CN114463975A - 基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备 - Google Patents

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CN114463975A CN202210119198.XA CN202210119198A CN114463975A CN 114463975 A CN114463975 A CN 114463975A CN 202210119198 A CN202210119198 A CN 202210119198A CN 114463975 A CN114463975 A CN 114463975A
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Abstract

本发明涉及基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，包括搭载在共用封装外壳的多接入边缘计算单元和路侧通信单元，多接入边缘计算单元和路侧通信单元共用同一板卡和电源管理模块，多接入边缘计算单元和路侧通信单元拥有独立的IP地址、硬盘、软启动按钮、调试用串口和蓝光接口；多接入边缘计算单元和路侧通信单元通过板卡内部的千兆通信网络进行数据传输；多接入边缘计算单元将计算结果通过路侧通信单元传输给本路段后端的智能网联车辆。本发明通过封装在同一外壳，同一板卡的多接入边缘计算单元和路侧通信单元对道路信息进行采集、分析计算和传输。使得数据的传输稳定性得到提高，降低了设备的安装难度和故障排查难度。

Description

基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备
技术领域
本发明涉及基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，属于智能交通技术领域。
背景技术
智能交通要求路侧设备对道路信息进行采集和分析，得到道路信息的分析结果，并将分析结果传输给远程的数据中心和车端设备。现有的技术方案中，通过部署在路侧的多接入边缘计算单元(Multi Edge Computing，MEC)和路侧通信单元(Road Side Unit，RSU)实现。多接入边缘计算单元与本路段各类传感器(高清摄像头、雷达、气象站等)物理连接，并且获取各传感器采集的信息，对各信息进行分析计算，将分析计算结果传输给远程的数据中心和路侧通信单元，多接入边缘计算单元和路侧通信单元通过网络连接。路侧通信单元将分析计算结果传输给车载单元(On board Unit，OBU)，提醒后方车辆，该路段的道路情况。缺点在于，MEC和RSU通过无线网络或者有线交换机通信，因为设备间的数据协议转换、网络拥塞的不确定性等因素，导致MEC和RSU通信时延的不确定性，进而导致RSU到车端OBU通信时延的不确定性。此外，当传输到车端的数据出现问题时，无法判断是MEC还是RSU存在故障。同时，MEC和RSU一比一配置，施工时需要将MEC和RSU同时安装在同一根路侧立杆的不同位置，接线点多且占用立杆空间，未来路侧设备增多的情况下，现场施工连线及调试的难度将大大增加。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，该设备通过封装在同一外壳，同一板卡的多接入边缘计算单元和路侧通信单元对道路信息进行采集、分析计算和传输。使得数据的传输稳定性得到提高，降低了设备的安装难度和故障排查难度。
本发明的技术方案如下：
基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，包括搭载在共用封装外壳的多接入边缘计算单元和路侧通信单元，所述多接入边缘计算单元和所述路侧通信单元共用同一板卡和电源管理模块，所述多接入边缘计算单元和所述路侧通信单元拥有独立的IP地址、硬盘、软启动按钮、调试用串口和蓝光接口；所述多接入边缘计算单元和所述路侧通信单元通过板卡内部的千兆通信网络进行数据传输，
所述多接入边缘计算单元物理接入所在路段的各类用于采集道路信息的传感器，并对所述道路信息进行融合计算分析，得到关于道路情况的计算结果，并将所述计算结果传输给所述路侧通信单元和远程数据中心；
所述路测通信单元将所述计算结果实时传输给本路段后方的智能网联车辆，提前告知后方车辆道路情况。
进一步的，所述多接入按边缘计算单元和所述路侧通信单元均包括协议封装解析模块；所述计算结果通过所述多接入边缘计算单元侧的协议封装解析模块封装后，传输给所述路侧通信单元；所述路侧通信单元侧的协议封装解析模块对所述计算结果进行解析。
进一步的，所述协议封装解析模块封装后的协议包包括IP报头、UDP报头、RTP报头和业务载荷；所述业务载荷为业务消息内容；
所述RTP报头包括：8bit的版本号字段，用于表示该数据包采用的RTP协议的版本号；8bit的内容类型字段，用于表示该数据包的类型；16bit的帧序号字段，用于表示该数据包所属物理层帧；16bit的数据包长度字段，用于定义整个数据包载荷的长度；32bit的时间戳字段，用于表示该数据包的采集封装时间；16bit的校验和字段，用于验证该数据包是否完整。
进一步的，所述版本号字段前的4bit用于表示大版本号，后4bit用于表示小版本号，所述大版本号和所述小版本号的值均为0x1至0xf。
进一步的，所述内容类型字段中，0x01位表示业务数据包，0x02位表示时钟同步数据包，其余位为保留位。
进一步的，所述帧序号字段从0开始，每帧依次递增，由所述协议封装解析模块填写。
本发明具有如下有益效果：
1.该指挥系统通过将MEC和RSU封装在同一外壳内和同一板卡上，共享一套电源管理模块，降低了设备现场安装的难度，使得MEC和RSU之间的通信延迟稳定且可控。
