CN115277788B - 工程车远程控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本申请适用于远程控制技术领域，提供了一种工程车远程控制系统和方法，该控制系统，包括：车载端，车载端位于工程车上，用于采集工程车的运行视频数据与环境数据，对运行视频数据与环境数据分别进行加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，将加密运行视频数据与加密环境数据发送至云端；云端，用于接收加密运行视频数据与加密环境数据，将加密环境数据标注于加密运行视频数据，生成加密标注运行视频数据，将加密标注运行视频数据备份并发送至指令舱端；指令舱端，用于对加密标注运行视频数据进行解密，得到标注运行视频数据，根据标注运行视频数据，生成用于控制工程车的控制指令。本申请能够实现一种安全且消耗小的工程车远程控制方法。

Description

工程车远程控制系统与方法

技术领域

本申请属于远程控制技术领域，尤其涉及一种工程车远程控制系统与方法。

背景技术

一些场景中，存在危害工程车驾驶员身体健康的环境，比如火灾紧急救援处、落石塌方、核辐射极强的地界、矿底、垃圾填埋场等。现有技术针对这些问题，提出对工程车进行远程控制的构想，以代替驾驶员在危险环境进行实地操作，工程车远程控制技术应运而生。

然而，现有技术中，为了能够实现实时传输，数据传输过程不存在或仅有很少保护。与此同时，工程车自带的终端设备出于便携性考虑，算力不强，无法进行大型加解密算法的运算。因此，需要一种安全且消耗小的工程车远程控制方法。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了工程车远程控制系统与方法。

本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种工程车远程控制系统，包括：车载端，所述车载端位于工程车上，用于采集所述工程车的运行视频数据与环境数据，对所述运行视频数据与环境数据分别进行加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，将所述加密运行视频数据与加密环境数据发送至云端；

所述云端，用于接收所述加密运行视频数据与加密环境数据，将所述加密环境数据标注于所述加密运行视频数据，生成加密标注运行视频数据，将所述加密标注运行视频数据备份并发送至指令舱端；

所述指令舱端，用于对所述加密标注运行视频数据进行解密，得到标注运行视频数据，根据所述标注运行视频数据，生成用于控制所述工程车的控制指令。

基于第一方面，在一些可能的实现方式中，所述车载端还用于根据所述控制指令对所述工程车进行控制；

所述云端的计算能力远大于所述指令舱端与车载端。

基于第一方面，在一些可能的实现方式中，所述指令舱端还包括显示系统，远程作业驾驶员通过所述显示系统中显示的所述标注运行视频数据来判断施工地的情况，并通过指令舱控制器向所述车载端发送确认指令、数据采集指令和操作指令。

第二方面，本申请实施例提供了一种工程车远程控制方法，车载端与指令舱端进行通信身份认证，得到确认信息；

基于所述确认信息，所述车载端采集工程车的运行视频数据与环境数据；

所述车载端对所述工程车运行视频数据与所述环境数据加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，所述车载端将所述加密运行视频数据与所述加密环境数据发送至云端；

通过所述云端将所述加密环境数据标注至所述加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，基于所述加密标注运行视频数据，所述指令舱端得到远程作业驾驶员控制动作，生成控制指令，所述车载端根据所述控制指令，对所述工程车进行控制。

基于第二方面，在一些可能的实现方式中，所述车载端与所述指令舱端进行通信身份认证，得到确认信息，包括：

所述车载端通过所述云端向所述指令舱端发送身份认证信息；

基于所述身份认证信息，所述指令舱端接收所述云端生成的确认信息；

所述基于所述确认信息，采集所述工程车的所述运行视频数据与所述环境数据，包括：

所述指令舱端接收所述云端生成的所述确认信息后，生成数据采集指令，并将所述数据采集指令发送至所述车载端；

若所述车载端未收到所述数据采集指令，所述车载端不会进行下一步操作。

基于第二方面，在一些可能的实现方式中，所述车载端对所述运行视频数据与所述环境数据加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，包括：

所述车载端对第一加密模块进行初始化，将第一密钥写入所述第一加密模块的保护区；

将所述第一密钥写入所述第一加密模块的保护区后，将第二密钥写入所述工程车运行视频数据与所述环境数据，得到加密运行视频数据与加密环境数据。

基于第二方面，在一些可能的实现方式中，所述第一密钥为非对称密钥，用于保护所述第二密钥，读写所述第二密钥均需提供所述第一密钥鉴权；

所述第二密钥为对称密钥，与所述指令舱端的第四密钥相同。

基于第二方面，在一些可能的实现方式中，所述云端将所述加密环境数据标注至所述加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，包括：

