CN113254181B - 一种自适应调度方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自适应调度方法及系统，该方法包括：获取任务场景；根据所述任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率；根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级；根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。本发明解决了在特定场景下无法动态调整调度优先级的问题，实现了在自动驾驶任务执行过程中调度优先级进行精准的编排，动态调整特定场景中调度优先级，进而灵活调整调度任务，从而降低了自动驾驶过程中的整体功耗，合理规划任务需求，有效的改善了车辆的调度效果，提高了车辆的体验感。

Description

一种自适应调度方法及系统

技术领域

本发明涉及在自动驾驶场景的任务调度领域，特别涉及一种自适应调度方法及系统。

背景技术

随着自动驾驶成为未来汽车的主流趋势，不断有各样的自动驾驶汽车诞生。所有的自动驾驶汽车的核心为中央计算平台，该平台负责车辆的感知、导航、路径规划、运动控制、人机交互等任务。中央计算平台对实时性、确定性的要求极高。这些要求主要由高性能的处理芯片和实时调度算法保障。

目前自动驾驶平台的调度通常是基于原生内核进行，亦或是基于用户态使用协程的方式采用基于静态优先级方式进行。基于原生内核的调度，在进行用户态和内核态的切换时无法按照自动驾驶本身特性进行精准的调度编排；基于静态优先级方式的协程调度方式，无法动态调整调度的优先级，在某些场景下无法动态适应，缺乏灵活性，因此，需要一种能够动态调整调度优先级的调度方法来解决在特定场景下无法动态适应调度，缺乏灵活性的问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种自适应调度方法及系统的技术方案，所述技术方案如下：

一方面，提供了一种自适应调度方法，所述方法包括：

获取任务场景；

根据所述任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率；

根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级；

根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。

进一步地，所述根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级，包括：

获取所述任务场景当前的迫切需求程度；

根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率；

根据所述任务场景对应的任务执行的调度频率动态调整所述任务场景对应的任务执行的调度优先级。

进一步地，所述任务场景包括系统任务与非系统任务；所述系统任务与所述非系统任务根据不同的驾驶需求进行动态调整；

所述根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率，包括：

根据所述系统任务与所述非系统任务当前的迫切需求程度确定当前所述系统任务与所述非系统任务的任务频率范围集；

在当前所述系统任务的任务频率范围集中动态调整所述系统任务对应的任务执行频率的最高限度；

在当前所述非系统任务的任务频率范围集中动态调整所述非系统任务对应的任务执行频率的最低限度。

进一步地，所述根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程，包括：

根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务执行的任务队列；

根据所述任务队列确定所述任务场景对应的调度线程。

进一步地，所述任务场景包括任务场景需求，所述方法还包括：

获取所述任务场景对应的任务执行调度速率；

分析所述任务执行调度速率，得到分析结果；根据所述分析结果动态调整所述任务执行的调度周期；

根据所述任务执行的调度周期动态调整所述任务执行的调度频率；

判断所述任务执行的调度频率是否满足所述任务场景需求；

若满足，则根据所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；若不满足，则降低所述任务执行的调度频率，根据降低后的所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级。

