掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

智能运输系统中的集体感知服务

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


智能运输系统中的集体感知服务

相关申请

本申请要求于2020年6月8日提交的美国临时申请第63/036,156号(AD0488-Z)的优先权,该临时申请的内容通过引用以其整体合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及边缘计算、网络通信和通信系统实现方式,并且具体涉及连接的和计算机辅助(computer-assisted,CA)/自主驾驶(autonomous driving,AD)交通工具、车联网(Internet of Vehicles,IoV)、物联网(Internet of Things,IoT)技术以及智能运输系统。

背景技术

智能运输系统(Intelligent Transport System,ITS)包括与实现交通安全性和效率的提高以及减少排放和燃料消耗的不同运输和交通模式有关的高级应用和服务。可将各种形式的无线通信和/或无线电接入技术(Radio Access Technology,RAT)用于ITS。这些RAT可能需要在一个或多个通信信道中共存,该一个或多个通信信道诸如在5.9千兆赫兹(GHz)频带中可用的那些信道。已经开发了协作式智能运输系统(CooperativeIntelligent Transport System,C-ITS)以实现交通安全性和效率的提高并减少排放和燃料消耗。C-ITS最初的焦点在于道路交通安全性,并且尤其在于交通工具安全性。

附图说明

在附图中(这些附图不一定是按比例绘制的),同样的数字可描述不同视图中的类似组件。具有不同的字母后缀的相同的数字可表示类似组件的不同实例。所附附图包括:

图1图示操作布置。图2和图3图示集体感知消息(Collective PerceptionMessage,CPM)结构。图4和图5图示用于感知的分层成本图。

图6描绘ITS-S参考体系结构。图7描绘集体感知基本服务功能模型。图8示出CPS基本服务的对象数据提取级别。

图9描绘交通工具系统中的交通工具ITS站(vehicle ITS station,V-ITS-S)。图10描绘可被用作VRU ITS-S的个人ITS站(personal ITS station,P-ITS-S)。图11描绘路边基础设施节点中的路边ITS-S。

图12图示可升级交通工具计算系统(Upgradeable Vehicular Compute System,UVCS)接口。图13图示使用UVCS接口形成的UVCS。图14图示利用UVCS形成的示例车载系统的软件组件图,图15描绘(一个或多个)边缘计算系统中的各种计算节点的组件。

具体实施方式

以下具体实施方式参考了所附附图。可在不同附图中使用相同的附图标记来标识相同的或类似的元素。在以下描述中,出于解释而非限制的目的,阐述了诸如特定结构、体系结构、接口、技术等具体细节。对受益于本公开的本领域技术人员将显而易见的是,可以在不脱离本公开的范围的情况下作出修改。在某些实例中,省略了对公知的设备、电路和方法的描述,以免因不必要的细节而使描述模糊。

随时间推移,交通工具的操作和控制正变得更加自主,并且在未来,大多数交通工具将可能变成完全自主的。包括某种形式的自主性或以其他方式辅助人类操作者的交通工具可被称为“计算机辅助或自主驾驶”交通工具。计算机辅助或自主驾驶(Computer-assisted or autonomous driving,CA/AD)交通工具可包括人工智能(ArtificialIntelligence,AI)、机器学习(machine learning,ML)、和/或用于实现自主操作的其他类似的自学习系统。典型地,这些系统感知其环境(例如,使用传感器数据)并执行各种动作以使成功的交通工具操作的可能性最大化。

交通工具对外界(Vehicle-to-Everything,V2X)应用(被简称为“V2X”)包括以下通信类型:交通工具对交通工具(Vehicle-to-Vehicle,V2V)、交通工具对基础设施(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)和/或基础设施对交通工具(Infrastructure-to-Vehicle,I2V)、交通工具对网络(Vehicle-to-Network,V2N)和/或网络对交通工具(network-to-vehicle,N2V)、交通工具对行人通信(Vehicle-to-Pedestrian,V2P)、以及ITS站(ITS station,ITS-S)对ITS-S通信(X2X)。V2X可以使用协作认知来为终端用户提供更智能的服务。这意味着诸如交通工具站或交通工具用户装备(vehicle user equipment,vUE)之类的实体(包括诸如CA/AD交通工具、路边基础设施或路边单元(roadside unit,RSU)130、应用服务器、以及行人设备(例如,智能电话、平板等))收集其本地环境的知识(例如,接收自附近的其他交通工具或传感器装备的信息)以处理并共享该知识,以便提供用于碰撞警告系统、自主驾驶等等的更加智能的服务(诸如协作感知、操纵协调等等)。

一个此类V2X应用包括智能运输系统(Intelligent Transport System,ITS),ITS系统是用于利用信息和通信技术来支持对商品和人类的运输以便高效且安全地使用运输基础设施和运输装置(例如,汽车、火车、飞行器、船只等)的系统。既在国际级别又在区域级别,在各种标准化组织中对ITS的要素进行标准化。

ITS中的通信(Communications in ITS,ITSC)可利用各种现有的和新的接入技术(或无线电接入技术(RAT))和ITS应用。这些V2X RAT的示例包括电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)RAT和第三代合作伙伴(Third Generation Partnership,3GPP)RAT。IEEE V2X RAT包括例如,交通工具环境中的无线接入(Wireless Access in Vehicular Environment,WAVE)、专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,DSRC)、5GHz频带中的智能运输系统(ITS-G5)、IEEE 802.11p协议(其为WAVE、DSRC和ITS-G5的层1(layer 1,L1)和层2(layer 2,L2)部分),并且有时包括被称为全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability forMicrowave Access,WiMAX)的IEEE 802.16协议。术语“DSRC”是指在美国一般使用的5.9GHz频带中的交通工具通信,而“ITS-G5”是指在欧洲的5.9GHz频带中的交通工具通信。由于可在任何地理或政治区域中使用任何数量的不同RAT(包括基于IEEE 802.11p的RAT),因此贯穿本公开可以可互换地使用术语“DSRC”(在美国等区域中使用)和“ITS-G5”(在欧洲等区域中使用)。3GPP V2X RAT包括例如,使用长期演进(Long Term Evolution,LTE)技术的蜂窝V2X(cellular V2X,C-V2X)(有时被称为“LTE-V2X”)和/或使用第五代(Fifth Generation,5G)技术的蜂窝V2X(C-V2X)(有时被称为“5G-V2X”或“NR-V2X”)。可将其他RAT用于ITS和/或V2X应用,这些RAT诸如使用UHF和VHF频率、全球移动通信系统(Global System for MobileCommunication,GSM)和/或其他无线通信技术的RAT。

本文档描述对集体感知服务(Collective Perception Service,CPS)的增强,以支持在道路和交通安全领域中的应用。集体感知(Collective Perception,CP)旨在在ITS中的ITS-S之间共享与当前驾驶环境有关的信息。出于此种目的,CPS子系统提供与ITS子系统的环境有关的信息,该信息可包括由局部感知传感器检测到的道路安全相关对象(例如,其他道路行人、障碍物等等)和/或自由空间信息。CP降低了ITS子系统关于其当前环境的不确定性,这是因为其他的ITS-S贡献了情境信息(例如,与其感知到的环境有关的信息)。这包括对集体感知消息(Collective Perception Messages,CPM)的语义和语法以及数据和消息处置的细节的增强和更新,从而以协作性更高的方式提高对环境的认知。

1.智能运输系统(ITS)布置

图1图示出环境100的概览,该环境100包括交通工具110A和110B(统称为“交通工具110”)。交通工具110包括引擎、变速器、轴、轮等等(未示出)。交通工具110可以是用于运输人员或物品的任何类型的机动化交通工具,其中每一者装配有引擎、变速器、轴、轮以及用于驾驶、驻停、乘客舒适性和/或安全性等的控制系统等。本文中所使用的术语“电机”、“机动化”等是指将一种形式的能量转化为机械能的设备,并且包括内燃机(internalcombustion engine,ICE)、压缩内燃机(compression combustion engine,CCE)、电动机、和混合动力(例如,包括ICE/CCE和(一个或多个)电动机)。由图1示出的多个交通工具110可表示具有不同品牌、型号、装饰等的机动交通工具。

出于说明性目的,针对包括处于2D高速公路/公路/道路环境中的交通工具110的部署场景提供以下描述,其中交通工具110是汽车。然而,其他类型的交通工具也是可适用的,这些其他类型的交通工具诸如卡车、公共汽车、摩托艇、摩托车、电动客运工具和/或能够运输人员或物品的任何其他机动化设备。3D部署场景在交通工具110中的一些或全部被实现为飞行对象(诸如飞行器、无人机、UAV)的的情况下也是可适用的,和/或可适用于任何其他类似的机动化设备。

出于说明性目的,提供其中交通工具110包括车载系统(IVS)101的以下描述,下文将对其进行更详细的讨论。然而,交通工具110可以包括附加或替代类型的计算设备/系统,诸如智能电话、平板、可穿戴设备、膝上型设备、膝上型电脑、车载信息娱乐系统、车载娱乐系统、仪表盘、抬头显示器(head-up display,HUD)设备、机载诊断设备、仪表台移动装备、移动数据终端、电子引擎管理系统、电子/引擎控制单元、电子/引擎控制模块、嵌入式系统、微控制器、控制模块、引擎管理系统、以及可操作用于执行本文中所讨论的功能的类似计算设备/系统。包括计算系统(例如,IVS 101)的交通工具110以及贯穿本公开所引用的交通工具可指交通工具用户装备(vUE)110、交通工具站110、交通工具ITS站(V-ITS-S)110、计算机辅助(CA)/自主驾驶(AD)交通工具110等等。

每个交通工具110包括车载系统(IVS)101、一个或多个传感器172、以及一个或多个驾驶控制单元(driving control unit,DCU)174。IVS 100包括数个交通工具计算硬件子系统和/或应用,包括例如用于实现图6-图9的ITS体系结构的各种硬件和软件元件。交通工具110可采用一个或多个V2X RAT,这允许交通工具110直接彼此通信以及与基础设施装备(例如,网络接入节点(network access node,NAN)130)通信。V2X RAT可指3GPP蜂窝V2XRAT(例如,LTE、5G/NR及以后的)、WLAN V2X(W-V2X)RAT(例如,美国的DSRC或欧盟的ITS-G5)和/或某种其他RAT(诸如本文中所讨论的那些)。交通工具110中的一些或全部可包括用于(粗略地)确定其相应的地理位置并以安全且可靠的方式与NAN 130传递其当前位置的定位电路。这允许交通工具110彼此和/或与NAN 130同步。附加地,交通工具110中的一些或全部可以是计算机辅助或自主驾驶(CA/AD)交通工具,其可包括用于辅助交通工具操作的人工智能(AI)和/或机器人。

IVS 101包括可能与图9中的ITS-S 901相同或类似的ITS-S 103。IVS 101可以是,或者可以包括可升级交通工具计算系统(UVCS),诸如下文讨论的那些系统。如本文所讨论,ITS-S 103(或ITS-S 103在其上操作的底层V2XRAT电路)能够执行信道侦听或介质侦听操作,这至少利用能量检测(energy detection,ED)来确定信道上存在或不存在其他信号以确定信道是被占用的还是清空的。ED可包括:感测跨预期传送频带、频谱或信道的射频(radiofrequency,RF)能量达一段时间,并将感测到的RF能量与预定义或所配置的阈值进行比较。当感测到的RF能量高于阈值时,预期传送频带、频谱或信道可被认为是被占用的。

除了本公开的UVCS技术之外,IVS 101和CA/AD交通工具110以其他方式可以是数个车载系统和/或CA/AD交通工具中的任一者,从计算机辅助交通工具到部分或完全自主交通工具。附加地,IVS 101和CA/AD交通工具110可包括图1未示出的其他组件/子系统,诸如贯穿本公开示出和描述的元件。将参考其余图6-图11进一步描述用于实现IVS 101的底层UVCS技术的这些和其他要素。