通过连续帧标注算法，将所述加密环境数据标注至所述加密运行视频数据中的加密视频帧，得到所述加密标注运行视频数据。

基于第二方面，在一些可能的实现方式中，所述控制指令，是由指令舱端将远程作业人员的控制操作进行分析和加密而生成；所述控制指令包括指令舱控制器将所述控制操作的分析数据的加密分析数据帧组合成的UDP数据包；

所述将远程作业人员的控制操作进行分析和加密，包括：

指令舱端的指令舱控制器实时采集操作杆传感器数据，将所述传感器数据按照通信协议组合成报文数据；所述报文数据中的ID码实时变化，所述报文数据不会为相同的报文数据；

然后将所述报文数据用指令舱端的第二加密模块进行加密，将第三密钥写入所述第二加密模块的保护区；

所述第三密钥写入所述第二加密模块的保护区后，将第四密钥写入所述报文数据，加密后生成加密报文数据；所述第三密钥为非对称密钥，用于保护所述第四密钥，读写所述第四密钥均需提供所述第三密钥鉴权；

所述第四密钥为对称密钥，与所述车载端的第二密钥相同。

基于第二方面，在一些可能的实现方式中，所述车载端接收到所述控制指令后，对所述控制指令进行解密处理并进行校验；若校验无误，所述工程车执行控制指令对应的控制动作。

本发明与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明提供了一种工程车远程控制系统，通过对车载端、云端和指令舱端之间的运行视频数据与环境数据分别进行加密和解密，能够实现一种安全且消耗小的工程车远程控制方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的工程车远程控制系统的示意图；

图2是本申请一实施例提供的车载端的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的指令舱端的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的指令舱端的显示系统的结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的工程车远程控制方法的流程示意图；

图6是本申请一实施例提供的工程车远程控制方法的信号传递示意图；

图7是本申请实施例提供的报文数据加密过程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

近年来，随着经济的高速发展，各种工程车辆在生产建设中发挥着越来越重要的作用。相对于一些外界环境对人体较为良好的场地，还有很多场地对于人体的影响非常之大，譬如火灾紧急救援处、落石塌方、核辐射极强的地界、矿底、垃圾填埋场等等；在这样的环境工作下，工程车驾驶者的身体状况极其堪忧。针对这些问题，现有技术提出对工程车进行远程控制的构想，以代替驾驶员在危险环境进行实地操作，工程车远程控制技术应运而生。

然而，现有5G远程驾驶系统主要由两部分组成：指令舱端、车辆控制端。它们之间的数据通过5G网络和互联网进行传输，该过程有可能受到网络攻击，如不采取保护措施，有可能导致严重安全事故。

基于上述问题，本申请提供了一种工程车远程控制系统，通过对车载端、云端和指令舱端之间的运行视频数据与环境数据分别进行加密和解密，能够实现一种安全且消耗小的工程车远程控制方法。

以下结合图1对本申请的工程车远程控制系统进行详细说明。

参照图1，本申请实施例中的工程车远程控制系统，包括：车载端，车载端位于工程车上，用于采集工程车的运行视频数据与环境数据，对运行视频数据与环境数据分别进行加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，将加密运行视频数据与加密环境数据发送至云端；云端，用于接收加密运行视频数据与加密环境数据，将加密环境数据标注于加密运行视频数据，生成加密标注运行视频数据，将加密标注运行视频数据备份并发送至指令舱端；指令舱端，用于对加密标注运行视频数据进行解密，得到标注运行视频数据，根据标注运行视频数据，生成用于控制工程车的控制指令。

具体的，车载端还用于根据控制指令对工程车进行控制。

具体的，云端的计算能力远大于指令舱端与车载端。

举例说明，一种工程车控制系统，包括原车的先导控制模式，由原车的先导油路直接控制车的主阀和油缸进行施工作业，如图2所示；还包括本发明的远程控制系统，包括指令舱端、云端和车载端部分，指令舱端和车载端部分通过云端的5G网络进行信号的传输，如图3所示。

