CN111586636A - 基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法、设备、存储介质，包括：步骤S1.沿道路旁侧等间距排列多个用于实现运营中心与道路车辆中继通信的路侧单元；步骤S2.控制各路侧单元在其通信范围内以时长A为周期进行周期性广播组网请求，其中时长A足够短从而使车辆在驶入通信范围后的设定时间内能与对应路侧单元组网；步骤S3.对于每个路侧单元，控制其在有新车辆与之组网时，为该新车辆分配组网通信所需的信道，并在下一次信道分配到来之前均保持该信道的归属不变。本发明能保障混合交通流下道路各车辆均得以顺利进行通信任务并上传行车数据，避免遗漏情况发生。

Description

基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法、设备、 存储介质

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法、设备、存储介质。

背景技术

混合交通流指道路中存在快车慢车混合行驶的情况。

现有的运营中心依赖设于道路旁侧的多个网联通信设备来与路上行车进行通信，通信过程中车辆与网联通信设备之间的信道并不固定，而是采用传统信道自动切换技术(即通信双方发现通信时延高时会自动切换至时延低的空闲信道进行通信)进行动态调整，此种方式在混合交通流下出现问题，由于从通信双方发现通信时延高到找到时延低的空闲信道再到沟通切换的整个过程需要一定时长，当慢车进行信道切换时倘若恰好快车驶过，由于网联通信设备的通信资源被占用，快车可能发生来不及分配信道上传行车数据的状况，因此，需要对混合交通流下的信道控制作出调整。

发明内容

本发明旨在解决或部分解决现有技术中的不足之处，而提供一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法、设备、存储介质。

为此，提供一种基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法，包括下述步骤：

步骤S1.沿道路旁侧等间距排列多个用于实现运营中心与道路车辆中继通信的路侧单元；

步骤S2.控制各路侧单元在其通信范围内以时长A为周期进行周期性广播组网请求，其中时长A足够短从而使车辆在驶入通信范围后的设定时间内能与对应路侧单元组网；

步骤S3.对于每个路侧单元，控制其在有新车辆与之组网时，为该新车辆分配组网通信所需的信道，并在下一次信道分配到来之前均保持该信道的归属不变。

作为优选方案，所述步骤S3进一步包括：每有新车辆与路侧单元组网时，控制该路侧单元对其组网内各车辆的车速进行排序，并根据排序结果为组网内的各车辆重新分配信道。

作为优选方案，重新分配信道的方法具体包括：优先将通信时延低的信道分配给高速行驶的车辆。

作为优选方案，所述步骤S3进一步包括：对于每个路侧单元，控制其按通信时延的高低，以时长B为周期对各个信道进行周期性排序。

作为优选方案，所述对各个信道进行周期性排序的方法进一步包括：

控制路侧单元检测当前组网内是否存在低于设定车速的车辆，若有则以该车辆作为通信测试对象进行信道通信时延测试，否则继续沿用上一次测试出的信道排序。

作为优选方案，控制路侧单元检测车辆与之组网的时长，并在该时长超过设定门限时向运营中心发送警报。

作为优选方案，所述步骤S4进一步包括：基于移动边缘计算架构建立位于本地的MEC服务器及位于云端的核心网，控制路侧单元将警报直接经核心网转送至运营中心。

作为优选方案，还包括步骤S5：控制路侧单元获取组网内车辆的车速与行车影像，并将行车影像暂存MEC服务器，供MEC服务器分析车速异常时调用上传核心网，而将车速直接经核心网转送至运营中心。

还提供一种设备，其中，该设备包括：

控制器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现上述的方法。

还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被控制器执行时，实现上述的方法。

有益效果：

本发明通过在车辆与路侧单元完成组网之际就为车辆分配归属固定的信道，并禁止其自主进行信道切换行为，保障混合交通流下道路各车辆均得以顺利进行通信任务并上传行车数据，避免遗漏情况发生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明车辆、路侧单元及运营中心三者的通信架构；

图2示出了本发明基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法的实施流程图；

图3为本发明的电子设备的结构示意图；

图4为本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

本实施例的车辆为自动驾驶车辆，其上设有由常规激光传感器(Ibeo)、视觉传感器(双目视觉摄像头)、位置传感器(GPS)、前后雷达、主控电脑(Nuvo-5095GC工控机)所组成的自动驾驶系统，能够实施自动驾驶所需的常规传感检测及驾驶控制。

本实施例的基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法基于图1所示架构实施，包括如图2所示的以下步骤S1-S3：

步骤S1.沿道路旁侧等间距排列多个用于实现运营中心与道路车辆中继通信的路侧单元。

具体地，所述路侧单元指代基于移动通信技术的网联通信设备，设置时，沿行车方向，在道路旁侧等间距布置多个路侧单元，并设置各路侧单元的通信范围紧邻而又互不重叠，然后以区为单位，依照移动边缘计算架构为每个区独立配备的本地MEC服务器，控制该区内各路侧单元共同与区内的MEC服务器联网通信，然后根据移动边缘计算架构设立运营中心的云端核心网，控制各MEC服务器共同与核心网通信，核心网再与作为运营中心的交通控制中心网联通信，此时，路侧单元承担道路车辆与运营中心之间数据中继传输功能，使车辆在驾驶路途中得以经路侧单元快速地上传其行车数据至运营中心，辅助运营中心实施远程采集数据监控道路状况，其中，行车数据主要包含车辆的车速、行车影像、车牌、位置、核载量、车辆类型、当前组网的路侧单元ID等信息。

