CN111464978A - 主次无线设备通过物联网连接建立的车辆远程驾驶体系 - Google Patents

Abstract

主次无线设备通过物联网连接建立的车辆远程驾驶体系，主驾驶系统，备用驾驶系统，主雷达视频图像传输线路：备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502的雷达110和视频采集设备120由雷达视频信息融合系统130融合，以上系统建立远程操作员远程驾驶的车辆远程驾驶体系，特别是由远程操作员使用计算机终端通过物联网对联网车辆进行远程驾驶，适应全路况的要求，车内不配置驾驶员，实现真正意义上的无人驾驶，为共享经济的发展提供技术支持。

Description

主次无线设备通过物联网连接建立的车辆远程驾驶体系

技术领域

本发明涉及主无线设备和次无线设备通过物联网连接，建立有人远程驾驶的车辆远程驾驶体系，特别是由远程操作员使用计算机终端通过物联网对联网车辆进行远程驾驶的技术领域。

背景技术

因行驶环境复杂，汽车自动驾驶技术无法进入实用阶段，还处于试验阶段，当前的人工智能水平还无法达到人类感知复杂环境的水平。自动驾驶汽车主要关键部件有GPS芯片、摄像头、雷达、高性能处理器等。其中GPS用于提供精确的地图信息，目前通过人工先行驾驶获取；摄像头和雷达用于感知汽车周围的环境，识别车道线、信号灯、周围障碍物等；高性能处理器用于处理GPS、摄像头、雷达等采集的信息并向油门、刹车、方向盘等执行部件发出指令。这种自动驾驶系统成本高，需要建立强大、精确的地图数据，地图无法及时收录建筑物和道路改造、遇到施工和事故无法做出判断以及无法识别交警手势和语言等困难。机器擅长简单的、确定的和重复的动作，不善于处理复杂的、不确定的、多变的动作。短期内机器无法达到人类所具有的感知和判断能力，无法独立应对驾驶过程中遇到的特殊情况。

发明内容

本发明为了解决目前的自动驾驶技术无法达到人类所具有的感知和判断能力，无法独立应对驾驶过程中遇到的特殊情况，提供了一种由远程操作员使用计算机终端通过物联网对联网车辆进行远程驾驶的体系的解决方案是：远程操作员171通过以下连接，控制机器人170驾驶车辆260行驶，远程控制台169与远程控制中心298连接，远程控制中心298与有线和无线局域网295连接，有线和无线局域网295与交换机 291连接，交换机291与地面网络264连接，地面网络264与无线载波系统262连接，无线载波系统262 与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接，远程信息处理单元 269与车辆总线276连接，车辆总线276与机器人170连接，机器人170与第一机械手182连接、机器人170与第二机械手183连接、机器人170与第三机械手184连接、机器人170与第四机械手185连接，第一机械手182与方向盘235连接，第二机械手183与方向盘235连接,第二机械手183还能够与档位400 连接，第三机械手184与油门踏板402连接，第四机械手185与刹车踏板401连接，

备用驾驶系统：远程控制台169与远程控制中心298连接,远程控制中心298与交换机291连接,交换机291与地面网络264连接，地面网络264与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与通信卫星 289连接，通信卫星289与通信网络接入系统278连接,通信网络接入系统278与远程信息处理单元269 连接,远程信息处理单元269与机器人170连接，机器人170与方向盘235连接、机器人170与档位400 连接、机器人170与刹车踏板401连接、机器人170与油门踏板402连接，

主雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278 连接，通信网络接入系统278与无线载波系统262连接，无线载波系统262与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接，

备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与通信卫星289连接，通信卫星289与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298 连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接。

车辆视觉系统502的雷达110和视频采集设备120由雷达视频信息融合系统130融合，443扫描雷达视频信息融合系统130图像传输给压缩存储单元444、压缩存储单元444把图像传输给第一判断单元445，第一判断单元445把图像传输给压缩数据生成单元446，压缩数据生成单元446把压缩好的图像传输给发送模块447，由发送模块447发送给通信网络接入系统278,通信网络接入系统278通过无线载波系统262 和地面通信网络264传输给交换机交换机291，交换机291传输给远程控制中心298,远程控制中心298传输给第二处理器215，第二处理器215连接接收模块263，第二处理器215把接收到的图像传输给接收模块263，接收模块263把接收到的图像传输给压缩数据扫描单元449,压缩数据扫描单元449传输给压缩逻辑获取单元450,压缩逻辑获取单元450传输给解压缩读取单元451,解压缩读取单元451传输给第二判断单元452,第二判断单元452传输给原始字节数据恢复单元453，原始字节数据恢复单元453把图像传输给视觉显示器255。

本发明的有益效果：建立远程操作员远程驾驶的车辆远程驾驶体系，适应全路况的要求，车内不配置驾驶员，实现真正意义上的无人驾驶，为共享经济的发展提供技术支持。

附图说明

图1是主无线设备和次无线设备通过物联网连接示意图；

图2是本发明多协议通信网络接入系统的CAN总线模块的电路图；

图3是本发明多协议通信网络接入系统的处理器的电路图的第三部分；

图4是本发明多协议通信网络接入系统的通讯接口的电路图；

图5是本发明多协议通信网络接入系统的控制原理图；

图6是本发明多协议通信网络接入系统的处理器的电路图的第一部分；

图7是本发明多协议通信网络接入系统的处理器的电路图的第二部分；

图8是本发明多协议通信网络接入系统的RS232信号通讯芯片的电路图；

图9是本发明多协议通信网络接入系统的RS485信号通讯电路图的第一部分；

图10是本发明多协议通信网络接入系统的RS485信号通讯电路图的第二部分；

图11是本发明多协议通信网络接入系统RS485信号通讯电路图的第三部分；

图12是本发明多协议通信网络接入系统的以太网模块的电路图；

图13为本发明雷达视频复合数据探测与处理系统的模块图；

图14是本发明实施例五提供的数据压缩的系统结构图；

图15是本发明实施例六提供的数据解压缩的系统结构图；

图16为环境坐标系与像素坐标系的坐标关系图；

图17是本发明实施例二提供的数据压缩、解压缩接口信息结构图；

图18是本发明实施例一提供的无线通信网络传输数据压缩的场景图；

图19是本发明实施例一提供的数据压缩的方法流程图；

图20是本发明实施例二提供的数据压缩和存储的方法流程图；

图21是本发明实施例二提供的增加了接口信息的数据压缩的方法流程图；

图22是本发明实施例三提供的数据解压缩的方法流程图；

图23是本发明实施例四提供的数据解压缩和读取的方法流程图；

图24是本发明第二和第三实施例双模驾驶模式的系统连接图。

图25是本发明第二实施例双模驾驶工作切换逻辑图；

图26是本发明第三实施例双模驾驶工作切换逻辑图；

图27是本发明远程控制中心的结构图；

图28是车辆的俯视图；

图29是远程驾驶系统和机器人控制系统的示意图；

图30是远程控制台和操作员的示意图；

图31是机器人系统的立体图；

图32远程控制的机器人在汽车驾驶室内的立体图；

图33是机器人操纵器臂控制汽车方向盘的透视图；

图34和图35是机器人操纵臂开关和机器人操纵臂；

图36是插管和器械的远侧部分和开关的使用；

图37是完全约束的逆雅可比主/从速度控制器的简化框图；

图38是图38中的简化主/从控制的细化；

图39是修改的主/从控制器的简化图；

图40是控制器的修改部分的示意图；

图41是完全约束的主/从机器人控制系统的示例性逆雅可比控制器；

图42、图43和图44是用于运动控制参照系的示意框图；

图45和图46是末端执行器参照系和远程中心参照系的两种系统的框图；

图47是在该机器人系统中的故障反应、故障隔离和故障弱化的方块图；

图48-图52是提供故障反应、故障隔离和故障弱化方法的流程图。

具体实施方式

远程操作员171通过远程控制机器人170驾驶车辆260行驶：远程控制台169与远程控制中心298连接，远程控制中心298与有线和无线局域网295连接，有线和无线局域网295与交换机291连接，交换机 291与地面网络264连接，地面网络264与无线载波系统262连接，无线载波系统262与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接，远程信息处理单元269与车辆总线276 连接，

图26是远程控制中心298的示意图，端组中的各个席位按照该席位相应的权限和工作要求、制定计划发布控制指令，该控制指令数据传输网络交换机，网络交换机将控制指令数据传输至主服务器和二级服务器，经过主服务器和二级服务器的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器上，图形拼接控制器智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏中显示出来。图形拼接控制器智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏中显示出来。PDA控制器发布控制指令，该控制指令数据传输网络交换机，网络交换机将控制指令数据传输至主服务器和二级服务器，经过主服务器和二级服务器的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器上，图形拼接控制器智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏中显示出来。在大屏液晶显示屏能够及时地显示出各种终端以及摄像头等部件的数据信息，便于终端各个席位的人员观看，以便于人们得到车辆260 的信息数据，然后进行合适地协调操作。

在图26中，远程控制中心298有数据终端的数量、语音终端的数量、图形工作站、PDA控制器，大屏显示控制主机的显示控制模块具有16种显示控制模式，通过图形拼接控制器实现大屏液晶显示屏的16种显示模式的选取和切换；大屏液晶显示屏为大屏幕显示器。远程控制中心298包括：大屏液晶显示屏、大屏显示控制主机、网络交换机、图形拼接控制器、图形工作站、图形工作站组控制主机、服务器组和终端组；网络交换机分别与图形工作站、图形拼接控制器、图形工作站组控制主机、服务器、终端一一对应电通信连接；大屏液晶显示屏用于显示图形拼接控制器拼接后的图形、视频、音频资料；图形拼接控制器用于从图形工作站中调取图形或视频或音频并完成组合、拼接工作；图形工作站组控制用于控制图形工作站中图形或视频或音频的存储、移动、显示、删除操作；网络交换机实现与图形工作站、图形拼接控制器、图形工作站组控制主机、服务器、终端之间对应的数据通讯；服务器由主服务器和二级服务器构成，终端由数据终端和语音终端构成，主服务器用于接收和控制数据终端的数据信息，二级服务器用于接收和控制语音终端的语音信息；大屏显示控制主机还电通信连接有无线接收器，无线接收器通过无线通讯方式通信连接有PDA控制器，数据终端发出的数据指令信息通过网络交换机传输给主服务器，通过主服务器进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏和数据终端的液晶显示屏显示出来；语音终端发出的语音指令信息通过网络交换机传输给二级服务器，通过二级服务器进行逻辑运算处理，将语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏和语音终端的液晶显示屏显示出来；PDA控制器发出的数据、语音指令信息通过无线通讯方式传输给无线接收器，无线接收器将数据、语音信息通过大屏显示控制主机传输给图形拼接控制器，通过主服务器、二级服务器的逻辑运算处理，将数据、语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏和PDA控制器的液晶显示屏显示出来；图形工作站组控制主机通过网络交换机将数据信息传输给主服务器，通过主服务器进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏显示出来。

在图1和图29-图32中，远程控制台169的第二处理器215由硬件、软件和固件组成，由一个单元执行或者分给若干子单元，每个子单元能够进而通过硬件、软件和固件的任何组合来实现，第二处理器215 能够交叉连接控制逻辑和控制器，第二处理器215也能够作为子单元分布在整个车辆远程驾驶体系258中，第二处理器215能够执行来自非暂时性机器可读介质的机器可读指令，其激活第二处理器215以执行与指令相对应的动作，第二处理器215执行远程操作员171输入的各种指令，第二处理器215执行远程操作员 171用左输入装置177和右输入装置178输入的指令，以致动第一机械手182和第二机械手183各自的关节，远程控制台169的第二处理器215与视觉显示器255、左输入装置177和右输入装置178、第一脚踏板214和第二脚底板233连接，视觉显示器255由第一显示屏174、第二显示屏175、第三显示屏176和第四显示屏179组成，第九成像装置410采集的驾驶室内部图像，通过压缩被传输到远程控制台169解压缩后显示在视觉显示器255的显示屏上。远程操作员171用双眼查看视觉显示器255上的图像。

在图1、图30和图31中，机器人170在汽车的驾驶室内直接控制汽车的方向盘235、油门踏板402、刹车踏板401、档位400，车门403、空调404和音响405。汽车座椅173包括座椅靠背216、防潜梁217、防潜连杆机构219、第五连杆218、第六连杆230、第七连杆231和立柱256，机器人170被固定到汽车座椅173上，在立柱256上安装第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185，机器人170上的机械手多于1个，第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185能够上下移动，并能够操纵附连的器械300、301、302、303。远程操作员171用左手抓握左输入装置177，左输入装置177能够引起第一机械手182的移动并与方向盘235连接；用右手抓握右输入装置178，右输入装置178 能够引起第二机械手183的移动并与方向盘235连接,右输入装置178还能够引起第二机械手183的移动并与档位400连接，远程操作员171用左脚连接第二脚底板233，远程操作员171用右脚连接第一脚踏板 214，第一脚踏板214能够引起机器人第三机械手184的移动，第三机械手184能够引起油门踏板402移动，第二脚底板233能够引起第四机械手185的移动，第四机械手185的移动能够与刹车踏板401连接。

图1是远程驾驶系统258包括车辆260、无线载波系统262、地面通信网络264、计算机266和呼叫中心265，车辆260为摩托车、卡车、客车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RV)、船只、航空器和超高速管道列车。车辆电子设备263包括远程信息处理单元269、麦克风270、按钮和控制输入271、音频系统 272、可视显示器273、GPS和BDS卫星导航模块274、多个车辆系统模块(VSM虚拟交换矩阵)275，车辆总线276与娱乐总线277连接。控制器区域网络(CAN)、媒体导向系统传输(MOST)、本地互连网络(LIN)、局域网(LAN)和其它连接，以太网或符合ISO、SAE和IEEE标准和规范，远程信息处理单元269安装在车辆 260上，无线载波系统262通过无线联网能够使车辆260与呼叫中心265进行无线语音和数据通信通信。

远程信息处理单元269使用无线电传输建立与无线载波系统262的通信信道，通信信道包括语音信道和数据信道，通信信道能够发送和接收语音和数据传输。通信网络接入系统278包括：处理器、微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元；其中处理器模块适于接收微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元的数据信息。远程信息处理单元269使用根据GSM或CDMA标准的蜂窝通信，包括用于语音通信的标准蜂窝芯片组279、用于数据传输的无线调制解调器、电子处理设备280、多个数字存储设备281和通信网络接入系统278包括：处理器、微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元；其中处理器模块适于接收微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元的数据信息。能够通过存储在远程信息处理单元269中且通过处理器280执行的软件实现调制解调器，或者调制解调器能够是位于远程信息处理单元269内部或外部的分立硬件组件。调制解调器能够使用任何数量的不同标准或协议诸如EVDO、CDMA、GPRS和EDGE来运行。能够使用远程信息处理单元269实施车辆与其它联网的设备之间的无线联网。远程信息处理单元269 能够被配置为根据一个或多个无线协议诸如IEEE 422.11协议、WiMAX或蓝牙中的任一个进行无线通信。当用于TCP/IP的包交换数据通信时，远程信息处理单元能够配置有静态IP地址或者能够设置为自动接收来自网络上的另一设备诸如路由器或者来自网络地址服务器的所分配的IP地址。

智能电话284是与远程信息处理单元269通信的联网设备中的无线设备。智能电话284包括计算机处理能力、能够使用短程无线协议通信的收发机、以及可视智能电话显示器286，智能电话显示器286包括触屏图形用户接口。智能电话284构造成使用传统Wi-Fi协议通信。智能电话284包括使用无线载波系统 262经由蜂窝通信进行通信的能力，包括处理能力、显示器286、在短程无线通信链接上通信的能力。智能电话282可使用WiFi直接协议建立短程无线链接。智能电话282包括不具有蜂窝通信能力的设备。处理器280能够处理电子指令的设备，包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器和专用集成电路(ASIC)，是用于远程信息处理单元269的专用处理器，能够与其它车辆系统共享。处理器280执行各种类型的数字存储指令，诸如存储器281中存储的软件或固件程序，使远程信息处理单元能够提供多种类型的服务，处理器280能够执行程序或处理数据。

远程信息处理单元269提供来自车辆的无线通信服务，这些服务包括：卫星导航模块274提供的服务；结合碰撞传感器接口模块和车身控制模块提供的安全气囊展开通知服务；使用诊断模块的诊断报告；以及信息、音乐、网页、电影、电视节目、视频游戏，在将模块实施为位于远程信息处理单元269外部的VSM 275 的情况下，它们能够使用车辆总线276以与远程信息处理单元269交换数据和命令。

卫星导航模块274根据从卫星285接收的无线电信号，卫星导航模块274能够确定车辆位置，向车辆驾驶员提供导航和其它位置相关服务。导航信息能够在显示器273上呈现和语音提示。位置信息能够提供给呼叫中心265或其它远程计算机系统，诸如计算机266。通过远程信息处理单元269将新的或更新的地图数据从呼叫中心265下载到卫星导航模块274。卫星导航包括GPS卫星导航系统和北斗(BDS)卫星导航系统。使用通信卫星289和上行链路发射站290来实施双向通信，节目内容由发射站290接收、被打包用于上载、然后发送到卫星289，卫星289向用户广播节目，双向通信使用卫星289的卫星电话服务，以在车辆260与站290之间中继电话通信。车辆260包括车辆系统模块(VSM)275，其位于车辆内且从传感器接收输入且使用感测的输入执行诊断、监控、控制、报告。每个VSM 275通过车辆总线276连接到其它VSM 以及连接到远程信息处理单元269，并且能够被编程以运行车辆系统和子系统诊断测试。一个VSM 275能够是发动机控制模块(ECM)，其控制发动机操作的各个方面，包括燃料点火和点火正时，另一VSM 275能够是动力系统控制模块，其调整车辆动力系的组件的操作，另一VSM 275能够是车身控制模块，管理车辆内的电子组件包括车辆的电动门锁和前灯，发动机控制模块配备有车载诊断(OBD)特征件，其提供诸如从包括车辆排放传感器的各种传感器接收到的各种实时数据，并且提供标准化的一系列诊断故障码(DTC)。

车辆电子设备263包括多个车辆用户接口，提供和接收信息的装置，包括麦克风270、按钮271、音频系统272和可视显示器273，麦克风270向远程信息处理单元269提供音频输入，使车辆占用者能够通过无线载波系统262提供语音命令和实施免提呼叫，能够利用人机接口(HMI)技术连接到车载自动语音处理单元。按钮271允许远程信息处理单元269的手动用户输入，以启动无线电话呼叫和提供其它数据、响应或控制输入。分立的按钮能够使用以便向呼叫中心265发起紧急呼叫和常规服务援助呼叫。音频系统272 向车辆占用者提供音频输出，音频系统272连接到车辆总线276和娱乐总线277，能够提供AM、FM、卫星无线电、CD、DVD和其它多媒体功能。可视显示器273是图形显示器。无线载波系统262是蜂窝电话系统，包括蜂窝塔287，移动交换中心(MSC)288以及将无线载波系统262与地面网络264连接所需的任何其它联网组件。蜂窝塔287包括发送和接收天线以及基站，来自不同蜂窝塔的基站直接地连接到MSC 288或者通过基站控制器的中间设备连接到MSC288。蜂窝系统262能够实施通信技术，包括AMPS的模拟技术和CDMA 和GSM/GPRS数字技术。

地面网络264是地面的电信网络，其连接有线电话并且将无线载波系统262连接到呼叫中心265。地面网络264包括公共交换电话网(PSTN)，用于提供硬线电话、包交换数据通信和因特网基础设施。能够通过使用标准有线网络、光纤和其它光学网络、电缆网络、电源线、诸如无线局域网(WLAN)的其它无线网络或者提供宽带无线接入(BWA)的网络或者其任意组合来实施一段或多段地面网络264。呼叫中心265与无线载波系统262直接连接。

