CN112565002B - 车路通信性能测评方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车路通信性能测评方法及装置，该方法包括：当车载端模块接收到路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量测评消息的解析转发时长；路侧端模块根据实时温度钟频偏差动态校准方法及基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法，对路侧端模块的第二计数器进行校准，以及统计测评消息的总量与测评消息对应的测评总时长；根据解析转发时长、测评总时长、总量，确定通信性能指标。本发明可以实现车路通信关键性能指标的准确可靠测评，使用本地时钟信号不受环境遮挡影响，具有环境适应性好、测量精度高的特点。

Description

车路通信性能测评方法及装置

技术领域

本发明涉及智能驾驶测试技术领域，具体而言，涉及一种车路通信性能测评方法及装置。

背景技术

自动驾驶技术一直是智能交通系统的热门话题，针对现阶段单车自动驾驶在安全性、可靠性等方面难以满足需求的弊端，发展智能车路系统，让“聪明”的路支撑部分自动驾驶汽车功能，通过汽车与道路之间协同运作来实现汽车的高度自动化，是提升自动驾驶汽车的安全性和可靠性的有效手段。

车路通信是智能车路系统中的关键基础性支撑技术，可以看作是连接路侧端(Road Side Unit，RSU)和车载端(On board Unit，OBU)的管道，车路通信的性能将直接影响智能车路系统能否正常运行。近年来，基于车路通信的智能驾驶功能已经逐步进入标准化阶段，例如交通运输部颁布并实施的交通运输行业标准《JT/T 1242-2019营运车辆自动紧急制动系统性能要求和测试规程》中定义了包含车路通信功能的自动紧急制动系统。该标准中对车路通信也提出了性能要求，包括：车载端与路侧端之间执行最大发送频率为10次/s的数据接收和发送、最大空口延时不超过20ms等，但并没有给出对上述性能要求进行测评的方法。目前国内外均未形成支持智能车路系统相关产品准入认证的测试评价装置，研究车路通信关键性能指标的测评方法，对支撑智能车路系统测试评价、促进其落地应用具有重要意义。

在对车路通信性能进行测评时，一种思路是在路侧端和车载端分别安装可以提供时间基准信息的装置，测量消息发送的时间和到达的时间，从而实现通信延时的测量；对一定时间内接收和发送的消息量进行统计分析，也可以得到消息发送频率。这种方法在路侧端和车载端使用高精度的统一时间基准(一般由基于全球导航卫星系统的授时设备提供)，能够保证较高的测量精度，但是卫星信号被遮挡时会引起时间精度降低，导致测量精度下降。

发明内容

本发明解决的问题是现有车路通信性能进行测评方法，存在卫星信号被遮挡导致测量精度下降的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种车路通信性能测评方法，应用于智能车路系统，所述智能车路系统包括车载端模块、路侧端模块，所述车载端模块、所述路侧端模块分别包括内部振荡器时钟源；所述方法包括：当所述车载端模块接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量所述测评消息的解析转发时长；所述路侧端模块根据所述实时温度钟频偏差动态校准方法及基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法，对所述路侧端模块的第二计数器进行校准，以及统计所述测评消息的总量与所述测评消息对应的测评总时长；根据所述解析转发时长、所述测评总时长、所述总量，确定通信性能指标。

可选地，所述当所述车载端模块接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量所述测评消息的解析转发时长，包括：将所述车载端模块的第一计数器的时钟频率设置为预设频率；当所述车载端模块接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，启动所述第一计数器；根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述第一计数器进行校准；解析所述测评消息，以及将所述测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长转发至所述路侧端模块；记录所述第一计数器的计数值，并基于所述计数值确定所述测评消息的解析转发时长；所述测评消息的解析转发时长用于在发送下一帧测评消息对应的解析消息时同时转发至所述路侧端模块。

可选地，所述路侧端模块根据所述实时温度钟频偏差动态校准方法及基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法，对所述路侧端模块的第二计数器进行校准，以及统计所述测评消息的总量与所述测评消息对应的测评总时长，包括：将所述路侧端模块的第二计数器的时钟频率设置为预设频率，以及将秒脉冲信号对应的第三计数器设置为所述预设频率；当向所述车载端模块发送测评消息时，启动所述第二计数器及所述第三计数器；根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述第二计数器及所述第三计数器进行校准；解析所述车载端模块转发的所述测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长；根据基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法、所述第三计数器的计数值对所述第二计数器校准，得到校准后的钟频，以及根据所述第二计数器的计数值与所述校准后的钟频确定所述测评消息对应的测评时长；统计所述测评消息的总量，以及根据所述测评消息对应的测评时长及所述总量确定测评总时长。

