作者：卡车技术前线
导读
可靠的互连性对于新一代汽车实现更高程度的自动驾驶至关重要。汽车越来越成为互连计算机的网络 —— 其中一些是功能强大的 CPU，而另一些则是低端微控制器，它们都参与处理数据、做出决定和 / 或争夺资源。当包括图像和激光雷达处理、传感器融合、驾驶控制和遥控操作时，互联数量会增加，因此系统的复杂性也会增加。随着车辆体系结构和相关处理需求的演进，面向服务的新型 ADAS 和具有关键时间限制的自动驾驶功能都需要具备安全、快速的互连性软件解决方案，同时还要考虑到可扩展性。
解决这一日益增长的问题所需的技术必须能够实时共享数据并处理具有不同优先级、源和目的地的大量数据，创建一个更为可靠和稳健的解决方案。对于传统和非传统的汽车竞争对手来说，在安全关键的环境中构建软件具有一系列具有挑战性的要求，并非所有软件解决方案都能胜任这一任务。
目前可供选择的四种连接方案：
第一种选择是利用为大规模系统开发的云和企业技术，这些技术将适用于远程操作等解决方案。
第二种选择是从头开始构建解决方案。
第三种方法是选择一种新的汽车平台，例如 AUTOSAR Adaptive、ROS 2、Apollo 等，并围绕它们构建系统。
第四种方法是使用基于标准的关键技术中已证明的基础技术。上面提到的几种汽车平台都使用 Data Distribution Service™（DDS）标准作为其核心。DDS 在航空航天，国防和医疗保健等不同市场的关键任务项目中已使用了数十年。
该标准连接解决方案提供：
-
实时性能
-
细粒度的数据控制，包括实时的发布者端过滤
-
服务质量（QoS），涵盖可靠性、持久性、期限和活跃性
-
使用称为实时发布订阅（RTPS）的通用线路表示，供应商之间的安全性、多功能性和互操作性
RTI（Real-Time Innovations）公司是全球最大的智能机器和现实系统互联软件框架提供商。具备世界领先的 Connext 技术产品实时共享信息软件框架，其可靠性、安全性、可扩展性已在最苛刻的工业系统中得到证明。
作为唯一基于标准的解决方案，RTI Connext Drive 是一个基于开放式数据分发服务（DDS）标准的软件框架。是一套用于自动驾驶汽车的汽车级互连解决方案，也是一套经过验证的软件框架，能够满足业界严格的安全、安保和性能要求，能够支持自动驾驶车辆从研发到量产的全套流程。RTI 公司 Connext Drive 解决方案作为框架的优势，它是对 AUTOSAR 等成熟标准的有益补充，同时还促进了强大的汽车互联系统的发展。
小鹏汽车是中国首个在自动驾驶辅助汽车上应用 Connext DDS（Data Distribution Service）技术产品的企业；Aptiv 公司将 RTI 公司互连中间件 RTI Connext® DDS 用于自动驾驶车辆安全车载通信，做为自动驾驶车辆内部安全数据传输工具；2020 年 7 月 RTI 宣布加入百度阿波罗自动驾驶合作伙伴生态系统；2021 年 1 月，恩智浦和 RTI 公司合作推进自动驾驶汽车开发。
2021 年 5 月 11 日，RTI（Real-Time Innovations）公司发布了其软件框架 RTI-Connext 的最新版本 - Connext 6.1 版，旨在解决构建远程操作、实时自动系统的公司所面临的开发和部署挑战。
自动系统必须在无法访问、远程或危险环境中运行。自动系统的例子包括水下无人机、远程医疗设备、太空系统以及建筑和采矿机器人。对于许多这样的系统，人工智能目前在处理机器在许多不同类型的工况条件下的能力是有限的。因此，如果机器人卡住，有时需要远程操作员进行干预、启动或恢复操作。
保证自动系统的分布式控制的连接性具有挑战性。在许多情况下，机器人在不适宜居住的环境中工作，这些环境的连接往往是不可靠和低带宽的。根据环境的不同，操作员可能无法接近设备。这会影响操作员和机器人之间的通信和连接速度。通信范围可以包括局域网、广域网、公用网和专用网。
