基于中央网关CGW的数据处理方法及CGW与流程

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及基于中央网关(centralgateway)的数据处理方法及cgw。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，城市环境保护意识日益增强，道路清扫用清洁车作为城市环卫工作重要的一环也迎来了良好的发展机遇。

道路清扫用清洁车的出现是城市文明的一项重要的标志，它给人们生活环境以及城市面貌带来了诸多益处，如提高了路面清扫的工作效率，同时提高了操作者的工作积极性，并且大大节约了人力和财力，保证了一个良好整洁的环境，这不仅提高了城市形象，而且更有利于城市文化的建设及市民工作的积极性等。

然而，随着城市规模的发展，人力成本的不断提升，环卫行业要保持快速健康发展，就要提高机械化率和自动化率，最大程度缓解从业人员短缺压力。因此，对于智能化无人驾驶的清扫车的需求，显现的尤为迫切。

在无人驾驶车辆中，网关作为网间连接器，用于在网络间建立传输连接。但是现有技术中，网关的功能单一，仅能进行数据转发，然而在实际应用中，无人驾驶车辆需要功能比较强大的网关。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种基于中央网关cgw的数据处理方法及cgw，以解决现有技术中的无人驾驶车辆的网关不够强大的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种基于中央网关cgw的数据处理方法，所述cgw包括第一通信模块、第二通信模块和处理单元，所述方法包括：

当车辆处于休眠状态时，所述第一通信模块向云端服务器发送第一心跳包；

所述处理单元获取所述第一通信模块和所述第二通信模块的网络信号强度；

当所述第一通信模块的网络信号强度小于所述第二通信模块的网络信号强度时，所述处理单元向所述第二通信模块发送用于进行网络切换的第一提示消息；

所述第二通信模块根据所述用于进行网络切换的第一提示消息，向云端服务器发送第二心跳包。

在一种可能的实现方式中，所述cgw还包括音频模块，所述方法还包括：

所述处理单元接收所述第一通信模块发送的第一故障码或者所述第二通信模块发送的第二故障码；

所述处理单元根据所述第一故障码或者所述第二故障码，查找预设的故障码表，生成与所述第一故障码对应的第一报警信号或者与所述第二故障码对应的第二报警信号；

所述处理单元将所述第一报警信号或者所述第二报警信号发送给音频模块；

所述音频模块根据所述第一报警信号，播放对应的第一语言信息，或者根据所述第二报警信号，播放对应的第二语音信息。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述处理单元分别获取当前和当前之前所述第一通信模块发送第一心跳包的第一时间戳；

所述处理单元计算当前和当前之前获取到的第一时间戳的第一差值；

当所述第一差值大于预设的第一差值阈值时，所述处理单元生成第三报警信号；所述第三报警信号与所述第一差值阈值相对应；

所述处理单元将所述第三报警信号发送给所述音频模块；

所述音频模块根据所述第三报警信号，播放对应的第三语音信息。

在一种可能的实现方式中，所述cgw还包括通用串行总线集线器hubusb，所述usbhub通过第一通用串行总线usb接口和第一视频采集装置相连接，通过第二usb接口和第二视频采集装置相连接，通过第三usb接口和第三视频采集装置相连接，通过第四usb接口和第四视频采集装置相连接，通过第五usb接口和车辆控制单元相连接，所述处理单元通过控制器局域网络can总线与车辆控制单元相连接，所述方法还包括：

所述hsbhub接收所述第一视频采集装置采集的第一视频数据、所述第二视频采集装置采集的第二视频数据、所述第三视频采集装置采集的第三视频数据和所述第四视频采集装置采集的第四视频数据；

当所述车辆控制单元中的第三通信模块的网络信号强度大于所述第一通信模块和所述第二通信模块的网络信号强度时，所述处理单元将所述hushub转发的所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据和第四视频数据发送给所述车辆控制单元。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述处理单元接收所述车辆控制单元发送的用于进行网络切换的第二提示消息；

所述处理单元根据所述进行网络切换的第二提示消息，获取所述第一通信模块和所述第二通信模块的网络信号强度；

当所述第一通信模块的网络信号强度大于所述第二通信模块的网络信号强度时，所述第一通信模块向所述云端服务器发送用于建立连接的请求消息；

所述第一通信模块接收所述云端服务器发送的用于建立连接的响应消息；

所述第一通信模块根据所述响应消息，向所述云端服务器发送第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据和第四视频数据。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述处理单元获取所述usbhub的状态信息，并将所述usbhub的状态信息发送给所述车辆控制单元，以使所述车辆控制单元根据所述usbhub的状态信息产生警示信号。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述处理单元获取所述第一视频采集装置的第一标识、所述第二视频采集装置的第二标识、所述第三视频采集装置的第三标识和所述第四视频采集装置的第四标识；

