CN114189808A - 一种车路协同系统的时钟同步方法及装置 - Google Patents

一种车路协同系统的时钟同步方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车路协同系统的时钟同步方法，该方法包括：接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则；与所述RSU进行时钟同步；将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。通过本发明，非主同步车辆即使不在RSU的覆盖范围内，也可以与对应的RSU进行时钟同步，并且由于非主同步车辆不直接与RSU进行时钟同步，所以非主同步车辆不会在多个RSU之间进行频繁切换，从而为车载系统和RSU之间提供更加稳定可靠的时钟同步方案。

Description

一种车路协同系统的时钟同步方法及装置
技术领域
本发明涉及网络和通信技术领域，特别地，涉及到一种车路协同系统的时钟同步方法。
背景技术
车路协同系统是实现无人驾驶的重要组成部分，也是未来智能交通系统的核心组成部分。车载系统是参与交通的每一辆汽车及该汽车上的各种设备，这些设备包括传感器、网络设备、管理设备、多媒体设备等，以及连接这些设备的电缆光缆等。通过车载传感器设备，车辆可以及时感知到自己的位置、速度、方向、温度、周边车辆情况等信息。车辆可以根据传感器感知到的信息，执行相应动作，以实现相应的无人驾驶需求。
然而，通信网络中的每个设备或系统都有自己的时钟。由于制造工艺、时钟频率差异、环境变化等原因，随着网络的运行，每个设备或系统的时钟值会出现偏移，导致每个时钟的时钟值不一致。为了保障报文传输的可靠性，车路协同系统中需要有高精度高可靠的时钟同步机制。因此，在车辆系统和路边设备单元(RSU，RoadSide Unit)之间进行严格的时钟同步尤为重要。
在RSU分布稀疏的区域，道路上行驶的车辆，会出现不在RSU的覆盖范围中的情况，此时车辆将无法与RSU进行时钟同步；在RSU分布密集的区域，会出现随着车辆的移动，车辆频繁在不同RSU之间切换的现象。上述两种情况，都不利于车载系统和RSU之间的时钟同步。因此，需要设计一种稳定可靠的时钟同步方案，以支持车载系统和RSU之间具有严格统一的时钟。
发明内容
本发明提供一种车路协同系统的时钟同步方法，用于克服现有技术中存在的车辆不在RSU的覆盖范围中无法与RSU进行时钟同步以及车辆频繁在不同RSU之间切换的问题，从而为车载系统和RSU之间提供更加可靠的时钟同步方案。
具体地，本发明是通过以下技术方案来实现的：
第一方面，本发明提供了一种时钟同步方法，用于车路协同系统中的车辆，所述方法包括：
接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则；
与所述RSU进行时钟同步；
将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
进一步地，所述方法还包括：
接收所述RSU发送的主同步车辆取消通知；
基于所述主同步车辆取消通知将自身广播的无线接入信息中的所述角色标签更新为非主同步车辆。
进一步地，所述无线接入信息中的同域规则初始为空。
进一步地，所述同域规则包括以下形式中的一个或多个：JSON形式的字符串，XML形式的字符串，普通字符串，比特流；并且
所述同域规则包括以下内容中的一个或多个：域(即时钟同步域)编号，域的最大范围，当前域内的主同步车辆列表，非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数。
第二方面，本发明又提供了一种时钟同步方法，用于车路协同系统中的车辆，所述方法包括：
接收一个或多个车辆广播的无线接入信息；
确认所述无线接入信息包括同域规则和角色标签；
判断是否存在所述同域规则被满足并且所述角色标签为主同步车辆的目标车辆；
如果存在一个所述目标车辆，则与一个所述目标车辆进行时钟同步，如果存在多个所述目标车辆，则同时与多个所述目标车辆行时钟同步。
进一步地，所述方法还包括：
判断是否更新自身广播的无线接入信息中的同域规则；
在判断成立的情况下，将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为相应的目标车辆的同域规则。
进一步地，所述方法还包括：
如果所述目标车辆的角色标签由主同步车辆更新为非主同步车辆，则删除所述目标车辆的信息并且通知所直接相连的其他车辆。
进一步地，所述车辆自身广播的无线接入信息中的同域规则初始为空。
进一步地，所述同域规则包括以下形式中的一个或多个：JSON形式的字符串，XML形式的字符串，普通字符串，比特流；并且
所述同域规则包括以下内容中的一个或多个：域编号，域的最大范围，当前域内的主同步车辆列表，非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数。
第三方面，本发明又提供了一种车路协同系统的时钟同步方法，所述方法包括：
接收车辆广播的无线接入信息；
基于所述无线接入信息确定所述车辆中的一个或多个主同步车辆；
