CN111615067B - 基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法、设备、存储介质 - Google Patents

基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法、设备、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法、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网联通信的路侧单元，控制各路侧单元分别与其通信范围内的各车辆组网；步骤S2.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；步骤S3.控制每个路侧单元周期性获取与之组网车辆的车速并直接上传核心网；步骤S4.控制每个路侧单元获取与之组网车辆的行车影像并将其暂存至MEC服务器，MEC服务器收到行车影像则触发获取行车影像拍摄车辆的当前车速，并根据当前车速选择性将行车影像上传核心网。本发明通过计算量分布处理，保障车速更新时效性，确保路网监控数据高速通信，实现超低时延。

Description

基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法、设备、存储介质
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法、设备、存储介质。
背景技术
目前4G时代，各终端基于传统的云计算模式来进行通信，其将全部计算任务放在云端集中处理，终端只做输出输入，在4G时代移动通信网络需传输数据量不多的情况下，该模式并无问题，但随着5G时代到来，网络带宽变高的同时可预料到地会带来数据量的激增，此时若依旧采用单一的云计算模式，将无法保障数据通信速度。基于此，移动边缘计算(Mobile Edge Computing)应运而生，其通过剖离传统云计算模式中核心网的部分计算任务并将其下沉至无线侧处理的方式，能提高数据通信速度，保障超低时延，因而各行各业开始摸索其交互模式与移动边缘计算相结合，有基于此，提供一种基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法，用于保障车辆自动驾驶过程中的数据通信时效性。
发明内容
本发明旨在一种基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法、设备、存储介质，用于保障车辆自动驾驶过程中的数据通信时效性。
为此，提供一种基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法，包括下述步骤：
步骤S1.沿道路旁侧等间距排列多个用于网联通信的路侧单元，控制各路侧单元分别与其通信范围内的各车辆组网；
步骤S2.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；
步骤S3.控制每个路侧单元周期性获取与之组网车辆的车速并直接上传所述核心网；
步骤S4.控制每个路侧单元获取与之组网车辆的行车影像并将其暂存至所述MEC服务器，MEC服务器收到行车影像则触发获取行车影像拍摄车辆的当前车速，并根据当前车速选择性将行车影像上传所述核心网。
作为优选方案，步骤S4进一步包括：仅在当前车速低于设定门限时才触发将行车影像上传核心网。
作为优选方案，步骤S4进一步包括：仅当车辆切换至与下一路侧单元组网时，才触发新组网的路侧单元向车辆获取其行车影像。
作为优选方案，步骤S4中触发获取当前车速的方式具体为：控制MEC服务器经路侧单元下行寻址相应车辆并与其通信交互从而获取当前车速。
作为优选方案，在所述通信交互的过程中，控制MEC服务器索取相应车辆的驾驶信息并在行车影像上传核心网时将所述驾驶信息附带上传，其中，驾驶信息包含车牌、位置、核载量、车辆类型、当前组网的路侧单元ID。
作为优选方案，需与道路上特定车辆交互时，控制核心网直接经路侧单元通信该特定车辆；且/或
需向道路上各车辆广播信息时，控制核心网经MEC服务器向各路侧单元下发指令，由各路侧单元向其通信范围内各车辆广播。
作为优选方案，控制MEC服务器实施周期性数据清理。
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：
本发明通过将移动边缘计算与自动驾驶路网监控相结合，由路侧单元将常用车速参数剖离直接上传核心网，保障车速参数更新的时效性，并通过将带宽占用率大且大部分无价值的行车影像暂存MEC服务器，由MEC服务器在无线侧基于车速进行筛选过滤，选择有价值数据进行核心网上传处理，实现计算量分布式处理，确保路网监控数据高速通信，保障超低时延。
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示出了本发明实施例所述的组成架构；
图2示出了本发明实施例所述方法的实施流程图；
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。
本实施例的自动驾驶移动边缘计算方法基于图1所示架构实施，包括如图2所示的以下步骤：
步骤S1.沿道路旁侧等间距排列多个用于网联通信的路侧单元，控制各路侧单元分别与其通信范围内的各车辆组网；
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，然后控制各路侧单元在其通信范围内以较短周期进行周期性广播组网寻呼请求，车辆接收到请求后建立通信链路，从而实现路侧单元与其通信范围内的各车辆组网，保障每个路侧单元及其组网车辆均组成一局域通信网络。
步骤S2.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；
具体地，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与运营中心进行交互，从而辅助实施自动驾驶行为。
步骤S3.控制每个路侧单元周期性获取与之组网车辆的车速并直接上传所述核心网；
具体地，由于车速分析属于自动驾驶道路监控中最主要监控的参数，因而控制每个路侧单元以5s为一周期，在每个周期中，向与之组网的车辆发送获取车速的请求，并在接收到车辆反馈回的车速后，将车速直接上传至核心网进行统计分析，以保障车速数据的时效性。
步骤S4.控制每个路侧单元获取与之组网车辆的行车影像并将其暂存至所述MEC服务器，MEC服务器收到行车影像则触发获取行车影像拍摄车辆的当前车速，并根据当前车速选择性将行车影像上传所述核心网。
具体地，为减少交互数据，仅在车辆由上一路侧单元A切换至与下一路侧单元B组网时，才触发路侧单元B下行请求车辆的当前行车影像。车辆接收到请求后，启动其车载视觉传感器对其前方进行拍摄并经原路返回影像至路侧单元B。由于影像数据占用流量大，且行车影像仅在发生偶然性异常时才具有价值，为避免这类大部分无价值的行车影像占用网络带宽资源，控制路侧单元B不直接将行车影像上传核心网，而是先暂存至MEC服务器，由MEC服务器作筛选处理后选择性上传有价值的行车影像至核心网进行数据处理。
MEC服务器接受到行车影像后，经路侧单元B下行寻址相应车辆，并与其建立双向交互通道，交互行为由MEC服务器主导，从而避免核心网增加计算量。交互通道建立后，MEC服务器向车辆索取其当前车速，并根据当前车速进行判断，若当前车速低于设定门限，意味着可能存在道路拥堵情况或当前车辆发生异常导致车速缓慢，则再向车辆索取包含车牌、位置、核载量、车辆类型、当前组网的路侧单元ID等驾驶信息，然后将车辆的行车影像和驾驶信息上传至核心网，由核心网根据位置及路侧单元ID校验数据准确性，在确认无误后根据车牌、核载量、车辆类型确认车辆身份，并基于人工分析行车影像确认当前路段的道路情况以实施应对措施，保障路网监控。
本实施例通过将移动边缘计算与自动驾驶路网监控相结合，由路侧单元将常用车速参数剖离直接上传核心网，保障车速参数更新的时效性，并通过将带宽占用率大且大部分无价值的行车影像暂存MEC服务器，由MEC服务器在无线侧基于车速进行筛选过滤，选择有价值数据进行核心网上传处理，实现计算量分布式处理，确保路网监控数据高速通信，保障超低时延。
为进一步优化数据传输路径，提升系统效率，本实施例中，控制核心网在需与道路上特定车辆交互时，根据该特定车辆的车牌信息，直接经路侧单元寻址通信特定车辆，实现对单一车辆的指向性高速通信，此外，对于需想道路上各车辆同步广播通知的信息，控制核心网将指令下发至MEC服务器，由MEC服务器主导任务处理并向各路侧单元下发指令，经各路侧单元向其通信范围内各车辆广播。
进一步地，控制MEC服务器于每周一凌晨4点等人文活动稀少时间段进行数据清理，以丢弃MEC服务器上无价值的行车影像，为下一周期腾出内存储备。
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 (7)

