CN116567015A - 车辆控制装置、系统以及车辆控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供车辆控制装置、系统以及车辆控制方法。车辆控制装置包括通信设备和处理器，所述通信设备配置为使用多个通信线路向车辆发送多个信号。所述处理器配置为获取所述多个通信线路中的每个的通信延迟量，以及基于获取的所述通信延迟量确定分配所述多个信号中的每个的通信线路。所述通信设备配置为使用分配的所述通信线路执行将所述多个信号中的每个发送至所述车辆。

Description

车辆控制装置、系统以及车辆控制方法

技术领域

本公开涉及与车辆通信并且控制车辆的车辆控制装置、系统以及车辆控制方法。

背景技术

日本未审查专利申请公开第2019-505059号(JP 2019-505059 A)公开了一种自动驾驶车辆服务平台，所述自动驾驶车辆服务平台连接至在道路网上自动驾驶的多个自动驾驶车辆，以便能够经由网络与自动驾驶车辆通信。该自动驾驶车辆服务平台远程控制自动驾驶车辆并且使用自动驾驶车辆向用户提供各种服务。

发明内容

在车辆和设置在云端的控制装置经由网络连接的系统中，在车辆与云端之间发生通信延迟。因此，当控制装置控制车辆时，期望减小在车辆与云端之间发生的通信延迟的影响。

鉴于以上问题已经做出本公开，并且其目的在于提供能够减小针对车辆发生的通信延迟的影响的车辆控制装置等。

根据本发明的第一方案的车辆控制装置包括通信设备和处理器，所述通信设备配置为使用多个通信线路向车辆发送多个信号。所述处理器配置为获取所述多个通信线路中的每个的通信延迟量，以及基于获取的所述通信延迟量确定分配给所述多个信号中的每个的通信线路。所述通信设备配置为使用分配的所述通信线路执行将所述多个信号中的每个发送至所述车辆。

根据这样的配置，能够减少在车辆与车辆控制装置之间发生的通信延迟的影响。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述处理器可以配置为关于所述多个信号的通信设定优先级。在此，所述处理器可以配置为基于所述通信延迟量和所述优先级确定分配给所述多个信号中的每个的通信线路。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述处理器可以配置为优先将所述优先级高于预定基准的信号分配至所述通信延迟量少的通信线路。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述处理器可以配置为进一步获取结合的所述多个通信线路的总通信延迟量。所述处理器可以配置为当所述总通信延迟量不小于预定阈值时，减小所述优先级低于预定基准的信号的通信量的至少一部分。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述多个信号可以包括不能由所述车辆的用户改变所述优先级的信号，以及能够改变所述优先级的信号。

在根据第一方案的车辆控制装置中，不能由所述车辆的所述用户改变所述优先级的所述信号可以为与关于所述车辆的安全和安心相关的高优先级的信号。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述处理器可以配置为执行多个应用程序。所述多个信号可以为基于来自所述多个应用程序的要求的多个信号。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述处理器可以配置为将关于通信的优先级设定为所述多个应用程序的标签信息。所述处理器可以配置为通过在所述多个信号中嵌入在所述多个应用程序中设定的所述标签信息而设定所述多个信号的所述优先级。

在根据第一方案的车辆控制装置中，所述处理器可以配置为，使用基于所述通信延迟量的所述车辆与所述车辆控制装置之间的通信延迟时间，在虚拟空间中生成与现实空间时间同步的数字孪生。

根据本发明的第二方案的系统包括多个车辆和车辆控制装置。所述车辆控制装置包括通信设备和处理器，所述通信设备配置为使用多个通信线路向目标车辆发送多个信号。

所述处理器配置为获取所述多个通信线路中的每个的通信延迟量，以及基于所述通信延迟量确定分配给所述多个信号中的每个的通信线路。而且，所述通信设备配置为使用分配的所述通信线路执行将所述多个信号中的每个发送至所述目标车辆。

