一种消息发送方法、装置及车载单元OBU与流程

一种消息发送方法、装置及车载单元obu
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种消息发送方法、装置及车载单元(on board unit，obu)。


背景技术：

2.随着c-v2x技术的推广和普及，大规模v2x设备场景(如50台或以上)下的应用功能或性能验证需求日益增长。
3.目前，现有技术主要是基于射频信号发生器配合pc端的车联网(vehicle to everything，v2x)消息组包程序(如vector canoe的car2x组件)实现单车基本安全消息(basic safety message，bsm)消息的射频广播。现有技术仅能模拟单台obu设备进行bsm消息发送，且需利用射频信号发生器和pc端设备，方案成本较高。


技术实现要素：

4.本发明提供一种消息发送方法、装置及车载单元obu，解决了现有模拟obu设备发送bsm消息的方案成本较高的问题。
5.第一方面，本发明的实施例提供一种消息发送方法，应用于车载单元obu，包括：
6.获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据；
7.根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组；其中，所述bsm消息组包括与每台车辆对应的一个bsm消息；
8.发送所述bsm消息组中的bsm消息。
9.可选地，所述根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组，包括：
10.根据所述原始车辆数据，生成车辆信息数组，所述车辆信息数组包括与每台车辆对应一个车辆信息结构体；
11.根据所述车辆信息数组，生成所述bsm消息组；其中，每个车辆信息结构体对应生成一个bsm消息。
12.可选地，所述发送所述bsm消息组中的bsm，包括：
13.获取信道的拥塞信息；
14.根据所述拥塞信息，发送所述bsm消息组中的所述bsm消息。
15.可选地，发送所述bsm消息组中的bsm消息，包括：
16.对所述bsm消息进行加密处理；
17.将加密后的所述bsm消息，通过空口进行广播。
18.可选地，所述原始车辆数据包括以下至少一项：车辆属性、车辆的位置数据和车辆的车身数据。
19.可选地，所述车身数据包括以下至少一项：档位状态、方向盘转向角、刹车状态、车轮制动状态、牵引力控制系统的工作状态、制动防抱死系统的工作状态、车身稳定控制系统的工作状态、刹车助力系统的工作状态、刹车辅助系统的工作状态。
20.可选地，所述位置数据包括以下至少一项：经度、纬度、海拔、速度、航向角、三轴加速度、横摆角速度。
21.可选地，所述obu通过传输控制协议tcp或用户数据报协议udp与所述仿真平台通信连接。
22.第二方面，本发明的实施例提供一种消息发送装置，应用于车载单元obu，包括：
23.获取模块，用于获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据；
24.生成模块，用于根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组；其中，所述bsm消息组包括与每台车辆对应的一个bsm消息；
25.发送模块，用于发送所述bsm消息组中的bsm消息。
26.第三方面，本发明的实施例提供一种车载单元obu，包括：收发机、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述消息发送方法的步骤。
27.第四方面，本发明的实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述消息发送方法的步骤。
28.本发明的上述技术方案的有益效果是：
29.上述方案中，车载单元obu通过获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据；根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组；其中，所述bsm消息组包括与每台车辆对应的一个bsm消息；发送所述bsm消息组中的bsm消息。如此，能够实现利用单台obu模拟生成多台车辆的bsm消息，并通过真实射频发送多台车辆的bsm消息，这样，不需要购买额外的硬件设备，降低了方案成本，而且由于未使用额外的pc端处理软件和射频信号发生器，能够降低延迟，减少学习成本，同时还能够避免利用现有pc端软件组装bsm消息自定义程度低的问题。
附图说明
30.图1表示本发明实施例的消息发送方法的流程图；
31.图2表示本发明实施例的消息发送装置的结构框图；
32.图3表示本发明实施例的车载单元obu的硬件结构示意图。
