CN107925853A - 专用短程通信(dsrc)中的安全事件消息传输定时 - Google Patents

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Abstract

公开了用于在多个车辆间传送车辆信息消息的技术。在一方面，车辆的收发机以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，第一组车辆信息消息包括与该车辆相关的信息。该车辆的一个或多个传感器检测与该车辆的操作相关的事件。该车辆的处理器生成第二组车辆信息消息，第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于该事件的信息，该事件标志指示第二组车辆信息消息正报告该事件。一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆安全消息被生成，该车辆的收发机就在无线介质上传送第一车辆安全消息。

Description

专用短程通信(DSRC)中的安全事件消息传输定时
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2015年8月19日提交的题为“SAFETY EVENT MESSAGETRANSMISSION TIMING IN DEDICATED SHORT-RANGE COMMUNICATION(DSRC)(专用短程通信(DSRC)中的安全事件消息传输定时)”的美国临时申请No.62/206,941的权益，该临时申请被转让给本申请受让人并通过援引明确地整体纳入于此。
引言
本公开的各方面一般涉及无线通信，尤其涉及专用短程通信(DSRC)中的安全事件消息传输定时。
无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、数据、多媒体等各种类型的通信内容。典型的无线通信系统是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽、发射功率等)来支持多个设备间的通信的多址系统。此类多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、以及其他系统。这些系统往往是遵照诸如由电气电子工程师协会(IEEE)提供的802.11、由第三代伙伴项目(3GPP)提供的长期演进(LTE)、由第三代伙伴项目2(3GPP2)提供的超移动宽带(UMB)和演进数据优化(EV-DO)等规范来部署的。
在美国，美国交通部正致力于实现专用短程通信(DSRC)通信链路以支持智能交通系统(ITS)应用，诸如高速车辆之间(车辆对车辆(V2V))以及车辆与路边基础设施之间(车辆对基础设施(V2I))的无线通信。DSRC可被用于诸如车辆安全服务、自主驾驶功能性、经由车辆的商业交易等应用。
DSRC使用车辆环境无线接入(WAVE)协议(也被称为IEEE 802.11p)来进行V2V和V2I通信。IEEE 802.11p是对IEEE 802.11标准的经批准修改并且在有执照ITS频带5.9GHz(5.85-5.925GHz)中操作。
在欧洲，802.11p被用作支持V2V和V2I通信的ITS-G5标准的基础。欧洲委员会已分配5.9GHz频带的一部分用于优先道路安全应用以及V2V和V2I通信。意图在于即使该分配并非严格相同仍通过使用充分接近的频率从而能使用相同的天线和无线电收发机来确保与美国的兼容性。
概述
以下给出了与本文所公开的一个或多个方面相关的简化概述。如此，以下概述既不应被视为与所有构想的方面相关的详尽纵览，以下概述也不应被认为标识与所有构想的方面相关的关键性或决定性要素或描绘与任何特定方面相关联的范围。相应地，以下概述的唯一目的是在以下给出的详细描述之前以简化形式呈现与关于本文所公开的机制的一个或多个方面相关的某些概念。
一种用于在多个车辆间传送车辆信息消息的方法，包括：由该多个车辆中的一车辆的收发机以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，第一组车辆信息消息包括与该车辆相关的信息；由该车辆的一个或多个传感器检测与该车辆的操作相关的事件；由该车辆的至少一个处理器生成第二组车辆信息消息，第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于该事件的信息，该事件标志指示第二组车辆信息消息正报告该事件；以及一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，就由该车辆的收发机在无线介质上传送第一车辆信息消息。
一种用于在多个车辆间传送车辆信息消息的装置，包括：该多个车辆中的一车辆的收发机，其被配置成以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，第一组车辆信息消息包括与该车辆相关的信息；该车辆的一个或多个传感器，其被配置成检测与该车辆的操作相关的事件；以及该车辆的至少一个处理器，其被配置成生成第二组车辆信息消息，第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于该事件的信息，该事件标志指示第二组车辆信息消息正报告该事件，其中该车辆的收发机被进一步配置成一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，就在无线介质上传送第一车辆信息消息。