另一方面，提供了一种自适应调度系统，包括：

任务场景信息获取模块：用于获取任务场景；

调度频率动态调整模块：用于根据所述任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率；

调度优先级动态调整模块：用于根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级；

调度线程确定模块：用于根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。

进一步地，所述调度优先级动态调整模块，包括：

迫切程度获取模块：用于获取所述任务场景当前的迫切需求程度；

执行任务频率确定模块：用于根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率；

调度优先级确定模块：用于根据所述任务场景对应的任务执行的调度频率动态调整所述任务场景对应的任务执行的调度优先级。

进一步地，所述任务场景包括系统任务与非系统任务；所述系统任务与所述非系统任务根据不同的驾驶需求进行动态调整；

所述执行任务频率确定模块包括：

任务频率范围集确定模块：用于根据所述系统任务与所述非系统任务当前的迫切需求程度确定当前所述系统任务与所述非系统任务的任务频率范围集；

系统任务执行频率的限度确定模块：用于在当前所述系统任务的任务频率范围集中动态调整所述系统任务对应的任务执行频率的最高限度；

非系统任务执行频率的限度确定模块：用于在当前所述非系统任务的任务频率范围集中动态调整所述非系统任务对应的任务执行频率的最低限度。

进一步地，所述调度线程确定模块包括：

任务队列确定模块：用于根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务执行的任务队列；

任务队列调整调度线程模块：用于根据所述任务队列确定所述任务场景对应的调度线程。

进一步地，所述任务场景包括任务场景需求，所述系统还包括：

执行速率获取模块：用于获取所述任务场景对应的任务执行调度速率；

分析模块：用于分析所述任务执行调度速率，得到分析结果；根据所述分析结果动态调整所述任务执行的调度周期；

调度周期对调度频率调整模块：用于根据所述任务执行的调度周期动态调整所述任务执行的调度频率；

判断模块：用于判断所述任务执行的调度频率是否满足所述任务场景需求；

若满足，则根据所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；若不满足，则降低所述任务执行的调度频率，根据降低后的所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级。

本发明实施例提供的一种自适应调度方法及系统，具有如下技术效果：

本发明实施例首先获取任务场景，获取的任务场景为当前的任务场景，该任务场景的获取便于对任务场景进行识别并根据识别的任务场景实时发送调度工作开始执行的指令；然后，根据任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率，根据任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级，该过程遵循高调度频率具有高的调度优先级的调度原则对任务执行的调度优先级进行动态调整，可实现在自动驾驶过程中系统资源紧张的情况下根据任务场景中各任务的迫切需求程度实时动态调整调度优先级，使得车辆可适应不同任务场景下各任务对所需频率的不同进行动态调整，从而降低车辆的整体功耗，节约了能源；最后，根据调整后的任务执行的调度优先级确定任务场景对应的调度线程，可以对执行任务进行精准的编排，快速获取调度线程的先后顺序，有效的改善了车辆的调度效果，合理规划了自动驾驶任务需求，提高了车辆的体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种自适应调度方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的任务频率范围集的示意图；

图3为本发明实施例提供的自适应调度的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的调度日志数据格式；

图5为本发明实施例提供的一种自适应调度系统的结构框图。

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的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。

需要说明的是，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境）。

请参阅图1，其所示为本发明实施例提供的一种自适应调度方法的流程示意图，所述方法具体包括以下步骤：

S101：获取任务场景；

S102：根据所述任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率；

S103：根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级；

S104：根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。

在本发明实施例中，任务场景的任务执行遵循高频率高优先级的执行规则，根据任务的执行频率给定不同的调度优先级，该执行方法结合单调速率调度算法与自适应算法，用于用户态的协程任务调度，完成自动驾驶的特定场景下的任务执行。在自动驾驶领域中，不同执行任务所需的频率会有所不同，对各任务如果按照原定的频率指导车辆的驾驶则会产生不必要的资源浪费，在可选的实施例中根据任务场景的不同，分配给各执行任务的频率则不尽相同，根据任务在当前场景下所需频率实时调整任务执行的调度频率，进而动态任务执行的调度优先级，调度优先级高的任务分配的调度频率则会高，调度优先级低的任务分配的调度频率则会低，这样可实现资源的合理利用，减少车辆在自动驾驶过程中能源的损耗。

具体的，所述根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级，包括：

获取所述任务场景当前的迫切需求程度；

根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率；

根据所述任务场景对应的任务执行的调度频率动态调整所述任务场景对应的任务执行的调度优先级。

在本发明实施例中，调度系统在进行调度任务时，调度系统需分析任务执行的调度频率的执行频率范围，因此，定义了多个不同级别的运行组，多个不同级别的运行组提供特定场景下的最低支持，运行组根据特定的任务场景下各个任务的迫切需求以及关联程度得出了任务执行的任务频率范围集，如图2所示，其为本发明实施例提供的任务频率范围集的示意图，在该任务频率范围集中，详细定义了对应运行组情况下的任务频率对应的进程，该任务频率范围集的设定，可实现对特定任务下任务执行频率的合理规划，当任务执行的迫切程度以及关联程度相对来说较低的情况下，按照定义的任务频率范围的最低限度分配，使调度过程有序的进行。