具体实施方式
33.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
34.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
35.在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺
序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
36.另外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常可互换使用。
37.在本技术所提供的实施例中，应理解，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.首先对现有技术的方案进行介绍。
40.目前，现有方案主要基于射频信号发生器配合pc端的v2x消息组包程序(如vector canoe的car2x组件)实现单车bsm消息的射频广播。此方案具有如下问题：
41.(1)仅能模拟单台设备；
42.(2)需要pc端额外软件(如canoe car2x)组装bsm消息，自定义程度低；
43.(3)从仿真软件到pc端处理软件，再到射频信号发生器，处理环节多，产生的延迟较高；
44.(4)不支持v2x消息安全加密；
45.(5)需掌握pc端处理软件和射频信号发生器的复杂配置，学习成本高；
46.(6)方案整体成本很高。
47.具体地，本发明的实施例提供了一种消息发送方法、装置及车载单元obu，解决了现有模拟obu设备发送bsm消息的方案成本较高的问题。
48.第一实施例
49.如图1所示，本发明的实施例提供了一种消息发送方法，应用于车载单元obu，具体包括以下步骤：
50.步骤101：获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据。
51.该步骤中，obu通过传输控制协议tcp或用户数据报协议udp与所述仿真平台通信连接，获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据。其中，在采用tcp方式时，仿真平台侧为服务端，obu侧为客户端。
52.具体实现时，可通过仿真软件实时生成多台车辆的原始车辆数据，并实时的传输给obu，使obu基于动态的原始车辆数据，生成bsm消息。
53.详细地，原始车辆数据包括以下至少一项：车辆属性(如车辆类型)、车辆的位置数据和车辆的车身数据。
54.可选地，所述原始车身数据包括以下至少一项：档位状态、方向盘转向角、刹车状态、车轮制动状态、牵引力控制系统的工作状态、制动防抱死系统的工作状态、车身稳定控制系统的工作状态、刹车助力系统的工作状态、刹车辅助系统的工作状态(如手刹状态、车灯状态和车速状态)。
55.可选地，所述位置数据包括以下至少一项：经度、纬度、海拔、速度、航向角、三轴加速度、横摆角速度。
56.步骤102：根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组；其中，所述bsm消息组包括与每台车辆对应的一个bsm消息。
57.该步骤中，obu基于原始车辆数据，能够得到每台车辆的车辆信息，基于每台车辆的车辆信息，为每台车辆对应生成一个bsm消息，最终得到一个bsm消息组。
58.步骤103：发送所述bsm消息组中的bsm消息。
59.具体实现时，可遍历bsm消息组中的bsm消息，并通过内置的射频模块广播每条bsm消息，直至bsm消息组中的bsm消息均广播出去。
60.上述实施例中，能够实现利用单台obu模拟生成多台车辆的bsm消息，并通过obu内置的射频模块发送多台车辆的bsm消息，这样，不需要购买额外的硬件设备，降低了方案成本，而且由于未使用额外的pc端处理软件和射频信号发生器，能够降低延迟，减少学习成本，同时还能够避免利用现有pc端软件组装bsm消息自定义程度低的问题。
61.在一具体实施例中，上述步骤102中，所述根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组，包括：
62.根据所述原始车辆数据，生成车辆信息数组，所述车辆信息数组包括与每台车辆对应一个车辆信息结构体；
63.根据所述车辆信息数组，生成所述bsm消息组；其中，每个车辆信息结构体对应生成一个bsm消息。
64.具体实现时，obu侧可通过管理工具配置参数或者程序运行携带参数，配置接收原始车辆数据的ip和端口，仿真平台和obu预先定义原始车辆数据中每个字段，原始车辆数据中每台车辆的数据长度相等且为固定值。这样，车辆的数量可以根据接收数据的长度自动计算，并区分每台车辆的原始车辆数据，获取每台车辆的车辆信息。将多台车辆的车辆信息生成车辆信息数组，使车辆信息数组包括多车信息结构体数组，每台车辆对应一个车辆信息结构体。