所述处理单元根据所述第一标识及其对应的第一视频数据、第二标识及其对应的第二视频数据、第三标识及其对应的第三视频数据以及第四标识及其对应的第四视频数据，判断是否存在采集装置故障；

当所述第一视频采集装置、所述第二视频采集装置、所述第三视频采集装置和所述第四视频采集装置中至少一个发生故障时，所述处理单元生成采集装置的故障码；

所述处理单元根据所述采集装置的故障码，生成第四报警信号；

所述处理单元将所述第四报警信号发送给所述音频模块；

所述音频模块根据所述第四报警信号，播放第四语音信息。

在一种可能的实现方式中，所述cgw还包括以太网交换机，所述以太网交换机通过第一网络信号接口和控制面板相连接，通过第二网络信号接口和激光雷达相连接，通过第三网络信号接口和车辆控制单元相连接，通过第四网络信号接口和人机交互装置相连接，所述方法还包括：

所述以太网交换机通过所述第一网络信号接口接收所述控制面板的第一操作指令，并将所述第一操作指令发送给所述处理单元；并且，通过所述第二网络信号接口接收所述激光雷达的环境感知数据，并通过所述第三网络信号接口将所述环境感知数据转发给所述车辆控制单元，以使所述车辆控制单元根据所述环境感知数据生成车辆控制信息；并且，通过所述第四网络信号接口接收人机交互装置的第二操作指令，并将所述第二操作指令发送给所述处理单元；

所述处理单元获取所述以太网交换机的状态信息，并将所述以太网交换机的状态信息发送给所述车辆控制单元，以使所述车辆控制单元根据所述以太网交换机的状态信息产生警示信号；以及，接收所述第一操作指令或所述第二操作指令，并将所述第一操作指令或所述第二操作指令发送给所述车辆控制单元，以使所述车辆控制单元根据所述第一操作指令进行调试，或根据所述第二操作指令对车辆进行控制。

在一种可能的实现方式中，所述cgw还包括供电模块，所述方法还包括：

所述供电模块为所述处理单元、第一通信模块、第二通信模块、音频模块、hubusb和以太网交换机供电。

第二方面，本发明提供了一种cgw，所述cgw包括第一方面任一所述的处理单元、第一通信模块、第二通信模块、音频模块、hubusb、以太网交换机和供电模块。

通过应用本发明实施例提供的基于cgw的数据处理方法，可以进行通信模块的选择，并通过网络信号强度较大的通信模块进行信号传输，在车辆处于休眠状态时，只有cgw与云端服务器进行交互，节省了功耗。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的cgw结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的基于cgw的数据处理方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明实施例一提供的cgw结构示意图。如图1所示，该cgw应用在无人驾驶车辆中，该cgw包括第一通信模块、第二通信模块、处理单元、音频模块、通用串行总线集线器(universalserialbushub，usbhub)、以太网交换机和供电模块。

处理单元和车辆控制单元通过控制器局域网络(controllerareanetwork，can)总线相连接，第一通信模块、第二通信模块分别和处理单元相连接，usbhub通过第一通用串行总线(universalserialbus，usb)接口和第一视频采集装置相连接，通过第二usb接口和第二视频采集装置相连接，通过第三usb接口和第三视频采集装置相连接，通过第四usb接口和第四视频采集装置相连接，通过第五usb接口和车辆控制单元相连接，处理单元通过can总线与车辆控制单元相连接。以太网交换机通过第一网络信号接口和控制面板相连接，通过第二网络信号接口和激光雷达相连接，通过第三网络信号接口和车辆控制单元相连接，通过第四网络信号接口和人机交互装置相连接。

以太网交换机通过第一网络信号接口和控制面板相连接，通过第二网络信号接口和激光雷达相连接，通过第三网络信号接口和车辆控制单元相连接，通过第四网络信号接口和人机交互装置相连接。

其中，第一、第二、第三通信模块可以是第四代通讯技术(the4generation，4g)模块。其中，网络信号接口可以是注册插座(registeredjack，rj)45接口。车辆控制单元是车辆的处理器，可以称为自动驾驶车辆控制单元(automatedvehiclecontrolunit，avcu)。处理单元可以是微控制单元(microcontrollerunit，mcu)。激光雷达的数量可以是一个，也可以是多个，根据车辆的应用场景进行设置。供电模块和cgw中的其余模块相连接，供电模块可以是电池。

图2为本发明实施例二提供的基于cgw的数据处理方法流程示意图，该方法可以应用在安装有cgw的无人驾驶车辆或者机器人中，下面以将该方法应用在无人驾驶车辆中为例进行说明。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤210，当车辆处于休眠状态时，第一通信模块向云端服务器发送第一心跳包。

