基于开源技术的待办事项辅助系统，集成虚拟孪生技术

《IEEE Open Journal of Intelligent Transportation Systems》：Open Source based ToD Assistance System with Virtual Twin Technology

　　

摘要：

本研究提出了一种基于虚拟孪生的远程驾驶辅助（ToD）系统，旨在支持远程干预并提高自动驾驶车辆的可靠性，尤其是在发生故障的情况下。该系统实现了物理车辆与仿真环境之间的实时通信，使远程操作中心（ROC）能够通过虚拟孪生界面监控车辆状态并发布控制指令。该系统基于开源平台构建，包括Autoware、ROS 2、MQTT和CARLA，实现了定位、感知和路径规划数据的无缝同步。为了验证系统性能，在城市和高速公路驾驶环境中进行了实际测试，涵盖了左转、右转和环岛导航等场景。实验结果证实了路径跟踪的准确性、控制指令执行的稳定性以及物理系统与虚拟系统之间的实时响应性。延迟分析显示，系统的平均端到端延迟为0.055秒，这表明基于消息的架构比传统的基于视频的ToD系统具有更高的通信效率。该系统在可扩展应用方面具有巨大潜力，例如紧急远程控制、多车辆监控和自动驾驶测试自动化。未来的工作包括定义正式的故障标准以及开发智能决策算法，以实现自动驾驶模式与远程操作模式之间的无缝切换。