Fjernstyring av kjøretøy over 5G/4G
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2778184Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
I denne rapporten undersøkes mulighetene for fjernstyring av kjøretøy over 5G/4G,der hovedfokus er utfordringer knyttet til forsinkelse i video og styringssignal. Videre vektlegges også den subjektive brukeropplevelsen ved styring av kjøretøyet,dette for å gi en totalvurdering av systemet.
Prosjektet er gitt av Yara og er en del av EU prosjektet ’5G-SOLUTIONS’ delprosjekt ’UC3.5: Autonomous assets & logistics for smart port’. 5G-nettet til Telenorbenyttes og prosjektet er et ’proof of concept’ for fjernstyring av kjøretøy over5G/4G.
Det er benyttet en Arduino som motorkontroller, festet på et egetdesignet kretskortmed en logikk-konverteringskrets. For montering på kjøretøyet er det designet en3D-printet brakett, med monteringsmuligheter for kretskort, Raspberry Pi, kamera og antenner.
For nettverkskommunikasjon og video-prosessering er det benyttet to RaspberryPi, en på pilot-siden og en på kjøretøyet. Bilen styres ved hjelp av ratt og pedalerog piloten mottar direktevideo fra bilens perspektiv.
Hvordan minimere videoforsinkelsen har vært en stor utfordring i prosjektet. GStreamer har vist seg å være den beste løsningen, og benyttes derfor i alle ledd avvideokommunikasjon. Nettverkskoden er utviklet i C++ og motorkontrolleren erutviklet i AVR-C.
Videre er egenutviklede tester brukt for å tallfeste video- og styringssignalenesforsinkelse. Testmetoder som er brukt er ping-test, signaltest med ekstern stoppeklokke og glass-to-glass test av video.
Resultatene fra test av forsinkelse viser at overføring via 5G gir medianverdierpå cirka 123 ms for video, og cirka 35 ms for styringssignal. Overføring via 4G girnoe høyere verdier, henholdsvis cirka 133 ms og cirka 39 ms.
Subjektivt oppleves det at piloten har god kontroll over kjøretøyet. En viktig grunntil dette er valg av ratt, pedaler og racingstol for fjernstyring. In this report, the feasibility of controlling a vehicle remotely over 5G/4G is explored. The main focus is latency in regard to video- and control signals. The subjective experience of controlling the vehicle is also discussed, in order to give acomplete assessment of the system.
The project is given by Yara, and is a part of the EU-project ’5G-SOLUTIONS’,subproject ’UC3.5: Autonomous assets & logistics for smart port’. Telenor’s 5Gnetwork is used, and the project is a ’proof of concept’ for proving the feasibilityof operating vehicles remotely over 5G/4G.
An Arduino is being used as motor control unit (MCU), mounted on a self-designedPCB. For mounting on the vehicle, a 3D-printed bracket is designed. This allowsfor mounting of the PCB, Raspberry Pi, camera, and antennas.
Network communication and video processing is done by two Raspberry Pis, oneon the pilot side and one on the vehicle. The vehicle is controlled by steering wheel and pedals, while the operator receives live video from the perspective of thevehicle.
How to minimize video latency has proved to be a challenge. GStreamer has beenfound to be the best solution, and is therefore used in all aspects of video communication. The network code is written in C++ and MCU software in AVR-C.
Furthermore, self-developed tests are used to benchmark the latency of the videoand control-signal. Tests used include ping test, measurements of signal latencywith the help of an external microcontroller for time-measurement, and glass-toglass test of video.
Testing show that transmission by 5G gives median latency values of approximately 125 ms in the case of video, and approximately 35 ms in the case of controlsignals. Transmission by 4G results in higher values, approximately 135 ms in thecase of video, and 39 ms in the case of control signals.
Subjectively, there is a feeling of being in control when operating the vehicle.