CN112738762A - 一种c-v2x rsu与汽车电子标识rsu结合的系统及方法 - Google Patents

一种c-v2x rsu与汽车电子标识rsu结合的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及蜂窝车联网通信技术领域,公开了一种C‑V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统及方法,包括车载电子标签,所述车载电子标签包括C‑V2X车载单元,C‑V2X车载单元用于对接收V2X消息并判断消息是否需要屏蔽;路侧单元,所述路侧单元通过900M射频实现与车载电子标签通讯,通过RFID协议传输车路协同消息,所述路侧单元用于采集车辆及路侧信息、确定车辆适合的C‑V2X应用场景并发送给车载电子标签。本发明通过汽车电子标识RSU与C‑V2X RSU相结合的方式来实现并优化车联网应用场景。

Description

一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统及方法
技术领域
本发明涉及蜂窝车联网通信技术领域,具体涉及一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统及方法。
背景技术
蜂窝车联网通信正持续获得生态系统的支持,将成为对汽车安全和未来自动驾驶至关重要的一项技术;汽车电子标识RSU(Road Side Unit,路侧单元)为采用超高频RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术读写汽车数字化标准信息源,即电子车牌的路侧读写设备。
C-V2X(Vehicle to Everything,车与外界信息的交换)系统中路侧设备与车载设备的通信方式为广播、组播或单播的形式,特别是车载电子标签(On board Unit,简称OBU),是主动上报车辆信息给路侧设备,对于不能主动上报信息的车辆,路侧设备只能通过附加的感知设备获取车辆的部分信息。而汽车电子标志系统中的车辆信息是由路侧设备主动采集,可以实现车辆的无感信息采集。因此,以上两种系统都离不开车载电子标签(OBU)和路侧单元(RSU),现有技术中,汽车电子标识RSU不具备C-V2X业务功能,当车载电子标签(OBU)出现故障时,存在不能及时上传车辆信息的问题。
此外,城市内路侧单元实时广播大量的车路协同消息,尤其在堵车时,可能长时间在同一路侧单元覆盖范围内,路侧单元面向所有车载电子标签广播,车载电子标签如果全部接收转发,电量消耗和处理能力都是问题。对于行驶中向用户频繁提示各种信息,也会干扰驾驶,带来极大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统及方法,通过汽车电子标识RSU与C-V2X RSU相结合的方式来实现并优化车联网应用场景。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统,包括:
车载电子标签,所述车载电子标签包括C-V2X车载单元,C-V2X车载单元用于判断对接收到的消息是否需要屏蔽;
路侧单元,所述路侧单元通过900M射频实现与车载电子标签通讯,通过RFID协议传输车路协同消息;
边缘计算服务器,用于车路协同信息上传下发操作;
云平台,用于完成大数据的汇集与分析。
基于上述系统,本发明提供一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,包括如下步骤:
S1:路侧单元获取确定车辆的C-V2X应用信息并进行广播;
S2:根据C-V2X应用信息唤醒车载电子标签,接收数据并解析;
S3:车载电子标签判断解析后的消息类型是否需要屏蔽,满足屏蔽条件则标签休眠。
在本发明中,进一步的,所述步骤S3包括:
S30:对需要屏蔽的消息关闭唤醒中断;
S31:打开设置的定时器,标签在定时器的屏蔽时间内进行休眠。
在本发明中,进一步的,还包括:
步骤S4:消息类型不需要屏蔽,车载电子标签进行数据转发并通过车载显示终端进行显示。
在本发明中,优选的,所述S3中消息类型的屏蔽条件为路侧单元ID以及消息类型的综合判定。
在本发明中,进一步的,所述步骤S1包括:
S10:路侧单元采集覆盖范围内的车载电子标签信息以及路侧信息;
S11:路侧单元对采集的数据进行分析和处理,确定具体车辆适合的C-V2X应用场景。
在本发明中,进一步的,所述步骤S1还包括:
S12:路侧单元根据C-V2X应用场景,通过广播向采集信息的车辆发送C-V2X应用信息数据包。