具体的，所述任务场景包括系统任务与非系统任务；所述系统任务与所述非系统任务根据不同的驾驶需求进行动态调整；

所述根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率，包括：

根据所述系统任务与所述非系统任务当前的迫切需求程度确定当前所述系统任务与所述非系统任务的任务频率范围集；

在当前所述系统任务的任务频率范围集中动态调整所述系统任务对应的任务执行频率的最高限度；

在当前所述非系统任务的任务频率范围集中动态调整所述非系统任务对应的任务执行频率的最低限度。

在本发明实施例中，任务场景根据场景不同可分为系统任务以及非系统任务，结合上述任务场景的任务频率范围集，确定系统任务与非系统任务场景下的任务执行频率，在系统资源紧张情况下，系统任务初始化的任务执行频率会根据实际的运行状况进行相应的提高，非系统任务初始化的周期会根据实际的运行状况进行相应降低，根据上述任务执行频率动态调整任务执行的调度优先级，使调度系统具有灵活调整任务执行线程的功能，整个过程通过检测到的CPU等资源使用率来判断，目的是为了降低车辆的整体功耗。例如：当车辆在高速道路下，更关注前视摄像头、前向雷达的数据，对于倒车、行人检测的数据及调度要求降低，此时任务执行前视摄像头、前向雷达的调度频率会提高，任务执行倒车、行人检测的调度频率会降低；在城市道路，由于可能会突现行人、车辆违规变道、需要关注复杂环境下的道路指示，此时需要关注近距离雷达及环视相机的数据，在这种情况下，对近距离雷达及环视相机的执行任务的调度频率会提高，根据车辆所处的环境动态调整任务执行的调度频率。

如图3所示，其为本发明实施例提供的自适应调度的结构示意图，在图中展现了调度系统中调度器根据优先级的调度工作流程，在图中P1、P2分别表示P1任务进程和P2任务进程，根据P1任务进程的优先级和任务执行周期确定P1任务进程的自适应调度过程，根据P2任务进程的优先级和任务执行周期确定P2任务进程的自适应调度过程，上述任务执行周期与任务执行的调度频率之间是可以进行转换，在此不在赘述，并通过横线标尺的形式表示出P1任务进程和P2任务进程的调度情况，同时遵循高频率高优先级的规则进行自适应调度。

具体的，所述根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程，包括：

根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务执行的任务队列；

根据所述任务队列确定所述任务场景对应的调度线程。

在本发明实施例中，根据调整后的任务执行的调度优先级确定任务执行的任务队列，根据任务队列确定任务场景对应的调度线程，其中，每个任务队列中包括任务时间列表，其任务时间列表按照高内聚低耦合的方式，执行上下文的依赖。在整个调度系统中，将任务时间列表放入任务池中，每个调度器关联一个任务池，在任务池中的任务按照单调速率调度器的工作原理创建、设置周期，每一个调度器上均设置有调度日志数据，对调度日志数据进行分析，调度日志数据如图4所示，其为本发明实施例提供的调度日志数据格式，并通过综合日志数据调整任务的调度速率。

具体的，所述任务场景包括任务场景需求，所述方法还包括：

获取所述任务场景对应的任务执行调度速率；

分析所述任务执行调度速率，得到分析结果；根据所述分析结果动态调整所述任务执行的调度周期；

根据所述任务执行的调度周期动态调整所述任务执行的调度频率；

判断所述任务执行的调度频率是否满足所述任务场景需求；

若满足，则根据所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；若不满足，则降低所述任务执行的调度频率，根据降低后的所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级。