一种用于在多个车辆间传送车辆信息消息的装备，包括：用于传送的装置，其被配置成以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，第一组车辆信息消息包括与该车辆相关的信息；用于感测的装置，其被配置成检测与该车辆的操作相关的事件；以及用于处理的装置，其被配置成生成第二组车辆信息消息，第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于该事件的信息，该事件标志指示第二组车辆信息消息正报告该事件，其中该用于传送的装置被进一步配置成一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，就在无线介质上传送第一车辆信息消息。
一种存储用于在多个车辆间传送车辆信息消息的计算机可执行代码的非瞬态计算机可读介质，包括用于以下操作的代码：使该多个车辆中的一车辆的收发机以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，第一组车辆信息消息包括与该车辆相关的信息；使该车辆的一个或多个传感器报告与该车辆的操作相关的事件；使该车辆的至少一个处理器生成第二组车辆信息消息，第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于该事件的信息，该事件标志指示第二组车辆信息消息正报告该事件；以及使该车辆的收发机一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成就在无线介质上传送第一车辆信息消息。
基于附图和详细描述，与本文所公开的各方面相关联的其他目标和优点对本领域技术人员而言将是显而易见的。
附图简述
给出附图以帮助描述本公开的各个方面，并且提供这些附图仅仅是为了解说各方面而非对其进行限制。
图1解说了根据本公开的至少一个方面的包括与一个或多个其他车辆以及一个或多个路边接入点通信的车辆的示例无线通信系统。
图2是解说根据本公开的至少一个方面的示例性车辆的各种组件的框图。
图3是解说基本安全消息(BSM)传输的常规定时的示图。
图4是解说根据本公开的至少一个方面的BSM传输的定时的示图。
图5A更详细地解说了图2的车辆的各种组件，其中收发机向另一车辆传送事件BSM。
图5B解说了图5A中所解说的车辆的组件，其中收发机接收来自另一车辆的事件BSM。
图6解说了根据本公开的至少一个方面的用于在多个车辆间传送车辆信息消息的示例性流程。
图7解说了根据本公开的至少一个方面的被表示为一系列相互关联的功能模块的示例车辆装备。
详细描述
公开了用于在多个车辆间传送车辆信息消息的技术。在一方面，该多个车辆中的一车辆的收发机以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，第一组车辆信息消息包括与该车辆相关的信息。随后，该车辆的一个或多个传感器检测与该车辆的操作相关的事件。作为响应，该车辆的至少一个处理器生成第二组车辆信息消息，第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于该事件的信息，该事件标志指示第二组车辆信息消息正报告该事件。该车辆的收发机随后一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成就在无线介质上传送第一车辆信息消息。
本公开的这些及其他方面在以下针对出于解说目的而提供的各种示例的描述和相关附图中提供。可以设计替换方面而不会脱离本公开的范围。另外，本公开的众所周知的方面可能不被详细描述或可能被省去以免混淆更为相关的细节。
本领域技术人员将领会，以下描述的信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，部分地取决于具体应用、部分地取决于期望设计、部分地取决于相应的技术等，贯穿以下描述可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
此外，许多方面以将由例如计算设备的元件执行的动作序列的方式来描述。将认识到，本文描述的各种动作能由专用电路(例如，专用集成电路(ASIC))、由正被一个或多个处理器执行的程序指令、或由这两者的组合来执行。另外，对于本文所描述的每个方面，任何此类方面的相应形式可被实现为例如“配置成执行所描述的动作的逻辑”。
如背景章节中所述，在美国，美国交通部正致力于实现专用短程通信(DSRC)通信链路以支持智能交通系统(ITS)应用，诸如高速车辆之间(车辆对车辆(V2V))以及车辆与路边基础设施之间(车辆对基础设施(V2I))的无线通信。正在开发DSRC系统，其目标是要求车辆向彼此传送短程消息以向附近的其他车辆告知位置、速度、加速度、航向、以及其他车辆数据。接收到此类消息的车辆可以警告驾驶员以避免潜在碰撞，或者在更高级的实现中能够出于该目的而自动触发避让动作。例如，如果另一车辆正高速进入前方路口或正在处于盲点的相邻车道中逼近，则第一车辆将接收到来自该另一车辆的V2V消息，从而使得第一车辆能采取任何必要的避让动作。作为另一示例，在自主驾驶(自动化)车辆正按紧密或组队形式驾驶时，这些消息在名义上也被用于控制。它们是其中时间较关键的紧密控制环的一部分。
图1解说了包括与一个或多个其他车辆120以及一个或多个路边接入点140通信的车辆110的示例无线通信系统。在图1的示例中，车辆110可经由无线链路130与一个或多个车辆120以及一个或多个路边接入点140传送和接收消息。无线链路130可在感兴趣的通信介质(图1中作为示例被示为介质132)上操作，该通信介质可以与其他车辆/基础设施接入点、以及其他RAT之间的其他通信共享。
