當前的程序。系統信號流通方框圖如圖1所示。

此處添加的信號中斷處理系統必須滿足以下幾個條件。

（1）信號中斷的位置。這個位置既能滿足實現緊急情況下的信號中斷，又不能影響系統正常狀態下的運行。

（2）由于緊急情況發生的原因之一是系統信號傳輸的時延，故要求加上這個中斷條件后，不能增加系統的傳輸時延。

（3）不能影響系統傳輸的準確性。不能因為增加這一部分后，導致系統信號失真，導致其他不可預知的系統功能障礙。

根據上述條件，由于執行機構是模擬駕駛人安裝在汽車上的，當汽車發生碰撞、翻車時，需要采集汽車對執行機構的作用力反饋給系統，以方便控制臺獲取信息，操控機器。中斷信號的處理位置安置在G（n）和G（m）之間的H（n）位置取代原來系統中的單位反饋，變成需要經過一個系統運算的反饋。

信號中斷處理系統的處理信號的程序流程圖如圖2所示。

根據前一時刻的運行信息生成一新的運行信息的目的是防止此時系統收不到任何信息導致操作員手足無措而出錯。保證系統正常運行，經過運算后的信息需要在它的信息前面添加一個提醒型號，提醒系統和操作員這不是原始信息，而是經過處理過了的安全信息。操作員可以根據這個信息分析出系統發生的緊急狀況和機構此時的運行狀態及受損毀程度。

3 結語

極地條件中斷信號處理應用于基于臨場感知和信息交互技術的系統出現不可預知的環境安全事故。主要是為了保護操作人員和系統以及傳輸線路。基于信息交互技術的遠程代駕汽車極地條件信號中斷處理模型研究只針對具有臨場感知和信息交互技術的遠程控制汽車特定模型。為了完全再現終端汽車的行駛狀況，控制端的信息反饋做到盡量逼真實際，當路面汽車碰撞、傾斜、仰翻時，如果車里面的不是執行機構而是生物人，這種情況發生后人體不可避免地會受到傷害，這種大功率的信息傳輸也會超過信道的承受極限從而造成線路的損壞，造成經濟損失。這一部分大功率非正常信號是不希望出現的，系統要求不用傳輸。通過信號中斷處理，在發生路面汽車碰撞、傾斜、仰翻時，保證了系統能接收到經過處理后的能反應場景情形但不完全再現場景的信息。保護信息傳輸通道和控制臺操作人員的安全。

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