CN112839319A - 蜂窝车联网信息处理方法、装置、系统、终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种蜂窝车联网信息处理方法、装置、系统、终端及存储介质。本申请实施例包括通过路侧端感知和采集路面信息并发送车端，车端根据接收到的路面信息以及车端当前运动状态生成车端控制策略，从而调整车端运行状态或发送预警提示。本申请技术方案通过蜂窝车联网CV2X技术，构建车辆协同信息处理系统，实现车联网V2X。以解决现有车联网V2X信息作业流程中依赖车载终端自身感知设备，依赖移动网络所带来的问题，对智慧公路、自动驾驶、辅助驾驶等领域产生显著的能效提升。

Description

蜂窝车联网信息处理方法、装置、系统、终端及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及但不限于车联网，尤其涉及蜂窝车联网信息处理方法、装置、系统、终端及存储介质。

背景技术

随着通信技术的发展，物联网、智能交通技术的应用愈发广泛。车联网V2X(Vehicle-To-Everything)是物联网和智能交通技术相结合的新兴领域，也是未来ITS(intelligent transportsystem，智能化交通运输系统)发展的重要环节。车联网V2X技术是一种搭载先进的车载终端，并融合现代通信与网络技术进而实现车与外界的信息交互的技术。

车联网V2X技术旨在通过车辆及路边基础设施间的协同通信来提高驾驶安全性、减少拥堵以及提高交通效率等。路面信息的采集，以及OBU(On board Unit，车载单元)、RSU(Road Side Unit，路侧单元)的通信是实现车联网V2X的基本条件。

目前，路面信息的采集主要通过车辆感知设备实现，例如在车端上安装摄像头、雷达、传感器等设备实时采集车辆周边的信息。由于感知设备随车端置身于不同环境，当车端在特殊环境下如光照程度较差、地下车库、极端天气的道路等，容易对周边环境误判从而导致信息的采集有误，带来严重的安全隐患；此外，此方法需要在车辆额外设置感知设备，亦增加了车端成本。

车辆与周边设备之间通过基站进行通信是车联网V2X实现信息实时交互的常用方式，然而，此方法依赖移动网络且通信效率受网络性能的制约，如车辆在网络覆盖差的区域，将会导致车联网V2X无法正常工作，此外移动网络信息传输延时较大，难以满足车路协同场景应用中的要求。虽然DSRC(Dedicated Short Range Communication，专用短程通信技术)能使车辆与周边设备之间的通信无需依赖移动网络，但DSRC在车辆高速移动时，通信信号可靠性降低、时延抖动增大；同时，DSRC只能支持点对点连接，无法组网且没有后续演进计划，严重限制车联网V2X技术发展和应用。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请实施例提供了一种蜂窝车联网信息处理方法、装置、系统、终端及存储介质，使车联网V2X系统信息的采集无需依赖车载终端自身感知设备，甚至无需移动网络的情况下实现车联网作业。

第一方面，本申请实施例提供了一种蜂窝车联网信息处理方法，至少包括：

路侧端设置感知设备，感知设备感知路面信息。所感知的路面信息包括感知范围的车辆、道路、行人等各方面智能交通运输可利用的信息。路侧端的通信模块将感知的路面信息发送到区域范围的其它路侧端和车端，或其它车联网系统中的设备。

路侧端作为交通系统的一个重要组成部分，还包括用于接收道路交通信息或远端控制指令的信息采集模块。信息采集模块所采集的信息可以通过路侧端的通信模块发送到区域范围的其它路侧端和车端，或其它车联网系统中的设备。

当车端通信模块接收到路侧端或其它侧端发送来的路面信息后，决策模块会根据接收的信息以及车端当前运行状态，生成控制策略。控制模块根据控制策略的指令调整、改变车端运动状态或发送预警提醒，并返回执行结果。