指令舱端包括座椅、控制开关、指令舱控制器、左右操作手柄、脚踏和显示系统；车载端包括远程控制器、5G CPE、交换机、摄像头、IMU倾角传感器、拾音器。

除此之外，远程作业人员操作时需要根据显示系统显示的情况进行控制操作，显示系统包括显示器和视频服务器。

车载端的远程控制器通过传感器、摄像头和拾音器收集运行视频数据与环境数据，环境数据包括周围环境的天气、温度、湿度和路况等数据，运行视频数据包括视频画面和声音。车载端的远程控制器对运行视频数据与环境数据分别进行加密后，将视频画面和声音通过5G CPE实时传输至指令舱控制器，在传输过程中，云端将运行视频数据与环境数据处理成加密标注运行视频数据。指令舱控制器对加密标注运行视频数据进行解密，再将解密后的加密标注运行视频数据传送至显示系统的视频服务器中；远程作业驾驶员通过显示系统中显示器的画面和音响来判断施工地的环境，并通过指令舱控制器发送操作指令，指令通过5G网络传输至车载端，由5G CPE接收信号再传送至远程控制器控制车的主阀和油缸，实现挖掘作业。

示例性的，指令舱端的远程操作控制面板和车载端的原车先导控制的操作面板可以相同。

示例性的，5G网络采用特别的对称加密和解密机制。

示例性的，指令舱端连接专线宽带，有固定的IP地址。

示例性的，指令舱和车载端二者之间网络传输采用UDP协议，保证数据传输的实时性，减少延时。

示例性的，车辆端远程控制器的电气系统与原车的启动开关、ACC、大灯、喇叭、先导等并联，当车切换至远程驾驶控制方式时，实现车辆的开启、亮灯、鸣喇叭等具体操作。

示例性的，IMU倾角传感器，可测量车辆相对于水平位置的倾斜度。并将它的倾斜度数通过CPE回传给指令舱，再由指令舱通过网络传送至视频服务器，最后显示屏中车体姿态系统显示其倾角度数。

示例性的，显示系统包括六面显示器，分别设置在驾驶座的前上，前中，前下，后，左和右，且与车载端的摄像头位置一一对应，如图4所示。车载端的摄像头安装在车体端的不同方向，车载端的摄像头采集的车体周边画面通过交换机传至远程控制器，远程控制器通过5G网络传至指令舱控制器，指令舱控制器将获取的视频信息通过以太网传至显示系统的视频服务器中，视频服务器将获取的视频信息解码后发送至显示器中，显示器就能实时显示车体端周边画面。

示例性的，摄像头端可以使用RTMP推流方式将画面和声音点对点传输给视频服务器。

示例性的，车体CAN网络，可以实现运动控制、数据采集等功能，集成远程态势感知、智能倾覆报警，预留扩展接口用于后续附件安装。

示例性的，本发明的工程车远程控制系统，能够实现远程操控液压电磁开关阀，而先导使能阀、行走双速阀等电磁阀的开闭。远程作业人员可以远程操控液压主阀，实现工程车动臂、斗杆、铲斗、回转、行走、推土铲、偏转头各单动作及复合动作。

示例性的，上述工程车可以是挖掘机等工程用车。

示例性的，6个摄像头分别在驾驶室顶部正前方竖直安装3个摄像头，驾驶室顶部左侧安装1摄像头，驾驶室顶部右侧安装1摄像头，工程车车顶后侧安装1摄像头。6个摄像头比4个摄像头的视角范围更广，安装6个摄像头，远程作业人员在指令舱中，所观察的水平和竖直角度均为180度，而4个摄像头的竖直角度最多60度，观察范围狭窄，将会影响远程作业人员的动作操作。

7个显示器中，1个作为仪表显示系统，用于显示各种车体参数，剩余6个摄像头分别对应于上述6个摄像头，显示工程车的6个视角，即正前面中下侧视角、正前面中侧视角、正前面中上侧视角、左侧视角、右侧视角和后侧视角。

本发明中的显示器具有抬头显示功能，即平行显示系统，将车体的转速度、车体的x轴方向的倾角度数和车体y轴方向的倾角度数投影到6个摄像头所对应的6块显示屏中，让远程作业人员可以在每个屏幕中都能观察到车体是否处于安全的倾斜度数。