根据本发明的第三方案的车辆控制方法由包括处理器和通信设备的车辆控制装置执行。所述车辆控制方法包括：由所述处理器获取用于与车辆的通信的多个通信线路中的每个的通信延迟量；由所述处理器基于所述通信延迟量确定针对将要发送至所述车辆以及从所述车辆接收的多个信号中的每个分配的通信线路；以及由所述通信设备使用分配的所述通信线路执行发送所述多个信号中的每个。

根据第三方案的车辆控制方法可以包括由所述处理器为所述多个信号设定关于通信的优先级。当确定将要分配的所述通信线路时，所述处理器可以基于所述通信延迟量和所述优先级确定将要分配给所述多个信号中的每个的所述通信线路。

在根据第三方案的车辆控制方法中，当确定将要分配的所述通信线路时，所述处理器可以优先将所述优先级高于预定基准的信号分配至所述通信延迟量少的通信线路。

根据第三方案的车辆控制方法还可以包括由所述处理器进一步获取作为所述多个通信线路的结合的总通信延迟量。而且，当所述总通信延迟量不小于预定阈值时，可以由所述处理器减小所述优先级低于预定基准的信号的通信量的至少一部分。

根据本公开的车辆控制装置等，当使用控制装置控制车辆时，能够减少与车辆发生的通信延迟的影响。

附图说明

将在下文中参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业方面的重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1为包括根据本公开的实施例的车辆控制装置的系统的示意性配置图；

图2为图示出车辆控制装置的示意性配置示例的功能框图；

图3为由车辆控制装置执行的通信线路确定控制的处理流程图；以及

图4为图示出包括车辆控制装置的系统的应用示例的示意性配置图。

具体实施方式

根据本公开的车辆控制装置获取用于与车辆通信的多个通信线路中的每个的通信延迟量，并且基于所述通信延迟量确定将要分配给发送至车辆以及从车辆接收的多个信号中的每个的通信线路。相比于具有低优先级的信号，具有高优先级的信号被优先分配给通信延迟量少的通信线路。因此，具有高优先级的信号可以被优先分配给通信延迟量少的稳定的通信线路，并且因此能够确保具有高优先级的功能的通信稳定性。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。

实施例

配置

图1为包括根据本公开的实施例的车辆控制装置100和一个以上的车辆200的车辆系统10的示意性配置图。车辆系统10为车辆控制装置100和每个车辆200经由多个通信线路501、502以及503能够通信地连接的配置的系统，并且，例如，车辆控制装置100能够远程控制至少一个车辆200。注意到的是，能够与车辆控制装置100通信的车辆200的数量不限于图1所示的数量。

图2为图示出图1中的车辆控制装置100的示意性配置示例的功能框图。图2中举例的车辆控制装置100包括多个应用程序111、112和113，通信调停单元120，通信单元130，通信延迟量获取单元140，以及通信线路确定单元150。例如，该车辆控制装置100可以在云端(诸如云服务器)配置。

应用程序111、112和113在车辆控制装置100中实施，并且实现与车辆200相关的各种功能(或者服务)。实现的功能的示例包括与车辆200的“安全和安心”相关的功能，与车辆200的“生态(eco)”相关的功能，与车辆200的“舒适”相关的功能，以及与车辆200的“享受”相关的功能等。与“安全和安心”相关的功能的示例包括与车辆200的运动(行驶、停止、转向)相关的功能。与“生态”相关的功能的示例包括与车辆200的燃料/电力消耗相关的功能。与“舒适”相关的功能的示例包括与车厢中的空调相关的功能。与“享受”相关的功能的示例包括与车辆200中的娱乐相关的功能。

