CN105144101B - 用于降低要提供的总运算容量的方法、车对x通信设备及包括该设备的机动车 - Google Patents

用于降低要提供的总运算容量的方法、车对x通信设备及包括该设备的机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于降低要提供的总运算容量的方法，在该方法中车辆系统的电子运算模块提供该总运算容量，其中，多个软件模块由电子运算模块执行，其中，软件模块要求用于数据处理过程的运算容量和用于输入数据检查过程的运算容量，其中，按照定时(31)重复输入数据检查过程。本方法的突出之处在于，定时(31)是可匹配的。本发明此外还涉及一种车对X通信装置以及该车对X通信装置的应用。

Description

用于降低要提供的总运算容量的方法、车对X通信设备及包括 该设备的机动车
技术领域
本发明涉及一种用于降低要提供的总运算容量/总计算能力的方法、用于执行该方法的车对X通信设备及包括该车对X通信设备的机动车。
背景技术
在现有技术中已知车对X通信系统，该系统不仅用于传输与交通有关的数据而且用于传输不同的服务数据、例如天气数据。车对X通信在此不仅基于车辆相互间(车对车通信)的数据交换而且也基于车辆与基础设施设备(车对基础设施通信)之间的数据交换。因为所有由车辆接收的车对X消息的完全的电子处理联系到比较高的且出于成本原因经常不可实现的运算/计算耗费，所以已经已知下述滤波方法，借助于该滤波方法首先预处理所接收到的车对X消息。
文献DE 10 2008 060 231 A1在这方面描述了一种用于选择不同的借助车对X通信技术传输的数据的方法。根据数据帧，接收到的数据由接收装置中的数据滤波器区分并且例如传送给驾驶员辅助系统或娱乐装置。这能实现在真正处理接收到的数据之前进行分类。为了传输数据，使用基于WLAN标准802.11a/b/g/n/p的发送和接收机构。
文献DE 10 2010 002 092 A1描述了一种用于所接收到的车对X消息的数据预处理，该数据预处理发生在消息传送到车辆中的所属应用和系统以及通过该应用和系统进行处理之前。数据预处理在此可以包括对消息的数据安全水平的检查并且附加地执行数据简化。数据简化引起：关于特定的对象或情形的消息被隐去并且相应地不被传送和处理。例如不考虑关于与接收车辆距离太远的对象的信息或者关于车辆仅在一定的时间跨度之后才达到的对象的信息。同样，具有原则上相同的性能的多个在位置上接近的对象可总结为一种情形、例如拥堵。也可以仅考虑位于车辆的预设运动包迹中的对象。待由各个应用处理的数据量由此可以显著减少。
文献DE 10 2012 204 880 A1公开了一种在对借助于车对X通信技术接收到的数据包的数据安全进行检查时降低运算负荷/计算负荷的方法。数据安全检查在此包括对借助于加密算法加密的签名进行检查，这联系到高的运算耗费并且需要使用专用电子设备。为了降低运算负荷，首先预处理所接收到的车对X消息，该预处理将接收到的车对X消息区分成不同等级的优先级。区分优先级可以在此根据不同标准、例如发送者与接收者的间距或者发送者与接收者的TTC(将要碰撞的时间)来实现。首先仅检查具有高优先级的数据包的签名。假如紧接着还具有空闲的运算容量，那么检查其他数据包。同样，描述了如下可能，即借助于环境传感器数据验证数据包的内容，由此可以省去对签名的运算密集的检查。
然而在现有技术中已知的车对X通信方法中不利的是，该通信方法试图仅通过对要处理的车对X消息进行预滤波或减少要处理的数据量来实现降低对于车对X通信需要提供的运算容量。因此，用于降低需要提供的运算容量的可能方案局限于在真正处理之前的角度。
发明内容
本发明的目的因此在于，提出一种方法，该方法能够不依赖于已知的预处理方法和预滤波方法地额外降低需要提供的运算容量。
该目的按照如下根据本发明的用于降低要提供的总运算容量的方法来实现。
本发明涉及一种用于降低要提供的总运算容量的方法，在该方法中车辆系统的电子运算模块提供该总运算容量，其中，多个软件模块由电子运算模块执行，其中，这些软件模块要求用于数据处理过程的运算容量和用于输入数据检查过程的运算容量，其中，按照定时/固定的时间间隔(Taktung)重复所述输入数据检查过程。该方法的特征在于，定时是可匹配/调节的。
软件模块可以是不同的计算机程序产品，所述计算机程序产品在运算模块上在时间上并行地执行。软件模块中的每一个在此执行数据处理过程，只要对于该软件模块存在要处理的数据。对于数据处理过程需要的运算容量依赖于要处理的数据的类型和数量并且由相应的软件模块根据需要在运算模块中要求。附加地，每个软件模块还为配属于该软件模块的输入数据检查过程要求运算容量。输入数据检查过程典型地对于每个软件模块每秒执行多次并且如下检查已存在的要处理的数据，即：已存在的要处理的数据是否对于进行检查的软件模块是重要/相关的并因此要由该软件模块处理。输入数据检查过程也需要运算容量，该运算容量同样也由软件模块在运算模块中要求。
