传感器数据融合系统、数据处理方法及介质与流程

本发明涉及智能驾驶，尤其是涉及一种传感器数据融合系统、数据处理方法及介质。

背景技术：

1、业界常见的传感器数据融合方案使用车载以太网或can总线，采用开源someip/dds中间件进行通信。

2、随着智能汽车的发展，车载传感器数量增多、数据量骤增，车载以太网的带宽逐渐成为瓶颈(以2路前视+4路周视+1个激光雷达+12个超声波+高精地图为例，其数据量远超千兆以太网的承载能力)、千兆以太网的能力逐渐不能满足项目需求。

3、开源someip/dds中间件具备soa接口，但是在传输、分发大数据(相机数据)时不具备零拷贝特性、效率较低。

技术实现思路

1、鉴于以上所述的现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种传感器数据融合系统、数据处理方法及介质，具备soa接口和数据零拷贝能力，能够提升传感器数据融合效率、降低传感器数据融合成本、增强系统安全性。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、第一方面，本发明提供的一种传感器数据融合系统，采用如下的技术方案：

4、一种传感器数据融合系统，所述系统运行在车载ecu上，并通过pcie交换机数据连接于各车载传感器，包括用户接口层、管理单元、数据缓存单元以及pcie/io驱动抽象层，其中：所述用户接口层用于对外部应用软件提供发布接口和订阅接口，生成发布对象和订阅对象；所述管理单元用于基于所述发布对象和订阅对象管理数据缓存单元；

5、所述数据缓存单元用于基于预设的传感器数据封装格式缓存传感器数据；

6、以及，所述pcie/io驱动抽象层用于通过pcie交换机输出和/或输入传感器数据。

7、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述发布接口和所述订阅接口符合soa标准。

8、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述发布对象包括发布信息、发布状态以及发布数据；所述订阅对象包括订阅信息、订阅状态以及订阅数据。

9、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述管理单元根据用户配置控制数据缓存单元的初始化。

10、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述数据缓存单元包括若干个数据片，所述数据片从共享内存池中分配；其中：

11、各所述数据片通过计数机制进行状态维护。

12、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述各所述数据片通过计数机制进行状态维护，包括：

13、当数据片被使用时，其引用计数加1；

14、当数据片被释放时，其引用计数减1；

15、当数据片引用计数为0时，数据缓存单元对所述数据片进行回收。

16、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述当数据片引用计数为0时，数据缓存单元对所述数据片进行回收，之后还包括：

17、被回收的数据片内存不会被释放，会被分配给下一个用户使用。

18、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述pcie/io驱动抽象层包括输入通道和输出通道，所述输入通道用于接收传感器数据，所述输出通道用于发送传感器数据。

19、进一步的，上述的一种传感器数据融合系统中，所述传感器数据封装格式至少包括传感器类型、传感器实例、传感器数据帧序号、协议帧主版本号、协议帧子版本号、数据帧类型、数据帧标识位、帧数据体长度以及帧数据体。

20、第二方面，本发明提供的一种传感器数据处理方法，采用如下的技术方案：

21、一种传感器数据处理方法，应用于上述第一方面中任意一项所述的传感器数据融合系统，所述处理方法包括：

22、基于所述传感器数据融合系统，响应于外部应用软件的传感器数据发布请求，对所述传感器数据进行存储；

23、基于所述传感器数据融合系统，响应于外部应用软件的传感器数据订阅请求，提供所述传感器数据。

24、进一步的，上述的一种传感器数据处理方法中，所述基于所述传感器数据融合系统，响应于外部应用软件的传感器数据发布请求，对所述传感器数据进行存储，包括：

25、外部应用软件生成传感器数据发布请求；

26、用户接口层的通过发布接口接收所述发布请求；

27、管理单元进行数据分片申请，并通过pcie/io驱动抽象层的输出通道将传感器数据写入数据缓存单元。

28、进一步的，上述的一种传感器数据处理方法中，所述基于所述传感器数据融合系统，响应于外部应用软件的传感器数据订阅请求，提供所述传感器数据，包括：

29、外部应用软件生成传感器数据订阅请求；

30、用户接口层的通过订阅接口接收所述订阅请求后，管理单元负责创建相应的订阅对象，并将订阅对象信息维护在管理单元中；

31、用户接口层通过回调函数通知应用软件，以便及时处理传感器数据。

32、第三方面，本发明提供的一种可读存储介质，采用如下的技术方案：

33、一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上述第二方面中任一项所述的一种传感器数据处理方法。