可选地，所述实时温度钟频偏差动态校准方法包括：通过以下公式计算频率偏差DFi：

DFi＝DFA+DFB*(TMPDAT-Toff)+DFC*(TMPDAT-Toff)²+DFD*(TMPDAT-Toff)³+DFE*(TMPDAT-Toff)⁴

其中，DFA/DFB/DFC/DFD/DFE为0次到4次项补偿系数，TMPDAT为温度传感器输出值，Toff为温度传感器偏置校正；根据所述频率偏差设置内部高速时钟调整寄存器，以对计数器进行时钟偏差动态校准。

可选地，所述根据所述解析转发时长、所述测评总时长、所述总量，确定通信性能指标，包括：单次测评以第一个秒脉冲信号捕获时刻作为测评的起始点，令第i条测量消息所对应的所述解析转发时长为t_1i，所述第i条测量消息所对应的测评总时长为t_2i，i＝1,2…N₁，N₁为所述测评消息的总量；根据以下公式计算第i条消息的通信时延τ_i：

可选地，所述方法还包括：根据以下公式计算多次测评的通讯时延τ：

可选地，所述方法还包括：根据以下公式计算通讯时延稳定性η：

可选地，所述方法还包括：根据以下公式计算数据收发频率f_d：

每个秒脉冲信号捕获时刻对应的N₁值为N_1j，j＝1,2…N₂，N₂为捕获到的所述秒脉冲信号的总量。

可选地，所述方法还包括：根据以下公式计算数据收发频率稳定性ξ：

本发明提供一种车路通信性能测评装置，包括车载端模块、路侧端模块，所述车载端模块、所述路侧端模块分别包括内部振荡器时钟源；所述车载端模块，用于当接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量所述测评消息的解析转发时长；所述路侧端模块，用于根据所述实时温度钟频偏差动态校准方法及基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法，对所述路侧端模块的第二计数器进行校准，以及统计所述测评消息的总量与所述测评消息对应的测评总时长；所述路侧端模块，还用于根据所述解析转发时长、所述测评总时长、所述总量，确定通信性能指标。

本实施例提供的车路通信性能测评方法及装置，采用综合单片机晶振内外部特性的钟频偏差校准方法以提高计数器时钟基准的精度，包括基于实时温度的钟频偏差动态校准以及基于PPS信号的钟频偏差卡尔曼滤波动态估计方法，实现车路通信关键性能指标的准确可靠测评，使用本地时钟信号不受环境遮挡影响，具有环境适应性好、测量精度高的特点。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例中车路通信性能测评场景示意图；

图2为本发明的一个实施例中一种车路通信性能测评方法的示意性流程图；

图3为本发明的一个实施例中车载端模块的工作流程图；

图4为本发明的一个实施例中路侧端模块的工作流程图；

图5是本发明的一个实施例中一种车路通信性能测评装置的结构示意图。

附图标记说明：

501-车载端模块；502-路侧端模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本实施例提供的车路通信性能测评场景示意图，示出了路侧端(RSU)和车载端(OBU)，在RSU中设置有PPS信号源(Pulse Per Second，秒脉冲)及路侧端模块，在OBU中设置有车载端模块。在本实施例中以路侧端模块及车载端模块均为包括高速内部振荡器时钟源的单片机为例进行说明。在实现车路通信所需的RSU和OBU之间预先构建有消息自发自收功能。

单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器、只读存储器、多种I/O口、定时/计数器、A/D模数转换器、振荡器时钟等集成到一块硅片上而构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。本发明实施例中车载端模块和路侧端模块均采用单片机作为主控单元，以单片机型号为STM32F107VCT6为例，该单片机包含多个16位计数器、温度传感器、模数转换器、通用I/O口等功能模块，还支持串口、通用串行总线(USB)、网口、CAN总线接口等通讯方式，能够满足本发明的需求。

图2是本发明的一个实施例中一种车路通信性能测评方法的示意性流程图，该方法可以应用于智能车路系统，智能车路系统包括车载端模块、路侧端模块，车载端模块、路侧端模块分别包括内部振荡器时钟源。上述方法包括：

S202，当车载端模块接收到路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量测评消息的解析转发时长。