针对由这些应用程序111、112和113实现的功能(或者服务)预先设定优先级。也就是说，与“安全和安心”相关的功能、与“生态”相关的功能、与“舒适”相关的功能以及与“享受”相关的功能中的每个具有关于其实现的信号的通信预先设定的优先级。作为示例，最高优先级“1”被设定为与安全相关的功能，并且此后，按照优先的顺序，分别地，优先级“2”被设定为与“安心”相关的功能，优先级“3”被设定为与“生态”相关的功能，优先级“4”被设定为与“舒适”相关的功能，并且优先级“5”被设定为与“享受”相关的功能。这些优先级作为标签信息被分别赋予应用程序111、112和113，并且要求的优先级能够通过包含在与车辆200通信的信号和数据的一部分中被预先赋予的标签信息的应用程序111、112和113来表达。另外，由于是重要项目，因此与车辆200的“安全和安心”相关的功能的优先级优选是不能改变的，而车辆200的与“生态”相关的功能、与“舒适”相关的功能以及与“享受”相关的功能可以是根据车辆200的用户(驾驶员等)的偏好而能够改变的。

注意到的是，在本实施例中，举例了三个应用程序，即，具有最高优先级(高优先级)的应用程序111，具有最低优先级(低优先级)的应用程序113，以及具有应用程序111与113之间的中间优先级(中等优先级)的应用程序112。然而，优先级分类的数量不限于图2所示的数量。而且，在车辆控制装置100中实施的每个优先级的应用程序的数量不限于图2所示的数量。

通信调停单元120具有在从应用程序111、112和113接收的关于与车辆200通信的多个要求之间进行调停的功能。该调停功能包括确定从应用程序111、112和113中的每个要求的信号的优先顺序的功能，使从应用程序111、112和113中的每个要求的信号的通信量稀疏化的功能等。基于由将稍后描述的通信延迟量获取单元140提供的通信延迟量来执行这些功能。要求的调停结果被输出至通信单元130和通信线路确定单元150。通信调停单元120也能够将从车辆200接收的信号经由通信单元130输出至应用程序111、112和113。

通信单元130能够经由通信线路501、502和503与作为通信对象的车辆200通信。通信线路501、502和503优选地全部具有不同的线路环境，但也可以作出物理上独立地设置多个相同类型的通信线路的布置。作为示例，通信线路501、502和503可以使用不同的网络、不同的提供通信的服务提供商、不同的通信频带等。响应于从应用程序111、112和113接收的关于与车辆200通信的要求，通信单元130根据要求向车辆200发送信号。而且，通信单元130将从车辆200接收的信号输出至对应的应用程序和通信延迟量获取单元140。在本实施例中，已经描述了在车辆控制装置100与车辆200之间设置三个通信线路501、502和503的示例。然而，通信线路的数量不限于图2所示的数量。此外，当车辆系统10包括多个车辆200时，并非全部车辆200都需要使用相同的通信线路501、502和503。

通信延迟量获取单元140获取关于在车辆控制装置100与车辆200之间经由通信单元130执行的通信的通信延迟量。通信延迟量获取单元140获取通信线路501、502和503结合成一个时(视为一个通信线路时)的通信延迟量，以及线路501、502和503中的每个的通信延迟量。作为示例，能够通过执行预先安装在车辆控制装置100中的通信延迟量测量工具、预先安装的通信延迟量测量应用软件等，并且从以预定周期交换车辆控制装置100与车辆200之间的预定测试信号获得结果等，能够求出这些通信延迟量。通信延迟量获取单元140将获取的通信延迟量输出至通信调停单元120。

通信线路确定单元150基于由通信调停单元120进行的调停的结果确定通信线路501、502和503中的一个以上用于应用程序111、112和113要求的信号的通信。稍后将描述确定通信线路的方法。

上述车辆控制装置100典型地构造为包括诸如中央处理单元(CPU)的处理器、随机存取存储器(RAM)、诸如硬盘驱动器(HDD)或者固态驱动器(SSD)的可读写存储装置的装置，并且将RAM用作工作区来执行由CPU从存储装置读取的程序，由此实现预定处理。而且，车辆控制装置100包括通信设备作为通信单元130。