除了本文中所讨论的功能之外,ITS-S 901(或ITS-S 901在其上操作的底层V2XRAT电路)还能够测量各种信号或确定/标识各种信号/信道特性。可出于蜂窝小区选择、切换、网络附接、测试和/或其他目的来执行信号测量。由ITS-S 901(或V2X RAT电路)收集的测量/特性可包括以下各项中的一项或多项:带宽(bandwidth,BW)、网络或蜂窝小区负载、等待时间、抖动、往返时间(round trip time,RTT)、中断数量、数据分组的乱序递送、传送功率、比特错误率、比特错误比(bit error ratio,BER)、块错误率(Block Error Rate,BLER)、分组丢失率(packet loss rate,PLR)、分组接收率(packet reception rate,PRR)、信道繁忙率(Channel Busy Ratio,CBR)、信道占用率(Channel occupancy Ratio,CR)、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、信噪比和干扰比(signal-to-noise andinterference ratio,SINR)、信号加噪声加失真与信号加失真(signal-plus-noise-plus-distortion to noise-plus-distortion,SINAD)比率、峰均功率比(peak-to-averagepower ratio,PAPR)、参考信号接收功率(Reference Signal Received Power,RSRP)、接收信号强度指标(Received Signal Strength Indicator,RSSI)、参考信号接收质量(Reference Signal Received Quality,RSRQ)、用于E-UTRAN或5G/NR的UE定位的蜂窝小区帧的GNSS定时(例如,NAN 130参考时间与针对给定GNSS的GNSS特定参考时间之间的定时)、GNSS编码测量(例如,第i个GNSS卫星信号的扩频码的GNSS编码相位(整数和小数部分))、GNSS载波相位测量(例如,自锁定至该信号以来测得的第i个GNSS卫星信号的载波相位周期数(整数和小数部分);也称为累积三角范围(Accumulated Delta Range,ADR))、信道干扰测量、热噪声功率测量、接收干扰功率测量、和/或其他类似测量。RSRP、RSSI和/或RSRQ测量可包括对用于3GPP网络(例如,LTE或5G/NR)的蜂窝小区特定参考信号、信道状态信息参考信号(channel state information reference signal,CSI-RS)和/或同步化信号(synchronization signal,SS)或SS块的RSRP、RSSI和/或RSRQ测量,以及对用于IEEE802.11WLAN/WiFi网络的各种信标、FILS发现帧、或探查响应帧的RSRP、RSSI和/或RSRQ测量。可附加地或替代地使用其他测量,诸如在以下各项中讨论的那些测量:3GPP TS 36.214版本15.4.0(2019年9月)、3GPP TS 38.215版本16.1.0(2020年4月)、IEEE 802.11的部分11:“Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications,IEEE Std(无线LAN介质访问控制(Medium Access Control,MAC)和物理层(Physical,PHY)规范,IEEE标准)”,等等。NAN 130可测量或收集相同或类似的测量。

子系统/应用还可包括仪表盘子系统、前排座位和/或后排座位信息娱乐子系统和/或其他类似的媒体子系统、导航子系统(navigation,NAV)102、交通工具状态子系统/应用、HUD子系统、EMA子系统等等。NAV 102可以可被配置或可操作用于取决于交通工具110是计算机辅助交通工具、部分自主驾驶交通工具还是完全自主驾驶交通工具来提供导航引导或控制。NAV 102可被配置有计算机视觉,该计算机视觉用于在交通工具110在去往其目的地的途中行进时,识别交通工具110周围的区域中的静止或移动对象(诸如,行人、另一交通工具或某个其他移动对象)。NAV 102可以可被配置成用于或可以可操作用于识别交通工具110周围区域中的静止或移动对象,并且作为响应,至少部分地基于由传感器172收集的传感器数据,在引导或控制交通工具110的DCU时做出其决策。

DCU 174包括控制交通工具110的各种系统(诸如,引擎、变速器、转向器、制动器等的操作)的硬件元件。DCU 174是控制交通工具110的相对应系统的嵌入式系统或其他类似计算机设备。DCU 174可各自具有与下文讨论的图15的设备/系统的组件相同或类似的组件,或者可以是某种其他合适的微控制器或其他类似的处理器设备、(一个或多个)存储器设备、通信接口等等。各个DCU 174能够与一个或多个传感器172和致动器(例如,图15的致动器1574)通信。传感器172是可被配置或可操作用于检测交通工具110周围的环境和/或该环境的改变的硬件元件。传感器172可被配置或可操作用于向DCU174和/或一个或多个AI代理提供各种传感器数据,以使得DCU 174和/或一个或多个AI代理能够控制交通工具110的相应的控制系统。传感器172中的一些或全部可与图15的传感器电路1572相同或类似。具体而言,IVS 101可包括或实现设施层,并操作该设施层内的一个或多个设施。

IVS 101自身或响应于用户交互而经由接口153与一个或多个交通工具110通信或交互,接口153可以是例如基于3GPP的直接链路或基于IEEE的直接链路。3GPP(例如,LTE或5G/NR)直接链路可以是侧链路、接近度服务(Proximity Service,ProSe)链路和/或PC5接口/链路,基于IEEE(WiFi)的直接链路或基于个域网(personal area network,PAN)的链路可以是例如WiFi直接链路、IEEE 802.11p链路、IEEE 802.11bd链路、IEEE 802.15.4链路(例如,ZigBee、低功率无线个域网上的IPv6(IPv6 over Low power Wireless PersonalArea Network,6LoWPAN)、WirelessHART(无线HART)、MiWi、Thread等)。可以使用诸如蓝牙或蓝牙低能量(Bluetooth Low Energy,BLE)等等之类的其他技术。交通工具110可通过接口153彼此交换ITS协议数据单元(protocol data unit,PDU)或其他消息(例如,VAM、CPM等)。

IVS 101自身或响应于用户交互而通过接口112或通过网络158经由NAN130与一个或多个远程/云服务器160通信或交互。NAN 130被布置成用于经由该NAN 130与各个交通工具110之间相应的接口112向交通工具110提供网络连接性。NAN 130是或包括ITS-S,并且可以是路边ITS-S(roadside ITS-S,R-ITS-S)。NAN 130是作为接入网络中向终端用户设备(例如,V-ITS-S110和/或VRU ITS-S 117)提供网络连接性的部分的网络元件。接入网络可以是无线电接入网络(RAN),诸如对于在5G/NR蜂窝网络中操作的RAN,NG RAN或5G RAN;对于在LTE或4G蜂窝网络中操作的RAN,E-UTRAN;或对于GSM或CDMA蜂窝网络,诸如UTRAN或GERAN之类的传统RAN。对于WiMAX实现方式,接入网络或RAN可被称为接入服务网络。RAN的全部或部分可被实现为在服务器计算机上运行的、作为虚拟网络的部分的一个或多个软件实体,其可被称为云RAN(Cloud RAN,CRAN)、感知无线电(Cognitive Radio,CR)、虚拟基带单元池(virtual baseband unit pool,vBBUP),等等。CRAN、CR或vBBUP可实现RAN功能拆分,其中一个或多个通信协议层由CRAN/CR/vBBUP操作并且其他通信协议实体由各个RAN节点130操作。该虚拟化框架允许释放NAN 130的处理器核心来执行其他虚拟化的应用,诸如用于VRU 116/V-ITS-S110的虚拟化的应用。

环境100还包括VRU 116,该VRU 116包括VRU ITS-S 117。VRU 116是非机动化道路使用者以及L类交通工具(例如,轻便摩托车、摩托车、赛格威等),如在EU第168/2013号条例的附件I中所定义(参见例如,国际标准化组织(International Organization forStandardization,ISO),“Road vehicles–Vehicle dynamics and road-holdingability–Vocabulary(道路交通工具——交通工具动力学和道路保持能力——词汇表)”,ISO,TC 22,SC 33,第2版(2011年12月)(“[ISO-8855:2011]”))。SAE国际,“Taxonomy andClassification of Powered Micromobility Vehicles(有动力微移动性交通工具的分类标准和分类)”,有动力微移动性交通工具委员会,SAE地面交通工具标准J3194(2019年11月20日)(“[SAE-J3194]”)也提出了有动力微移动性交通工具的分类标准和分类:有动力自行车(例如,电动自行车);有动力站立式滑板车(例如,

在给定用例和行为场景中,VRU 116是与VRU系统117交互的行为方。例如,如果VRU116装配有个人设备,则VRU 116可以经由该个人设备而与其他ITS站和/或具有VRU设备117的其他VRU 116直接交互。VRU ITS-S117可以是行人型VRU(参见例如图10的P-ITS-S 1001)或交通工具型(例如,自行车、摩托车上的)VRU。本文中所使用的术语“VRU ITS-S”是指任何类型的VRU设备或VRU系统。在潜在的VRU 116甚至可以被标识为VRU116之前,其可被称为非VRU并被认为在ITS中处于空闲状态或非活跃状态。

如果VRU 116并未装配有设备,则VRU 116间接地交互,这是因为该VRU 116由VRU系统117中的另一ITS站经由其感测设备(诸如传感器和/或其他组件)来检测。然而,此类VRU 116无法检测其他VRU 116(例如,自行车)。在ETSI TS 103 300-2版本2.1.1(2020年5月)(“[TS103300-2]”)中,不同类型的VRU 116被归类为各种简档,进一步定义VRU ITS-S117的VRU功能系统和通信体系结构。为了有力地支持VRU简档认知启用,本文中提供了VRU相关的功能系统要求、协议和消息交换机制(例如,CPM、VAM等)。

VRU 116可以装配有便携式设备(例如,设备117)。除非上下文另有指示,否则术语“VRU”可用于指代VRU 116及其VRU设备117两者。VRU设备117可在最初被设置并且可在其操作期间遵循需要被指定的情境改变而演变。这对于可以在通电时自动地实现的或经由HMI实现的对VRU简档和VRU类型的设置而言尤其成立。道路使用者的易损性状态的改变也需要被提供,从而在道路使用者变得易受伤害时激活VRU基本服务,或者在道路使用者进入受保护区域时停用该VRU基本服务。初始配置可以在设备上电时自动地设置。这可以是针对VRU装备类型的情况,该VRU装备类型可以是:VRU-Tx,仅具有对消息进行广播的通信能力并且符合信道拥塞控制规则;VRU-Rx,仅具有对消息进行接收的通信能力;和/或VRU-St,具有完整的双工通信能力。在操作期间,VRU简档也可由于某种聚类或拆解而改变。因此,VRU设备角色将能够根据VRU简档改变而演变。

“VRU系统”(例如,VRU ITS-S 117)包括对于VRU用例和场景(如本文讨论的那些)相关的ITS人工制品,这些VRU用例和场景包括主要组件及其配置、行为方及其装备、相关交通情形和操作环境。术语“VRU设备”、“VRU装备”和“VRU系统”是指由集成ITS-S技术的VRU116使用的便携式设备(例如,移动站,诸如智能电话、平板、可穿戴设备、健身追踪器等)或IoT设备(例如,交通控制设备),并且由此,VRU ITS-S 117可包括或指代“VRU设备”、“VRU装备”和/或“VRU系统”。

本公开中考虑的VRU系统是包括至少一个易受伤害道路使用者(VRU)和具有VRU应用的一个ITS站的协作式智能运输系统(C-ITS)。ITS-S可以是基于由较低通信层(设施层、联网和传输层以及接入层(参见例如,ETSI EN302 665版本1.1.1(2010年9月)(“[EN302665]”))、有关的硬件组件、其他站内服务和传感器子系统提供的服务来处理VRU应用逻辑的交通工具ITS-站或路边ITS-站。VRU系统可扩展为具有在场景中涉及的其他VRU、其他ITS-S和其他道路使用者,诸如交通工具、摩托车、自行车和行人。VRU可装配有ITS-S或装配有使其能够发送或接收警报的不同技术(例如,IoT)。由此,所考虑的VRU系统是异构系统。使用VRU系统的定义来标识主动地参与用例和行为场景的系统组件。主动的系统组件装配有ITS站,而所有其他组件是被动的并且形成VRU系统的环境的部分。