向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则；
与所述一个或多个主同步车辆进行时钟同步。
进一步地，在丢失与所述一个或多个主同步车辆之间的心跳的情况下，向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆取消通知，并且更新所记录的主同步车辆信息
进一步地，确定所述主同步车辆包括：
基于所述无线接入信息采用主同步车辆选择算法确定所述一个或多个主同步车辆，
其中所述无线接入信息包括车辆标识、位置信息、速度、加速度、同域规则中的一个或多个，并且所述主同步车辆选择算法包括基于概率大小判断的算法、根据停留时间长短判断的算法、根据车辆性能判断的算法中的至少一种。
进一步地，所述主同步车辆选择算法是预先静态配置的或者是动态生成的。
进一步地，所述同域规则包括以下形式中的一个或多个：JSON形式的字符串，XML形式的字符串，普通字符串，比特流；并且
所述同域规则包括以下内容中的一个或多个：域编号，域的最大范围，当前域内的主同步车辆列表，非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数，并且所述同域规则是预先静态配置的或者动态下发的。
第四方面，本发明提供了一种车路协同系统的时钟同步装置，所述装置包括：
通知接收模块，接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则；
时钟同步模块，与所述RSU进行时钟同步；
配置更新模块，将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
第五方面，本发明提供了一种车路协同系统的时钟同步装置，所述装置包括：
信息接收模块，接收一个或多个车辆广播的无线接入信息；
信息确认模块，确认所述无线接入信息包括同域规则和角色标签；
信息判断模块，判断是否存在所述同域规则被满足并且所述角色标签为主同步车辆的目标车辆；
时钟同步模块，如果存在一个所述目标车辆，则与一个所述目标车辆进行时钟同步，如果存在多个所述目标车辆，则同时与多个所述目标车辆行时钟同步。
第六方面，本发明提供了一种车路协同系统的时钟同步装置，所述装置包括：
信息接收模块，接收车辆广播的无线接入信息；
主同步车辆确定模块，基于所述无线接入信息确定所述车辆中的一个或多个主同步车辆；
通知发送模块，向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则；
时钟同步模块，与所述一个或多个主同步车辆进行时钟同步。
第七方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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程序时实现如第一方面至第三方面中的任一项所述的车路协同系统的时钟同步方法的步骤。
第八方面，本发明提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面至第三方面中的任一项所述的车路协同系统的时钟同步方法的步骤。
本发明提供的车路协同系统的时钟同步方法，通过确定时钟同步域内的主同步车辆，并且所述主同步车辆与对应的RSU进行时钟同步，并且当非主同步车辆接收到其他车辆的同域规则并且满足所述同域规则时，将所述非主同步车辆与所述同域规则所对应的时钟同步域内的主同步车辆进行时钟同步，使得非主同步车辆即使不在RSU覆盖范围内，也可以与对应的RSU进行时钟同步，并且由于非主同步车辆不直接与RSU进行时钟同步，所以非主同步车辆不会在多个RSU之间进行频繁切换，从而克服了现有技术中的存在的问题，为车载系统和RSU之间提供了更加稳定可靠的时钟同步方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是根据本发明的实施例的用于车路协同系统中的车辆的时钟同步方法的流程图；
图2是根据本发明的实施例的用于车路协同系统中的车辆的时钟同步方法的流程图；
图3是根据本发明的实施例的车路协同系统的时钟同步方法的流程图；
图4是根据本发明的实施例的时钟同步具体过程的示意图；
图5是根据本发明的实施例的所有车辆都在RSU覆盖范围内并且存在两个主同步车辆的情况的示意图；
图6是根据本发明的实施例的存在两个RSU并且存在车辆不在RSU覆盖范围内的情况的示意图；
图7是根据本发明的实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
图1是根据本发明的实施例的用于车路协同系统中的车辆的时钟同步方法的流程图。参照图1，该方法可以包括如下步骤：
步骤101：接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则。
步骤102：与所述RSU进行时钟同步。
步骤103：将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
具体地，该用于车路协同系统中的车辆的时钟同步的具体过程可以包括：