计算机266通过远程信息处理单元269和无线载波262是由车辆访问的web服务器。计算机266通过远程信息处理单元269从车辆20上载诊断信息；计算机266提供因特网连接，提供DNS服务和作为网络地址服务器，其使用DHCP或其它适当协议向车辆260分配IP地址。呼叫中心265向车辆电子设备263提供系统后端功能，这些后端功能包括交换机291、服务器283、数据库292、远程控制中心298和自动语音响应系统(VRS)294通过有线和无线局域网295连接在一起。交换机291是专用交换(PBX)交换机，路由进入信号，使得语音传输通常通过常规电话发送到远程控制中心298，使用VoIP发送到自动语音响应系统 294。远程控制中心298的电话也能够使用VoIP，通过交换机291的VoIP和其它数据通信通过在交换机 291与网络295之间连接的调制解调器来实施。数据传输经由调制解调器传到服务器283和数据库292。数据库292能够存储账户信息、用户认证信息、车辆标识。还能够通过无线系统422.11x、GPRS进行数据传输。它通过远程控制中心298连接人工呼叫中心265而使用，呼叫中心265使用VRS 294作为自动指导者，呼叫中心265使用VRS 294与远程控制中心298连接。

车辆总线276与机器人170连接，机器人170与第一机械手182连接、机器人170与第二机械手183 连接、机器人170与第三机械手184连接、机器人170与第四机械手185连接，第一机械手182与方向盘 235连接，第二机械手183与方向盘235连接,第二机械手183还能够与档位400连接，184与油门踏板402 连接，第四机械手185与刹车踏板401连接，机器人170的电源线与车辆260的电源线连接在一起。备用驾驶系统：远程控制台169与远程控制中心298,远程控制中心298与交换机291,交换机291与地面网络264，地面网络264与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与通信卫星289连接，通信卫星289与通信网络接入系统278,通信网络接入系统278与远程信息处理单元269,远程信息处理单元269 与机器人170连接，机器人170与方向盘235连接、机器人170与档位400连接、机器人170与刹车踏板 401连接和机器人170与油门踏板402连接后远程操作员171驾驶车辆260行驶；

主雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，

在图1和图28中，车辆260包括车辆视觉系统502，车辆视觉系统502被配置成捕获车辆周围360°区域内的图像。车辆视觉系统502的第一成像装置500安装在前挡风玻璃后面、车辆格栅、前仪表板和更接近车辆前边缘的位置，用于捕获车辆260向前视场(FOV)506的图像的前视摄像机，车辆视觉系统502 的第二成像装置508安装在车辆的后部用于捕获车辆的向后视场(FOV)510的后视摄像机，车辆视觉系统 502的第三成像装置512安装在车辆的左侧用于捕获车辆的侧面视场(FOV)514的侧视图像摄像机，车辆视觉系统502的第四成像装置504安装在车辆的右侧用于捕获车辆的侧面视场(FOV)519的侧视摄像机。

第一机械手182上安装第五成像装置406、第二机械手183上安装第六成像装置407、第三机械手184 上安装第七成像装置408和第四机械手185上安装第八成像装置409，在立柱256上安装第九成像装置410，第一成像装置到第九成像装置的成像系统都由视频采集设备120和雷达110组成，雷达110由激光雷达或毫米波雷达组成。

雷达110用于探测目标采集目标的目标数据和环境坐标，雷达110采用一发双收的FMCW体制，2D-FFT 数据处理技术，探测的目标数据包含目标的径向距离、径向速度及角度信息。通过数据特征变换，根据几何关系将径向距离与角度信息转换为目标的横向距离及纵向距离信息，横向距离及纵向距离信息组成目标相对视频采集设备的环境坐标。对于运动目标的检测，雷达每次探测到的目标数据都会不同，为了获得更加准确的目标信息，尽可能的剔除虚假目标，需要采用数据关联及目标跟踪技术，将雷达多次探测到的目标信息进行数据关联并进行自适应滤波预测。当雷达获得准确的目标信息，对探测到的目标建立稳定跟踪时输出视频触发信号，触发摄像机进行图像获取及目标提取，并将雷达探测到的目标转换为相对相机的环境坐标数据传输给雷达视频信息融合系统130进行信息融合。

视频采集设备120用于在雷达对目标实现跟踪后，采集目标的图像信息和像素坐标。视频采集设备120 由摄像机组成，采集图形信息后通过对图像的处理获得目标特征数据，将目标的像素坐标数据等传输给雷达视频信息融合系统130。雷达视频信息融合系统130的输入端通信连接的雷达与视频采集设备，用于对目标的目标数据与图像信息进行信息融合，具体包含将获得的雷达110采集的目标数据进行坐标转换，从环境坐标转换为图像对应的像素坐标，雷达110探测目标位置与视频采集设备120采集的图像信息或视频数据进行时间配准、第一数据关联及决策判决，并将目标融合结果在显示屏上进行显示。

在图13和图16中，雷达视频复合数据探测与处理系统的探测与处理方法包含以下步骤：

S1、雷达探测目标采集目标的目标数据和环境坐标。

S1.1、雷达探测目标，对回波数据进行处理获得目标数据，目标数据包含目标的径向距离、径向速度及角度信息。

S1.2、雷达通过数据特征变换，根据几何关系将径向距离与角度信息转换为目标的横向距离及纵向距离，该目标的横向距离及纵向距离组成目标相对视频采集设备的环境坐标。

S1.3、雷达获取目标的目标数据后，对雷达信息进行第二数据关联，雷达对当前时刻获取的目标数据进行第二数据关联的方法包含：航迹分叉法、最近邻方法、联合概率数据关联算法(JPDA)。雷达判断雷达探测的目标数，若雷达探测的目标数小于预设的数目阈值，目标数少或稀疏，则采用航迹分叉法或最近邻方法进行数据关联，计算简单实时性好。若雷达探测的目标数大于预设的数目阈值，目标数多且密集，则采用联合概率数据关联算法(JPDA)进行数据关联，该算法在杂波环境下有很好的跟踪性能。假设杂波环境下有多个目标存在，并且每个目标的航迹已经形成，如果回波有多个，则认为在跟踪门所有的回波都可能源于目标，只是每个回波源于目标的概率有所不同。

S1.4、雷达对当前时刻获取的目标数据进行自适应滤波预测，自适应滤波预测可采用卡尔曼(kalman) 滤波跟踪进行目标跟踪预测，将目标。

S2、雷达实现目标跟踪后，视频采集设备采集目标的图像信息和像素坐标。

S2.1、视频采集设备采集目标的图像信息。

S2.2、视频采集设备对图像信息进行图像处理，获得目标特征数据，将目标特征数和像素坐标数据等传输给雷达视频信息融合系统。

S3雷达视频信息融合系统将目标的目标数据与图像信息进行信息融合；信息融合包含：坐标变换、时间配准、数据决策和第一数据关联。

S3.1、雷达视频信息融合系统将雷达获取的目标数据由环境坐标向视频信息对应的像素坐标进行坐标转换，具体包含；环境坐标系Ow-XwYwZw，其原点以视频采集设备垂直于地面的交点为原点Ow(也可设置在任意位置，一般是参照实际情况进行设置)，Yw轴指向视频采集设备采集视频的水平正前方，Zw轴指向垂直于水平面向上，Xw轴位于水平面且垂直于Yw轴。像素坐标系Oo-UV，U轴和Y轴组成成像平面，成像平面垂直于环境坐标系Yw轴，以成像平面左上角为坐标原点Oo，像素坐标系的单位是像素。设视频采集设备离地高度H米时，环境坐标与像素坐标的关系如式(1)：

式(1)中，u为目标在像素坐标系的U轴坐标，v为目标在像素坐标系的V轴坐标，ax、az为视频采集设备Xw轴和Zw轴方向的等效焦距，u0，v0为图像信息的像素中心的坐标，xw，yw，zw分别为相机照射物理范围内的点的环境坐标值。

S3.2、雷达视频信息融合系统对雷达的目标数据和视频采集设备的图像信息进行时间配准。雷达与视频相机数据刷新频率不同，需要将雷达探测目标信息与视频目标提取信息进行时间上的融合，确保配对数据的同步性，发挥好雷达与视频优势互补的作用。一般雷达的数据刷新频率要比摄像机快，可采用基于最小二乘准则的时间配准算法，具体包含：不同种类的传感器C和R，传感器C的采样周期为τ，传感器R 的釆样周期为T，采样周期的比例系数为整数n。如果距离传感器C的最近一次目标状态估计时刻记为 (k-1)τ，则当前时刻表示为kτ＝[(k-1)τ+nT]，意味着在传感器C的一个周期之内，传感器R对目标状态估计的次数为n。最小二乘法时间配准的思路是将传感器R釆集到的n次测量值融合为一虚拟测量测，并作为当前时刻传感器R的测量值。利用该测量值与传感器C的测量值进行融合，消除时间偏差引起的目标状态测量值不同步的目的，消除时间不匹配对多传感器信息融合精确度造成的影响。

设视频采集设备的采集周期为τ，雷达的采集周期为T，采集周期的比例系数为整数n；若视频采集设备最近一次目标状态估计时刻记为(k-1)τ，则当前时刻表示为kτ＝[(k-1)τ+nT]，n为视频采集设备的一个周期之内雷达对目标探测的次数；

将雷达釆集到的n次测量值融合为一虚拟测量测，并作为当前时刻雷达的测量值。假设 S_n＝[S1,S2,...,Sn]^T为(k-1)τ到kτ时刻雷达探测到的某一目标位置数据的集合，sn与kτ时刻视频采集数据对应，若用表示S1,S2,...,Sn融合以后的量测值及其导数构成的列向量，则雷达探测数据的虚拟量测值si表示成：

其中vi表示量测噪声，将上式改写成向量形式为：S_n＝W_nU+V_n

其中，V_n＝[v1,v2,...,vn]^T其均值为零，协方差阵为：

而

为融合以前的位置量测噪声方差，

根据最小二乘准则有目标函数：

使得J为最小，J两边对

求导数并令其等于零得：

将S_n的表达式及式W_n代入以上两式，可得融合以后的量测值及量测噪声方差分别为：

其中c1＝-2/n,c2＝6/[n(n+1)]

当前时刻雷达的测量值与视频采集设备的测量值采用最近邻数据关联方法进行融合。

S3.3、雷达视频信息融合系统对雷达的目标数据和视频采集设备的图像信息进行数据决策，具体包含：雷达视频信息融合系统判断当前时刻视频采集设备采集的图像信息的图像质量是否大于预设的阈值，若是则采用图像信息提取的目标数目信息，若否则采用雷达采集的目标数据提取的目标数目信息。

S3.4、雷达视频信息融合系统对雷达的目标数据和视频采集设备的图像信息进行第一数据关联，这里第一数据关联采用最近邻数据关联方法，具体包含：首先，设置跟踪门以限制潜在的决策数目，跟踪门是跟踪空间中的一块子空间，以视频处理或雷达探测目标位置为中心来设置跟踪门，其大小应保证具有一定的正确匹配的概率。因此，残差较大的将首先被剔除。若跟踪门内雷达探测目标数大于1，则残差最小者被看作目标。

S3.5、雷达视频信息融合系统显示通过显示屏显示目标融合结果信息；处理器280与通信网络接入系统278连接，

图5的通信网络接入系统278包括：处理器、微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元；其中处理器模块适于接收微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元的数据信息。微波通信单元包括：定向天线、射频单元；其中定向天线适于将接收到射频信号发送至射频单元，射频单元适于将射频信号进行调制后，发送给处理器模块进行解调成数据信息；或将数据信息通过处理器模块进行调制后，经过射频单元、定向天线进行发送。卫星通信单元包括：收发器以及Ka频段调制解调器；其中收发器与一特高频UHF天线连接UHF频段信号，处理器用于将接收到的UHF频段信号转换为Ka频段信号，Ka频段调制解调器相连的Ka天线用于向卫星发送转换后的Ka频段信号；或Ka频段调制解调器通过相连的Ka天线接收卫星发送的Ka频段信号，处理器用于将接收到的Ka频段信号转换为UHF频段信号，收发器适于通过特高频UHF天线发送转换后的UHF频段信号。移动通信单元为4G和5G通信模块；处理器适于接收或发送4G和5G信号。有线通讯单元包括：串口通讯电路、CAN总线模块、以太网模块；其中处理器适于接收串口通讯电路和CAN总线模块和以太网模块发送的数据信息，再将上述数据信息转换为Ka频段信号和UHF频段信号；或从Ka频段信号和UHF频段信号中提取出数据信息，通过串口通讯电路、CAN总线模块、以太网模块向外发送。多协议通信网络接入系统将无线通讯方式和有线通讯方式进行结合，即将相应协议的通讯信号发送给处理器，由处理器进行相应协议转换后，经相应通讯方式进行发送，实现了多协议之间的转换。

在图3、图6、图7、图11和图12中，处理器采用STM32系列单片机，STM32F10XC型处理器的21、 22、25、26、27、28号引脚分别与以太网模块的36、37、32、33、34、35号引脚相连以进行通信。能够从STM32F10XC型处理器的18、19、20、39、40、41、42、43、45、46号引脚中选择任意引脚用于连接射频单元、收发器和Ka频段调制解调器以及4G和5G通信模块。

在图2中，CAN总线模块采用SN65HVD230型芯片，CAN总线模块1、4号引脚与处理器46、45号引脚电性相连，通过CAN总线模块实现多块处理器进行级联，实现对处理器的拓展，以满足控制多个处理器之间进行通信的需求。

在图4、图8、图9、图10和图12中，串口通讯电路包括：通讯接口、与处理器电性相连的RS485信号通讯电路、RS232信号通讯芯片；其中通讯接口设置有RS485信号通讯电路的输入端和RS232信号通讯芯片的输入端，RS485信号通讯电路的输入端和RS232信号通讯芯片的输入端将数据信息发送至处理器；处理器适于将RS232信号转换为RS485信号。通讯接口的9、10号引脚与处理器30、31号引脚电性相连。通讯接口的3、4号引脚接入RS485信号通讯电路的6、7号引脚，通讯接口的5、6号引脚接入RS232信号通讯芯片的7、8号引脚。RS485信号通讯电路的1、2、4号引脚分别与处理器14、15、16号引脚相连， RS232信号通讯芯片的10、9号引脚分别与处理器12、13号引脚相连。处理器模块内设置有信息分类数据库；处理器模块适于提取数据信息中的关键内容，并在信息分类数据库中进行比对，且根据比对结果进行分类后，按照分类对应的传输方式进行传输，在分类传输时，会将相应待传输的通讯协议加载在数据信息中，以满足相应通讯要求，进而实现多协议之间自动配置。串口通讯电路还包括：与通讯接口电性相连的通信指示电路；通信指示电路设置有第一指示灯、第二指示灯，当与通讯接口相连的RS485信号通讯电路正常工作时，第一指示灯指示为绿灯亮，以及当与通讯接口相连的RS232信号通讯芯片正常工作时，第二指示灯指示为绿灯亮。多协议通信网络接入系统还包括：DC-DC降压电路；DC-DC降压电路适于对设备供电、稳压。

通信网络接入系统278与无线载波系统262连接，无线载波系统262与地面网络264连接，地面网络 264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接。备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与通信卫星289连接，289与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接。

在图14和图15中，车辆视觉系统502的雷达110和视频采集设备120由雷达视频信息融合系统130 融合，443扫描雷达视频信息融合系统130的图像传输给压缩存储单元444、压缩存储单元444把图像传输给第一判断单元445，第一判断单元445把图像传输给压缩数据生成单元446，压缩数据生成单元446 把压缩好的图像传输给发送模块447，由发送模块447发送给通信网络接入系统278,通信网络接入系统278 通过无线载波系统262和地面通信网络264传输给交换机交换机291，交换机291传输给远程控制中心298, 远程控制中心298传输给第二处理器215，第二处理器215连接接收模块263，第二处理器215把接收到的图像传输给接收模块263，接收模块263把接收到的图像传输给压缩数据扫描单元449,压缩数据扫描单元449传输给压缩逻辑获取单元450,压缩逻辑获取单元450传输给解压缩读取单元451,解压缩读取单元 451传输给第二判断单元452,第二判断单元452传输给原始字节数据恢复单元453，原始字节数据恢复单元453把图像传输给视觉显示器255。

图17-图23是数据压缩、解压缩的方法和系统，图17是数据压缩、解压缩接口信息结构图，接口信息可包括压缩类型和原始字节数据的大小，压缩类型的定义可用0表示无压缩，用1表示已压缩。进一步对原始字节数据中存在连续递增的字节数据，以及原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据进行数据压缩，进一步降低了数据的冗余度，提高了数据传输效率；通过对压缩数据添加接口信息，可保证接收模块正确地完成解压缩处理过程。

在图18中，传输数据经数据压缩后通过无线信道在无线节点411和无线节点414之间进行传输，其中，无线节点411包括发送模块412；无线节点414包括接收模块413；数据压缩功能部署在发送模块413 上，数据解压缩功能部署在接收模块413上。数据压缩的方法包括以下步骤：415、扫描原始字节数据。扫描从原始字节数据的第一个字节开始，依次扫描，根据扫描结果，确定出原始字节数据所存在的冗余成分，再针对冗余数据的特点进行下一步的压缩处理步骤。416对原始字节数据进行压缩和存储。若原始字节数据中存在连续相同的字节数据，则与连续相同的字节数据的个数进行第一逻辑运算，得到第一逻辑运算值，将第一逻辑运算值存储为一个字节数据、连续相同的字节数据的任一个字节数据存储为另一个字节数据。例如，当原始字节数据中存在连续相同的字节数据有3个，且分别是0x05，0x05，0x05时，则第一逻辑运算是，使用0x80与连续相同的字节数据的个数0x03进行逻辑“或”运算得到第一逻辑运算值0x83，然后所得到的第一逻辑运算值0x83存储为一个字节数据，将连续相同的字节数据0x05存储为另一个字节数据。417判断原始字节数据是否扫描完成。若扫描完成，则转向步骤418；若未扫描完成，则返回步骤 415继续扫描。418根据存储的字节数据，生成压缩数据。步骤416中针对原始字节数据中存在连续相同的字节数据进行压缩处理，使得原来占用3个字节数据的字节数据经数据压缩处理后，只占用2个字节数据。0x83，0x05即为压缩数据。由上述技术方案可知，通过步骤a：扫描原始字节数据b：若原始字节数据中存在连续相同的字节数据，则与连续相同的字节数据的个数进行第一逻辑运算，得到第一逻辑运算值，将第一逻辑运算值存储为一个字节数据、连续相同的字节数据的任一个字节数据存储为另一个字节数据c：判断原始字节数据是否扫描完成，若是，转向步骤d，若否，返回步骤a；d：根据存储的字节数据，生成压缩数据。

在图19中，首先根据步骤419确定原始字节数据中的数据特点；若由步骤420，即当确定原始字节数据中存在连续递增的字节数据；则可执行步骤421，即与连续递增的字节数据的个数进行第二逻辑运算，得到第二逻辑运算值；接着执行步骤422，即将第二逻辑运算值存储为一个字节数据、连续递增的字节数据的第一个字节数据存储为另一个字节数据。其中，第二逻辑运算，是使用0xC0与连续递增的字节数据的个数进行“或”运算。若由步骤423，即当确定原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据；则可执行步骤424，即与不连续相同且不连续递增的字节数据的个数进行第三逻辑运算，得到第三逻辑运算值；接着执行步骤425，即将第三逻辑运算值存储为一个字节数据、不连续相同且不连续递增的字节数据的每一个字节数据依次各存储为另一个字节数据。其中，第三逻辑运算，是使用0x00与不连续相同且不连续递增的字节数据的个数进行“或”运算。最后根据步骤426获得存储的字节数据，根据存储的字节数据，生成压缩数据。