VRU ITS-S 117可操作一个或多个VRU应用。VRU应用是扩展对其他交通参与方中或周围的VRU和/或VRU集群的认知或关于该VRU和/或VRU集群的认知的应用。VRU应用可以存在于任何ITS-S中,意味着VRU应用可以在VRU自身之中或在非VRU ITS站(例如,汽车、卡车、公共汽车、路边站或中央站)中被发现。这些应用旨在直接向行为方(诸如人类)或向自动化系统提供VRU相关信息。VRU应用可以增加对易受伤害的道路使用者的认知,向任何其他道路使用者提供VRU碰撞风险警报或在交通工具中触发自动化动作。VRU应用利用经由C-ITS网络从其他ITS-S接收到的数据,并且使用由ITS-S自身的传感器系统和其他集成的服务提供的附加信息。

一般而言,存在四种类型的VRU装备117,包括:非装配的VRU(例如,不具有设备的VRU 116);VRU-Tx(例如,装配有ITS-S 117的VRU 116,该ITS-S 117仅具有广播与VRU 116有关的认知消息或信标的传送(Tx)能力而不具有接收(Rx)能力);VRU-Rx(例如,装配有ITS-S 117的VRU 116,该ITS-S 117仅具有接收与其他VRU 116或其他非VRU ITS-S有关的所广播的认知消息或信标的Rx能力(但不具有Tx能力);以及VRU-St(例如,装配有包括VRU-Tx和VRU-Rx功能的ITS-S 117的VRU 116)。用例和行为场景基于VRU 116的装备以及存在或不存在具有VRU应用的V-ITS-S 110和/或R-ITS-S 130来考虑VRU系统117的宽泛的配置集合。ETSI TR 103 300-1版本2.1.1(2019年9月)(“[TR103300-1]”)的表2示出了各种VRU系统配置的示例。

针对VRU 116/117指定的消息是VRU认知消息(VRU awareness message,VAM)。VAM是从VRU ITS 117传送的、用于创建并维护对参与VRU/ITS系统的VRU 116的认知的消息。VAM在最大程度上与[EN302637-2]中定义的现有的协作认知消息(Cooperative AwarenessMessage,CAM)相调和。VAM的传送限于[TS103300-2]的第6.1款中指定的VRU简档。VAM包含取决于VRU简档和实际的环境状况的所有要求的信息。VAM包含始发VRU ITS-S 117的状态和属性信息。内容可取决于VRU ITS-S 117的简档而有所不同。典型的状态信息包括时间、位置、运动状态、集群状态等等。典型的属性信息包括关于VRU简档、类型、尺寸等等的数据。VAM的生成、传送和接收由VRU基本服务(VBS),VBS是操作VAM协议的设施层实体。VBS提供以下服务:处置VRU角色、发送和接收VAM以增强VRU安全性。在存在高VRU 116/117密度的情况下,VBS还指定和/或管理VRU聚类,以减少VAM通信开销。在VRU聚类中,具有一致的速度和航向的靠近地定位的VRU形成设施层VRU集群,并且仅集群头VRU 116/117传送VAM。集群中的其他VRU116/117跳过VAM传送。活跃的VRU 116/117(例如,不在VRU集群中的VRU 116/117)发送单独的VAM(被称为单个VRU VAM等)。“单独的VAM”是包括关于单独的VRU 116/117的信息的VAM。不具有资格的VAM可以是集群VAM,也可以是单独的VAM。在ETSI TS 103 300-3版本0.1.11(2020年5月)(“[TS103300-3]”)中讨论了与VRU和VAM有关的其他细节。

由NAN 130、V-ITS-S 110和VRU ITS-S 117采用的无线电接入技术(RAT)可包括允许V-ITS-S 110直接彼此通信、与基础设施装备(例如,NAN 130)通信并且与VRU设备117通信的一个或多个V2X RAT。在图1的示例中,可以使用任何数量的V2X RAT来进行V2X通信。在示例中,可使用至少两个不同的V2X RAT,包括:基于IEEE V2X技术(例如,用于美国的DSRC和用于欧洲的ITS-G5)的WLAN V2X(W-V2X)RAT、和3GPP C-V2X RAT(例如,LTE、5G/NR及之后)。在一个示例中,C-V2X RAT可利用空中接口112a,并且WLAN V2X RAT可利用空中接口112b。用于ITS-G5接口的接入层在ETSI EN 302 663版本1.3.1(2020年1月)(此后称为“[EN302663]”)中概述,并描述了ITS-S参考体系结构的接入层(参见例如,图6)。ITS-G5接入层包括IEEE 802.11-2016(此后称为“[IEEE80211]”)和IEEE 802.2逻辑链路控制(Logical Link Control,LLC)(此后称为“[IEEE8022]”)协议。用于(一个或多个)基于3GPPLTE-V2X的接口的接入层尤其在ETSI EN 303 613版本1.1.1(2020年1月)、3GPP TS 23.285版本16.2.0(2019年12月)中进行概述;并且3GPP 5G/NR-V2X尤其在3GPP TR 23.786版本16.1.0(2019年6月)和3GPP TS 23.287版本16.2.0(2020年3月)中进行概述。NAN 130或边缘计算节点140可提供一个或多个服务/能力180。

在V2X场景中,V-ITS-S 110或NAN 130可以是或可充当RSU或R-ITS-S 130,RSU或R-ITS-S 130是指用于V2X通信的任何运输基础设施实体。在该示例中,RSU 130可以是静止RSU,诸如gNB/eNB型RSU或其他类似基础设施,或者可以是相对静止的UE。附加地或替代地,RSU 130可以是可以由交通工具(例如,V-ITS-S 110)、行人或具有此类能力的某种其他设备来实现的移动RSU或UE型RSU。在这些情况下,可以管理移动性问题,以便确保对变换实体进行适当的无线电覆盖。

在示例实现方式中,RSU 130是与位于路边的射频电路耦合的计算设备,该射频电路向经过的V-ITS-S 110提供连接性支持。RSU 130还可包括内部数据存储电路,该内部数据存储电路用于存储交叉口地图几何形状、交通统计、媒体、以及用于感测和控制正在进行的交通工具和行人交通的应用/软件。RSU130提供各种服务/能力180,诸如例如,高速事件(诸如防撞、交通警报等等)所要求的非常低等待时间的通信。附加地或替代地,RSU 130可提供诸如例如蜂窝/WLAN通信服务之类的其他服务/能力180。在一些实现方式中,RSU 130的组件可被封装在适合户外安装的防风雨外壳中,并且可包括网络接口控制器,以提供与交通信号控制器和/或回程网络的有线连接(例如,以太网)。进一步地,RSU 130可包括有线或无线接口,以与其他RSU 130(图1未示出)进行通信。

在布置100中,V-ITS-S 110a可装配有第一V2X RAT通信系统(例如,C-V2X),而V-ITS-S 110b可装配有第二V2X RAT通信系统(例如,W-V2X,其可以是DSRC、ITS-G5等等)。附加地或替代地,V-ITS-S 110a和/或V-ITS-S 110b可各自与一个或多个V2X RAT通信系统一起被采用。RSU 130可提供一个或多个服务/能力180之间的V2X RAT变换服务,以使得各个V-ITS-S 110即便在这些V-ITS-S 110实现不同的V2X RAT时也可彼此通信,RSU 130(或边缘计算节点140)可提供一个或多个服务/能力180之间的VRU服务,其中RSU 130出于VRU安全性目的(包括RSS目的)而与V-ITS-S 110和/或VRU共享CPM、MCM、VAM、DENM、CAM等。V-ITS-S 110还可彼此共享此类消息、与RSU 130共享此类消息、和/或与VRU共享此类消息。这些消息可包括如本文中所讨论的各种数据元素和/或数据字段。

在该示例中,NAN 130可以是静止RSU,诸如gNB/eNB型RSU或其他类似基础设施。附加地或替代地,NAN 130可以是可以由交通工具、行人或具有此类能力的某种其他设备来实现的移动RSU或UE型RSU。在这些情况下,可以管理移动性问题,以便确保对变换实体进行适当的无线电覆盖。实现连接112的NAN 130可被称为“RAN节点”等。RAN节点130可包括提供地理区域(例如,蜂窝小区)内的覆盖的地面站(例如,陆地接入点)或卫星站。RAN节点130可被实现为诸如宏蜂窝基站和/或低功率基站之类的专用物理设备中的一个或多个,该低功率基站用于提供毫微微蜂窝、微微蜂窝、或相较于宏蜂窝具有较小的覆盖面积、较小的用户容量、或较高的带宽的其他类似蜂窝。在该示例中,RAN节点130被具体化为节点B、演进型节点B(evolved NodeB,eNB)、或下一代节点B(next generation NodeB,gNB)、一个或多个中继节点、分布式单元或路边联合(Road Side Unite,RSU)。可以使用任何其他类型的NAN。附加地,RAN节点130可以实现用于RAN的各种逻辑功能,包括但不限于用于无线电资源管理、准入控制、上行链路和下行链路动态资源分配、无线电承载方管理、数据分组调度等的(一个或多个)RAN功能(例如,无线电网络控制器(radio network controller,RNC)功能和/或NG-RAN功能)。

网络158可表示诸如以下各项的网络:因特网;无线局域网(wireless local areanetwork,WLAN)或无线广域网(wireless wide area network,WWAN),包括公司或组织的专有和/或企业网络;蜂窝核心网络(例如,演进的分组核心(evolved packet core,EPC)网络、下一代分组核心(NextGen Packet Core,NPC)网络、5G核心(5G core,5GC)或某种其他类型的核心网络);提供一个或多个云计算服务的云计算体系结构/平台;和/或其组合。作为示例,网络158和/或接入技术可包括诸如LTE、MuLTEfire和/或NR/5G之类的蜂窝技术(例如,如由无线电接入网络(Radio Access Network,RAN)节点130提供)、WLAN(例如,

附加地或替代地,CPM在ITS网络100中在ITS-S 110、130、116/117等之间被交换,以共享与ITS子系统的感知到的环境有关的信息,诸如已经被ITS子系统检测和识别的道路使用者和其他对象的存在。这些检测到的道路使用者或对象自身可能并未装配有ITS-S。此类非ITS-S装配对象无法使其他ITS-S知晓这些对象的存在和当前状态并且因此无法对协作认知作出贡献。CPM包含已经被始发ITS子系统检测到的这些非ITS-S装配用户和对象的状态和属性信息。CPM的内容不限于非ITS-S装配对象,而是还可包括与ITS-S装配道路使用者有关的测得的状态信息。内容可取决于道路使用者或对象的类型以及始发ITS子系统的检测能力而有所不同。对于交通工具对象,预计状态信息至少包括实际时间、位置和运动状态。可提供诸如尺寸、交通工具状态以及在道路交通中的角色之类的附加属性。

CPM补充协作认知消息(Cooperative Awareness Message,CAM),以建立并提高协作认知。CPM包含与检测到的道路使用者或对象和/或自由空间有关的外部可观察的信息。CP服务可包括用于通过对其他站的发送的CPM进行检查来减少由不同的ITS-S发送的CPM的重复的方法。在接收到CPM时,接收方ITS-S变得知晓被传送方(Tx)ITS-S检测到的所识别的道路使用者或对象的存在、类型和状态。所接收的信息可以被接收方ITS-S用来支持ITS应用,以增加安全情形并改善交通效率或行进时间。例如,通过将检测到的道路使用者的状态或所接收的对象信息进行比较,接收方ITS-S子系统能够估计与此类道路使用者或对象的碰撞风险,并且可经由接收方ITS子系统的HMI来通知用户或自动地采取校正动作。由此,多个ITS应用可依赖于由CP服务提供的数据。它被指派给[TS102894-1]中的域应用支持设施。此外,[TR103562]提供了利用进一步的信息和仿真结果对CPS的分析。