S204，路侧端模块根据实时温度钟频偏差动态校准方法及基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法，对路侧端模块的第二计数器进行校准，以及统计测评消息的总量与测评消息对应的测评总时长。

S206，根据上述解析转发时长、测评总时长、总量，确定通信性能指标。

本实施例提供的车路通信性能测评方法，采用综合单片机晶振内外部特性的钟频偏差校准方法以提高计数器时钟基准的精度，包括基于实时温度的钟频偏差动态校准以及基于PPS信号的钟频偏差卡尔曼滤波动态估计方法，实现车路通信关键性能指标的准确可靠测评，使用本地时钟信号不受环境遮挡影响，具有环境适应性好、测量精度高的特点。

可选地，上述S202，可按照以下方式执行：

将车载端模块的第一计数器的时钟频率设置为预设频率；

当车载端模块接收到路侧端模块发送的测评消息时，启动第一计数器；

根据实时温度钟频偏差动态校准方法对第一计数器进行校准；

解析测评消息，以及将测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长转发至路侧端模块；

记录第一计数器的计数值，并基于计数值确定测评消息的解析转发时长；测评消息的解析转发时长用于在发送下一帧测评消息对应的解析消息时同时转发至路侧端模块。

参见图3所示的车载端模块的工作流程图，车载端基础参数测量包括以下步骤：

车载端模块的单片机通过串口、USB、网口、CAN总线接口中的一种与OBU相连，从而获取OBU收到的消息，并可以判断OBU是否收到消息。

S301，进行车载端模块单片机初始化工作，设置计数器1的时钟频率为50KHz。

S302，等待OBU收到消息。

S303，当OBU收到RSU发来的信息时，立即启动计数器1。

S304，进行计数器1时钟偏差的动态校准。车载端模块需要统计消息解析及转发所消耗的时间，在进行通讯时延解算时，需要减去这部分耗时，从而得到真正的传输延时，因此计数器1时钟频率的精度也会影响通信时延测评的精度。本发明采用基于实时温度的钟频偏差动态校准方法提高车载端模块中单片机计数器的时钟频率精度。

STM32F107VCT6单片机内部的温度传感器与模数转换器1的输入端是相连接的，在每次启动计数器1后，也启动一次模数转换器1的AD转换，得到当前的温度信息，用于计算频率偏差DFi：

其中，DFA/DFB/DFC/DFD/DFE为0次到4次项补偿系数，TMPDAT为温度传感器输出值，Toff为温度传感器偏置校正。

根据频率偏差设置内部高速时钟调整寄存器，以对计数器进行时钟偏差动态校准。DFi可用于设置内部高速时钟调整寄存器HSITRIM，实现从单片机内部进行时钟偏差动态校准。

S305，解析所收到RSU消息。

S306，将所有解析出的消息及上一帧消息解析及转发所消耗的时长打包，并送至OBU接口以使OBU转发回RSU。

S307，记录此时计数器1的计数值n₁并复位该计数器，则本次解析及转发所消耗的时间t₁＝n₁/50ms，保存t₁并与下一帧消息打包后发回。

由于JT/T 1242-2019标准中要求OBU与RSU之间数据收发频率不大于10次/s，即两帧消息的间隔一般大于100ms，而单片机执行数据的解析及转发任务耗时一般低于5ms，因此车载端模块执行消息解析及转发任务并不会影响下一帧消息到来时的处理。

理论上计数器的时钟频率越高，时间测量的分辨率也越高，本发明中计数器的时钟频率设置为50KHz，可以保障计数过程不会出现计数器溢出的情况，并且分辨率达到0.02ms，可以满足本发明的需求。

可选地，上述S204，可按照以下方式执行：

将路侧端模块的第二计数器的时钟频率设置为预设频率，以及将秒脉冲信号对应的第三计数器设置为预设频率；

当向车载端模块发送测评消息时，启动第二计数器及第三计数器；

根据实时温度钟频偏差动态校准方法对第二计数器及第三计数器进行校准；

解析车载端模块转发的测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长；

根据基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法、第三计数器的计数值对第二计数器校准，得到校准后的钟频，以及根据第二计数器的计数值与校准后的钟频确定测评消息对应的测评时长；

统计测评消息的总量，以及根据测评消息对应的测评时长及总量确定测评总时长。

参见图4所示的路侧端模块的工作流程图，车载端基础参数测量包括以下步骤：

路侧端模块的单片机通过串口、USB、网口、CAN总线接口中的一种与RSU相连，从而获取RSU收到或发出的消息，并可以判断RSU是否收到或发出消息。路侧端模块单片机的工作流程如图3所示：

