CN111586631A - V2x节点室内规模测评方法、测评设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种V2X节点室内规模测评方法、测评设备和存储介质，该方法中：场景仿真模块对测试场景进行配置，并将生成的场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器；主控制器根据场景配置信息对各节点属性进行配置，并将配置信息发送至对应的节点控制器，使节点控制器配置自身节点；场景仿真模块执行仿真测试操作，将仿真测试场景中生成的目标数据发送至主控制器；主控制器将目标数据转换为V2X消息发送给节点控制器；主控制器接收数据采集模块的采集数据和各个节点控制器的业务交互数据，将转换后的数据发送至场景仿真模块，以构成测试闭环；测试评价模块对测试完成后的测试结果进行分析与评价。实现了室内车路协同应用的自动化规模测评。
Description
技术领域
本发明涉及智能网联汽车领域，具体涉及一种V2X节点室内规模测评方法、测评设备和存储介质。
背景技术
智能网联汽车(Intelligent Connected Vehicle，ICV)，是指车联网与智能车的有机联合，是搭载先进的车载传感器、主控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。
V2X的全称为Vehicle to Everything，是指在车辆上安装一种专用通信终端，可实现与其他车辆、道路、行人以及云端进行数据交互服务，具体包括V2V(Vehicle ToVehicle，车与车连接)，V2I(Vehicle To Infrastructure，车与基础设施连接)，V2P(Vehicle To Pedestrian，车与行人连接)，V2N(Vehicle To Network，车与网络连接)。专用通信终端主要对通信时延要求较高，通常小于10ms，且支持设备之间直接连接。目前主流技术是DSRC(Dedicated Short Range Communications，专用短距离通讯)和LTE-V2X(LongTerm Evolution-V2X，基于蜂窝移动通信的V2X)。
目前对V2X测试主要停留在单独的应用或单独的通信测试层面，无法深入模拟大规模测试背景下通信受阻与失效情况，也无法模拟真实环境中V2X的通信环境与业务背景，更无法精准复现测试流程。例如，相关技术中，通信领域的测试方法为按照传统的蜂窝节点或者WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)节点的测试方法，以测试节点的通信性能为主。
发明内容
有鉴于此，提供一种V2X节点室内规模测评方法、测评设备和存储介质，以解决现有技术中V2X测试场景片面、面对大规模测试时效果差、无法模拟真实环境中的V2X业务以及无法精准复现测试流程的问题。
本发明采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种V2X节点室内规模测评方法，该方法包括：
场景仿真模块对测试场景进行配置，生成场景配置信息，并将所述场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器；
所述主控制器根据所述场景配置信息对各节点属性进行配置，并将所述配置信息发送至对应的节点控制器，以指使所述节点控制器配置自身节点；
所述场景仿真模块执行仿真测试操作，将仿真测试场景中生成的目标数据发送至所述主控制器；所述主控制器将所述目标数据转换为V2X消息发送给各个节点控制器；
所述主控制器接收来自数据采集模块的采集数据和各个所述节点控制器保存并回传的业务交互数据，并对所述采集数据和所述业务交互数据进行转换，将转换后的数据发送至所述场景仿真模块，以构成测试闭环；
测试评价模块对测试完成后的测试结果进行分析与评价。
第二方面，本申请实施例提供了一种测评设备，该测评设备包括：
处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行本申请实施例第一方面所述的V2X节点室内规模测评方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。
第三方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的V2X节点室内规模测评方法中各个步骤。
本申请实施例提供的实验室内的V2X规模测评系统及方法，将被测节点和背景节点置于同一个实验室内，每个节点的位置和工作方式均可配置，并且背景节点的规模可以根据需要灵活扩展。被测节点可以单个或者并行进行通信性能、可靠性以及应用功能的测试。节点适配中间件可以对上层的场景模拟和底层节点进行关联，从而实现场景仿真中的背景节点、测试节点和测试环境中的物理节点一一对应。另外，可以对测试结果进行在线分析和评价。测试过程中可以根据需要设置不同的背景车辆，也即背景节点的密度、功率、节点所表征的车辆位姿以及业务内容，从而实现全面的V2X自动化测试和评价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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是本申请实施例中适用的一种测评系统的结构示意图；