在图20中，在步骤418之后还可增加以下步骤：419对压缩数据添加接口信息，生成压缩数据包。

图23是数据解压缩的方法，当无线节点414的接收模块413接收到对方无线节点发送过来的压缩数据后，可使用数据解压缩的方法进行解压缩处理，然后把解压缩后的数据交由本无线节点做后续处理。数据解压缩的方法可包括以下步骤：427扫描压缩数据，压缩数据是原始字节数据通过实施例一中的数据压缩方法进行压缩后得到的数据。428对压缩数据的第n个字节数据进行压缩逻辑判断运算，获取压缩逻辑判断值和压缩逻辑，其中，n为大于等于1的自然数。429、根据压缩逻辑判断值和压缩逻辑，对压缩数据进行解压缩和读取。若压缩逻辑判断值等于第一预设值，则判断压缩逻辑对应原始字节数据中存在连续相同的字节数据；对第n个字节数据进行第一逻辑个数运算，得到数据个数i，其中，i为大于等于2的自然数，重复读取i个压缩数据的第n+1个字节数据。430判断压缩数据是否扫描完成。若扫描完成，转向步骤431；若未扫描完成，则返回步骤427继续扫描。431根据读取的字节数据，恢复原始字节数据。如步骤429，原始字节数据是读取的字节数据0x05，0x05，0x05。

在图22中，在步骤427的基础上，即在根据压缩逻辑判断值和压缩逻辑，对压缩数据进行解压缩和读取的基础上，进一步提供了压缩逻辑判断值等于第二预设值，即压缩逻辑对应原始字节数据中存在连续递增的字节数据；以及压缩逻辑判断值不等于第一预设值且不等于第二预设值，即压缩逻辑对应原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据的情况下，对压缩数据进行解压缩和读取。

在图23中，首先根据步骤432，确定压缩逻辑判断值，若由步骤433，确定压缩逻辑判断值等于第二预设值，则由步骤434，可确定压缩逻辑对应原始字节数据中存在连续递增的字节数据，进一步执行步骤 435，对压缩数据的第n个字节数据进行第二逻辑个数运算，得到数据个数j，其中，j为大于等于2的自然数；最后根据步骤436，从压缩数据的第n+1个字节数据开始，依次读取j个字节数据。其中，第二预设值是0xC0；第二逻辑个数运算，是使用0x38与第n个字节数据进行“或”运算。

若由步骤437，确定压缩逻辑判断值不等于第一预设值且不等于第二预设值，则由步骤438，可确定压缩逻辑对应原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据，进一步执行步骤439，对压缩数据的第n个字节数据进行第三逻辑个数运算，得到数据个数k，其中，k为大于等于2的自然数；最后，根据步骤440，即从压缩数据的第n+1个字节数据开始，依次读取k个字节数据。其中，第三逻辑个数运算，是使用0x00与第n个字节数据进行“或”运算。最后根据步骤441、获取读取的字节数据，恢复原字节数据。

图15是数据压缩的系统442包括：雷达110，视频采集设备120，雷达视频信息融合系统130，雷达 110由激光雷达和毫米波雷达组成，原始字节数据扫描单元443，压缩存储单元444，第一判断单元445和压缩数据生成单元446，发送模块447，原始字节数据扫描单元443，用于扫描原始字节数据；压缩存储单元444，用于对原始字节数据进行压缩和存储；第一判断单元445，用于判断原始字节数据是否扫描完成；压缩数据生成单元446，用于根据存储的字节数据，生成压缩数据，压缩好的数据传输给发送模块447。

图16是数据解压缩的系统448包括接收模块263，压缩数据扫描单元449，压缩逻辑判断值和压缩逻辑获取单元450，解压缩读取单元451，第二判断单元452和原始字节数据恢复单元453。其中压缩数据扫描单元449，用于扫描压缩数据；压缩逻辑判断值和压缩逻辑获取单元450，用于对压缩数据的第n个字节数据进行压缩逻辑判断运算，获取压缩逻辑判断值和压缩逻辑，其中n为大于等于1的自然数；解压缩读取单元451，用于根据压缩逻辑判断值和压缩逻辑，对压缩数据进行解压缩和读取；第二判断单元452，用于判断压缩数据是否扫描完成；原始字节数据恢复单元453，用于根据读取的字节数据，恢复原始字节数据。显示器255显示原始字节数据恢复单元453恢复的原始字节数据

通过以上连接建立的各个子系统，远程操作员171用以下的系统远程驾驶车辆260行走：

图33—图46是远程驾驶系统，在图28中，第一连杆139的远端在提供水平枢转轴线138的关节处被连接到第二连杆137的近端。第三连杆124的近端在滚动关节处被连接到第二连杆137的远端，使得第三连杆通常围绕沿着第二连杆和第三连杆两者的轴线延伸的轴线在关节123处旋转或滚动，在枢轴关节125 之后向远侧进行，第四连杆136的远端通过一对枢轴关节135、134连接到器械保持器136，枢轴关节135、 134一起限定器械保持器121，机器人170操纵器臂组件133的平移或棱柱型关节132便于器械126轴向移动，能够将器械保持器131附接到插管，穿过该插管器械126可滑动地被插入，在器械保持器131的远侧，第二器械126包括额外的自由度，第二器械126的自由度的致动由机器人操纵器臂组件133的马达驱动，第二器械126和机器人操纵器臂组件133之间的接口可沿着操纵器臂组件133的运动链更近侧或更远侧地设置，第二器械126包括枢轴点PP的近侧的旋转关节130，其设置在需要的部位处，第二器械126的远侧允许末端执行器128围绕器械腕关节轴线129、127进行枢转运动。能够独立于末端执行器128的位置和取向来控制末端执行器钳口231之间的角度θ。

在图30中，左手持输入装置177和右主输入装置178通过无线通信与控制台169连接和分离，左手持输入装置177与第二处理器215连接，右手持输入装置178与第二处理器215连接，远程操作员171在远程控制台169激活第二处理器215后开始执行远程驾驶工作，远程操作员171的左手控制左手持输入装置177，左手持输入装置177通过第二处理器215控制手臂端197的移动，远程操作员171的右手控制右手持输入装置178，右手持输入装置178通过第二处理器215控制手臂端197的移动，手臂端197使用末端执行器193中的第一接触端194和第二接触端196与方向盘235接触并握紧，通过左手持输入装置177 和右手持输入装置178向相反的方向运动能够使方向盘235转动，远程操作员171使用远程控制台169的第二处理器215软件控制机器人170的第一机械手182和第二机械手183，远程操作员171通过测量、模型估计、测量和建模来确定施加在机器人170第一机械手182和第二机械手183上用在方向盘235上的力，第一机械手182和第二机械手183通过远程控制台169向远程操作员171提供触觉反馈，这种触觉反馈能够为远程操作员171模拟手动操纵手臂端197控制方向盘235，能够为远程操作员171模拟由机器人170 第一机械手182经历的对应于方向盘235的反作用力。

在图33中，末端执行器193中的第一接触端194和第二接触端196，它们相对于彼此枢转，以便限定一对末端执行器钳口231，对于具有末端执行器钳口231的器械，通过挤压输入装置177、178的抓手构件来致动钳口231，机器人170操纵第一机械手182和第二机械手183将使传动组件195在方向盘235上部移动，使得轴187延伸和收回，提供末端执行器193的期望移动。机器人170操纵第一机械手182和第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185在远程驾驶过程中能够在方向盘235、档位400处、刹车 401踏板和油门踏板402处移动。

在图33和图36中，第一机械手182和第二机械手183握紧方向盘235执行汽车方向的变化，第一机械手182上连接有器械保持器180，器械保持器180与器械186和手臂端197连接，器械保持器180与第一机械手182依靠机动化的关节连接，器械保持器180包括器械保持器框架188、夹具189和器械保持器托架190。夹具189被固定到器械保持器框架188的远端，夹具189能够与手臂端197连接和分离，器械保持器托架190与器械保持器框架188连接，器械保持器托架190沿器械保持器框架188的线性平移是由第二处理器215控制的机动化的平移移动。器械186包括传动组件195、细长轴187和末端执行器193，传动组件195与器械保持器托架190连接。轴187从传动组件195向远侧延伸。末端执行器193设置在轴 187的远端处。轴187限定纵向轴线192，纵向轴线192与手臂端197的纵向轴线重合并且与由手臂端197 限定的纵向轴线重合。当器械保持器托架190沿着器械保持器框架188平移时，器械186的细长轴187沿着纵向轴线192移动。末端执行器193能够从工作空间延长和缩回。

在图34、图35、图36和图1中，远程操作员171通过第二处理器215发送指示，三态开关202接收到激活信号，远程操作员171使用第二处理器215和车辆远程驾驶体系258连接机器人170操纵第一机械手182手臂端197做握紧和远离方向盘235的移动，远程操作员171使用第二处理器215和车辆远程驾驶体系258连接机器人170操纵第二机械手183手臂端197做握紧和远离方向盘235的移动。末端执行器193 中的第一接触端194和第二接触端196向方向盘235上施加力，使方向盘235转动，释放三态开关202将手臂端197停止移动，需要手臂端197与方向盘235连接时，远程操作员171发送激活第二方向信号，第一方向与第二方向相反，三态开关202接收到激活第二方向信号，手臂端197向方向盘235移动。

在图37中，151是将主输入装置152连接到从操纵器154的主/从控制器153的简化控制器示意图。使用矢量数学符号来描述控制器输入、输出和计算，其中矢量X将参考笛卡尔坐标中的方位矢量，并且其中矢量q将参考相关联的联动装置的关节铰接配置矢量，有时称为关节空间中的联动装置方位。当存在歧义时，能够将下标附加到这些矢量以识别特定结构，使得

是主输入装置在相关联的主工作空间或坐标系中的方位，而x_s表示该工作空间中的从动件的方位。与方位矢量相关联的速度矢量由矢量上方的点或矢量和下标之间的单词“dot”表示，例如主速度矢量的xdot_m其中速度矢量在数学上被定义为方位矢量随时间变化的变化，控制器153包含逆雅可比速度控制器，在

是主输入装置的方位并是主输入装置的速度的情况下，控制器153计算用于传输到从操纵器154的动力命令，以实现从主速度对应于输入装置的从末端执行器运动。控制器153能够计算从从方位x_s和从速度施加到主输入装置和从那里到远程操作员 171的手的力反射信号。

在图38和图40中，第一模块159包含逆雅可比速度控制器，其具有来自使用根据虚拟从路径163修改的逆雅可比矩阵进行的计算的输出。首先描述虚拟从路径，与虚拟从动件相关联的矢量通常用v下标表示，使得关节空间qdot_v中的虚拟从速度被积分以提供q_v，使用逆运动模块162处理q_v以生成虚拟从关节方位信号x_v。虚拟从方位和主输入命令x_m被组合并使用正向运动161进行处理。虚拟从动件的使用有助于在接近系统的硬限制时、在超越系统的软限制时等等进行平滑控制和力反射，由第一控制模块159 和第二控制模块160指示的以及控制示意图165的其他部件和其他控制器的结构，该结构包含数据处理硬件、软件和固件，这样的结构包括可重新编程的软件和数据，其体现在机器可读代码中并存储在有形介质中，以供远程控制台169的第二处理器215使用机器可读代码以各种不同的配置存储，包括随机存取存储器、非易失性存储器、一次写入存储器、磁记录介质和光学记录介质。体现代码和与其相关联的数据的信号通过各种通信链路传输，该通信链路包括因特网、内联网、以太网、无线通信网络和链路、电信号和导体和光纤和网络。第二处理器215包含远程控制台169的一个和多个数据处理器，包括操纵器、器械、单独和远程处理结构和位置中的一个和多个的局部数据处理电路，模块包含单个公共处理器板、多个单独的板，模块中的一个和多个分散在多个板上，其中一些板还运行另一个模块的一些和全部计算。模块的软件代码被编写为单个集成软件代码，每个模块分成单独的子程序，或者一个模块的部分代码与另一个模块的一些或全部代码组合。数据和处理结构包括各种集中式或分布式数据处理和编程体系结构中的任何一种。

在图40中，控制器的输出，该控制器将经常试图求解一个特定的操纵器关节配置矢量q，以用于为这些高度可配置的从操纵器机构生成命令。操纵器联动装置通常具有足够的自由度，以便占据给定末端执行器状态的一系列关节状态。其中一个关节的致动直接被沿着运动链的不同关节的类似致动替换的结构。这些结构有时被称为具有过剩、额外或冗余的自由度，同时这些术语通常涵盖运动链，其中中间连杆能够移动而不改变末端执行器的方位。使用图40的速度控制器引导高度可配置的操纵器的移动时，第一模块的主要关节控制器经常试图确定或求解虚拟关节速度矢量qdot_v，其能够被用于以使得末端执行器将准确地遵循主命令x_m的方式驱动从操纵器164的关节。对于具有冗余自由度的从机构，逆雅可比矩阵通常不完全定义关节矢量解。在能够占据给定末端执行器状态的一系列关节状态的系统中，从笛卡尔命令xdot到关节运动qdot的映射是一对多的映射，因为机构是冗余的，所以存在数学上无数个解，其由逆生存的子空间表示。控制器使用列比行更多的雅可比矩阵来体现这种关系，将多个关节速度映射到相对较少的笛卡尔速度。通过由软件约束的远程运动中心298的概念被确定。通过具有计算软件枢轴点的能力，能够选择性地实现以系统的顺应性或刚度为特征的不同模式。在计算估计的枢轴点之后，实现在一定范围的枢轴点/中心上的不同系统模式。在固定枢轴实施方式中，能够将估计的枢轴点与期望的枢轴点进行比较以生成误差输出，该误差输出能够被用于将器械的枢轴驱动到期望的位置。相反地，在被动枢轴实施方式中，虽然期望的枢轴位置可能不是最重要的目标，但是估计的枢轴点能够被用于误差检测并因此用于安全性，因为估计的枢轴点位置的变化指示与方向盘分离或者传感器出现故障，从而使系统有机会采取纠正措施。

在图39中，处理器157包括第一控制器模块157和第二控制器模块160，第一模块157能够包含主要关节控制器，逆雅可比主-从控制器。第一模块157的主要关节控制器能够被配置用于响应于来自主输入装置156的输入产生期望的操纵器组件运动。操纵器联动装置具有一系列用于在空间中的给定末端执行器方位的替代配置。用于使末端执行器呈现给定方位的命令能够引起各种不同的关节运动和配置，第二模块 160能够被配置为帮助将操纵器组件驱动到期望的配置，在主-从运动期间将操纵器朝向优选配置驱动，第二模块160将包含配置相关过滤器。第一模块157的主要关节控制器和第二模块160的配置相关过滤器都能够包含由处理器157使用来将关节的线性组合的控制权限传送到一个和多个目标或任务的实现的过滤器。假设X是关节运动的空间，则F(X)能够是对关节进行控制的过滤器，以i)提供期望的末端执行器运动，以及ii)在孔部位处提供器械轴的枢转运动。第一模块157的主要关节控制器可包含过滤器F(X)。从概念上讲，(1-F-1F)(X)能够描述配置相关的子空间过滤器，其给予与实现主要关节控制器的目标正交的关节速度的线性组合的控制致动权限。这种配置相关过滤器能够由控制器157的第二模块160使用以实现第二目标。两个过滤器能够进一步细分为对应于实现更具体任务的更多过滤器。过滤器F(X)能够分成F1(X) 和F2(X)，分别用于控制末端执行器和控制枢转轴运动，其中任何一个都能够被选择作为处理器的最高优先级任务。

机器人处理器和控制技术将经常利用经配置用于第一控制器任务的主要关节控制器，以及配置相关过滤器，该配置相关过滤器利用由主要关节控制器生成的欠约束解以用于第二任务。参考第一模块描述主要关节控制器，而将参考第二模块描述配置相关过滤器，还能够包括附加功能和各种优先级的附加模块。第一模块和第二模块功能的硬件和编程代码，是完全集成、部分集成能够完全分离的。控制器157能够同时使用两个模块的功能，能够具有多种不同模式，其中一个或两个模块分开使用或以不同的方式使用。在主 -从操纵期间，第一模块157能够在很少或没有来自第二模块160的影响的情况下使用，并且当末端执行器未被机器人驱动时，第二模块160在系统装配期间具有更大的作用，两个模块均能够在启用机器人运动的大部分或全部时间是活动的，通过将第一模块的增益设置为零，通过将x_s设置为x_s,actual和通过降低逆雅可比控制器中的矩阵秩使其不能控制太多并使配置相关过滤器具有更多控制权限，能够减少或消除第一模块对操纵器组件的状态的影响，从而将处理器157的模式变为抓持模式。

在图39中，第一模块157能够包含具有雅可比相关矩阵的某种形式的雅可比控制器。在端口抓持模式下，第二模块160能够从从操纵器158接收信号，该信号指示至少部分地由从操纵器联动装置的手动铰接产生的从动件的方位或速度。响应于该输入，第二模块160能够产生适于驱动从动件的关节的动力命令，以便允许从联动装置的手动铰接，同时配置处于期望的关节配置的从动件。在主-从末端执行器操纵期间，控制器能够使用第二模块160来帮助基于不同的信号bqdot_o导出动力命令。这种到控制器157的第二模块 160的替代输入信号可用于驱动操纵器联动装置，以便沿着操纵器结构维持或移动微创孔枢轴位置，从而避免多个操纵器之间的碰撞，从而增加操纵器结构的运动范围和避免奇点，以便产生操纵器的期望姿势等。

在图41中，使用来自MTM控制器的输入主动控制远程运动中心(RC)、手臂端197(C)和器械末端执行器(E)参照系的框图231。

在图42中，使用来自主操纵器控制器的输入主动控制器械末端执行器(E)系，同时使用次要输入装置控制远程中心(RC)和手臂端197(C)系的框图232。次要输入装置使用任意参照，而不一定是目系(EYE系)。参照系变换EYETREF能够被直接测量或由间接测量值计算。信号调节单元将这些输入组合在适当的公共系中，以供从操纵器控制器使用。

在图42、图43和图44中，有三个待由系统的控制器控制的参照系，参照系之一(C)是手臂端197的参照系，假设EYETE由主工具操纵器(MTM)控制器命令。远程中心参照系和手臂端197参照系的姿势规范来自以下来源中的一个或组合：(i)MTM控制器指定这些系/参照系在EYE系中，即^EYET_RC和^EYE T_C，(ii) 次要装置命令这些系姿势在方便的参照系中，即^REFT_RC和^REFT_C(其中能够确定^EYET_REF)，以及(iii)从侧控制器指定这些姿势在从臂的基系(baseframe)中，即^WT_RC和^WT_C。

在图45和图46是系统212和213的示意框图，系统212和213用于使用计算机辅助的车辆远程驾驶体系258的第二处理器215来控制器械末端执行器193参照系和远程控制中心298参照系之间的关系。假设手臂端197参照系和远程控制中心298参照系重合。手臂端197参照系和远程控制中心298在物理上被约束为相对于器械末端执行器193仅沿着手臂端197和器械的纵向轴线移动。采用两种不同的策略，以控制器械末端执行器193的参照系(E系)和远程控制中心298的参照系(RC系)之间的关系。用于主动控制两个参照系无论E系是固定的还是移动的之间的相对距离(d)的一种策略使用来自力/扭矩传感器或三态开关的输入。使用框图来实现用于该模式的控制子系统，该控制子系统能够被描述为‘相对姿势控制器’。

在图45中，使用三态开关相对控制距尖端的距离的一般框图。对从操纵器的增量笛卡尔命令“slv_cart_delta”表示如下：slv_cart_delta＝S*slv_cart_vel*Ts(其中Ts是控制器的采样时间)。S 取值[1，-1，0]，这取决于它命令控制方向盘235、档位400、刹车踏板401和油门踏板402的运动。

图46是力/扭矩或压力传感器相对控制手臂端197距尖端的距离的一般框图,对从操纵器的增量笛卡尔命令“slv_cart_delta”能够表示如下：slv_cart_delta＝f(F，p)“f”是使用感测到的力或压力F 和一些用户定义的参数p作为输入的可编程函数。这是一个导纳控制器。这能够通过借助于关节扭矩传感器和臂运动学知识估计沿手臂端197轴线的笛卡尔力来实现。在这种估计之后，计算的估计值能够用作输入F以命令增量运动，信号F能够是基于用户与操纵器的交互的任何其他测量或计算的力的量。能够独立地控制RC系和E系的轨迹，其中管理这些轨迹的控制输入可能都来自主操纵器，该附加策略的控制子系统框图能够被称为‘独立姿势控制器’，能够概述插入(I/O)运动以允许远程控制中心298或手臂端197相对于器械尖端E的横向运动。远程控制中心298或手臂端197将需要围绕尖端枢转，同时驱动器械以补偿 E的运动。这将允许RC和手臂端197在驾驶室内的运动。

