一种基于广播的V2X通信终端、系统及方法与流程

一种基于广播的v2x通信终端、系统及方法
技术领域
1.本发明涉及车路协同技术领域，尤其涉及一种基于广播的v2x通信终端、系统及方法。


背景技术：

2.当前，随着自动驾驶技术的发展，车路协同技术迎来了高速发展的时机，各种技术层出不穷。在车路协同通信过程中，车载端的设备一般具有较高的运算能力，其和rsu（road side unit，路测单元）进行通信，同时，要求参与到车路协同中的各种终端、物体、传感器都具备较高的运算能力和实时通信能力。如对车载端的要求是能具备几个tops算力的soc（system on chip，系统级芯片）；对路测单元提出了更高tops算力（如具备神经网络运算能力的、且具备实时处理能力的soc）；对参与者，如移动源（如行人、宠物），也需要比较重量级的终端形态。这往往提出了对移动源参与其中的终端要求更高，成本更大。因而，亟需一种更简单、快捷、低成本的方式，将参与场景的各种角色进行算力的再分配。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于广播的v2x通信终端、系统及方法，以解决当前的车路协同系统对车载端和其它路测端，都要求比较强的算力终端，而导致的终端成本高昂的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
4.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种基于广播的v2x通信终端，所述v2x通信终端通过移动源携带，并与基站通信连接，包括处理模块、与所述处理模块均连接的数据采集模块、无线发射模块、无线接收模块；所述数据采集模块用于实时获取移动源的位置信息、移动方向和移动速度，并将获取的所述移动源的位置信息、移动方向和移动速度传输至所述处理模块；所述无线接收模块与所述基站通信连接，能够获取所述基站的位置信息，并将获取所述基站的位置信息传输至所述处理模块；所述处理模块将接收的所述基站的位置信息以及所述移动源的位置信息、移动方向和移动速度传输进行融合处理，得出所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度，并将所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度通过所述无线发射模块向外发送。
5.进一步地，所述基于广播的v2x通信终端还包括加密模块；所述处理模块、加密模块、无线发射模块依次连接，用于将所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度进行加密，加密后的所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度通过所述无线发射模块向外发送。
6.进一步地，所述基于广播的v2x通信终端还包括与所述加密模块连接的存储模块；所述存储模块用于将所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度进行加密存储。
7.进一步地，所述基于广播的v2x通信终端还包括用于向所述v2x通信终端提供电源
的电源管理模块；所述电源管理模块与所述处理模块、数据采集模块、无线发射模块、无线接收模块、加密模块、存储模块均相连，还用于对所述处理模块、数据采集模块、无线发射模块、无线接收模块进行休眠管理。
8.进一步地，所述无线发射模块通过广播的方式向外发送所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度；所述无线接收模块通过广播的方式与所述基站进行通信；所述无线接收模块与所述基站通过wifi或uwb、或5g进行通信连接；所述基站为mec基站或定位基站。
9.进一步地，所述数据采集模块为速度传感器、方向传感器、定位传感器或陀螺仪。
10.根据本发明的另一方面，还提供了一种基于广播的v2x通信系统包括至少一个上文所述的基于广播的v2x通信终端、至少一个基站、多个路测单元和/或至少一个车载单元；所述无线发射模块与所述路测单元、车载单元通信连接；所述无线接收模块与所述基站通信连接；所述无线发射模块将经融合处理的所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度发送至所述路测单元、车载单元。
11.进一步地，所述无线发射模块通过wifi、uwb或5g与所述路测单元、车载单元进行通信连接；所述无线接收模块通过wifi、uwb或5g与所述基站进行通信连接；所述基站为mec基站或定位基站。
12.进一步地，所述无线发射模块通过广播的方式与所述路测单元、车载单元进行通信；所述无线接收模块与所述基站通过广播的方式进行通信。