初始时，车辆的车载系统内部的各设备之间进行时钟同步，初始操作完成后，确定车载系统的内部主时钟，车载设备与内部主时钟进行同步。
在道路上，车辆周期性向外广播无线接入信息，无线接入信息可以包括车辆标识、位置信息、速度、加速度、同域规则、角色标签等中的一个或多个，其中同域规则初始时为空，并且同域规则的形式包括JSON形式的字符串、XML形式的字符串、普通字符串、比特流等中的一个或多个，同域规则的内容包括域编号、域的最大范围、当前域内的主同步车辆列表、非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数等中的一个或多个。
在车辆进入到RSU的覆盖范围并且被确定为主同步车辆之后，会接收由RSU发送的主同步车辆选定通知，该主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则。之后，车辆接入RSU并启动与RSU之间的心跳保活，接入完成后，车辆开始与RSU进行时钟同步，同时将自身所广播的无线接入信息中的同域规则更新为RSU的同域规则，并且将自身周期性向外广播的无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
当车辆丢失与RSU的心跳保活，或者车辆即将离开RSU的覆盖范围时，则会接收到来自RSU的主同步车辆取消通知。此时，车辆根据主同步车辆取消通知，将自身广播的无线接入信息中的所述角色标签更新为非主同步车辆。然后，车辆会取消其主同步车辆的角色，并执行其他删除或取消操作。
车辆取消主同步车辆的角色之后，与其直接接入的车辆会丢失心跳，然后删除原主同步车辆的信息。与主同步车辆直接相连的车辆通知与自身直接相连的车辆，其他车辆收到通知以后，本地删除原主同步车辆的信息，并进一步通知其他非主同步车辆，依次类推。
图2是根据本发明的实施例的用于车路协同系统中的车辆的时钟同步方法的流程图。参照图2，该方法可以包括如下步骤：
步骤201：接收一个或多个车辆广播的无线接入信息。
步骤202：确认所述无线接入信息包括同域规则和角色标签。
步骤203：判断是否存在所述同域规则被满足并且所述角色标签为主同步车辆的目标车辆。
步骤204：如果存在一个所述目标车辆，则与一个所述目标车辆进行时钟同步，如果存在多个所述目标车辆，则同时与多个所述目标车辆行时钟同步。
具体地，该用于车路协同系统中的车辆的时钟同步的具体过程可以包括：
初始时，车辆的车载系统内部的各设备之间进行时钟同步，初始操作完成后，确定车载系统的内部主时钟，车载设备与内部主时钟进行同步。
在道路上，车辆周期性向外广播无线接入信息，无线接入信息可以包括车辆标识、位置信息、速度、加速度、同域规则、角色标签等中的一个或多个，其中同域规则初始时为空，并且同域规则的形式包括JSON形式的字符串、XML形式的字符串、普通字符串、比特流等中的一个或多个，同域规则的内容包括域编号、域的最大范围、当前域内的主同步车辆列表、非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数等中的一个或多个。
车辆周期性地接收到其他车辆广播的无线接入信息，并寻找可以进行时钟同步的主同步车辆(即目标车辆)。当所接收到的无线接入信息不包含同域规则时，则不接入对应的车辆。当无线接入信息中包含同域规则时，如果判断自身满足该规则要求并且无线接入信息中的角色标签为主同步车辆，则接入该主同步车辆。接入完成以后，根据同域规则判断自己是否需要在周期性广播的无线接入信息中更新同域规则，若需要，则更新同域规则，否则不更新。同时，车辆的主时钟与该主同步车辆的主时钟开始进行时钟同步。若接入的其他车辆就是主同步车辆，则无需转发，可以直接进行时钟同步；否则，需要其他车辆进行时钟同步报文的转发，直到报文到达主同步车辆。与主同步车辆直接接入的车辆记录主同步车辆的状态信息。需要说明的是，如果存在一个可以进行时钟同步的主同步车辆，则可以与一个主同步车辆进行时钟同步，如果存在多个可以进行时钟同步的主同步车辆，则可以同时与多个主同步车辆进行时钟同步
当RSU丢失与该主同步车辆的心跳，或者根据主同步车辆心跳中所携带的信息，判断主同步车辆即将离开覆盖范围时，则重新计算当前覆盖范围中的车辆信息，确定新的主同步车辆。原主同步车辆若的角色标签由主同步车辆更新为非主同步车辆，则删除目标车辆的信息并且通知所直接相连的其他车辆，其他车辆收到通知以后，本地删除原主同步车辆的信息，并进一步通知其他非主同步车辆，依次类推。
车辆在收到新的主同步车辆广播的信息以后，根据同域规则，判断自己是否满足规则，若满足，则加入该域。然后，与新的主同步车辆进行时钟同步。同时，根据新的主同步车辆的同域规则，判断是否需要在自身广播的无线接入信息中增加新的同域规则。另外，若非主同步车辆发现有多个主同步车辆，则本地设置过滤或归并算法，对来源不同的多个时钟同步报文进行过滤或归并处理。
图3是根据本发明的实施例的车路协同系统的时钟同步方法的流程图。参照图3，该方法可以包括如下步骤：
步骤301：接收车辆广播的无线接入信息。
步骤302：基于所述无线接入信息确定所述车辆中的一个或多个主同步车辆。