2.该指挥系统通过板卡内的千兆网络传输MEC和RSU之间的数据，并通过自定义协议和协议封装解析模块对数据进行封装和解析，能够稳定的控制数据传输的延时。
附图说明
图1为本发明的模块结构示意图。
图2为本发明的协议包结构示意图。
图中附图标记表示为：
1、多接入边缘计算单元；2、路侧通信单元；3、协议封装解析模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例一
参见图1，基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，包括搭载在共用封装外壳的多接入边缘计算单元1和路侧通信单元2，所述多接入边缘计算单元1和所述路侧通信单元2共用同一板卡和电源管理模块，所述多接入边缘计算单元1和所述路侧通信单元2拥有独立的IP地址、硬盘、软启动按钮、调试用串口和蓝光接口；所述多接入边缘计算单元1和所述路侧通信单元2通过板卡内部的千兆通信网络进行数据传输，
所述多接入边缘计算单元1物理接入所在路段的各类用于采集道路信息的传感器，并对所述道路信息进行融合计算分析，得到关于道路情况的计算结果，并将所述计算结果输给所述路侧通信单元和远程数据中心；传感器包括高清摄像头、雷达、气象站等，远程数据中心根据计算结果对道路状况进行管控；
所述路测通信单元将所述计算结果实时传输给本路段后方的智能网联车辆，提前告知后方车辆道路情况。智能网联车辆搭载车端OBU，通过车端OBU接收计算结果，司机根据多接入边缘计算单元1对前方道路情况的判断，进行安全驾驶。
实施例二
参考图2，基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，在实施例一的基础上，所述多接入按边缘计算单元1和所述路侧通信单元2均包括协议封装解析模块3；所述计算结果通过所述多接入边缘计算单元1侧的协议封装解析模块3封装后，传输给所述路侧通信单元2；所述路侧通信单元侧2的协议封装解析模块3对所述计算结果进行解析。
在本实施例中，所述协议封装解析模块3封装后的协议包包括IP报头、UDP报头、RTP报头和业务载荷；所述业务载荷为业务消息内容；
所述RTP报头包括：8bit的版本号字段，用于表示该数据包采用的RTP协议的版本号；8bit的内容类型字段，用于表示该数据包的类型；16bit的帧序号字段，用于表示该数据包所属物理层帧；16bit的数据包长度字段，用于定义整个数据包载荷的长度；32bit的时间戳字段，用于表示该数据包的采集封装时间；16bit的校验和字段，用于验证该数据包是否完整。
在本实施例中，所述版本号字段前的4bit用于表示大版本号，后4bit用于表示小版本号，所述大版本号和所述小版本号的值均为0x1至0xf。
在本实施例中，所述内容类型字段中，0x01位表示业务数据包，0x02位表示时钟同步数据包，其余位为保留位。
在本实施例中，所述帧序号字段从0开始，每帧依次递增，由所述协议封装解析模块填写。由于MEC和RSU传递的都是短信息，所以一帧就是完整信息包，不做帧分包和帧合包处理。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，其特征在于，包括搭载在共用封装外壳的多接入边缘计算单元(1)和路侧通信单元(2)，所述多接入边缘计算单元(1)和所述路侧通信单元(2)共用同一板卡和电源管理模块，所述多接入边缘计算单元(1)和所述路侧通信单元(2)拥有独立的IP地址、硬盘、软启动按钮、调试用串口和蓝光接口；所述多接入边缘计算单元(1)和所述路侧通信单元(2)通过板卡内部的千兆通信网络进行数据传输，
所述多接入边缘计算单元物理接入所在路段的各类用于采集道路信息的传感器，并对所述道路信息进行融合计算分析，得到关于道路情况的计算结果，并将所述计算结果传输给所述路侧通信单元和远程数据中心；
所述路测通信单元将所述计算结果实时传输给本路段后方的智能网联车辆，提前告知后方车辆道路情况。
2.根据权利要求1所述基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，其特征在于，所述多接入按边缘计算单元(1)和所述路侧通信单元(2)均包括协议封装解析模块(3)；所述计算结果通过所述多接入边缘计算单元(1)侧的协议封装解析模块(3)封装后，传输给所述路侧通信单元(2)；所述路侧通信单元侧(2)的协议封装解析模块(3)对所述计算结果进行解析。
3.根据权利要求2所述基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，其特征在于，所述协议封装解析模块(3)封装后的协议包包括IP报头、UDP报头、RTP报头和业务载荷；所述业务载荷为业务消息内容；
所述RTP报头包括：8bit的版本号字段，用于表示该数据包采用的RTP协议的版本号；8bit的内容类型字段，用于表示该数据包的类型；16bit的帧序号字段，用于表示该数据包所属物理层帧；16bit的数据包长度字段，用于定义整个数据包载荷的长度；32bit的时间戳字段，用于表示该数据包的采集封装时间；16bit的校验和字段，用于验证该数据包是否完整。
4.根据权利要求3基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，其特征在于，所述版本号字段前的4bit用于表示大版本号，后4bit用于表示小版本号，所述大版本号和所述小版本号的值均为0x1至0xf。
5.根据权利要求3基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，其特征在于，所述内容类型字段中，0x01位表示业务数据包，0x02位表示时钟同步数据包，其余位为保留位。
6.根据权利要求4基于车路协同多场景应用的边缘计算路侧通信融合设备，其特征在于，所述帧序号字段从0开始，每帧依次递增，由所述协议封装解析模块填写。
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