远程/云服务器160可表示一个或多个应用服务器、提供云计算服务的云计算体系结构/平台、和/或某种其他远程基础设施。远程/云服务器160可包括数个服务和能力180中的任何一个,诸如例如,ITS相关应用和服务、驾驶辅助(例如,绘图/导航)、内容供应(例如,多媒体信息娱乐流送)等等。

附加地,NAN 130与可向交通工具110提供任何数量的服务/能力180的边缘计算节点140(或边缘计算节点140的集合)共同定位,该服务/能力180诸如ITS服务/应用、驾驶辅助和/或内容供应服务180。边缘计算节点140可包括边缘网络或“边缘云”,或可以是边缘网络或“边缘云”的部分。边缘计算节点140还可被称为“边缘主机140”、“边缘服务器140”或“计算平台140”。边缘计算节点140可对资源(例如,存储器、CPU、GPU、中断控制器、I/O控制器、存储器控制器、总线控制器、网络连接或会话等)进行分区,其中相应的分区操作可包含安全和/或完整性保护能力。缘节点还可通过隔离的用户空间实例(诸如容器、分区、虚拟环境(virtual environment,VE)、虚拟机(virtual machine,VM)、小型服务程序、服务器和/或其他类似的计算抽象)来提供多个应用的编排。边缘计算节点140可被实现在以下各项中:数据中心或云安装;规定的边缘节点服务器、企业服务器、路边服务器、电信中央局;或正在消费边缘服务而被服务的本地或对等边缘处设备。边缘计算节点140可向交通工具110提供任何数量的驾驶辅助和/或内容供应服务180。边缘计算节点140可被实现在以下各项中:数据中心或云安装;规定的边缘节点服务器、企业服务器、路边服务器、电信中央局;或正在消费边缘服务而被服务的本地或对等边缘处设备。可实现边缘计算节点140和/或边缘计算网络/云的此类其他边缘计算/联网技术的示例包括:多接入边缘计算(Multi-AccessEdge Computing,MEC)、内容交付网络(Content Delivery Network,CDN)(也被称为“内容分发网络”,等等);移动性服务提供商(Mobility Service Provider,MSP)边缘计算和/或移动性即服务(Mobility as a Service,MaaS)提供商系统(例如,用于AECC体系结构);星云边缘-云系统;雾计算系统;微云边缘-云系统;移动云计算(Mobile Cloud Computing,MCC)系统;中央局重新体系结构化为数据中心(Central Office Re-architected as aDatacenter,CORD)、移动CORD(mobile CORD,M-CORD)和/或融合的多接入和核心(Converged Multi-Access and Core,COMAC)系统;等等。进一步地,本文中所公开的技术可涉及其他IoT边缘网络系统和配置,并且也可以使用其他中间处理实体和体系结构来实施本文中的技术。

2.集体感知服务增强

CPS通过促进ITS-S之间的信息共享来支持道路和交通安全领域中的ITS应用。由于其他ITS-S贡献了情境信息,因此CP降低了ITS-S关于其当前环境的环境不确定性。通过降低环境不确定性,它改善了ITS的效率和安全。当前CPS提供CPM的语法和语义以及数据和消息处理的规范,从而以协作方式提高对环境的认知。

根据当前CPS规范,每个所感知对象(例如,道路使用者)作为单独的对象被报告,这在某些场景中效率非常低,这些场景诸如在ITS-S处的传感器的视场(field of view,FOV)中存在大量的对象或对象的视图重叠或对象的遮挡的情况。例如,报告每个单独的所感知对象在所感知对象很大的情况下产生大量的通信开销。在传感器的FOV中存在重叠的对象视图或存在对象的遮挡时,感知所有对象本身就是富有挑战性的任务。在此类情形下,基于分层成本图或占用网格的CP可以是带宽高效且计算高效的。基于分层成本图共享的CPS在2020年6月19日提交的国际申请第PCT/US2020/038723号(“[AC3302]”)中进行了讨论,该国际申请的内容通过引用以其整体并入本文。在[AC3302]中,分层成本图的共享被用于在具有大量的障碍物和/或其他对象的拥挤场景中实现带宽和计算高效。分层成本图(layered cost map,LCM)容器可代替或补充所感知对象容器和/或自由空间附录容器,由此节省显著的通信开销。

最近,在ETSI ITS WG1,存在关于相较于基于所感知对象容器和自由空间附录容器的CPM而言基于分层成本图的该CPM在消息大小方面能够有多高效。消息大小对于通过空中接口传输而言是至关重要的,本公开提供的大小经优化的分层成本图容器,以减小消息大小和/或降低信令开销。

易受伤害道路使用者(vulnerable road user,VRU)116是特殊的一类所感知对象,VRU 116要求特殊的安全处置以实现安全且有保障的ITS(参见例如,[TS103300-2]。各种VRU类型以及VRU集群(具有类似的航向和速度的接近的VRU的群组)的的细节可在[AC3302]中找到。

在ETSI中存在正在开展的工作来实现CPS)以用于智能运输系统。它提供在接近的交通工具之间共享感测能力和所感知对象的基本能力(参见例如,[TS 103324])。当前的工作提供基于广播的CPM共享,这在网络开销方面可能是昂贵的,并且可以针对CP(尤其针对诸如在ITS-S处的传感器的FOV中存在大量的对象或者对象的视图重叠或对象遮挡之类的场景)进一步优化。

在现有的CPS规范中,所感知对象中的每一个均作为单独的对象被报告,由于先前所讨论的若干原因,这对于诸如在ITS-S处的传感器的FOV中存在大量的对象或者对象的视图重叠或对象遮挡之类的场景而言效率是非常低的。例如,因为由于CPM大小限制,每个CPM能够包括的所感知对象的数量有限,因此在大量所感知对象的情况下报告每个单独的所感知对象会产生巨大的通信开销,并且还花费更长的时间来报告所有的所感知对象。在传感器的FOV中存在重叠的对象视图或存在对象的遮挡时,感知所有对象本身就是富有挑战性的任务。现有的CPS仍缺少以在通信开销方面更高效的方式来报告感知到的环境的途径。

如下文更详细地讨论,VRU 116和VRU集群作为单独的成本图层(被称为“VRU层”)被报告。LCM容器中的数据元素(Data element,DE)和/或数据字段(data field,DF)使得能够将VRU和VRU集群作为单独的成本图层来报告。由于VRU 116可能具有相较于其他所感知对象更高的安全优先级,因此相较于聚合所感知障碍物层,LCM容器允许对VRU层的频繁共享。

始发ITS-S基于报告网格区域中的每一层的每个网格单元中障碍物/对象的存在而针对该网格单元共享具有置信度水平的成本值。诸如由于一些网格单元中被遮挡的FoV,因此ITS-S可能无法以足够的置信度水平来确定这些网格单元的成本值。在此类情况下,需要请求来自相邻的ITS-S的辅助,以得到这些单元的成本值并提高置信度水平。

本公开还包括对LCM容器的进一步增强以使得能够以有效且灵活的方式来请求此类合作请求。本文中还讨论了用于指示和解决邻居之间网格单元成本值的差异(例如,当一个或多个所接收的值与节点自身的成本值不同时)的程序。本公开还提供可用于使得能够高效地处置此类差异的DE/DF。本公开还包括:

·用于有效地共享环境感知的大小经优化的分层成本图容器选项——容器的消息大小可以基于诸如有多少成本图层需要被传输、接入层拥塞等情形而被优化。

·使得VRU和VRU集群能够作为单独的成本图层来报告的新的成本图层以及分层成本图容器中所需的DE/DF。

·分层成本图容器的、用于使得合作请求能以有效且灵活的方式询问选择的网格单元的具有足够的置信度水平的成本值(当自我ITS-S(诸如由于这些单元的FoV被遮挡)无法确定这些网格单元的成本值时)的能力(诸如,新的DE/DF)。

·分层成本图容器的、用于使得能够以高效且灵活的方式解决邻居之间针对选择的网格单元的网格单元成本值的差异的增强的能力(诸如,新的DE/DF)。

现有的CPS被扩展,以实现分层成本图共享。这对于涉及在ITS-S处的传感器的FOV中存在大量的对象或者对象的视图重叠或对象遮挡的请求可能是有益的。LCM容器被包括在各种V-ITS-S 110、R-ITS-S 130和/或VRU ITS-S 117之间交换的CPM中。诸如ETSI和/或3GPP之类的各种标准可采用并指定这些消息和消息交换机制的各方面。以这些方式,使得近距离(接近的)ITS-S之间的CP对于更协调的驾驶环境更加安全,并且改善了信令效率。

在一些实现方式中,这些安全/效率服务可以被实现在多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing,MEC)网络/框架中,并且可跨城市或地理区域容易地缩放。在这些实现方式中,一个或多个MEC应用可提供CPS。在各实现方式中,可使用开放视觉接口和神经网络优化(Open Visual Inference and Neural network Optimization,OpenVINO)、OpenNESS和/或其他边缘计算框架(例如,

2.1.集体感知消息(COLLECTIVE PERCEPTION MESSAGE,CPM)容器

图2和图3分别图示CPM 200和CPM 300的结构,该结构使得ITS-S能够共享传感器信息、所感知对象列表、自由空间附录和分层成本图。CPM 200、300包括共同的ITS PDU头部和多个容器,该共同的ITS PDU头部和多个容器一起构成CPM 200、300。每个容器包括一系列可选的或强制的数据元素(DE)和/或数据帧(data frame,DF)。CPM格式中包括的DE和DF基于ETSI通用数据字典(Common Data Dictionary,CDD)(参见例如,ETSI TS 102 894-2版本1.3.1(2018年8月)(“[TS 102894-2]”)),和/或利用在“Intelligent transportsystems-Cooperative ITS-Using V2I and I2V communications for applicationsrelated to signalized intersections(智能运输系统——协作ITS——将V2I和I2V通信用于与设置信号的交叉路口相关的应用)”,国际标准组织(ISO)技术委员会(TechnicalCommittee,TC)204,第2版(2019年6月)(“[ISO/TS19091]”)中定义的某些元素。

CPM 200、300可以由移动的ITS-S(诸如V-ITS-S 110)或由静止的ITS-S(诸如R-ITS-S 130)来散播。之后可以使用ASN.1扩展性特征来添加对其他类型的ITS-S的支持。

2.1.1.ITS PDU头部

CPM 200、300包括ITS PDU头部。ITS PDU头部是包括协议版本、消息类型和始发ITS-S的ITS-S标识(identifier,ID)的信息的共同的头部。ITS PDU头部如[TS 102894-2]中所指定的被包括。CPM 200、300的上下文中的ITS PDU头部的详细数据呈现规则在[TS103324]的附件A中指定。

2.1.2.CPM管理容器

不论哪种类型的ITS-S散播CPM 200、300,(CPM)管理容器都要提供关于ITS-S类型和ITS-S的参考位置的信息。不论始发ITS-S是V-ITS-S 110还是R-ITS-S 130,管理容器都要提供与该始发ITS-S有关的基本信息。该容器可以包括ITS-S类型、参考位置以及与当前消息段有关的作为messageSegmentInfo(消息段信息)的部分的可选信息。可以根据[TS103324]第6.1.4款来管理消息分段。参考位置用于相对于提供的全局位置来引用对象。要提供的参考点在[EN302890-2]中进行详述。对于V-ITS-S 110,参考点是指V-ITS-S 110的边界框前侧的中心的地面位置。对于R-ITS-S 130,参考点是指路段或交叉路口上的任意位置。该点被用于确定相对其他数据点的偏移。