步骤303：向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则。
步骤304：与所述一个或多个主同步车辆进行时钟同步。
具体地，该车路协同系统的时钟同步的具体过程可以包括：
RSU接收其覆盖范围内的车辆广播的无线接入信息，在车辆进入到RSU的覆盖范围后，RSU根据车辆所广播的无线接入信息和RSU本地的主同步车辆选择算法，从覆盖范围内的所有车辆中确定出最优的车辆作为主同步车辆，其中RSU本地的主同步车辆选择算法可以是预先静态配置的，也可以是由核心网、远程云计算中心等动态生成的，并且包括但不限于基于概率大小判断的算法、根据停留时间长短判断的算法、根据车辆性能判断的算法。若所计算出的主同步车辆与原来的不同，RSU更新主同步车辆信息；若计算出的主同步车辆与原来的相同，则不作处理。初始时，RSU所记录的主同步车辆信息为空。
在RSU确定了主同步车辆以后，发送主同步车辆选定通知给主同步车辆，该主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则。然后将主同步车辆接入，并启动与主同步车辆之间的心跳保活，接入完成后，开始与主同步车辆进行时钟同步。
当RSU丢失与主同步车辆之间的心跳，或者根据主同步车辆心跳中所携带的信息，判断主同步车辆即将离开覆盖范围时，则向主同步车辆发送主同步车辆取消通知，并且重新计算当前覆盖范围中的车辆信息，确定新的主同步车辆，并且更新所记录的主同步车辆信息。主同步车辆在接收到主同步车辆取消通知后，取消其主同步车辆角色，并执行其他删除或取消操作。
新的主同步车辆收到RSU的主同步车辆选定通知以后，更新自己的域号，启动和RSU的心跳保活，心跳保活消息中携带经纬度位置、速度、加速度等信息。并且，新的主同步车辆的主时钟开始和RSU之间进行时钟同步。同时，新的主同步车辆在周期性广播的无线接入信息中，更新同域规则，将自己的角色标签设置为主同步车辆。
需要注意的是，同一个时钟同步域内可以存在一个或多个主同步车辆。当同一个时钟同步域内存在多个主同步车辆时，非主同步车辆同时与多个主同步车辆进行时钟同步，此时非主同步车辆本地启动过滤或归并算法，对来源不同的多个时钟同步报文进行过滤或归并处理。非主同步车辆与对应的主同步车辆进行时钟同步，若非主同步车辆接入的是主同步车辆，则可以直接进行时钟同步，若非主同步车辆接入的不是主同步车辆，则需要非主同步车辆接入的车辆转发时钟同步报文，并且可能需要经过多个接入车辆进行转发。
图4示出了上述的车路协同系统的时钟同步的具体过程。另外，在实施例中，具体时钟同步协议可以采用IEEE802.1AS协议或IEEE1588v2协议，它们都是亚微秒级别的高精度高可靠的时钟同步标准，且3GPP标准组织和IEEE组织正在积极推动5G和TSN的融合工作。
通过使用以上方法和步骤，可以在有些车辆不在RSU的覆盖范围的情况下，实现车载系统和RSU之间的时钟同步功能，并且处在RSU覆盖范围内的车辆无需在不同的RSU之间频繁切换(主同步车辆除外)，从而克服了现有技术中存在的车辆不在RSU的覆盖范围中无法与RSU进行时钟同步以及车辆频繁在不同RSU之间切换的问题，因此通过本发明所提供的方法，可以为车路协同系统中的车载系统和RSU之间提供严格的时钟同步功能，从而保证车载系统和RSU之间的正常通信。
下面示出了本发明的若干示例性实施例以帮助进一步地理解本发明：
示例性实施例一
存在车辆A、B、C和一个部署在路边的RSU，RSU中预先静态配置了车联网的同域规则，初始时车辆A、B、C都不在RSU的覆盖范围中。车辆A、B、C的车载设备内部按照IEEE802.1AS协议或者其他协议确定内部主时钟分别为MA、MB、MC，然后各个车辆的车载设备与内部主时钟进行时钟同步。
车辆A、B、C向外广播无线接入信息，所广播的信息中包括车辆标识、位置信息、速度、加速度、同域规则等中的一个或多个，并且该同域规则为空，车辆A、B、C的角色都是非主同步车辆。车辆A、B、C相互之间检测到该广播信息，但由于同域规则为空，相互之间不接入。
随着车辆A、B、C在道路上行驶，它们陆续进入到RSU的覆盖范围之中，并与RSU交换接入信息。假设车辆A先进入RSU的覆盖范围，RSU根据本地的主同步车辆选择算法计算车辆A作为主同步车辆的概率，然后比较计算结果，选取概率最大的车辆为主同步车辆，由于此时只有车辆A，因此车辆A作为主同步车辆。后续随着车辆B和车辆C全部进入到RSU的覆盖范围后，RSU若计算出有概率更大的车辆时，则更新主同步车辆为该概率更大的车辆。
在RSU确定车辆A为主同步车辆以后，更新本地的主同步车辆信息，初始时RSU记录的主同步车辆信息为空。然后，RSU向车辆A发送主同步车辆选定通知。该通知中包含车辆A所属的域，以及可以与车辆A进行时钟同步的同域车辆的接入规则，该规则是RSU中预先静态配置的车联网同域规则。
车辆A接收到RSU发送的主同步车辆选定通知后，更新自己的角色为主同步车辆，并接入RSU。接入完成后，车辆A启动和RSU之间的心跳保活，心跳消息中携带经纬度位置、速度、加速度等信息，且车辆A的主时钟MA开始与RSU的时钟进行时钟同步。同时，车辆A更新自身广播的无线接入信息中的同域规则信息。