基于上述工程车远程控制系统，本申请实施例中的工程车远程控制方法，包括：车载端与指令舱端进行通信身份认证，得到确认信息；基于确认信息，车载端采集工程车运行视频数据与环境数据；车载端对工程车运行视频数据与环境数据加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，车载端将加密运行视频数据与加密环境数据发送至云端；车载端通过云端将加密环境数据标注至加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，基于加密标注运行视频数据，通过指令舱端得到控制指令，车载端根据控制指令，对工程车进行控制。

参见图5和图6，在步骤101中，车载端与指令舱端进行身份认证，确认远程端与指令舱端的身份。

具体的，车载端向指令舱端发送身份认证信息；基于身份认证信息，指令舱端接收云端生成的确认信息；指令舱端生成数据采集指令，并将数据采集指令发送至车载端；若未收到确认信息，车载端不会进行下一步操作。

示例性的，车载端通过云端向指令舱端发送身份认证信息，包括：车载端向云端发送身份认证指令，身份认证指令对应唯一身份认证信息标识；云端接收到身份认证指令后，将身份认证指令与指令舱发送给云端的身份认证信息进行匹配。

若身份认证信息与身份认证指令对应唯一身份认证信息标识匹配，云端生成确认信息，并将确认信息的发送至指令舱端。指令舱端接收到确认信息后，确认车载端的身份；若未收到确认信息，令舱端不会命令车载端进行下一步操作。

在步骤102中，基于确认信息，采集工程车运行视频数据与环境数据。

具体的，指令舱端接收云端生成的确认信息后，生成数据采集指令，通过云端数据采集指令发送到车载端。车载端中的远程控制器接收到数据采集指令后，控制工程车采集数据。

在步骤103中，车载端对工程车运行视频数据与环境数据加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，将加密运行视频数据与加密环境数据发送至云端。

具体的，对车载端的加密模块进行初始化，将第一密钥写入第一加密模块的保护区；将第一密钥写入第一加密模块的保护区后，将第二密钥写入运行视频数据与环境数据，得到加密运行视频数据与加密环境数据。

示例性的，加密方法采用MCU的CSEc模块进行硬件加密。硬件加密具有安全性高、计算时间短等特点，非常适用实时通信类系统。CSEc全称Cryptographic Service Engine-Compressed，符合HIS-SHE specification 1.1rev 439和GM-SHE+安全规范标准。该加密算法为AES-128对称加密算法。

示例性的，对称加密算法解密的效率要高得多，但是缺陷在于对于密钥的管理上，以及在非安全信道中通讯时，密钥交换的安全性不能保障。所以我们对重要的5G网络数据采用对称和非对称相结合的特殊加密保护。

其中，第一密钥为非对称密钥，用于保护第二密钥；第二密钥为对称密钥，与指令舱端的第四密钥相同。

示例性的，第一密钥和第二密钥被写入MCU保护区，无法从外部读取该位置内容。

示例性的，第一密钥可以为Master秘钥，第二密钥可以为Keyn秘钥。

示例性的，即数据已经使用第二密钥进行对称加密后，再增添一组第一动态ID，这组第一动态ID使每次加密后的数据不一样，并在原始数据加上动态ID的序列中，我们再加入CRC算法，它主要用于数据的校验，保证数据传输的准确性和安全性。增添第一动态ID后，防止出现数据的错误以及乱码等情况。

示例性的，车载端的远程控制器实时采集运行视频数据与环境数据，将一系列传感器，摄像头数据按照通信协议组合成明文数据报文。该报文长度为16字节，第13字节为验证码，第14/15字节为ID码，第16字节为校验和。然后将该明文报文用MCU CSEc模块进行加密，加密后生成加密报文。明文中的动态ID码实时变化，用于明文控制字节相同时，加密报文不会为相同报文，防止录制转发或寻找规律。

在步骤104中，通过云端将加密环境数据标注至加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，基于加密标注运行视频数据，通过指令舱端得到控制指令，车载端根据控制指令，对工程车进行控制。

具体的，云端接收车载端发送的加密运行视频数据与加密环境数据；云端将加密环境数据标注至加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据；云端将加密标注运行视频数据发送至指令舱端。

具体的，云端将加密环境数据标注至加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，包括：通过连续帧标注算法，将加密环境数据标注至加密运行视频数据中的加密视频帧，得到加密标注运行视频数据。