65.进一步地，在有bsm发送需求时，基于每台车辆的车辆信息结构体，获取每台车辆的车辆信息，并将车辆信息填充至标准bsm消息结构中，生成bsm消息。
66.需要指出的是，以上实现方式仅为示例，具体实现时还可以基于obu与仿真平台之间预先约定的传输协议，实现每台车辆的原始车辆数据的参数根据需求变化；其中，每条原始车辆数据的参数包括参数id和参数数据类型，通过参数id可确定对应哪个参数，通过参数数据类型可确定该参数的数据长度。
67.上述实施例中，通过根据原始车辆数据，生成车辆信息数组，车辆信息数组中的每台车辆对应一个车辆信息结构体，这样，一方面能够避免当obu的接收频率大于bsm发送频率时，出现bsm消息堆积，导致bsm消息发送不实时的问题；另一方面，基于车辆信息结构体来维护车辆信息数组，能够设置车辆老化时间，这样当某台车辆的原始车辆数据中断一段时间又恢复时，仍然可以直接正常工作，不需要重新建立车辆信息，能够减小时间开销，提高bsm消息的发送实时性。
68.在一具体实施例中，上述步骤103中，所述发送所述bsm消息组中的bsm，包括：
69.获取信道的拥塞信息；
70.根据所述拥塞信息，发送所述bsm消息组中的所述bsm消息。
71.具体实现时，可定时获取信道忙率(channel busy rate，cbr)，基于信道忙率，判
断车辆密度大小。若判断车辆密度大，则加大bsm消息的发送间隔，若判断车辆密度小，则缩小bsm消息的发送间隔，如此，能够基于信道的拥塞信息调整bsm消息的发送频率，避免由于拥塞导致丢包率上升，影响bsm消息的正常发送。。
72.在一具体实施例中，上述步骤103中，所述发送所述bsm消息组中的bsm消息，包括：
73.对所述bsm消息进行加密处理；
74.将加密后的所述bsm消息，通过空口进行广播。
75.具体实现时，可基于应用智能交通系统(intelligent transportation systems，its)协议栈，对所述bsm消息进行编码加密处理，再通过空口广播。
76.上述方案中，能够实现基于单个obu且软硬结合的方式，实现模拟大量车辆bsm消息广播的流程，实现obu复用，具体包括如下优势：
77.1、一台obu理论上可模拟多达50台车辆；
78.2、无需pc端额外软件进行处理，避免自定义程度低的问题；
79.3、obu直接接收仿真平台的原始车辆数据，处理后通过射频发出，延迟低，效率高；
80.4、支持v2x消息安全加密；
81.5、操作简单，几乎零配置，学习成本低；
82.6、成本低，设备利用率高。
83.此外，在具体实现时，obu内可内嵌处理程序模块，包括：多车信息模块、处理中间件模块、bsm发送模块、空口消息收发接口、应用its协议栈模块。其中，多车信息模块，用于接收外部的原始车辆数据，产生车辆信息；处理中间件模块，用于向bsm发送模块提供cbr(拥塞信息)数据；bsm发送模块，用于向多车信息模块发送请求以获取车辆信息，根据车辆信息组装多台车辆的bsm消息，并根据cbr情况发送bsm消息；空口消息收发接口，用于接收bsm消息，转发给应用its协议栈；应用its协议栈模块，用于编码加密bsm消息，并提供给空口进行广播。
84.第二实施例
85.如图2所示，本发明实施例提供一种消息发送装置200，应用于车载单元obu，包括：
86.获取模块201，用于获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据；
87.生成模块202，用于根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组；其中，所述bsm消息组包括与每台车辆对应的一个bsm消息；
88.发送模块203，用于发送所述bsm消息组中的bsm消息。
89.可选地，生成模块202，包括：
90.第一生成子模块，用于根据所述原始车辆数据，生成车辆信息数组，所述车辆信息数组包括与每台车辆对应一个车辆信息结构体；
91.第二生成子模块，用于根据所述车辆信息数组，生成所述bsm消息组；其中，每个车辆信息结构体对应生成一个bsm消息。
92.可选地，发送模块203，包括：
93.第一处理子模块，用于获取信道的拥塞信息；
94.第一发送子模块，用于根据所述拥塞信息，发送所述bsm消息组中的所述bsm消息。
95.可选地，发送模块203，包括：
96.加密处理子模块，用于对所述bsm消息进行加密处理；
97.第二发送子模块，用于将加密后的所述bsm消息，通过空口进行广播。
98.可选地，所述原始车辆数据包括以下至少一项：车辆属性、车辆的位置数据和车辆的车身数据。
99.可选地，所述车身数据包括以下至少一项：档位状态、方向盘转向角、刹车状态、车轮制动状态、牵引力控制系统的工作状态、制动防抱死系统的工作状态、车身稳定控制系统的工作状态、刹车助力系统的工作状态、刹车辅助系统的工作状态。