DSRC使用车辆环境无线接入(WAVE)协议(也被称为IEEE 802.11p)来进行V2V和V2I通信。IEEE 802.11p是对IEEE 802.11标准的经批准修改并且在美国在有执照ITS频带5.9GHz(5.85-5.925GHz)中操作。在欧洲，IEEE 802.11p在ITS G5A频带(5.875–5.905MHz)中操作。在其他国家可以分配其他频带。以上简述的V2V通信在安全信道上发生，该安全信道在美国通常是专用于安全用途的10MHz信道。DSRC频带(总带宽为75MHz)的其余部分旨在用于驾驶员感兴趣的其他服务，诸如道路规则、收费、停车自动化等。由此，参照图1，作为特定示例，介质132可对应于有执照ITS频带5.9GHz的至少一部分。
车辆110/120之间的通信被称为V2V通信，并且车辆110与一个或多个路边接入点140之间的通信被称为V2I通信。如上所述，车辆110/120之间的V2V通信可包括关于车辆110/120的位置、速度、加速度、航向、以及其他车辆数据的信息。在车辆110处从一个或多个路边接入点140接收到的V2I信息可包括道路规则、停车自动化信息等。
图2是解说示例性车辆200的各种组件的框图，车辆200可对应于图1中的车辆110和/或车辆120。车辆200可包括至少一个收发机204(例如，DSRC收发机)，其连接至一个或多个天线202以用于经由至少一种指定的无线电接入技术(RAT)(例如，IEEE 802.11p)在介质132上与其他网络节点(例如，其他车辆、基础设施接入点(例如，一个或多个路边接入点140)等)通信。收发机204可根据指定的RAT以各种方式被配置成用于传送和编码信号(例如，消息、指示、信息等)，以及反之，用于接收和解码信号(例如，消息、指示、信息、导频等)。如本文所使用的，“收发机”可包括发射机电路、接收机电路、或其组合，但不需要在所有设计中提供传送和接收功能性两者。例如，在没有必要提供完全通信时(例如，接收机芯片或类似电路系统简单地提供低级嗅探)，在一些设计中可以采用低功能性接收机电路以降低成本。
车辆200还可包括卫星定位服务(SPS)接收机206。SPS接收机206可连接至一个或多个天线202以用于接收卫星信号。SPS接收机206可包括任何适合用于接收和处理SPS信号的硬件和/或软件。SPS接收机206在恰适的场合向其他系统请求信息和操作并且使用由任何合适的SPS算法所获得的测量来执行对于确定车辆200的位置而言所必需的演算。
一个或多个传感器208可耦合至处理器210以提供与车辆200的状态和/或环境相关的信息，诸如速度、前灯状态、油耗等。作为示例，该一个或多个传感器208可包括加速计(例如，微机电系统(MEMS)器件)、陀螺仪、地磁传感器(例如，罗盘)、高度计(例如，大气压力高度计)等。
处理器210可包括提供处理功能以及其他演算和控制功能性的一个或多个微处理器、微控制器和/或数字信号处理器。处理器210可包括适合用于至少执行本文中所提供的技术的任何形式的逻辑。
处理器210还可耦合至用于存储数据和软件指令以用于在车辆200内执行经编程的功能性的存储器214。存储器214可以板载在处理器210上(例如，在同一集成电路(IC)封装内)，和/或该存储器214可以在处理器210外部并且在数据总线上功能性地耦合。
车辆200可包括用户接口250，用户接口250提供任何合适的接口系统，诸如允许用户与车辆200交互的话筒/扬声器252、按键板254、以及显示器256。话筒/扬声器252提供与车辆200的语音通信服务。按键板254包括用于至车辆200的用户输入的任何合适的按钮。显示器256包括任何合适的显示器(诸如举例而言背光LCD显示器)，并且可进一步包括用于附加用户输入模式的触摸屏显示器。
在以上描述的安全信道中，每个车辆(诸如车辆200)周期性地广播基本安全消息(BSM)(在类似系统中(例如，在欧洲)也被称为协作式感知消息(CAM))以提供关于该车辆的信息。也可存在用于提供车辆安全消息的其他系统，其可以实现或可以不实现本文描述的技术(例如，中国和日本车辆消息接发系统)。为了管理接入争用，使用在IEEE 802.11中标准化的增强型分布式信道接入(EDCA)。
BSM在由SAE International(国际SAE)于2015年发布的SAE J2735“SurfaceVehicle Standard(地面车辆标准)”中描述，其整体内容被纳入于此。每个BSM包括BSM部分I消息和BSM部分II DF_车辆安全扩展数据帧、DF_路径历史、以及DF_路径预测。每个BSM仅在事件有效时才包括BSM部分II DF_车辆安全扩展数据元素和DE_事件标志。即，除非至少一个事件标志是有效的，即设为“1”，否则BSM中不包括该数据元素。每个BSM可任选地包括BSM部分II DF_车辆安全扩展数据帧和DF_RTCM分组。表1解说了BSM中可以传送的数据元素(DE)和/或数据字段(DF)。
表1–BSM数据元素/字段
除了在BSM部分I消息中携带的关于车辆位置的“例程”信息以及其他数据以外，BSM还可以在BSM部分II DF_车辆安全扩展数据帧中传送关于安全相关“事件”的信息(例如紧急制动行动)，该信息可被用于向接收方车辆的驾驶员告知该事件和/或允许接收方车辆响应于该事件而执行自动化操作，诸如自动制动、转向、和/或减速以避免碰撞。当DE_事件标志无效时，广播BSM的标称速率为10Hz(即，每秒10次)。当以10Hz的默认消息速率进行传送时，每100ms加上或减去在0到5ms之间的随机值来传送BSM。在报告安全事件的初始BSM(即，具有设为“1”的DE_事件标志)之后，可能仍具有设为“1”的DE_事件标志(因为安全事件可能持续若干秒)的后续BSM继续以10Hz的标称速率来传送。
