一种胎路云融合的边缘计算系统

本发明涉及边缘计算领域，特别涉及一种胎路云融合的边缘计算系统。

背景技术：

1、移动互联网和物联网的快速发展，助力海量智能终端设备广泛应用于各行业领域。通过在中心云平台部署各类业务应用，终端用户可以体验到便捷而丰富的智慧服务。然而，大量终端设备产生的数据汇集在中心云平台时，会极大地增加网络负荷，影响数据的传输速率。对时延、带宽和可靠性有较高要求的业务而言，集中式的云计算模式逐渐难以满足应用的处理需求。为解决云计算中的上述瓶颈问题，边缘计算成为一种可行的方案。通过将主干网络的压力迁移到移动接入网的边缘，在传统通信网络靠近终端用户的层面构建具备计算能力的边缘设备网络可以有效减少应用交付的端到端时延和网络带宽的压力，提升终端用户的服务体验，因此也获得了学术界和产业界的广泛关注和研究。

技术实现思路

1、本发明针对技术背景中所涉及到的缺陷，提供一种胎路云融合的边缘计算系统。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、本发明所述的整体系统构架包含四层，分别为胎端设备层，路端设备层，边缘计算平台层以及中心云平台层。系统整体通信流程为：胎端设备通过相应的通信接口，向基站发送传感器采集到的信息，并由基站传输至边缘计算平台，边缘计算平台从中心云平台提取路端设备传输至中心云平台的路面信息，边缘计算平台对多源信息进行处理修正，经基站的通信链路将整合后的信息分发至请求车辆。

4、进一步的，所述的胎端设备层为智能轮胎设备，在轮胎上装备有多源多模态传感器，设置其定期地收集传感器感知范围内的周边路面信息，轮胎转台信息，车辆运动信息等。

5、进一步的，所述的路端设备层包含智能化交通管理基础设备和智能化路测感知设备。

6、进一步的，所述的智能化交通管理基础设备包括但不限于红绿灯、电子标志标识和一些交通专网内提供监控、卡口等信息的交警数据交互设备。这些设备提供的交通信息会定期进行更新，并以安全加密的方式回传到交通数据中心平台，授权认证后的车联网边缘计算平台可以通过专用接口定期接收到此类交通管控信息，例如交通信号灯、道路限速、当前车流量和车辆速度等信息。

7、进一步的，所述的智能化路侧感知设备主要是摄像头、毫米波雷达和激光雷达三类车联网中常用的传感器，以及气象检测、基础设施健康状态监测等专用管控类传感器。摄像头、毫米波雷达和激光雷达分别用于采集交通环境中的图像、视频和点云等原始数据，这些采集到的原始数据通过上传到边缘计算平台，在拥有高算力的边缘计算端经由时空同步、多模态数据融合计算等处理后，生成结构化的感知数据。

8、进一步的，所述的边缘计算平台层为该系统架构的核心，由通用平台，中间件和边缘计算应用三部分组成。边缘计算通用平台内具有操作系统以及硬件资源或是虚拟的抽象资源。一方面，边缘计算通用平台可以实时获取来自下层交通信号机、摄像头和激光雷达等智能路端设备所感知的周边环境及车辆信息，或是通过rsu和各类型蜂窝网络基站获取智能网联汽车和行人等终端用户信息；另一方面，边缘计算通用平台可以为部署在其内部的上层车联网应用服务器和边缘计算应用提供运行环境以及应用管理、数据传输、计算存储和网络通信等核心能力。

9、进一步的，所述的中心云平台层是整个系统架构的最顶层，一些计算任务量较大且对时延没有过于严格要求的车联网应用可以在中心云平台处理。此外，对于一些需要云端资源大范围协调调度或是高算力支持的边缘计算应用也会由边缘计算平台请求中心云平台协助完成。边缘计算平台可以通过蜂窝网络或是有线光纤链路与云中心平台实现数据传输。

10、进一步的，所述的需要边云协同完成的车联网边缘计算应用包括但不局限于：本地服务信息分发、提供视频分析的车载信息增强、车辆行驶状态的在线诊断和车辆动态高精度地图下发等。

