CN113459971B - 一种车辆行驶数据采集方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆行驶数据采集方法及系统，该方法包括：车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。通过该方案可以提高车辆采集数据的传递速率，减少数据延迟，并能避免电磁信号干扰，减小线材体积。

Description

一种车辆行驶数据采集方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种车辆行驶数据采集方法及系统。
背景技术
随着汽车工业和汽车自动驾驶技术的快速发展，对车辆行驶数据采集、传输、处理要求也越来越高，多传感器组合的行车数据采集方式已成为当代汽车智能配置的基础。当前较为常见的汽车驾驶辅助系统中一般包含有摄像头(分为前视、后视、环视等)、毫米波雷达(前方、后方、侧方等)、轮速仪、超声波雷达、红外等各种类型传感器，各传感器类型不同，作用各异。
车辆上安装的传感器越多，采集数据量也就越大，虽然可以为行车电脑提供足够的信息来源，方便应对复杂的行驶环境，但也对数据传输提出了更高要去。然而，通常采用的数据传输方式是采集数据进行压缩后采用铜线传输，而这种方式数据传输速率较低，难以避免产生数据时延。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种车辆行驶数据采集方法及系统，以解决现有车辆采集数据传输速率慢问题。
在本发明实施例的第一方面，提供了一种车辆行驶数据采集方法，包括：
车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；
将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；
车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。
在本发明实施例的第二方面，提供了一种车辆行驶数据采集系统，包括：
指令发送模块，用于车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；
数据传输模块，用于将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；
数据同步模块，用于车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。
本发明实施例中，通过光纤传输的数据同步信号和采集数据，可以实现采集数据的实时传输和同步。采用光纤进行高速信号传输，可有效避免高速数据传输的带宽瓶颈，各种传感器采集到的数据可以直接进行传输，不必进行数据压缩和解压，能更多保留原始信息细节且可以大幅降低数据延迟，避免采集数据传输时延。以光信号的形式在光纤内传输，不会受到到任何电磁信号干扰，同时，传输同样的数据量，光纤的重量和体积相比铜线只有1/10甚至更少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述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取其他附图。
图1为本发明的一个实施例提供的一种车辆行驶数据采集方法的流程示意图；
图2为本发明的一个实施例提供的一种车辆行驶数据采集方法的另一流程示意图；
图3为本发明的一个实施例提供的一种车辆行驶数据采集系统的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述，意指覆盖不排他的包含，如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。
需要说明的是，汽车上各传感器采集数据通过专用铜缆传输存在各方面制约：1.铜缆传输高速信号的承载带宽有限(5米距离传输速率上限约6Gbps)，无法可靠应对大量高速数据传输；2.为消除传输速率瓶颈，一般会在采集完数据后先压缩再进行传输，处理器接收到信号后先解压再进行数据处理，这样不可避免的存在数据传输延迟，同时还损失部分细节信息；3.铜线传输高速型号的过程中，容易受到周围电磁信号、温度等环境因素干扰，轻则增加数据延迟，重则数据丢失或错误，车辆自身电气设备的增加使得电磁干扰问题越来越严重，新能源汽车这方面更加突出；4.采用铜线进行传输时，为提高传输带宽和传输距离，需要增加线缆截面积，在应对越来越多的传感器时，将大幅度增加线缆的体积和重量，一方面带来车辆制造成本和使用成本的大幅增加，另一方面粗大的线缆也将挤占更多的空间，增加布线难度。
请参阅图1，图1为本发明一个实施例提供的一种车辆行驶数据采集方法的流程示意图，包括：
S101、车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；
所述车身传感器包括但不限于前视摄像头、前方雷达、车内摄像头、侧方雷达、环视摄像头、后方雷达、后视摄像头、红外传感以及轮速仪等，根据车辆驾驶系统的需要，安装传感器类型可以更多或更少，在此不做限定。
所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号，用于通知各传感器开始或停止采集数据，控制信号一般为低频电信号，通过铜线传输到对应传感器。所述同步时钟信号是由计算机产生的计时信号，用于各采集数据的时间同步。
其中，通过ODFM技术将所述数据采集指令调制在电源线上传输。所述同步时钟信号通过用于高频同步时钟信号传输的光纤通道进行传输。采用ODFM技术将此类控制信号调制在电源线上进行传输，可以简化线束接口，减少线束布线。
S102、将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；
在所述时间戳中可以根据处理器数据处理需要，附加数据采集起止时间、摄像头曝光时间等必要的时间信息。
数字信号(RAW DATA)在不被压缩转换的情况下，被调制成所选用的接口对应的数据序列中，然后经过光电转换芯片转换成光信号，最后输入光纤束(一根或多根光纤)传输到处理器端。
具体的，通过光电转换芯片将所述数字信号转换为光信号后，通过光纤传输所述光信号，处理器端光电转换芯片将接收的光信号转换为电信号，并传递给处理器。
优选的，传感器采集的数据通过光纤进行传输，其中，光纤通道包括至少有一个用于高速数据传输的光纤通道，和一个用于高频同步时钟信号传输的光纤通道。所述同步时钟信号通过用于高频同步时钟信号传输的光纤通道进行传输，所述数字信号通过用于高速数据传输的光纤通道进行传输。