1.基于路侧单元的自动驾驶移动边缘计算方法，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网联通信的路侧单元，控制各路侧单元分别与其通信范围内的各车辆组网；
步骤S2.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；
步骤S3.控制每个路侧单元周期性获取与之组网车辆的车速并直接上传所述核心网；
步骤S4.控制每个路侧单元获取与之组网车辆的行车影像并将其暂存至所述MEC服务器，MEC服务器收到行车影像则触发获取行车影像拍摄车辆的当前车速，并根据当前车速选择性将行车影像上传所述核心网,仅在当前车速低于设定门限时才触发将行车影像上传核心网,仅当车辆切换至与下一路侧单元组网时，才触发新组网的路侧单元向车辆获取其行车影像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中触发获取当前车速的方式具体为：控制MEC服务器经路侧单元下行寻址相应车辆并与其通信交互从而获取当前车速。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述通信交互的过程中，控制MEC服务器索取相应车辆的驾驶信息并在行车影像上传核心网时将所述驾驶信息附带上传，其中，驾驶信息包含车牌、位置、核载量、车辆类型、当前组网的路侧单元ID。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：需与道路上特定车辆交互时，控制核心网直接经路侧单元通信该特定车辆；且/或
需向道路上各车辆广播信息时，控制核心网经MEC服务器向各路侧单元下发指令，由各路侧单元向其通信范围内各车辆广播。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制MEC服务器实施周期性数据清理。
6.一种计算机可读存储介质，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1-5任一项所述的方法。
7.一种执行自动驾驶移动边缘计算的设备，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1-5任一项所述的方法。
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