[发明专利]一种车边云协同架构的协同任务迁移系统及算法

说明书

本发明公开了一种车边云协同架构的协同任务迁移系统及算法，包括：车载终端集群，该车载终端集群用于采集车辆信息和输出车辆信息至边缘服务器及远程云服务器；边缘服务器，设置于路侧边缘，与车载终端集群通信连接，以接收并处理车载终端集群采集处理的车辆信息和输出信号指令至车载终端集群内；远程云服务器，与车载终端集群通信连接，与车载终端集群之间进行身份认证、数据存储和数据收发。本发明的车边云协同架构的协同任务迁移系统，通过车载终端、边缘计算服务器和远程云服务器的组合作用，便可实现从传统的车‑边协同架构、车‑云协同架构到车边云协同架构的演进，选择最优的任务迁移机制，实现车载的能耗最小，可有效延长车辆的续航里程。

技术领域

本发明属于智能网联汽车技术领域，更具体的说是涉及一种车边云协同架构的协同任务迁移系统及算法。

背景技术

汽车智能化的关键在于构建具有数据融合、高速计算、智能决策、协同控制能力的智能计算平台，以完成汽车行驶和信息交互过程中海量多源异构数据的高速计算处理。现今，车载终端及云服务器的计算能力和硬件配置虽正在逐步增强，但随着车载终端设备的日益增加、无线网络的大规模接入以及车载计算任务应用要求的提升，基站无线总带宽的需求不断增加，继而引发网络传输不稳定、云服务器负载过高等问题，使得计算平台难以在短时间内完成计算资源密集型计算，这对智能网联汽车计算平台的处理能力提出了严峻挑战。

为解决上述问题，CN110134507提出了一种适用于车边协同架构的边缘计算系统下的合作计算方法，利用在边缘服务器侧与众多终端合作计算的方案达到计算资源的最优配置，但边缘服务器的存储和计算能力有限，不可能部署所有类型的服务，不合理的任务迁移策略会导致边缘计算任务处理时间延长，车载终端体验变差，还会导致边缘服务器因过载而不稳定。CN110197339提出了一种适用于车云协同架构的基于大数据云计算服务平台及运行方法，可实现后台计算及交互式大数据信息查询，但由于网络带宽限制及海量计算密集型任务的涌现，不能满足智能网联汽车实时响应的需求。

上述技术对于提高车载计算任务及实现交互式的信息查询具有积极意义，但车辆在行驶过程中需要面对复杂的环境，需要与同区域内的其他设备竞争网络资源和计算资源。网络状态和计算资源的不确定性，很容易造成通信不稳定，进而产生数据拥堵，无法满足低时延的要求。尤其，对于电动车辆而言，上述问题还会引发车载能耗过高进而影响续航里程，因此，如何实现实时性和能耗的平衡是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车边云协同架构的协同任务迁移系统及算法，将任务特性、任务迁移策略、计算资源、网络状态等综合建模为一个系统能耗最小优化问题，并以任务计算时延为约束、以系统能耗最低为目标，设计高效的任务迁移机制，从而降低车载计算负荷，显著提升用户体验，同时为远程云计算平台的大数据分析提供基础数据。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种车边云协同架构的协同任务迁移系统，包括：

车载终端集群，该车载终端集群用于采集车辆信息和输出车辆信息至边缘服务器及远程云服务器；

边缘服务器，设置于路侧边缘，与车载终端集群通信连接，以接收并处理车载终端集群采集处理的车辆信息和输出信号指令至车载终端集群内；

远程云服务器，与车载终端集群通信连接，与车载终端集群之间进行身份认证、数据存储和数据收发。

作为本发明的进一步改进，所述车载终端集群由一定区域内的所有的车载终端和路侧通信基础设施构成，内部采用mm-ware、802.11p、蜂窝网络相互通信，其中，路侧通信基础设施包括路边基站、信号灯，车载终端包括全球导航卫星系统、信息分析模块、信息感知模块、任务迁移决策模块、迁移执行模块、通信模块。

作为本发明的进一步改进，所述边缘服务器由路侧边缘设备搭建，其中，路侧边缘设备包括工控机、路由器等。