本发明现在促成的优点在于，通过可匹配的定时(该定时规定了在两个相继的输入数据检查过程之间的时间间隔)能够适配对于输入数据检查过程所需的运算容量。因此可以更灵活地利用和分配所提供的总运算容量。例如运算容量可以暂时地从输入数据检查过程抽出并且提供给正在运行的数据处理过程。因此也可以降低需要提供的总运算容量。这又能实现成本节省，因为可使用功能不太强的并因此成本不太高的运算模块。
优选地规定，定时根据运算模块的运算负荷来匹配。在此在本发明的意义上，运算负荷理解为由软件模块要求的运算容量与总运算容量的比。通常，运算负荷基本上根据要由数据处理过程处理的数据量而增加或下降。通过根据运算负荷对定时进行匹配，得到如下优点，即：可以灵活地对在被要求的运算容量方面的各个要求作出反应。
特别优选地规定，定时随着运算负荷的增大而延长并且随着运算负荷的降低而缩短。延长或缩短在此可以按照预给定的关系来进行。该关系可以例如是线性的、在超过或低于阈值时阶跃式的或者两者的组合。但是同样地，每种其他可预给定的关系也是可能的。通过随着运算负荷的增大延长定时和随着运算负荷的降低缩短定时，得到如下优点，即：运算容量可以根据需要从数据处理过程转移到输入数据检查过程或者反过来从输入数据检查过程转移到数据处理过程。定时的延迟在此相应于由输入数据检查过程所需的运算容量的降低，因为在两个相继的输入数据检查过程之间的时间间隔被延长。
此外特别优选的是，在超过可预给定的运算负荷的情况下，一个或多个输入数据检查过程的定时被中断，并且所述一个或多个输入数据检查过程根据事件被触发。这形象地相当于定时被延长到“无穷大”。仅在出现特定的事件时才执行单个或多个相继的输入数据检查过程。通过中断输入数据检查过程，可以将还更多的运算容量由输入数据检查过程抽出并且提供给数据处理过程。
此外适宜的是，每个软件模块对于其输入数据检查过程具有个体的定时，其中该个体的定时特别是可个别地匹配。因此按照本发明的方法能够将总运算容量特别灵活地分配到各个软件模块和过程。
有利的是，车辆系统是车对X通信设备、特别是机动车中的车对X通信设备。正是在机动车领域中通常存在较高的成本压力。按照本发明的方法能通过简单的方式降低所需的成本费用。
特别是有利的是，车对X通信设备借助以下连接方式中的至少一种发送或接收车对X消息：
-WLAN连接，特别是按照IEEE 802.11p；
-WiFi直接连接；
-ISM连接(工业、科学、医药卷)，特别是通过能无线连接的闭锁装置；
-蓝牙连接；
-无线个域网连接；
-UWB连接(超宽带)；
-WiMax(微波存取全球互通)；
-远程无钥匙进入连接；
-能无线连接的闭锁装置；
-移动无线电连接，特别是GSM、GPRS、EDGE、UMTS和/或LTE连接；以及
-红外连接。
这些连接方式在此提供不同优点，视类型、波长以及应用的数据协议而定。例如所述连接方式中的一些能实现比较高的数据传输率和比较快速的连接建立，而另一些能在很大程度上非常好地适用于绕视野障碍的数据传输。通过组合且同时或并行地使用这些连接方式中的多个，可得到进一步的优点，因为如此也可以补偿单种连接方式的缺点。
此外优选的是，软件模块对接收到的车对X消息进行处理。这出于所述原因同样有助于降低机动车领域中的车对X通信设备所需的成本费用。
有利地规定，定时根据事件在出现以下事件中至少之一时被匹配：
-在预给定的区域(12、13、14)中至少存在预定数量的对象；
-在预给定的区域(12、13、14)中存在至少一种预定类型的对象；
-超过机动车(11)的预定速度，
其中，所述对象是交通参与者和/或基础设施设备。
所述事件分别是如下情形，所述情形使得执行一个或多个输入数据检查过程是必要的。预给定的区域在此可以在最简单的情况下描述车辆周围的不变的圆形区域。但是同样，预给定的区域也可以根据车辆速度或者根据机动车的取向或行驶方向来匹配。例如预给定的区域可以在车辆行驶方向上大于位于车辆后方的区域。使得必需要执行一个或多个输入数据检查过程的对象的类型例如是正在应用中的救护车或警车以及交通信号灯。此外应强调的是，结合对象数目所述的预给定区域可以独立于结合对象类型所述的预给定区域。
优选地规定，以预给定的优先级顺序给软件模块分类，其中，如果优先级比较高的软件模块要求额外的运算容量，那么延长或中断优先级比较低的软件模块的输入数据检查过程的定时。由此产生的优点在于，优先级比较高的软件模块总是获得所要求的运算容量。
