CN114913624A - 域控制器间数据共享方法、车机系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本说明书一个或多个实施例涉及车辆数据技术领域，尤其涉及一种域控制器间数据共享方法、车机系统及车辆。域控制器间数据共享方法，该方法包括前期设置环节、数据采集环节、服务端数据处理环节以及客户端数据处理环节。通过前期设置环节使得域控制器进行优先级设定和服务端连接设定，从而解决了不同域控制器对于数据采集端数据使用的优先顺序。通过数据采集环节解决数据的有效采集。通过服务端数据处理环节能够使得服务端能将流入的数据通过劈流，从而在实现自用的情况下，也能转至其他域控制器进行使用。通过客户端数据处理环节能够将服务端传输过来的数据进行使用。

Description

域控制器间数据共享方法、车机系统及车辆
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及车辆数据技术领域，尤其涉及一种域控制器间数据共享方法、车机系统及车辆。
背景技术
随着集成电路技术的不断发展，芯片的处理能力越来越强，原本由多颗芯片分别实现的功能现在可能由一颗芯片来完成，从而推动汽车电子电气架构(EEA)向集中式的域控制器、车载计算机的方向发展。现在正处在从分布式ECU架构向集中式域控制器架构演进的阶段。
在域控制器架构阶段，汽车EEA一般会分为自动驾驶域、智能座舱域和车控域等域控制器。但是各个域控制器之间会对某些功能模块存在共享的需求，比如：自动驾驶域和智能座舱域控制器都对车内反光镜背面风挡玻璃上方的前向摄像头有使用需求：自动驾驶域需要这个位置的摄像头等数据来做自动驾驶相关的视觉等方面的分析，智能座舱域控制器需要这个位置的摄像头数据来做行车记录仪等信息娱乐系统相关应用的输入。
对于这个位置摄像头的多种应用需求，当前常用的做法是分别布置多个摄像头以分别应对不同的需求。这种做法的缺点是：成本高昂，线束多、乱，车重增加。且随着需求的增加，很多传感器都希望在这个位置上部署，从而导致这个位置的重要性越来越高，对各传感器物理位置的布置以及美观都提出了严重挑战。
还有一种做法是，利用串行器(serializer)芯片和解串器(deserializer)芯片的分流技术，对摄像头数据进行分流，也即一个摄像头的输入数据经过串行器/解串器分流后分别输出给不同的域控制器使用。这种做法虽然解决了上面做法的传感器物理布置和美观问题，但是依然存在硬件成本、线束和车重的增加。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种域控制器间数据共享方法，以解决不增加硬件成本、线束和车重等负担的情况下满足各类控制器对数据使用需求的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了以下技术方案：
域控制器间数据共享方法，该方法包括前期设置环节、数据采集环节、服务端数据处理环节以及客户端数据处理环节；其中，前期设置环节包括第一步，优先级设定：根据各个域控制器对数据采集端的数据使用紧迫程度以及延迟要求程度，对域控制器进行优先级设定；第二步，基础域控制器选定：将数据采集端设定在最高优先级的域控制器上，作为基础域控制器；
第三步，设定服务端和客户端组；
其中，服务端连接最高优先级域控制器即基础域控制器，客户端连接非最高优先级域控制器；
其中，服务端与客户端通过通信协议进行数据交换；
其中，客户端组包括至少一个客户端；
数据采集环节包括
第一步，启动：启动数据采集端；
第二步，采集：采集数据，并记录该数据采集时的时间戳形成汇总数据；
第三步，传送：传送上一步的汇总数据至基础域控制器；
服务端数据处理环节包括
第一步，接收：接收汇总数据；
第二步，预处理：对汇总数据进行预处理；
第三步，进行劈流：
一方面：将数据分流至本域使用；
另一方面：
步骤一，将汇总数据进行编码，形成编码数据；
步骤二，将编码数据打包传送至客户端；
客户端数据处理环节：
第一步，接收编码数据；
第二步，对编码数据进行解码处理。
前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：
步骤一，设定接入管理控制器；
步骤二，接入管理控制器依据前期设置环节第一步中设定的域控制器的优先级将非最高优先级的域控制器依次接入客户端组。
前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：客户端组设定一个客户端，非最高优先级的域控制器接入客户端。
