CN108418892A - 一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法及装置 - Google Patents

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宋健明
王曦
叶枫
罗勇
张钊
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Abstract

一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法及装置。其特征是:本方法包括四步，第一步数据获取模块，第二步数据同步模块，第三步数据加密模块，第四步数据压缩存储。本发明用于车辆及环境感知数据处理和存储。

Description

一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法及装置
技术领域：
本发明涉及一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法及装置。
背景技术：
环境感知系统在车辆自身传感信息模块、通信信息模块的基础上，获取车辆外部周边物体状态、公路状态、天气、车流、电子地图、停车场等信息，并将这些信息提供给驾驶员或车辆自动控制系统。采集系统获取的数据包括图像数据，实时分析的结构化数据，车辆控制器局域网络CAN数据，卫星定位GPS数据，加速度传感器数据等。环境感知数据是随着无人驾驶技术的发展产生出的新型数据类型，这些数据的同步及安全存储成为这一领域的重要环节。
现有的存储方法主要是将视频数据，不同类型的传感器数据分别存储;这些存储方法的缺点包括：无法确保视频数据以及不同类型的传感器数据的同步；数据冗余，数据占用空间大；数据明文存储，缺少安全访问机制以及数据完整性校验。
发明内容：
本发明的目的是提供一种数据压缩，减少冗余数据的空间占用的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法及装置。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，本方法包括四步，第一步数据获取模块，第二步数据同步模块，第三步数据加密模块，第四步数据压缩存储。
所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第一步数据获取模块是获取数据，数据包括图像数据、实时分析的结构化数据、车辆控制器局域网络CAN数据、卫星定位GPS数据、加速度传感器数据。
所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第二步数据同步模块是采集设备通过时间戳同步采集到的多种类型的原始数据以及处理后的结构化数据，并将上述数据封装成同步数据帧。
所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第三步数据加密模块是采用密钥算法，DES是数据加密标准； 3DES是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；AES是高级加密标准；BLOWFISH使用变长的密钥，长度可达448位；根据需求选择上述对应的加密算法。
所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第四步数据压缩存储是经过数据加密后，对视频进行高压缩的编码压缩，非视频传感器数据进行无损压缩，保存为文件。
一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，其组成包括: 车辆，所述的车辆连接图像传感器、车辆控制器、卫星定位传感器、加速度传感器。
所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，通过所述的图像传感器获取图像传感器数据，通过所述的车辆控制器获取车辆控制器局域网络CAN数据，通过所述的卫星定位传感器获取卫星定位传感器GPS数据，通过所述的加速度传感器获取加速度传感器数据。
有益效果：
1.本发明确保多传感器数据能够同步采集，采集的全面。
2.本发明的数据加密将防止数据被查看或修改，并在原本不安全的信道上提供安全的通信信道，防止数据被读取。
3. 本发明针对视频数据进行压缩编码，保证数据质量的前提下，减小存储空间占用。
4. 本发明包含一种视频结构化数据和传感器数据合并存储的数据的能力。
附图说明：
附图1是本发明的数据流示意图。
附图2是本发明的数据获取流程图。
附图3是本发明的数据封装的数据帧格式图。
具体实施方式：
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，本方法包括四步，第一步数据获取模块，第二步数据同步模块，第三步数据加密模块，第四步数据压缩存储。
实施例2：
实施例1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第一步数据获取模块是获取数据，数据包括图像数据、实时分析的结构化数据、车辆控制器局域网络CAN数据、卫星定位GPS数据、加速度传感器数据。
实施例3：
实施例1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第二步数据同步模块是采集设备通过时间戳同步采集到的多种类型的原始数据以及处理后的结构化数据，并将上述数据封装成同步数据帧。
实施例4：
实施例1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第三步数据加密模块是采用密钥算法，DES（DataEncryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；3DES（TripleDES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；AES（AdvancedEncryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高；BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；根据需求选择对应的加密算法。
实施例5：
实施例1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，所述的第四步数据压缩存储是经过数据加密后，为了提高存储的压缩率，会对视频进行高压缩的编码压缩，非视频传感器数据进行无损压缩，保存为文件。
实施例6：
一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，其组成包括: 车辆，所述的车辆连接图像传感器、车辆控制器、卫星定位传感器、加速度传感器。
实施例7：
实施例6所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，通过所述的图像传感器获取图像传感器数据，通过所述的车辆控制器获取车辆控制器局域网络CAN数据，通过所述的卫星定位传感器获取卫星定位传感器GPS数据，通过所述的加速度传感器获取加速度传感器数据。
实施例8：
实施例6所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，首先启动图像传感器、车辆控制器、卫星定位传感器、加速度传感器，然后将图像传感器、车辆控制器、卫星定位传感器、加速度传感器所获得的数据进行列表，将图像传感器、车辆控制器、卫星定位传感器、加速度传感器所获得的数据进行初始化，成功获取数据，如果不成功、再进行初始化，直至成功获取数据为止。
实施例9：
上述所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法及装置，（1）获取多传感器数据。传感器数据包括：图像传感器数据，车辆控制器局域网络CAN数据，卫星定位传感器GPS数据，加速度传感器数据。按照附图2流程，读取设备列表，依次打开上述设备，开始获取数据。
（2）多传感器数据同步。通过同步方法，同步步骤（1）采集到的多种类型的数据，由于步骤（1）中所述的传感器采集数据的频率是不一致的，同步方法是依据图像传感器每一帧的时间戳，读取其他传感器在该时间戳的数据。具体步骤包括：a.读取所有传感器数据到缓冲区，并给读取的数据打上时间戳；b.根据图像传感器的时间戳去读取其他传感器数据。生成附如图3所示格式初始数据帧F。
数据帧F包含：
①FrameID（数据帧编号）
②Timestamp(时间戳)
③Version（版本）
④DataSectionDescription(数据块描述)，DataSectionDescription描述的是数据帧包含的数据块数量，类型，以及对应的位置。
⑤DataSection(数据块)，数据块包含传感器数据。
⑥FrameLength(数据帧长度)
然后写入数据帧编号FrameID，数据帧版本号 1.0,时间戳,写入数据块描述1，并将图像数据写入数据块1，开始读取其余传感器数据，写入下一个数据块描述2，将传感器数据写入数据块2；c.通过实时处理模块处理图像传感器数据，得到物体检测（objectdetection），车辆自身运动估计（egomotion），物体跟踪，车道线检测（lane detection），道路标识牌识别(TSR)，以及预警分析结果，这些模块的主要功以及结构化分析的结构信息（物体检测信息）如表格1所示，包括目标追踪ID，目标纵向距离，目标横向距离，目标宽度，目标相对速度，TTC，THW，目标检测类别（Car/Bus/Truck/Person/Cyclist/Other），行车线位置分类（Not assigned/Current lane/Next lane left/Next lane right），检测线类别，车头与行车线距离，车道曲线参数。将上述结果写入数据块描述3，以及数据块3；d.循环读取下一帧数据。
（3）数据压缩。将上述步骤2所述的数据帧F，对数据帧F中的图像数据进行H264高压缩率压缩，对其他数据进行无损压缩，得到压缩数据G。
（4）数据加密。对步骤3得到的压缩数据G，根据3DES加密算法，进行加密，得到数据H。
（5）对步骤4，得到的数据H，写入保存文件。
表1
目标追踪ID
目标纵向距离
目标横向距离
目标宽度
目标相对速度
TTC（碰撞时间）
THW（车头时距）
目标检测类别（Car/Bus/Truck/Person/Cyclist/other）
行车线位置分类（Not assigned/Current lane/Next lane left/Next lane right）
检测线类别
车头与行车线距离
车道曲线参数