车辆B和车辆C尚未行驶到RSU的覆盖范围。车辆B和车辆C接收到车辆A所广播的无线接入信息以后，发现同域规则不为空，结合自身传感器信息和同域规则的内容，判断自身是否满足同域规则，若满足同域规则，则尝试接入A。假设车辆B先接入车辆A，则车辆B的主时钟MB开始与车辆A的主时钟MA进行时钟同步，并且根据同域规则判断是否需要更新自身广播的无线接入信息中的同域规则，若需要，则更新自身广播的无线接入信息中的同域规则。车辆C接收到带有同域规则的无线接入信息以后，则接入发送该信息的车辆，车辆C的主时钟MC开始与车辆A的主时钟MA进行时钟同步，并且根据同域规则判断是否需要更新自身广播的无线接入信息中的同域规则，若需要，则更新自身广播的无线接入信息中的同域规则。车辆C所接收到的带有同域规则的无线接入信息，可能是由车辆A发送的，也可能是由车辆B发送的。若是由车辆A发送的，由于车辆C进行时钟同步的目的地址是车辆A，故可以直接进行时钟同步。若是由车辆B发送的，由于车辆C进行时钟同步的目的地址是车辆A，因此车辆B需要将时钟同步报文转发到车辆A。与主同步车辆A直接接入的车辆接入A以后，启动和车辆A的心跳保活，并且本地记录车辆A的状态信息。车辆B和车辆C虽然此时不在RSU的覆盖范围中，但是可以与RSU保持时钟同步。
随后，车辆B和车辆C都陆续进入到RSU的覆盖范围中。RSU经过本地计算，算出车辆B作为主同步车辆的概率是车辆A、B、C中最大的，则确定车辆B作为主同步车辆，并更新本地的主同步车辆信息。然后，RSU分别发送主同步车辆选定通知给车辆A和车辆B，发送给车辆A的通知告知车辆A取消主同步车辆角色及进行相关操作，发送给车辆B的通知告知车辆B为新的主同步车辆，启动主同步车辆相关的操作。
车辆A取消主同步车辆的相关操作后，车辆B会丢失和车辆A的心跳。心跳丢失以后，车辆B发送通知给接入到自身的车辆(可能是车辆C)，通知它们删除原主同步车辆信息，停止与原主同步车辆的时钟同步。
接入到车辆B的其他车辆(可能是车辆C)接收到车辆B发送的删除原主同步车辆的通知以后，删除原主同步车辆信息，停止与车辆A进行时钟同步。然后，发送删除主同步车辆A的通知给与自身直接接入的车辆，依次类推。
车辆C若与车辆A直接接入，则会丢失车辆A的心跳，然后本地删除车辆A的信息，并执行其他删除操作。车辆C若与车辆B直接接入，则通过车辆B发送的删除原主同步车辆A的通知，然后本地删除车辆A的信息，并执行其他删除操作。
新的主同步车辆B启动作为主同步车辆的相关操作，开始与RSU进行时钟同步，并更新自身广播的无线接入信息中的同域规则。车辆A和车辆C接收到其他车辆广播的接入信息以后，执行与初始相同的操作，完成与新的车辆接入的流程，并开始与新的主同步车辆B进行时钟同步。
示例性实施例二
与示例性实施例一相比，不同之处在于，初始时，车辆A、B、C都在RSU的覆盖范围中，如图5所示。车辆A、B、C的车载设备内部按照IEEE802.1AS协议或者其他协议确定好内部主时钟分别为MA、MB、MC，然后各个车辆的车载设备与内部主时钟进行时钟同步。
与示例性实施例一相比，不同之处在于，车辆A、B、C都在RSU的覆盖范围中，RSU同时计算出车辆A、B、C作为主同步车辆的概率，假设车辆A作为主同步车辆的概率最大，则确定车辆A为主同步车辆。确定车辆A为主同步车辆以后，RSU发送主同步车辆选定通知给车辆A。
车辆A收到RSU发送的主同步车辆选定通知以后，更新自己的角色为主同步车辆，并接入RSU。然后，启动主同步车辆相应操作，更新自身广播的无线接入信息中的同域规则，车辆A的主时钟开始与RSU进行时钟同步。
车辆B接收到车辆A发送的接入信息以后，根据车载传感器信息和车辆A的接入信息中携带的同域规则，判断是否接入车辆A。若满足条件，则车辆B接入车辆A。车辆B接入车辆A以后，本地记录车辆A的状态信息，车辆B的主时钟开始与车辆A的主时钟进行同步，并根据同域规则判断是否更新自身广播的无线接入信息中的同域规则，若满足条件，则更新同域规则。
车辆C接收到车辆B发送的无线接入信息以后，根据车载传感器信息和车辆B的接入信息中携带的同域规则，判断是否接入车辆B。若满足条件，则车辆C接入车辆B。车辆C的主时钟开始与车辆A的主时钟进行同步，并根据同域规则判断是否更新自身广播的无线接入信息中的同域规则，若满足条件，则更新同域规则。由于车辆C需要与车辆A进行时钟同步，但车辆C接入了车辆B，故车辆C将时钟同步报文发送给车辆B，车辆B根据报文的目的地址将报文转发给车辆A。通过车辆B的转发，车辆C实现与车辆A的时钟同步功能。当车辆C能够直接接收到车辆A发送的接入信息时，其时钟同步过程与上述的车辆B与车辆A的时钟同步过程相同。
随着车辆A、B、C的持续行驶，车辆A驶出RSU的覆盖范围。当车辆A驶出RSU的覆盖范围后，RSU丢失车辆A的心跳，重新计算当前处在覆盖范围内的车辆B和C作为主同步车辆的概率，计算出车辆B作为主同步车辆的概率较大，确定车辆B作为新的主同步车辆。RSU发送主同步车辆选定通知给车辆B，该通知告知车辆B删除车辆A主同步车辆信息，并更新车辆B为新的主同步车辆。车辆B的主时钟与RSU进行时钟同步，并通知车辆C删除车辆A主同步车辆信息。