前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：设定非最高优先级的域控制器的个数为a,客户端组包括a个客户端，每一个客户端与服务端独自连接。
服务端数据处理环节中的第二步，预处理进程包括
步骤一，统一预处理：
所有域控制器应用数据前进行的预处理操作包括防抖、去雾；
步骤二，差异性预处理：
差异性预处理的操作包括色彩空间转换预处理、缩放预处理以及帧率变换预处理。
设定自定驾驶域控制器为最高优先级的域控制器上，作为基础域控制器；非最高优先级的域控制器为座舱域控制器。
数据采集端包括视频采集端，座舱域控制器还需要音频数据，此时，音频数据直接在座舱域内进行采集。
一种车机系统，包括储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前述任意一项所述的域控制器间数据共享方法。
一种车辆，包括车机系统，所述车机系统能够实现如前述任意一项所述的域控制器间数据共享方法。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的域控制器间数据共享方法、车机系统及车辆能够在不增加硬件设施的情况下，很好的解决该问题：通过前期设置环节使得域控制器进行优先级设定和服务端连接设定，从而解决了不同域控制器对于数据采集端数据使用的优先顺序。通过数据采集环节解决数据的有效采集。通过服务端数据处理环节能够使得服务端能将流入的数据通过劈流，从而在实现自用的情况下，也能转至其他域控制器进行使用。通过客户端数据处理环节能够将服务端传输过来的数据进行使用。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例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，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，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为本说明书车辆域控制器间数据共享方法的实施例一的步骤示意图；
图2为本说明书车辆域控制器间数据共享方法的实施例一的实施过程示意图；
图3为图1中前期设置环节的步骤示意图；
图4为图1中数据采集环节的步骤示意图；
图5为图1中服务端数据处理环节的步骤示意图；
图6为图1中客户端数据处理环节的步骤示意图；
图7为本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例五中服务端数据处理环节第二步预处理进程的步骤示意图；
图8为本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例七的实施过程示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例一，如图1-图6所示：该方法包括前期设置环节、数据采集环节、服务端数据处理环节以及客户端数据处理环节；
其中，前期设置环节包括：
第一步，根据各个域控制器对数据采集端的数据使用紧迫程度以及延迟要求程度，对域控制器进行优先级设定；
该步骤主要是根据车辆的实际使用情况中车辆内各域对要采集的数据需要的紧迫程度与延迟度，确定各域控制器的优先级。
第二步，将数据采集端设定在最高优先级的域控制器上，作为基础域控制器；该步骤重点保障了最高优先级的域控制器对数据使用。
第三步，设定服务端和客户端组；
其中，服务端连接最高优先级域控制器即基础域控制器，客户端连接非最高优先级域控制器；
其中，服务端与客户端通过通信协议进行数据交换；
其中，客户端组包括至少一个客户端；
该步骤主要是建立数据沟通渠道，通过设定服务端和客户端从而使得通用的数据能够在不同的域控制器之间进行传递，从而实现共享。
数据采集环节包括
第一步，启动：启动数据采集端；
第二步，采集：采集数据，并记录该数据采集时的时间戳形成汇总数据；
第三步，传送：传送上一步的汇总数据至基础域控制器；
该步骤是将数据采集端采集到的数据汇总并传送到基础域控制器，从而使得基础域控制器能够第一时间对相关数据进行使用。
服务端数据处理环节包括
第一步，接收：接收汇总数据；
第二步，对汇总数据进行预处理；
第三步，进行劈流：
一方面：将数据分流至本域使用；
另一方面：
步骤一，将汇总数据进行编码，形成编码数据；
此时，在满足座舱域控制器对图像质量需求的同时压缩视频数据，以降低码率，降低对以太网带宽的消耗，视频常用H.265或H.264编码。