进一步的,所述的路侧信息包括道路基本信息、信号灯当前状态信息以及感知设备获取的实时道路信息。
在本发明中,进一步的,所述步骤S2包括:
S20:根据携带该车辆唯一标识的C-V2X应用信息,唤醒车载电子标签;
S21:唤醒后的车载电子标签接收C-V2X应用信息的数据包;
S22:车载电子标签进行数据包解析处理,并提取关键消息。
进一步的,所述步骤S11路侧单元对采集的数据进行分析和处理,分析处理的过程包括根据段字头后面字节区分消息类型。
一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统,基于上述方法,其特征在于,包括:
车载电子标签,所述车载电子标签包括C-V2X车载单元,C-V2X车载单元用于判断对接收到的消息是否需要屏蔽;
路侧单元,所述路侧单元通过900M射频实现与车载电子标签通讯,通过RFID协议传输车路协同消息;
边缘计算服务器,用于车路协同信息上传下发操作;
云平台,用于完成大数据的汇集与分析。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明设计了一种基于C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合方法,通过本方案中的路侧单元使汽车电子标识RSU具有C-V2X业务功能,规避因车载OBU断电、损坏或认为关闭等情况下未能及时上传车辆信息的问题。本发明中的车载电子标签在汽车电子标识基础上增加C-V2X车载单元功能,实现路侧单元与车载电子标签之间具体情况具体分析,根据车辆当前状态确定适合的C-V2X应用场景,避免车载电子标签接收到过多帮助不大的路侧广播信息,从而更好更稳地实现车路协同。尤其在堵车时,车载电子标签端相应具有对消息有短时屏蔽机制,车载电子标签在屏蔽期内,不会被路侧单元的射频消息唤醒,处于休眠低功耗状态,过了屏蔽期再接收新消息,从而来来缓解广播风暴带来的影响,增加了车载电子标签的使用时长,减少电量消耗。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统整体结构图;
图2是本发明的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统整体数据传输结构示意图;
图3是本发明的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法的流程框图;
图4是本发明的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法中步骤S1的实现流程图;
图5是本发明的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法中步骤S2和S3的实现流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参见图1至图2,本发明一较佳实施方式提供一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统,系统主要四部分构成,分别是云平台、边缘计算服务器(MEC)、路侧单元(RSU)、车载电子标签(OBU),具体如下:
车载电子标签,车载电子标签包括C-V2X车载单元,即通过C-2VX车载单元为车载电子标签提供C-2VX车载功能,C-V2X车载单元用于判断对接收到的消息是否需要屏蔽;
具体的,车载电子标签基于现有的汽车电子标识系统中的设备,通过在设备内的主控单元中连接C-V2X车载单元,使车载电子标签具有C-2VX车载功能,通过与路侧单元的配合,使汽车电子标识系统具有车路协同应用功能,同时,C-V2X车载单元可实现对接收到的消息是否需要屏蔽的判断,从而防止在发生堵车等情况时,广播风暴对车载电子标签造成的影响。
路侧单元,路侧单元通过900M射频实现与车载电子标签通讯,通过RFID协议传输车路协同消息;
具体的,路测单元对于现有的汽车电子标识RSU通讯协议栈整体保持不变,通过在路侧单元APP层增加车路协同应用,具体通过段字头后的字节对消息类型进行划分,综合该消息类型以及采集到的车辆信息、路侧信息等对车辆的应用场景进行判断,并将消息发送到车载电子标签进行消息屏蔽判断,或选择屏蔽或在车载终端进行显示。
边缘计算服务器,用于车路协同信息上传下发操作;
具体的,边缘计算服务器负责处理传感器收集的数据,常用传感器如摄像头、雷达、气象传感器等,形成实时决策;也可接收云平台下发的数据,进行综合逻辑判断。
云平台,用于完成大数据的汇集与分析;
具体的,在本发明中,云平台是大数据汇集中心,可以是交通管理平台,支持设备状态管理、交通事件管理、大数据分析、交通调度信息发布等。
