CN117255252B - 一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法及系统 - Google Patents

一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法及系统，属于互联网服务技术领域。其中，该方法包括：相机获取相机数据，当主控模块获取到雷达信号时，对雷达信号进行解析得到时间戳，按照顺序对相机数据进行曝光得到图片。对图片和时间戳打包，再进行内部加串得到内部加串数据包，将内部加串数据包传输至数据处理模块。数据处理模块对内部加串数据包进行解串得到串行数据，对串行数据进行编码得到标准化数据，将标准化数据存储至存储模块。数据处理模块按照域控模块的解串规则对串行数据进行加串得到加串数据包，将所述加串数据包传输至所述域控模块。保证了整个数据链路中的时间同步性，并抑制了旁路行为对原始数据的完整性的影响。

Description

一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法及系统
技术领域
本发明属于互联网服务技术领域，具体涉及一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法及系统。
背景技术
在进行真实自然驾驶场景还原和分析时，需要将采集的数据旁路至数据处理系统中，并在此过程中保证原始数据的完整性和旁路数据的时间同步性。
目前的汽车驾驶数据采集主要是直接将数据从传感器或摄像头等设备采集到域控处理器，没有对数据进行旁路，无法对旁路数据进行独立的分析，在处理过程中容易造成数据的混乱或者丢失。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法及系统，第一方面，本发明的方法可以通过以下技术方案实现：
S1：获取相机数据，所述相机数据根据数据的来源通道存储于对应的寄存器中；
S2：当主控模块获取到雷达信号时，对所述雷达信号进行解析得到时间戳，按照预定的通道顺序对所述相机数据进行曝光得到图片；
S3：所述主控模块对所述图片和所述时间戳进行打包得到数据包，对所述数据包进行内部加串得到内部加串数据包，对所述内部加串数据包进行多媒体串行链路通信，将所述内部加串数据包传输至数据处理模块；
S4：所述数据处理模块对所述内部加串数据包进行解串得到串行数据，对所述串行数据进行编码得到标准化数据，将所述标准化数据存储至存储模块；
S5：所述数据处理模块按照域控模块的解串规则对所述串行数据进行加串得到加串数据包，对所述加串数据包进行所述多媒体串行链路通信，将所述加串数据包传输至所述域控模块。
具体地，S2的具体实现方法为：
S201：所述主控模块接收所述雷达信号，根据以太网协议栈对所述雷达信号进行数据帧解析进行数据位转换得到解析数据；
S202：根据预设的时间戳字节位置对所述解析数据进行字节提取得到所述时间戳；
S203：根据所述通道顺序向相机发送曝光信号，所述相机对所述相机数据进行曝光得到所述图片。
优选地，主控模块对所述解析数据进行字节提取得到所述时间戳后，将所述时间戳与所述主控模块的系统时间进行校验，当所述时间戳的时间与所述系统时间不一致时，所述主控模块向雷达传感器发送时间对齐信号。
具体地，S3中的内部加串的具体实现方法包括：
S301：对所述图片进行格式转化得到YUV420字节流，将所述YUV420字节流与所述时间戳拼接得到多媒体字节流；
S302：将所述多媒体字节流分为32个等长序列得到序列集K{k1,k2,...,k32}，对所述序列集使用密钥初始化公式得到密钥初始值，所述密钥初始化公式为：
其中，表示x和y进行异或操作，mod(x,y)表示x除以y的余数。
S304：对所述序列集使用所述密钥初始值进行混沌迭代得到伪随机序列集R{X,Y,Z}；
S303：将所述多媒体字节流按照YUV分量进行分离，得到分离矩阵，所述分离矩阵包括分量Y1、U1、V1，对所述分离矩阵进行Z型顺序扫描得到扫描矩阵，所述扫描矩阵包括分量Y2、U2、V2，对所述扫描矩阵进行约瑟夫环置乱得到置乱矩阵，所述置乱矩阵包括分量Y3、U3、V3；
S304：对所述伪随机序列集和所述置乱矩阵按照预设的编码规则进行编码计算得到所述加串数据包。
具体地，S4的具体实现方法为：
S401：对所述加串数据包按照所述内部加串的逆操作进行解串得到所述串行数据，所述串行数据包括所述图片和所述时间戳；
S402：对所述串行数据进行复制，得到复制串行数据，所述复制串行数据包括复制图片和复制时间戳；
S403：将所述复制图片转化为base64字符串，对所述base64字符串创建关联的json对象，将所述json对象与所述复制时间戳进行关联得到所述标准化数据；
S404：将所述标准化数据存储于存储模块。
第二方面，本发明还提供了一种汽车多媒体数据链路的旁路采集系统，使用如以上所述的方法运行，其特征在于，包括：相机、雷达、主控模块、数据处理模块、存储模块和域控模块，其中，所述相机和雷达安装于汽车上，按照设备采集频率获取所述相机数据和所述雷达信号，所述相机通过多媒体串行链路与所述主控模块进行数据通信，所述雷达通过千兆以太网与所述主控模块进行数据通信；