Connext 6.1 引入了一些功能，可以在任何网络上轻松地进行实时远程操作。例如，如果网络连接随着系统的移动而改变，那么连接是无缝的而不需要重新连接、安全的而不需要重新协商、可靠的而不会丢失信息。因此，远程操作可以不间断地实时继续。Connext 6.1 支持并优化高度可变局域网（LAN）和广域网（WAN）环境下的快速通信。此外，connext6.1 不需要软件更改来支持不同的网络类型。它的应用程序编程接口（API）抽象（abstracts）了底层网络，允许开发人员以任何环境为目标。Connext 6.1 提供了首个远程自动系统控制的实用设计。
连接地理分布的系统
Connext 6.1 中简化地理分布系统开发和部署的新功能包括：
-
实时 WAN 传输在有损、低带宽和公共网络上提供可靠、低延迟、安全的通讯。它通过不断变化的互联网地址支持网络地址转换（NAT：Network Address Translation）遍历（traversal）和移动应用。
-
云发现服务简化了动态系统的部署，在动态系统中，应用程序、资产及其网络地址在配置时可能是未知的。它为应用程序提供了一种相互发现和直接进行点对点（peer-to-peer）通信的方法。这将最小化延迟并最大化吞吐量。它远远优于传统的集中式代理解决方案。
-
内置数据压缩可提高带宽受限网络的效率。压缩可以最大限度地利用带宽，降低开销和延迟，同时提高吞吐量。压缩算法和级别的选择允许针对不同负载类型优化处理器与网络的利用率。
广域网传输功能是实现点对点（peer-to-peer）UDP 广域网通信的最快、最简单的方法之一，特别是对于已经使用 RTI Connext DDS 的项目，也适用于那些使用其他中间件甚至从最初开始的项目，Mission Robotics 能够从头开始创建一个概念验证，在三个小时内通过互联网远程控制和监控一个机器人。考虑到本应投入这项工作的时间和资源，这绝对是一个游戏规则的改变者。
机器人对于探索来说是必不可少的，它将被用于复杂的操作，比如建造和维护太空基础设施。虽然自动发展很快，但光靠它是不够的。这些系统必须结合人类和机器智能。这使得机器人可以充当人类的‘化身’：人类可以处理方向和复杂情况，但机器人足够聪明，可以执行实际操作。这种协作式远程控制对所有智能系统都至关重要。
这并不是一件轻而易举的任务。在不可靠的网络上远距离引导半自动系统与企业网络技术不兼容。RTI-connext6.1 与新的实时广域网传输一起，优化了速度并修复了丢失的数据包，使用户能够可靠地控制系统，尽管存在固有的延迟。RTW 将使连接运输和其他自动系统发挥作用。它是高效、可扩展和安全远程操作的基础。
小松公司正在开发一个由 RTI Connext DDS 平台支持的采矿技术生态系统。通过 RTI Connext DDS，能够连接来自所有不同类型机器、挖掘过程、系统和第三方应用程序的数据，同时利用边缘和云计算实现互操作性、自动性和优化。Connext 6.1 中的实时 WAN 传输和云发现服务可帮助克服技术障碍，同时简化软件架构。
高效开发大规模异构系统
除了对复杂网络环境的支持外，connext6.1 中的新特性还能够促进任何大规模异构分布式系统的开发。
-
对.NET Core 5 的支持允许开发人员使用 C#，并在任何支持.NET 标准 2.0 的平台上运行应用程序。除了 Windows，还包括 Linux、macOS 和 Unity 游戏引擎。
-
一种新的系统设计器（System Designer）工具提供了一种图形化的方法，可以方便直观地定义基于 Connext 的系统中的配置和接口。这有助于确保应用程序遵循通用架构，并且可以以即插即用的方式进行互操作。
-
管理控制台（Administration Console）包括增强的图形视图，以便更容易地实现实时大型系统的组件及其互连性的可视化。这使得 OEM 厂商和系统集成商能够更好地观察测试和部署期间的行为，并更快地识别配置或网络问题。
自主创新正以前所未有的速度加速。随着系统变得更加互联、智能化和移动化，围绕开发和安全的挑战仍然非常复杂。RTI 的 Connext 产品的最新更新，可提供远程操作自主系统的基础软件。在智能网联汽车领域，RTI 产品被世界领先的制造商用来连接他们在互联汽车和自动驾驶汽车中的高性能应用，具有更快的上市速度和更低的开发成本。今天，超过 50 家公司正在使用其软件来构建和运行他们的自动驾驶车辆项目。新的软件框架将为自动驾驶车辆开发提供更佳的支持。
