[发明专利]一种面向车路协同的通信感知及边缘计算一体化系统

说明书

本发明公开了一种面向车路协同的通信感知及边缘计算一体化系统，包括感知及边缘计算单元、路侧通信单元、智能车载终端以及云平台，其中感知及边缘计算单元由毫米波雷达、摄像头和边缘计算模块组成；路侧通信单元由控制模块、通信模块和定位模块组成；智能车载终端获取附近交通目标的类别、距离信息，结合自身交通状态判断是否需要进行刹车避险或者继续行驶操作；云平台收集路侧单元上传的路况信息进行分析处理，将已接入驾驶车辆与交通目标信息打印至云端地图，通过流量、车速、位置进行综合判断，实现宏观交通调控。本发明具有结构简单、方便部署、协同性强、适用于各类场景、易于扩展等优点，在不同场景中能够准确获取交通目标信息，提高道路交通安全性。

技术领域

本发明涉及车路协同技术领域，具体涉及一种面向车路协同的通信感知及边缘计算一体化系统。

背景技术

车路协同系统针对不同的应用场景，有不同的感知和通信需求。由于单一传感器存在感知局限性，无法满足某些场景的精确感知需求，而现有的多传感器融合感知大部分应用于单车智能，虽在一定程度上弥补上了单一传感器的感知能力，但局限于单车的感知盲区，无法进行单车视距外的感知。为了弥补单车视距外的感知盲区，提高车辆行驶的安全性和可靠性，提升路侧端的感知能力显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向车路协同的通信感知及边缘计算一体化系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种面向车路协同的通信感知及边缘计算一体化系统，包括：感知及边缘计算单元、路侧通信单元、智能车载终端以及云平台，其中：

感知及边缘计算单元由毫米波雷达、摄像头和边缘计算模块组成，其中毫米波雷达和摄像头获取路侧交通目标数据；边缘计算模块通过有线方式接收到采集的各类交通目标信息，对强、弱交通参与对象的实时检测、识别与分类，获取路侧范围内的交通目标类型和该目标与主驾驶车辆的相对距离信息；

路侧通信单元由控制模块、通信模块和定位模块组成，其中通信模块包括两类：LTE通信模块与PC5通信模块，分别支持基于V2X的蜂窝通信模式与直连通信模式，与路侧范围内的智能车载终端实现通信互联；路侧通信单元与感知及边缘计算单元中的边缘计算模块通过WiFi通信方式连接，并由控制模块控制通信模块将边缘计算模块所处理得到的数据以MQTT或PC5方式下发到智能车载终端，在不同的应用场景下实现通信模式的切换，同时智能车载终端向路侧通信单元发送车辆基本行驶信息；路侧通信单元通过通信模块将边缘计算模块所处理得到的数据与车辆基本行驶信息以HTTP协议上传到云平台；路侧通信单元通过定位模块确定其经纬度信息，通过将经纬度信息上传到云平台和下发到智能车载终端，从而完成在路侧通信单元在云端地图的信息打印，并实现与智能车载终端位置信息的交换；

智能车载终端获取附近交通目标的类别、距离信息，结合自身交通状态判断是否需要进行刹车避险或者继续行驶操作；

云平台收集路侧单元上传的路况信息进行分析处理，将已接入驾驶车辆与交通目标信息打印至云端地图，通过流量、车速、位置进行综合判断，实现宏观交通调控。

进一步的，所述感知及边缘计算单元中，摄像头通过USB接口连接边缘计算模块，毫米波雷达通过CAN总线连接总线分析仪，CAN总线分析仪通过CAN总线转USB接口连接边缘计算模块，毫米波雷达和摄像头分别获取交通目标数据，并由USB接口实时传输数据到边缘计算模块。

进一步的，所述边缘计算模块基于Jetson Xavier NX套件开发，将毫米波雷达获取的点云数据和摄像头获取的图像数据通过雷视融合目标检测方法进行数据融合，完成交通目标的实时检测，具体方法为：