图47-图52是提供远程系统的故障反应、故障隔离和故障弱化的方法，机器人170的组件协同交互以执行在机器人170中的故障反应、故障隔离和故障弱化的各种方面。第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185均包括多个节点。每个节点控制多个马达，该马达驱动在机械手臂中的接头和连杆机构以影响机械手臂的运动自由度，每个节点也控制用于停止马达旋转的多个制动器。第一机械手182具有马达307、309、311和313；多个制动器308、310、312和314以及多个节点315、316和 317，每个节点315，316控制单个马达/制动器对；节点317控制两个马达/制动器对，传感器处理单元318 被包括以提供马达位移传感器信息到节点317用于控制目的，第二机械手183、第三机械手184、第四机械手185与第一机械手182类似被配置为具有马达、制动器和节点。

每个机械手臂操作地耦连到手臂处理器。手臂处理器328操作地耦连到第一机械手182的节点，手臂处理器325操作地耦连到第二机械手183的节点，手臂处理器323操作地耦连到第三机械手184的节点，以及手臂处理器321操作地耦连到第四机械手185的节点。每个手臂处理器还包括接头位置控制器，用于将其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置转变为用于驱动其操作地耦连的机械手臂中的马达的电流命令以将其相应的接头驱动到期望的接头位置。系统管理处理器320操作地耦连到手臂处理器328，325，323， 321；系统管理处理器320还将与机械手臂相关联的用户操纵输入装置平移到期望的接头位置尽管示为分离单元，手臂处理器328，325，323，321也通过程序代码被实施为系统管理处理器320的一部分。手臂管理处理器319操作地耦连到系统管理处理器320和手臂处理器328、325、323、321。该手臂管理处理器 319开始、控制和监控手臂的某些协调活动以便于使系统管理处理器320免于必须这样做。手臂管理器319 也通过程序代码被实施为系统管理处理器320的一部分。处理器和节点中的每个被配置成通过硬件、固件和软件编程的任一组合来执行本文的各种任务。它们的功能通过一个单元来被执行或者在许多子单元之中被分配，每个子单元又通过硬件、固件和软件编程的任一组合来实施。该系统管理处理器320被分配为遍及机器人170的子单元，比如远程控制台169、以及机器人170的基座173。系统管理处理器320、手臂管理处理器319以及每个手臂处理器328，325，323，321包括多个处理器以执行各种处理器和控制器任务和功能。

每个节点和传感器处理单元包括发射器/接收器(TX/RX)对，以便于与其机械手臂的其它节点和操作地耦连到其机械手臂的手臂处理器进行通信。TX/RX以菊花链连入网络。在这种菊花链布置中，当每个节点的RX接收来自邻近节点的TX的信息包时，它核实在该包中的目的地字段以确定是否该包用于其节点。该包用于其节点，则该节点处理该包。该包用于另一节点，则节点的TX在与它所来之处的相反方向上传递所接收包到邻近节点的RX。通过使用包交换协议(packet-switching protocol)，信息以包的形式在菊花链网络上传递。故障反应逻辑(FRL)线路被提供在每个机械手臂中，故障通知通过手快速传送。第一机械手182包括与手臂处理器328和机械手臂315的节点315、316和317中的每个耦连的FRL线路。当手臂处理器328和节点315，316和317中的一个检测到影响它的故障时，该手臂处理器或节点拉高FRL线路 329以快速传送故障通知到与该线路329耦连的其它组件。相反地，当该手臂处理器328将要传输恢复通知到第一机械手182的节点时，它拉低FRL线路329以快速传送该恢复通知到与该线路329耦连的其它组件。虚拟FRL线路329通过指定包中的一个或更多个字段包括这样的故障通知和恢复通知而被代替地使用。

在图48中，在327中，该方法检测在多个机械手臂的失效手臂中的故障，其中由于所检测的故障该机械手臂变成“失效手臂”。在328中，该方法然后将该失效手臂置入安全状态，其中“安全状态”指的是通过阻止手臂的进一步运动来隔离所检测故障的失效手臂的状态。在329中，该方法确定该故障应被看作系统故障还是局部故障，其中“系统故障”指的是影响多个机械手臂中的至少一个其他的机械手臂的性能的故障，并且“局部故障”指的是影响仅失效手臂的性能的故障。因为局部故障导致仅失效手臂被保持在安全状态下直到该故障被清除，所以它不是导致非失效机械手臂的不安全操作的故障类型。该故障是导致非失效手臂的不安全操作的类型，则该方法应产生所检测故障是系统故障的确定，其中在系统中的所有机械手臂将被置入安全状态。在330中，该方法在仅当该故障将被看作系统故障时将多个手臂中的非失效手臂置入安全状态，其中“非失效手臂”指的是在其中没有故障已经被检测到的多个机械手臂中的机械手臂。在331中，该方法确定所检测故障被分类为可恢复系统故障还是不可恢复系统故障。在332中，该故障被分类为可恢复系统故障，则该方法提供给系统用户恢复选项。在333中，该故障被分类为不可恢复系统故障，则该方法等待系统关闭。在329中的确定是该故障将被看作局部故障，然后在334中，该方法确定该故障被分类为可恢复局部故障还是不可恢复局部故障。在335中，该故障被分类为可恢复局部故障，则该方法提供给系统用户恢复选项和弱化操作选项。在336中，该故障被分类为不可恢复局部故障，该方法仅提供弱化操作选项。

图47是执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过机器人170的多个机械手臂的每个节点315、316和317被执行。在337中，每个节点持续地监控在该节点中的信号和信息以使用常规故障检测方法来检测影响节点的故障。这种类型的所检测故障在本文被称为“局部故障”，因为它局限于节点。该节点也针对由其手臂处理器或其机械手臂内另一节点发出的故障通知监控FRL线路。这种类型的所检测故障在本文被称为“远程故障”，因为它不局限于该节点。所检测的故障是硬件、固件、软件、环境或相关的通信。其中故障已经被检测到的节点在本文被称为“失效节点”，它的机械手臂在本文被称为“失效手臂”。其中没有故障已经被检测到的节点在本文被称为“非失效节点”，其中没有故障已经被检测的机械手臂在本文被称为“非失效手臂”。

在338中，在337中检测到故障，则节点将其自身置入安全状态。这通过停用该节点的一个或更多个受控马达来完成，这通过接合该节点的一个或多个受控制动器来完成。在339中，该节点确定所检测的故障是局部故障还是远程故障。如之前参照337，故障的来源确定它将被看作局部故障还是远程故障。该故障被确定为局部故障，则该节点是失效节点。在第一种情况下，该失效节点通过执行如下的343-346和 341-342而持续。该故障被确定为远程故障，则该节点是非失效节点。在第二种情况下，非失效节点通过执行如下的340-342而持续。在343中，该失效节点在失效机械手臂中在上游方向和下游方向上传送故障通知到邻近节点。该“下游”方向指的是信息包远离该节点的手臂处理器行进的方向并且“上游”方向指的是信息包朝向该节点的手臂处理器行进的方向，节点完成该过程的一个方式是通过将FRL线路拉到高状态。

在344中，该失效节点然后诊断故障并且发送错误消息到系统管理处理器320。该错误消息优选包括故障信息，它的错误代码、错误类和起源(origin)。可能发生的会影响到节点的每种错误类型都被分配错误代码。该错误代码被分类为错误类。有至少四种错误类：可恢复手臂故障、不可恢复手臂故障、可恢复系统故障以及不可恢复系统故障。使用“可恢复”意味着用户被提供有尝试从故障中恢复的选项。使用“不可恢复”意味着用户不被提供有尝试从故障中恢复的选项。故障的起源包括节点的身份的信息以及节点内故障的来源的可选附加信息。在345中，失效节点确定所检测故障是否为可恢复局部故障。在345中的确定为否，则在346中，该失效节点保持在它的安全状态下并且忽视它可能在FRL线路上随后接收的任何恢复通知。在345中的确定为是则该失效节点行进到341。在339中的确定是所检测故障将被看作远程故障，则在340中，虚拟FRL线路被使用，则该非失效节点在与从故障通知所来之处的相反方向上传送所接收故障通知，在真实FRL线路的情况下，非失效节点不需要对故障通知的这种传送采取任何行动。在341中，失效节点和非失效节点两者等待将被接收的恢复通知。在342中，一旦恢复通知被接收，则节点将它自身从安全状态返回到它的正常操作状态。这通过颠倒在338中所采取的行动同时避免突然变化来完成。该节点返回以执行参照337的故障检测任务。

在图47-图52是执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的各方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过每个手臂处理器321、323、325和328被执行，该每个手臂处理器操作地耦连到机器人 170的机械手臂。在347中，每个手臂处理器在执行它的正常操作任务时，也持续监控它自身操作并且注意在其操作地耦连的机械手臂中的失效节点所传送的故障通知。在监控它自身操作时故障被检测到，则该故障在本文被称为“局部故障”。故障通过接收到来自在其操作地耦连的机械手臂中的失效节点的故障通知而被检测，则该故障被称为“远程故障”。远程故障是通过手臂处理器操作地耦连到的机械手臂中的失效节点沿着FRL线路传送的故障通知。在347中故障已经被检测，在车辆视觉系统502中，手臂处理器通过将接头位置控制器的输出马达电流命令锁定到零来将它的接头位置控制器置入安全状态。这用于加强它们相应节点的安全状态。在349中，手臂处理器确定所检测故障是局部故障还是远程故障。在347中，故障的来源确定了故障将被看作局部故障还是远程故障。该故障被确定为局部故障，则手臂处理器被看作失效节点。手臂处理器通过执行如下353-356和351-352而持续。故障被确定为远程故障，则手臂处理器被看作非失效节点，手臂处理器通过执行350-352而持续。在353中，手臂处理器将故障通知向下游传送到其操作地连接的机械手臂的所有节点。该手臂处理器完成该过程的一个方式是通过将FRL线路拉到高状态。在354中，手臂处理器诊断故障并发送错误消息到系统管理处理器320。该错误消息包括故障信息，错误代码、错误类以及起源。发生的会影响到手臂处理器的每种错误类型都被分配错误代码。该错误代码被分类为错误类，有至少四种错误类：可恢复处理器故障、不可恢复处理器故障、可恢复系统故障以及不可恢复系统故障。故障的起源包括手臂处理器的身份的信息以及手臂处理器中故障的来源的可选附加信息。在 355中，手臂处理器确定所检测故障是否为可恢复局部故障，通过故障的错误类来完成该确定，在355中的确定为否，则在356中，该失效手臂处理器的接头位置控制器保持在其安全状态并且手臂处理器忽视其可能在FRL线路上随后接收的任何恢复通知，在355中的确定为是，则该手臂处理器行进到350。在349 中的确定是所检测故障将被看作远程故障，则在350中，手臂处理器等待从系统管理处理器320接收的恢复通知。在351中，一旦恢复通知被接收，则手臂处理器通过例如将它的FRL线路拉低来传送该恢复通知到在其操作地耦连的机械手臂中的所有节点。在352中，手臂处理器然后将它的接头位置控制器从安全状态返回到它的正常操作状态。该过程通过释放接头位置控制器的输出马达电流命令来完成，以便它们可再一次反映其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置同时避免突然的变化。该手臂处理器然后返回以执行参照347的它的故障检测任务。

在图47和图51是执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的各方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过机器人170的系统管理处理器320被执行。在357中，系统管理处理器在执行它的正常操作任务时也等待以接收从机器人170的另一组件所传输的错误消息。错误消息在357被接收，则在358 中，系统管理处理器为了安全目的通过例如命令机器人系统中的所有手臂处理器328、325、323和321的接头位置控制器以它们的电流值锁定它们各自的输出来停止该系统。没有新的电流命令输入被提供到机械手臂，直到接头位置控制器的输出被解锁。接头位置控制器的输出的这种锁定在本文被称为“软锁”接头位置控制器。该方法然后行进到359。在359中，该系统管理处理器确定所检测故障应被看作系统故障还是手臂故障。该系统管理处理器通过检查在错误消息中所提供的错误类信息来完成该步骤。系统故障包括被分类为或者可恢复系统故障或者不可恢复系统故障的所有故障，因为这些故障可应用于不只是失效机械手臂。相反地，手臂故障包括被分类为或者可恢复局部故障或者不可恢复局部故障的所有故障，因为这些故障仅可应用于失效机械手臂。针对将被看作手臂故障的所有故障，执行360-366。在360中，该系统管理处理器给机器人170的远程操作员171提供接受机器人170的弱化操作的选项。该局部故障是可恢复局部故障，则该系统管理处理器还给用户提供从故障中恢复的选项。除了每个所提供的选项之外，所检测故障的信息也通过系统管理处理器提供，以辅助远程操作员171确定是否接受该选项。该选项和故障信息被提供在远程控制台169的视觉显示器255上。

在361中，该系统管理处理器等待远程操作员171选取在360中所提供的选项。一旦选项被远程操作员171选取，则在362中，该系统管理处理器确定所选取的选项是弱化操作选项还是恢复选项。恢复选项被提供并且该远程操作员171选取恢复选项，则在381中，该系统管理处理器发送恢复通知到失效机械手臂的手臂处理器。该失效机械手臂的手臂处理器将处理该恢复通知，包括传送恢复通知到失效手臂的所有节点，失效手臂的节点然后处理该恢复通知。在382中，系统管理处理器然后通过解锁所有手臂处理器的接头控制器的输出而释放接头控制器的软锁，以便接头控制器再次发出反映它们的操作地耦连的机械手臂的期望接头位置的马达电流命令然后，该系统管理处理器返回执行参照357的它的任务。

远程操作员171选取弱化操作选项，则在363中，该系统管理处理器给远程操作员171提供从故障中恢复的选项。在这种情况下从故障中恢复不同于参照381-382的恢复，因为没有尝试恢复失效手臂。恢复仅应用于恢复非失效手臂的正常操作。在364中，该系统管理处理器等待用户选取在363中所提供的选项。一旦选项被远程操作员171选取，则在365中，该系统管理处理器发送消息到失效手臂的手臂处理器以加强该故障。故障的加强在这种情况下意味着附加步骤被采取以完全关闭失效机械手臂的操作。这种加强措施的一个示例是从主/从控制系统的其它部件操作地断开手臂处理器的接头位置控制器，该主/从控制系统产生其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置另一加强措施是关闭到失效机械手臂的电源。在366中，该系统管理处理器随然后通过解锁所有非失效手臂的手臂处理器的接头控制器的输出来释放接头控制器的软锁，以便接头控制器再次发出反映其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置的马达电流命令该系统管理处理器然后返回执行参照357的任务。

在367中，该系统管理处理器使系统FRL情况对在机器人170中的所有节点有效。通过引起FRL线路 329、327、384和385被拉高从而使故障通知同时被提供给手臂处理器和第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185的节点来完成该步骤。在369中，该系统管理处理器然后确定该系统故障是否为可恢复系统故障。通过检查在所接收错误消息中的错误类来完成该步骤。在369中的确定为否，则在363中，该系统管理处理器没有采取进一步行动并且等待该系统被关闭。

在369中的确定为是，则在370中，该系统管理处理器提供给用户从故障中恢复的选项。在371中，该管理处理器等待远程操作员171选取恢复选项。该选项被选取则在372中，该系统管理处理器发送恢复通知到机器人170的所有机械手臂的手臂处理器。在373中，该系统管理处理器在接收来自171的请求或行动时释放每个接头控制器的软锁以在其正常操作状态下操作接头控制器的手臂，以便所释放的接头控制器再一次发出反映其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置的马达电流命令该系统管理处理器随后返回执行参照357的任务。

在图47和图52是执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的各方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过操作地耦连到机器人170的系统管理处理器和手臂处理器328、325、323和321的手臂管理处理器被执行。手臂管理处理器319开始、控制和监控机器人170的第一机械手臂第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184、第四机械手185的某些协调活动。该手臂管理器319开始和监控启动制动器测试，其中该手臂管理器319与手臂处理器328、325和323中的每个通信，以便具有不同扭矩值的具体制动顺序被应用到它们的各自机械手臂的制动器。该活动的协调在这种情况下通过手臂管理器319 进行，因为将其编码到每个手臂处理器的开销是多余的。在每个顺序的结束时，由每个手臂处理器所计算的最大扭矩值被传递回手臂管理器319，超出范围的错误发生时，则手臂管理器319将传递故障通知到失效手臂。手臂管理器命令该手臂处理器执行手臂活动，监控结果，并且决定该活动结果是否表示手臂失效。在374中，手臂管理器根据机械手臂各自手臂处理器的报告监控机械手臂的协调活动以检测在一个手臂中的故障。当所报告的测量超过预期值达阈值量时，该手臂管理器确定故障已经发生。在这种情况下所检测的故障是机械手臂的节点中的一个节点或手臂处理器一般不会检测的故障。在故障已经在374中被检测到之后，然后在375中，手臂管理器抑制到失效手臂的任何进一步命令。没有进一步命令将从手臂管理器被传输到失效手臂的手臂处理器，直到或者从系统管理器接收恢复通知或者重新启动该系统。在376中，该手臂管理器通过将失效手臂的FRL线路拉到高状态来传送故障通知到失效手臂。在虚拟FRL线路的情况下，手臂管理器通过失效手臂的节点中的一个节点或手臂处理器传输在与被指定用于传输故障通知的包字段相同或不同的包字段中的故障通知。在377中，该手臂管理器发送错误消息到系统管理器，该错误消息具有故障的可用细节，通过手臂管理器检测的每种故障类型被分配错误代码，并且该错误代码被分类为错误类，故障的起源包括失效手臂的身份信息以及故障的来源的可选附加信息。

在图51和图52中，在357中该系统管理器然后开始处理错误消息。在378中该手臂管理器确定所检测故障是否为可恢复故障。根据故障的错误类来进行该确定。在378中的确定为否，则在381中，手臂管理器持续抑制到失效手臂的任何进一步命令并且忽视随后从系统管理器接收的任何恢复通知。在378中的确定为是，则在379中，该手臂管理器等待从管理处理器所接收的恢复通知。在380中，恢复通知被接收，该手臂管理器停止抑制到失效手臂的命令并且返回它的正常操作模式并且执行参照374的故障检测任务。

图24是本发明第二和第三实施例双模驾驶模式的系统连接图，采用模块化设计思路无人驾驶控制器 525，无人驾驶控制器525与车辆视觉系统502连接、无人驾驶控制器525与定位导航模块274、规划系统模块528、无人驾驶控制器525与车辆总线276连接，控制系统模块529与机器人170连接，各模块之间采用以太网和CAN总线通讯。无人驾驶控制器525采用可重构计算AI芯片，基于Linux系统平台进行程序编写，综合车辆整车参数和运营特点参数定制控制策略，具体控制策略包括：1、无人驾驶控制器525 作为控制模式的仲裁控制器，决定当前是否处于无人驾驶模式，是否满足无人驾驶模式的条件；2、当处于远程驾驶模式下，控制系统模块屏蔽无人驾驶控制器发出的控制命令，响应远程操作命令；3、当处于无人驾驶控制模式下，根据无人驾驶控制器525收到的环境感知模块接受到的激光雷达、毫米波雷达和摄像头等的信息，经各传感器融合的优化信息，以及接收到的陀螺仪感知的车身姿态信息和DGPS定位导航模块提供的经纬度信息，结合经深度学习获知的循迹路线，通过并行建图与定位技术(SLAM)自适应路线规划行驶。