步骤二，将编码数据打包传送至客户端；
客户端数据处理环节：
第一步，接收编码数据；
第二步，对编码数据进行解码处理。
通过前期设置环节使得域控制器进行优先级设定和服务端连接设定，从而解决了不同域控制器对于数据采集端数据使用的优先顺序。通过数据采集环节解决数据的有效采集。通过服务端数据处理环节能够使得服务端能将流入的数据通过劈流，从而在实现自用的情况下，也能转至其他域控制器进行使用。通过客户端数据处理环节能够将服务端传输过来的数据进行使用
本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例二，前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：
步骤一，设定接入管理控制器；
步骤二，接入管理控制器依据前期设置环节第一步中设定的域控制器的优先级将非最高优先级的域控制器依次接入客户端组。
本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例三，前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：客户端组设定一个客户端，非最高优先级的域控制器接入客户端。
本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例四，前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：设定非最高优先级的域控制器的个数为a,客户端组包括a个客户端，每一个客户端与服务端独自连接。
本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例五，如图7所示，服务端数据处理环节中的第二步，预处理进程包括：
步骤一，统一预处理：
所有域控制器应用数据前进行的预处理操作包括防抖、去雾；
步骤二，差异性预处理：
差异性预处理的操作包括色彩空间转换预处理、缩放预处理以及帧率变换预处理。
在进行色彩空间转换预处理时，有的应用需要的是RGB格式的数据，有的应用需要的是YUV格式的数据，摄像头的输出则是一种色彩格式，这就需要在格式不满足时做相应的色彩空间转换。
缩放预处理时，各应用需要的分辨率可能与摄像头的分辨率不同，则需要做相应的缩放。
在进行帧率变换预处理时，各应用所需求的帧率各不相同，因此需要采用不同的处理。
本说明书的车辆域控制器间数据共享方法的实施例七，如图8所示，设定自定驾驶域控制器为最高优先级的域控制器上，作为基础域控制器；非最高优先级的域控制器为座舱域控制器。
因自动驾驶算法对前置摄像头的启动速度、时延、稳定性等有严格的要求，其优先级远高于智能座舱域控制器行车记录仪等应用，因此该摄像头在硬件上与自动驾驶域控制器直接相连。
自动驾驶域控制器内服务端(service)软件每获取一帧摄像头数据时都要记录下该视频帧数据获取时的时间戳，该时间戳信息会与视频帧数据一同发往智能座舱域控制器。
车载以太网目前大多都支持TSN(Time Sensitive Networking)，TSN的确定性和实时性是建立在精确的时间同步(gPTP：generalized Precision Time Protocol)基础之上，它能够确保各个域控制器间的时间一致。这样自动驾驶域控制器和智能座舱域控制器视音频采样时记录下来的时间戳数据完全可以用作行车记录仪音视频同步使用。
数据采集端包括视频采集端，座舱域控制器还需要音频数据，此时，音频数据直接在座舱域内进行采集。
对于行车记录仪这样的应用需求，座舱域控制器除了要有视频数据外，还要有音频数据。音频数据直接在座舱域控制器这边采集、音频前处理(噪声抑制等)、编码。
座舱域控制器在接收到自动驾驶域控制器发送过来的视频数据和时间戳信息后，会结合本域编码后的音频数据以及音频帧的时间戳信息，打包成多媒体文件(比如：mp4、mpeg2ts等)存储到文件系统里。座舱域控制器还可能把接收到的视频数据解码后显示到屏幕上。
在域控制器架构阶段，各个域控制器间都是通过车载以太网(Ethernet)互联的，从而在各个域控制器间传输大数据量数据成为可能。目前车内以太网的带宽最低也在100Mbps以上，很多都在采用千兆以太网(1Gbps)，甚至更高速的以太网。
虽然以太网的速度相较CAN总线快了很多，但对于像摄像头这样的视频数据，如果不做压缩(编码)处理，直接在以太网上传输，仍然是不够的。所以，在以太网上传输摄像头这样的视频数据，编解码是必须的。