2.1.3.站数据容器

为了允许CPM 200、300的简化的特征可扩展性,ASN.1信息对象类被用于站数据和感知数据容器。

在CPM 200、300由V-ITS-S 110生成的情况下,存在包含信息对象始发交通工具TSS容器(OriginatingVehiclelTSSContainer)的、类型为Cpm站数据容器(CpmStationDataContainer)的站数据容器,并且该站数据容器包含始发ITS-S的动力学信息。

始发交通工具ITS-S容器包括与散播CPM 200、300的交通工具ITS子系统的动力学有关系的信息。该信息被包括在由V-ITS-S 110传送的每一个CPM200、300中。此类信息是必要的,以将同一CPM 200、300的所感知对象容器中描述的对象变换到目标参考系中,该目标参考系诸如以交通工具为原点的坐标系。

始发交通工具ITS-S容器如在[TS103324]的附件A中所指定的那样编码。更具体地,应用以下规则:

交通工具定向角提供用于传送与交通工具航向相对的交通工具的实际定向的手段,该交通工具航向仅参考所提供的速度向量幅度的定向。该容器还提供用于将关于附接至牵引式交通工具的拖挂件(例如,关于卡车)的描述包括在内的手段。用于被附接的拖挂件的不同布局是可能的。提供拖挂件数据(TrailerData)对于将由安装至拖挂件的传感器检测到的对象变换到接收方ITS-S的参考系中是必要的。被添加至交通工具的描述的每一个拖挂件由拖挂件数据容器组成,该拖挂件最多可以被添加两次。每个拖挂件数据均提供新的参考点ID,从1开始递增。参考点ID 0始终指代牵引交通工具的参考点。根据[ISO-8855:2011]提供在纵向方向上从牵引交通工具的参考点到挂接点的偏移。如所描绘,拖挂件的尺寸通过相对于拖挂件的挂接点定义拖挂件的前伸量和后伸量来提供。拖挂件的宽度可以可选地被提供。挂接角度也是可选地可用的。可以在[EN302890-2]中找到用于提供ITS-S的参考点的更多配置。

在CPM 200、300由R-ITS-S 130生成的情况下,可能存在包含信息对象始发路边ITS容器(OriginatingRoadsidelTSSContainer)的、类型为Cpm站数据容器的始发路边ITS-S容器。如果存在,则该容器引用通过由同一R-ITS-S130散播的MAP消息(参见例如,[ISO/TS19091])提供的标识号。始发路边ITS-S容器包括用于引用通过由同一路边ITS-S散播的MAP消息(参见例如,[ISO/TS 19091])接收的信息的两个参数。或者,交叉路口参考ID(IntersectionReferenceID)或道路段ID(RoadSegmentID)可以被用于引用由道路车道拓扑服务提供的道路基础设施。在始发路边ITSS容器(OriginatingRoadsideITSSContainer)被包括的情况下,R-ITS-S 130还传送MAP消息。在R-ITS-S 130散播CPM 200、300的情况下,参考位置是指如[ISO/TS 19091]中所定义的参考位置(例如,交叉路口上的任意点)。

2.1.4.传感器信息容器

可能存在包含信息对象传感器信息容器(SensorInformationContainer)的、类型为Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer)传感器信息容器(或“传感器Info容器(Sensor Info Container)”),以提供与对ITS子系统可用的传感能力有关的信息。取决于始发ITS-S的ITS-S类型,存在不同的容器规范可用于对传感器的属性进行编码。如下文所讨论和/或如[TS 103324]的第6.1.3.3款中所定义,传感器信息容器以相比于其他容器更低的频率被附接。

传感器信息容器列出与数据可被用于散播方ITS-S的单独的(一个或多个)传感器有关的信息,并且引起所感知对象、分层成本图和/或自由空间容器的生成。传感器信息容器的类型是Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer),包含信息对象传感器信息Cpm容器(sensorInformationCpmContainer)。

传感器信息容器如在[TS103324]的附件A中所指定的那样被编码。更具体地,应用以下规则:

此种容器类型提供了提供与对散播方ITS-S可用的传感属性有关的描述性信息的可能性。每一个描述的传感器均被分派有id,该id进而在所感知对象容器中被用来使测得的对象信息与特定的传感器相关。此外,每个提供的传感器信息DF均伴随有传感器归类,以指示感知系统的类型。这可以是特定的传感器类型,诸如雷达或激光雷达传感器,这取决于从多个传感器提供融合对象信息的系统。由于不同的传感器类型可被附接到ITS-S(例如,雷达、激光雷达、组合传感器融合系统等),因此该容器为描述传感器系统的属性提供了不同的可能性。

区分两种类型的描述:被安装在交通工具上的传感器使用交通工具传感器(vehicleSensor)DF来描述。静止的传感器(例如,由于它们被安装在路边基础设施上)使用静止传感器(stationarySensor)变体DF来描述。交通工具传感器描述DF还指示传感器到站的分派。感知系统的感知区域可以通过在传感器信息容器中被提供的数据在接收方ITS-S上被推断。

可以使用任一变体来描述散播方ITS-S的传感能力。这可以是感知系统的实际参数(例如,其实际感知范围)或感知系统的可适用感知区域(例如,对象会在其中被感知系统感知的区域)。

交通工具传感器(vehicleSensor)类型描述提供与被安装至交通工具的传感器有关的信息。这些感知系统的属性是通过提供传感器相对于交通工具上特定参考点的安装位置来定义的。提供范围和水平张角以及可选的垂直张角来描述传感器的视锥。在传感器具有多个检测区域的情况下,针对传感器的最多十个感知区域可以被编码。提供的距交通工具上参考点的偏移用作特定于传感器的局部笛卡尔坐标系的原点。

在感知系统被安装至路边基础设施的情况下,静止传感器辐射(stationarySensorRadial)DF提供类似的概念来描述路边系统的感知能力。通过据参考点的偏移提供的位置用作特定于传感器的局部笛卡尔坐标系的原点。由于被提供有传感器位置和张角,CPM 200、300的接收方可以通过将由张角限定的区域投射到地面上来确定传感器测量区域。

对于静止传感器,在传感器系统的原点应当或无法被揭示的情况下,提供用于描述感知系统的所感知区域的替代DF。这在感知区域是通过将若干个但充当一个传感器的单独的系统进行组合而被生成的情况下尤其有用。系统的感知区域的地理表示可以根据圆形、矩形、椭圆或多边形区域来表达。由于它们的参考点的地理参考,这些类型仅可适用于静止传感器。

自由空间置信度(FreeSpaceConfidence)DE可以用于提供特定的传感器能够提供与所检测的自由空间有关的经确认的测量的信息。该指示阐述了针对整个检测区域假定的各向同性置信度水平。自由空间置信度用于指示对应的(一个或多个)置信度值(例如,对象和自由空间置信度)。

与所接收的对象组合,接收方可采用自由空间置信度指示通过应用光线追踪算法和/或类似算法来计算得到的自由空间。描绘的感知区域可以被假定为各向同性下的自由。

该自由空间置信度由检测区域(DetectionArea)DF生成。并非对传送方已知的所有对象都将在每一个CPM 200、300中被报告。因此,接收方必须确保针对先前被传送对象的合适的跟踪和预测机制被采用以相应地更新阴影区域。

所接收的所感知对象(PerceivedObject)的几何扩展可用于计算针对每个对象的得到的阴影区域。出于此种目的,可利用简单的光线追踪方式。光线由此从特定传感器的原点连接至所接收的对象几何形状的最外缘点并延伸至特定传感器的感知范围。从传感器安装点的视角处于对象后方的区域被认为是“阴影”。在阴影对象后方无法给予与自由空间置信度有关的指示。描述可在三个维度被应用。在对象由具有地面上方的某个高度的传感器检测到(例如,标牌龙门架)的情况下,同一光线追踪方式可被用于三维表示。

在未应用阴影模型的情况下,传感器信息(SensorInformation)的阴影应用(shadowingApplies)DE被设置为假,以指示没有阴影模型可以在针对该传感器的接收侧被计算。在一些实现方式中,在没有阴影应当被计算(例如,多个传感器的融合)的情况下,可以添加标志来简化针对传感器的自由空间的描述。

如果CPM 200、300中包括分层成本图容器(LayeredCostMapContainer),则接收方可采用成本图网格值中提供的自由空间置信度指示来计算得到的自由空间。传送方(例如,散播方ITS-S)将不会在每一个CPM 200、300中报告针对相同矩形网格的分层成本图。因此,接收方必须确保针对先前被传送的分层成本图的合适的跟踪和预测机制被采用来相应地更新所计算的自由空间。

2.1.5.所感知对象容器

对于已经被ITS子系统感知到的对象,可存在类型为Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer)的、包含信息对象所感知对象容器(PerceivedObjectContainer)的所感知对象容器。该容器提供与相对于散播方ITS-S的、检测到的对象有关的信息。与道路数据匹配的分类和位置也可以被提供。根据[TS103324]第6.1.3.2款中定义的包含规则,该容器仅针对已经被检测到的对象而被添加。

如[TS103324]第6.1.3.2款中所定义,所感知对象容器针对每个被检测到的对象而被添加至CPM 200、300。所感知对象容器的类型为Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer),包含信息对象所感知对象容器(PerceivedObjectContainer)。

所感知对象的总数在所感知对象容器中的变量所感知对象数量(numberOfPerceivedObjects)中被提供。由于如[TS 103324]的第6.1.3款中指定的消息生成规则并且由于相关联的对象包含方案,所包括对象的数量不必等于所接收的CPM 200、300的所感知对象数量。

接收方ITS-S并未假定所接收对象容器中所接收的所感知对象(PerceivedObjects)表示对传送方已知的所有对象。接收方必须侦听来自同一传送方的进一步的CPM达在至少一秒钟,直到所有对象均已被接收。该容器实现对检测到的对象的动力学状态和属性的详细描述。如[ISO-8855:2011]中所指定,关于所感知对象的位置和动力学状态的信息在坐标系中被提供。坐标系用于在交通工具共享与检测到的对象有关的信息的情况下对象的状态变量的描述。

在R-ITS-S 130散播CPM 200、300的情况下,参考位置是指如[ISO/TS19091]中所定义的参考位置。在一个示例中,参考位置是交叉路口中/交叉路口上的任意点。

每一个对象均通过相对于ITS-S的参考点在相应坐标系的x/y平面中至少提供距离和速度来描述。测量的参考点也作为消息(例如,CPM 200、300)的部分而被提供。

所感知对象容器如在[TS103324]的附件A中所指定的那样被编码。更具体地,应用以下规则:

向每个检测到的对象分派对象ID(objectID)。该ID取自一系列单调递增的数字并逐对象地维护,只要对象被感知到并且新的传感器测量值被分派给该对象。允许的对象ID的范围在0与255之间。一旦对象ID 255已被分派给对象,则下一对象从ID 0开始以轮循方式被分派下一空闲ID。

还针对每个对象提供作为所提供的测量信息相对于管理容器中规定的生成Δ(差量)时间的时间差的测量时间(time of measurement,ToM)。针对ToM的解释相对于消息中编码的生成Δ时间(GenerationDeltaTime)以及与关于检测到的消息的状态空间信息成为可用之时相对应的时间。生成Δ时间始终与最新参考位置在Tx(传送)侧可用所在的最新时间点相对应。接收到消息后,接收方基于其当前绝对时间戳计算其自己的本地生成Δ时间。接收到的CPM 200、300中编码的生成Δ时间与本地生成Δ时间之间的差表示CPM 200、300的年限。接收到的所编码的ToM随后被加到CPM 200、300的年限以计算所编码对象的年限。由此,正ToM指示ToM需要被加到接收方侧的消息年限,因为对象的状态空间已经在传送方的生成Δ时间之前被创建并且因此更旧。负时间值指示ToM需要从CPM 200、300的年限被减去,因为所描述对象的状态空间在传送方的生成Δ时间已被创建之后才被确定。ToM包括传感器或数据融合系统的任何处理时间。在融合对象状态信息被传送的情况下,ToM参考至此状态空间已被预测到的时间点。

