CN113301522A - 交通设施v2x网关的数据处理方法及交通设施v2x网关 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种交通设施V2X网关的数据处理方法及交通设施V2X网关，包括：通过多种通信接口部分与路侧传感器进行连接，通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据，具有支持多协议且有线转无线的优势。网关作为中转站把多个路侧传感器所获取的数据经处理后通过V2X通信设备发送给建立通信连接的，最终将处理完毕的传感器数据和接收的V2X通信数据进行存储。交通设施V2X网关能够避免多类型传感器的通信协议不同而造成的延时累加和丢包，使得路侧的相关传感器数据能够较快转化为同一类型数据并由V2X通信模块统一发送给具备V2X通信功能的车辆，增强了传感器数据的实时性，且具有普适性。

Description

交通设施V2X网关的数据处理方法及交通设施V2X网关

技术领域

本申请涉及智能交通设施技术领域，尤其涉及一种交通设施V2X网关的数据处理方法及交通设施V2X网关。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，人们对于车辆灵活机动性的要求不断提高，从而需要更快捷、更有效的交通管理。在这一背景下，智能化交通运输系统孕育而生。它集成了通信、控制、信息处理等先进的技术，使得我们以往熟悉的交通运输系统成为一个立体化、智能化、信息化的崭新智能交通系统。但是要实现智能化交通运输系统最重要的就是要解决在高速行驶中车辆之间通信问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中高速行驶中车辆之间的通信问题，本申请提供一种交通设施V2X网关的数据处理方法及交通设施V2X网关。

本申请的方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种交通设施V2X网关的数据处理方法，包括：

通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据；

对所述传感器数据进行处理，将处理完毕的传感器数据通过V2X通信模块发送给具备V2X通信功能的车辆；

将所述处理完毕的传感器数据进行存储。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，还包括：

通过多种通信接口与所述路侧传感器建立通信连接；

在接收到所述路侧传感器发送的所述传感器数据时，在所述多种通信接口中，选择对应的通信接口接收所述传感器数据。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，还包括：

将通过V2X通信模块接收的V2X通信数据直接丢弃。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述多种通信接口至少包括：I2C总线、TCP/IP网口、Can总线、蓝牙通信模块、WIFI通信模块、USB模块、RS232模块和RS485通信模块。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述传感器数据至少包括：激光雷达数据、毫米波雷达数据、图像数据、地磁数据、红外热成像数据、多光谱数据和GPS数据。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，

若无法通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据，则循环读取通信接口是否有消息传入。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种交通设施V2X网关，包括：

主CPU核心控制模块，V2X通信模块，数据存储模块和多种通信接口部分；

所述主CPU核心控制模块分别连接所述V2X通信模块，所述数据存储模块和所述多种通信接口部分；

所述主CPU核心控制模块通过所述多种通信接口部分中对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据；对所述传感器数据进行处理，将处理完毕的传感器数据通过V2X通信模块发送给具备V2X通信功能的车辆；将所述处理完毕的传感器数据存储到所述数据存储模块。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，还包括：主电源模块和副电源模块；

所述主电源模块分别连接所述主CPU核心控制模块和所述V2X通信模块，用于向所述主CPU核心控制模块和所述V2X通信模块提供电源；

所述副电源模块连接所述多种通信接口部分，用于向所述多种通信接口部分提供电源。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的交通设施V2X网关的数据处理方法，包括：通过多种通信接口部分与路侧传感器进行连接，通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据，具有支持多协议且有线转无线的优势。网关作为中转站把多个路侧传感器所获取的数据经处理后通过V2X通信设备发送给建立通信连接的，最终将处理完毕的传感器数据和接收的V2X通信数据进行存储。交通设施V2X网关能够避免多类型传感器的通信协议不同而造成的延时累加和丢包，使得路侧的相关传感器数据能够较快转化为同一类型数据并由V2X通信模块统一发送给具备V2X通信功能的车辆，增强了传感器数据的实时性，且具有普适性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的一种交通设施V2X网关的数据处理方法的流程示意图；

图2是本申请一个实施例提供的一种交通设施V2X网关的结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的一种交通设施V2X网关的数据流向示意图。

附图标记：主CPU核心控制模块-21；V2X通信模块-22；数据存储模块-23；多种通信接口部分-24；主电源模块-25；副电源模块-26。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

一种交通设施V2X网关的数据处理方法，包括：

S11：通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据；

预先通过多种通信接口与路侧传感器建立通信连接；

在接收到路侧传感器发送的传感器数据时，在多种通信接口中，选择对应的通信接口接收传感器数据。

多种通信接口至少包括：I2C总线、TCP/IP网口、Can总线、蓝牙通信模块、WIFI通信模块、USB模块、RS232模块和RS485通信模块。

路侧传感器一般包括：路侧雷达，路侧摄像头，路侧GPS模块及其他传感器模块。对应的，传感器数据至少包括：激光雷达数据、毫米波雷达数据、图像数据、地磁数据、红外热成像数据、多光谱数据和GPS数据。

