基于分布式计算的V2X系统Uu口通信方法与流程

本发明属于通信系统，具体涉及基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法。

背景技术：

1、合作式智能运输系统车用通信系统(v2x)，旨在通过智能运输系统各子系统之间的信息交互，实现道路安全、通行效率、信息服务等各类应用。为此，不同厂商车辆之间，以及这些车辆与其所能到达的区域范围内的道路基础设施之间，必须实现互联互通。

2、its的工作场景既有蜂窝网络覆盖的场景，也支持没有蜂窝网络部署的场景，提供两种通信接口，分为uu接口(终端与蜂窝网络之间)和pc5接口(终端与终端之间)。当支持c-its的终端设备(如obu、智能手机和rsu等)处于蜂窝网络覆盖内时，可在蜂窝网络的控制下使用uu接口接收v2x数据。同时，也可以采用pc5接口进行v2x通信。c-its将uu接口和pc5接口相结合，彼此相互支撑，共同用于v2x业务传输，形成有效的冗余来保障通信可靠性。

3、在日常应用过程中，为了节约成本，将obu分为高配版本和低配版本。高配版本同时支持pc5通信和uu通信，低配版本仅支持uu通信。在大部分场景下，因pc5接口的传输速度快、时延低、稳定性好，能为用户带来更好、更稳定的智慧交通体验。但pc5接口依赖于obu必须内置v2x芯片及安全加密芯片，并且obu必须使用与该地区相同的ca认证服务器方可能正常通信。在实际推广过程中，需要花费大量的人力、物理去做适配、测试等工作。

4、而uu接口的处理逻辑是由路侧rsu直接将路面的实时数据上传到云端服务器，例如红绿灯倒计时数据、道路标志标牌数据、斑马线行人数据、非机动车数据、机动车数据等。同时，obu将设备的实时定位数据以一定频率(通常是10hz)上传至云端服务器，然后由云端服务器根据当前车辆的定位及时速等数据，去判断该车辆是否有可能会闯红灯、是否会与机动车、非机动车、行人等发生碰撞风险等，当有此类可能时，再将相关事件发送给obu。

5、uu接口现有的应用方式是以云端服务器结合车辆数据、道路数据等信息进行综合运算，obu仅做数据的展示(包括显示图标、语音播报等)。此种uu接口的处理方式存在较大的时延问题。通常情况下，设备将自身车速数据上传到云端服务器预计会产生200ms的延时。然后云端服务器结合设备的车速、前方rsu数据等进行运算，会有500ms的延时，再将场景数据下发到obu会产生200ms的延时，obu接收到数据并进行声音、光效、动画等展示预计会产生200ms的延时，结合车辆的运动速度(60千米/小时约等于16.7米/s)，留给驾驶员的反应时间在大部分时间下是不够的，这将可能给驾驶员带来行车安全风险，因此我们需要提出基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法来解决上述存在的问题，使其能够充分利用了obu端的算力，并大幅减少了时延产生。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，能够充分利用了obu端的算力，并大幅减少了时延产生，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，包括如下步骤：

4、s1、将设备通电联网，rsu实时将v2x场景数据上传到云控平台；

5、s2、云控平台将v2x场景数据进行储存，并提供给obu服务器进行数据存储；

6、s3、当obu通电联网后开始向obu服务器主动、不间断上报当前经纬度；

7、s4、obu服务器结合obu当前经纬度定位设备所在位置，计算出车辆所在半径1.5km范围内的所有场景点位置数据，并发送给obu端；

8、s5、obu端存储场景点到内存，根据当前场景点位置数据计算各场景点触发概率，判断场景点是否满足触发要求：

9、s5.1、当场景点满足触发要求时，通过声音、图标提醒用户相关v2x场景；

10、s5.2、当场景点不满足触发要求时，则返回s3。

11、优选的，步骤s1中，所述v2x场景数据包括红绿灯状态、路侧感知事件、标志标牌、道路异常状况，其中所述路侧感知事件包括行人数据、车辆数据、非机动车数据，所述道路异常状况包括道路施工状况和发生车祸状况。

12、优选的，所述rsu不间断上传v2x场景数据给云控平台，所述云控平台储存v2x场景数据到uu口，云控平台对v2x场景数据统一进行加工和封装，并通过统一接口提供给obu服务器，所述obu服务器调用云控平台接口进行订阅v2x场景数据并存储。