安全相关事件不是周期性的，并且通常是稀少的。周期性地广播BSM意味着安全事件的发生将以一定延迟被传达给其他车辆，该延迟可能最高达名义上的BSM周期性100ms，或者平均为50ms。即，由于车辆通常每秒传送BSM达10次，因此BSM之间存在100ms间隙，并且由此安全事件与在BSM中报告该安全事件的时间之间的最长延迟为100ms。然而，由于安全事件可能在100ms时段期间的任何点发生，因此平均而言，安全事件将在发生后50ms内被报告。
存在两个因素会增加该标称延迟时间。第一，在安全信道拥塞(例如，来自一区域中的高密度车辆)的情形中，传送BSM的速率下降，由此增大了BSM的周期性。由增大的周期性引起的延迟可能加倍、增至三倍或更大，例如从100ms增至300ms或更大。第二，EDCA导致传输之间的一些空闲时间，其范围可从几十微秒到几毫秒，这取决于所选取的参数值，例如仲裁帧间空间号(AIFSN)、最小争用窗口(CWmin)、以及最大争用窗口(CWmax)。
常规情况下，“例程”BSM使用第二最高优先级(即，用户优先级4和5)的EDCA参数，而携带“事件”标志的BSM(即，具有设为“1”的DE_事件标志的BSM)使用最高优先级(即，用户优先级6和7)的EDCA参数。表2解说了IEEE 802.11中的EDCA参数集。在表2中，AC_BK是后台接入类，AC_BE是尽力型接入类，AC_VI是视频接入类，以及AC_VO是语音接入类。
表2–EDCA参数
表3仅解说了用于例程和事件BSM两者的EDCA参数CWmin、CWmax、和AIFSN：
优先级 CWmin CWmax AIFSN
例程BSM 7 15 3
“事件”BSM 3 7 2
表3–用于例程和事件BSM的EDCA参数
图3是解说BSM传输的常规定时的示图。图3中所解说的时序图始于主机车辆(诸如车辆200)在302在共享介质(诸如图1中的介质132)上传送例程BSM。主机车辆将在大约100ms里不会传送另一BSM(在304)，在该时间期间，主机车辆在共享介质上接收来自其他近旁车辆的BSM。在图3中，共享介质上来自近旁车辆的传输由附图标记310表示。即，车辆在相同的共享介质或信道上既进行传送又进行接收。在图3的示例中，在主机车辆在302传送第一BSM之后片刻，在306发生安全事件。然而，主机车辆必须等待直至304处的下一BSM机会才能报告该安全事件。
图3还解说了来自不同车辆的例程BSM之间的定时。如插图312中所示，BSM的传输持续4ms，继以在下一BSM被传送之前的间隙(3+(7到15)x 9)μs，其中“3”是AIFSN，“7”是CWmin，并且“15”是CWmax。然而，在安全事件的情形中，BSM传输之间的间隙为(2+(3到7)x 9)μs，如插图314中所示，其中“2”是AIFSN，“3”是CWmin，并且“7”是CWmax。间隙的长度差异是由于事件BSM是使用最高优先级的EDCA参数来传送的，而例程BSM是使用第二最高优先级的EDCA参数来传送的。
以下将是有益的：(1)使BSM等待时间最小化，(2)使信道利用率(以及由此系统容量)最大化，以及(3)准许更高优先级BSM(例如，指示“安全事件”的那些BSM)比“例程”BSM更快被接收到。准则(2)导致为EDCA参数选择尽可能低的值(例如，传输之间的最小退避量)。准则(3)已如上所讨论地通过将例程BSM分类为较低EDCA优先级类(例如，CWmin和CWmax的较高值)、以及将携带关于安全事件的信息的BSM分类为最高EDCA优先级类而得到解决。然而，如以下所描述的，这不是最优设计。
确切而言，本公开提供了其中不是如上所述地使用EDCA参数来达成“例程”BSM与携带安全事件标志的“高优先级”BSM之间的等待时间性能区别的机制。使用EDCA参数可能在这两类消息之间产生相当小的区别。其还带着比原本可达成的信道利用率更低的信道利用率的不利，因为绝大多数“例程”BSM之间具有较高的消息间间隙，如图3中的插图312所解说的。
代替EDCA参数区别，在本公开中，如果车辆正经历“安全事件”(诸如紧急制动事件)，则车辆不等待其标称传输时隙(例如，在非拥塞状况下最高达100ms，或者在信道拥塞状况下更高)就传送包含针对该事件的DE_事件标志和DF_车辆安全扩展数据帧的下一BSM。确切而言，车辆可以立即传送事件BSM，或者一旦信道(例如，介质132)可用就传送事件BSM。替换地，车辆可在短时间段里按某个减小的BSM间间隙(例如，50ms代替100ms)进行传送，尤其是在信道拥塞并且BSM间间隙增大(例如，高于100ms)的情况下。在这种情形中，车辆在该事件终止之后(例如，在紧急制动事件结束之后)恢复正常BSM传输(例如，每100ms、或者在信道拥塞的情况下增大的周期性)。
这种对事件相关BSM的立即或几乎立即传输在调用了碰撞避免——即，自动制动、转向、以及减速——时是尤其相关的。类似地，由于V2V和V2I通信被用于自主驾驶(自动化)车辆，并且所要求的等待时间较短，因此对事件相关BSM的几乎立即传输是有意义的。例如，虽然驾驶员制动反应时间(即，从驾驶员感知“目标车辆”威胁到制动的时间)可能超过一秒，并且由此在驾驶员保持控制车辆的情况下EDCA参数改变的增量增益可能不显著，但是当车辆自动化时——并且尤其是在它们按紧密或组队形式跟随时，那么对事件相关BSM的立即或几乎立即传输变得有意义。应注意，尽管BSM对于自动化车辆被称为“安全消息”，但这些消息也可用于控制并且是时间较关键的紧密控制环的一部分。
图4是解说根据本公开的至少一个方面的BSM传输的定时的示图。图4中所解说的时序图始于主机车辆(诸如车辆200)在402在共享介质(例如，介质132)上传送例程BSM。在本公开中，“例程”BSM仍在名义上每100ms被传送，如上所述。由此，主机车辆通常在大约100ms里将不会传送另一BSM，在该时间期间，主机车辆在共享介质上接收来自其他近旁车辆的BSM。在图4中，共享介质上来自近旁车辆的传输由附图标记410表示。即，车辆在相同的共享介质或信道上既进行传送又进行接收。
