CN108600992A - 一种用于车路协同业务的智能网联农机系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于车路协同业务的智能网联农机系统，涉及农机领域，本发明通过在农机终端上分别设置雷达、测距激光和视频摄像头，以确保侦测并避开农机或农具路径中的障碍物或阻碍，然后通过核心网、超级基站和农机终端上的数据处理模块对采集到的数据进行分级计算，有效实现传输宽带化和应用节带化，能够有效的满足智能网联驾驶高吞吐量和低时延的业务要求，本发明具有结构简单，操作方便等特点，适合大范围的推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及农机领域，具体涉及一种用于车路协同业务的智能网联农机系统。
背景技术
已知的，无人驾驶拖拉机自上个世纪90年代开始，国外的知名农机厂商就开始投入研发力量开展关键技术研究、产品研制和系统验证。我国农机产业经过10年高速发展，到2015年已经成为全球最大的单一国家农机市场。近年来，国内一些农机企业已意识到了农机“智能化”研发的重要性，开始着手研发智能化动力机械，并取得一定成效。据《中国农业机械化发展报告》显示，在国产东方红X-804拖拉机上已经设计开发出载波相位差分全球定位系统(DGPS)自动导航控制系统，该系统使得拖拉机的自动化和智能化水平大大提高，成功实现拖拉机的无人驾驶。
由于自动驾驶农机所需回传的数据量较大（仅图像信息每小时每台就多达35GB），远程遥控要求无线传输具有较高的实时性，而农田自身的偏僻特点要求网络覆盖范围非常大。但是，目前大部分针对自动驾驶信息服务的产品与技术都是通过简单的模块集成，进行功能的整合，并采用传统的蜂窝网络架构进行通信，无法从根本上解决自动驾驶面临的吞吐量和时延的需求。另一方面，车辆所能利用和决策的信息也都是本地传感器或者所能获取的信息，缺乏大平台数据收集能力和大数据分析能力，缺乏智能信息，系统智能化程度低。
当前自动驾驶面临本地计算与网络计算脱节，缺乏统一协同的信息服务体系，受限于本地信息获取能力、处理能力及网络传输能力，无法满足在行驶过程中的快速、准确决策，而一味提高农机自身的处理能力，不但成本迅速攀升，而且很难达到效果。因此需要通过终端、基站和云端协同计算，达到向计算要带宽、向计算要实时、向计算要新型网络覆盖能力的目的，因此，开发一种用于车路协同业务的智能网联农机系统就显得尤为重要。
发明内容
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于车路协同业务的智能网联农机系统，本发明通过在农机终端上分别设置雷达、测距激光和视频摄像头，以确保侦测并避开农机或农具路径中的障碍物或阻碍，然后通过核心网、超级基站和农机终端上的数据处理模块对采集到的数据进行分级计算，有效实现传输宽带化和应用节带化，能够有效的满足智能网联驾驶高吞吐量和低时延的业务要求。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种用于车路协同业务的智能网联农机系统，包括核心网、超级基站、智能接入点和农机终端，在所述农机终端上分别设有雷达、测距激光、视频摄像头和数据处理模块A，所述数据处理模块A分别通过线路连接雷达、测距激光和视频摄像头，数据处理模块A通过智能接入点连接超级基站上的数据处理模块B，所述数据处理模块B通过无线信号连接设置在核心网上的数据处理模块C形成所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统。
所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统，所述智能接入点为分基站。
所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统，所述数据处理模块A上设有中心管控模块。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明通过在农机终端上分别设置雷达、测距激光和视频摄像头，以确保侦测并避开农机或农具路径中的障碍物或阻碍，然后通过核心网、超级基站和农机终端上的数据处理模块对采集到的数据进行分级计算，有效实现传输宽带化和应用节带化，能够有效的满足智能网联驾驶高吞吐量和低时延的业务要求，本发明具有结构简单，操作方便等特点，适合大范围的推广和应用。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1所述的一种用于车路协同业务的智能网联农机系统，包括核心网、超级基站、智能接入点和农机终端，在所述农机终端上分别设有雷达、测距激光、视频摄像头和数据处理模块A，所述数据处理模块A分别通过线路连接雷达、测距激光和视频摄像头，数据处理模块A通过智能接入点连接超级基站上的数据处理模块B，所述数据处理模块B通过无线信号连接设置在核心网上的数据处理模块C形成所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统。