图2是本申请实施例中适用的一种测评系统部署方案的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种V2X节点室内规模测评方法的流程图；
图4是本申请实施例提供的一种测评设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
首先对本申请实施例的可应用场景以及相关技术术语进行说明。智能车路协同系统(Intelligent Vehicle Infrastructure Cooperative Systems，IVICS)，是指路侧设施与智能汽车的有机联合，通过智能路侧传感器、车用无线通信、边缘计算等技术，实现人、车、路、后台之间动态实时信息交互，并在此基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同。车路协同技术是一个基于网络实现的复杂综合应用技术，包括车车通信或车路通信、环境检测与融合、场景建模与构建、业务测试与复现等多个方面。其中，车路协同技术测试是车路协同技术发展遇到的难点与重点。
因此，本申请实施例将针对V2X通信能力和真实道路测试业务，研究实验室内V2X系统测试方法，并建立一套完整的实验室内V2X测试技术，从而有效保证车路协同技术的安全应用。
图1是本申请实施例中适用的一种测评系统的结构示意图；图2示出了一种测评系统部署方案的示意图。参考图1和图2，在本申请实施例中，场景仿真系统集成在场景仿真模块中、主控制器集成在场景控制模块中、评估系统集成在测试评价模块中、GNSS(GlobalNavigation Satellite System，全球卫星导航系统)模拟器集成在GNSS模拟模块中，各个节点控制器、相应的下属节点和通信天线，构成了测试床子系统。具体的，场景仿真系统、GNSS模拟器、主控制器、评估系统、节点控制器和背景节点被部署在控制中心，节点天线和卫星信号天线被部署在微波暗室内，数据采集模块部署在被测车辆上。本发明中测试系统各模块网络连接方式包括有线连接和/或无线连接，其中，有线连接可以是光纤或网线等，无线连接可以是V2X或5G(5th generation wireless systems，第五代移动通信技术)等。其中，场景仿真模块、主控制器之间通过光纤、网线等有线方式连接，主控制器与节点控制器之间通过光纤、网线、5G等方式连接，节点控制器与背景节点之间通过网线方式连接，背景节点与被测节点通过V2X、5G方式连接，数采模块与主控制器之间通过V2X、5G方式连接。
实施例
图3为本发明实施例提供的一种V2X节点室内规模测评方法的流程图，该方法可以由本发明实施例提供的测评系统来执行，该测评系统可采用软件和/或硬件的方式实现，可集成在测评模块内。参考图3，该方法具体可以包括如下步骤：
S301、场景仿真模块对测试场景进行配置，生成场景配置信息，并将场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器。
具体的，场景仿真模块负责定义测试场景、配置测试车辆参数、配置测试背景车辆与V2X通信测试床节点的映射关系，并根据被测车辆数据动态调整被测车辆背景数据。也即，场景仿真模块对测试场景进行配置，生成场景配置信息，并将场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器。
可选的，场景配置信息包括应用类型，被测节点、关联节点和干扰节点的初始位置关系，以及，关联节点与被测节点之间的位置关系，以及，应用所需的干扰环境类型；干扰环境类型包括高干扰环境、中干扰环境和低干扰环境，其中，各个干扰环境等级通过被测车辆周边干扰节点的密度进行设置。其中，选择应用类型，并设置被测节点、关联节点和干扰节点的初始位置关系，例如初始距离、速度、加速度等，以及，关联节点和被测节点之间的相对运动关系，比如，相对距离、相对速度和相对加速度等。另外，设置V2X应用所需干扰环境类型，包括高干扰环境、中干扰环境与低干扰环境，干扰等级通过被测车辆周边干扰节点的密度进行设置。可选的，数据采集模块采集被测车辆的动态数据反馈到主控制器和场景仿真模块，例如位置、速度、方向、加速度等。
S302、主控制器根据场景配置信息对各节点属性进行配置，并将配置信息发送至对应的节点控制器，以指使节点控制器配置自身节点。
具体的，主控制器负责将场景仿真模块配置的测试节点需求转为节点通信与业务控制指令，并分发到各节点控制器。具体的，主控制器首先需要对各节点属性进行配置，配置信息将传送至节点控制器，这样，节点控制器收到相应的配置信息后，可以对自身节点进行配置。
在实际的应用过程中，主控制器根据场景配置信息对各节点属性进行配置过程可以包括：主控制器根据业务逻辑要求和/或业务数据向节点控制器发送指定背景节点为关联节点的指令，其中，业务数据包括初始位置关系和相对运动关系，业务数据根据被测车辆的运动数据实时调整；设置通信参数，业务数据由主控制器根据被测车辆运动数据实时调整，其中，通信参数包括通信模组发射功率和数据发送频率；根据通信密度和干扰级别要求向节点控制器发送指定背景节点为干扰节点的指令，并通过设置通信模组发射功率和/或数据发送频率抢占通信信道资源，制造干扰背景。