2.1.6.自由空间附录容器

可以存在类型为Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer)的、包含信息对象自由空间附录容器(FreeSpaceAddendumContainer)的自由空间附录容器来描述对所计算的自由空间描述的改变。

自由空间附录容器可以被附接以表达特定传感器的检测区域(DetectionArea)内某些区域的不同置信度水平。自由空间附录容器的类型是Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer),包含信息对象自由空间附录容器(FreeSpaceAddendumContainer)。

CPM 200、300的上下文中的自由空间附录容器如[TS103324]的附件A中所指定的那样被编码。更具体地,应用以下规则:

该容器仅在置信度指示相对于传感器信息容器(SensorInformationContainer)中提供的各向同性置信度水平指示需要被更改的情况下才需要被添加。如果自由空间区域落在分层成本图容器(LayeredCostMapContainer)中指定的报告成本图网格区域内,则针对该自由空间区域将自由空间附录(FreeSpaceAddendum)DF包括还是不包括至自由空间附录容器取决于ITS-S实现方式。因此,即使接收到的CPM 200、300不包含传感器信息容器,自由空间附录容器也可以被解释。当传感器无法利用其整个检测区域来可靠地提供自由空间指示时,或者在[TS 103324]第7.5款中详述的阴影模型不适用于特定对象的情况下(例如,在雷达传感器测量两个彼此相向驾驶的交通工具的情况下),可能是这种情况。

自由空间附录容器存在两种可能的应用:在水平为l

自由空间附录容器的阴影应用(shadowingApplies)DE用于指示用来计算对象后方阴影区域的跟踪方式是否也适用于自由空间附录容器中描述的区域。

在传送方提供其自身的尺寸的情况下,被Tx ITS-S占用的区域也被认为是被占用的。

与Tx ITS-S的几何尺寸有关的信息可以在CPM 200、300或附加的被传送的消息(诸如CAM)中提供。

由此,通过一个或若干个消息中针对每个传感器提供的自由空间附录容器的自由空间ID(freeSpaceID)给定的顺序以升序方式覆写同一传感器的重叠的自由空间附录容器的置信度水平指示。自由空间ID(freeSpaceID)为2的置信度水平指示l

自由空间附录容器(FreeSpaceAddendumContainer)可部分地位于检测区域(detectionArea)之外。另外或替代地,形状描述的简化对于高于0的置信度水平可以是有效的。通过在检测区域之外提供自由空间附录容器,可以利用更简单的自由空间区域形状来减小消息大小。

自由空间附录容器的强制性自由空间置信度(freeSpaceConfidence)DE表达适用于自由空间区域(freeSpaceArea)DF中提供的区域的自由空间置信度。

可选的传感器ID(sensorId)列表链接到相对应的传感器信息容器(SensorInformationContainer)并且可以被提供来指示哪个传感器提供了相对应的自由空间置信度指示。

2.1.7.分层成本图(Layered Cost Map,LCM)容器

如由图3所示,CPM 300包括分层成本图。可以存在类型为Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer)的、包含信息对象分层成本容器(LayeredCostMapContainer)的分层成本图容器,以将被ITS-S感知到的环境作为基于成本的占用网格来进行共享。该容器提供与相对于散播方ITS-S的、针对该散播方ITS-S周围的矩形区域的所感知环境有关的信息。分层成本图容器在诸如在ITS-S处的传感器的FOV中存在大量的对象或存在对象的视图重叠或对象的遮挡之类的情形下可以更加高效。在一些实现方式中,该容器仅针对已经根据[TS103324]第6.1.3.5款中所定义的包含规则被选择的成本图层而被添加。

分层成本图可被添加至CPM 300,以将由Tx ITS-S感知到的环境作为具有对应置信度值的基于成本的占用网格来进行共享。分层成本图容器的类型是Cpm感知数据容器(CpmPerceptionDataContainer),包含信息对象分层成本图容器(LayeredCostMapContainer)。分层成本图容器仅针对根据下文所讨论的和/或如[TS103324]第6.1.3.5款中定义的包含规则已经被选择的成本图层而被添加。分层成本图容器提供与相对于散播方ITS-S的、针对该散播方ITS-S周围的区域(例如,矩形区域)的所感知的整体环境有关的信息。

容器考虑成本图的基于网格的表示,其中每个单元携载如下成本(例如,指示驾驶通过该单元是安全/需谨慎/致命的)或占用指示:特定类型的障碍物/对象/VRU 116以相对应的置信度在该单元中存在。所有交通工具110可遵循具有相同大小(或分层网格大小)的全局网格的网格表示。

分层成本图容器如在[TS103324]的附件A中所指定的那样编码。更具体地,应用以下规则:

每个ITS-S准备针对其FOV中指定尺寸的区域(例如,矩形区域)的成本图以与邻居共享,其中该区域(例如,矩形区域)进一步被分成更小的单元(例如,矩形单元,其中矩形区域被分成n个单元乘以m个单元,其中n和m是数字)。该区域(例如,矩形区域)通过提供报告成本图网格区域(ReportedCostMapGridArea)DF作为分层成本图容器(LayeredCostMapContainer)的部分来描述。每个单元的尺寸由网格单元大小X(GridCellSizeX)DE和网格单元大小Y(GridCellSizeY)DE来描述。报告的网格区域(例如,矩形网格区域)的中心相对于散播方ITS-S的参考位置来指定。成本图的一个或多个层可以被包括在分层成本图容器中。分层成本图容器中包括的成本图层的数量由分层成本图数量(NumberOflayeredCostMap)DF指定。所有报告的成本图层均是针对由报告成本图区域DF指定的同一网格区域(例如,矩形网格区域)准备的。每个报告的成本图层的信息通过将针对每个报告的成本图层的分层成本图(LayeredCostMap)DF包括在内来提供。

针对每个成本图层的每个单元的成本由散播方ITS-S基于其本地传感器、由邻居共享的信息(例如,由邻居通过CPM 200、300共享的所感知对象)和对于传送方可用的静态地图来计算。针对每个成本图层的每个单元的成本连同置信度水平一起被指定。单元的成本和置信度水平可以采用不同的格式来执行,其中,对于成本和置信度水平,格式分别通过每网格单元成本值配置类型(PerGridCellCostValueConfigType)DF和每网格单元置信度水平配置类型(PerGridCellConfidenceLevelConfigType)DF来指定。例如,成本值可以是1比特标志或指示符(例如,Occupied(被占用)、notOccupied(未被占用))或指定在网格中存在对象/障碍物的概率的若干个比特。类似地,置信度水平可以是1比特指示符或标志(例如,belowAThreshold(低于阈值)、aboveOrEqualToAThreshold(高于或等于阈值))或指定置信度水平(例如,范围为从0到oneHundredPercent(百分之百))的若干个比特。在同一分层成本图容器中报告的各个成本图层可以具有不同的成本和置信度格式,以优化CPM300的大小。

Tx ITS-S可维护具有相较于为与邻居共享而准备的成本图层的大小不同的大小的成本图层(通常具有较大的大小)以供其自己使用。附加地或替代地,在网络拥塞的情况下,Tx ITS-S可选择较大的成本图单元大小,以减小分层成本图容器的大小。在网络拥塞的情况下,Tx ITS-S还可为一个或多个报告的成本图层选择成本和置信度水平的大小经优化的格式(每一单元要求较低的比特)。采用ASN.1格式的示例分层成本图容器在下文示出。

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

2.2.分层成本图

图4和图5示出用于CP的分层成本图(Layered Cost Map,LCM)400和500。成本图(或“costmap(成本图)”)是包含用于路径规划的成本(或“成本值”)的2D网格的数据结构。换言之,成本图表示ITS-S 110、VRU 116/117、机器人、无人机或其他可移动对象周围的规划搜索空间。成本图中的网格或单元值是与进入或行进穿过相应网格或单元相关联的成本值。成本图用于导航或以其他方式行进通过填充有对象的动态环境。对于许多用例,诸如CA/AD交通工具和/或(半)自主机器人,行进路径不仅考虑了起点和终点目的地,而且还取决于与更大的情境有关的附加信息。路径规划器使用的、与环境有关的信息被存储在成本图中。传统成本图(也被称为“单片成本图”)将所有数据(成本)存储在单一网格中。LCM400、500维护层的有序列表,这些层中的每个层跟踪与特定功能和/或传感器类型相关的数据。针对每个层的数据随后被累积到聚合层410(有时被称为“主成本图410”)中。

如先前所提及,将所感知对象中的每个所感知对象作为单独的对象来报告对于诸如当存在大量的对象、存在对象的视图重叠和/或当在传感器的FOV中存在对象遮挡时的场景可能是非常低效的。被称为“分层成本图容器”的新的容器可以被添加到CPM 200、300以对LCM 400进行共享,从而使得能够在CPS之下在接近的ITS-S之间高效共享所感知的环境。

类型为感知数据(PerceptionData)的分层成本图容器(LayeredCostMapContainer)被添加到CPM 200、300,以将被Tx ITS-S感知到的总体动态环境作为基于成本的占用网格来进行共享。

成本图的每个单元中的“成本”或成本值表示导航通过该网格单元的成本。分层成本图容器考虑成本图的基于网格的表示,其中每个单元携载成本(或成本值)或在该单元中存在特定类型的障碍物、对象和/或(一个或多个)VRU116/117的概率。在一些实现方式中,每个网格单元的状态是自由、被占用或未知中的一者。在这些实现方式中,成本值是指给定单元自由(未被占用)、被对象占用或未知的概率或可能性。在一些实施方式中,每个网格单元的状态可以是驾驶通过该单元是安全、需谨慎或致命的中的一者。在这些实现方式中,成本值是指驾驶通过给定单元是安全的、驾驶通过给定单元是致命的或介于安全与致命之间的某处(即,需谨慎的)的概率或可能性。此外,成本图的“成本”可以是如由站感知的在当前时间的成本和/或所预测的在特定未来时间(例如,在站打算在车道改变操纵下移动到新车道所在的未来时间)的成本。ITS-S可以遵循具有相同大小的单元表示和/或单元表示的分层网格大小的全局网格。在分层单元大小中,单元大小是彼此的整数倍。

如图4和图5中所示,每个ITS-S准备并更新成本图的一个以上的层或一种类型以上的成本图。如图4和图5中所示,散播方ITS-S可能已经准备或更新了成本图的一个以上的(例如,最多8个)层或一种(例如,最多8种)类型以上的成本图。LCM 400维护层的有序列表,这些层中的每个层跟踪与特定的功能和/或传感器类型相关的数据,并且针对每个层的数据随后被累积到聚合成本图层410中。不同的层具有不同的改变速率,因此,基于诸如交通工具的速度、天气、环境状况等之类的因素以不同的频率更新不同的层。

如图4和图5中所示,聚合层410是从其他成本图层(例如,静态层410、所感知对象层402、膨胀层403、以及集体感知(collective perception,CP)层404)来准备的。层按照如图4和图5中所示的顺序从‘静态地图层’401朝上更新,同时准备或更新聚合成本图层410。也就是说,静态地图层401中的信息首先被并入聚合成本图层410,随后添加来自所感知对象层402、膨胀层403和CP层404的信息。

静态成本图层401维护与静态或半静态对象以及路边基础设施有关的信息,而成本图400、500的其他层维护归因于动态对象和这些对象的安全要求的成本。例如,静态地图层401占用网格表示道路上及路边的持久性结构;所感知对象层402占用网格表示被本地传感器感知到的道路上及路边的障碍物(动态的/静态的);膨胀层403占用网格表示障碍物或持久性结构周围的缓冲区;CP层404占用网格表示从一个或多个邻居接收到的所感知对象;差异处置层405占用网格示出其中在针对网格单元的接收到的成本值与自身成本值或接收到的置信度水平与自身置信度水平之间存在差异的网格;以及合作请求层406占用网格指示其中自我ITS-S无法以所要求的置信度水平确定感知的网格单元。