特别是规定，根据软件模块的对于机动车在安全性方面的重要性，以预给定的优先级顺序给软件模块分类。因此确保：在安全性方面关键的软件模块总是可以获得所要求的运算容量并因此总是能可靠地工作。
此外规定，对接收到的车对X消息进行预滤波的方法和/或接收到的车对X消息的数据量减小先于所述方法发生。由此产生的优点在于，运算成本首先借助于自身已知的预滤波方法或自身已知的数据量减小来降低，并紧接着借助于按照本发明的方法还进一步降低。通过该组合可以实现在很大程度上降低运算成本。
特别是规定，所述事件借助于预滤波方法识别。因为自身已知的预滤波方法本来就要分析或对要处理的数据、特别是接收到的车对X消息进行分类，所以该预滤波方法可以在没有产生附加的运算成本的情况下用于识别如下事件，该事件使得一个或多个输入数据检查过程的执行是必要的。
此外优选地，为个体的定时设有下限值和/或上限值。因此可以对于每个软件模块与实际运算负荷无关地预先给定一范围，定时可在该范围内改变。这例如也在非常高的运算负荷下确保：以相应于相应限值的、特定的定时执行特定的软件模块的输入数据检查过程。
本发明还涉及一种车对X通信设备，其至少包括一电子运算模块、一电子存储器以及一发送和接收模块，其中，该电子运算模块提供预给定的最大运算容量，其中，该运算模块执行多个保存在电子存储器中的软件模块，其中，这些软件模块要求用于数据处理过程的运算容量和用于输入数据检查过程的运算容量，其中，该运算模块按照定时重复输入数据检查过程。车对X通信设备的突出之处在于，车对X通信设备此外还包括用于匹配定时的装置并且执行根据本发明的方法。由此得到已经描述过的优点。
此外本发明涉及本发明的车对X通信设备在机动车中的应用。
附图说明
另外的优选实施形式由从属权利要求和下面根据附图对实施例的描述得出。其中：
图1示例性地示出机动车周围的预给定的区域，该区域根据速度而变化；
图2示出按照本发明的方法的可能过程的流程图；以及
图3示出根据运算模块的运算负荷对软件模块的输入数据检查过程的定时的匹配。
具体实施方式
图1示出了机动车11，该机动车配备有按照本发明的车对X通信设备，其中，车对X通信设备执行按照本发明的用于降低要提供的总运算容量的方法。机动车11沿箭头15的方向运动。借助于自身已知的预滤波方法，首先分析所有接收到的车对X消息，其中，识别为不重要/不相关的车对X消息被摒弃并且相应地不进一步处理。该预滤波方法在执行按照本发明的方法之前发生。在机动车11周围可看到(非按比例绘出地)预给定的区域12、13和14，其中与速度有关地选择区域12、13和14。在速度小于15公里/小时的情况下选择区域12，在速度位于15公里/小时与50公里/小时之间的情况下选择区域13，而在速度超过50公里/小时的情况下选择区域14。因为机动车11中的车对X通信设备的电子运算单元例如暂时具有非常高的运算负荷，所以两个软件模块的输入数据检查过程暂时中断。因此对于数据处理过程有更多运算容量可用。两个软件模块是交通信号灯阶段助手和拥堵警告装置。因为机动车11以55公里/小时的速度向前运动，所以对区域14进行监控：是否出现如下事件，该事件触发执行两个所述软件模块(交通信号灯阶段助手和拥堵警告装置)之一的输入数据检查过程。该监控通过预滤波方法发生。因为在区域14中现在识别到五个另外的机动车(未示出)，所以拥堵警告装置的输入数据检查过程被执行并且以每秒重复一次的定时进行重复，直至区域14中机动车的数量又减少为止。
在图2中可看到本发明方法的可能过程的流程图。在方法步骤21中多个软件模块从一电子运算模块要求运算容量以执行数据处理过程。同时，所述多个软件模块在步骤22中要求运算容量以执行输入数据检查过程。该电子运算单元在步骤23中不仅为数据处理过程而且为输入数据检查过程提供所要求的运算容量。在下一个步骤24中，运算模块确定其运算负荷。根据在步骤24中确定运算负荷的结果执行步骤25或步骤26或步骤27。只要在步骤24中识别出：运算负荷位于阈值之下，那么在步骤25中不变地执行数据处理过程以及输入数据检查过程。然而假如在步骤24中识别出：运算负荷超过第一阈值，那么在步骤26中延长在运算模块上执行的软件模块的定时，以便在输入数据检查过程的执行期间节省运算容量并且将这些运算容量提供给数据处理过程。如果在步骤24中判断出：运算负荷甚至已经超过第二阈值，那么在步骤27中完全中断五个软件模块的定时，所述五个软件模块以预给定的优先级顺序分类并且被认为是优先级较低。这节省了额外的运算容量，该额外的运算容量现在可提供给数据处理过程。