虽然会有多个域控制器对同一摄像头的数据有使用需求，但是各个域控制器对摄像头数据使用的紧迫程度以及延迟要求是不同的。针对于此，对各个域控制器对同一摄像头数据的使用需求做一优先级排序，在硬件连接上，将摄像头连接到最高优先级的域控制器上；同时在该域控制器上开发出一服务端(service)软件，其他低优先级的域控制器则开发一客户端(client)软件与该服务端(service)通过软件协议的方式来访问该摄像头的数据。服务端(service)除了负责与其他低优先级域控制器客户端(client)交互摄像头数据格式、帧率等方面的需求外，还需要把从摄像头获取来的数据进行编码、打包等加工，通过以太网把数据发送给相应域控制器的客户端(client)。相应域控制器客户端(client)接收到从服务端(service)发送过来的数据，处理以供该域控制器相关应用使用。
本说明书的一种车机系统的实施例八，包括储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现如前述任意一项所述的域控制器间数据共享方法。
本说明书的一种车辆的实施例九，车机系统能够实现如前所述任意一项所述的域控制器间数据共享方法。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.域控制器间数据共享方法，其特征在于，该方法包括前期设置环节、数据采集环节、服务端数据处理环节以及客户端数据处理环节；其中，前期设置环节包括
第一步，优先级设定：根据各个域控制器对数据采集端的数据使用紧迫程度以及延迟要求程度，对域控制器进行优先级设定；
第二步，基础域控制器选定：将数据采集端设定在最高优先级的域控制器上，作为基础域控制器；
第三步，设定服务端和客户端组；
其中，服务端连接最高优先级域控制器即基础域控制器，客户端连接非最高优先级域控制器；
其中，服务端与客户端通过通信协议进行数据交换；
其中，客户端组包括至少一个客户端；
数据采集环节包括
第一步，启动：启动数据采集端；
第二步，采集：采集数据，并记录该数据采集时的时间戳形成汇总数据；
第三步，传送：传送上一步的汇总数据至基础域控制器；
服务端数据处理环节包括
第一步，接收：接收汇总数据；
第二步，预处理：对汇总数据进行预处理；
第三步，进行劈流：
一方面：将数据分流至本域使用；
另一方面：
步骤一，将汇总数据进行编码，形成编码数据；
步骤二，将编码数据打包传送至客户端；
客户端数据处理环节：
第一步，接收编码数据；
第二步，对编码数据进行解码处理。
2.如权利要求1所述的域控制器间数据共享方法，其特征在于，前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：
步骤一，设定接入管理控制器；
步骤二，接入管理控制器依据前期设置环节第一步中设定的域控制器的优先级将非最高优先级的域控制器依次接入客户端组。
3.如权利要求1所述的域控制器间数据共享方法，其特征在于，前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：客户端组设定一个客户端，非最高优先级的域控制器接入客户端。
4.如权利要求1所述的域控制器间数据共享方法，其特征在于，前期设置环节第三步还包括客户端连接非最高优先级域控制器的具体步骤：设定非最高优先级的域控制器的个数为a,客户端组包括a个客户端，每一个客户端与服务端独自连接。
5.如权利要求1所述的域控制器间数据共享方法，其特征在于，服务端数据处理环节中的第二步，预处理进程包括
步骤一，统一预处理：
所有域控制器应用数据前进行的预处理操作包括防抖、去雾；
步骤二，差异性预处理：
差异性预处理的操作包括色彩空间转换预处理、缩放预处理以及帧率变换预处理。
6.如权利要求1所述的域控制器间数据共享方法，其特征在于，设定自定驾驶域控制器为最高优先级的域控制器上，作为基础域控制器；非最高优先级的域控制器为座舱域控制器。
7.如权利要求6所述的域控制器间数据共享方法，其特征在于，数据采集端包括视频采集端，座舱域控制器还需要音频数据，此时，音频数据直接在座舱域内进行采集。
8.一种车机系统，包括储器、处理器及存储在存储器上并可在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至7任意一项所述的域控制器间数据共享方法。
9.一种车辆，包括车机系统，其特征在于，所述车机系统能够实现如权利要求1至7任意一项所述的域控制器间数据共享方法。
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