然而，在图4的示例中，在主机车辆在402传送例程BSM之后片刻，在404发生安全事件。并非等待几乎100ms直至下一BSM机会才报告该安全事件，主机车辆可以一旦信道(例如，介质132)可用就在406传送“事件”BSM(即，具有设为“1”的DE_事件标志的BSM)。主机车辆将随后恢复大致每100ms传送BSM(在408处示出)，而不管DE_事件标志是否仍被设为“1”(如果在404处的安全事件在408处仍在继续则会如此)。替换地，主机车辆可以按高于每100ms的频度传送与该安全事件相关的其余BSM。
图4还解说了来自不同车辆的BSM之间的定时。在本公开中，所有BSM(无论是“例程”还是“事件”驱动的)都使用最高优先级EDCA参数。由此，如插图412中所示，例程BSM之间的间隙为(2+(3到7)x 9)μs，其中“2”是AIFSN，“3”是CWmin，并且“7”是CWmax。类似地，如插图414中所示，事件BSM之间的间隙也为(2+(3到7)x 9)μs。
注意，尽管车辆可以等待直至共享介质/信道可用才传送与安全事件相关的BSM，但这不是必要的。确切而言，车辆可以立即传送此类BSM。如果介质不可用，则传输可能丢失或与其他传输相干扰。为了解决这个问题，车辆可以重传与安全事件相关的BSM达某个阈值次数(可任选地，快速接连地重传)以增大它们被近旁车辆接收到的可能性。
应注意，与正常消息节奏的这种偏离并不会显著扰乱系统工作，尽管其的确导致信道上的较小过渡性增加负载。考虑到安全事件(诸如紧急制动事件)是稀少的，并且通常情况下在给定区域和实例中仅会针对较小百分比的车辆发生，因此这种较小的过渡性效应对来自其他车辆的BSM的时间线的影响是无足轻重的。同样，从EDCA性能的立场而言，经历安全事件的车辆比其标称分配时间更快传送其BSM。然而，由于来自所有车辆的传输在时间上是均匀分布的，因此目标车辆由于EDCA而经历的延迟不受影响。
本公开的机制(1)导致更好的信道利用率和改进的DSRC系统容量，以及(2)相当大地减少了周围车辆接收到由安全事件触发的BSM的等待时间，从而给了它们更多时间作出反应，并且由此减少了交通事故的几率。这种等待时间减少对于标称情形(即，在没有拥塞时)可以是100ms，在信道拥塞的情况下最高达几百毫秒。
图5A更详细地解说了图2的车辆200的各种组件。在图5A的示例中，处理器210包括数个子处理器和控制器，具体而言，包括经由控制器区域网(CAN)总线560通信地耦合的快速事件处理器520、碰撞避免/障碍物检测处理器522、制动器控制器524、油门控制器526、转向控制器528、自动化驾驶处理器532、传感器和I/O处理器534、场景跟踪处理器536、基于地图的道路几何处理器538、以及目标路径估计和选择处理器542。
在图5A的示例中，传感器208、碰撞避免/障碍物检测处理器522、制动器控制器524、油门控制器526、转向控制器528、自动化驾驶处理器532、场景跟踪处理器536、基于地图的道路几何处理器538、以及目标路径估计和选择处理器542中的任一者或组合可以检测安全事件(诸如紧急制动事件)，并将关于该事件的信息提供给快速事件处理器520。快速事件处理器520可以生成包括关于所检测到的安全事件的信息的事件BSM并将其传递给收发机204。收发机204可以立即、或者一旦介质132可用就传送所生成的事件BSM，如以上参照图4所描述的。
图5B解说了图5A中所解说的车辆200的组件，其中收发机204接收来自另一车辆的事件BSM。
本公开的特征在于包括EDCA加快型快速事件标志(QEF)，其是事件驱动的(即，在接收到事件BSM之际被生成)并连接至快速事件处理器520。快速事件处理器520具有两个功能：将预设命令发往制动器、油门和/或转向控制器524–528并通知碰撞避免/障碍物检测处理器522和自动化驾驶处理器532。该通信避免了当前架构中固有的延迟。具体地，除了制动器、油门和/或转向控制器524–528以外还向碰撞避免/障碍物检测处理器522和自动化驾驶处理器532发送快速事件处理器520命令允许：(i)绕过CAN总线560的紧急或自动化车辆致动，以及(ii)转换到正常操作，因为向这些其他处理器同时传达快速事件处理器520命令将使得它们能在“安全事件”结束后识别并实现事件后轨迹命令。
参照图5B，收发机204接收具有设为“1”的DE_事件标志的BSM。收发机204将该事件BSM转换成快速事件标志并将其传送给快速事件处理器520。快速事件处理器520在必要的情况下将预设命令发送给制动器、油门和/或转向控制器524–528以对该安全事件作出反应，并向碰撞避免/障碍物检测处理器522和自动化驾驶处理器532通知它已经这样做。
图5B中所解说的系统与装备有DSRC收发机(诸如收发机204)的车辆有关，并且将随着以下各项而实现益处：(i)增加的车辆驾驶自动化水平，(ii)DSRC通信输入的增长的可靠性，(iii)自动化碰撞避免和紧急干预算法的激增，以及(iv)具有逐渐减小的跟随距离和时间的自主驾驶汽车(例如，“组队”或协作车辆)的预期出现。
图5A和5B中所示的模块可以是耦合至处理器210的处理器、电子控制单元(ECU)、可作为片上系统(SOC)嵌入在处理器210中的过程、等等。替换地，在某些实现中，可使用其他或附加机制来提供或以其他方式可操作地安排这些模块。例如，控制器/处理器520–542中的全部或部分可以用固件或作为存储在存储器214中的软件模块来提供。另外，虽然在该示例中，控制器/处理器520–542被解说为分开的模块，但应认识到，此类模块可被组合在一起作为一个模块或者也许与其他模块相组合，或者以其他方式被进一步划分成多个子模块。
