一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及基于车路协同的无人驾驶技术领域，特别是涉及一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.自动驾驶车辆在行驶过程中，会产生大量的数据，包括车辆感知相关的数据和自动驾驶系统产生关键数据，这些数据在车辆行驶过程中，存储在自动驾驶车辆的车机系统中。当车辆自动驾驶活动结束后，将这些数据采集到云端系统中，可用于实现车辆行驶状态分析，对自动驾驶汽车所用的机器学习模型的进行模型训练等重要用途。
3.由于数据存储在车机系统中，需要将数据从车内的车机系统采集到云端服务器，因此需要一种实现数据从车传输到云端的数据采集方法。传统的数据采集方式有两类：一是依赖人工手段从车内通过移动存储设备将数据从车机拷贝到移动存储设备中，再从移动存储设备上传到云端系统中；二是直接通过运营商移动网络将数据直接上传到云端服务器。
4.人工通过移动设备采集数据的方式有比较高的人工成本，车机系统中需要采集的数据，数据量往往比较大，数据从车机系统拷贝到移动存储设备中，需要大量数据拷贝时间。在数据从车内采集到移动设备以后，还需要通过人工的方式将数据从移动设备上传到云端服务器，又需要消耗大量时间进行人工操作，因此还额外需要一定的事务处理和流程管控成本。直接通过运营商网络（3g/4g/5g网络）直接将数据上传到服务器的方式虽然不需要人为干预，但是由于目前移动网络计费形式主要通过流量方式进行计费，上传数据的成本非常高昂。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法、装置、设备及介质。
6.为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法，包括，车端生成数据包；车端通过无线网络与路端设备建立连接，并在完成连接后将数据包传输至路端设备；路端设备通过有线网络与云端服务器连接，路端设备在接收到数据包后将其上传至云端服务器。
7.作为本发明所述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法的一种优选方案，其中：所述车端生成数据包包括，车端根据预先划分的数据类别对数据进行分类封装，生成数据包；
对生成的数据包进行压缩，并根据固定大小将每个数据包拆分成若干个数据分包。
8.作为本发明所述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法的一种优选方案，其中：在所述车端根据预先划分的数据类别对数据进行分类封装，生成数据包之后，还包括，车端根据数据包的生成顺序建立数据包队列。
9.作为本发明所述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法的一种优选方案，其中：所述车端通过无线网络与路端设备建立连接，并在完成连接后将数据包传输至路端设备包括，车端与某个路端设备建立连接后，按照所述数据包队列将数据包依次传输至该路端设备，直至车端与该路端设备的连接中断，车端和该路端设备分别记录当前的数据传输位置；车端与下一路端设备建立连接后，判断是否存在需要续传的数据分包，若不存在，则车端根据记录的数据传输位置将后续数据分包依次传输至当前路端设备，若存在，则当前路端设备通过路端设备网络同步车端已经传输的数据分包传输进度，并与车端记录的数据传输位置对比，同步传输位置后车端将剩余的数据分包传输至当前路端设备。
10.作为本发明所述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法的一种优选方案，其中：在所述路端设备通过有线网络与云端服务器连接，路端设备在接收到数据包后将其上传至云端服务器之后，还包括，云端服务器接收所有路端设备上传的数据分包；云端服务器将涉及续传的若干个数据分包合并为完整的数据分包后进行解压；云端服务器将属于同一数据包的多个解压后数据分包合并形成完整的数据包；云端服务器将若干个数据包按照时间和车辆编号进行归档储存。
11.作为本发明所述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法的一种优选方案，其中：所述数据包包括传感数据和自动驾驶系统数据。
12.本发明还公开了一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集装置，包括车端、路端设备端和云端，所述车端包括，数据包生成模块，用于生成数据包；数据包管理模块，用于根据数据包的生成顺序建立数据包队列，并对每个数据包进行压缩并按照固定大小拆分成若干个数据分包；数据包传输模块，用于在所述车端与所述路端设备端建立连接后按照所述数据包队列将数据包依次传输至所述路端设备端，还用于在车端与某一路端设备连接中断时记录数据传输位置，并在车端与下一路端设备建立连接后判断是否存在需要续传的数据分包，且在存在时与当前路端设备端同步传输位置，将剩余的数据分包传输至当前路端设备。
13.作为本发明所述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集装置的一种优选方案，其中：所述云端包括，数据包接收模块，用于接收所述路端设备端上传的数据分包；数据包合并模块，用于将涉及续传的若干个数据分包合并为完整的数据分包后进行解压，并将属于同一数据包的多个解压后数据分包合并形成完整的数据包；
数据包归档模块，用于将若干个数据包按照时间和车辆编号进行归档储存。
14.本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法任一项所述的方法。
15.本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法任一项所述的方法。