Claims (7)

1.一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，其特征是: 本方法包括四步，第一步数据获取模块，第二步数据同步模块，第三步数据加密模块，第四步数据压缩存储。
2.根据权利要求1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，其特征是: 所述的第一步数据获取模块是获取数据，数据包括图像数据、实时分析的结构化数据、车辆控制器局域网络CAN数据、卫星定位GPS数据、加速度传感器数据。
3.根据权利要求1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，其特征是: 所述的第二步数据同步模块是采集设备通过时间戳同步采集到的多种类型的原始数据以及处理后的结构化数据，并将上述数据封装成同步数据帧。
4.根据权利要求1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，其特征是: 所述的第三步数据加密模块是采用密钥算法，DES是数据加密标准； 3DES是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；AES是高级加密标准；BLOWFISH使用变长的密钥，长度可达448位；根据需求选择上述对应的加密算法。
5.根据权利要求1所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的方法，其特征是: 所述的第四步数据压缩存储是经过数据加密后，对视频进行高压缩的编码压缩，非视频传感器数据进行无损压缩，保存为文件。
6.一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，其组成包括: 车辆，其特征是: 所述的车辆连接图像传感器、车辆控制器、卫星定位传感器、加速度传感器。
7.根据权利要求6所述的一种车辆及环境感知数据处理和存储的装置，其特征是:通过所述的图像传感器获取图像传感器数据，通过所述的车辆控制器获取车辆控制器局域网络CAN数据，通过所述的卫星定位传感器获取卫星定位传感器GPS数据，通过所述的加速度传感器获取加速度传感器数据。
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