在本发明实施例中，当调度系统中调度器接收到需要进行调度的任务时，调度器进行任务处理并更新任务的执行周期，实时记录数据和周期变化情况，当在系统资源紧张的情况下，检测到系统性能状况未缓解时，将通过提高周期来降低任务执行的调度速率，当调度器感知到系统资源持续充足时，则会逐渐提高任务执行的调度频率，通过既定的调度策略，调整自动驾驶级别，并将调度的结果上传至服务器，由在线的分析系统对场景和故障进行分析，以便于做出相应的应对策略。

由本发明实施例的上述技术方案可见，本发明实施例首先获取任务场景，获取的任务场景为当前的任务场景，该任务场景的获取便于对任务场景进行识别并根据识别的任务场景实时发送调度工作开始执行的指令；然后，根据任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率，根据任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级，该过程遵循高调度频率具有高的调度优先级的调度原则对任务执行的调度优先级进行动态调整，可实现在自动驾驶过程中系统资源紧张的情况下根据任务场景中各任务的迫切需求程度实时动态调整调度优先级，使得车辆可适应不同任务场景下各任务对所需频率的不同进行动态调整，从而降低车辆的整体功耗，节约了能源；最后，根据调整后的任务执行的调度优先级确定任务场景对应的调度线程，可以对执行任务进行精准的编排，快速获取调度线程的先后顺序，有效的改善了车辆的调度效果，合理规划了自动驾驶任务需求，提高了车辆的体验感。

本发明实施例还提供了一种自适应调度系统，所述系统如图5所示，包括：

任务场景信息获取模块501：用于获取任务场景；

调度频率动态调整模块502：用于根据所述任务场景所需的执行频率，确定任务执行的调度频率；

调度优先级动态调整模块503：用于根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级；

调度线程确定模块504：用于根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。

进一步地，所述调度优先级动态调整模块503，包括：

迫切程度获取模块：用于获取所述任务场景当前的迫切需求程度；

执行任务频率确定模块：用于根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率；

调度优先级确定模块：用于根据所述任务场景对应的任务执行的调度频率动态调整所述任务场景对应的任务执行的调度优先级。

进一步地，所述任务场景包括系统任务与非系统任务；所述系统任务与所述非系统任务根据不同的驾驶需求进行动态调整；

所述执行任务频率确定模块包括：

任务频率范围集确定模块：用于根据所述系统任务与所述非系统任务当前的迫切需求程度确定当前所述系统任务与所述非系统任务的任务频率范围集；

系统任务执行频率的限度确定模块：用于在当前所述系统任务的任务频率范围集中动态调整所述系统任务对应的任务执行频率的最高限度；

非系统任务执行频率的限度确定模块：用于在当前所述非系统任务的任务频率范围集中动态调整所述非系统任务对应的任务执行频率的最低限度。

进一步地，所述调度线程确定模块504包括：

任务队列确定模块：用于根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务执行的任务队列；

任务队列调整调度线程模块：用于根据所述任务队列确定所述任务场景对应的调度线程。

进一步地，所述任务场景包括任务场景需求，所述系统还包括：

执行速率获取模块：用于获取所述任务场景对应的任务执行调度速率；

分析模块：用于分析所述任务执行调度速率，得到分析结果；根据所述分析结果动态调整所述任务执行的调度周期；

调度周期对调度频率调整模块：用于根据所述任务执行的调度周期动态调整所述任务执行的调度频率；

判断模块：用于判断所述任务执行的调度频率是否满足所述任务场景需求；

若满足，则根据所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；若不满足，则降低所述任务执行的调度频率，根据降低后的所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级。

关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种自适应调度方法，应用于自动驾驶领域，其特征在于，所述方法包括：

