CN110264767A

CN110264767A - 用于车辆的电子系统

Info

Publication number: CN110264767A
Application number: CN201910577924.0A
Authority: CN
Inventors: 崔可; 底明辉
Original assignee: Jiangsu Hengbao Intelligent System Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Hengbao Intelligent System Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2019-09-20

Abstract

本公开涉及用于车辆的电子系统，包括：定位在所述车辆头部的第一安全单元和定位在车辆尾部的第二安全单元，其中第一安全单元包括：被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的第一安全元件，和被配置成与车辆外部的实体进行通信的第一通信元件；第二安全单元包括：被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的第二安全元件，和被配置成与车辆外部的实体进行通信的第二通信元件。

Description

用于车辆的电子系统

技术领域

本方案涉及智能交通领域，具体的涉及用于车辆的电子系统。

背景技术

近年来，中国很多城市陆续引入智能交通系统(ITS)技术来支持交通出行与管理。随着大范围、全方位、多渠道的交通信息采集基础设施的完备，同时以可变信息板、GPS导航仪、手机短信、调频广播等手段为信息终端，出行者信息服务系统将实时、准确、个性化的信息提供给出行者，为其出行提供决策。另一方面，管理者可以通过实时交通信息对城市交通进行控制与管理。可见，智能交通系统的发展，为交通出行和管理提供了更多的决策信息和选择。但是，现有的交通信息采集与处理仍存在不足：部分交通数据在本身质量上存在问题，导致提取结果的准确性偏低；现有的处理方式在效率上存有缺陷，无法实时获取行程时间、路况等交通信息。这些问题，给城市道路交通参数估计与路况判别的应用与服务带来重重困难。

实时路况的获知和通报是智能出行中的重要环节。准确及时的路况通报对于改善城市交通拥堵具有关键作用。当前，道路实时交通流信息主要基于全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)数据、手机信令、固定检测器等类型的数据。针对固定检测器，目前一般用CCD摄像机对车道车辆进行拍摄，用硬件将拍摄到的图像进行数字化存储，用图像处理的方式对图像初步处理，去掉图像噪声信息。为了减少计算量，对图像进行分区并按一定算法对各分区图像处理，提取必要的车辆特征信息。根据特征信息进行车流量、车速、车型分类、占有率、排队等交通信息统计。然而，这样的固定检测器成本较高，无法满足密集布置的需求，例如在城市之外的区域中、高速路上都无法做到密集布置，因此为车辆违规操作提供了可能，存在安全风险。

因此，随着5G技术的不断成熟，车联网中的相关硬件设施将会覆盖到车辆，基于此应用场景，提出了一种新的用于车辆的电子系统，根据本公开的实施方式能够实现对车辆信息的低成本且准确的获取。

发明内容

这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。

本公开的目的在于提供一种电子设备、无线通信方法和无线通信系统和车辆。

根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，一种用于车辆的电子系统，包括：定位在车辆头部的第一安全单元和定位在车辆尾部的第二安全单元，其中第一安全单元包括：被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的第一安全元件，和被配置成与车辆外部的所述实体进行通信的第一通信元件；第二安全单元包括：被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的第二安全元件，和被配置成与车辆外部的实体进行通信的第二通信元件。

根据本公开的另一方面，其中在第一安全元件和第二安全元件与实体完成相互认证的情况下，实体基于接收的来自第一通信元件和通信元件的信号计算与车辆有关的信息。

根据本公开的另一方面，其中认证包括以下至少之一：身份认证、密钥确认、快速认证。

根据本公开的另一方面，其中与所述车辆有关的信息包括以下至少之一：车辆的速度信息、车辆的位置信息、车辆的方向信息、车辆的加速/减速状况。

根据本公开的另一方面，其中第一通信元件和第二通信元件为中距离射频通信元件。

根据本公开的另一方面，其中中距离射频通信元件的通信距离在0至1000米范围内。

根据本公开的另一方面，其中第一通信元件在第一频点以定时广播车辆编码或第一密文；第二通信元件在第二频点以相同的定时广播车辆编码或第二密文。

根据本公开的另一方面，其中车辆通过监测外部设备的通信确定第一频点和第二频点。

根据本公开的另一方面，其中如果第一通信元件在第一频点上广播车辆编码或第一密文前在第一频点上接收到信号，则第一通信元件随机跳至下一个频点广播车辆编码或第一密文；如果第二通信元件在第二频点上广播车辆编码或第二密文前在第二频点上接收到信号，则随机跳至下一个频点广播车辆编码或第二密文。