此外，车辆控制装置100可以基于由通信延迟量获取单元140获取的通信延迟量，使用自身与车辆200之间的通信延迟时间等在存储装置中形成数字孪生。该数字孪生为通过实时地更新和存储相对于车辆200收集的与当前和过去的车辆状况(车辆位置、关于行驶的钟点等)相关的数据而与现实世界(现实空间)时间同步的虚拟世界(虚拟空间)，并且在云计算机中再现。

控制

接下来，参照图3描述由根据本实施例的车辆控制装置100执行的处理。图3为示出由车辆控制装置100的各配置执行的通信线路确定控制的处理过程的流程图。图3中举例的通信线路确定控制在车辆控制装置100能够通信地连接至车辆200时开始，并且每当应用程序111、112和113中的至少一个要求信号的通信(发送和接收之一或者两者)时重复执行，或者周期性地重复执行，直到与车辆200的通信结束。

步骤S301

通信延迟量获取单元140获取作为连接车辆200和车辆控制装置100的通信线路501、502、503结合成一个时的通信延迟量的“总通信延迟量”。例如，通信延迟量获取单元140能够从通过经由通信单元130使用全部通信线路501、502和503向车辆200发送预定测试信号以及从车辆200接收预定测试信号而获得的结果等获取总通信延迟量。注意到的是，可以获取通信延迟时间而不获取通信延迟量。当获取结合成一个的通信线路的总通信延迟量时，处理进行至步骤S302。

步骤S302

通信延迟量获取单元140获取作为连接车辆200和车辆控制装置100的通信线路501、502和503中的每个的通信延迟量的“个别通信延迟量”。例如，通信延迟量获取单元140能够从经由通信单元130使用通信线路501、502和503中的一个向车辆200发送预定测试信号以及从车辆200接收预定测试信号而获得的结果获取每个通信线路的每个个别通信延迟量。注意到的是，可以获取通信延迟时间而不获取通信延迟量。当获取每个通信线路的每个个别通信延迟量时，处理进行至步骤S303。

步骤S303

通信调停单元120判定由通信延迟量获取单元140获取的总通信延迟量的大小。具体地，通信调停单元120判定总通信延迟量是小于预先设定的阈值T1、不小于阈值T1并且小于预先设定的预定的阈值T2，还是不小于阈值T2(阈值T1<阈值T2)。作为阈值T1，设定延迟量来判定是否需要对应用程序111、112和113要求的多个信号的通信线路的分配进行调停。而且，作为阈值T2，设定延迟量来判定是否需要使与应用程序111、112和113要求的信号有关的通信量稀疏化。

当总通信延迟量小于阈值T1(在步骤S303中小于阈值T1)时，处理进行至步骤S304。当总通信延迟量不小于阈值T1并且小于阈值T2(在步骤S303中不小于阈值T1并且小于阈值T2)时，处理进行至步骤S305。当总通信延迟量不小于阈值T2(在步骤S303中不小于阈值T2)时，处理进行至步骤S306。

步骤S304

通信线路确定单元150通过来自通信线路501、502和503中的信号确定将要用于通信的每个通信线路，而不管应用程序111、112和113要求的信号的优先级。典型地，通信线路确定单元150将应用程序111、112和113要求的信号平等地分配给通信线路501、502和503。不对平等的定义(诸如相等的数据量、相等的间隔等)进行特别限制。当确定将要用于由应用程序111、112和113的信号进行的通信的通信线路时，处理进行至步骤S308。

步骤S305

针对应用程序111、112和113要求的信号中的具有低优先级的信号，通信调停单元120确定不对通信量实施稀疏化(未实施)。该确定基于如下原因：当总通信延迟量小于阈值T2时，能够将通信资源充分地分配给具有高优先级的信号。当做出不实施与具有低优先级的信号有关的通信量的稀疏化(未实施)的确定时，处理进行至步骤S307。