图25是本发明第二实施例双模驾驶切换逻辑图，采用远程控制驾驶模式能够切换成智能无人驾驶模式。应急切换模式：“远程控制驾驶模式”信号中断自动发送请求517，此时无人驾驶控制器判断进入无人驾驶模式自动接管远程驾驶模式，执行518，不允许进入无人驾驶模式，反馈信号519，当需从“无人驾驶模式”进入“远程控制驾驶模式”时，通过复位外置无人驾驶控制开关或预先规划好的退出无人驾驶逻辑切换到正常驾驶模式，执行控制指令520。

图26是本发明第三实施例双模驾驶切换逻辑图，采用远程控制驾驶模式能够切换成智能无人驾驶模式，正常切换模式：当需从“远程控制驾驶模式”进入“智能无人驾驶模式”时，按下外置无人驾驶控制开关向无人驾驶控制器发送请求521，此时无人驾驶控制器判断是否进入无人驾驶模式，允许进入无人驾驶模式，执行522，不允许进入无人驾驶模式，反馈信号523；当需从“无人驾驶模式”进入“远程控制驾驶模式”时，通过复位外置无人驾驶控制开关或预先规划好的退出无人驾驶逻辑切换到正常驾驶模式，执行控制指令524。

Claims (9)

1.一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：远程操作员171通过以下连接，控制机器人170驾驶车辆260行驶，远程控制台169与远程控制中心298连接，远程控制中心298与有线和无线局域网295连接，有线和无线局域网295与交换机291连接，交换机291与地面网络264连接，地面网络264与无线载波系统262连接，无线载波系统262与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接，远程信息处理单元269与车辆总线276连接，车辆总线276与机器人170连接，机器人170与第一机械手182连接、机器人170与第二机械手183连接、机器人170与第三机械手184连接、机器人170与第四机械手185连接，第一机械手182与方向盘235连接，第二机械手183与方向盘235连接,第二机械手183还能够与档位400连接，第三机械手184与油门踏板402连接，第四机械手185与刹车踏板401连接，备用驾驶系统：远程控制台169与远程控制中心298连接,远程控制中心298与交换机291连接,交换机291与地面网络264连接，地面网络264与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与通信卫星289连接，通信卫星289与通信网络接入系统278连接,通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接,远程信息处理单元269与机器人170连接，机器人170与方向盘235连接、机器人170与档位400连接、机器人170与刹车踏板401连接、机器人170与油门踏板402连接，主雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与无线载波系统262连接，无线载波系统262与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接，备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与通信卫星289连接，通信卫星289与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接，车辆视觉系统502的雷达110和视频采集设备120由雷达视频信息融合系统130融合，443扫描雷达视频信息融合系统130图像传输给压缩存储单元444、压缩存储单元444把图像传输给第一判断单元445，第一判断单元445把图像传输给压缩数据生成单元446，压缩数据生成单元446把压缩好的图像传输给发送模块447，由发送模块447发送给通信网络接入系统278,通信网络接入系统278通过无线载波系统262和地面通信网络264传输给交换机交换机291，交换机291传输给远程控制中心298,远程控制中心298传输给第二处理器215，第二处理器215连接接收模块263，第二处理器215把接收到的图像传输给接收模块263，接收模块263把接收到的图像传输给压缩数据扫描单元449,压缩数据扫描单元449传输给压缩逻辑获取单元450,压缩逻辑获取单元450传输给解压缩读取单元451,解压缩读取单元451传输给第二判断单元452,第二判断单元452传输给原始字节数据恢复单元453，原始字节数据恢复单元453把图像传输给视觉显示器255。

2.一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：远程操作员171通过以下连接，控制机器人170驾驶车辆260行驶，远程控制台169与远程控制中心298连接，远程控制中心298与有线和无线局域网295连接，有线和无线局域网295与交换机291连接，交换机291与地面网络264连接，地面网络264与无线载波系统262连接，无线载波系统262与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接，远程信息处理单元269与车辆总线276连接，车辆总线276与机器人170连接，机器人170与第一机械手182连接、机器人170与第二机械手183连接、机器人170与第三机械手184连接、机器人170与第四机械手185连接，第一机械手182与方向盘235连接，第二机械手183与方向盘235连接,第二机械手183还能够与档位400连接，第三机械手184与油门踏板402连接，第四机械手185与刹车踏板401连接，备用驾驶系统：远程控制台169与远程控制中心298连接,远程控制中心298与交换机291连接,交换机291与地面网络264连接，地面网络264与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与通信卫星289连接，通信卫星289与通信网络接入系统278连接,通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接,远程信息处理单元269与机器人170连接，机器人170与方向盘235连接、机器人170与档位400连接、机器人170与刹车踏板401连接、机器人170与油门踏板402连接。

3.一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：主雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与无线载波系统262连接，无线载波系统262与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接，备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与通信卫星289连接，通信卫星289与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接。

4.根据权利要求1和2所述的一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：主雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与无线载波系统262连接，无线载波系统262与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接。

5.根据权利要求1和2所述的一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：远程操作员171通过以下连接，控制机器人170驾驶车辆260行驶，远程控制台169与远程控制中心298连接，远程控制中心298与有线和无线局域网295连接，有线和无线局域网295与交换机291连接，交换机291与地面网络264连接，地面网络264与无线载波系统262连接，无线载波系统262与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接，远程信息处理单元269与车辆总线276连接，车辆总线276与机器人170连接，机器人170与第一机械手182连接、机器人170与第二机械手183连接、机器人170与第三机械手184连接、机器人170与第四机械手185连接，第一机械手182与方向盘235连接，第二机械手183与方向盘235连接,第二机械手183还能够与档位400连接，第三机械手184与油门踏板402连接，第四机械手185与刹车踏板401连接。

6.根据权利要求1和2所述的一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：备用驾驶系统：远程控制台169与远程控制中心298连接,远程控制中心298与交换机291连接,交换机291与地面网络264连接，地面网络264与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与通信卫星289连接，通信卫星289与通信网络接入系统278连接,通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接,远程信息处理单元269与机器人170连接，机器人170与方向盘235连接、机器人170与档位400连接、机器人170与刹车踏板401连接、机器人170与油门踏板402连接。

7.根据权利要求1、2和3所述的一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与通信卫星289连接，通信卫星289与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接。

8.根据权利要求1和2所述的一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：车辆视觉系统502的雷达110和视频采集设备120由雷达视频信息融合系统130融合，443扫描雷达视频信息融合系统130图像传输给压缩存储单元444、压缩存储单元444把图像传输给第一判断单元445，第一判断单元445把图像传输给压缩数据生成单元446，压缩数据生成单元446把压缩好的图像传输给发送模块447，由发送模块447发送给通信网络接入系统278,通信网络接入系统278通过无线载波系统262和地面通信网络264传输给交换机交换机291，交换机291传输给远程控制中心298,远程控制中心298传输给第二处理器215，第二处理器215连接接收模块263，第二处理器215把接收到的图像传输给接收模块263，接收模块263把接收到的图像传输给压缩数据扫描单元449,压缩数据扫描单元449传输给压缩逻辑获取单元450,压缩逻辑获取单元450传输给解压缩读取单元451,解压缩读取单元451传输给第二判断单元452,第二判断单元452传输给原始字节数据恢复单元453，原始字节数据恢复单元453把图像传输给视觉显示器255。

9.根据权利要求1、2和3所述的一种主次无线设备通过物联网连接成的车辆远程驾驶体系，其特征是：远程操作员171通过远程控制机器人170驾驶车辆260行驶：远程控制台169与远程控制中心298连接，远程控制中心298与有线和无线局域网295连接，有线和无线局域网295与交换机291连接，交换机291与地面网络264连接，地面网络264与无线载波系统262连接，无线载波系统262与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与远程信息处理单元269连接，远程信息处理单元269与车辆总线276连接，端组中的各个席位按照该席位相应的权限和工作要求、制定计划发布控制指令，该控制指令数据传输网络交换机，网络交换机将控制指令数据传输至主服务器和二级服务器，经过主服务器和二级服务器的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器上，图形拼接控制器智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏中显示出来，图形拼接控制器智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏中显示出来，PDA控制器发布控制指令，该控制指令数据传输网络交换机，网络交换机将控制指令数据传输至主服务器和二级服务器，经过主服务器和二级服务器的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器上，图形拼接控制器智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏中显示出来，在大屏液晶显示屏能够及时地显示出各种终端以及摄像头等部件的数据信息，便于终端各个席位的人员观看，以便于人们得到车辆260的信息数据，然后进行合适地协调操作，远程控制中心298有数据终端的数量、语音终端的数量、图形工作站、PDA控制器，大屏显示控制主机的显示控制模块具有16种显示控制模式，通过图形拼接控制器实现大屏液晶显示屏的16种显示模式的选取和切换；大屏液晶显示屏为大屏幕显示器，远程控制中心298包括：大屏液晶显示屏、大屏显示控制主机、网络交换机、图形拼接控制器、图形工作站、图形工作站组控制主机、服务器组和终端组；网络交换机分别与图形工作站、图形拼接控制器、图形工作站组控制主机、服务器、终端一一对应电通信连接；大屏液晶显示屏用于显示图形拼接控制器拼接后的图形、视频、音频资料；图形拼接控制器用于从图形工作站中调取图形或视频或音频并完成组合、拼接工作；图形工作站组控制用于控制图形工作站中图形或视频或音频的存储、移动、显示、删除操作；网络交换机实现与图形工作站、图形拼接控制器、图形工作站组控制主机、服务器、终端之间对应的数据通讯；服务器由主服务器和二级服务器构成，终端由数据终端和语音终端构成，主服务器用于接收和控制数据终端的数据信息，二级服务器用于接收和控制语音终端的语音信息；大屏显示控制主机还电通信连接有无线接收器，无线接收器通过无线通讯方式通信连接有PDA控制器，数据终端发出的数据指令信息通过网络交换机传输给主服务器，通过主服务器进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏和数据终端的液晶显示屏显示出来；语音终端发出的语音指令信息通过网络交换机传输给二级服务器，通过二级服务器进行逻辑运算处理，将语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏和语音终端的液晶显示屏显示出来；PDA控制器发出的数据、语音指令信息通过无线通讯方式传输给无线接收器，无线接收器将数据、语音信息通过大屏显示控制主机传输给图形拼接控制器，通过主服务器、二级服务器的逻辑运算处理，将数据、语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏和PDA控制器的液晶显示屏显示出来；图形工作站组控制主机通过网络交换机将数据信息传输给主服务器，通过主服务器进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏显示出来，远程控制台169的第二处理器215 由硬件、软件和固件组成，由一个单元执行或者分给若干子单元，每个子单元能够进而通过硬件、软件和固件的任何组合来实现，第二处理器215能够交叉连接控制逻辑和控制器，第二处理器215也能够作为子单元分布在整个车辆远程驾驶体系258中，第二处理器215能够执行来自非暂时性机器可读介质的机器可读指令，其激活第二处理器215以执行与指令相对应的动作，第二处理器215执行远程操作员171输入的各种指令，第二处理器215执行远程操作员171用左输入装置177和右输入装置178输入的指令，以致动第一机械手182和第二机械手183各自的关节，远程控制台169的第二处理器215与视觉显示器255、左输入装置177和右输入装置178、第一脚踏板214和第二脚底板233连接，视觉显示器255由第一显示屏174、第二显示屏175、第三显示屏176和第四显示屏179组成，第九成像装置410采集的驾驶室内部图像，通过压缩被传输到远程控制台169解压缩后显示在视觉显示器255的显示屏上，远程操作员171用双眼查看视觉显示器255上的图像，机器人170在汽车的驾驶室内直接控制汽车的方向盘235、油门踏板402、刹车踏板401、档位400，车门403、空调404和音响405，汽车座椅173包括座椅靠背216、防潜梁217、防潜连杆机构219、第五连杆218、第六连杆230、第七连杆231和立柱256，机器人170被固定到汽车座椅173上，在立柱256上安装第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185，机器人170上的机械手多于1个，第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185能够上下移动，并能够操纵附连的器械300、301、302、303，远程操作员171用左手抓握左输入装置177，左输入装置177能够引起第一机械手182的移动并与方向盘235连接；用右手抓握右输入装置178，右输入装置178能够引起第二机械手183的移动并与方向盘235连接,右输入装置178还能够引起第二机械手183的移动并与档位400连接，远程操作员171用左脚连接第二脚底板233，远程操作员171用右脚连接第一脚踏板214，第一脚踏板214能够引起机器人第三机械手184的移动，第三机械手184能够引起油门踏板402移动，第二脚底板233能够引起第四机械手185的移动，第四机械手185的移动能够与刹车踏板401连接，远程驾驶系统258包括车辆260、无线载波系统262、地面通信网络264、计算机266和呼叫中心265，车辆260为摩托车、卡车、客车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RV)、船只、航空器和超高速管道列车，车辆电子设备263包括远程信息处理单元269、麦克风270、按钮和控制输入271、音频系统272、可视显示器273、GPS和BDS卫星导航模块274、多个车辆系统模块(VSM虚拟交换矩阵)275，车辆总线276与娱乐总线277连接，控制器区域网络(CAN)、媒体导向系统传输(MOST)、本地互连网络(LIN)、局域网(LAN)和其它连接，以太网或符合ISO、SAE和IEEE标准和规范，远程信息处理单元269安装在车辆260上，无线载波系统262通过无线联网能够使车辆260与呼叫中心265进行无线语音和数据通信通信，远程信息处理单元269使用无线电传输建立与无线载波系统262的通信信道，通信信道包括语音信道和数据信道，通信信道能够发送和接收语音和数据传输，通信网络接入系统278包括：处理器、微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元；其中处理器模块适于接收微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元的数据信息，远程信息处理单元269使用根据GSM或CDMA标准的蜂窝通信，包括用于语音通信的标准蜂窝芯片组279、用于数据传输的无线调制解调器、电子处理设备280、多个数字存储设备281和通信网络接入系统278包括：处理器、微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元；其中处理器模块适于接收微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元的数据信息，能够通过存储在远程信息处理单元269中且通过处理器280执行的软件实现调制解调器，或者调制解调器能够是位于远程信息处理单元269内部或外部的分立硬件组件，调制解调器能够使用任何数量的不同标准或协议诸如EVDO、CDMA、GPRS和EDGE来运行，能够使用远程信息处理单元269实施车辆与其它联网的设备之间的无线联网，远程信息处理单元269能够被配置为根据一个或多个无线协议诸如IEEE 422.11协议、WiMAX或蓝牙中的任一个进行无线通信，当用于TCP/IP的包交换数据通信时，远程信息处理单元能够配置有静态IP地址或者能够设置为自动接收来自网络上的另一设备诸如路由器或者来自网络地址服务器的所分配的IP地址，

智能电话284是与远程信息处理单元269通信的联网设备中的无线设备，智能电话284包括计算机处理能力、能够使用短程无线协议通信的收发机、以及可视智能电话显示器286，智能电话显示器286包括触屏图形用户接口，智能电话284构造成使用传统Wi-Fi协议通信，智能电话284包括使用无线载波系统262经由蜂窝通信进行通信的能力，包括处理能力、显示器286、在短程无线通信链接上通信的能力，智能电话282可使用WiFi直接协议建立短程无线链接，智能电话282包括不具有蜂窝通信能力的设备，处理器280能够处理电子指令的设备，包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器和专用集成电路(ASIC)，是用于远程信息处理单元269的专用处理器，能够与其它车辆系统共享，处理器280执行各种类型的数字存储指令，诸如存储器281中存储的软件或固件程序，使远程信息处理单元能够提供多种类型的服务，处理器280能够执行程序或处理数据，

远程信息处理单元269提供来自车辆的无线通信服务，这些服务包括：卫星导航模块274提供的服务；结合碰撞传感器接口模块和车身控制模块提供的安全气囊展开通知服务；使用诊断模块的诊断报告；以及信息、音乐、网页、电影、电视节目、视频游戏，在将模块实施为位于远程信息处理单元269外部的VSM 275的情况下，它们能够使用车辆总线276以与远程信息处理单元269交换数据和命令，

卫星导航模块274根据从卫星285接收的无线电信号，卫星导航模块274能够确定车辆位置，向车辆驾驶员提供导航和其它位置相关服务，导航信息能够在显示器273上呈现和语音提示，位置信息能够提供给呼叫中心265或其它远程计算机系统，诸如计算机266，通过远程信息处理单元269将新的或更新的地图数据从呼叫中心265下载到卫星导航模块274，卫星导航包括GPS卫星导航系统和北斗(BDS)卫星导航系统，使用通信卫星289和上行链路发射站290来实施双向通信，节目内容由发射站290接收、被打包用于上载、然后发送到卫星289，卫星289向用户广播节目，双向通信使用卫星289的卫星电话服务，以在车辆260与站290之间中继电话通信，车辆260包括车辆系统模块(VSM)275，其位于车辆内且从传感器接收输入且使用感测的输入执行诊断、监控、控制、报告，每个VSM 275通过车辆总线276连接到其它VSM以及连接到远程信息处理单元269，并且能够被编程以运行车辆系统和子系统诊断测试，一个VSM 275能够是发动机控制模块(ECM)，其控制发动机操作的各个方面，包括燃料点火和点火正时，另一VSM 275能够是动力系统控制模块，其调整车辆动力系的组件的操作，另一VSM 275能够是车身控制模块，管理车辆内的电子组件包括车辆的电动门锁和前灯，发动机控制模块配备有车载诊断(OBD)特征件，其提供诸如从包括车辆排放传感器的各种传感器接收到的各种实时数据，并且提供标准化的一系列诊断故障码(DTC)，

车辆电子设备263包括多个车辆用户接口，提供和接收信息的装置，包括麦克风270、按钮271、音频系统272和可视显示器273，麦克风270向远程信息处理单元269提供音频输入，使车辆占用者能够通过无线载波系统262提供语音命令和实施免提呼叫，能够利用人机接口(HMI)技术连接到车载自动语音处理单元，按钮271允许远程信息处理单元269的手动用户输入，以启动无线电话呼叫和提供其它数据、响应或控制输入，分立的按钮能够使用以便向呼叫中心265发起紧急呼叫和常规服务援助呼叫，音频系统272向车辆占用者提供音频输出，音频系统272连接到车辆总线276和娱乐总线277，能够提供AM、FM、卫星无线电、CD、DVD和其它多媒体功能，可视显示器273是图形显示器，无线载波系统262是蜂窝电话系统，包括蜂窝塔287，移动交换中心(MSC)288以及将无线载波系统262与地面网络264连接所需的任何其它联网组件，蜂窝塔287包括发送和接收天线以及基站，来自不同蜂窝塔的基站直接地连接到MSC 288或者通过基站控制器的中间设备连接到MSC288，蜂窝系统262能够实施通信技术，包括AMPS的模拟技术和CDMA和GSM/GPRS数字技术，

地面网络264是地面的电信网络，其连接有线电话并且将无线载波系统262连接到呼叫中心265，地面网络264包括公共交换电话网(PSTN)，用于提供硬线电话、包交换数据通信和因特网基础设施，能够通过使用标准有线网络、光纤和其它光学网络、电缆网络、电源线、诸如无线局域网(WLAN)的其它无线网络或者提供宽带无线接入(BWA)的网络或者其任意组合来实施一段或多段地面网络264，呼叫中心265与无线载波系统262直接连接，

计算机266通过远程信息处理单元269和无线载波262是由车辆访问的web服务器，计算机266通过远程信息处理单元269从车辆20上载诊断信息；计算机266提供因特网连接，提供DNS服务和作为网络地址服务器，其使用DHCP或其它适当协议向车辆260分配IP地址，呼叫中心265向车辆电子设备263提供系统后端功能，这些后端功能包括交换机291、服务器283、数据库292、远程控制中心298和自动语音响应系统(VRS)294通过有线和无线局域网295连接在一起，交换机291是专用交换(PBX)交换机，路由进入信号，使得语音传输通常通过常规电话发送到远程控制中心298，使用VoIP发送到自动语音响应系统294，远程控制中心298的电话也能够使用VoIP，通过交换机291的VoIP和其它数据通信通过在交换机291与网络295之间连接的调制解调器来实施，数据传输经由调制解调器传到服务器283和数据库292，数据库292能够存储账户信息、用户认证信息、车辆标识，还能够通过无线系统422.11x、GPRS进行数据传输，它通过远程控制中心298连接人工呼叫中心265而使用，呼叫中心265使用VRS 294作为自动指导者，呼叫中心265使用VRS 294与远程控制中心298连接，