所述主控模块包含内部加串器，通过所述多媒体串行链路与所述数据处理模块通信；
所述数据处理模块包含加串器和解串器，通过串行总线与所述存储模块连接，通过所述多媒体串行链路与所述域控模块通信。
本发明的有益效果为：
(1)通过雷达信号触发相机曝光，保证了雷达信号和相机图片的时间一致，将图片与时间戳打包成数据包，保证了整个数据链路中的时间同步性；
(2)通过对内部加串数据包进行解串，对解串后的数据进行复制和存储再对数据进行加串，一定程度上抑制了旁路行为对原始数据的完整性的影响。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的汽车多媒体数据链路的旁路采集方法的流程示意图；
图2为本发明中的汽车多媒体数据链路的旁路采集系统的结构框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
请参阅图1，一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法，包含以下步骤：
S1：获取相机数据，所述相机数据根据数据的来源通道存储于对应的寄存器中；
S2：当主控模块获取到雷达信号时，对所述雷达信号进行解析得到时间戳，按照预定的通道顺序对所述相机数据进行曝光得到图片；
S3：所述主控模块对所述图片和所述时间戳进行打包得到数据包，对所述数据包进行内部加串得到内部加串数据包，对所述内部加串数据包进行多媒体串行链路通信，将所述内部加串数据包传输至数据处理模块；
S4：所述数据处理模块对所述内部加串数据包进行解串得到串行数据，对所述串行数据进行编码得到标准化数据，将所述标准化数据存储至存储模块；
S5：所述数据处理模块按照域控模块的解串规则对所述串行数据进行加串得到加串数据包，对所述加串数据包进行所述多媒体串行链路通信，将所述加串数据包传输至所述域控模块。
在本实施例中，主控模块采用ZR-ASFUS-H600控制器，具有第11代标准电压i9处理器，可以支持的以太网接口有：10GMAC、100BASE-T1、5G数据接口、WIFI6接口，还配备2路RS232接口IO接口、24路CAN/CAN FD接口和配备8路LIN接口，支持串行视频采集，配备8路GMSL 4K采集接口，利用车载工控机搭载采集软件来同步记录传感器所采集的场景数据。车载工控机需要具备抗颠簸、耐冲击、耐高低温、抗电磁干扰等特点。
存储模块采用NAS阵列，搭载Silver 431416-core/32-threadprocessor,up to 3.4GHz。
本实施例中S2具体通过如下步骤实现：
S201：所述主控模块接收所述雷达信号，根据以太网协议栈对所述雷达信号进行数据帧解析进行数据位转换得到解析数据；
S202：根据预设的时间戳字节位置对所述解析数据进行字节提取得到所述时间戳；
S203：根据所述通道顺序向相机发送曝光信号，所述相机对所述相机数据进行曝光得到所述图片。
优选地，主控模块对所述解析数据进行字节提取得到所述时间戳后，将所述时间戳与所述主控模块的系统时间进行校验，当所述时间戳的时间与所述系统时间不一致时，所述主控模块向雷达传感器发送时间对齐信号。
本实施例中，S3中的内部加串的具体实现方法包括：
S301：对所述图片进行格式转化得到YUV420字节流，将所述YUV420字节流与所述时间戳拼接得到多媒体字节流；
S302：将所述多媒体字节流分为32个等长序列得到序列集K{k1,k2,...,k32}，对所述序列集使用密钥初始化公式得到密钥初始值，所述密钥初始化公式为：
其中，表示x和y进行异或操作，mod(x,y)表示x除以y的余数。
S304：对所述序列集使用所述密钥初始值进行混沌迭代得到伪随机序列集R{X,Y,Z}；
S303：将所述多媒体字节流按照YUV分量进行分离，得到分离矩阵，所述分离矩阵包括分量Y1、U1、V1，对所述分离矩阵进行Z型顺序扫描得到扫描矩阵，所述扫描矩阵包括分量Y2、U2、V2，对所述扫描矩阵进行约瑟夫环置乱得到置乱矩阵，所述置乱矩阵包括分量Y3、U3、V3；
S304：对所述伪随机序列集和所述置乱矩阵按照预设的编码规则进行编码计算得到所述加串数据包。
本实施例中，S4的具体实现方法为：
S401：对所述加串数据包按照所述内部加串的逆操作进行解串得到所述串行数据，所述串行数据包括所述图片和所述时间戳；
S402：对所述串行数据进行复制，得到复制串行数据，所述复制串行数据包括复制图片和复制时间戳；
S403：将所述复制图片转化为base64字符串，对所述base64字符串创建关联的json对象，将所述json对象与所述复制时间戳进行关联得到所述标准化数据；
S404：将所述标准化数据存储于存储模块。
第二方面，本发明的实施例还提供了一种汽车多媒体数据链路的旁路采集系统，使用如以上所述的方法运行，如图2所示，包括：相机、雷达、主控模块、数据处理模块、存储模块和域控模块，其中，所述相机和雷达安装于汽车上，按照设备采集频率获取所述相机数据和所述雷达信号，所述相机通过多媒体串行链路与所述主控模块进行数据通信，所述雷达通过千兆以太网与所述主控模块进行数据通信；