100.可选地，所述位置数据包括以下至少一项：经度、纬度、海拔、速度、航向角、三轴加速度、横摆角速度。
101.可选地，所述obu通过传输控制协议tcp或用户数据报协议udp与所述仿真平台通信连接。
102.本发明的第二实施例是与上述第一实施例的方法对应的，上述第一实施例中的所有实现手段均适用于该消息发送装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
103.第三实施例
104.为了更好的实现上述目的，如图3所示，本发明的第三实施例还提供了一种车载单元obu，包括：
105.处理器300；以及通过总线接口与所述处理器300相连接的存储器320，所述存储器320用于存储所述处理器300在执行操作时所使用的程序和数据，处理器300调用并执行所述存储器320中所存储的程序和数据。
106.其中，收发机310与总线接口连接，用于在处理器300的控制下接收和发送数据；处理器300用于读取存储器320中的程序实现如下步骤：
107.获取仿真平台生成的多台车辆的原始车辆数据；
108.根据所述原始车辆数据，生成基本安全消息bsm消息组；其中，所述bsm消息组包括与每台车辆对应的一个bsm消息；
109.发送所述bsm消息组中的bsm消息。
110.其中，在图3中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器300代表的一个或多个处理器和存储器320代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机310可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的终端，用户接口330还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。处理器300负责管理总线架构和通常的处理，存储器320可以存储处理器300在执行操作时所使用的数据。
111.可选的，处理器300用于读取存储器320中的程序实现如下步骤：
112.根据所述原始车辆数据，生成车辆信息数组，所述车辆信息数组包括与每台车辆对应一个车辆信息结构体；
113.根据所述车辆信息数组，生成所述bsm消息组；其中，每个车辆信息结构体对应生成一个bsm消息。
114.可选的，处理器300用于读取存储器320中的程序实现如下步骤：：
115.获取信道的拥塞信息；
116.根据所述拥塞信息，发送所述bsm消息组中的所述bsm消息。
117.可选的，处理器300用于读取存储器320中的程序实现如下步骤：：
118.对所述bsm消息进行加密处理；
119.将加密后的所述bsm消息，通过空口进行广播。
120.可选的，所述原始车辆数据包括以下至少一项：车辆属性、车辆的位置数据和车辆的车身数据。
121.可选的，所述车身数据包括以下至少一项：档位状态、方向盘转向角、刹车状态、车轮制动状态、牵引力控制系统的工作状态、制动防抱死系统的工作状态、车身稳定控制系统的工作状态、刹车助力系统的工作状态、刹车辅助系统的工作状态。
122.可选的，所述位置数据包括以下至少一项：经度、纬度、海拔、速度、航向角、三轴加速度、横摆角速度。
123.可选的，所述obu通过传输控制协议tcp或用户数据报协议udp与所述仿真平台通信连接。
124.本发明提供的车载单元obu，能够实现利用单台obu模拟生成多台车辆的bsm消息，并通过真实射频发送多台车辆的bsm消息，这样，不需要购买额外的硬件设备，降低了方案成本，而且由于未使用额外的pc端处理软件和射频信号发生器，能够降低延迟，减少学习成本，同时还能够避免利用现有pc端软件组装bsm消息自定义程度低的问题。
125.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过计算机程序来指示相关的硬件来完成，所述计算机程序包括执行上述方法的部分或者全部步骤的指令；且该计算机程序可以存储于一可读存储介质中，存储介质可以是任何形式的存储介质。
126.另外，本发明具体实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的第一实施例中的方法的步骤。且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
127.此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
128.因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地
执行。
129.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。