13.根据本发明的再一方面，还提供了一种基于广播的v2x通信方法，基于上文所述的基于广播的v2x通信终端进行，包括多个路测单元和/或至少一个车载单元以及如下步骤：s10、对移动源携带的所述v2x通信终端进行初始化；s20、所述数据采集模块实时采集所述移动源的位置信息、移动方向以及移动速度，并传输至所述处理模块；s30、所述无线接收模块实时采集所述基站的位置信息，并传输至所述处理模块；s40、所述处理模块将接收的所述基站的位置信息、所述移动源的位置信息、移动方向以及移动速度进行融合处理，得出所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度；s50、所述无线发射模块将所述移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度通过广播方式发送至所述路测单元、车载单元；s60、返回步骤s20，继续采集、处理与发送所述移动源的位置信息、移动方向和移动速度，直到所述v2x通信终端电源被关闭。
14.实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：本发明的核心在于移动源端无需处理和接收除了区域基站之外的其它相关方的信息，仅仅根据基站信息合成自身相关的报告信息，如移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度，然后通过广播的方式发出。因而，在以人为主的未来自动驾驶应用环境中具有非常大使用价值，能最大程度精简车路协同系统的车载端和路测端硬件的设计难度和成本；同时，v2x通信终端以及v2x通信终端系统的硬件可以选择配置不用太高的硬件载体，进而降低整个车路协同系统的硬件成本，提升车路协同系统的运行效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：图1是本发明实施例的一种基于广播的v2x通信终端结构示意图；图2是本发明实施例的一种基于广播的v2x通信系统结构示意图；图3是本发明实施例的一种基于广播的v2x通信方法流程图。
16.图中：1、处理模块；2、数据采集模块；3、无线发射模块；4、无线接收模块；5、加密模块；6、存储模块；7、电源管理模块；8、基站；9、路测单元；10、车载单元。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
20.实施例一：如图1所示，本发明提供了一种基于广播的v2x通信终端，v2x通信终端通过移动源携带，并与基站通信连接，包括处理模块1、与处理模块1均连接的数据采集模块2、无线发射模块3、无线接收模块4。具体的，数据采集模块2用于实时获取移动源的位置信息、移动方向和移动速度，并将获取的移动源的位置信息、移动方向和移动速度传输至处理模块1；无线接收模块4与基站通信连接，能够获取基站的位置信息，并将获取基站的位置信息传输至处理模块1；处理模块1将接收的基站的位置信息以及移动源的位置信息、移动方向和移动速度传输进行融合处理，得出移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度，并将移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度通过无线发射模块3向外发送。本发明针对参与到车路协
同场景中的行人、宠物等移动源进行有效、快速识别和标记，并能快速反馈到整个车路协同网络中，使得行人、宠物等移动源通行具有较高或者最高级的优先级和安全保障。v2x意为vehicle-to-everything，即车对外界的信息交换，包括v2v（vehicle-to-vehicle，车辆与车辆）、v2i（vehicle-to-infrastructure，车辆与基础设施）、v2p（vehicle-to-pedestrian，车辆对行人）、v2n（vehicle-to-network，车辆与外部网络）。本实施例的通信终端通过行人携带便携的、具备广播无线电消息能力和具备区域高精度定位能力的终端，配合场景区域和其它设施和技术，实现在给定场景或区域中，移动源能快速发布自己的精确信息，从而节省车路协同系统的车载端（如下文所述的车载单元）和其它路测端（如下文所述的路测单元）的算力与硬件成本，使得整个车路协同系统更简便、更快捷。
21.进一步地，本实施例的v2x通信终端还包括加密模块5以及与加密模块5连接的存储模块6。处理模块1、加密模块5、无线发射模块3依次连接，用于将移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度进行加密，加密后的移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度通过无线发射模块3向外发送；存储模块6用于将移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度进行加密存储。进而保障了移动源的信息安全。