34、综上所述，与现有技术相比，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

35、1、本发明充分利用pcie高速串行总线能力，具有传输速率高、抗干扰强、功耗低、传输距离远等优点；

36、2、本发明对用户提供soa接口，同时具备数据零拷贝、传输效率高和实时性强的特点；

37、3、本发明对传感器数据传输格式和pcie底层驱动接口进行抽象，通用性好、扩展性强。

技术特征：

1.一种传感器数据融合系统，所述系统运行在车载ecu上，并通过pcie交换机数据连接于各车载传感器，其特征在于，包括用户接口层、管理单元、数据缓存单元以及pcie/io驱动抽象层，其中：

2.根据权利要求1所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述发布接口和所述订阅接口符合soa标准。

3.根据权利要求1所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述发布对象包括发布信息、发布状态以及发布数据；所述订阅对象包括订阅信息、订阅状态以及订阅数据。

4.根据权利要求1所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述管理单元根据用户配置控制数据缓存单元的初始化。

5.根据权利要求1所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述数据缓存单元包括若干个数据片，所述数据片从共享内存池中分配；其中：

6.根据权利要求5所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述各所述数据片通过计数机制进行状态维护，包括：

7.根据权利要求6所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述当数据片引用计数为0时，数据缓存单元对所述数据片进行回收，之后还包括：

8.根据权利要求1所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述pcie/io驱动抽象层包括输入通道和输出通道，所述输入通道用于接收传感器数据，所述输出通道用于发送传感器数据。

9.根据权利要求1所述的一种传感器数据融合系统，其特征在于，所述传感器数据封装格式至少包括传感器类型、传感器实例、传感器数据帧序号、协议帧主版本号、协议帧子版本号、数据帧类型、数据帧标识位、帧数据体长度以及帧数据体。

10.一种传感器数据处理方法，应用于上述权利要求1-9中任意一项所述的传感器数据融合系统，其特征在于，所述处理方法包括：

11.根据权利要求10所述的一种传感器数据处理方法，其特征在于，所述基于所述传感器数据融合系统，响应于外部应用软件的传感器数据发布请求，对所述传感器数据进行存储，包括：

12.根据权利要求10所述的一种传感器数据处理方法，其特征在于，所述基于所述传感器数据融合系统，响应于外部应用软件的传感器数据订阅请求，提供所述传感器数据，包括：外部应用软件生成传感器数据订阅请求；

13.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求10-12中任一项所述的一种传感器数据处理方法。

技术总结
本发明涉及一种传感器数据融合系统、数据处理方法及介质，涉及智能驾驶技术，所述系统运行在车载ECU上，并通过PCIE交换机数据连接于各车载传感器，包括用户接口层、管理单元、数据缓存单元以及PCIE/IO驱动抽象层，其中：所述用户接口层用于对外部应用软件提供发布接口和订阅接口，生成发布对象和订阅对象；所述管理单元用于基于所述发布对象和订阅对象管理数据缓存单元；所述数据缓存单元用于基于预设的传感器数据封装格式缓存传感器数据；以及，所述PCIE/IO驱动抽象层用于通过PCIE交换机输出和/或输入传感器数据。本发明具备SOA接口和数据零拷贝能力，能够提升传感器数据融合效率、降低传感器数据融合成本、增强系统安全性。

技术研发人员：柏永圣,韩元飞,王伟
受保护的技术使用者：零束科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11