进一步地，为降低核心网的数据计算量，车辆经路侧单元上传行车数据时，将常况下无用且数据占用流量大的行车影像以及除车速外的其他数据暂存MEC服务器，供MEC服务器分析车速异常时才予以调用上传核心网，而对于车速信息，则控制路侧单元直接经核心网转送至运营中心从而保障车速数据的时效性。

步骤S2.控制各路侧单元在其通信范围内以时长A为周期进行周期性广播组网请求，其中时长A足够短从而使车辆在驶入通信范围后的设定时间内能与对应路侧单元组网。

具体地，例如为确保车辆驶入路侧单元通信范围内的第一时间能进行组网，设置时长A为1秒甚至更短时长，控制各路侧单元以1秒为周期在通信范围内向外周期性广播，以寻呼请求路过车辆组网，车辆接收到请求后进行握手建立通信链路，使每个路侧单元及其组网车辆均组成一局域通信网络。

步骤S3.对于每个路侧单元，控制其在有新车辆与之组网时，就为该新车辆分配组网通信所需的信道，并在下一次信道分配到来之前均保持该信道的归属不变。

具体地，控制路侧单元以时长B为周期，周期性检测当前组网内是否存在低于设定车速的车辆，若有则以该车辆作为通信测试对象，用信道1向车辆发送指令并采集车辆的反馈信息，计算从发送指令到接收反馈信息的时长，以此衡量信道1的当前通信时延，然后切换至信道2来与该车辆重复上述测试过程，再切换至信道3……，直至测试完全部信道。测试完毕后，按通信时延从低至高，对其网络内的各个信道进行排序。

进一步地，若周期性检测时并无发现低于设定车速的车辆，则说明组网内各车辆车速较快，此时不适宜更新信道排序而是控制路侧单元继续沿用上一次测试出的信道排序。

对于每个路侧单元，若其发现有新车辆与之组网，则在完成该车辆的组网行为之际，就通过空闲信道向该车辆发送车速采集指令，再接收到车辆反馈回的车速后，将组网内各车辆的车速按从高到低进行排序，然后，将当前通信时延最低的信道分配给车速最高的车辆，将通信时延第二低的信道分配给车速第二高的车辆，依次类推，直至为组网内的各个车辆均重新分配完信道，各车辆均有对应信道后，在下一次信道分配到来之前均保持各车辆的信道归属不变，并在该时间段内禁止执行信道切换操作。

上述中，时长B可以根据该道路的日平均行驶车辆数量进行设置。

本实施例通过在车辆与路侧单元完成组网之际就为车辆分配归属固定的信道，并禁止其自主进行信道切换行为，保障混合交通流下道路各车辆均得以顺利进行通信任务并上传行车数据，避免遗漏情况发生。

进一步地，为监控异常，本实施例的方法还设有步骤S4，其具体包括：

对于每个路侧单元，控制其对组网内每一台车辆，从组网之际起统计该车辆的组网时长，若发现某一车辆的组网时长超过设定门限，说明存在异常情况、车辆故障或车辆违停情况发生，则路侧单元直接经核心网向运营中心发送警报，从而快速上报运营中心处理。

需要说明的是：

本实施例所用的方法，可转化为可存储于计算机存储介质中的程序步骤及装置，通过被控制器调用执行的方式进行实施。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图3示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器31和被安排成存储计算机可执行指令(程序代码)的存储器32。存储器32可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器32具有存储用于执行实施例中的任何方法步骤的程序代码34的存储空间33。例如，用于程序代码的存储空间33可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码34。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图4所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图3的电子设备中的存储器32类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码41，即可以由诸如31之类的处理器读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.基于混合交通流状态下的自动驾驶车辆快速通信方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1.沿道路旁侧等间距排列多个用于实现运营中心与道路车辆中继通信的路侧单元；

步骤S2.控制各路侧单元在其通信范围内以时长A为周期进行周期性广播组网请求，其中时长A足够短从而使车辆在驶入通信范围后的设定时间内能与对应路侧单元组网；

步骤S3.对于每个路侧单元，控制其在有新车辆与之组网时，为该新车辆分配组网通信所需的信道，并在下一次信道分配到来之前均保持该信道的归属不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：每有新车辆与路侧单元组网时，控制该路侧单元对其组网内各车辆的车速进行排序，并根据排序结果为组网内的各车辆重新分配信道。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，重新分配信道的方法具体包括：优先将通信时延低的信道分配给高速行驶的车辆。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：对于每个路侧单元，控制其按通信时延的高低，以时长B为周期对各个信道进行周期性排序。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对各个信道进行周期性排序的方法进一步包括：

控制路侧单元检测当前组网内是否存在低于设定车速的车辆，若有则以该车辆作为通信测试对象进行信道通信时延测试，否则继续沿用上一次测试出的信道排序。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤S4：控制路侧单元检测车辆与之组网的时长，并在该时长超过设定门限时向运营中心发送警报。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：基于移动边缘计算架构建立位于本地的MEC服务器及位于云端的核心网，控制路侧单元将警报直接经核心网转送至运营中心。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤S5：控制路侧单元获取组网内车辆的车速与行车影像，并将行车影像暂存MEC服务器，供MEC服务器分析车速异常时调用上传核心网，而将车速直接经核心网转送至运营中心。

9.存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

10.设备，其中，该设备包括：

控制器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

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