图6解说了根据本公开的至少一个方面的用于在多个车辆间传送车辆信息消息的示例性流程。图6中所解说的流程可由图2、5A、和5B的车辆200来执行。
在602，车辆200的收发机204以第一周期性速率(例如，每100ms)在无线介质(例如，介质132)上传送第一组车辆信息消息(例如，BSM、CAM等)。第一组车辆信息消息可包括与车辆200相关的信息，诸如表1中解说的BSM部分I信息。
在604，一个或多个传感器208检测与车辆200的操作相关的事件。该事件可以是紧急制动事件、制动失败事件、未发信号通知的车道改变事件、未遵守交通信号事件、超速事件、和/或可能影响近旁车辆的操作的任何事件(例如，安全、航向、速度等)。
在606，车辆200的处理器(例如，处理器210和/或快速事件处理器520)生成第二组车辆信息消息(例如，BSM、CAM)，其中每条消息包括事件标志(例如，设为“1”的DE_事件标志)以及关于该事件的信息，诸如表1中解说的BSM部分II信息。事件标志可指示第二组车辆信息消息正报告该事件。
在608，一旦第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，收发机204就在无线介质上传送第一车辆信息消息。
在610，收发机204可任选地以第一周期性速率在无线介质上传送第二组车辆信息消息中的其余车辆信息消息。如本文所描述的，第一和第二组车辆信息消息可被近旁车辆用于针对紧急干预的自动化车辆控制、用于在紧密跟随自动化车辆操作中与其他车辆协调的车辆对车辆(V2V)和/或车辆对基础设施(V2I)通信、或其任何组合。
图7解说了被表示为一系列相互关联的功能模块的示例车辆装备700。用于传送的模块702至少在一些方面可对应于例如通信设备(诸如图2中的收发机204)，如本文所讨论的。用于检测的模块704至少在一些方面可对应于例如一个或多个传感器、控制器、或处理器，诸如传感器208、碰撞避免/障碍物检测处理器522、制动器控制器524、油门控制器526、转向控制器528、自动化驾驶处理器532、传感器和I/O处理器534、场景跟踪处理器536、基于地图的道路几何处理器538、以及目标路径估计和选择处理器542，如本文所讨论的。用于生成的模块706至少在一些方面可对应于例如处理系统，诸如处理器210和/或快速事件处理器520，如本文所讨论的。用于传送的模块708至少在一些方面可对应于例如通信设备(诸如收发机204)，如本文所讨论的。可任选的用于传送的模块710至少在一些方面可对应于例如通信设备(诸如收发机204)，如本文所讨论的。
图7的各模块的功能性可以按与本文中的教导相一致的各种方式来实现。在一些设计中，这些模块的功能性可以被实现为一个或多个电组件。在一些设计中，这些框的功能性可以被实现为包括一个或多个处理器组件的处理系统。在一些设计中，可以使用例如一个或多个集成电路(例如，AISC)的至少一部分来实现这些模块的功能性。如本文中所讨论的，集成电路可包括处理器、软件、其他相关组件、或其某种组合。因此，不同模块的功能性可以例如实现为集成电路的不同子集、软件模块集合的不同子集、或其组合。同样，将领会，(例如，集成电路和/或软件模块集合的)给定子集可以提供一个以上模块的功能性的至少一部分。
另外，图7表示的组件和功能以及本文所描述的其他组件和功能可使用任何合适的手段来实现。此类装置还可至少部分地使用本文所教导的相应结构来实现。例如，以上结合图7的“用于……的模块”组件来描述的组件也可对应于类似指定的“用于功能性的装置”。因而，在一些方面，此类装置中的一个或多个可使用本文所教导的处理器组件、集成电路、或其他合适结构中的一个或多个来实现。
应当理解，本文中使用诸如“第一”、“第二”等指定对元素的任何引述一般不限定这些元素的数量或次序。确切而言，这些指定可在本文中用作区别两个或更多个元素或者元素实例的便捷方法。因此，对第一元素和第二元素的引述并不意味着这里可采用仅两个元素或者第一元素必须以某种方式位于第二元素之前。同样，除非另外声明，否则一组元素可包括一个或多个元素。另外，在说明书或权利要求中使用的“A、B、或C中的至少一者”或“A、B、或C中的一个或多个”或“包括A、B、和C的组中的至少一个”形式的术语表示“A或B或C或这些元素的任何组合”。例如，此术语可以包括A、或者B、或者C、或者A和B、或者A和C、或者A和B和C、或者2A、或者2B、或者2C、等等。
鉴于以上描述和解释，本领域技术人员将领会，结合本文中所公开的方面描述的各种解说性逻辑块、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、以及步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。
因此将领会，例如装备或装备的任何组件可被配置成(或者使其能操作用于或适配成)提供如本文所教导的功能性。这可以例如通过以下方式达成：通过制造(例如，制作)该装备或组件以使其将提供该功能性；通过编程该装备或组件以使其将提供该功能性；或通过使用某种其他合适的实现技术。作为一个示例，集成电路可被制作成提供必需的功能性。作为另一示例，集成电路可被制作成支持必需的功能性并且然后(例如，经由编程)被配置成提供必需的功能性。作为又一示例，处理器电路可执行用于提供必需的功能性的代码。
此外，结合本文所公开的方面描述的方法、序列和/或算法可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM)、电可擦式可编程只读存储器(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的任何其他形式的存储介质(无论瞬态还是非瞬态)中。示例性存储介质被耦合到处理器，以使得处理器能从/向该存储介质读取/写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器(例如，高速缓存)。