具体的，无人驾驶车辆中的自动驾驶车辆控制单元设置有第三通信模块，cgw设置有第一通信模块和第二通信模块，当车辆处于休眠状态时，只有cgw和云端服务器交互，并接收云端服务器的命令，并实时的通过心跳包，保证心跳同步。

步骤220，处理单元获取第一通信模块和第二通信模块的网络信号强度。

具体的，处理单元可以实时的获取两个通信模块的网络信号强度，并对信号强度进行比较，以实现网络切换。

步骤230，当第一通信模块的网络信号强度小于第二通信模块的网络信号强度时，处理单元向第二通信模块发送用于进行网络切换的第一提示消息。

具体的，处理单元确定网络信号强度高的通信模块后，向网络信号强度高的通信模块发送第一提示消息，同时，还可以向网络信号强度低的通信模块发送消息，以使其断开与云端服务器的连接。

步骤240，第二通信模块根据用于进行网络切换的第一提示消息，向云端服务器发送第二心跳包。

具体的，第二通信模块可以向云端服务器发送请求消息，以建立与云端服务器的连接，然后在得到云端服务器发送的响应消息后，建立与云端服务器的连接，并向云端服务器发送第二心跳包，以保证心跳同步。从而实现了休眠状态下车辆与云端服务器的同步，以及信息的交互。

由于在车辆处于休眠状态时，仅仅由cgw与云端进行通信并保持同步，因此，与现有技术中车辆处于休眠状态，车辆控制单元需要接收云端的信息，并在必要的时候，被云端的信息所唤醒相比，节省了电源功耗。

进一步的，步骤240之后还包括：

首先，处理单元接收第一通信模块发送的第一故障码或者第二通信模块发送的第二故障码。然后，处理单元根据第一故障码或者第二故障码，查找预设的故障码表，生成与第一故障码对应的第一报警信号或者与第二故障码对应的第二报警信号。接着，处理单元将第一报警信号或者第二报警信号发送给音频模块。最后，音频模块根据第一报警信号，播放对应的第一语言信息，或者根据第二报警信号，播放对应的第二语音信息。

具体的，任一通信模块故障时，向处理单元发送各自的故障码，而处理单元可以根据各自故障码，生成报警信号，并确定报警信号对应的语音信息，从而实现了对通信模块故障进行报警，并以不同的语音信息进行提醒，提高了用户体验度。

进一步的，在另一个优选的实施例中，本申请还包括：

首先，处理单元分别获取当前和当前之前第一通信模块发送第一心跳包的第一时间戳。然后，处理单元计算当前和当前之前获取到的第一时间戳的第一差值。接着，当第一差值大于预设的第一差值阈值时，处理单元生成第三报警信号；第三报警信号与第一差值阈值相对应。接着，处理单元将第三报警信号发送给音频模块。最后，音频模块根据第三报警信号，播放对应的第三语音信息。

具体的，如果一直通过第一通信模块向云端服务器发送心跳包，则处理单元会获取每次发送心跳包的时间戳，并将两次发送的时间戳进行比较，当根据时间戳确定时间差值大于时间差值阈值时，则判定通信模块疑似故障，处理单元会生成差值对应的报警信号，并将报警信号发送给音频模块，音频模块根据报警信号对应的语音信息进行报警。

可以理解的是，当当前为第二通信模块向云端服务器发送第二心跳包，当前之前为第一通信模块向云端服务器发送第一心跳包时，也可以依据上述方法，确定时间差值，并在时间差值不符合要求时，生成对应的报警信号。

可以理解的是，在不同时间戳的比较中，可以设置不同的差值阈值，每个差值阈值对应相应的语音信息，从而通过不同的语音信息，可以快速确定疑似故障的通信模块。

进一步的，在一个优选的实施例中，本申请还包括：

hsbhub接收第一视频采集装置采集的第一视频数据、第二视频采集装置采集的第二视频数据、第三视频采集装置采集的第三视频数据和第四视频采集装置采集的第四视频数据；

当车辆控制单元中的第三通信模块的网络信号强度大于第一通信模块和第二通信模块的网络信号强度时，处理单元将hushub转发的第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据和第四视频数据发送给车辆控制单元。

具体的，车辆上具有三个通信模块，车辆控制单元中设置有第三通信模块。当车辆处于运行状态时，车辆控制单元会实时的检测第一至第三通信模块的网络信号强度，当车辆控制单元上的信号强度大于cgw中的第一、第二通信模块的网络信号强度时，通过第三通信模块与云端服务器进行交互。