S401，进行路侧端模块单片机初始化工作，设置计数器2的时钟频率为50KHz。

S402，当RSU发出第一个消息时，启动路侧端模块单片机中的计数器2。

S403，基于实时温度的钟频偏差动态校准方法进行时钟调整寄存器的设置，并将消息个数值N₁置1。

S404，判断是否收到消息。

S405，当收到消息时，保存计数器2的计数值n₂，并复位该计数器，同时使N₁值加1，进而解析消息中包含的上一帧消息处理时间t₁。

S406，判断是否有消息发出。

S407，有消息发出时启动计数器2。

S408，基于实时温度的钟频偏差动态校准方法进行时钟调整寄存器的设置。然后，进入判断是否收到消息的循环。每次启动计数器2都采用基于实时温度的钟频偏差动态校准方法进行时钟调整寄存器的设置。

利用n₂和计数器2的时钟频率，可以得到一条消息从路侧端发出再经由车载端处理发回的总时间t₂。

JT/T 1242-2019标准中要求车路通讯延时不超过20ms，若同时考虑信号发送和接收的传输延时，符合标准要求的产品t₂应不大于50ms，而路侧端数据收发频率不大于10次/s，即两帧消息的间隔一般大于100ms。由于两帧消息的时间间隔大于t₂，因此在上述判断是否发出消息以及是否收到消息的循环中，不会影响下一帧信息发送和接收时间的记录。

路侧端单片机计数器时钟频率的精度直接影响t₂的精度，也将决定通信时延的测评精度。此外，进行数据收发频率测评也需要引入标准时间信息以统计测评总时长。因此，路侧端引入秒脉冲信号(PPS)进行单片机钟频的动态校准以及测评总时长的统计。由于t₂明显大于t₁，因此t₂受钟频偏差的影响也更大，路侧端不仅采用基于实时温度的钟频偏差动态校准方法从单片机内部进行时钟偏差纠正，而且利用PPS信号观测钟频的外部特性，再次进行时钟偏差纠正，从而进一步提高t₂的测量精度。PPS信号是准确的一秒一次的脉冲信号，可以来源于RSU内部自带的卫星定位系统接收机，也可以来源于外部的卫星定位系统接收机。

路侧端单片机的I/O接口与PPS信号连接，从而实现PPS信号的捕获，路侧端单片机进行时钟频率动态校准和测评总时长统计的工作流程如图4所示：

S409，进行路侧端模块单片机初始化工作，设置计数器3的时钟频率为50KHz。

S410，当收到第一个PPS信号时，启动计数器3。

S411，采用基于实时温度的钟频偏差动态校准方法进行时钟调整寄存器的设置。

S412，PPS个数计数值N₂置1。

S413，判断是否捕获到下一个PPS信号。

S414，当捕获到下一个PPS信号时，保存计数器3的计数值n₃和此时的N₁，并将N₂加1，重新启动该计数器。每次启动计数器3都采用基于实时温度的钟频偏差动态校准方法进行时钟调整寄存器的设置。

S415，进行基于卡尔曼滤波的计数器2钟频偏差动态估计。然后，继续进行判断是否收到下一个PPS信号的循环。

两个PPS信号之间的时间间隔为准确的1s，因此计数值n₃即为利用PPS信号观测的钟频。计数器3为16位计数器，最大计数值为65535，在时钟频率为50KHz时，n₃应为50000左右，不会出现超过最大计数值而溢出的情况。利用PPS信号观测的计数器3钟频偏差为(n₃-50000)，由于计数器2和计数器3所设置的钟频相同且属于同一块单片机，因此(n₃-50000)也可以认为是计数器2的钟频偏差观测值，并以此进行基于卡尔曼滤波的计数器2钟频偏差动态估计：

离散化后的卡尔曼滤波状态方程的矩阵形式为：

其中，k表示离散化时刻；系统状态向量为X＝[Δf]，即估计的计数器2钟频偏差；W(k-1)表示零均值的系统高斯白噪声向量，W(k-1)对应的系统噪声协方差阵Q(k-1)为：

其中σ_w ²表示系统高斯白噪声w对应的方差；状态转移矩阵

这是因为短时间内钟频偏差具有良好的一致性，即可以认为当前采样时刻的钟频偏差等于下一采样时刻的钟频偏差。

卡尔曼滤波观测方程离散化的矩阵形式为：

Z(k)＝H(k)·X(k)+V(k) (3)