车辆A驶出RSU的覆盖范围以后，丢失与RSU之间的心跳消息，本地取消主同步车辆角色，并删除自身广播的无线接入信息中的同域规则。车辆A收到新的主同步车辆B的无线接入信息，经过判断后接入车辆B，车辆A的主时钟与车辆B的主时钟进行时钟同步。此时，虽然车辆A已驶出RSU的覆盖范围，但车辆A、B以及RSU之间仍然实现了时钟同步。
在车辆C驶出RSU的覆盖范围，车辆B仍然处在RSU的覆盖范围中。此时，由于车辆C接入的是车辆B，车辆C的主时钟定期与车辆B的主时钟进行同步，车辆B的主时钟定期与RSU进行时钟同步。此时，虽然车辆C驶出RSU的覆盖范围，但车辆C、B以及RSU之间仍然实现了时钟同步。
示例性实施例三
与示例性实施例一相比，不同之处在于，车辆B行驶到RSU的覆盖范围内以后，RSU计算出车辆B和车辆A作为主同步车辆的概率相同，确定车辆B和车辆A都是主同步车辆。RSU更新本地记录的主同步车辆信息，并向车辆B发送主同步车辆选定通知。
与示例性实施例一相比，不同之处在于，车辆B收到RSU发送的主同步车辆选定通知以后，删除本地的车辆A主同步车辆信息，停止与车辆A的时钟同步，但保留与车辆A之间的连接。车辆B执行主同步车辆相关的操作，车辆B的主时钟与RSU进行时钟同步，并更新自身的角色为主同步车辆。由于同域规则不变，车辆B无需更新同域规则。
与示例性实施例一相比，不同之处在于，车辆C收到车辆B发送无线接入信息以后，发现车辆B更新为了主同步车辆。由于车辆C本就接入了车辆B，故无需重新接入，但是需要记录车辆B的状态信息。此时，车辆C的主时钟同时与车辆B和车辆A的主时钟进行时钟同步，车辆B、C之间可直接进行时钟同步报文收发，车辆C、A之间的时钟同步报文需要经过车辆B进行转发。车辆C本地启动过滤或归并算法，对来自车辆A和B的不同时钟值进行归并或过滤处理，将本地时钟同步为归并或过滤处理后的时钟值。
当车辆A驶出RSU的覆盖范围后，会丢失与RSU的心跳。车辆A会删除主同步车辆信息，停止主同步车辆相关操作。RSU删除本地记录的车辆A主同步车辆的信息，并通知车辆B车辆A已下线，车辆B通知车辆C删除车辆A的主同步车辆信息。车辆A通过无线接入信息，接入到车辆B，具体过程不再赘述。车辆A接入车辆B以后，记录车辆B的状态信息，并开始与车辆B的主时钟进行时钟同步。
车辆C驶出RSU的覆盖范围以后，由于车辆C是与车辆B进行时钟同步的，时钟同步功能不受影响。此时，车辆C、B以及RSU之间仍然实现了时钟同步。
示例性实施例四
与示例性实施例一相比，不同之处在于，初始时，存在车辆A、B、C，和两个部署在路边的RSU，分别为RSU1和RSU2，如图6所示。两个RSU中预先静态配置不同的车联网同域规则，车辆A在RSU1的覆盖范围内，车辆B在RSU2的覆盖范围内，车辆C不在任何RSU的覆盖范围内。车辆A、B、C的车载设备内部按照IEEE802.1AS协议或者其他协议确定好内部主时钟分别为MA、MB、MC，然后各个车辆的车载设备与内部主时钟进行时钟同步。
与示例性实施例一相比，不同之处在于，两个RSU分别经过本地计算以后，RSU1确定车辆A为主同步车辆，RSU2确定车辆B为主同步车辆。RSU1和RSU2分别确定主同步车辆以后，执行相应操作，更新本地主同步车辆信息，并通知主同步车辆。主同步车辆A的主时钟和RSU1进行时钟同步，主同步车辆B的主时钟和RSU2进行时钟同步。
与示例性实施例一相比，不同之处在于，车辆C通过车辆A和车辆B广播的无线接入信息，同时接入了车辆A和车辆B。车辆C本地记录车辆A和车辆B的状态信息，更新自身广播的无线接入信息中的同域规则，更新后的同域规则同时包括车辆A的同域规则和车辆B的同域规则。车辆C的主时钟同时与车辆A的主时钟、车辆B的主时钟进行时钟同步，对来源不同的多个时钟同步报文进行归并或者过滤处理。
车辆C持续行驶，不在任何RSU的覆盖范围下，且不再满足车辆B的同域规则时，无法再接收车辆B的接入信息。此时，车辆C判断车辆B状态异常，本地删除车辆B的主同步车辆信息，并停止和B的时钟同步。车辆C和车辆A之间的时钟同步功能不受影响，因此，车辆C、A以及RSU1之间实现了时钟同步功能。本实施例如图3所示。
本发明实施例中所提及的时钟同步功能，包括但不限于根据IEEE802.1AS协议或者IEEE1588v2协议所实现的时钟同步功能。本发明所列举的几种实施例表明，通过采用本发明所提供的方法，可以在车辆不处于RSU的覆盖范围内的情况下，实现车辆与RSU之间的时钟同步功能，从而保证车载系统和RSU之间严格的时钟同步，同时RSU无需与所有车辆进行接入。
另外地，本发明提供了一种车路协同系统的时钟同步装置，所述装置包括：通知接收模块，接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则；时钟同步模块，与所述RSU进行时钟同步；配置更新模块，将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
进一步地，本发明又提供了一种车路协同系统的时钟同步装置，所述装置包括：信息接收模块，接收一个或多个车辆广播的无线接入信息；信息确认模块，确认所述无线接入信息包括同域规则和角色标签；信息判断模块，判断是否存在所述同域规则被满足并且所述角色标签为主同步车辆的目标车辆；时钟同步模块，如果存在一个所述目标车辆，则与一个所述目标车辆进行时钟同步，如果存在多个所述目标车辆，则同时与多个所述目标车辆行时钟同步。