步骤S306

通信调停单元120针对应用程序111、112和113要求的信号中的具有低优先级的信号实施通信量的稀疏化。该确定基于如下原因：当总通信延迟量不小于阈值T2时，不能将通信资源分配给具有高优先级的信号。现在，低的优先级是指比用作基准的预定优先级低的优先级。因此，例如，优先级低的信号在预定基准为高优先级信号时为中等优先级信号和低优先级信号，而在预定基准为中等优先级信号时为低优先级信号。使优先级低的信号的通信量稀疏化的示例包括减少总通信数据量、降低通信速率、延长通信周期等。当针对优先级低的信号实施通信量的稀疏化时，处理进行至步骤S307。

步骤S307

通信线路确定单元150从通信线路501、502和503中确定用于应用程序111、112和113要求的信号(优先具有高优先级的信号)的通信的通信线路。现在，高的优先级是指比用作基准的预定优先级高的优先级。因此，例如，优先级高的信号在预定基准为中等优先级信号时为高优先级信号，而在预定基准为低优先级信号时为中等优先级信号和高优先级信号。注意到的是，用于步骤S307中的确定的预定基准可以与用于步骤S306中的确定的预定基准相同或者不同。典型地，通信线路确定单元150优先将由通信延迟量获取单元140获取的个别通信延迟量少的通信线路分配给具有高优先级的信号。在基于优先级确定用于信号的通信的通信线路之后，处理进行至步骤S308。

步骤S308

通信单元130使用由通信线路确定单元150已经从通信线路501、502和503中确定分配的一个以上的通信线路来执行从应用程序111、112和113中的每个要求的信号的通信。当执行信号的通信时，该通信线路确定控制处理结束。

在获取通信线路501、502和503结合成一个的总通信延迟量(步骤S301)之后，针对通信线路501、502和503中的每个获取个别通信延迟量(步骤S302)的情况已经在以上处理流程中进行了描述。然而，可以颠倒获取总通信延迟量和个别通信延迟量的顺序。或者，可以基于针对通信线路501、502和503中的每个获取的多个个别通信延迟量来估计和导出总通信延迟量，而无需单独获取总通信延迟量。

应用示例

在使用图1的上述实施例中，做出车辆控制装置100在安装多个应用程序111、112和113时实现功能(或者服务)的假设。因此，只有车辆控制装置100具有通信调停单元120、通信单元130、通信延迟量获取单元140以及通信线路确定单元150的配置。

然而，为了实现一个功能(或者服务)，在云侧的车辆控制装置100和移动侧的车辆200中可以存在将一个应用程序分割并且实施(布置)的情况。在这种情况下，如图4所举例的，与车辆控制装置100侧同样地，可以使用车辆200侧也具有通信调停单元120、通信单元130、通信延迟量获取单元140以及通信线路确定单元150的配置的系统。

作用及效果

如上所述，根据本公开的实施例的车辆控制装置，使用多个通信线路执行与车辆的通信。当执行通信时，车辆控制装置获取通信线路的通信延迟量(总通信延迟量和个别通信延迟量)，并且基于所获取的通信延迟量，确定将要分配给发送至车辆和从车辆接收的信号的每个通信线路。在确定通信线路中，相比于具有相对低的优先级的信号，具有相对高的优先级的信号被优先分配通信延迟量小的通信线路。

根据该处理，能够将具有高优先级的信号分配给通信延迟量小的一个以上的稳定的通信线路，并且因此能够确保作为与关于车辆的安全和安心相关的功能的高优先功能的通信稳定性。

而且，根据本实施例的车辆控制装置，当在通信延迟量小的通信线路中存在较少的过量的通信资源时，具有相对低的优先级的信号的通信量被稀疏化。

因此，如在该处理中能够看到的，通过使与关于车辆的安全和安心相关的功能以外的低优先级功能的通信量稀疏化，能够确保高优先级功能的通信资源，并且能够确保功能的稳定性。

尽管在上文中已经描述了本公开的实施例，但是能够将本公开理解为车辆控制装置，由包括处理器和存储器的车辆控制装置执行的方法，用于执行该方法的控制程序，存储控制程序的计算机可读非暂时性存储介质，以及配备有车辆控制装置和车辆的系统。