其中，Z为观测向量，H为观测阵，V表示与W互不相关的零均值观测白噪声向量。由于观测向量与状态向量都是钟频偏差，所以H(k)＝[1]，Z(k)＝[f_O]，其中f_O为利用PPS信号观测的钟频偏差，即f_O＝n₃-50000，V对应的观测噪声方差阵R可表示为R＝[σ²]，σ²表示观测噪声的方差。

对于式(2)和式(3)所描述的系统状态方程和测量方程，运用卡尔曼滤波理论，建立下面的标准滤波递推过程：

状态一步预测方程

一步预测误差方差阵

滤波增益矩阵K(k)＝P(k,k-1)·H′(k)·[H(k)P(k,k-1)H′(k)+R(k)]^-1

状态估计

估计误差方差阵P(k)＝[I-K(k)·H(k)]·P(k,k-1)

经过上述递推计算后，即可实时估计出计数器2的钟频偏差Δf。

利用Δf可以得到校准后的钟频f＝50+Δf KHz，再利用动态校准后的时钟频率可以进行t₂的计算，即t₂＝n₂/f。

在得到时间相关参数t₁、t₂，以及消息个数N₁和PPS信号个数N₂后就可以实现对车路通信性能的测评。可选地，上述S204的车路通信性能测评步骤，可包括：

(1)单条消息的通信时延

单次测评以第一个秒脉冲信号捕获时刻作为测评的起始点，令第i条测量消息所对应的解析转发时长为t_1i，第i条测量消息所对应的测评总时长为t_2i，i＝1,2…N₁，N₁为测评消息的总量；

根据以下公式计算第i条消息的通信时延τ_i：

(2)多次测评的通讯时延

根据以下公式计算多次测评的通讯时延τ：

当τ小于20ms时，判定为符合标准要求，否则判定为不符合。

(3)通讯时延稳定性

根据以下公式计算通讯时延稳定性η：

(4)数据收发频率

根据以下公式计算数据收发频率f_d：

每个秒脉冲信号捕获时刻对应的N₁值为N_1j，j＝1,2…N₂，N₂为捕获到的秒脉冲信号的总量。

当f_d不大于10Hz时，判定为符合标准要求，否则判定为不符合。

(5)数据收发频率稳定性

根据以下公式计算数据收发频率稳定性ξ：

本发明实施例采用消息自发自收的方式实现车路通信性能的测评，在智能车路系统的OBU中设置消息解析及转发机制，无需统一路侧端及车载端的时钟基准，且对车路通信制式无要求，具有适用范围广、成本低的特点。

本发明实施例根据车载端和路侧端模块的工作特点分别采用不同的策略进行动态钟频校准以提高测评所需时间相关参数的测量精度，车载端模块由于测量时长较短、受钟频偏差影响小，采用基于实时温度的钟频偏差动态校准方法；路侧端模块所需测量的时间较长，在基于实时温度的钟频偏差动态校准基础上，进一步利用PPS信号进行钟频偏差的卡尔曼滤波动态估计，实现综合单片机晶振内外部特性的钟频偏差校准。

此外本发明实施例除了实现对标准所规定的通信时延、数据收发频率的测评外，还提出了时延稳定性、收发频率稳定性的测评指标，从而对车路通信关键性能指标进行准确、全面的测评。

图5是本发明的一个实施例中一种车路通信性能测评装置的结构示意图，包括车载端模块501、路侧端模块502，车载端模块、路侧端模块分别包括内部振荡器时钟源；

车载端模块501，用于当接收到路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量测评消息的解析转发时长；

路侧端模块502，用于根据实时温度钟频偏差动态校准方法及基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法，对路侧端模块的第二计数器进行校准，以及统计测评消息的总量与测评消息对应的测评总时长；

路侧端模块502，还用于根据解析转发时长、测评总时长、总量，确定通信性能指标。

上述实施例提供的车路通信性能测评装置能够实现上述车路通信性能测评方法的实施例中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述车路通信性能测评方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

当然，本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程度来指令控制装置来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程，其中所述的存储介质可为存储器、磁盘、光盘等。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种车路通信性能测评方法，其特征在于，应用于智能车路系统，所述智能车路系统包括车载端模块、路侧端模块，所述车载端模块、所述路侧端模块分别包括内部振荡器时钟源；所述方法包括：