相应地，还将领会，例如本公开的某些方面可包括体现用于在多个车辆间传送车辆信息消息的方法的瞬态或非瞬态计算机可读介质。
尽管前面的公开示出了各种解说性方面，但是应当注意，可对所解说的示例作出各种改变和修改而不会脱离如所附权利要求定义的范围。本公开无意被仅限定于具体解说的示例。例如，除非另有说明，否则根据本文中所描述的本公开的各方面的方法权利要求中的功能、步骤和/或动作无需以任何特定次序执行。此外，尽管某些方面可能是以单数来描述或主张权利的，但是复数也是已构想了的，除非显式地声明了限定于单数。

Claims (34)

1.一种用于在多个车辆间传送车辆信息消息的方法，包括：
由所述多个车辆中的一车辆的收发机以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，所述第一组车辆信息消息包括与所述车辆相关的信息；
由所述车辆的一个或多个传感器检测与所述车辆的操作相关的事件；
由所述车辆的至少一个处理器生成第二组车辆信息消息，所述第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于所述事件的信息，所述事件标志指示所述第二组车辆信息消息正报告所述事件；以及
一旦所述第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，就由所述车辆的所述收发机在所述无线介质上传送所述第一车辆信息消息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：由所述车辆的所述收发机以所述第一周期性速率在所述无线介质上传送所述第二组车辆信息消息中的其余车辆信息消息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
由所述车辆的所述收发机以高于所述第一周期性速率的频度在所述无线介质上传送所述第二组车辆信息消息中的其余车辆信息消息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二组车辆信息消息各自包括关于所述事件的相同信息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
重复对所述第二组车辆信息消息的传输直至阈值次数，以确保近旁车辆接收到所述第二组车辆信息消息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于所述车辆的状态改变来更新所述第二组车辆信息消息中的车辆状态信息。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，车辆信息消息包括基本安全消息(BSM)或协作式感知消息(CAM)。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述车辆相关的所述信息包括所述车辆的位置、所述车辆的海拔、所述车辆的位置的位置准确度、所述车辆的速度、所述车辆的变速器状态、所述车辆的航向状态、所述车辆的方向盘角度、所述车辆的加速度、所述车辆的制动系统状态、所述车辆的尺寸、或其任何组合。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关于所述事件的所述信息包括所述车辆的路径历史、所述车辆的路径预测、或其任何组合。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述车辆的操作相关的所述事件包括紧急制动事件、制动失败事件、未发信号通知的车道改变事件、未遵守交通信号事件、超速事件、或其任何组合。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二组车辆信息消息被所述多个车辆中的近旁车辆用于针对紧急干预的自动化车辆控制、用于在紧密跟随自动化车辆操作中与其他车辆协调的车辆对车辆(V2V)和/或车辆对基础设施(V2I)通信、或其任何组合。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一周期性速率包括100ms的周期性速率。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个车辆中的其他车辆以所述第一周期性速率在所述无线介质上传送车辆信息消息。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，由所述多个车辆传送的车辆信息消息之间的间隙对应于由增强型分布式信道接入(EDCA)参数指定的最高优先级接入类。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个车辆在所述无线介质的相同无线信道上既传送车辆信息消息又接收车辆信息消息。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线介质包括有执照智能交通系统(ITS)频带5.9GHz中的专用短程通信(DSRC)无线通信链路。
17.一种用于在多个车辆间传送车辆信息消息的装置，包括：
所述多个车辆中的一车辆的收发机，其被配置成以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，所述第一组车辆信息消息包括与所述车辆相关的信息；
所述车辆的一个或多个传感器，其被配置成检测与所述车辆的操作相关的事件；以及