综上,在本发明中,车载电子标签和路侧单元通过900M射频通信,采用国标RFID协议传输车路协同消息,并通过车载终端实时显示地图、信号灯及预警等信息。路测单元通过以太网与边缘计算服务器相连,完成车路协同信息上传下发操作。云平台和边缘计算也是以太网连接,完成大数据的汇集和分析。整个系统综合的现有技术中的汽车电子标识系统以及C-V2X系统,在基于现有汽车电子标识系统上的车载电子标签和路侧单元,通过在车载电子标签增设C-V2X车载单元,在路侧单元APP层增加车路协同应用,从而使汽车电子标识RSU具有C-V2X RSU的功能,以此来实现并优化车联网应用场景。
采用上述系统,本发明提供一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,如图3所示,包括如下步骤:
S1:路侧单元获取确定车辆的C-V2X应用信息并进行广播;
S2:根据C-V2X应用信息唤醒车载电子标签,接收数据并解析;
S3:车载电子标签判断解析后的消息类型是否需要屏蔽,满足屏蔽条件则标签休眠。
S4:消息类型不需要屏蔽,车载电子标签进行数据转发并通过车载显示终端进行显示。
具体的,在本发明中,路侧单元能够对C-V2X应用场景的进行判断,从而确定车辆最适合的应用场景,并向采集的车辆发送该C-V2X应用信息,唤醒车载电子标签。相比现有技术,路侧单元具有C-V2X应用场景判断功能,将C-V2X RSU与汽车电子标识RSU进行结合,以优化V2X的应用场景。
在城市侧单元实时广播大量的车路协同消息,尤其在堵车时,可能长时间在同一路侧单元覆盖范围内,车载电子标签如果全部接收转发,电量消耗和处理能力都是问题。对于行驶中向用户频繁提示各种信息,也会干扰驾驶,带来极大的安全隐患。因此,在本发明中,车载电子标签设有短时屏蔽机制,通过对重复路侧单元以及过多帮助不大的路侧广播信息进行屏蔽,来缓解广播风暴对其影响,从而更好更稳地实现车路协同。
如图4所示,在本发明中,进一步的,所述步骤S1包括:
S10:路侧单元采集覆盖范围内的车载电子标签信息以及路侧信息;
S11:路侧单元对采集的数据进行分析和处理,确定具体车辆适合的C-V2X应用场景;
S12:路侧单元根据C-V2X应用场景,通过广播向采集信息的车辆发送C-V2X应用信息数据包。
具体的,路测单元清点覆盖范围内的汽车电子标识并获得车道、车速等车辆行驶信息,结合该区域道路基本信息、信号灯信息、感知设备的感知数据等路侧信息,进行数据处理,分析处理的过程包括根据段字头后面字节区分消息类型,以便与对于帮助不大消息进行区分,得出具体车辆适合的C-V2X应用场景。路侧设备通过广播发送C-V2X应用信息数据包,该数据包携带该车辆唯一标识的数据信息。本发明中,通过路测单元具有C-V2X业务功能,解决了现有技术中车载电子标签对于不能主动上报信息的车辆,路侧设备只能通过附加的感知设备获取车辆的部分信息的技术问题,规避因车载OBU断电、损坏或认为关闭等情况下未能及时上传车辆信息的问题。
如图5所示,在本发明中,进一步的,所述步骤S2包括:
S20:根据携带该车辆唯一标识的C-V2X应用信息,唤醒车载电子标签;
S21:唤醒后的车载电子标签接收C-V2X应用信息的数据包;
S22:车载电子标签进行数据包解析处理,并提取关键消息。
具体的,在本发明中,路侧单元通过广播发送携带该车辆唯一标识的数据信息,唤醒车载电子标签。车载电子标签唤醒后接收路测单元发送的数据包,接收成功后进行数据包解析处理,根据接收的车路协同消息,提取关键数据,对于不满足屏蔽条件的数据通过车载终端进行实时显示,驾驶员可通过车载终端的显示信息预设或修正驾驶行为,从而达到辅助驾驶的目的。
在本发明中,进一步的,所述步骤S3包括:
S30:对需要屏蔽的消息关闭唤醒中断;
S31:打开设置的定时器,标签在定时器的屏蔽时间内进行休眠。
具体的,在本发明中,车载电子标签唤醒后接收路测单元发送的数据包,接收成功后进行数据包解析处理,对于车路协同消息,判断路侧单元ID是否重复,消息类型是否需要屏蔽,满足屏蔽条件将关闭唤醒中断,根据配置的屏蔽时间设置定时器后进入休眠。如不满足屏蔽条件进行数据转发,通过车载终端显示。车载电子标签在屏蔽期内,不会被路侧单元的射频消息唤醒,处于休眠低功耗状态,过了屏蔽期再接收新消息。消息类型的屏蔽条件为路侧单元ID以及消息类型的综合判定,根据不同应用场景,屏蔽时间、消息类型可以灵活配置,如高速行驶可以不关注服务和效率相关消息等。如此,车载电子标签端通过有短时屏蔽机制,避免车载单元接收到过多帮助不大的路侧广播信息,来缓解广播风暴对其影响,增加了车载电子标签的使用时长,减少电量消耗,从而更好更稳地实现车路协同。