13、优选的，所述obu上报的当前经纬度包括当前所在位置、时速、航向角数据，且不间断上报的频率为10hz。

14、优选的，所述obu服务器在定位设备所在位置时，每10秒更新一次，每次更新后均需以更新的位置计算出车辆所在半径1.5km范围内的所有场景点位置数据。

15、优选的，所述obu将场景点数据暂存到设备内部，并每10秒向obu服务器更新场景点数据。

16、优选的，所述场景点触发概率在计算时根据车辆当前位置、车辆行驶航向角、导航地图路径进行计算，通过车辆当前位置确认车辆的车速，通过导航地图路径计算各场景点与车辆距离。

17、优选的，所述触发要求根据场景点的不同触发距离不同，当车速在38km/h-42km/h时，要求触发距离小于50米。

18、优选的，当obu判断前往有场景会被触发时，obu通过图标告知用户交通状况和等待时长，若车辆存在违规情况时，还会发出语音播报提醒用户不要违规。

19、本发明提出的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，与现有技术相比，具有以下优点：

20、1、本发明通过rsu实时将v2x场景数据上传到云控制平台，云控制平台将v2x场景数据进行储存，并提供给obu服务器进行数据存储，当obu通电联网后开始向obu服务器主动、不间断上报当前经纬度，obu服务器结合obu当前经纬度定位设备所在位置，计算出车辆所在半径1.5km范围内的所有场景点位置数据，并发送给obu端，obu端存储场景点到内存，根据当前场景点位置数据计算各场景点触发概率，判断场景点是否满足触发要求，通过将场景触发运算逻辑迁移到了obu端，减少了云端服务器的运算时长，且一次性读取了一定范围内的场景点清单，具有了相应的时间提前量，可以实现云端场景清单和obu端场景触发可能性的异步运算，提高了行车安全性。

21、2、本发明的云控平台根据obu的实时定位数据将一定范围内的场景点位置下发到obu端，obu端结合当前车辆的位置、时速、航向角等数据，在obu端进行分布式运算，将原本由云端服务器去检测场景触发可能性的逻辑改到了obu端，充分利用了obu端的算力，并大幅减少了时延产生，不但能够为各类车企、obu制造商节约成本，同时还能为用户带来更好的行车安全体验。

技术特征：

1.基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：步骤s1中，所述v2x场景数据包括红绿灯状态、路侧感知事件、标志标牌、道路异常状况，其中所述路侧感知事件包括行人数据、车辆数据、非机动车数据，所述道路异常状况包括道路施工状况和发生车祸状况。

3.根据权利要求2所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：所述rsu不间断上传v2x场景数据给云控平台，所述云控平台储存v2x场景数据到uu口，云控平台对v2x场景数据统一进行加工和封装，并通过统一接口提供给obu服务器，所述obu服务器调用云控平台接口进行订阅v2x场景数据并存储。

4.根据权利要求3所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：所述obu上报的当前经纬度包括当前所在位置、时速、航向角数据，且不间断上报的频率为10hz。

5.根据权利要求4所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：所述obu服务器在定位设备所在位置时，每10秒更新一次，每次更新后均需以更新的位置计算出车辆所在半径1.5km范围内的所有场景点位置数据。

6.根据权利要求5所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：所述obu将场景点数据暂存到设备内部，并每10秒向obu服务器更新场景点数据。

7.根据权利要求6所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：所述场景点触发概率在计算时根据车辆当前位置、车辆行驶航向角、导航地图路径进行计算，通过车辆当前位置确认车辆的车速，通过导航地图路径计算各场景点与车辆距离。

8.根据权利要求7所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：所述触发要求根据场景点的不同触发距离不同，当车速在38km/h-42km/h时，要求触发距离小于50米。

9.根据权利要求8所述的基于分布式计算的v2x系统uu口通信方法，其特征在于：当obu判断前往有场景会被触发时，obu通过图标告知用户交通状况和等待时长，若车辆存在违规情况时，还会发出语音播报提醒用户不要违规。

技术总结本发明公开了基于分布式计算的V2X系统Uu口通信方法，通过RSU实时将V2X场景数据上传到云控制平台，云控制平台将V2X场景数据进行储存，并提供给OBU服务器进行数据存储，当OBU通电联网后开始向OBU服务器主动、不间断上报当前经纬度，OBU服务器结合OBU当前经纬度定位设备所在位置，计算出车辆所在半径1.5km范围内的所有场景点位置数据，并发送给OBU端，OBU端存储场景点到内存，根据当前场景点位置数据计算各场景点触发概率，判断场景点是否满足触发要求，通过将场景触发运算逻辑迁移到了OBU端，减少了云端服务器的运算时长，且一次性读取了一定范围内的场景点清单，具有了相应的时间提前量，可以实现云端场景清单和OBU端场景触发可能性的异步运算。技术研发人员：邓伟,黄昶,苏超,翟光强,张冲,王纯纲,解林凤受保护的技术使用者：浙江海康智联科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20