S303、场景仿真模块执行仿真测试操作，将仿真测试场景中生成的目标数据发送至主控制器；主控制器将目标数据转换为V2X消息发送给各个节点控制器。
具体的，场景仿真模块执行仿真测试操作会生产目标数据，该目标数据会被发送至主控制器，由主控制器将其转换为V2X消息发送给各个节点控制器，例如可以是V2X标准消息。示例性的，主控制器将目标数据发送给GNSS模拟模块。GNSS模拟模块将目标数据转换为模拟卫星数据并向待测车辆广播。另外，GNSS模拟模块负责根据测试场景的需求模拟卫星数据和模拟关联节点的位置信息。
S304、主控制器接收来自数据采集模块的采集数据和各个节点控制器保存并回传的业务交互数据，并对采集数据和业务交互数据进行转换，将转换后的数据发送至场景仿真模块，以构成测试闭环。
具体的，主控制器启动后，开始接收数据采集模块采集的数据和节点控制器保存并回传的业务数据，可选的，数据采集模块所传输的数据包括测试场景中被测车辆的速度、姿态和位置信息，目标车辆的速度、姿态和位置信息，电磁环境数据，以及，测试过程的3D点云数据和视频数据。另外，对这些数据进行保存，用于测试评价分析。主控制器还将并对采集数据和业务交互数据进行转换，将转换后的数据发送至场景仿真模块，以构成测试闭环。同时，节点控制器的业务交互数据的数据记录也将回传至主控制器进行备份，用于测试评价分析。如果没有接收到数据，则继续等待接收数据。可选的，节点控制器保存并回传的业务交互数据包括被测车辆发送的V2X数据、关联节点发送的V2X数据和干扰节点发送的V2X数据，其中，各个V2X数据均含有统一时间基准的时间戳。
在一个具体的例子中，启动后等待接收主控制器发送指令，判断是否已经接收到配置本节点控制器下个节点的配置信息，如果需要配置下属节点，则进入下一步，否则节点控制器继续等待主控制器下发指令。其中，节点控制器的配置自身节点的步骤包括：针对干扰节点，根据通信密度、干扰级别，调节各节点发射功率和/或数据发送频率；针对关联节点，根据业务指令要求的通信距离调整节点发射功率，并将业务指令内容按照指定频率发送。
S305、测试评价模块对测试完成后的测试结果进行分析与评价。
具体的，评估系统负责将测试数据按照各种测试标准进行分析和评估，并生成测试结果和报告。
本申请实施例提供的实验室内的V2X规模测评系统及方法，将被测节点和背景节点置于同一个实验室内，每个节点的位置和工作方式均可配置，并且背景节点的规模可以根据需要灵活扩展。被测节点可以单个或者并行进行通信性能、可靠性以及应用功能的测试。节点适配中间件可以对上层的场景模拟和底层节点进行关联，从而实现场景仿真中的背景节点、测试节点和测试环境中的物理节点一一对应。另外，可以对测试结果进行在线分析和评价。测试过程中可以根据需要设置不同的背景车辆，也即背景节点的密度、功率、节点所表征的车辆位姿以及业务内容，从而实现全面的V2X自动化测试和评价。
在上述技术方案的基础上，为了使本申请的技术方案更容易理解，在除了上述整体流程之外，下面用一些局部流程对本申请的技术方案进行说明。
第一、场景仿真模块处理流程。具体的，场景仿真系统启动后，配置测试场景，如果检测到配置完成，则将场景配置信息其发送至主控制器并运行仿真测试场景，生成场景目标数据，并将场景目标数据也发送至主控制器。
第二、主控制器接收流程。具体的，主控制器启动，接收测试场景过程数据，并判断是否接收到数据采集模块或节点控制器传输的数据，若是，则转换为场景仿真系统所需反馈的数据，然后将数据传送至场景仿真系统中进行仿真测试。
第三、主控制器发送流程。主控制器对节点属性进行配置，并且，接收测试场景目标数据，将其转换成V2X标准信息进行传送。
第四、节点控制器处理流程。节点控制器接收主控制器信息，在判断已经接收到个节点的配置信息后，根据通信密度、干扰级别等信息来分配背景节点，然后将场景数据和背景节点相关数据传送至相关的背景节点。
第五、数据采集流程。数据采集模块采集待测设备或被测车辆的位置、速度、方向和加速度等信息并发送至主控制器。
本发明实施例还提供一种测评设备，该测评设备中可以集成测评系统，请参阅图4，图4为一种测评设备的结构示意图，如图4所示，该测评设备包括：处理器410，以及与处理器410相连接的存储器420；存储器420用于存储计算机程序，计算机程序至少用于执行本发明实施例中的V2X节点室内规模测评方法；处理器410用于调用并执行存储器中的计算机程序；上述V2X节点室内规模测评方法至少包括如下步骤：场景仿真模块对测试场景进行配置，生成场景配置信息，并将所述场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器；所述主控制器根据所述场景配置信息对各节点属性进行配置，并将所述配置信息发送至对应的节点控制器，以指使所述节点控制器配置自身节点；所述场景仿真模块执行仿真测试操作，将仿真测试场景中生成的目标数据发送至所述主控制器；所述主控制器将所述目标数据转换为V2X消息发送给各个节点控制器；所述主控制器接收来自数据采集模块的采集数据和各个所述节点控制器保存并回传的业务交互数据，并对所述采集数据和所述业务交互数据进行转换，将转换后的数据发送至所述场景仿真模块，以构成测试闭环；测试评价模块对测试完成后的测试结果进行分析与评价。