图3示意性地示出与运算模块在时间t上的运算负荷(曲线32，虚线)有关的、软件模块的输入数据检查过程的定时(曲线31，实线)。如可见的那样，输入数据检查过程首先具有较短的定时，也就是说输入数据检查过程以较短的时间间隔重复。同时，运算模块的运算负荷在开始时较小。随着时间t的流逝，运算模块的运算负荷阶梯形地增加。为了反作用于运算负荷的增加，软件模块的输入数据检查过程的定时以相同的程度延长。最后在时刻t1运算负荷再次突跃式地上升，因此现在中断定时。在时刻t2，对于运算负荷上升负有重大责任的、运算密集的数据处理过程结束。相应地，定时又减小到初始值。

Claims (16)

1.一种用于降低要提供的总运算容量的方法，在该方法中，车辆系统的电子运算模块提供该总运算容量，其中，多个软件模块由电子运算模块执行，其中，所述软件模块要求用于数据处理过程的运算容量和用于输入数据检查过程的运算容量，其中，输入数据检查过程按照定时(31)进行重复，其特征在于，所述定时(31)是可匹配的，根据电子运算模块的运算负荷(32)匹配所述定时(31)，其中，所述定时规定了在两个相继的输入数据检查过程之间的时间间隔，所述运算负荷(32)指的是由软件模块要求的运算容量与总运算容量的比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随着运算负荷(32)的增大延长所述定时(31)，而随着运算负荷(32)的降低缩短所述定时。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在超过可预给定的运算负荷(32)的情况下，中断一个或多个输入数据检查过程的定时(31)且以与事件相关的方式触发该一个或多个输入数据检查过程。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个软件模块对于其输入数据检查过程具有个体的定时(31)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，能个别地匹配该个体的定时(31)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述车辆系统是车对X通信设备。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述软件模块对接收到的车对X消息进行处理。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，定时(31)以与事件相关的方式在出现以下事件中至少之一时被匹配：
-在预给定的区域(12、13、14)中存在至少预给定数量的对象；
-在预给定的区域(12、13、14)中存在至少一种预给定类型的对象；
-超过机动车(11)的预给定速度，
其中，所述对象是交通参与者和/或基础设施。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以预给定的优先级顺序给软件模块分类，其中，如果优先级较高的软件模块要求额外的运算容量，那么延长或中断优先级较低的软件模块的输入数据检查过程的定时(31)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据软件模块的对于机动车的在安全性方面的重要性，以预给定的优先级顺序给软件模块分类。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，先于所述方法发生接收到的车对X消息的预滤波方法和/或接收到的车对X消息的数据量减少。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于预滤波方法识别所述事件。
13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，设有用于个体的定时(31)的下限值和/或上限值。
14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述车辆系统是机动车(11)中的车对X通信设备。
15.一种车对X通信设备，至少包括电子运算模块、电子存储器以及发送和接收模块，其中，电子运算模块提供预给定的最大运算容量，其中，电子运算模块执行多个保存在电子存储器中的软件模块，其中，所述软件模块要求用于数据处理过程的运算容量和用于输入数据检查过程的运算容量，其中，电子运算模块按照定时(31)重复输入数据检查过程，其特征在于，车对X通信设备还包括用于匹配定时(31)的装置，并且所述软件模块在被所述电子运算模块执行时实施根据权利要求1至14中任一项所述的方法。
16.一种包括根据权利要求15所述的车对X通信设备的机动车(11)。
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