车端通信模块向路测端及其它车端发送包含路面信息的广播包。

第二方面，本申请实施例提供了一种蜂窝车联网信息处理装置，至少包括：决策模块，主要用于汇聚不同来源的路面信息，基于这些信息，结合车辆实际运动状态，综合判断是否需要调用控制模块。控制模块，服务于决策模块，当决策模块需要对车辆进行干预时或发出预警提示，调用控制模块以实现。通信模块，负责所有数据的接收和发送；通过该通信模块，无需依赖基站或移动网络且可实现区域组网。

第三方面，本申请实施例提供了一种蜂窝车联网信息处理装置，至少包括：路侧端信息感知模块，负责收集附近可达区域内的感知设备所感知的信息。本模块收集到感知的信息后，通过路侧端通信模块将收集到的感知的信息发送至区域范围内的其它路侧端或车端。路侧端信息采集模块，负责道路交通信息和远程控制中心指令的采集。当采集到相关信息后，通过路侧端通信模块对外发送。

第四方面，本申请实施例还提供了一种蜂窝车联网信息处理系统，所述系统包括：第一终端，所述第一终端至少包括基于第二方面所提出的蜂窝车联网信息处理装置；第二终端，所述第二终端至少包括基于第三方面所提出的蜂窝车联网信息处理装置。

第五方面，本申请实施例还提供了一种终端，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述第三方面的蜂窝车联网信息处理方法。

第六方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上所述第三方面的蜂窝车联网信息处理方法。

本申请实施例基于蜂窝车联网CV2X(Cell-Vehicle-To-Everything)技术，构建车辆协同信息处理系统，实现车联网V2X。以解决现有车联网V2X信息作业流程中依赖车载终端自身感知设备，依赖移动网络所带来的问题，对智慧公路、自动驾驶、辅助驾驶等领域产生显著的能效提升。采用本申请实施例的技术方案使得车端无需新增感知设备，大大降低车端成本；同时，车端和路侧端无论是否接入移动网络，即无论离线还是在线都可以正常工作，扩大的车联网的使用范围。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例提供的蜂窝车联网信息处理装置示意图；

图2为本申请实施例提供的另一蜂窝车联网信息处理装置示意图；

图3为本申请实施例提供的蜂窝车联网信息处理方法示意图；

图4为本申请实施例提供的另一蜂窝车联网信息处理方法示意图；

图5为本申请实施例提供的另一蜂窝车联网信息处理方法示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。说明书中所述的“服务端”可以是及时通讯服务器、云端服务器、虚拟服务器或其它服务设备，本发明实施例不作限定。

路面信息的采集以及终端之间的信息交互是车联网V2X系统两大核心部分。目前，路面信息的采集主要依靠车载终端感知设备，该方式容易对周边环境误判从而导致信息的采集有误；而终端之间的信息交互通常需要依赖移动网络，该方式严重受到移动网络的限制；虽然采用DSRC可无需依赖移动网络，但该方式只能支持点对点连接，无法组网，且DSRC技术没有后续演进计划，这就严重限制了方案的使用范围，无法做到广覆盖，可组网的要求。

基于此，本申请实施例提供了一种基于蜂窝车联网CV2X信息处理方法、装置、系统、终端及计算机可读存储介质，通过利用CV2X技术，实现不依赖车载终端自身感知设备，不依赖移动网络的车路信息处理流程，且能够独立组网并具有后续技术演进。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。本申请以下各实施例中交互执行的实体至少包括车端和路侧端，车端可以包括以下之一：车辆、OBU、UE(User Equipment，车载用户设备)，以及设置于车辆上的终端设备；路侧端可以包括以下之一：路侧设备、RSU以及设置于路侧设备上的接入端装置。

本申请一实施例公开了一种蜂窝车联网信息处理装置，应用于车端。车端可以是车辆、OBU、UE，以及放置于车辆上的终端设备，以下以OBU组件为例进行说明书。

图1为蜂窝车联网信息处理装置的示意图，具体为OBU组件的结构示意图。OBU组件是一个独立的物理实体组件，可位于车载TBOX(Telematics BOX)或车辆终端内部。如图1所示，OBU组件至少包含以下模块：

决策模块：本模块是OBU的核心模块。主要用于汇聚不同来源的路面信息，并根据汇聚的所有信息，结合OBU组件所在车辆实际运行状态，制定车辆控制策略，综合判断是否需要调用控制模块。