具体的，控制指令是由指令舱端将远程作业人员的控制操作进行分析和加密而生成；控制指令包括指令舱控制器将控制操作的分析数据的加密分析数据帧组合成的UDP数据包。

将远程作业人员的控制操作进行分析和加密，包括：指令舱端的指令舱控制器实时采集操作杆传感器数据，将传感器数据按照通信协议组合成报文数据；报文数据中的ID码实时变化，报文数据不会为相同的报文数据；然后将报文数据用指令舱端的第二加密模块进行加密，将第三密钥写入第二加密模块的保护区；第三密钥写入第二加密模块的保护区后，将第四密钥写入报文数据，加密后生成加密报文数据；第三密钥为非对称密钥，用于保护第四密钥，读写第四密钥均需提供第三密钥鉴权；第四密钥为对称密钥，与车载端的第二密钥相同。

示例性的，指令舱端收到加密标注运行视频数据后，视频服务器中的视频解码器通过与第二密钥对称的第三密钥进行解密，然后再对第一密钥进行密钥鉴权，将解密后的显示视频发送给显示器。显示系统通过5G通信网络接收指令舱控制器传输的视频画面和声音后，远程作业人员通过指令舱控制器采集脚踏传感器和手柄传感器发出的动作指令，并进行指令的分析处理，再由车辆端5G CPE接收控制指令，并通过远程控制器对这些控制指令进行分析处理，再进行一一对应的工程车动作。然年后回传车的参数(转速、水温、液压油温等)给指令舱端，指令舱通过5G网络传送至视频服务器，此时车辆的各种参数就能实时出现在仪表显示屏上。

示例性的，基于远程作业人员的控制操作，指令舱端将控制动作进行分析，生成控制指令，并将控制指令通过以太网发送至车载端。该控制指令包括指令舱控制器将控制操作的分析数据的加密分析数据帧组合成的UDP数据包。

示例性的，即数据已经使用第四密钥进行对称加密后，再增添一组第二动态ID，这组第二动态ID使报文数据每次加密后的数据不一样。并且在原始报文数据加上第二动态ID的序列中，再加入CRC算法，目的主要用于数据的校验，保证数据传输的准确性和安全性。增添第二动态ID后，防止出现数据的错误以及乱码等情况。

示例性的，指令舱端的指令舱控制器实时采集操作杆传感器数据，将传感器数据按照通信协议组合成报文数据。该报文数据长度为16字节，第1～12字节为操作指令，第13字节为验证码，第14/15字节为ID码，第16字节为校验和。然后将该明文报文用MCU CSEc模块进行加密，加密后生成加密报文，如图7所示。明文中的动态ID码实时变化，用于明文控制字节相同时，加密报文不会为相同报文，防止录制转发或寻找规律。

具体的，车载端接收到控制指令后，对控制指令进行解密处理并进行校验；若校验无误，工程车执行控制指令对应的控制动作。

示例性的车载端的远程驾驶控制器从接收到的UDP数据包中提取出加密报文数据，然后利用MCU CSEc模块进行解密处理。解密后得到明文报文，然后对验证码、校验和进行校验计算。如果校验无误则进一步对该数据解析并执行相应指令；如果校验失败将该数据包丢弃，防止车辆产生误动作对工程车进行控制。

上述工程车远程控制方法，实现远程控制，不仅保证了驾驶员的安全，也可以改善驾驶员的工作环境；并且通过对车载端、云端和指令舱端之间的运行视频数据与环境数据分别进行加密和解密，使数据可以安全地进行传输，能够实现一种安全且消耗小的工程车远程控制方法。

该工程车远程控制方法中使用了原始数据+动态ID，最后使用某一个公开密钥进行对称加密，就完成了数据的加密动作，由于加入一组动态ID，它每一次的改变，使我们的原始数据每一次加密后也不尽相同。而解密端使用所对应的私有密钥进行解密，就能得到准确的5G网络数据。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种工程车远程控制系统，其特征在于，包括：

车载端，所述车载端位于工程车上，用于采集所述工程车的运行视频数据与环境数据，对所述运行视频数据与环境数据分别进行加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，将所述加密运行视频数据与加密环境数据发送至云端；

所述云端，用于接收所述加密运行视频数据与所述加密环境数据，将所述加密环境数据标注于所述加密运行视频数据，生成加密标注运行视频数据，将所述加密标注运行视频数据备份并发送至指令舱端；

所述指令舱端，用于对所述加密标注运行视频数据进行解密，得到标注运行视频数据，根据所述标注运行视频数据，生成用于控制所述工程车的控制指令；所述指令舱端包括指令舱控制器和显示系统；所述车载端包括远程控制器和5GCPE；