其中，视频采集装置可以是摄像头，摄像头的类型可以是全景摄像头，本申请对此并不限定。视频采集装置的数量可以根据需求进行变化，本申请对此并不限定。

进一步的，在另一个优选的实施例中，本申请还包括：

首先，处理单元接收车辆控制单元发送的用于进行网络切换的第二提示消息。然后，根据进行网络切换的第二提示消息，获取第一通信模块和第二通信模块的网络信号强度。当第一通信模块的网络信号强度大于第二通信模块的网络信号强度时，第一通信模块向云端服务器发送用于建立连接的请求消息。随后，第一通信模块接收云端服务器发送的用于建立连接的响应消息；第一通信模块根据响应消息，向云端服务器发送第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据和第四视频数据。

具体的，当车辆控制单元中第三通信模块的信号强度弱时，如果需要进行平行驾驶等操作，直接由cgw中的第一或第二通信模块将第一至第四视频数据发送给云端服务器，再由平行驾驶终端根据云端服务器转发的视频数据，进行平行驾驶。从而避免了在车辆处理单元的第三通信模块信号不好时，无法转发视频数据所造成的不能进行平行驾驶的缺陷。

进一步的，在一种优选的实施例中，本申请还包括：

处理单元获取usbhub的状态信息，并将usbhub的状态信息发送给车辆控制单元，以使车辆控制单元根据usbhub的状态信息产生警示信号。

具体的，车辆的处理单元可以进行hubhub状态信息的转发，以便于车辆控制单元根据状态确定是否报警。

进一步的，本申请包括：

首先，处理单元获取第一视频采集装置的第一标识、第二视频采集装置的第二标识、第三视频采集装置的第三标识和第四视频采集装置的第四标识。然后，根据第一标识及其对应的第一视频数据、第二标识及其对应的第二视频数据、第三标识及其对应的第三视频数据以及第四标识及其对应的第四视频数据，判断是否存在采集装置故障。接着，当第一视频采集装置、第二视频采集装置、第三视频采集装置和第四视频采集装置中至少一个发生故障时，处理单元生成采集装置的故障码。接着，根据采集装置的故障码，生成第四报警信号；接着，处理单元将第四报警信号发送给音频模块。最后，音频模块根据第四报警信号，播放第四语音信息。

具体的，本申请中的处理单元，还可以根据视频采集装置的标识，确定视频采集装置是否发生故障，并对于不同的视频采集装置，设置不同的语音信息进行播放，从而实现了语音提醒。其中，标识可以是摄像头的标识(identity，id)，摄像头的标识可以是摄像头的出厂标号，也可以是人为设定的编号，本申请对此并不限定。

进一步的，在一个优选的实施例中，本申请还包括：

以太网交换机通过第一网络信号接口接收控制面板的第一操作指令，并将第一操作指令发送给处理单元；并且，通过第二网络信号接口接收激光雷达的环境感知数据，并通过第三网络信号接口将环境感知数据转发给车辆控制单元，以使车辆控制单元根据环境感知数据生成车辆控制信息；并且，通过第四网络信号接口接收人机交互装置的第二操作指令，并将第二操作指令发送给处理单元；

处理单元获取以太网交换机的状态信息，并将以太网交换机的状态信息发送给车辆控制单元，以使车辆控制单元根据以太网交换机的状态信息产生警示信号；以及，接收第一操作指令或第二操作指令，并将第一操作指令或第二操作指令发送给车辆控制单元，以使车辆控制单元根据第一操作指令进行调试，或根据第二操作指令对车辆进行控制。

其中，控制面板的第一操作指令可以是调试指令，比如，按压控制面板上的按键，产生第一操作指令，该第一操作指令通过cgw转发给车辆控制单元。该调试可以是出厂前，也可以是出厂后。

第二操作指令可以是人机交互装置产生的。人机交互装置可以是车载终端，该终端上安装有应用程序(application，app)，该应用程序运行在车载终端上，用户可以通过车载终端上的液晶屏进行触摸操作，从而产生第二操作指令。该人机交互装置也可以是手机、电脑等具有液晶屏的终端。

进一步的，述cgw还包括供电模块，所述方法还包括：

所述供电模块为所述处理单元、第一通信模块、第二通信模块、音频模块、hubusb和以太网交换机供电。

本申请中，通过单独的供电模块进行供电，从而保证了cgw的供电安全。并结合上面的说明可知，当车辆处于休眠状态时，通过供电模块单独供电，进一步的减少了车辆整体的功耗。

通过应用本发明实施例提供的基于cgw的数据处理方法，可以进行通信模块的选择，并通过网络信号强度较大的通信模块进行信号传输，在车辆处于休眠状态时，只有cgw与云端服务器进行交互，节省了功耗。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。