其中，路面信息包括但不限于道路基础信息、道路气象信息、道路养护、交通流密度、车辆占有率、车头时距、车速、车长、排队量、突发事件以及交通管理控制中心的指令等各类交通数据和车辆数据。

控制模块：本模块是车内的核心安全模块，服务于决策模块，即当决策模块判断需要对车辆进行控制干预或预警提醒时，该模块会被调用。

在一示例性实施方式中，控制模块的调用需确保调用方式安全且本模块无法主动运行，需要被决策模块调用方可执行。

由于CV2X作业对车端的位置信息，时间信息都要求极高精度，OBU组件内部特设立导航系统模块，如GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)模块。GNSS模块负责提供OBU定位位置信息，优选亚米级定位精度，毫秒级时间校准。当决策模块在做整体判断时也需要通过GNSS模块获取相关位置和时间信息。

OBU通信模块：本模块负责OBU组件数据的接收和发送，如接收路侧端、其它车端等设备发送的包含路面信息的广播包等；向路侧端、其它车端等其它设备发送包含路面信息的广播包；或者与路侧端、其它车端进行通信，如采用PC5接口进行通信，实现车端与车端、车端与路侧端、或者车端与人之间通信，能使得OBU组件在无网络覆盖区域内，及无需依赖移动网络也能进行CV2X作业。

在一示例性实施方式中，OBU通信模块还可以通过Uu接口进行通信。

通过本实施例的技术方案可知，在车路信息传输流程中，发起方是车端。车端和路侧端主动广播自身信息，而后本侧车端接收广播信息，如通过LTEV(Long Time Evolution-Vehicle)空口接收，从而完成整个数据传输过程。

本申请另一实施例公开了一种蜂窝车联网信息处理装置，应用于路侧端。路侧端可以是路侧设备、RSU以及设置在路侧设备上的接入端装置，以下以RSU组件为例进行说明。

图2为蜂窝车联网信息处理装置的示意图，具体为RSU组件的结构示意图。RSU组件是一个独立的物理实体组件，通常部署于道路附近。如图2所示，RSU组件至少包含以下业务模块：

信息感知模块：本模块负责收集RSU附近或可到达区域内的感知设备采集的感知信息。该模块收集到感知设备采集的信息后，通过OBU通信模块发往周边的OBU或RSU设备。其中，感知设备可以为任何能采集路面信息的装置，包括但不限于可见光摄像头、红外摄像头、高分辨率激光雷达、红外测速设备等。

在一示例性实施方式中，信息感知模块还可以对感知信息做结构化处理，以便将海量数据结构化转换为线性数据发送。

信息采集模块：本模块负责采集道路交通信息，此类信息包括但不限于红绿灯信息、道路标牌信息、突发路况信息等。当信息采集模块收到道路交通信息后，调用RSU通信模块发往周边的OBU或RSU设备。

在一示例性实施方式中，信息采集模块还可以采集远端控制中心发送相关指令。

RSU通信模块：本模块负责RSU组件数据的接收和发送，如接收车端、其它路侧端等设备发送的包含路面信息的广播包等；向车端、路侧端等其它设备发送包含路面信息的广播包；或者与车端、其它路侧端进行通信，如采用PC5接口进行通信，实现路侧端与车端、路侧端与路侧端之间通信。使得RSU组件在无网络覆盖区域内，即无需依赖移动网络也能进行CV2X作业。

在一示例性实施方式中，RSU组件与RSU组件还可以通过有线网络连接通信。

在一示例性实施方式中，应用于路侧端的蜂窝车联网信息处理装置，还包括数据回传模块。本模块负责将接收到的OBU或其他RSU信息回传到控制中心或云端服务器。数据回传的物理通路包括但不限于：移动通信网络、光纤、以太网等等。该模块的设置主要考虑业务逻辑处理和业务数据存放的离散化设计，有利于其他模块对数据的调用和数据本身的长期一致性存储。