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如本发明实施例中的V2X节点室内规模测评方法中各个步骤：场景仿真模块对测试场景进行配置，生成场景配置信息，并将所述场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器；所述主控制器根据所述场景配置信息对各节点属性进行配置，并将所述配置信息发送至对应的节点控制器，以指使所述节点控制器配置自身节点；所述场景仿真模块执行仿真测试操作，将仿真测试场景中生成的目标数据发送至所述主控制器；所述主控制器将所述目标数据转换为V2X消息发送给各个节点控制器；所述主控制器接收来自数据采集模块的采集数据和各个所述节点控制器保存并回传的业务交互数据，并对所述采集数据和所述业务交互数据进行转换，将转换后的数据发送至所述场景仿真模块，以构成测试闭环；测试评价模块对测试完成后的测试结果进行分析与评价。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种V2X节点室内规模测评方法，其特征在于，包括：
场景仿真模块对测试场景进行配置，生成场景配置信息，并将所述场景配置信息发送至场景控制模块的主控制器；
所述主控制器根据所述场景配置信息对各节点属性进行配置，并将所述配置信息发送至对应的节点控制器，以指使所述节点控制器配置自身节点；
所述场景仿真模块执行仿真测试操作，将仿真测试场景中生成的目标数据发送至所述主控制器，所述主控制器将所述目标数据转换为V2X消息发送给各个节点控制器；
所述主控制器接收来自数据采集模块的采集数据和各个所述节点控制器保存并回传的业务交互数据，并对所述采集数据和所述业务交互数据进行转换，将转换后的数据发送至所述场景仿真模块，以构成测试闭环；
测试评价模块对测试完成后的测试结果进行分析与评价。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主控制器根据所述场景配置信息对各节点属性进行配置，包括：
所述主控制器根据业务逻辑要求和/或业务数据向节点控制器发送指定背景节点为关联节点的指令，其中，所述业务数据包括初始位置关系和相对运动关系；
设置通信参数，业务数据由主控制器根据被测车辆运动数据实时调整，其中，所述通信参数包括通信模组发射功率和数据发送频率；
根据通信密度和干扰级别要求向所述节点控制器发送指定背景节点为干扰节点的指令，并通过设置通信模组发射功率和/或数据发送频率抢占通信信道资源，制造干扰背景。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点控制器配置自身节点的步骤包括：
针对干扰节点，根据通信密度、干扰级别，调节各节点发射功率和/或数据发送频率；
针对关联节点，根据业务指令要求的通信距离调整节点发射功率，并将业务指令内容按照指定频率发送。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述主控制器将所述目标数据发送给GNSS模拟模块；
所述GNSS模拟模块将所述目标数据转换为模拟卫星数据并向待测车辆广播。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点控制器保存并回传的业务交互数据包括被测车辆发送的V2X数据、关联节点发送的V2X数据和干扰节点发送的V2X数据，其中，各个V2X数据均含有统一时间基准的时间戳。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集数据包括被测车辆的速度、姿态和位置信息，目标车辆的速度、姿态和位置信息，电磁环境数据，以及，测试过程的3D点云数据和视频数据。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场景配置信息包括应用类型，被测节点、关联节点和干扰节点的初始位置关系，以及，所述关联节点与所述被测节点之间的位置关系，以及，所述应用所需的干扰环境类型。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述干扰环境类型包括高干扰环境、中干扰环境和低干扰环境，其中，各个干扰环境等级通过被测车辆周边干扰节点的密度进行设置。
9.一种测评设备，其特征在于，包括：
处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行权利要求1-8任一项所述的V2X节点室内规模测评方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的V2X节点室内规模测评方法中各个步骤。
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