22.更为进一步地，本实施例的v2x通信终端还包括用于向v2x通信终端提供电源的电源管理模块7。电源管理模块7与处理模块1、数据采集模块2、无线发射模块3、无线接收模块4、加密模块5、存储模块6均相连，电源管理模块7还用于对处理模块1、数据采集模块2、无线发射模块3、无线接收模块4进行休眠管理。
23.本实施例中，无线发射模块3通过广播的方式向外发送移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度，无线接收模块4通过广播的方式与基站进行通信，其中，基站为mec（mobile edge computing，边缘计算）基站或定位基站。无线接收模块4与基站通过wifi、uwb或5g进行通信连接。数据采集模块2为速度传感器、方向传感器、定位传感器或陀螺仪。
24.综上所述，本v2x通信终端的核心在于移动源端无需处理和接收除了区域基站之外的其它相关方的信息，仅仅根据基站信息合成自身相关的报告信息，如移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度，然后通过广播的方式发出。因而，在以人为主的未来自动驾驶应用环境中具有非常大使用价值，能最大程度精简车路协同系统的车载端和路测端硬件的设计难度和成本；同时，v2x通信终端的硬件可以选择配置不用太高的硬件载体，进而降低整个车路协同系统的硬件成本，提升车路协同系统的运行效率。
25.实施例二：如图2所示，本发明还提供了一种基于广播的v2x通信系统，包括至少一个实施例一所述的基于广播的v2x通信终端、至少一个基站8、多个路测单元 9和/或至少一个车载单元10。其具体的，无线发射模块3与路测单元 9、车载单元 10（on board unit）通信连接，无线接收模块4与基站8通信连接，无线发射模块3将经融合处理的移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度发送至路测单元 9、车载单元10。其中，路测单元 9设置在路测，如交通灯处，车载单元10设置在汽车上。进一步地，无线发射模块3通过wifi、uwb或5g与路测单元9、车载单元10进行通信连接，无线接收模块4通过wifi、uwb或5g与基站8进行通信连接，无线发射模块3通过广播的方式与路测单元 9、车载单元10进行通信；无线接收模块4与基站8通过广播的方式进行通信。
26.本系统中，基站8通过广播形式向无线发射模块3发送基站8的位置信息；同时，数
据采集模块2采集移动源（如行人）的实时位置、移动方向和速度。两组数据最终传输至处理模块1，由处理模块1通过融合计算，得到移动源的精准实时位置、移动方向和速度，计算的移动源的精准实时位置、移动方向和速度通过无线发射模块3广播至路测单元 9、车载单元10，并通过路测单元 9、车载单元10在移动源通行具有较高或者最高优先级下避让移动源，进而保障移动源的安全。
27.实施例三：如图3所示，本发明还提供一种基于广播的v2x通信方法，基于实施例一所述的基于广播的v2x通信终端进行，包括多个路测单元和/或至少一个车载单元以及如下步骤：s10、对移动源携带的v2x通信终端进行初始化。此步骤的初始化包括对数据采集模块2的陀螺仪、定位模块、速度和方向传感器进行初始化，如偏移角的设置、位置信息的初始状态锁定，如gps位置的初次有效定位后基于初始有效位置的相关角度、速度参数的初始化等。经过此步骤的初始化后，终端将对外输出有效的本身移动源位置有效信息；另外，还包括启动v2x通信终端，即打开电源管理模块7，使其处于工作状态；s20、数据采集模块2实时采集移动源的位置信息、移动方向以及移动速度，并传输至处理模块1；s30、无线接收模块4实时采集基站8的位置信息，并传输至处理模块1；s40、处理模块1将接收的基站8的位置信息，移动源的位置信息、移动方向以及移动速度进行融合处理，得出移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度。这里所说的融合处理，是一种将参考基站8给出的定位信息与数据采集模块2自身采集的有效信息进行进一步多维度数据匹配、算法优化计算，使得本移动源的位置和速度、方向等信息更加精确，从而使得无线发射模块3能广播发射出更为精准的信息，此为现有技术，在此不再赘述；s50、无线发射模块3将移动源的精准位置信息、移动方向和移动速度通过广播方式发送至路测单元9、车载单元10；s60、返回步骤s20，继续采集、处理与发送移动源的位置信息、移动方向和移动速度，直到v2x通信终端的电源管理模块7被关闭。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。