11、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

12、本发明提出的胎-路-云融合的边缘计算系统，结合了边缘计算平台的开放算力、通信和储存能力，可以缩短端到端的时延，降低对核心网传输带宽的压力，可以为后续车辆控制提供更为精准的初始参数。

技术特征：

1.一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述整体系统构架包含四层，分别为胎端设备层，路端设备层，边缘计算平台层以及中心云平台层；系统整体通信流程为：胎端设备通过相应的通信接口，向基站发送传感器采集到的信息，并由基站传输至边缘计算平台，边缘计算平台从中心云平台提取路端设备传输至中心云平台的路面信息，边缘计算平台对多源信息进行处理修正，经基站的通信链路将整合后的信息分发至请求车辆。

2.根据权利要求1所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的胎端设备层为智能轮胎设备，在轮胎上装备有多源多模态传感器，设置其定期地收集传感器感知范围内的周边路面信息，轮胎转台信息，车辆运动信息等。

3.根据权利要求1所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的路端设备层包含智能化交通管理基础设备和智能化路测感知设备。

4.根据权利要求3所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的智能化交通管理基础设备包括但不限于红绿灯、电子标志标识和一些交通专网内提供监控、卡口等信息的交警数据交互设备；这些设备提供的交通信息会定期进行更新，并以安全加密的方式回传到交通数据中心平台，授权认证后的车联网边缘计算平台可以通过专用接口定期接收到此类交通管控信息，例如交通信号灯、道路限速、当前车流量和车辆速度等信息。

5.根据权利要求3所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的智能化路侧感知设备主要是摄像头、毫米波雷达和激光雷达三类车联网中常用的传感器，以及气象检测、基础设施健康状态监测等专用管控类传感器；摄像头、毫米波雷达和激光雷达分别用于采集交通环境中的图像、视频和点云等原始数据，这些采集到的原始数据通过上传到边缘计算平台，在拥有高算力的边缘计算端经由时空同步、多模态数据融合计算等处理后，生成结构化的感知数据。

6.根据权利要求1所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的边缘计算平台层为该系统架构的核心，由通用平台，中间件和边缘计算应用三部分组成；边缘计算通用平台内具有操作系统以及硬件资源或是虚拟的抽象资源；一方面，边缘计算通用平台可以实时获取来自下层交通信号机、摄像头和激光雷达等智能路端设备所感知的周边环境及车辆信息，或是通过rsu和各类型蜂窝网络基站获取智能网联汽车和行人等终端用户信息；另一方面，边缘计算通用平台可以为部署在其内部的上层车联网应用服务器和边缘计算应用提供运行环境以及应用管理、数据传输、计算存储和网络通信等核心能力。

7.根据权利要求1所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的中心云平台层是整个系统架构的最顶层，一些计算任务量较大且对时延没有过于严格要求的车联网应用可以在中心云平台处理；对于一些需要云端资源大范围协调调度或是高算力支持的边缘计算应用也会由边缘计算平台请求中心云平台协助完成；边缘计算平台可以通过蜂窝网络或是有线光纤链路与云中心平台实现数据传输。

8.根据权利要求7所述的一种胎路云融合的边缘计算系统，其特征在于，所述的需要边云协同完成的车联网边缘计算应用包括但不局限于：本地服务信息分发、提供视频分析的车载信息增强、车辆行驶状态的在线诊断和车辆动态高精度地图下发等。

技术总结本发明公开了一种胎路云融合的边缘计算系统，属于边缘计算领域，整体系统构架包含四层，分别为胎端设备层，路端设备层，边缘计算平台层以及中心云平台层。系统整体通信流程为：胎端设备通过相应的通信接口，向基站发送传感器采集到的信息，并由基站传输至边缘计算平台，边缘计算平台从中心云平台提取路端设备传输至中心云平台的路面信息，边缘计算平台对多源信息进行处理修正，经基站的通信链路将整合后的信息分发至请求车辆，为后续车辆控制提供准确参数。本发明公开的胎‑路‑云融合的边缘计算系统，结合了边缘计算平台的开放算力、通信和储存能力，可以缩短端到端的时延，降低对核心网传输带宽的压力。技术研发人员：郭硕,赵又群,张陈曦,林棻,王萱颖受保护的技术使用者：南京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9