通过本实施例的技术方案可知，在车路信息传输流程中，发起方是路侧端。车端和路侧端主动广播自身信息，从而完成整个数据传输过程。

本申请另一实施例公开了一种蜂窝车联网信息处理方法。本实施例提供的车联网信息处理方法适用于车联网通信，该方法可以由车端执行。车端可以是车辆、OBU、UE，以及设置于车辆上的终端设备。

图3为蜂窝车联网信息处理方法示意图。如图3所示，该方法包括：

步骤B100：扫描周边路侧端、其它车端并建立连接；

步骤B200：接收周边路侧端、其它车端发送的包含路面信息的广播包；

步骤B300：获取车端运动状态信息；

其中，车端运动状态信息包括车辆实时位置信息和时间信息。

步骤B400：根据步骤B200、B300的信息，结合内置策略算法生成车端控制策略；

步骤B500：执行控制策略；

其中，控制策略包括但不限于整体判断是否需要调用控制模块调整车端运动状态或发出预警提示。

步骤B600：返回执行结果，向周边路侧端、其它车端发送广播包。

其中，广播包至少包括车端当前运动状态，以及车端所接收的路面信息。

采用本实施例的技术方案，车端与车端、车端与路侧端的通信无需通过无线信号建立连接。整体作业由车端和路侧端自身发起并控制，无论车端和路侧端是否与移动网络连接，都对整体作业无影响。

本申请另一实施例公开了一种蜂窝车联网信息处理方法。本实施例提供的车联网信息处理方法适用于车联网通信，该方法可以由路侧端执行。路侧端可以是路侧设备、路侧单元RSU以及设置在路侧设备上的接入装置。

图4为蜂窝车联网信息处理方法另一示意图。如图4所示，该方法包括：

步骤R100：扫描周边感知设备，收集附近或可达区域内感知设备采集的感知信息；

其中，感知设备包括但不限于可见光摄像头、红外摄像头、高分辨率激光雷达、红外测速设备等。

进一步地，还可以将感知信息做结构化处理，以便将海量数据结构化转换为线性数据发送。

步骤R200：扫描周边车端、其它路侧端并建立连接；

步骤R300：接收周边车端、其它路侧端发送的包含路面信息的广播包；

其中路面信息包括但不限于红绿灯信息、道路标牌信息、道路基础信息、道路气象信息、道路养护、交通流密度、车辆占有率、车头时距、车速、车长、排队量、突发路况信息等各类交通数据和车辆数据。

步骤R400：向周边车端或其它路侧端发送广播包；

其中，所发送的广播包包括感知设备采集的路面信息、车端以及其它路侧端广播包包含的路面信息。

进一步地，还可以根据远端控制中心发送的相关指令或路面交通信息，向周边的车端或其它路侧端发送广播包。

在一示例性实施方式中，该方法还可以包括：

步骤R110：将感知信息做结构化处理，以便将海量数据结构化转换为线性数据发送。

本申请另一实施例公开了一种蜂窝车联网信息处理方法。本实施例提供的车联网信息处理方法适用于车联网通信，该方法可以由车端和路侧端执行。以下以OBU组件和RSU组件为例进行说明。

采用本实施例的技术方案，路侧端与路侧端、车端与路侧端的通信无需采用服务器通过无线信号建立连接。整体作业由车端和路侧端自身发起并控制，无论车端和路侧端是否与移动网络连接，都对整体作业无影响。

图5为蜂窝车联网信息处理方法另一示意图。如图5所示，该方法包括：

RSU组件的感知模块采集相连接的感知设备的所有信息。感知设备可以是视觉感知设备、图像感知设备、测速设备、雷达等任何可以采集路面信息的设备。感知模块所采集到的信息通过RSU通信模块发送至OBU通信模块。

RSU组件的信息采集模块采集道路交通信息或远端控制中心发送相关指令。RSU所采集到的信息通过RSU通信模块发送至OBU通信模块。

RSU组件的通信模块将主要负责信息的接收和发送。一方面将感知模块采集的信息，信息采集模块采集的信息，具体包括路面信息、车端信息、其它RSU端信息或者远程控制中心发送来的相关指令、路面交通信息发送至车端或其它路侧端，还可以通过光纤、以太网等方式将信息发送至控制中心；此外，还接收车端、其它RSU端等发送来的包含路面信息的消息。