为应对多传感器协同工作的场景，处理器在进行多传感器数据合成处理过程中需要进行时间维度的数据同步，因此需要向多个相关传感器发送用于同步的时间数据，这个数据要求极小的延迟和传输可靠性，一般用一个专门的光纤通道来传输该同步时间数据。
S103、车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。
处理器对传感器采集的数据进行合成拼接，并根据时间戳进行数据的时间同步，以便于根据合成、同步后数据进行分析，确定车辆行驶状态，作出对应的驾驶决策。
可选的，对采集数据进行分析处理后，通过光纤向车辆执行机构、车载显示系统、车内反馈系统发送控制信号。
处理器对接收到的采集数据分析后，向车辆动作执行机构(方向控制、速度控制、底盘控制等)、车载显示系统(HUD、中控屏、仪表盘、流媒体屏等)、车内反馈系统(车道偏于预警系统、碰撞预警系统、驾驶员疲劳提醒系统等)发送实施数据或控制信号。这类控制信号中的高速实时信号通过光纤束传输到对应的系统终端；一般的电源或控制信号通过铜线束传输，同样可采用ODFM技术简化接口和线束布线要
通过本实施例提供的方法，相较于现有技术：1、采用光纤进行高速信号传输，在上百米的传输距离内带宽轻松达到100Gbps甚至更高，可有效解决多高速数据传输的带宽瓶颈，在当今处理器算例冗余的情况下为自动驾驶技术带来更大的进步空间；2、基于光纤传输，各种传感器采集到的数据可以直接进行传输，而不再需要进行压缩和解压，保留更多原始信息细节的同时还能大幅降低数据延迟；3、数据以光信号的形式在光纤内传输，不会收到任何电磁信号干扰；4、采用光传输方案进行数据采集和传输，几乎可以达到数据0延迟的理想状态；5、传输同样的数据量，光纤的重量和体积相比铜线只有1/10甚至更少。
在本发明另一实施例中，如图2所示，对于车载相机采集的图像数据，通过数模转换器转换为数字信号后，经过光电转换接口转换为光信号输入光纤传递至处理器端，处理器端光电接口将光信号转换为数字信号，基于处理器对数字信号进行合成同步，并分析确定车辆状态，以便对车上反馈执行器、控制执行器、Display等发送控制指令。其中，高速数据信号和同步时钟信号通过光纤通道进行传输。
应理解，上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图3为本发明实施例提供的一种车辆行驶数据采集系统的结构示意图，该系统包括：
指令发送模块310，用于车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；
优选的，通过ODFM技术将所述数据采集指令调制在电源线上传输。
其中，所述同步时钟信号通过用于高频同步时钟信号传输的光纤通道进行传输，所述数字信号通过用于高速数据传输的光纤通道进行传输。
数据传输模块320，用于将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；
具体的，通过光电转换芯片将所述数字信号转换为光信号后，通过光纤传输所述光信号，处理器端光电转换芯片将接收的光信号转换为电信号，并传递给处理器。
数据同步模块330，用于车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。
可选的，对采集数据进行分析处理后，通过光纤向车辆执行机构、车载显示系统、车内反馈系统发送控制信号。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，实现如实施例一中部分或全部步骤，所述的存储介质包括如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种车辆行驶数据采集方法，其特征在于，包括：
车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；
其中，通过ODFM技术将所述数据采集指令调制在电源线上传输；
将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；
其中，所述同步时钟信号通过用于高频同步时钟信号传输的光纤通道进行传输，所述数字信号通过用于高速数据传输的光纤通道进行传输；
车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器包括：
通过光电转换芯片将所述数字信号转换为光信号后，通过光纤传输所述光信号，处理器端光电转换芯片将接收的光信号转换为电信号，并传递给处理器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步还包括：
对采集数据进行分析处理后，通过光纤向车辆执行机构、车载显示系统、车内反馈系统发送控制信号。
4.一种车辆行驶数据采集系统，其特征在于，包括：
指令发送模块，用于车辆中心处理器向各车身传感器发送数据采集指令和同步时钟信号，所述数据采集指令为传感器开启或关闭的控制信号；
其中，通过ODFM技术将所述数据采集指令调制在电源线上传输；
数据传输模块，用于将车身传感器采集的行车数据和环境数据转换为数字信号，并为采集的行车数据和环境数据添加时间戳，将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器；
其中，所述同步时钟信号通过用于高频同步时钟信号传输的光纤通道进行传输，所述数字信号通过用于高速数据传输的光纤通道进行传输；
数据同步模块，用于车辆中心处理器对车身传感器采集的行车数据和环境数据进行合成，并根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步，以获知车辆行驶状态。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述将未被压缩的数字信号通过光纤传输至车辆中心处理器包括：
通过光电转换芯片将所述数字信号转换为光信号后，通过光纤传输所述光信号，处理器端光电转换芯片将接收的光信号转换为电信号，并传递给处理器。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据时间戳对采集的行车数据和环境数据进行数据同步还包括：
对采集数据进行分析处理后，通过光纤向车辆执行机构、车载显示系统、车内反馈系统发送控制信号。
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