本发明适用于不同的应用场景,下面以城市路口绿波车速引导应用为例介绍本发明在该场景中的应用。
城市路口有交通信号灯,路侧单元发现车辆驶入,得出车道、车速信息,根据信号灯相位信息,确定车辆推荐行驶速度及过路口是否需要注意非机动车等情况,向该车辆发送车路协同效率相关消息,车载电子标签收到消息,车载终端显示地图和信号灯相位信息,根据相位信息决定加速通过还是减速等灯,为用户提前预判提供信息支撑。
对于短时屏蔽机制效果可以通过进行简单测算。车载电子标签主要参数如下:休眠电流20uA,工作电流120mA,电池电压1500mA/h,休眠时关闭射频唤醒中断间隔5s,唤醒后工作时间约20ms休眠。
如果车载电子标签一直处于路侧单元信号范围内,电流将一直保持120mA,标签将能维持1500/120=12.5h,唤醒12.5*3600*1000/20=2250000次。
如果每次休眠5s,休眠电流20uA基本可以忽略。标签将能维持2250000*5/3600=3125h。
可以看到通过加入5s不响应中断,标签在堵车情况下可以电量维持的时间增加200多倍,很好的满足了实际应用。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统,其特征在于,包括:
车载电子标签,所述车载电子标签包括C-V2X车载单元,C-V2X车载单元用于对接收V2X消息并判断消息是否需要屏蔽;
路侧单元,所述路侧单元通过900M射频实现与车载电子标签通讯,通过RFID协议传输车路协同消息,所述路侧单元用于采集车辆及路侧信息、确定车辆适合的C-V2X应用场景并发送给车载电子标签。
2.根据权利要求1所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的系统,其特征在于,还包括:
边缘计算服务器,所述边缘服务器与所述路侧单元连接,用于车路协同信息上传下发操作;
云平台,所述云平台与所述边缘计算服务器连接,用于完成大数据的汇集与分析。
3.一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,基于权利要求1至2任意一项所述系统,其特征在于,包括如下步骤:
S1:路侧单元获取确定车辆的C-V2X应用信息并进行广播;
S2:根据C-V2X应用信息唤醒车载电子标签,接收数据并解析;
S3:车载电子标签判断解析后的消息类型是否需要屏蔽,满足屏蔽条件则标签休眠。
4.根据权利要求3所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,所述步骤S3包括:
S30:对需要屏蔽的消息关闭唤醒中断;
S31:打开设置的定时器,标签在定时器的屏蔽时间内进行休眠。
5.根据权利要求3所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,还包括:
步骤S4:消息类型不需要屏蔽,车载电子标签进行数据转发并通过车载显示终端进行显示。
6.根据权利要求5所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,所述S3中消息类型的屏蔽条件为路侧单元ID以及消息类型的综合判定。
7.根据权利要求3所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
S10:路侧单元采集覆盖范围内的车载电子标签信息以及路侧信息;
S11:路侧单元对采集的数据进行分析和处理,确定具体车辆适合的C-V2X应用场景。
S12:路侧单元根据C-V2X应用场景,通过广播向采集信息的车辆发送C-V2X应用信息数据包。
8.根据权利要求7所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,所述的路侧信息包括道路基本信息、信号灯当前状态信息以及感知设备获取的实时道路信息。
9.根据权利要求3所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
S20:根据携带该车辆唯一标识的C-V2X应用信息,唤醒车载电子标签;
S21:唤醒后的车载电子标签接收C-V2X应用信息的数据包;
S22:车载电子标签进行数据包解析处理,并提取关键消息。
10.根据权利要求7所述的一种C-V2X RSU与汽车电子标识RSU结合的方法,其特征在于,所述步骤S11路侧单元对采集的数据进行分析和处理,分析处理的过程包括根据段字头后面字节区分消息类型。
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