S12：对传感器数据进行处理，将处理完毕的传感器数据通过V2X通信模块22发送给具备V2X通信功能的车辆；

S13：将处理完毕的传感器数据进行存储。

车路协同一般理解为采用V2X(Vehicle to Everything)技术进行车与车通信(V2V，Vehicle to Vehicle)、车与路及路与车通信(V2I，Vehicle to Infrastructure)、车与云通信(V2N，Vehicle to Network)以及车与人通信(V2P，Vehicle to Person)实现面向交通安全、面向交通效率以及面向信息服务应用的统称。车路协同在业务上表现为通过在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

作为物联网面向应用的一个概念延伸，V2X车联网是对D2D(Device to Device)技术的深入研究过程。它指的是车辆之间，或者汽车与行人、骑行者以及基础设施之间的通信系统。利用装载在车辆上的无线射频识别RFID技术、传感器、摄像头获取车辆行驶情况、系统运行状态及周边道路环境信息，同时借助GPS定位获得车辆位置信息，并通过D2D技术将这些信息进行端对端的传输，继而实现在整个车联网系统中信息的共享。通过对这些信息的分析处理，及时对驾驶员进行路况汇报与警告，有效避开拥堵路段选择最佳行驶线路。V2X车联网通信主要分为三大类：V2V、V2I和V2P。运输实体，如车辆、路侧基础设施和行人，可以收集处理当地环境的信息(如从其它车辆或传感器设备接收到的信息)，以提供更多的智能服务，如碰撞警告或自主驾驶。

V2X两大技术标准：DSRC与LTE V2X：V2X通信技术目前有DSRC与LTE-V2X两大路线。DSRC发展较早，目前已经非常成熟，不过随着LTE技术的应用推广，未来在汽车联网领域也将有广阔的市场空间。目前国内主流技术路径一般选择LTE V2X。

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，优选的，本实施例中的网关搭载在路侧设备中，与经过路侧设备的与路侧设备具备V2X通信功能的车辆进行通信。在路侧设备中，网关可以做到把多个路侧传感器所获取的数据传输给V2X通信设备，并最终通过V2X通信设备与其他车辆或者路侧设备进行通信。

本实施例中的交通设施V2X网关的数据处理方法，包括：通过多种通信接口部分与路侧传感器进行连接，通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据，具有支持多协议且有线转无线的优势。网关作为中转站把多个路侧传感器所获取的数据经处理后通过V2X通信设备发送给建立通信连接的，最终将处理完毕的传感器数据和接收的V2X通信数据进行存储。交通设施V2X网关能够避免多类型传感器的通信协议不同而造成的延时累加和丢包，使得路侧的相关传感器数据能够较快转化为同一类型数据并由V2X通信模块统一发送给具备V2X通信功能的车辆，增强了传感器数据的实时性，且具有普适性。

一些实施例中的交通设施V2X网关的数据处理方法，还包括：

若无法通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据，则循环读取通信接口是否有消息传入。

本实施例中的交通设施V2X网关的数据处理方法，具体实施过程为：在智能交通设施V2X网关开机启动后，开始接收多个路侧传感器的数据。如果没有收到数据，则循环读取通信接口是否有消息传入，如果收到相关传感器数据，则开始处理相关数据。如果在周期内未能处理好相关数据，则继续处理数据，直到处理好后传输给数据存储模块23。若此时V2X通信模块22有信息传入，则同时把V2X通信数据也传入数据存储模块23进行存储。之后主CPU核心控制模块21把需要通信的数据发送给V2X通信模块22，并由V2X通信模块22把数据发送给具备V2X通信功能的车辆。最终，若收到停止信号或关机信号，工作流程结束。

一些实施例中的交通设施V2X网关的数据处理方法，还包括：

将通过V2X通信模块接收的V2X通信数据直接丢弃。

正常V2X设备是交互的，本实施例中，为了使网关终端更加轻量化，取消了接收V2X通信数据的功能，即本实施例中，只通过V2X通信模块发送接收数据，不接收数据。

一种交通设施V2X网关，参照图2，包括：

主CPU核心控制模块21，V2X通信模块22，数据存储模块23和多种通信接口部分24；

主CPU核心控制模块21分别连接V2X通信模块22，数据存储模块23和多种通信接口部分24；

交通设施V2X网关数据流向图参照图3。主CPU核心控制模块21通过多种通信接口部分24中对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据；对传感器数据进行处理，将处理完毕的传感器数据通过V2X通信模块22发送给具备V2X通信功能的车辆；将处理完毕的传感器数据存储到数据存储模块23。