其中，所述指令舱控制器用于对所述加密标注运行视频数据进行解密，再将所述标注运行视频数据传送至所述显示系统；所述指令舱控制器还用于基于远程作业驾驶员利用显示系统判断后进行的控制动作，生成所述控制指令，所述控制指令通过5G网络传输至所述车载端，由所述5GCPE接收信号再传送至所述远程控制器控制工程车进行挖掘作业。

2.如权利要求1所述的工程车远程控制系统，其特征在于，所述车载端还用于根据所述控制指令对所述工程车进行控制；

所述云端的计算能力大于所述指令舱端与所述车载端的计算能力。

3.如权利要求1所述的工程车远程控制系统，其特征在于，所述指令舱端具有显示系统，远程作业驾驶员通过所述显示系统中显示的所述标注运行视频数据来判断施工的情况，并通过指令舱控制器向所述车载端发送身份认证指令、数据采集指令和操作指令。

4.一种工程车远程控制方法，其特征在于，包括：

车载端与指令舱端进行通信身份认证，得到确认信息；

基于所述确认信息，所述车载端采集工程车的运行视频数据与环境数据；

所述车载端对所述运行视频数据与所述环境数据加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，所述车载端将所述加密运行视频数据与所述加密环境数据发送至云端；

通过所述云端将所述加密环境数据标注至所述加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，基于所述加密标注运行视频数据，所述指令舱端得到远程作业人员控制动作，生成控制指令，所述车载端根据所述控制指令，对所述工程车进行控制；

所述控制指令，是由指令舱端将远程作业人员的控制操作进行分析和加密而生成；所述控制指令包括指令舱控制器将所述控制操作的分析数据的加密分析数据帧组合成的UDP数据包；

所述将远程作业人员的控制操作进行分析和加密，包括：

指令舱端的指令舱控制器实时采集操作杆传感器数据，将所述传感器数据按照通信协议组合成报文数据；所述报文数据中的ID码实时变化，所述报文数据不会为相同的报文数据；

然后将所述报文数据用指令舱端的第二加密模块进行加密，将第三密钥写入所述第二加密模块的保护区；

所述第三密钥写入所述第二加密模块的保护区后，将第四密钥写入所述报文数据，加密后生成加密报文数据；所述第三密钥为非对称密钥，用于保护所述第四密钥，读写所述第四密钥均需提供所述第三密钥鉴权；

所述第四密钥为对称密钥，与所述车载端的第二密钥相同。

5.如权利要求4所述的工程车远程控制方法，其特征在于，所述车载端与所述指令舱端进行通信身份认证，得到确认信息，包括：

所述车载端通过所述云端向所述指令舱端发送身份认证信息；

基于所述身份认证信息，所述指令舱端接收所述云端生成的确认信息；

所述基于所述确认信息，采集所述工程车的运行视频数据与环境数据，包括：

所述指令舱端接收所述云端生成的所述确认信息后，生成数据采集指令，并将所述数据采集指令发送至所述车载端；

若所述车载端未收到所述数据采集指令，所述车载端不会进行下一步操作。

6.如权利要求4所述的工程车远程控制方法，其特征在于，所述车载端对所述运行视频数据与所述环境数据加密，得到加密运行视频数据与加密环境数据，包括：

所述车载端对第一加密模块进行初始化，将第一密钥写入所述第一加密模块的保护区；

将所述第一密钥写入所述第一加密模块的保护区后，将第二密钥写入所述运行视频数据与所述环境数据，得到加密运行视频数据与加密环境数据。

7.如权利要求6所述的工程车远程控制方法，其特征在于，所述第一密钥为非对称密钥，用于保护所述第二密钥，读写所述第二密钥均需提供所述第一密钥鉴权；

所述第二密钥为对称密钥，与所述指令舱端的第四密钥相同。

8.如权利要求4所述的工程车远程控制方法，其特征在于，所述云端将所述加密环境数据标注至所述加密运行视频数据，得到加密标注运行视频数据，包括：

通过连续帧标注算法，将所述加密环境数据标注至所述加密运行视频数据中的加密视频帧，得到所述加密标注运行视频数据。

9.如权利要求4所述的工程车远程控制方法，其特征在于，所述车载端接收到所述控制指令后，对所述控制指令进行解密处理并进行校验；若校验无误，所述工程车执行控制指令对应的控制动作。