当所述车载端模块接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量所述测评消息的解析转发时长；

将所述路侧端模块的第二计数器的时钟频率设置为预设频率，以及将秒脉冲信号对应的第三计数器设置为所述预设频率；

当向所述车载端模块发送测评消息时，启动所述第二计数器及所述第三计数器；

根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述第二计数器及所述第三计数器进行校准；

解析所述车载端模块转发的所述测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长；

根据基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法、所述第三计数器的计数值对所述第二计数器校准，得到校准后的钟频，以及根据所述第二计数器的计数值与所述校准后的钟频确定所述测评消息对应的测评时长；

统计所述测评消息的总量，以及根据所述测评消息对应的测评时长及所述总量确定测评总时长；

根据所述解析转发时长、所述测评总时长、所述总量，确定通信性能指标；

所述实时温度钟频偏差动态校准方法包括：

通过以下公式计算频率偏差DFi：

DFi＝DFA+DFB*(TMPDAT-Toff)+DFC*(TMPDAT-Toff)²+DFD*(TMPDAT-Toff)³+DFE*(TMPDAT-Toff)⁴

其中，DFA/DFB/DFC/DFD/DFE为0次到4次项补偿系数，TMPDAT为温度传感器输出值，Toff为温度传感器偏置校正；

根据所述频率偏差设置内部高速时钟调整寄存器，以对计数器进行时钟偏差动态校准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述车载端模块接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量所述测评消息的解析转发时长，包括：

将所述车载端模块的第一计数器的时钟频率设置为预设频率；

当所述车载端模块接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，启动所述第一计数器；

根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述第一计数器进行校准；

解析所述测评消息，以及将所述测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长转发至所述路侧端模块；

记录所述第一计数器的计数值，并基于所述计数值确定所述测评消息的解析转发时长；所述测评消息的解析转发时长用于在发送下一帧测评消息对应的解析消息时同时转发至所述路侧端模块。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述解析转发时长、所述测评总时长、所述总量，确定通信性能指标，包括：

单次测评以第一个秒脉冲信号捕获时刻作为测评的起始点，令第i条测量消息所对应的所述解析转发时长为t_1i，所述第i条测量消息所对应的测评总时长为t_2i，i＝1,2…N₁，N₁为所述测评消息的总量；

根据以下公式计算第i条消息的通信时延τ_i：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据以下公式计算多次测评的通讯时延τ：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据以下公式计算通讯时延稳定性η：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据以下公式计算数据收发频率f_d：

每个秒脉冲信号捕获时刻对应的N₁值为N_1j，j＝1,2…N₂，N₂为捕获到的所述秒脉冲信号的总量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据以下公式计算数据收发频率稳定性ξ：

8.一种车路通信性能测评装置，其特征在于，包括车载端模块、路侧端模块，所述车载端模块、所述路侧端模块分别包括内部振荡器时钟源；

所述车载端模块，用于当接收到所述路侧端模块发送的测评消息时，根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述车载端模块的第一计数器进行校准，以及测量所述测评消息的解析转发时长；

所述路侧端模块，将所述路侧端模块的第二计数器的时钟频率设置为预设频率，以及将秒脉冲信号对应的第三计数器设置为所述预设频率；当向所述车载端模块发送测评消息时，启动所述第二计数器及所述第三计数器；根据实时温度钟频偏差动态校准方法对所述第二计数器及所述第三计数器进行校准；解析所述车载端模块转发的所述测评消息对应的解析消息及上一帧测评消息的解析转发时长；根据基于秒脉冲信号的卡尔曼滤波动态估计方法、所述第三计数器的计数值对所述第二计数器校准，得到校准后的钟频，以及根据所述第二计数器的计数值与所述校准后的钟频确定所述测评消息对应的测评时长；统计所述测评消息的总量，以及根据所述测评消息对应的测评时长及所述总量确定测评总时长；

所述路侧端模块，还用于根据所述解析转发时长、所述测评总时长、所述总量，确定通信性能指标；

所述实时温度钟频偏差动态校准方法包括：

通过以下公式计算频率偏差DFi：

DFi＝DFA+DFB*(TMPDAT-Toff)+DFC*(TMPDAT-Toff)²+DFD*(TMPDAT-Toff)³+DFE*(TMPDAT-Toff)⁴

其中，DFA/DFB/DFC/DFD/DFE为0次到4次项补偿系数，TMPDAT为温度传感器输出值，Toff为温度传感器偏置校正；

根据所述频率偏差设置内部高速时钟调整寄存器，以对计数器进行时钟偏差动态校准。

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