车辆总线276与机器人170连接，机器人170与第一机械手182连接、机器人170与第二机械手183连接、机器人170与第三机械手184连接、机器人170与第四机械手185连接，第一机械手182与方向盘235连接，第二机械手183与方向盘235连接,第二机械手183还能够与档位400连接，184与油门踏板402连接，第四机械手185与刹车踏板401连接，

备用驾驶系统：远程控制台169与远程控制中心298,远程控制中心298与交换机291,交换机291与地面网络264，地面网络264与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与通信卫星289连接，通信卫星289与通信网络接入系统278,通信网络接入系统278与远程信息处理单元269,远程信息处理单元269与机器人170连接，机器人170与方向盘235连接、机器人170与档位400连接、机器人170与刹车踏板401连接和机器人170与油门踏板402连接后远程操作员171驾驶车辆260行驶；机器人170的电源线与车辆260的电源线连接在一起，

主雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，

车辆260包括车辆视觉系统502，车辆视觉系统502被配置成捕获车辆周围360°区域内的图像，车辆视觉系统502的第一成像装置500安装在前挡风玻璃后面、车辆格栅、前仪表板和更接近车辆前边缘的位置，用于捕获车辆260向前视场(FOV)506的图像的前视摄像机，车辆视觉系统502的第二成像装置508安装在车辆的后部用于捕获车辆的向后视场(FOV)510的后视摄像机，车辆视觉系统502的第三成像装置512安装在车辆的左侧用于捕获车辆的侧面视场(FOV)514的侧视图像摄像机，车辆视觉系统502的第四成像装置504安装在车辆的右侧用于捕获车辆的侧面视场(FOV)519的侧视摄像机，

第一机械手182上安装第五成像装置406、第二机械手183上安装第六成像装置407、第三机械手184上安装第七成像装置408和第四机械手185上安装第八成像装置409，在立柱256上安装第九成像装置410，第一成像装置到第九成像装置的成像系统都由视频采集设备120和雷达110组成，雷达110由激光雷达或毫米波雷达组成，

雷达110用于探测目标采集目标的目标数据和环境坐标，雷达110采用一发双收的FMCW体制，2D-FFT数据处理技术，探测的目标数据包含目标的径向距离、径向速度及角度信息，通过数据特征变换，根据几何关系将径向距离与角度信息转换为目标的横向距离及纵向距离信息，横向距离及纵向距离信息组成目标相对视频采集设备的环境坐标，对于运动目标的检测，雷达每次探测到的目标数据都会不同，为了获得更加准确的目标信息，尽可能的剔除虚假目标，需要采用数据关联及目标跟踪技术，将雷达多次探测到的目标信息进行数据关联并进行自适应滤波预测，当雷达获得准确的目标信息，对探测到的目标建立稳定跟踪时输出视频触发信号，触发摄像机进行图像获取及目标提取，并将雷达探测到的目标转换为相对相机的环境坐标数据传输给雷达视频信息融合系统130进行信息融合，

视频采集设备120用于在雷达对目标实现跟踪后，采集目标的图像信息和像素坐标，视频采集设备120由摄像机组成，采集图形信息后通过对图像的处理获得目标特征数据，将目标的像素坐标数据等传输给雷达视频信息融合系统130，雷达视频信息融合系统130的输入端通信连接的雷达与视频采集设备，用于对目标的目标数据与图像信息进行信息融合，具体包含将获得的雷达110采集的目标数据进行坐标转换，从环境坐标转换为图像对应的像素坐标，雷达110探测目标位置与视频采集设备120采集的图像信息或视频数据进行时间配准、第一数据关联及决策判决，并将目标融合结果在显示屏上进行显示，

雷达视频复合数据探测与处理系统的探测与处理方法包含以下步骤：

S1、雷达探测目标采集目标的目标数据和环境坐标，

S1.1、雷达探测目标，对回波数据进行处理获得目标数据，目标数据包含目标的径向距离、径向速度及角度信息，

S1.2、雷达通过数据特征变换，根据几何关系将径向距离与角度信息转换为目标的横向距离及纵向距离，该目标的横向距离及纵向距离组成目标相对视频采集设备的环境坐标，

S1.3、雷达获取目标的目标数据后，对雷达信息进行第二数据关联，雷达对当前时刻获取的目标数据进行第二数据关联的方法包含：航迹分叉法、最近邻方法、联合概率数据关联算法(JPDA)，雷达判断雷达探测的目标数，若雷达探测的目标数小于预设的数目阈值，目标数少或稀疏，则采用航迹分叉法或最近邻方法进行数据关联，计算简单实时性好，若雷达探测的目标数大于预设的数目阈值，目标数多且密集，则采用联合概率数据关联算法(JPDA)进行数据关联，该算法在杂波环境下有很好的跟踪性能，假设杂波环境下有多个目标存在，并且每个目标的航迹已经形成，如果回波有多个，则认为在跟踪门所有的回波都可能源于目标，只是每个回波源于目标的概率有所不同，

S1.4、雷达对当前时刻获取的目标数据进行自适应滤波预测，自适应滤波预测可采用卡尔曼(kalman)滤波跟踪进行目标跟踪预测，将目标，

S2、雷达实现目标跟踪后，视频采集设备采集目标的图像信息和像素坐标，

S2.1、视频采集设备采集目标的图像信息，

S2.2、视频采集设备对图像信息进行图像处理，获得目标特征数据，将目标特征数和像素坐标数据等传输给雷达视频信息融合系统，

S3雷达视频信息融合系统将目标的目标数据与图像信息进行信息融合；信息融合包含：坐标变换、时间配准、数据决策和第一数据关联，

S3.1、雷达视频信息融合系统将雷达获取的目标数据由环境坐标向视频信息对应的像素坐标进行坐标转换，具体包含；环境坐标系Ow-XwYwZw，其原点以视频采集设备垂直于地面的交点为原点Ow(也可设置在任意位置，一般是参照实际情况进行设置)，Yw轴指向视频采集设备采集视频的水平正前方，Zw轴指向垂直于水平面向上，Xw轴位于水平面且垂直于Yw轴，像素坐标系Oo-UV，U轴和Y轴组成成像平面，成像平面垂直于环境坐标系Yw轴，以成像平面左上角为坐标原点Oo，像素坐标系的单位是像素，设视频采集设备离地高度H米时，环境坐标与像素坐标的关系如式(1)：

式(1)中，u为目标在像素坐标系的U轴坐标，v为目标在像素坐标系的V轴坐标，ax、az为视频采集设备Xw轴和Zw轴方向的等效焦距，u0，v0为图像信息的像素中心的坐标，xw，yw，zw分别为相机照射物理范围内的点的环境坐标值，

S3.2、雷达视频信息融合系统对雷达的目标数据和视频采集设备的图像信息进行时间配准，雷达与视频相机数据刷新频率不同，需要将雷达探测目标信息与视频目标提取信息进行时间上的融合，确保配对数据的同步性，发挥好雷达与视频优势互补的作用，一般雷达的数据刷新频率要比摄像机快，可采用基于最小二乘准则的时间配准算法，具体包含：不同种类的传感器C和R，传感器C的采样周期为τ，传感器R的釆样周期为T，采样周期的比例系数为整数n，如果距离传感器C的最近一次目标状态估计时刻记为(k-1)τ，则当前时刻表示为kτ＝[(k-1)τ+nT]，意味着在传感器C的一个周期之内，传感器R对目标状态估计的次数为n，最小二乘法时间配准的思路是将传感器R釆集到的n次测量值融合为一虚拟测量测，并作为当前时刻传感器R的测量值，利用该测量值与传感器C的测量值进行融合，消除时间偏差引起的目标状态测量值不同步的目的，消除时间不匹配对多传感器信息融合精确度造成的影响，

设视频采集设备的采集周期为τ，雷达的采集周期为T，采集周期的比例系数为整数n；若视频采集设备最近一次目标状态估计时刻记为(k-1)τ，则当前时刻表示为kτ＝[(k-1)τ+nT]，n为视频采集设备的一个周期之内雷达对目标探测的次数；

将雷达釆集到的n次测量值融合为一虚拟测量测，并作为当前时刻雷达的测量值，假设S_n＝[S1,S2,...,Sn]^T为(k-1)τ到kτ时刻雷达探测到的某一目标位置数据的集合，sn与kτ时刻视频采集数据对应，若用表示S1,S2,...,Sn融合以后的量测值及其导数构成的列向量，则雷达探测数据的虚拟量测值si表示成：

其中vi表示量测噪声，将上式改写成向量形式为：S_n＝W_nU+V_n

其中，V_n＝[v1,v2,...,vn]^T其均值为零，协方差阵为：

而

为融合以前的位置量测噪声方差，

根据最小二乘准则有目标函数：

使得J为最小，J两边对

求导数并令其等于零得：

从而有：

相应的误差协方差阵为：

将S_n的表达式及式W_n代入以上两式，可得融合以后的量测值及量测噪声方差分别为：

其中c1＝-2/n,c2＝6/[n(n+1)]

当前时刻雷达的测量值与视频采集设备的测量值采用最近邻数据关联方法进行融合，

S3.3、雷达视频信息融合系统对雷达的目标数据和视频采集设备的图像信息进行数据决策，具体包含：雷达视频信息融合系统判断当前时刻视频采集设备采集的图像信息的图像质量是否大于预设的阈值，若是则采用图像信息提取的目标数目信息，若否则采用雷达采集的目标数据提取的目标数目信息，

S3.4、雷达视频信息融合系统对雷达的目标数据和视频采集设备的图像信息进行第一数据关联，这里第一数据关联采用最近邻数据关联方法，具体包含：首先，设置跟踪门以限制潜在的决策数目，跟踪门是跟踪空间中的一块子空间，以视频处理或雷达探测目标位置为中心来设置跟踪门，其大小应保证具有一定的正确匹配的概率，因此，残差较大的将首先被剔除，若跟踪门内雷达探测目标数大于1，则残差最小者被看作目标，

S3.5、雷达视频信息融合系统显示通过显示屏显示目标融合结果信息；处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278包括：处理器、微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元；其中处理器模块适于接收微波通信单元、卫星通信单元和移动通信单元的数据信息，微波通信单元包括：定向天线、射频单元；其中定向天线适于将接收到射频信号发送至射频单元，射频单元适于将射频信号进行调制后，发送给处理器模块进行解调成数据信息；或将数据信息通过处理器模块进行调制后，经过射频单元、定向天线进行发送，卫星通信单元包括：收发器以及Ka频段调制解调器；其中收发器与一特高频UHF天线连接UHF频段信号，处理器用于将接收到的UHF频段信号转换为Ka频段信号，Ka频段调制解调器相连的Ka天线用于向卫星发送转换后的Ka频段信号；或Ka频段调制解调器通过相连的Ka天线接收卫星发送的Ka频段信号，处理器用于将接收到的Ka频段信号转换为UHF频段信号，收发器适于通过特高频UHF天线发送转换后的UHF频段信号，移动通信单元为4G和5G通信模块；处理器适于接收或发送4G和5G信号，有线通讯单元包括：串口通讯电路、CAN总线模块、以太网模块；其中处理器适于接收串口通讯电路和CAN总线模块和以太网模块发送的数据信息，再将上述数据信息转换为Ka频段信号和UHF频段信号；或从Ka频段信号和UHF频段信号中提取出数据信息，通过串口通讯电路、CAN总线模块、以太网模块向外发送，多协议通信网络接入系统将无线通讯方式和有线通讯方式进行结合，即将相应协议的通讯信号发送给处理器，由处理器进行相应协议转换后，经相应通讯方式进行发送，实现了多协议之间的转换，处理器采用STM32系列单片机，STM32F10XC型处理器的21、22、25、26、27、28号引脚分别与以太网模块的36、37、32、33、34、35号引脚相连以进行通信，能够从STM32F10XC型处理器的18、19、20、39、40、41、42、43、45、46号引脚中选择任意引脚用于连接射频单元、收发器和Ka频段调制解调器以及4G和5G通信模块，CAN总线模块采用SN65HVD230型芯片，CAN总线模块1、4号引脚与处理器46、45号引脚电性相连，通过CAN总线模块实现多块处理器进行级联，实现对处理器的拓展，以满足控制多个处理器之间进行通信的需求，串口通讯电路包括：通讯接口、与处理器电性相连的RS485信号通讯电路、RS232信号通讯芯片；其中通讯接口设置有RS485信号通讯电路的输入端和RS232信号通讯芯片的输入端，RS485信号通讯电路的输入端和RS232信号通讯芯片的输入端将数据信息发送至处理器；处理器适于将RS232信号转换为RS485信号，通讯接口的9、10号引脚与处理器30、31号引脚电性相连，通讯接口的3、4号引脚接入RS485信号通讯电路的6、7号引脚，通讯接口的5、6号引脚接入RS232信号通讯芯片的7、8号引脚，RS485信号通讯电路的1、2、4号引脚分别与处理器14、15、16号引脚相连，RS232信号通讯芯片的10、9号引脚分别与处理器12、13号引脚相连，处理器模块内设置有信息分类数据库；处理器模块适于提取数据信息中的关键内容，并在信息分类数据库中进行比对，且根据比对结果进行分类后，按照分类对应的传输方式进行传输，在分类传输时，会将相应待传输的通讯协议加载在数据信息中，以满足相应通讯要求，进而实现多协议之间自动配置，串口通讯电路还包括：与通讯接口电性相连的通信指示电路；通信指示电路设置有第一指示灯、第二指示灯，当与通讯接口相连的RS485信号通讯电路正常工作时，第一指示灯指示为绿灯亮，以及当与通讯接口相连的RS232信号通讯芯片正常工作时，第二指示灯指示为绿灯亮，多协议通信网络接入系统还包括：DC-DC降压电路；DC-DC降压电路适于对设备供电、稳压，通信网络接入系统278与无线载波系统262连接，无线载波系统262与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接，备用雷达视频图像传输线路：车辆视觉系统502与处理器280连接，处理器280与通信网络接入系统278连接，通信网络接入系统278与通信卫星289连接，289与上行链路发射站290连接，上行链路发射站290与地面网络264连接，地面网络264与交换机291连接，交换机291与远程控制中心298连接，远程控制中心298与第二处理器215连接，第二处理器215与视觉显示器255连接，车辆视觉系统502的雷达110和视频采集设备120由雷达视频信息融合系统130融合，443扫描雷达视频信息融合系统130的图像传输给压缩存储单元444、压缩存储单元444把图像传输给第一判断单元445，第一判断单元445把图像传输给压缩数据生成单元446，压缩数据生成单元446把压缩好的图像传输给发送模块447，由发送模块447发送给通信网络接入系统278,通信网络接入系统278通过无线载波系统262和地面通信网络264传输给交换机交换机291，交换机291传输给远程控制中心298,远程控制中心298传输给第二处理器215，第二处理器215连接接收模块263，第二处理器215把接收到的图像传输给接收模块263，接收模块263把接收到的图像传输给压缩数据扫描单元449,压缩数据扫描单元449传输给压缩逻辑获取单元450,压缩逻辑获取单元450传输给解压缩读取单元451,解压缩读取单元451传输给第二判断单元452,第二判断单元452传输给原始字节数据恢复单元453，原始字节数据恢复单元453把图像传输给视觉显示器255，数据压缩、解压缩的方法和系统，图17是数据压缩、解压缩接口信息结构图，接口信息可包括压缩类型和原始字节数据的大小，压缩类型的定义可用0表示无压缩，用1表示已压缩，进一步对原始字节数据中存在连续递增的字节数据，以及原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据进行数据压缩，进一步降低了数据的冗余度，提高了数据传输效率；通过对压缩数据添加接口信息，可保证接收模块正确地完成解压缩处理过程，传输数据经数据压缩后通过无线信道在无线节点411和无线节点414之间进行传输，其中，无线节点411包括发送模块412；无线节点414包括接收模块413；数据压缩功能部署在发送模块413上，数据解压缩功能部署在接收模块413上，数据压缩的方法包括以下步骤：415、扫描原始字节数据，扫描从原始字节数据的第一个字节开始，依次扫描，根据扫描结果，确定出原始字节数据所存在的冗余成分，再针对冗余数据的特点进行下一步的压缩处理步骤，416对原始字节数据进行压缩和存储，若原始字节数据中存在连续相同的字节数据，则与连续相同的字节数据的个数进行第一逻辑运算，得到第一逻辑运算值，将第一逻辑运算值存储为一个字节数据、连续相同的字节数据的任一个字节数据存储为另一个字节数据，例如，当原始字节数据中存在连续相同的字节数据有3个，且分别是0x05，0x05，0x05时，则第一逻辑运算是，使用0x80与连续相同的字节数据的个数0x03进行逻辑“或”运算得到第一逻辑运算值0x83，然后所得到的第一逻辑运算值0x83存储为一个字节数据，将连续相同的字节数据0x05存储为另一个字节数据，417判断原始字节数据是否扫描完成，若扫描完成，则转向步骤418；若未扫描完成，则返回步骤415继续扫描，418根据存储的字节数据，生成压缩数据，步骤416中针对原始字节数据中存在连续相同的字节数据进行压缩处理，使得原来占用3个字节数据的字节数据经数据压缩处理后，只占用2个字节数据，0x83，0x05即为压缩数据，由上述技术方案可知，通过步骤a：扫描原始字节数据b：若原始字节数据中存在连续相同的字节数据，则与连续相同的字节数据的个数进行第一逻辑运算，得到第一逻辑运算值，将第一逻辑运算值存储为一个字节数据、连续相同的字节数据的任一个字节数据存储为另一个字节数据c：判断原始字节数据是否扫描完成，若是，转向步骤d，若否，返回步骤a；d：根据存储的字节数据，生成压缩数据，首先根据步骤419确定原始字节数据中的数据特点；若由步骤420，即当确定原始字节数据中存在连续递增的字节数据；则可执行步骤421，即与连续递增的字节数据的个数进行第二逻辑运算，得到第二逻辑运算值；接着执行步骤422，即将第二逻辑运算值存储为一个字节数据、连续递增的字节数据的第一个字节数据存储为另一个字节数据，其中，第二逻辑运算，是使用0xC0与连续递增的字节数据的个数进行“或”运算，若由步骤423，即当确定原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据；则可执行步骤424，即与不连续相同且不连续递增的字节数据的个数进行第三逻辑运算，得到第三逻辑运算值；接着执行步骤425，即将第三逻辑运算值存储为一个字节数据、不连续相同且不连续递增的字节数据的每一个字节数据依次各存储为另一个字节数据，其中，第三逻辑运算，是使用0x00与不连续相同且不连续递增的字节数据的个数进行“或”运算，最后根据步骤426获得存储的字节数据，根据存储的字节数据，生成压缩数据，在步骤418之后还可增加以下步骤：419对压缩数据添加接口信息，生成压缩数据包，数据解压缩的方法，当无线节点414的接收模块413接收到对方无线节点发送过来的压缩数据后，可使用数据解压缩的方法进行解压缩处理，然后把解压缩后的数据交由本无线节点做后续处理，数据解压缩的方法可包括以下步骤：427扫描压缩数据，压缩数据是原始字节数据通过实施例一中的数据压缩方法进行压缩后得到的数据，428对压缩数据的第n个字节数据进行压缩逻辑判断运算，获取压缩逻辑判断值和压缩逻辑，其中，n为大于等于1的自然数，429、根据压缩逻辑判断值和压缩逻辑，对压缩数据进行解压缩和读取，若压缩逻辑判断值等于第一预设值，则判断压缩逻辑对应原始字节数据中存在连续相同的字节数据；对第n个字节数据进行第一逻辑个数运算，得到数据个数i，其中，i为大于等于2的自然数，重复读取i个压缩数据的第n+1个字节数据，430判断压缩数据是否扫描完成，若扫描完成，转向步骤431；若未扫描完成，则返回步骤427继续扫描，431根据读取的字节数据，恢复原始字节数据，如步骤429，原始字节数据是读取的字节数据0x05，0x05，0x05，在步骤427的基础上，即在根据压缩逻辑判断值和压缩逻辑，对压缩数据进行解压缩和读取的基础上，进一步提供了压缩逻辑判断值等于第二预设值，即压缩逻辑对应原始字节数据中存在连续递增的字节数据；以及压缩逻辑判断值不等于第一预设值且不等于第二预设值，即压缩逻辑对应原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据的情况下，对压缩数据进行解压缩和读取，首先根据步骤432，确定压缩逻辑判断值，若由步骤433，确定压缩逻辑判断值等于第二预设值，则由步骤434，可确定压缩逻辑对应原始字节数据中存在连续递增的字节数据，进一步执行步骤435，对压缩数据的第n个字节数据进行第二逻辑个数运算，得到数据个数j，其中，j为大于等于2的自然数；最后根据步骤436，从压缩数据的第n+1个字节数据开始，依次读取j个字节数据，其中，第二预设值是0xC0；第二逻辑个数运算，是使用0x38与第n个字节数据进行“或”运算，若由步骤437，确定压缩逻辑判断值不等于第一预设值且不等于第二预设值，则由步骤438，可确定压缩逻辑对应原始字节数据中存在不连续相同且不连续递增的字节数据，进一步执行步骤439，对压缩数据的第n个字节数据进行第三逻辑个数运算，得到数据个数k，其中，k为大于等于2的自然数；最后，根据步骤440，即从压缩数据的第n+1个字节数据开始，依次读取k个字节数据，其中，第三逻辑个数运算，是使用0x00与第n个字节数据进行“或”运算，最后根据步骤441、获取读取的字节数据，恢复原字节数据，数据压缩的系统442包括：雷达110，视频采集设备120，雷达视频信息融合系统130，雷达110由激光雷达和毫米波雷达组成，原始字节数据扫描单元443，压缩存储单元444，第一判断单元445和压缩数据生成单元446，发送模块447，原始字节数据扫描单元443，用于扫描原始字节数据；压缩存储单元444，用于对原始字节数据进行压缩和存储；第一判断单元445，用于判断原始字节数据是否扫描完成；压缩数据生成单元446，用于根据存储的字节数据，生成压缩数据，压缩好的数据传输给发送模块447，数据解压缩的系统448包括接收模块263，压缩数据扫描单元449，压缩逻辑判断值和压缩逻辑获取单元450，解压缩读取单元451，第二判断单元452和原始字节数据恢复单元453，其中压缩数据扫描单元449，用于扫描压缩数据；压缩逻辑判断值和压缩逻辑获取单元450，用于对压缩数据的第n个字节数据进行压缩逻辑判断运算，获取压缩逻辑判断值和压缩逻辑，其中n为大于等于1的自然数；解压缩读取单元451，用于根据压缩逻辑判断值和压缩逻辑，对压缩数据进行解压缩和读取；第二判断单元452，用于判断压缩数据是否扫描完成；原始字节数据恢复单元453，用于根据读取的字节数据，恢复原始字节数据，显示器255显示原始字节数据恢复单元453恢复的原始字节数据通过以上连接建立的各个子系统，远程操作员171用以下的系统远程驾驶车辆260行走：第一连杆139的远端在提供水平枢转轴线138的关节处被连接到第二连杆137的近端，第三连杆124的近端在滚动关节处被连接到第二连杆137的远端，使得第三连杆通常围绕沿着第二连杆和第三连杆两者的轴线延伸的轴线在关节123处旋转或滚动，在枢轴关节125之后向远侧进行，第四连杆136的远端通过一对枢轴关节135、134连接到器械保持器136，枢轴关节135、134一起限定器械保持器121，机器人170操纵器臂组件133的平移或棱柱型关节132便于器械126轴向移动，能够将器械保持器131附接到插管，穿过该插管器械126可滑动地被插入，在器械保持器131的远侧，第二器械126包括额外的自由度，第二器械126的自由度的致动由机器人操纵器臂组件133的马达驱动，第二器械126和机器人操纵器臂组件133之间的接口可沿着操纵器臂组件133的运动链更近侧或更远侧地设置，第二器械126包括枢轴点PP的近侧的旋转关节130，其设置在需要的部位处，第二器械126的远侧允许末端执行器128围绕器械腕关节轴线129、127进行枢转运动，能够独立于末端执行器128的位置和取向来控制末端执行器钳口231之间的角度θ，左手持输入装置177和右主输入装置178通过无线通信与控制台169连接和分离，左手持输入装置177与第二处理器215连接，右手持输入装置178与第二处理器215连接，远程操作员171在远程控制台169激活第二处理器215后开始执行远程驾驶工作，远程操作员171的左手控制左手持输入装置177，左手持输入装置177通过第二处理器215控制手臂端197的移动，远程操作员171的右手控制右手持输入装置178，右手持输入装置178通过第二处理器215控制手臂端197的移动，手臂端197使用末端执行器193中的第一接触端194和第二接触端196与方向盘235接触并握紧，通过左手持输入装置177和右手持输入装置178向相反的方向运动能够使方向盘235转动，远程操作员171使用远程控制台169的第二处理器215软件控制机器人170的第一机械手182和第二机械手183，远程操作员171通过测量、模型估计、测量和建模来确定施加在机器人170第一机械手182和第二机械手183上用在方向盘235上的力，第一机械手182和第二机械手183通过远程控制台169向远程操作员171提供触觉反馈，这种触觉反馈能够为远程操作员171模拟手动操纵手臂端197控制方向盘235，能够为远程操作员171模拟由机器人170第一机械手182经历的对应于方向盘235的反作用力，末端执行器193中的第一接触端194和第二接触端196，它们相对于彼此枢转，以便限定一对末端执行器钳口231，对于具有末端执行器钳口231的器械，通过挤压输入装置177、178的抓手构件来致动钳口231，机器人170操纵第一机械手182和第二机械手183将使传动组件195在方向盘235上部移动，使得轴187延伸和收回，提供末端执行器193的期望移动，机器人170操纵第一机械手182和第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185在远程驾驶过程中能够在方向盘235、档位400处、刹车401踏板和油门踏板402处移动，第一机械手182和第二机械手183握紧方向盘235执行汽车方向的变化，第一机械手182上连接有器械保持器180，器械保持器180与器械186和手臂端197连接，器械保持器180与第一机械手182依靠机动化的关节连接，器械保持器180包括器械保持器框架188、夹具189和器械保持器托架190，夹具189被固定到器械保持器框架188的远端，夹具189能够与手臂端197连接和分离，器械保持器托架190与器械保持器框架188连接，器械保持器托架190沿器械保持器框架188的线性平移是由第二处理器215控制的机动化的平移移动，器械186包括传动组件195、细长轴187和末端执行器193，传动组件195与器械保持器托架190连接，轴187从传动组件195向远侧延伸，末端执行器193设置在轴187的远端处，轴187限定纵向轴线192，纵向轴线192与手臂端197的纵向轴线重合并且与由手臂端197限定的纵向轴线重合，当器械保持器托架190沿着器械保持器框架188平移时，器械186的细长轴187沿着纵向轴线192移动，末端执行器193能够从工作空间延长和缩回，远程操作员171通过第二处理器215发送指示，三态开关202接收到激活信号，远程操作员171使用第二处理器215和车辆远程驾驶体系258连接机器人170操纵第一机械手182手臂端197做握紧和远离方向盘235的移动，远程操作员171使用第二处理器215和车辆远程驾驶体系258连接机器人170操纵第二机械手183手臂端197做握紧和远离方向盘235的移动，末端执行器193中的第一接触端194和第二接触端196向方向盘235上施加力，使方向盘235转动，释放三态开关202将手臂端197停止移动，需要手臂端197与方向盘235连接时，远程操作员171发送激活第二方向信号，第一方向与第二方向相反，三态开关202接收到激活第二方向信号，手臂端197向方向盘235移动，151是将主输入装置152连接到从操纵器154的主/从控制器153的简化控制器示意图，使用矢量数学符号来描述控制器输入、输出和计算，其中矢量X将参考笛卡尔坐标中的方位矢量，并且其中矢量q将参考相关联的联动装置的关节铰接配置矢量，有时称为关节空间中的联动装置方位，当存在歧义时，能够将下标附加到这些矢量以识别特定结构，使得