所述主控模块包含内部加串器，通过所述多媒体串行链路与所述数据处理模块通信；
所述数据处理模块包含加串器和解串器，通过串行总线与所述存储模块连接，通过所述多媒体串行链路与所述域控模块通信。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的模块、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行模块、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行模块、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种汽车多媒体数据链路的旁路采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获取相机数据，所述相机数据根据数据的来源通道存储于对应的寄存器中；
S2：当主控模块获取到雷达信号时，对所述雷达信号进行解析得到时间戳，按照预定的通道顺序对所述相机数据进行曝光得到图片；
S3：所述主控模块对所述图片和所述时间戳进行打包得到数据包，对所述数据包进行内部加串得到内部加串数据包，对所述内部加串数据包进行多媒体串行链路通信，将所述内部加串数据包传输至数据处理模块；
S4：所述数据处理模块对所述内部加串数据包进行解串得到串行数据，对所述串行数据进行编码得到标准化数据，将所述标准化数据存储至存储模块；
S5：所述数据处理模块按照域控模块的解串规则对所述串行数据进行加串得到加串数据包，对所述加串数据包进行所述多媒体串行链路通信，将所述加串数据包传输至所述域控模块；
所述S4的具体实现方法为：
S401：对所述加串数据包按照所述内部加串的逆操作进行解串得到所述串行数据，所述串行数据包括所述图片和所述时间戳；
S402：对所述串行数据进行复制，得到复制串行数据，所述复制串行数据包括复制图片和复制时间戳；
S403：将所述复制图片转化为base64字符串，对所述base64字符串创建关联的json对象，将所述json对象与所述复制时间戳进行关联得到所述标准化数据；
S404：将所述标准化数据存储于存储模块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2的具体实现方法为：
S201：所述主控模块接收所述雷达信号，根据以太网协议栈对所述雷达信号进行数据帧解析进行数据位转换得到解析数据；
S202：根据预设的时间戳字节位置对所述解析数据进行字节提取得到所述时间戳；
S203：根据所述通道顺序向相机发送曝光信号，所述相机对所述相机数据进行曝光得到所述图片。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主控模块对所述解析数据进行字节提取得到所述时间戳后，将所述时间戳与所述主控模块的系统时间进行校验，当所述时间戳的时间与所述系统时间不一致时，所述主控模块向雷达传感器发送时间对齐信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中的内部加串的具体实现方法包括：
S301：对所述图片进行格式转化得到YUV420字节流，将所述YUV420字节流与所述时间戳拼接得到多媒体字节流；
S302：将所述多媒体字节流分为32个等长序列得到序列集K{k1,k2,...,k32}，对所述序列集使用密钥初始化公式得到密钥初始值，所述密钥初始化公式为：
其中，表示x和y进行异或操作，mod(x,y)表示x除以y的余数；
S303：对所述序列集使用所述密钥初始值进行混沌迭代得到伪随机序列集R{X,Y,Z}；
S304：将所述多媒体字节流按照YUV分量进行分离，得到分离矩阵，所述分离矩阵包括分量Y1、U1、V1，对所述分离矩阵进行Z型顺序扫描得到扫描矩阵，所述扫描矩阵包括分量Y2、U2、V2，对所述扫描矩阵进行约瑟夫环置乱得到置乱矩阵，所述置乱矩阵包括分量Y3、U3、V3；
S305：对所述伪随机序列集和所述置乱矩阵按照预设的编码规则进行编码计算得到所述加串数据包。
5.一种汽车多媒体数据链路的旁路采集系统，使用权利要求1-4任一项所述的方法运行，其特征在于，包括：相机、雷达、主控模块、数据处理模块、存储模块和域控模块，其中，所述相机和雷达安装于汽车上，按照设备采集频率获取所述相机数据和所述雷达信号，所述相机通过多媒体串行链路与所述主控模块进行数据通信，所述雷达通过千兆以太网与所述主控模块进行数据通信；
所述主控模块包含内部加串器，通过所述多媒体串行链路与所述数据处理模块通信；
所述数据处理模块包含加串器和解串器，通过串行总线与所述存储模块连接，通过所述多媒体串行链路与所述域控模块通信。
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