进一步地，本发明还提供了一种车路协同系统的时钟同步装置，所述装置包括：信息接收模块，接收车辆广播的无线接入信息；主同步车辆确定模块，基于所述无线接入信息确定所述车辆中的一个或多个主同步车辆；通知发送模块，向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则；时钟同步模块，与所述一个或多个主同步车辆进行时钟同步。
由于本发明实施例提供的车路协同系统的时钟同步装置，可以用于执行上述实施例所述的车路协同系统的时钟同步方法，其工作原理和有益效果类似，故此处不再详述，具体内容可参见上述实施例的介绍。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图7，所述电子设备具体包括如下内容：处理器701、存储器702、通信接口703和通信总线704；其中，所述处理器701、存储器702、通信接口703通过所述通信总线704完成相互间的通信。
所述处理器701用于调用所述存储器702中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的车路协同系统的时钟同步方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述过程：接收RSU发送的主同步车辆选定通知；与所述RSU进行时钟同步；将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
可以理解的是，所述计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的车路协同系统的时钟同步方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述过程：接收RSU发送的主同步车辆选定通知；与所述RSU进行时钟同步；将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
可以理解的是，所述计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种计算机程序产品，所计算机程序产品包括有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的车路协同系统的时钟同步方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述过程：接收RSU发送的主同步车辆选定通知；与所述RSU进行时钟同步；将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
可以理解的是，所述计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的时钟同步方法。
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，在本发明中，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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：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 (19)

1.一种时钟同步方法，用于车路协同系统中的车辆，其特征在于，包括：
接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则；
与所述RSU进行时钟同步；
将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
2.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，还包括：
接收所述RSU发送的主同步车辆取消通知；
基于所述主同步车辆取消通知将自身广播的无线接入信息中的所述角色标签更新为非主同步车辆。
3.根据权利要求1或2项所述的时钟同步方法，其特征在于，所述无线接入信息中的同域规则初始为空。
4.根据权利要求3所述的车路协同系统的时钟同步方法，其特征在于，
所述同域规则包括以下形式中的一个或多个：JSON形式的字符串，XML形式的字符串，普通字符串，比特流；并且
所述同域规则包括以下内容中的一个或多个：域编号，域的最大范围，当前域内的主同步车辆列表，非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数。
5.一种时钟同步方法，用于车路协同系统中的车辆，其特征在于，包括：
接收一个或多个车辆广播的无线接入信息；
确认所述无线接入信息包括同域规则和角色标签；
判断是否存在所述同域规则被满足并且所述角色标签为主同步车辆的目标车辆；