从上述提供的描述中，进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：

图1是示出现有技术的车辆信息检测的示意图；

图2是示出根据本公开实施方式的用于车辆的电子系统的示意图；

图3是示出根据本公开实施方式的车辆的电子系统与实体通信的示意图。

具体实施方式

虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。

现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。

提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。

下面将以图1的示例应用场景对本公开内容所提出的技术问题进行说明。需要注意的，该技术问题仅是示例性的，目的不在于限制本发明的应用。

图1是示出现有技术的车辆信息检测的示意图。

图1示意性地示出了城市道路上车辆信息检测的示例，如图所示，在城市道路的某个节点处需要对车辆速度进行限制，因此需要对车辆速度及车辆信息进行采集以使得可以对超过速度的车辆进行记录以约束驾驶者的行为。然而，即使在这样的一个节点处，也需要针对多个车道的多个采集设备，也就是，即使在这样的一个节点处，采集图像的成本也是较高的。在城市道路中也无法做到在道路中尽可能多的位置节点进行速度的监测控制，此外由于架设图像检测设备需要支架，这样的支架的成本甚至超过设备的成本。如果对于非城市道路或者不规则道路，即使不考虑成本，甚至不存在架设图像检测设备的支架环境条件(例如架设能力不足、人员缺乏等)，因此有必要提出可以应用于任何环境路段的用于采集车辆信息的设备。

图2示出了根据本公开实施方式的用于车辆的电子系统的示意图。

根据图2所示的用于车辆的电子系统，包括定位在车辆头部的第一安全单元和定位在车辆尾部的第二安全单元，作为示例，安全单元可以是5G应用环境下的智能卡或智能卡设备，当然也不限于此，安全单元可以例如通过粘合的方式放置在车辆外部表面上、可以内置在车辆壳体的内表面上、或者放置在车辆内部空间中，当然放置的方式也不限于此，任何能够使得安全单元固定在车辆中且不因车辆的任何运动方式而改变与车辆的相对位置的固定方式都是可行的，因此本领域技术人员能够预见到各种固定方式。第一安全单元包括被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的安全元件，和被配置成与车辆外部的实体进行通信的第一通信元件，这里的实体可以是用于与第一安全单元通信的任何硬件设备，并且该实体可以方便地被放置在道路上的特定高度处。第二安全单元包括被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的第二安全元件，和被配置成与车辆外部实体进行通信的第二通信元件。作为示例，这里的安全元件可以是例如智能卡设备中的sim卡或esim卡、或是sim卡或esim卡中的部分电路模组。通信元件可以采用本领域所熟知的通信元件，通信元件的选用方式是本领域技术人员可以预见的，在此不再赘述。

图3示出了根据本公开实施方式的车辆的电子系统与实体通信的示意图。

首先第一安全元件和第二安全元件需要与实体完成相互认证，因为车辆需要确定实体是有资格获取其信息的合法实体，而实体需要认证车辆的身份信息例如车牌号、车架号等，这些信息可以存储在安全设备的存储器中，当车辆验证出实体是合法实体时，可以将存储的车辆身份等信息发送到实体。以上的认证仅仅是示例，认证包括身份认证、密钥确认、快速认证等认证方式。

在双方进行相互认证之后，实体请求第一安全设备和第二安全设备发送信号，基于接收的来自第一通信元件和第二通信元件的信号计算与车辆有关的信息。车辆有关的信息包括以下至少之一：车辆的速度信息、车辆的位置信息、车辆的方向信息、车辆的加速/减速状况。由于第一通信元件和第二通信元件发送的信号被传输到实体的距离存在差异，因此传输时间存在差异，据此可以计算出实体距离车头和车尾的距离，从而计算出车辆的位置信息，而通过定时地接收信号可以计算出车辆移动的横向距离和纵向距离，据此可以计算出车辆的方向信息及车辆的运动轨迹，通过定时地接收信号还可以计算出车辆的速度信息和加速/减速状况。

根据本公开的实施方式，其中第一通信元件和第二通信元件可以为中距离射频通信元件。中距离射频通信元件的通信距离在0至1000米范围内。中距离射频通信方式包括车联网的DSRC技术，但不限于这种技术。DSRC技术具有以下特点1.通信距离一般在数十米(10m～30m)；2.工作频段：ISM5.8GHz、915MHz、2.45GHz；3.通信速率：500kbps/250kbps，能承载大宽带的车载应用信息；4.完善的加密通信机制：支持3DES、RSA算法；高安全性数据传输机制，支持双向认证及加/解密。本领域技术人员能够理解DSRC技术及其实现方式，因此本公开内容省略了对于这些内容的描述。

根据本公开的实施方式，其中第一通信元件在第一频点以定时广播车辆编码或第一密文；第二通信元件在第二频点以相同的定时广播车辆编码或第二密文。具体地，为了避免第一通信元件与第二通信元件传输信息间产生干扰，因此在相同定时在不同频点发送数据。需要注意的是，第一通信元件与第二通信元件还可以在不同定时在相同频点(对频点的时分复用)发送数据，还可以在不同定时不同频点发送数据，本领域技术人员可以根据需求选择定时和/或频点。车辆需要通过监测外部设备的通信确定第一频点和第二频点以避免不被其他通信所干扰，具体地，外部设备其它正在进行通信的可能影响车辆通信的设备包括但不限于位于本车辆或附近车辆的手机、笔记本、车载设备等通信设备。