获取任务场景；所述任务场景包括系统任务和非系统任务的任务场景需求；

实时获取所述任务场景对应的任务执行调度速率；所述任务执行调度速率用于表征在任务场景中执行任务的快慢；

分析所述任务执行调度速率，得到分析结果；根据所述分析结果动态调整所述任务执行的调度周期；

根据所述任务执行的调度周期实时动态调整所述任务执行的调度频率；

判断所述任务执行的调度频率是否满足所述任务场景需求；

若满足，则根据所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；若不满足，则降低所述任务执行的调度频率，根据降低后的所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级；其中，高的所述调度频率对应高的所述调度优先级；

根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。

2.根据权利要求1所述的一种自适应调度方法，其特征在于，所述根据所述任务执行的调度频率动态调整任务执行的调度优先级，具体包括：

获取所述任务场景当前的迫切需求程度；

根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率；

根据所述任务场景对应的任务执行的调度频率动态调整所述任务场景对应的任务执行的调度优先级。

3.根据权利要求2所述的一种自适应调度方法，其特征在于，所述任务场景包括系统任务与非系统任务；所述系统任务与所述非系统任务根据不同的驾驶需求进行动态调整；

所述根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率，具体包括：

根据所述系统任务与所述非系统任务当前的迫切需求程度确定当前所述系统任务与所述非系统任务的任务频率范围集；

在当前所述系统任务的任务频率范围集中动态调整所述系统任务对应的任务执行频率的最高限度；

在当前所述非系统任务的任务频率范围集中动态调整所述非系统任务对应的任务执行频率的最低限度。

4.根据权利要求1所述的一种自适应调度方法，其特征在于，所述根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程，包括：

根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务执行的任务队列；

根据所述任务队列确定所述任务场景对应的调度线程。

5.一种自适应调度系统，应用于自动驾驶领域，其特征在于，包括：

任务场景信息获取模块：用于获取任务场景；所述任务场景包括系统任务和非系统任务的任务场景需求；

执行速率获取模块：用于实时获取所述任务场景对应的任务执行调度速率；所述任务执行调度速率用于表征在任务场景中执行任务的快慢；

分析模块：用于分析所述任务执行调度速率，得到分析结果；根据所述分析结果动态调整所述任务执行的调度周期；

调度周期对调度频率调整模块：用于根据所述任务执行的调度周期实时动态调整所述任务执行的调度频率；

判断模块：用于判断所述任务执行的调度频率是否满足所述任务场景需求；若满足，则根据所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；若不满足，则降低所述任务执行的调度频率，根据降低后的所述任务执行的调度频率动态调整所述任务执行的调度优先级；其中，高的所述调度频率对应高的所述调度优先级；

调度线程确定模块：用于根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务场景对应的调度线程。

6.根据权利要求5所述的一种自适应调度系统，其特征在于，所述调度优先级动态调整模块，包括：

迫切程度获取模块：用于获取所述任务场景当前的迫切需求程度；

执行任务频率确定模块：用于根据所述任务场景当前的迫切需求程度确定所述任务场景对应的任务执行的调度频率；

调度优先级确定模块：用于根据所述任务场景对应的任务执行的调度频率动态调整所述任务场景对应的任务执行的调度优先级。

7.根据权利要求6所述的一种自适应调度系统，其特征在于，所述任务场景包括系统任务与非系统任务；所述系统任务与所述非系统任务根据不同的驾驶需求进行动态调整；

所述执行任务频率确定模块包括：

任务频率范围集确定模块：用于根据所述系统任务与所述非系统任务当前的迫切需求程度确定当前所述系统任务与所述非系统任务的任务频率范围集；

系统任务执行频率的限度确定模块：用于在当前所述系统任务的任务频率范围集中动态调整所述系统任务对应的任务执行频率的最高限度；

非系统任务执行频率的限度确定模块：用于在当前所述非系统任务的任务频率范围集中动态调整所述非系统任务对应的任务执行频率的最低限度。

8.根据权利要求5所述的一种自适应调度系统，其特征在于，所述调度线程确定模块包括：

任务队列确定模块：用于根据调整后的所述任务执行的调度优先级确定所述任务执行的任务队列；

任务队列调整调度线程模块：用于根据所述任务队列确定所述任务场景对应的调度线程。

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