OBU组件的通信模块接收到RSU端以及其它车端发送来的包含路面信息的消息。

OBU组件的GNSS模块获取车端的定位位置信息、时间信息。

OBU组件的决策模块根据通信模块接收到的消息，GNSS提供的信息，结合车辆自身运动状态信息，生成车辆控制策略，并判断是否需要调用控制模块。

OBU组件的控制模块根据车辆控制策略调整、改变车辆运行状态，或者生成提示警报，车辆执行相应的动作并返回执行结果。

OBU通信模块根据执行结果，结合车辆当前运动状态以及路面信息，将包含路面信息的广播发送至RSU端和其它路侧端。

本实施例的所有的车路信息传输交互的都不涉及任何与服务器的交互，可以脱离网络进行。

采用本实施例的技术方案，车端与车端、路侧端与路侧端、车端与路侧端的通信无需采用服务器通过无线信号建立连接。整体作业由车端和路侧端自身发起并控制，无论车端和路侧端是否与移动网络连接，都对整体作业无影响。另外，本技术方案采用蜂窝车联网CV2X技术，通过CV2X支持的广播，组播好单播的点对点特性，构建通信性能指标可以满足车联网商用的要求。CV2X还提供了设备间组网的特性，可以有效整合车内局域网和车外局域网/广域网的各种场景应用。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (15)

1.一种蜂窝车联网信息处理方法，应用于车端,其特征在于，所述方法包括：

接收包含路面信息的第一广播包；

获取车端运行状态信息；

根据所述路面信息以及车端运行状态信息，生成车辆控制策略；

执行所述车辆控制策略；

返回执行结果；

发送包含路面信息的第二广播包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车端运行状态信息包括如下至少之一：

车端位置信息；

车端时间信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行所述车辆控制策略包括发出预警信息或改变车端运行状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送包含路面信息的第二广播包包括：根据车端当前运动状态以及所获取的所述路面信息，发送第二广播包。

5.一种蜂窝车联网信息处理方法，应用于路侧端,其特征在于，所述方法包括：

采集感知设备所感知的路面信息；

接收包含路面信息的第一广播包；

解析所述第一广播包，获取所述路面信息；

汇总所述路面信息，发送第二广播包。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述感知的路面信息做结构化处理。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收远端控制中心发送的指令。

8.一种蜂窝车联网信息处理方法，其特征在于，所述方法包括：

路侧单元通过感知设备采集路面信息；

所述路侧单元接收包含路面信息的第一广播包；

所述路侧单元发送包含所述采集的路面信息、所述接收的路面信息的第二广播包；

车载单元接收所述第二广播包；

所述车载单元获取车端运行状态信息；

所述车载单元根据所述第二广播包信息以及所述车端运行状态信息，生成车辆控制策略；

所述车载单元执行所述车辆控制策略；

所述车载单元发送包含路面信息的第三广播包。

9.一种蜂窝车联网信息处理装置，其特征在于，所述装置包括：

决策模块，根据路面信息以及车端运行状态信息，生成控制策略；

控制模块，根据所述控制策略对车端进行控制；

导航系统模块，获取车端运动状态信息；

通信模块，负责数据的接收和发送。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述通信模块通过PC5接口与路侧单元或车载单元进行通信。

11.一种蜂窝车联网信息处理装置，其特征在于，所述装置包括：

信息感知模块，收集感知设备所感知的信息；

信息采集模块，采集道路交通信息；

通信模块，负责数据的接收和发送。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

数据回传模块，用于将信息回传到控制中心或云端服务器。

13.一种蜂窝车联网信息处理系统，其特征在于，所述系统包括：

第一终端，所述第一终端至少包括如权利要求9所述的装置；

第二终端，所述第二终端至少包括如权利要求11所述的装置。

14.一种终端，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的处理方法。

15.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1至8中任意一项所述的处理方法。

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