所述车辆的至少一个处理器，其被配置成生成第二组车辆信息消息，所述第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于所述事件的信息，所述事件标志指示所述第二组车辆信息消息正报告所述事件，
其中所述车辆的所述收发机被进一步配置成一旦所述第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，就在所述无线介质上传送所述第一车辆信息消息。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述车辆的所述收发机被进一步配置成以所述第一周期性速率在所述无线介质上传送所述第二组车辆信息消息中的其余车辆信息消息。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述车辆的所述收发机被进一步配置成以高于所述第一周期性速率的频度在所述无线介质上传送所述第二组车辆信息消息中的其余车辆信息消息。
20.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二组车辆信息消息各自包括关于所述事件的相同信息。
21.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述车辆的所述收发机被进一步配置成重复对所述第二组车辆信息消息的传输直至阈值次数，以确保近旁车辆接收到所述第二组车辆信息消息。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成基于所述车辆的状态改变来更新所述第二组车辆信息消息中的车辆状态信息。
23.如权利要求17所述的装置，其特征在于，车辆信息消息包括基本安全消息(BSM)或协作式感知消息(CAM)。
24.如权利要求17所述的装置，其特征在于，与所述车辆相关的所述信息包括所述车辆的位置、所述车辆的海拔、所述车辆的位置的位置准确度、所述车辆的速度、所述车辆的变速器状态、所述车辆的航向状态、所述车辆的方向盘角度、所述车辆的加速度、所述车辆的制动系统状态、所述车辆的尺寸、或其任何组合。
25.如权利要求17所述的装置，其特征在于，关于所述事件的所述信息包括所述车辆的路径历史、所述车辆的路径预测、或其任何组合。
26.如权利要求17所述的装置，其特征在于，与所述车辆的操作相关的所述事件包括紧急制动事件、制动失败事件、未发信号通知的车道改变事件、未遵守交通信号事件、超速事件、或其任何组合。
27.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一和第二组车辆信息消息被所述多个车辆中的近旁车辆用于针对紧急干预的自动化车辆控制、用于在紧密跟随自动化车辆操作中与其他车辆协调的车辆对车辆(V2V)和/或车辆对基础设施(V2I)通信、或其任何组合。
28.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一周期性速率包括100ms的周期性速率。
29.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述多个车辆中的其他车辆以所述第一周期性速率在所述无线介质上传送车辆信息消息。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，由所述多个车辆传送的车辆信息消息之间的间隙对应于由增强型分布式信道接入(EDCA)参数指定的最高优先级接入类。
31.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述多个车辆在所述无线介质的相同无线信道上既传送车辆信息消息又接收车辆信息消息。
32.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述无线介质包括有执照智能交通系统(ITS)频带5.9GHz中的专用短程通信(DSRC)无线通信链路。
33.一种用于在多个车辆间传送车辆信息消息的装备，包括：
用于传送的装置，其被配置成以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，所述第一组车辆信息消息包括与所述车辆相关的信息；
用于感测的装置，其被配置成检测与所述车辆的操作相关的事件；以及
用于处理的装置，其被配置成生成第二组车辆信息消息，所述第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于所述事件的信息，所述事件标志指示所述第二组车辆信息消息正报告所述事件，
其中所述用于传送的装置被进一步配置成一旦所述第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成，就在所述无线介质上传送所述第一车辆信息消息。
34.一种存储用于在多个车辆间传送车辆信息消息的计算机可执行代码的非瞬态计算机可读介质，包括用于以下操作的代码：
使所述多个车辆中的一车辆的收发机以第一周期性速率在无线介质上传送第一组车辆信息消息，所述第一组车辆信息消息包括与所述车辆相关的信息；
使所述车辆的一个或多个传感器报告与所述车辆的操作相关的事件；
使所述车辆的至少一个处理器生成第二组车辆信息消息，所述第二组车辆信息消息各自包括事件标志以及关于所述事件的信息，所述事件标志指示所述第二组车辆信息消息正报告所述事件；以及
使所述车辆的所述收发机一旦所述第二组车辆信息消息中的第一车辆信息消息被生成就在所述无线介质上传送所述第一车辆信息消息。
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