16.本发明的有益效果是：本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法包括车端生成数据包；车端通过无线网络与路端设备建立连接，并在完成连接后将数据包传输至路端设备；路端设备通过有线网络与云端服务器连接，路端设备在接收到数据包后将其上传至云端服务器。本发明在车路协同的场景下，通过路端设备将车端内的数据上传到云端服务器，有效降低了人工成本和数据流量成本。
附图说明
17.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地介绍，显而易见地，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法的流程示意图；图2为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法中步骤s101的具体流程示意图；图3为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法中步骤s102的具体流程示意图；图4为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法中步骤s104的具体流程示意图；图5为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集装置的示意图；图6为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集装置中车端的框架示意图；图7为本发明提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集装置中云端的框架示意图；图8为车路协同场景下车数据采集示意图；图9为本发明提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
20.参见图1，为本技术实施例提供的一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集
方法的流程示意图。该方法包括步骤s101~步骤s104，具体步骤说明如下：步骤s101：车端生成数据包。
21.具体的，结合自动驾驶相关技术，车辆需要采集的数据有两类：1）感知硬件设备产生的数据，即感知数据，如摄像头拍摄的图片、视频数据；激光雷达或毫米波雷达产生的点云数据；定位设备产生的位置信息数据。
22.2）自动驾驶系统数据，即自动驾驶系统通过计算处理等产生的用于保持和控制车辆实现自动驾驶的重要数据和日志数据等。
23.每类数据都可以按照完整的事件消息场景划分成一类数据包的逻辑结构，根据业务每个数据包完整地记录了相关传感器数据以及自动驾驶系统运行过程中的核心数据和关键日志数据。
24.车端生成数据包具体包括：步骤s101a：车端根据预先划分的数据类别对数据进行分类封装，生成数据包。
25.步骤s101b：对生成的数据包进行压缩，并根据固定大小将每个数据包拆分成若干个数据分包。
26.由于生成的数据包的逻辑物理结构存在大小不一的问题，即若干个数据包内包含的数据量不同，为方便数据传输，将生成的逻辑数据包进行压缩后，根据固定的大小，将每个数据包拆分呈若干个数据分包。可以理解的是，无法保证每个数据包都可以按照固定的大小被均分呈若干个数据分包，因此每个数据包最后拆分出的数据分包可与其他数据分包的大小不同。
27.步骤s102：车端通过无线网络与路端设备建立连接，并在完成连接后将数据包传输至路端设备。
28.具体的，在路端设备内安装有专用wifi无线传输设备，支持自动驾驶车辆和路端设备进行通信和数据交互。当车辆与对应的路端设备通过wifi网络建立连接后，就可以将车端内的数据包传输至路端设备。
29.其中，由于车端发送数据需要先与路端设备建立连接，且车辆处于行驶中的动态状态，而路端设备是固定在路端指定位置的，且每个路端设备的wifi网络范围是有限的，因此，没法保证车端实时产生的数据能立刻发送到路端设备。由此，较佳的，在车端内包含有一个数据包队列，车端根据数据包的生成顺序因此保存在该数据包队列中。使用队列的方式来保证数据保存和传输的顺序为先入先出，即先生成的数据包先发送，后生成的数据包后发送。自动驾驶车辆形式过程中，在生成数据包后，车辆未能与路端设备建立传输连接之前，先将数据包暂存在车端本地的数据包队列中。
30.由此，数据包传输的具体步骤如下：步骤s102a：车端与某个路端设备建立连接后，按照数据包队列将数据包依次传输至该路端设备，直至车端与该路端设备的连接中断，车端和该路端设备分别记录当前的数据传输位置。
31.由于车辆处于移动状态，当车辆驶离某个路端设备的范围后，此时数据传输终端，车端和该路端设备分别记录数据传输中断的位置。同时，车端将新产生的数据包存储在车端本地的数据包队列中。
32.步骤s102b：车端与下一路端设备建立连接后，判断是否存在需要续传的数据分
包，若不存在，则车端根据记录的数据传输位置将后续数据分包依次传输至当前路端设备，若存在，则当前路端设备通过路端设备网络同步车端已经传输的数据分包传输进度，并与车端记录的数据传输位置对比，同步传输位置后车端将剩余的数据分包传输至当前路端设备，完成数据分包的续传功能。
33.循环上述步骤，即可实现车端数据包的依次传输。
34.另外，由于自动驾驶车辆处于无人驾驶模式，在自动驾驶过程中，车端和路端设备必然有用于车辆实现车路协同场景下自动驾驶时的必要数据交互功能，而车端和路端设备联网的网络带宽是有限的，不能让采集车端数据的进程把网络带宽占满，因此在车端还部署有支持采集数据带宽限制功能。
35.步骤s103：路端设备通过有线网络与云端服务器连接，路端设备在接收到数据包后将其上传至云端服务器。