静态地图层401包括各种静态和/或半静态对象(例如,路边基础设施、建筑物等)的静态地图,该静态地图层401用于全局规划。静态地图401是表示道路上/路边的持久性结构的占用网格。静态地图层401是基于道路上/路边处的静态结构先验地预先确定的。

静态地图401可以使用同步定位和绘图(simultaneous localization andmapping,SLAM)算法先验地生成,或者可以从体系结构图来创建。由于静态地图是全局LCM的底层,因此静态地图中的值可以直接被复制到聚合成本图中。如果站或机器人在使用生成的地图进行导航的同时运行SLAM,则LCM方法允许静态地图层更新而不会丢失其他层中的信息。在单片成本图中,整个成本图会被覆写。LCM的其他层维护由动态对象以及这些对象的安全和个人隐私要求产生的成本。

所感知对象(障碍物)层402包括确定作为在驾驶期间要考虑的障碍物的所感知对象。所感知对象(障碍物)层402从诸如激光器(例如,激光雷达)、红蓝绿和深度(Red BlueGreen and Depth,RGB-D)相机等之类的高准确度传感器收集数据,并将所收集的高准确度传感器数据放置在其自己的2D网格中。在一些实现方式中,传感器与传感器读数之间的空间被标记为“自由”,而传感器读数的位置被标记为“被占用”。用于将所感知障碍物层的值与成本图中已有的值进行组合的方法可以取决于传感器数据所需信任级别而有所不同。在一些实现方式中,静态地图数据可以用所收集的传感器数据来覆写,这对于其中静态地图可能不准确的场景可能是有益的。在其他实现方式中,障碍物层可以被配置成用于仅向聚合成本图添加致命或VRU相关的障碍物。

膨胀层403实现在致命的障碍物和/或可能移动的对象周围插入缓冲区的膨胀过程。其中VDU肯定会发生碰撞的位置用致命成本来标记,而紧接在周围的区域则具有小的非致命成本。这些值确保VDU不会与致命的障碍物发生碰撞,并试图避开此类对象。updateBounds(更新边界)方法增加了先前的边界框,以确保新的致命障碍物将被膨胀,并且先前的边界框外的、可能膨胀到该边界框内的旧的致命障碍物也被膨胀。

集体感知层404包括从一个或多个邻居ITS-S接收到的累积成本图/(一个或多个)占用网格,基于由接收自邻居站的CPM 200、300指示的所感知对象来确定单元的成本。集体感知层使ITS-S能够针对其中其自己的(机载)传感器可能不具有“良好”观察或不具有任何观察的区域更新其成本图。

合作请求成本图层406和差异处置成本图层405实现邻居之间的合作以实现更好的且可靠的成本图层。差异处置层405使得能够指示并解决邻居ITS-S之间的感知的差异。差异处置层405指定其中机载传感器无法以高于阈值的置信度水平确定感知的单元。在一些实现方式中,多数投票机制可用于此目的,其中通过参与的ITS-S之间的多数投票对每个单元的成本值达成一致。

合作请求层406使Tx ITS-S能够对邻居进行请求,以帮助增强这样的一些单元的成本:对于这些单元,Tx ITS-S不具有对值进行确定的高置信度水平。合作请求层406确定并指定从邻居ITS-S接收到的成本图与由本地传感器感知的成本图之间的任何差异。合作请求层406指定其中机载传感器无法以等于和/或高于阈值的置信度水平确定感知的单元。

在一些情况下,附近的交通工具可能针对某个(某些)单元观察到不同的成本值(例如,由于一个或多个站处的感测误差、交通工具处的传感器对这些单元的不同视角水平,等等。)。在此类情况下,CP可以帮助纠正成本图的任何差异。差异处置层405用于指示邻居的成本值之间的差异。在差异处置层405中接收到差异的此类指示之后,节点可重新评估针对这些单元的感测和成本图计算并在邻居之间共享。

合作请求层406允许站请求邻居来帮助增强这样的一些单元的成本:对于这些单元,站可能不具有对成本值进行确定的高置信度水平。一个或多个邻居可以在其CPM 200、300中包括所感知的成本值(以及如这些单元处的所感知对象之类的其他信息)。如果可用,则在这种情况下,邻居可以通过发送单播CPM 200、300来进行响应。

附加地或替代地,邻近层可被包括(图4未示出),其可用于检测各个对象周围的对象和/或空间。邻近层还可以从诸如激光器(例如,激光雷达)、RGB-D相机等之类的高准确度传感器收集数据。在一些实现方式中,邻近层可以使用较低准确度的相机或其他类似传感器。邻近层可以使用与所感知障碍物层相同或不同的传感器数据或传感器类型。邻近层使用检测到的对象的位置/定位和速度(例如,从表示各个VRU的传感器数据提取的)来将值写入邻近层的成本图中,这些值随后与其他层的成本图值一起被添加到聚合成本图中。在一些实现方式中,邻近层使用高斯模型的混合并将每个对象的高斯值写入到邻近层的私有成本图中。在一些实现方式中,可以根据幅度、方差和/或某个(某些)其他合适的参数来缩放生成的值。

聚合成本图层410以周期T_Agg_CML_更新(T_Aggregated_CML_Update)来周期性地被更新。T_Agg_CML_更新被选择为小于或等于CPM生成事件周期(T_GenCpm)。静态成本图层401在每当静态或半静态对象和路边基础设施的改变被标识时立即被更新。CP层401在每当新的成本图层或新的检测到的对象从一个或多个邻居被接收时被更新。CP层401也周期性地被更新,以移除诸如由(一个或多个)邻居报告的对象不再被(一个或多个)邻居报告的废弃信息。膨胀成本图层403在每当对象被本地传感器检测到或从(一个或多个)邻居的CPM200、300被接收时被更新,其中该对象要求在其周围的缓冲区以用于安全驾驶。可以执行膨胀成本图层的周期性更新以减少废弃条目。合作请求成本图层406和差异处置成本图层405并非在ITS-S处维护,并且是在每当它们被选择为要被包括在CPM 200、300中时按需创建的。ITS-S可在将分层成本图容器包括在CPM 200、300的每次机会时检查对合作请求成本图层406和差异处置成本图层405的需要。

散播方ITS-S共享聚合成本图层410,并且可取决于带宽或接入层拥塞信息而共享其他层中的一个或多个其他层。每个共享的成本图层类型由成本图层类型(CostMapLayerType)DF指定。合作请求成本图层406使散播方ITS-S能够请求邻居ITS-S来帮助增强这样的一些单元的置信度:对于这些单元,散播方ITS-S不具有对值进行确定的高置信度水平。差异处置成本图层405使得能够指示并解决邻居之间感知的差异。

多数投票是其中每个单元的成本值通过多数投票达成一致的选项。也就是说,由多数邻居指示的成本(或附近多数成本的平均值)被视为正确/同意的。此类同意是针对每个有差异的单元单独地执行的。所有邻居将更新正确/同意的成本。此处,邻居的投票可以基于其可信度和/或基于其他标准/参数而倾斜。附加地或替代地,具有更好的视角、数据质量等等的邻居可以被给予(一个或多个)更高的权重,以选择针对单元的正确/同意的成本。在邻居之间存在成本图的差异的情况下,如何利用邻居成本图报告取决于ITS-S融合算法实现方式。

2.2.1.大小经优化的LCM容器

最近,在ETSI ITS WG1,存在关于相较于基于所感知象容器和自由空间附录容器的CPM而言基于分层成本图的CPM 200、300在消息大小方面能够有多高效的讨论。为了减小消息大小以用于通过空中接口进行传输由此降低信令开销并节省资源,新的能力(例如,DE/DF)被包括用于分层成本图容器,从而提供大小经优化的分层成本图容器选项。

(在分层成本图中)DE每网格单元成本值配置类型(perGridCellCostValueConfigType)和每网格单元置信度水平配置类型(perGridCellConfidenceLevelConfigType)被添加,以实现用于分层成本图容器的大小减小的配置。例如,可以使用CostMapGridValueConfig2(成本图网格值配置2)和CostMapGridValueConfidenceConfig2(成本图网格值置信度配置2)来以较小数量的比特指定报告的矩形网格区域中的每个网格单元的成本值和置信度水平。

/>

这些DE使得能够基于情形来优化分层成本图容器的大小。例如,当接入层指示拥塞时(例如,如果接入层拥塞被检测到),用于分层成本图容器的大小减小的配置(例如,CostMapGridValueConfig2(成本图网格值配置2)和CostMapGridValueConfidenceConfig2(成本图网格值置信度配置2))可以被选择,以降低接入层处的消息开销。

附加地或替代地,当大小较小的网格单元被报告时,存在较大数量的网格要被报告以覆盖报告的总的网格区域。在此类情况下,可以将大小减小的配置(例如,CostMapGridValueConfig2和CostMapGridValueConfidenceConfig2)用于分层成本图容器。当具有大小较大的网格单元时,存在较少数量的网格要被报告。因此,可以为分层成本图容器选择常规大小配置(例如,CostMapGridValueConfig1(成本图网格值配置1)和CostMapGridValueConfidenceConfig1(成本图网格值置信度配置1))。

附加地或替代地,当仅一个成本图层(例如,聚合成本图层410)被报告时,常规大小配置(例如,CostMapGridValueConfig1和CostMapGridValueConfidenceConfig1)可以针对分层成本图容器而被选择。而当成本图的多个层被报告时,大小减小的配置(例如,CostMapGridValueConfig2和CostMapGridValueConfidenceConfig2)可以被用于分层成本图容器。

在一些情况下,选择常规大小配置(CostMapGridValueConfig1和CostMapGridValueConfidenceConfig1)用于分层成本图容器可能引起大小较大的分层成本图容器要求对CPM 200、300的分段。在此类情况下,用于分层成本图容器的大小减小的配置(例如,CostMapGridValueConfig2和CostMapGridValueConfidenceConfig2)可以被选择,以避免分段或者减少CPM200、300的段的数量。

灵活性还允许成本图的不同层使用不同的配置来优化总体分层成本图容器大小。例如,聚合层可以采用常规大小配置(例如CostMapGridValueConfig1和CostMapGridValueConfidenceConfig1)来报告,以提供更细粒度的成本值。而其他层可以使用大小减小的配置(例如,CostMapGridValueConfig2和CostMapGridValueConfidenceConfig2)来报告。

gridCellSizeX(网格单元大小X)和gridCellSizeY(网格单元大小Y)值的范围也被优化以减小消息大小。

/>

报告网格区域的长度按照长度上所报告单元的数量(或者按gridCellSizeX的整数倍),并且所报告网格区域的宽度按照宽度上所报告单元的数量(例如,按gridCellSizeY的整数倍),以便减少表示它们所需要的比特数。指定报告网格区域的长度和宽度的绝对单位要求较高的比特量。而且,预期矩形报告网格区域的长度和宽度是单元大小的整数倍。

规范中的预先定义的网格单元计数参考用于跳过在分层成本图容器中对其进行报告。它提供用于计数的单元起点和网格中单元的计数方向。例如,用于预先定义网格单元计数参考的一种方式可以如下:预先定义的单元起点是左下角的单元作为报告成本图网格区域中编号为1的单元;和/或预先定义的计数方向是沿x轴在交通工具的方向上从左至右并且随后移动到按y轴的下一行中的最左侧的单元(从底部到顶部的方向进行)。

2.2.2.将VRU成本图层作为分层成本图容器中单独的层来报告

VRU 116是要求特殊的安全处置以用于安全且有保障的ITS的特殊类的所感知对象。各类VRU 116和VRU集群(具有类似的航向和速度的接近的VRU的群组)的细节可以在[AC3302]和[TS103300-3]中找到。