当期望在使用设置在云端的车辆控制装置来控制车辆时减少在车辆与云端之间发生的通信延迟的影响时等，本公开是有用的。

Claims (14)

1.一种车辆控制装置，其特征在于包括：

通信设备，其配置为使用多个通信线路向车辆发送多个信号；以及

处理器，其配置为

获取所述多个通信线路中的每个的通信延迟量，以及

基于获取的所述通信延迟量确定分配给所述多个信号中的每个的通信线路，其中所述通信设备配置为使用分配的所述通信线路执行将所述多个信号中的每个发送至所述车辆。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，所述处理器配置为

关于所述多个信号的通信设定优先级，以及

基于所述通信延迟量和所述优先级确定分配给所述多个信号中的每个的通信线路。

3.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，所述处理器配置为优先将所述优先级高于预定基准的信号分配至所述通信延迟量少的通信线路。

4.根据权利要求2或3所述的车辆控制装置，其特征在于，所述处理器配置为进一步获取结合的所述多个通信线路的总通信延迟量，以及

当所述总通信延迟量不小于预定阈值时，减小所述优先级低于预定基准的信号的通信量的至少一部分。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述多个信号包括不能由所述车辆的用户改变所述优先级的信号，以及能够改变所述优先级的信号。

6.根据权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于，不能由所述车辆的所述用户改变所述优先级的所述信号为与关于所述车辆的安全和安心相关的高优先级的信号。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的车辆控制装置，其特征在于：

所述处理器配置为执行多个应用程序；以及

所述多个信号为基于来自所述多个应用程序的要求的多个信号。

8.根据权利要求7所述的车辆控制装置，其特征在于，所述处理器配置为将关于通信的优先级设定为所述多个应用程序的标签信息，以及

通过在所述多个信号中嵌入在所述多个应用程序中设定的所述标签信息而设定所述多个信号的所述优先级。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述处理器配置为，使用基于所述通信延迟量的所述车辆与所述车辆控制装置之间的通信延迟时间，在虚拟空间中生成与现实空间时间同步的数字孪生。

10.一种系统，其特征在于包括：

多个车辆；以及

车辆控制装置，其配置为包括通信设备以及处理器，所述通信设备配置为使用多个通信线路向目标车辆发送多个信号，其中：

所述处理器配置为

获取所述多个通信线路中的每个的通信延迟量，以及

基于所述通信延迟量确定分配给所述多个信号中的每个的通信线路；并且

所述通信设备配置为使用分配的所述通信线路执行将所述多个信号中的每个发送至所述目标车辆。

11.一种车辆控制方法，其由包括处理器和通信设备的车辆控制装置执行，所述车辆控制方法的特征在于包括：

由所述处理器获取用于与车辆的通信的多个通信线路中的每个的通信延迟量；

由所述处理器基于所述通信延迟量确定针对将要发送至所述车辆的多个信号中的每个分配的通信线路；以及

由所述通信设备使用分配的所述通信线路执行发送所述多个信号中的每个。

12.根据权利要求11所述的车辆控制方法，其特征在于，还包括由所述处理器为所述多个信号设定关于通信的优先级，其中当确定将要分配的所述通信线路时，所述处理器基于所述通信延迟量和所述优先级确定将要分配给所述多个信号中的每个的所述通信线路。

13.根据权利要求12所述的车辆控制方法，其特征在于，当确定将要分配的所述通信线路时，所述处理器优先将所述优先级高于预定基准的信号分配至所述通信延迟量少的通信线路。

14.根据权利要求12或13所述的车辆控制方法，其特征在于还包括：

由所述处理器进一步获取作为所述多个通信线路的结合的总通信延迟量；以及

当所述总通信延迟量不小于预定阈值时，由所述处理器减小所述优先级低于预定基准的信号的通信量的至少一部分。