是主输入装置在相关联的主工作空间或坐标系中的方位，而x_s表示该工作空间中的从动件的方位，与方位矢量相关联的速度矢量由矢量上方的点或矢量和下标之间的单词“dot”表示，例如主速度矢量的xdot_m其中速度矢量在数学上被定义为方位矢量随时间变化的变化，控制器153包含逆雅可比速度控制器，在

是主输入装置的方位并是主输入装置的速度的情况下，控制器153计算用于传输到从操纵器154的动力命令，以实现从主速度对应于输入装置的从末端执行器运动，控制器153能够计算从从方位x_s和从速度施加到主输入装置和从那里到远程操作员171的手的力反射信号，第一模块159包含逆雅可比速度控制器，其具有来自使用根据虚拟从路径163修改的逆雅可比矩阵进行的计算的输出，首先描述虚拟从路径，与虚拟从动件相关联的矢量通常用v下标表示，使得关节空间qdot_v中的虚拟从速度被积分以提供q_v，使用逆运动模块162处理q_v以生成虚拟从关节方位信号x_v，虚拟从方位和主输入命令x_m被组合并使用正向运动161进行处理，虚拟从动件的使用有助于在接近系统的硬限制时、在超越系统的软限制时等等进行平滑控制和力反射，由第一控制模块159和第二控制模块160指示的以及控制示意图165的其他部件和其他控制器的结构，该结构包含数据处理硬件、软件和固件，这样的结构包括可重新编程的软件和数据，其体现在机器可读代码中并存储在有形介质中，以供远程控制台169的第二处理器215使用机器可读代码以各种不同的配置存储，包括随机存取存储器、非易失性存储器、一次写入存储器、磁记录介质和光学记录介质，体现代码和与其相关联的数据的信号通过各种通信链路传输，该通信链路包括因特网、内联网、以太网、无线通信网络和链路、电信号和导体和光纤和网络，第二处理器215包含远程控制台169的一个和多个数据处理器，包括操纵器、器械、单独和远程处理结构和位置中的一个和多个的局部数据处理电路，模块包含单个公共处理器板、多个单独的板，模块中的一个和多个分散在多个板上，其中一些板还运行另一个模块的一些和全部计算，模块的软件代码被编写为单个集成软件代码，每个模块分成单独的子程序，或者一个模块的部分代码与另一个模块的一些或全部代码组合，数据和处理结构包括各种集中式或分布式数据处理和编程体系结构中的任何一种，控制器的输出，该控制器将经常试图求解一个特定的操纵器关节配置矢量q，以用于为这些高度可配置的从操纵器机构生成命令，操纵器联动装置通常具有足够的自由度，以便占据给定末端执行器状态的一系列关节状态，其中一个关节的致动直接被沿着运动链的不同关节的类似致动替换的结构，这些结构有时被称为具有过剩、额外或冗余的自由度，同时这些术语通常涵盖运动链，其中中间连杆能够移动而不改变末端执行器的方位，使用图40的速度控制器引导高度可配置的操纵器的移动时，第一模块的主要关节控制器经常试图确定或求解虚拟关节速度矢量qdot_v，其能够被用于以使得末端执行器将准确地遵循主命令x_m的方式驱动从操纵器164的关节，对于具有冗余自由度的从机构，逆雅可比矩阵通常不完全定义关节矢量解，在能够占据给定末端执行器状态的一系列关节状态的系统中，从笛卡尔命令xdot到关节运动qdot的映射是一对多的映射，因为机构是冗余的，所以存在数学上无数个解，其由逆生存的子空间表示，控制器使用列比行更多的雅可比矩阵来体现这种关系，将多个关节速度映射到相对较少的笛卡尔速度，通过由软件约束的远程运动中心298的概念被确定，通过具有计算软件枢轴点的能力，能够选择性地实现以系统的顺应性或刚度为特征的不同模式，在计算估计的枢轴点之后，实现在一定范围的枢轴点/中心上的不同系统模式，在固定枢轴实施方式中，能够将估计的枢轴点与期望的枢轴点进行比较以生成误差输出，该误差输出能够被用于将器械的枢轴驱动到期望的位置，相反地，在被动枢轴实施方式中，虽然期望的枢轴位置可能不是最重要的目标，但是估计的枢轴点能够被用于误差检测并因此用于安全性，因为估计的枢轴点位置的变化指示与方向盘分离或者传感器出现故障，从而使系统有机会采取纠正措施，处理器157包括第一控制器模块157和第二控制器模块160，第一模块157能够包含主要关节控制器，逆雅可比主-从控制器，第一模块157的主要关节控制器能够被配置用于响应于来自主输入装置156的输入产生期望的操纵器组件运动，操纵器联动装置具有一系列用于在空间中的给定末端执行器方位的替代配置，用于使末端执行器呈现给定方位的命令能够引起各种不同的关节运动和配置，第二模块160能够被配置为帮助将操纵器组件驱动到期望的配置，在主-从运动期间将操纵器朝向优选配置驱动，第二模块160将包含配置相关过滤器，第一模块157的主要关节控制器和第二模块160的配置相关过滤器都能够包含由处理器157使用来将关节的线性组合的控制权限传送到一个和多个目标或任务的实现的过滤器，假设X是关节运动的空间，则F(X)能够是对关节进行控制的过滤器，以i)提供期望的末端执行器运动，以及ii)在孔部位处提供器械轴的枢转运动，第一模块157的主要关节控制器可包含过滤器F(X)，从概念上讲，(1-F-1F)(X)能够描述配置相关的子空间过滤器，其给予与实现主要关节控制器的目标正交的关节速度的线性组合的控制致动权限，这种配置相关过滤器能够由控制器157的第二模块160使用以实现第二目标，两个过滤器能够进一步细分为对应于实现更具体任务的更多过滤器，过滤器F(X)能够分成F1(X)和F2(X)，分别用于控制末端执行器和控制枢转轴运动，其中任何一个都能够被选择作为处理器的最高优先级任务，机器人处理器和控制技术将经常利用经配置用于第一控制器任务的主要关节控制器，以及配置相关过滤器，该配置相关过滤器利用由主要关节控制器生成的欠约束解以用于第二任务，参考第一模块描述主要关节控制器，而将参考第二模块描述配置相关过滤器，还能够包括附加功能和各种优先级的附加模块，第一模块和第二模块功能的硬件和编程代码，是完全集成、部分集成能够完全分离的，控制器157能够同时使用两个模块的功能，能够具有多种不同模式，其中一个或两个模块分开使用或以不同的方式使用，在主-从操纵期间，第一模块157能够在很少或没有来自第二模块160的影响的情况下使用，并且当末端执行器未被机器人驱动时，第二模块160在系统装配期间具有更大的作用，两个模块均能够在启用机器人运动的大部分或全部时间是活动的，通过将第一模块的增益设置为零，通过将x_s设置为x_s,actual和通过降低逆雅可比控制器中的矩阵秩使其不能控制太多并使配置相关过滤器具有更多控制权限，能够减少或消除第一模块对操纵器组件的状态的影响，从而将处理器157的模式变为抓持模式，第一模块157能够包含具有雅可比相关矩阵的某种形式的雅可比控制器，在端口抓持模式下，第二模块160能够从从操纵器158接收信号，该信号指示至少部分地由从操纵器联动装置的手动铰接产生的从动件的方位或速度，响应于该输入，第二模块160能够产生适于驱动从动件的关节的动力命令，以便允许从联动装置的手动铰接，同时配置处于期望的关节配置的从动件，在主-从末端执行器操纵期间，控制器能够使用第二模块160来帮助基于不同的信号bqdot_o导出动力命令，这种到控制器157的第二模块160的替代输入信号可用于驱动操纵器联动装置，以便沿着操纵器结构维持或移动微创孔枢轴位置，从而避免多个操纵器之间的碰撞，从而增加操纵器结构的运动范围和避免奇点，以便产生操纵器的期望姿势等，使用来自MTM控制器的输入主动控制远程运动中心(RC)、手臂端197(C)和器械末端执行器(E)参照系的框图231，使用来自主操纵器控制器的输入主动控制器械末端执行器(E)系，同时使用次要输入装置控制远程中心(RC)和手臂端197(C)系的框图232，次要输入装置使用任意参照，而不一定是目系(EYE系)，参照系变换EYETREF能够被直接测量或由间接测量值计算，信号调节单元将这些输入组合在适当的公共系中，以供从操纵器控制器使用，有三个待由系统的控制器控制的参照系，参照系之一(C)是手臂端197的参照系，假设EYETE由主工具操纵器(MTM)控制器命令，远程中心参照系和手臂端197参照系的姿势规范来自以下来源中的一个或组合：(i)MTM控制器指定这些系/参照系在EYE系中，即^EYET_RC和^EYET_C，(ii)次要装置命令这些系姿势在方便的参照系中，即^REFT_RC和^REFT_C(其中能够确定^EYET_REF)，以及(iii)从侧控制器指定这些姿势在从臂的基系(base frame)中，即^WT_RC和^WT_C，系统212和213的示意框图，系统212和213用于使用计算机辅助的车辆远程驾驶体系258的第二处理器215来控制器械末端执行器193参照系和远程控制中心298参照系之间的关系，假设手臂端197参照系和远程控制中心298参照系重合，手臂端197参照系和远程控制中心298在物理上被约束为相对于器械末端执行器193仅沿着手臂端197和器械的纵向轴线移动，采用两种不同的策略，以控制器械末端执行器193的参照系(E系)和远程控制中心298的参照系(RC系)之间的关系，用于主动控制两个参照系无论E系是固定的还是移动的之间的相对距离(d)的一种策略使用来自力/扭矩传感器或三态开关的输入，使用框图来实现用于该模式的控制子系统，该控制子系统能够被描述为‘相对姿势控制器’，使用三态开关相对控制距尖端的距离的一般框图，对从操纵器的增量笛卡尔命令“slv_cart_delta”表示如下：slv_cart_delta＝S*slv_cart_vel*Ts(其中Ts是控制器的采样时间)，S取值[1，-1，0]，这取决于它命令控制方向盘235、档位400、刹车踏板401和油门踏板402的运动，力/扭矩或压力传感器相对控制手臂端197距尖端的距离的一般框图,对从操纵器的增量笛卡尔命令“slv_cart_delta”能够表示如下：slv_cart_delta＝f(F，p)“f”是使用感测到的力或压力F和一些用户定义的参数p作为输入的可编程函数，这是一个导纳控制器，这能够通过借助于关节扭矩传感器和臂运动学知识估计沿手臂端197轴线的笛卡尔力来实现，在这种估计之后，计算的估计值能够用作输入F以命令增量运动，信号F能够是基于用户与操纵器的交互的任何其他测量或计算的力的量，能够独立地控制RC系和E系的轨迹，其中管理这些轨迹的控制输入可能都来自主操纵器，该附加策略的控制子系统框图能够被称为‘独立姿势控制器’，能够概述插入(I/O)运动以允许远程控制中心298或手臂端197相对于器械尖端E的横向运动，远程控制中心298或手臂端197将需要围绕尖端枢转，同时驱动器械以补偿E的运动，这将允许RC和手臂端197在驾驶室内的运动，提供远程系统的故障反应、故障隔离和故障弱化的方法，机器人170的组件协同交互以执行在机器人170中的故障反应、故障隔离和故障弱化的各种方面，第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185均包括多个节点，每个节点控制多个马达，该马达驱动在机械手臂中的接头和连杆机构以影响机械手臂的运动自由度，每个节点也控制用于停止马达旋转的多个制动器，第一机械手182具有马达307、309、311和313；多个制动器308、310、312和314以及多个节点315、316和317，每个节点315，316控制单个马达/制动器对；节点317控制两个马达/制动器对，传感器处理单元318被包括以提供马达位移传感器信息到节点317用于控制目的，第二机械手183、第三机械手184、第四机械手185与第一机械手182类似被配置为具有马达、制动器和节点，每个机械手臂操作地耦连到手臂处理器，手臂处理器328操作地耦连到第一机械手182的节点，手臂处理器325操作地耦连到第二机械手183的节点，手臂处理器323操作地耦连到第三机械手184的节点，以及手臂处理器321操作地耦连到第四机械手185的节点，每个手臂处理器还包括接头位置控制器，用于将其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置转变为用于驱动其操作地耦连的机械手臂中的马达的电流命令以将其相应的接头驱动到期望的接头位置，系统管理处理器320操作地耦连到手臂处理器328，325，323，321；系统管理处理器320还将与机械手臂相关联的用户操纵输入装置平移到期望的接头位置尽管示为分离单元，手臂处理器328，325，323，321也通过程序代码被实施为系统管理处理器320的一部分，手臂管理处理器319操作地耦连到系统管理处理器320和手臂处理器328、325、323、321，该手臂管理处理器319开始、控制和监控手臂的某些协调活动以便于使系统管理处理器320免于必须这样做，手臂管理器319也通过程序代码被实施为系统管理处理器320的一部分，处理器和节点中的每个被配置成通过硬件、固件和软件编程的任一组合来执行本文的各种任务，它们的功能通过一个单元来被执行或者在许多子单元之中被分配，每个子单元又通过硬件、固件和软件编程的任一组合来实施，该系统管理处理器320被分配为遍及机器人170的子单元，比如远程控制台169、以及机器人170的基座173，系统管理处理器320、手臂管理处理器319以及每个手臂处理器328，325，323，321包括多个处理器以执行各种处理器和控制器任务和功能，每个节点和传感器处理单元包括发射器/接收器(TX/RX)对，以便于与其机械手臂的其它节点和操作地耦连到其机械手臂的手臂处理器进行通信，TX/RX以菊花链连入网络，在这种菊花链布置中，当每个节点的RX接收来自邻近节点的TX的信息包时，它核实在该包中的目的地字段以确定是否该包用于其节点，该包用于其节点，则该节点处理该包，该包用于另一节点，则节点的TX在与它所来之处的相反方向上传递所接收包到邻近节点的RX，通过使用包交换协议(packet-switching