优选的，参照图2，交通设施V2X网关还包括：主电源模块25和副电源模块26；

主电源模块25分别连接主CPU核心控制模块21和V2X通信模块22，用于向主CPU核心控制模块21和V2X通信模块22提供电源。

副电源模块26连接多种通信接口部分24，用于向多种通信接口部分24提供电源。

本实施例中的智能交通设施V2X网关总共分为6个部分，分别为：主CPU核心控制模块21、V2X通信模块22、数据存储模块23、多种通信接口部分24、主电源模块25与副电源模块26。其中：

1、V2X通信模块22主要负责把主CPU核心控制模块21所处理好的数据传送给其他的V2X通信模块22(其他车辆或路侧V2X通信设备)，使得路与车，路与人能够进行通信；

2、主CPU核心控制模块21主要负责处理通过多种通信接口部分24接收到的路侧传感器所获取的交通环境信息，并传输给V2X通信模块22；

3、数据存储模块23主要负责存储所需的主CPU核心控制模块21所处理好的数据；

4、多种通信接口部分24主要包括I2C总线、TCP/IP网口、Can总线、蓝牙通信模块、WIFI模块与RS485通信模块，其主要负责通过多种通信协议，作为多个传感器与主CPU核心控制模块21间的通信通道；

5、主电源模块25主要是为主CPU核心控制模块21与V2X通信模块22提供独立且稳定的电源，通过变压电路可以同时为多个模块进行供电，保证设备的正常稳定工作；

6、副电源模块26主要为多种通信接口部分24需要电源的模块供电。

本实施例中的交通设施V2X网关，路侧传感器通过多种通信接口部分24与交通设施V2X网关进行连接，故具有支持多协议且有线转无线和无线转无线的优势。多种通信接口部分24的输出端电连接于主CPU核心控制模块21的输入端，数据存储模块23的输入端电连接与主CPU核心控制模块21的输出端，V2X通信模块22与主CPU核心控制模块21的输入端输出端相互电连接。

对本实施例中的智能交通设施V2X网关应用场景进行举例说明：在一条有多个车辆同时行驶和多个路侧设备架设的道路上，搭载在路侧设备上的交通设施V2X网关能够与在V2X通信模块22的通信范围内的多个具备V2X通信功能的车辆进行通信。依托交通设施V2X网关，车辆不仅能够知道自身车辆的运动状态和周围交通环境信息，还能够获取周围车辆的运动状态和周围交通环境信息，在车辆队列算法的作用下，还能够形成稳定的车辆队列进行行驶。故交通设施V2X网关能够作为智能交通系统的基础。智能交通设施V2X网关在提高道路安全方面具有很大潜力，可大幅提高道路安全性与交通流量。在网联环境下，车辆基于智能交通系统可以对车辆队列进行分布式控制，使队列内的所有车辆能够以协调的速度和较小的车间间隙一起行驶。显然，较小的车间间隙可以减小气动阻力，增加通行能力，达到减小车辆追尾事故的效果。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种交通设施V2X网关的数据处理方法，其特征在于，包括：

通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据；

对所述传感器数据进行处理，将处理完毕的传感器数据通过V2X通信模块发送给具备V2X通信功能的车辆；

将所述处理完毕的传感器数据进行存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过多种通信接口与所述路侧传感器建立通信连接；

在接收到所述路侧传感器发送的所述传感器数据时，在所述多种通信接口中，选择对应的通信接口接收所述传感器数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将通过V2X通信模块接收的V2X通信数据直接丢弃。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多种通信接口至少包括：I2C总线、TCP/IP网口、Can总线、蓝牙通信模块、WIFI通信模块、USB模块、RS232模块和RS485通信模块。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传感器数据至少包括：激光雷达数据、毫米波雷达数据、图像数据、地磁数据、红外热成像数据、多光谱数据和GPS数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

若无法通过对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据，则循环读取通信接口是否有消息传入。

7.一种交通设施V2X网关，其特征在于，包括：

主CPU核心控制模块，V2X通信模块，数据存储模块和多种通信接口部分；

所述主CPU核心控制模块分别连接所述V2X通信模块，所述数据存储模块和所述多种通信接口部分；

所述主CPU核心控制模块通过所述多种通信接口部分中对应的通信接口从路侧传感器接收传感器数据；对所述传感器数据进行处理，将处理完毕的传感器数据通过V2X通信模块发送给具备V2X通信功能的车辆；将所述处理完毕的传感器数据存储到所述数据存储模块。

8.根据权利要求6所述的交通设施V2X网关，其特征在于，还包括：主电源模块和副电源模块；

所述主电源模块分别连接所述主CPU核心控制模块和所述V2X通信模块，用于向所述主CPU核心控制模块和所述V2X通信模块提供电源；

所述副电源模块连接所述多种通信接口部分，用于向所述多种通信接口部分提供电源。

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