其中所述智能接入点为分基站，所述数据处理模块A上设有中心管控模块。
本发明在具体实施时，根据接入网的物理层次，将在核心网边缘、超级基站和农机终端中分别设置数据处理模块C、数据处理模块B和数据处理模块A，数据处理模块C、数据处理模块B和数据处理模块A均具有计算功能，根据实际的业务需求和网络环境，决定智能信息的计算位置。当区域内网络计算压力不大时，可将智能信息的计算留在农机终端内的数据处理模块A进行处理，按照传统方式进行决策；而当区域内网络计算通信压力较大时，可按照智能信息的需求等级、数据量评估等指标，由数据处理模块A上的中心管控模块对所有自动驾驶农机的计算位置进行统一决策，保障对所有计算需求的时延约束，并避免计算分配不均匀导致通信拥塞。
本发明是一套联合农机终端、信息传输网络和数据处理中心的综合性系统，由于这三层架构之间有着密切的关联，因此需要从整体的角度去设计实现智能网联农机系统。终端和各级网络节点都具有一定的计算、存储、控制、数据处理能力，根据传递信息、事件的种类、特点、重要性等在不同的节点层面进行处理，将任务工作高效的分配到整个系统中。比如，在农机终端处理简单、实时性要求高的操作、在中层节点进行实时性较高，且较为复杂的操作，本发明不仅极大降低成本，而且综合网络侧的全局信息，进一步提高驾驶决策的精度。
本发明在具体使用时，首先按照定性评估的方法，对农机无人驾驶中产生的数据进行任务初始分配：一是针对计算量不大、实时性要求高的数据，如农机雷达预警系统，采用在农机终端侧进行计算；二是针对计算量较大、实时性要求不太高的数据，如农机之间互联系统、农机视频采集系统，则采用在超级基站进行计算；三是针对计算量大、实时性要求低的数据，如土壤环境监测分析系统、任务路径规划下发系统，则在云端核心网服务器进行处理并存储。
本发明中超级基站可作为支持车网云协同计算与控制的核心通信设备，为智能网联农机提供低时延、高可靠的高速稳定网络传输服务。
设置超级基站的主要优势在于：
1、理论分析与实验表明计算、存储、通信于一体的超级基站可减轻核心网流量90%，与此同时用户平均响应速度可提升3倍以上。
2、创新的群信道编解码处理与无线网络编码可提升10倍传输带宽。
3、使用3C融合理论、节带处理等技术可减少90%无线网络侧的传输数据。其中，3C融合的新理论与技术体系已经初步取得引领性成果，间接表明我们向计算要带宽向计算要实时，并将网络服务能力提升1千倍、资源消耗下降1千倍是可行的。
4、中心计算单元具有超强的计算能力，可实现车载终端与接入网的低时延协同计算，并支持大数据分析、模式识别等
5、采用集中式网络架构，支持异构车联网的全局智能管控与数据融合，提供稳定、高效、绿色的信息传输网络，提高智能网联农机带来的经济效益。
6、采用最新的空地一体化通信机制，紧密结合卫星通信和蜂窝网络通信技术，为自动驾驶提供无缝覆盖网络，保障了在农村、山区等网络覆盖差的农垦地区也能使用自动驾驶的智能网联农机。
超级基站解决了困扰无线蜂窝通信宽带传输中的信号干扰难题，开创了移动通信领域研究与产业发展的一个新时代。
超级基站对整个互联网作出了缩短平均路由跳数和分担核心网流量两项全局贡献，也为培育未来互联网第二结构作出了贡献
需要说明的是，本发明中涉及到的核心网和超级基站均为现有技术的设备，申请人只是把其运用到用于车路协同业务的智能网联农机系统中，可以起到较好的效果，但是对其具体结构在此不做累述。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (3)
1.一种用于车路协同业务的智能网联农机系统，包括核心网、超级基站、智能接入点和农机终端，其特征是：在所述农机终端上分别设有雷达、测距激光、视频摄像头和数据处理模块A，所述数据处理模块A分别通过线路连接雷达、测距激光和视频摄像头，数据处理模块A通过智能接入点连接超级基站上的数据处理模块B，所述数据处理模块B通过无线信号连接设置在核心网上的数据处理模块C形成所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统。
2.根据权利要求1所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统，其特征是：所述智能接入点为分基站。
3.根据权利要求1所述的用于车路协同业务的智能网联农机系统，其特征是：所述数据处理模块A上设有中心管控模块。
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