protocol)，信息以包的形式在菊花链网络上传递，故障反应逻辑(FRL)线路被提供在每个机械手臂中，故障通知通过手快速传送，第一机械手182包括与手臂处理器328和机械手臂315的节点315、316和317中的每个耦连的FRL线路，当手臂处理器328和节点315，316和317中的一个检测到影响它的故障时，该手臂处理器或节点拉高FRL线路329以快速传送故障通知到与该线路329耦连的其它组件，相反地，当该手臂处理器328将要传输恢复通知到第一机械手182的节点时，它拉低FRL线路329以快速传送该恢复通知到与该线路329耦连的其它组件，虚拟FRL线路329通过指定包中的一个或更多个字段包括这样的故障通知和恢复通知而被代替地使用，在327中，该方法检测在多个机械手臂的失效手臂中的故障，其中由于所检测的故障该机械手臂变成“失效手臂”，在328中，该方法然后将该失效手臂置入安全状态，其中“安全状态”指的是通过阻止手臂的进一步运动来隔离所检测故障的失效手臂的状态，在329中，该方法确定该故障应被看作系统故障还是局部故障，其中“系统故障”指的是影响多个机械手臂中的至少一个其他的机械手臂的性能的故障，并且“局部故障”指的是影响仅失效手臂的性能的故障，因为局部故障导致仅失效手臂被保持在安全状态下直到该故障被清除，所以它不是导致非失效机械手臂的不安全操作的故障类型，该故障是导致非失效手臂的不安全操作的类型，则该方法应产生所检测故障是系统故障的确定，其中在系统中的所有机械手臂将被置入安全状态，在330中，该方法在仅当该故障将被看作系统故障时将多个手臂中的非失效手臂置入安全状态，其中“非失效手臂”指的是在其中没有故障已经被检测到的多个机械手臂中的机械手臂，在331中，该方法确定所检测故障被分类为可恢复系统故障还是不可恢复系统故障，在332中，该故障被分类为可恢复系统故障，则该方法提供给系统用户恢复选项，在333中，该故障被分类为不可恢复系统故障，则该方法等待系统关闭，在329中的确定是该故障将被看作局部故障，然后在334中，该方法确定该故障被分类为可恢复局部故障还是不可恢复局部故障，在335中，该故障被分类为可恢复局部故障，则该方法提供给系统用户恢复选项和弱化操作选项，在336中，该故障被分类为不可恢复局部故障，该方法仅提供弱化操作选项，执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过机器人170的多个机械手臂的每个节点315、316和317被执行，在337中，每个节点持续地监控在该节点中的信号和信息以使用常规故障检测方法来检测影响节点的故障，这种类型的所检测故障在本文被称为“局部故障”，因为它局限于节点，该节点也针对由其手臂处理器或其机械手臂内另一节点发出的故障通知监控FRL线路，这种类型的所检测故障在本文被称为“远程故障”，因为它不局限于该节点，所检测的故障是硬件、固件、软件、环境或相关的通信，其中故障已经被检测到的节点在本文被称为“失效节点”，它的机械手臂在本文被称为“失效手臂”，其中没有故障已经被检测到的节点在本文被称为“非失效节点”，其中没有故障已经被检测的机械手臂在本文被称为“非失效手臂”，在338中，在337中检测到故障，则节点将其自身置入安全状态，这通过停用该节点的一个或更多个受控马达来完成，这通过接合该节点的一个或多个受控制动器来完成，在339中，该节点确定所检测的故障是局部故障还是远程故障，如之前参照337，故障的来源确定它将被看作局部故障还是远程故障，该故障被确定为局部故障，则该节点是失效节点，在第一种情况下，该失效节点通过执行如下的343-346和341-342而持续，该故障被确定为远程故障，则该节点是非失效节点，在第二种情况下，非失效节点通过执行如下的340-342而持续，在343中，该失效节点在失效机械手臂中在上游方向和下游方向上传送故障通知到邻近节点，该“下游”方向指的是信息包远离该节点的手臂处理器行进的方向并且“上游”方向指的是信息包朝向该节点的手臂处理器行进的方向，节点完成该过程的一个方式是通过将FRL线路拉到高状态，在344中，该失效节点然后诊断故障并且发送错误消息到系统管理处理器320，该错误消息优选包括故障信息，它的错误代码、错误类和起源(origin)，可能发生的会影响到节点的每种错误类型都被分配错误代码，该错误代码被分类为错误类，有至少四种错误类：可恢复手臂故障、不可恢复手臂故障、可恢复系统故障以及不可恢复系统故障，使用“可恢复”意味着用户被提供有尝试从故障中恢复的选项，使用“不可恢复”意味着用户不被提供有尝试从故障中恢复的选项，故障的起源包括节点的身份的信息以及节点内故障的来源的可选附加信息，在345中，失效节点确定所检测故障是否为可恢复局部故障，在345中的确定为否，则在346中，该失效节点保持在它的安全状态下并且忽视它可能在FRL线路上随后接收的任何恢复通知，在345中的确定为是则该失效节点行进到341，在339中的确定是所检测故障将被看作远程故障，则在340中，虚拟FRL线路被使用，则该非失效节点在与从故障通知所来之处的相反方向上传送所接收故障通知，在真实FRL线路的情况下，非失效节点不需要对故障通知的这种传送采取任何行动，在341中，失效节点和非失效节点两者等待将被接收的恢复通知，在342中，一旦恢复通知被接收，则节点将它自身从安全状态返回到它的正常操作状态，这通过颠倒在338中所采取的行动同时避免突然变化来完成，该节点返回以执行参照337的故障检测任务，执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的各方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过每个手臂处理器321、323、325和328被执行，该每个手臂处理器操作地耦连到机器人170的机械手臂，在347中，每个手臂处理器在执行它的正常操作任务时，也持续监控它自身操作并且注意在其操作地耦连的机械手臂中的失效节点所传送的故障通知，在监控它自身操作时故障被检测到，则该故障在本文被称为“局部故障”，故障通过接收到来自在其操作地耦连的机械手臂中的失效节点的故障通知而被检测，则该故障被称为“远程故障”，远程故障是通过手臂处理器操作地耦连到的机械手臂中的失效节点沿着FRL线路传送的故障通知，在347中故障已经被检测，在车辆视觉系统502中，手臂处理器通过将接头位置控制器的输出马达电流命令锁定到零来将它的接头位置控制器置入安全状态，这用于加强它们相应节点的安全状态，在349中，手臂处理器确定所检测故障是局部故障还是远程故障，在347中，故障的来源确定了故障将被看作局部故障还是远程故障，该故障被确定为局部故障，则手臂处理器被看作失效节点，手臂处理器通过执行如下353-356和351-352而持续，故障被确定为远程故障，则手臂处理器被看作非失效节点，手臂处理器通过执行350-352而持续，在353中，手臂处理器将故障通知向下游传送到其操作地连接的机械手臂的所有节点，该手臂处理器完成该过程的一个方式是通过将FRL线路拉到高状态，在354中，手臂处理器诊断故障并发送错误消息到系统管理处理器320，该错误消息包括故障信息，错误代码、错误类以及起源，发生的会影响到手臂处理器的每种错误类型都被分配错误代码，该错误代码被分类为错误类，有至少四种错误类：可恢复处理器故障、不可恢复处理器故障、可恢复系统故障以及不可恢复系统故障，故障的起源包括手臂处理器的身份的信息以及手臂处理器中故障的来源的可选附加信息，在355中，手臂处理器确定所检测故障是否为可恢复局部故障，通过故障的错误类来完成该确定，在355中的确定为否，则在356中，该失效手臂处理器的接头位置控制器保持在其安全状态并且手臂处理器忽视其可能在FRL线路上随后接收的任何恢复通知，在355中的确定为是，则该手臂处理器行进到350，在349中的确定是所检测故障将被看作远程故障，则在350中，手臂处理器等待从系统管理处理器320接收的恢复通知，在351中，一旦恢复通知被接收，则手臂处理器通过例如将它的FRL线路拉低来传送该恢复通知到在其操作地耦连的机械手臂中的所有节点，在352中，手臂处理器然后将它的接头位置控制器从安全状态返回到它的正常操作状态，该过程通过释放接头位置控制器的输出马达电流命令来完成，以便它们可再一次反映其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置同时避免突然的变化，该手臂处理器然后返回以执行参照347的它的故障检测任务，执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的各方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过机器人170的系统管理处理器320被执行，在357中，系统管理处理器在执行它的正常操作任务时也等待以接收从机器人170的另一组件所传输的错误消息，错误消息在357被接收，则在358中，系统管理处理器为了安全目的通过例如命令机器人系统中的所有手臂处理器328、325、323和321的接头位置控制器以它们的电流值锁定它们各自的输出来停止该系统，没有新的电流命令输入被提供到机械手臂，直到接头位置控制器的输出被解锁，接头位置控制器的输出的这种锁定在本文被称为“软锁”接头位置控制器，该方法然后行进到359，在359中，该系统管理处理器确定所检测故障应被看作系统故障还是手臂故障，该系统管理处理器通过检查在错误消息中所提供的错误类信息来完成该步骤，系统故障包括被分类为或者可恢复系统故障或者不可恢复系统故障的所有故障，因为这些故障可应用于不只是失效机械手臂，相反地，手臂故障包括被分类为或者可恢复局部故障或者不可恢复局部故障的所有故障，因为这些故障仅可应用于失效机械手臂，针对将被看作手臂故障的所有故障，执行360-366，在360中，该系统管理处理器给机器人170的远程操作员171提供接受机器人170的弱化操作的选项，该局部故障是可恢复局部故障，则该系统管理处理器还给用户提供从故障中恢复的选项，除了每个所提供的选项之外，所检测故障的信息也通过系统管理处理器提供，以辅助远程操作员171确定是否接受该选项，该选项和故障信息被提供在远程控制台169的视觉显示器255上，在361中，该系统管理处理器等待远程操作员171选取在360中所提供的选项，一旦选项被远程操作员171选取，则在362中，该系统管理处理器确定所选取的选项是弱化操作选项还是恢复选项，恢复选项被提供并且该远程操作员171选取恢复选项，则在381中，该系统管理处理器发送恢复通知到失效机械手臂的手臂处理器，该失效机械手臂的手臂处理器将处理该恢复通知，包括传送恢复通知到失效手臂的所有节点，失效手臂的节点然后处理该恢复通知，在382中，系统管理处理器然后通过解锁所有手臂处理器的接头控制器的输出而释放接头控制器的软锁，以便接头控制器再次发出反映它们的操作地耦连的机械手臂的期望接头位置的马达电流命令然后，该系统管理处理器返回执行参照357的它的任务，远程操作员171选取弱化操作选项，则在363中，该系统管理处理器给远程操作员171提供从故障中恢复的选项，在这种情况下从故障中恢复不同于参照381-382的恢复，因为没有尝试恢复失效手臂，恢复仅应用于恢复非失效手臂的正常操作，在364中，该系统管理处理器等待用户选取在363中所提供的选项，一旦选项被远程操作员171选取，则在365中，该系统管理处理器发送消息到失效手臂的手臂处理器以加强该故障，故障的加强在这种情况下意味着附加步骤被采取以完全关闭失效机械手臂的操作，这种加强措施的一个示例是从主/从控制系统的其它部件操作地断开手臂处理器的接头位置控制器，该主/从控制系统产生其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置另一加强措施是关闭到失效机械手臂的电源，在366中，该系统管理处理器随然后通过解锁所有非失效手臂的手臂处理器的接头控制器的输出来释放接头控制器的软锁，以便接头控制器再次发出反映其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置的马达电流命令该系统管理处理器然后返回执行参照357的任务，在367中，该系统管理处理器使系统FRL情况对在机器人170中的所有节点有效，通过引起FRL线路329、327、384和385被拉高从而使故障通知同时被提供给手臂处理器和第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184和第四机械手185的节点来完成该步骤，在369中，该系统管理处理器然后确定该系统故障是否为可恢复系统故障，通过检查在所接收错误消息中的错误类来完成该步骤，在369中的确定为否，则在363中，该系统管理处理器没有采取进一步行动并且等待该系统被关闭，在369中的确定为是，则在370中，该系统管理处理器提供给用户从故障中恢复的选项，在371中，该管理处理器等待远程操作员171选取恢复选项，该选项被选取则在372中，该系统管理处理器发送恢复通知到机器人170的所有机械手臂的手臂处理器，在373中，该系统管理处理器在接收来自171的请求或行动时释放每个接头控制器的软锁以在其正常操作状态下操作接头控制器的手臂，以便所释放的接头控制器再一次发出反映其操作地耦连的机械手臂的期望接头位置的马达电流命令该系统管理处理器随后返回执行参照357的任务，执行故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的各方面的流程图，该故障反应、故障隔离和故障弱化通过操作地耦连到机器人170的系统管理处理器和手臂处理器328、325、323和321的手臂管理处理器被执行，手臂管理处理器319开始、控制和监控机器人170的第一机械手臂第一机械手182、第二机械手183、第三机械手184、第四机械手185的某些协调活动，该手臂管理器319开始和监控启动制动器测试，其中该手臂管理器319与手臂处理器328、325和323中的每个通信，以便具有不同扭矩值的具体制动顺序被应用到它们的各自机械手臂的制动器，该活动的协调在这种情况下通过手臂管理器319进行，因为将其编码到每个手臂处理器的开销是多余的，在每个顺序的结束时，由每个手臂处理器所计算的最大扭矩值被传递回手臂管理器319，超出范围的错误发生时，则手臂管理器319将传递故障通知到失效手臂，手臂管理器命令该手臂处理器执行手臂活动，监控结果，并且决定该活动结果是否表示手臂失效，在374中，手臂管理器根据机械手臂各自手臂处理器的报告监控机械手臂的协调活动以检测在一个手臂中的故障，当所报告的测量超过预期值达阈值量时，该手臂管理器确定故障已经发生，在这种情况下所检测的故障是机械手臂的节点中的一个节点或手臂处理器一般不会检测的故障，在故障已经在374中被检测到之后，然后在375中，手臂管理器抑制到失效手臂的任何进一步命令，没有进一步命令将从手臂管理器被传输到失效手臂的手臂处理器，直到或者从系统管理器接收恢复通知或者重新启动该系统，在376中，该手臂管理器通过将失效手臂的FRL线路拉到高状态来传送故障通知到失效手臂，在虚拟FRL线路的情况下，手臂管理器通过失效手臂的节点中的一个节点或手臂处理器传输在与被指定用于传输故障通知的包字段相同或不同的包字段中的故障通知，在377中，该手臂管理器发送错误消息到系统管理器，该错误消息具有故障的可用细节，通过手臂管理器检测的每种故障类型被分配错误代码，并且该错误代码被分类为错误类，故障的起源包括失效手臂的身份信息以及故障的来源的可选附加信息，在357中该系统管理器然后开始处理错误消息，在378中该手臂管理器确定所检测故障是否为可恢复故障，根据故障的错误类来进行该确定，在378中的确定为否，则在381中，手臂管理器持续抑制到失效手臂的任何进一步命令并且忽视随后从系统管理器接收的任何恢复通知，在378中的确定为是，则在379中，该手臂管理器等待从管理处理器所接收的恢复通知，在380中，恢复通知被接收，该手臂管理器停止抑制到失效手臂的命令并且返回它的正常操作模式并且执行参照374的故障检测任务，第二和第三实施例双模驾驶模式的系统连接图，采用模块化设计思路无人驾驶控制器525，无人驾驶控制器525与车辆视觉系统502连接、无人驾驶控制器525与定位导航模块274、规划系统模块528、无人驾驶控制器525与车辆总线276连接，控制系统模块529与机器人170连接，各模块之间采用以太网和CAN总线通讯，无人驾驶控制器525采用可重构计算AI芯片，基于Linux系统平台进行程序编写，综合车辆整车参数和运营特点参数定制控制策略，具体控制策略包括：1、无人驾驶控制器525作为控制模式的仲裁控制器，决定当前是否处于无人驾驶模式，是否满足无人驾驶模式的条件；2、当处于远程驾驶模式下，控制系统模块屏蔽无人驾驶控制器发出的控制命令，响应远程操作命令；3、当处于无人驾驶控制模式下，根据无人驾驶控制器525收到的环境感知模块接受到的激光雷达、毫米波雷达和摄像头等的信息，经各传感器融合的优化信息，以及接收到的陀螺仪感知的车身姿态信息和DGPS定位导航模块提供的经纬度信息，结合经深度学习获知的循迹路线，通过并行建图与定位技术(SLAM)自适应路线规划行驶，第二实施例双模驾驶切换逻辑图，采用远程控制驾驶模式能够切换成智能无人驾驶模式，应急切换模式：“远程控制驾驶模式”信号中断自动发送请求517，此时无人驾驶控制器判断进入无人驾驶模式自动接管远程驾驶模式，执行518，不允许进入无人驾驶模式，反馈信号519，当需从“无人驾驶模式”进入“远程控制驾驶模式”时，通过复位外置无人驾驶控制开关或预先规划好的退出无人驾驶逻辑切换到正常驾驶模式，执行控制指令520，第三实施例双模驾驶切换逻辑图，采用远程控制驾驶模式能够切换成智能无人驾驶模式，正常切换模式：当需从“远程控制驾驶模式”进入“智能无人驾驶模式”时，按下外置无人驾驶控制开关向无人驾驶控制器发送请求521，此时无人驾驶控制器判断是否进入无人驾驶模式，允许进入无人驾驶模式，执行522，不允许进入无人驾驶模式，反馈信号523；当需从“无人驾驶模式”进入“远程控制驾驶模式”时，通过复位外置无人驾驶控制开关或预先规划好的退出无人驾驶逻辑切换到正常驾驶模式，执行控制指令524。

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