如果存在一个所述目标车辆，则与一个所述目标车辆进行时钟同步，如果存在多个所述目标车辆，则同时与多个所述目标车辆进行时钟同步。
6.根据权利要求5所述时钟同步方法，其特征在于，还包括：
判断是否更新自身广播的无线接入信息中的同域规则；
在判断成立的情况下，将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为相应的目标车辆的同域规则。
7.根据权利要求6所述的车路协同系统的时钟同步方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述目标车辆的角色标签由主同步车辆更新为非主同步车辆，则删除所述目标车辆的信息并且通知所直接相连的其他车辆。
8.根据权利要求7所述的时钟同步方法，其特征在于，所述车辆自身广播的无线接入信息中的同域规则初始为空。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的时钟同步方法，其特征在于，所述同域规则包括以下形式中的一个或多个：JSON形式的字符串，XML形式的字符串，普通字符串，比特流；并且
所述同域规则包括以下内容中的一个或多个：域编号，域的最大范围，当前域内的主同步车辆列表，非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数。
10.一种车路协同系统的时钟同步方法，用于RSU设备，其特征在于，包括：
接收车辆广播的无线接入信息；
基于所述无线接入信息确定所述车辆中的一个或多个主同步车辆；
向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和RSU自身的同域规则；
与所述一个或多个主同步车辆进行时钟同步。
11.根据权利要求10所述的车路协同系统的时钟同步方法，其特征在于，所述方法还包括：
在丢失与所述一个或多个主同步车辆之间的心跳的情况下，向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆取消通知，并且更新所记录的主同步车辆信息。
12.根据权利要求11所述的车路协同系统的时钟同步方法，其特征在于，确定所述主同步车辆包括：
基于所述无线接入信息采用主同步车辆选择算法确定所述一个或多个主同步车辆，
其中所述无线接入信息包括车辆标识、位置信息、速度、加速度、同域规则中的一个或多个，并且所述主同步车辆选择算法包括基于概率大小判断的算法、根据停留时间长短判断的算法、根据车辆性能判断的算法中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的车路协同系统的时钟同步方法，其特征在于，所述主同步车辆选择算法是预先静态配置的或者是动态生成的。
14.根据权利要求13所述的车路协同系统的时钟同步方法，其特征在于，
所述同域规则包括以下形式中的一个或多个：JSON形式的字符串，XML形式的字符串，普通字符串，比特流；并且
所述同域规则包括以下内容中的一个或多个：域编号，域的最大范围，当前域内的主同步车辆列表，非主同步车辆到达主同步车辆的最大转发次数，并且所述同域规则是预先静态配置的或者动态下发的。
15.一种车路协同系统的时钟同步装置，其特征在于，所述装置包括：
通知接收模块，接收RSU发送的主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和所述RSU的同域规则；
时钟同步模块，与所述RSU进行时钟同步；
配置更新模块，将自身广播的无线接入信息中的同域规则更新为所述RSU的同域规则并将所述无线接入信息中的角色标签更新为主同步车辆。
16.一种车路协同系统的时钟同步装置，其特征在于，所述装置包括：
信息接收模块，接收一个或多个车辆广播的无线接入信息；
信息确认模块，确认所述无线接入信息包括同域规则和角色标签；
信息判断模块，判断是否存在所述同域规则被满足并且所述角色标签为主同步车辆的目标车辆；
时钟同步模块，如果存在一个所述目标车辆，则与一个所述目标车辆进行时钟同步，如果存在多个所述目标车辆，则同时与多个所述目标车辆行时钟同步。
17.一种车路协同系统的时钟同步装置，其特征在于，所述装置包括：
信息接收模块，接收车辆广播的无线接入信息；
主同步车辆确定模块，基于所述无线接入信息确定所述车辆中的一个或多个主同步车辆；
通知发送模块，向所述一个或多个主同步车辆发送主同步车辆选定通知，所述主同步车辆选定通知包括域信息和RSU的同域规则；
时钟同步模块，与所述一个或多个主同步车辆进行时钟同步。
18.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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程序时实现如权利要求1-14任一项所述的车路协同系统的时钟同步方法的步骤。
19.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-14任一项所述的车路协同系统的时钟同步方法的步骤。
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