根据本公开的实施方式，其中如果第一通信元件在第一频点上广播车辆编码或第一密文前在第一频点上接收到信号，则第一通信元件随机跳至下一个频点广播车辆编码或第一密文；如果第二通信元件在第二频点上广播车辆编码或第二密文前在第二频点上接收到信号，则随机跳至下一个频点广播车辆编码或第二密文。根据本公开的实施方式车辆的通信元件可以不需要确定实体的位置，而是通过广播的方式发送信息，此外车辆的通信元件还可以在与实体认证过程中获得实体的相对位置，然后使用天线定向到正对实体的位置发送。针对广播的情况，第一通信元件在所确定的第一频点上广播信号之前，需要确定该频点上不存在其他干扰信号，从而确保实体接收到准确的信息。同理，第二通信元件在所确定的第二频点上广播信号之前，也需要确定该频点上不存在其他干扰信号，从而确保实体接收到来自第二通信元件的准确的信息。具体确定干扰信号的方式属于现有技术，在此不再赘述。

智能卡的通信方式在支持短程通信技术DSRC之外，还可以支持中长距离无线通信方案、近场通信方案、无线局域网(LAN)等方案，尤其适用于中长距离通信场景。在此情况下，无线通信接口可以包括针对每种无线通信方案的处理器和RF电路。本领域技术人员能够理解DSRC技术及其他实现方式，因此本公开内容省略了对于这些内容的描述。鉴于DSRC对于本领域技术人员是公知的，本文仅对其在本公开的实施方式中的应用进行描述，而不对如何通过电路实现基于DSRC的数据发送进行更详细的描述。

根据本公开各个实施例的车辆的电子系统还可以包括至少一个传感器，至少一个传感器包括：图像传感器、声音传感器、热敏传感器、位置传感器中的一个或多个，但也不限于上述传感器而是可以是能够感测期望获取的期望类型的数据的任意传感器。传感器获得的数据也可以与实体交互以用于不同的应用场景或应用需求。例如，车辆的速度信息、的位置信息、方向信息、加速/减速状况、运动轨迹等信息都可以通过电子系统中的传感器来获取，并发送给外部实体用于外部实体判断车辆的位置和运动状态是否违规。此外，车辆还可以通过传感器采集外部实体需要车辆提供的例如车辆外部监控图像、发动机声音和热量等来进一步确定车辆是否违规。

以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。

例如，在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个单元来实现。无需说，这样的配置包括在本公开的技术范围内。

在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。

以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims

1.一种用于车辆的电子系统，包括：

定位在所述车辆头部的第一安全单元和定位在所述车辆尾部的第二安全单元，其中

所述第一安全单元包括：

被配置成与车辆外部的实体进行相互认证的第一安全元件，和

被配置成与所述车辆外部的所述实体进行通信的第一通信元件；

所述第二安全单元包括：

被配置成与所述车辆外部的所述实体进行相互认证的第二安全元件，和

被配置成与所述车辆外部的实体进行通信的第二通信元件；

安全单元同时通过不同频点向外部广播消息；

广播消息中包含车辆识别码，用于外部实体对车辆进行核对；

安全单元收到实体广播切换信息后对外广播车辆运动密文信息。

2.根据权利要求1所述的电子系统，其中

在所述第一安全元件和第二安全元件与所述实体完成相互认证的情况下，所述实体基于接收的来自所述车辆的第一通信元件和第二通信元件的信号获取车辆信息并计算所述车辆有关的信息，当实体发现位置及运动状态违规时，向安全单元发出警告信息；外部实体根据车辆广播信息找到对应密钥，以密文形式向所述安全单元发送广播切换信息。

3.根据权利要求1或2所述的电子系统，其中所述认证包括以下至少之一：

身份认证：实体通过安全单元广播的车辆识别码完成对车辆身份认证；

密钥确认：身份认证后实体查找到对应车辆的密钥；

快速认证：通过密钥加密广播切换信息到车辆，车辆立即切换为广播密文车辆运动信息。

4.根据权利要求2所述的电子系统，其中所述车辆有关的信息包括以下至少之一：

所述车辆的速度信息、所述车辆的位置信息、所述车辆的方向信息、所述车辆的加速/减速状况、所述车辆的运动轨迹。

5.根据权利要求1或2所述的电子系统，其中所述第一通信元件和所述第二通信元件为中距离射频通信元件。

6.根据权利要求5所述的电子系统，其中所述中距离射频通信元件的通信距离在0至1000米范围内，通信频率为2.4GHz。

7.根据权利要求1或2所述的电子系统，其中所述第一通信元件在第一频点定时广播第一密文；所述第二通信元件在第二频点以相同的定时广播第二密文。

8.根据权利要求7所述的电子系统，其中所述车辆通过监测外部设备的通信确定所述第一频点和所述第二频点。

9.根据权利要求8所述的电子系统，其中如果所述第一通信元件在所述第一频点上广播所述第一密文前在所述第一频点上接收到信号，则所述第一通信元件随机跳至下一个频点广播所述第一密文；如果所述第二通信元件在所述第二频点上广播所述第二密文前在所述第二频点上接收到信号，则随机跳至下一个频点广播所述第二密文。