36.具体的，路端设备与云端服务器之间搭建有有线网络连接通路，用于实现数据从路端设备上传到云端服务器。路端设备将从车端接收的一个个完整的数据分包和部分不完整的数据分包，一起通过路端设备与云端服务器之间的网络传输至云端服务器。
37.步骤s104：云端服务器接收所有路端设备上传的数据分包后，对数据进行处理。具体处理步骤如下：步骤s104a：云端服务器接收所有路端设备上传的数据分包。
38.步骤s104b：云端服务器将涉及续传的若干个数据分包合并为完整的数据分包后进行解压。
39.步骤s104c：云端服务器将属于同一数据包的多个解压后数据分包合并形成完整的数据包。
40.步骤s104d：云端服务器将若干个数据包按照时间和车辆编号进行归档储存。需要说明的是，每辆车都定义有一个唯一的id，并将其作为车辆编号。
41.由此，本技术实施例提供的车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集方法实现了数据从车端经过路端设备最终到云端的完整数据采集过程，有效降低了人工成本和数据流量成本。
42.图5为本技术实施例提供的一种车路协同场景下自动驾驶车辆的数据采集装置的示意图。该数据采集装置包括三部分，分别为车端、路端设备端和云端。车端主要实现了数据封装、数据包管理、数据包发送以及数据包流量控制的功能。路端设备端主要实现了数据包接收、断点续传和数据包上传到云端的功能。云端主要实现了数据包接收、数据包合并和数据包归档储存的功能。图6为车路协同场景下车数据采集示意图。
43.具体的，车端包括数据包生成模块、数据包管理模块和数据包传输模块。其中，数据包生成模块用于生成数据包。数据包管理模块用于根据数据包的生成顺序建立数据包队列，并对每个数据包进行压缩并按照固定大小拆分成若干个数据分包。数据包传输模块用于在车端与路端设备端建立连接后按照数据包队列将数据包依次传输至所述路端设备端，同时还用于在车端与某一路端设备连接中断时记录数据传输位置，并在车端与下一路端设备建立连接后判断是否存在需要续传的数据分包，且在存在时与当前路端设备端同步传输位置，将剩余的数据分包传输至当前路端设备。
44.云端包括数据包接收模块、数据包合并模块和数据包归档模块。其中，数据包接收
模块用于接收路端设备端上传的数据分包。数据包合并模块用于将涉及续传的若干个数据分包合并为完整的数据分包后进行解压，并将属于同一数据包的多个解压后数据分包合并形成完整的数据包。数据包归档模块用于将若干个数据包按照时间和车辆编号进行归档储存。
45.本实施例还提供了一种计算机设备，计算机设备的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元，系统存储器，连接不同系统组件(包括系统存储器和处理单元)的总线。
46.总线表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
47.计算机系统/服务器典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
48.系统存储器可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)和/或高速缓存存储器。计算机设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质。可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线相连。存储器可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
49.具有一组(至少一个)程序模块的程序/实用工具，可以存储在例如存储器中，这样的程序模块包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
50.计算机设备也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、显示器等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口进行。并且，计算机设备还可以通过网络适配器与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。
51.处理单元通过运行存储在系统存储器中的程序，从而执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
52.上述的计算机程序可以设置于计算机存储介质中，即该计算机存储介质被编码有计算机程序，该程序在被一个或多个计算机执行时，使得一个或多个计算机执行本发明上述实施例中所示的方法流程和/或装置操作。
53.随着时间、技术的发展，介质含义越来越广泛，计算机程序的传播途径不再受限于有形介质，还可以直接从网络下载等。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、或半导体的系统、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系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
54.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系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
55.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。
56.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)。
57.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。