图5示出经修改的分层成本图500,该经修改的分层成本图500包括先前参照图4所讨论的各个层并且还包括用于检测到的VRU和/或VRU集群报告的单独的层502。此处,检测到的VRU和/或VRU集群作为单独的分层成本图层502、用分层成本图容器中的使得能够将VRU和VRU集群作为单独的成本层报告的DE/DF来报告。由于VRU 116可以具有相较于其他所感知对象而言针对安全的更高的优先级,因此VRU层可以比聚合所感知障碍物层和/或成本图400、500中的其他层更频繁地被共享。

针对VRU层对分层成本图容器的改变在下文以[SAE-J2735]中定义的ASN.1编码格式示出。在该示例中,vru成本图层(vruCostMapLayer)被添加到成本图层类型,以指示VRU成本图层。

为了指定网格单元中各种类型的VRU和/或VRU集群的存在,两种新的成本配置类型被定义,包括DF每网格单元成本值(PerGridCellCostValue)中的DF每网格单元成本Vru占用配置1(PerGridCellCostVruOccupancyConfig1)和每网格单元成本Vru占用配置2(PerGridCellCostVruOccupancyConfig2)。

/>

/>

2.2.3.分层成本图容器CP请求和成本值差异处置

在分层成本图中,始发节点基于报告的网格区域中的每个单元中障碍物/对象的存在来共享针对该网格单元的成本值和置信度水平。ITS-S可能无法以足够的置信度水平来确定一些网格单元的成本值(例如,由于针对这些单元存在FoV遮挡)。在此类情况下,ITS-S可请求来自相邻的ITS-S的帮助,以得到这些单元的成本值并提高置信度。分层成本图被进一步增强,以使得能够更精确且有效地请求此类合作。ITS-S指示并解决邻居之间网格单元成本值的差异(例如,当一个或多个所接收的值与节点自身的成本值不同时)。本文中提供了新的DE/DF使得能够高效地处置此类差异。

附加地或替代地,通过提供DF每网格单元合作请求(PerGridCellCostCollaborationRequest),提供用于有效的合作请求的新的每网格单元成本值(PerGridCellCostValue)类型。合作请求至少指示这样的网格单元:对于这些网格单元,自我节点请求帮助以得到成本值;并且指示这样的成本图层:针对该成本图层,此类请求被作出。节点可以针对一个或多个成本图层(诸如聚合层、VRU层、膨胀层等)要求合作请求。如果成本图类型未被指定,则假定针对聚合成本图层410。附加地,DF允许发送自我节点的针对这些所请求的网格单元以其置信度水平对成本值的当前确定。附加信息减少了来自邻居的响应数量。例如,仅针对这些网格单元的成本值具有较高置信度水平的邻居应当进行响应。

通过每网格单元成本差异报告(PerGridCellCostDiscripancyReport)DF提供每网格单元成本值(PerGridCellCostValue)类型,以用于邻居ITS-S之间成本值的差异的有效处置。差异报告至少应当指示这样的网格单元:针对这些网格单元,自我节点报告与邻居报告的成本值的差异;并且指示这样的成本图层:针对该成本图层,此类报告被传送。节点可以针对一个或多个成本图层(例如聚合层、VRU层、膨胀层等)要求差异处置。如果成本图类型未被指定,则假定针对聚合成本图层410。附加地,新的DF允许向自我节点发送针对至少一个报告的网格单元,自我节点与其具有成本值的差异的邻居的ID。附加信息可触发所指示的邻居来重新评估和/或更新针对这些网格单元的成本值。

/>

/>

如果Tx ITS-S标识针对与多于其当前成本图网格的x%相对应的网格的成本图值与由邻居报告的值相差超过阈值,并且自Tx ITS-S上一次CPM 200、300传送以来邻居尚未报告此类差异,则ITS-S在当前CPM 200、300中发送差异处理成本图层。

如果Tx ITS-S标识其与感知系统检测到的VRU相对应的当前单元的成本图值与邻居报告的值相差超过阈值,并且自Tx ITS-S上一次CPM 200、300传送以来邻居尚未报告此类差异,则ITS-S在当前CPM 200、300中发送差异处理成本图层。

如果Tx ITS-S处的机载传感器针对多于y%的其当前成本图单元均未以高于阈值的置信度水平确定感知并且Tx ITS-S尚未在其最后的CPM 200、300传送中包括合作请求成本图层,则ITS-S在当前CPM 200、300中发送合作请求成本图层。

如果在Tx ITS-S的上一次CPM 200、300传送之后,邻居已通过发送“合作请求成本图层”请求帮助确定特定成本图层中一些单元的成本值,则ITS-S具有一些或所有所请求的单元的值,并且这些成本值的置信度水平高于来自其他邻居的对此协作请求的任何其他响应,ITS-S在当前CPM 200、300中包括特定的成本图层。

如果以下条件中的一个或多个条件被满足/当以下条件中的一个或多个条件被满足时,可能发生一个或多个分层成本图(或成本图层)在CPM 200、300中的分层成本图容器中的连续包括:

1.如果要被报告的矩形成本图网格区域的节点中心点(NodeCenterPoint)的当前欧几里德距离与最后被包括在CPM 200、300中的、同一所报告的矩形成本图网格区域的节点中心点的欧几里德距离之间的差超过预先定义或配置的阈值(例如,4米(m)等),则分层成本图容器DF被添加到当前CPM 200、300。

2.如果要报告的矩形成本图网格区域的当前半范围长度(SemiRangeLength)与最后被包括在CPM 200、300中的、同一所报告的矩形成本图网格区域的半范围长度之间的差超过预先定义或配置的阈值(例如,4m等),则分层成本图容器DF被添加到当前CPM 200、300。

3.如果要报告的矩形成本图网格区域的当前半主要范围定向(semiMajorRangeOrientation)与最后被包括在CPM 200、300中的、同一所报告的矩形成本图网格区域的半主要范围定向之间的差超过预先定义或配置的阈值(例如,4度等),则分层成本图容器DF被添加到当前CPM 200、300。

2.2.4.CPM分段和CPM段中的分层成本图容器包含优先级

在包括所有的所感知对象以及被选择用于传送的成本图层候选的ASN.lUPER编码的CPM 200、300的大小超过MTU_CPM的情况下,可发生消息分段。每个消息段应当被解释,而无需接收所有的段。当前,所选择的所感知对象候选按对象的置信度(如果可用)和速度的乘积的降序被包括在CPM段中。在对象置信度不可用的情况下,仅使用对象速度按降序方式进行排序。

当成本图共享被启用时,在CPM段中包括所感知对象和成本图层候选的规定可以如下:

i.聚合成本图层410被选择,以被包括在第一段中;

ii.随后,基于现有的规定,所感知对象候选按照对象的置信度(如果可用)和速度的乘积的降序被包括;

iii.一旦所有所选择的对象都被包括在段中,则其余的成本图层就被包括;

iv.其余的成本图层在大小允许的情况下与所感知对象一起被包括在最后的段中,否则,一个或多个新的段被生成以包括所有其余的成本图层;以及

v.成本图层在段中的包含顺序为按以下降序的优先级顺序:聚合成本图层410、所感知对象(障碍物)层402、膨胀成本图层403、差异成本图层405、合作请求成本图层406、CP成本图层402、以及静态成本图层401。

附加地或替代地,如果要求CPM分段包括所有的所感知对象和成本地图层候选,则采取以下动作中的一个或多个动作:

附加地或替代地,在不进行分段的情况下,仅聚合成本图层410被包括在CPM 200、300中。所感知对象和其余的成本图层候选本被排除而不进行传送。Tx ITS-S可能需要选择更大的成本图单元大小来减小聚合成本图层410的大小以便适配于CPM 200、300。

附加地或替代地,所有的成本图层候选以最小数量的CPM段被包括在CPM 200、300中。所感知对象候选被排除而不进行传送。注意:成本图层必须整体地被包括在段中(例如,成本图层不能被分成两个CPM段),使得每个段可以是可自解释的。如果大小准许,则两个或更多个成本图层可以被包括在同一段中。Tx ITS-S可能需要选择更大的成本图单元大小来减小成本地图层的大小,以便适配于单个CPM段。每个CPM段都应当是可自解释的,而无需接收所有或其他的段。

2.3.分层成本图容器的ASN.1实现方式

以下CPM 200、300中的分层成本图DF和DE基于在SAE国际“Dedicated ShortRange Communications(DSRC)Message Set Dictionary(专用短程通信(DSRC)消息集字典)”,V2X核心技术委员会,SAE地面交通工具标准J2735,DOI:https://doi.org/10.4271/J2735_202007(2020年7月23日)(“[SAE-J2735]”)中定义的格式。

下文提供由于优化分层成本图容器的大小的、具有用于该容器的DE和DF的第一CPM 200、300。

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

替代地,下文提供用于具有单独的VRU成本图层502、并且目的为优化分层成本图容器的大小的分层成本图容器的CPM DE和DF。

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

下文给出提供合作请求以用于邻居之间成本值的差异的感知和高效处置的另一分层成本图容器。

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

2.4.CPM散播

使用ETSI EN 302636-3版本1.1.2(2014年3月)中指定的点到多点通信来传送CPM200、300。

2.4.1.CPM生成

2.4.1.1.CPM生成频率管理

CPM生成事件引起一个CPM 200、300的生成。所生成的CPM 200、300可根据[TS103324]第6.1.4款被分段和/或如本文中所讨论的被修改。连续CPM生成事件开始之间经过的最小时间等于或大于T_GenCpm(T_生成Cpm)。T_GenCpm被限制为T_GenCpmMin(T_生成Cpm最小)

在ITS-G5的情况下,T_GenCpm应根据如ETSI TS 102 724中指定的分散式拥塞控制(Decentralized Congestion Control,DCC)的信道使用要求进行管理。参数T_GenCpm应由管理实体以毫秒为单位提供。如果管理实体提供该参数的值高于T_GenCpmMax,则T_GenCpm应被设置为T_GenCpmMax,而如果该值低于T_GenCpmMin或该参数未被提供,则T_GenCpm应被设置为T_GenCpmMin。参数T_GenCpm表示连续CPM生成事件之间经过的时间的当前有效下限。T_GenCpm表示两个传送事件之间经过的最小时间。

在LTE-V2X PC5的情况下,根据ETSI TS 103 574中接入层定义的拥塞控制机制来管理T_GenCpm。

2.4.1.2.所感知对象容器包含管理

作为生成事件的一部分而生成的CPM 200、300包括通过将所感知对象DF添加到所感知对象容器来包括与当前对Tx ITS-S已知的所感知对象有关的信息。具有足够的置信度水平并且不经受冗余缓解技术的对象在对象符合以下条件中的任何条件的情况下被选择,以用于作为当前CPM生成事件的结果而从对象列表进行传送:

1.如果所分派的具有最高置信度的对象类既不对应于人员类也不对应于动物类:

a.对象在上一次CPM生成事件之后第一次被感知系统检测到。

b.对象的参考点的当前估计位置与最后包括在CPM 200、300中的、该对象的参考点的估计位置之间的欧几里得绝对距离超过最小参考点位置改变阈值(minReferencePointPositionChangeThreshold)。

c.对象的参考点的当前估计地面速度与最后包括在CPM 200、300中的、该对象的参考点的估计绝对速度之间的差超过最小地面速度改变阈值(minGroundSpeedChangeThreshold)。对象的参考点的当前估计地面速度向量的定向与最后包括在CPM 200、300中的、该对象的参考点的地面速度向量的估计定向之间的差超过最小地面速度定向改变阈值(minGroundVelocityOrientationChangeThreshold)。

d.自上一次对象被包括在CPM 200、300中起经过的时间超过T_GenCpmMax。

2.如果所分派的具有最高置信度的对象类对应于人员类或对应于动物类:

a.(人员类或动物类的)新对象在上一次CPM生成事件之后被检测到。

b.如果对象列表包含在预先定义或配置的量的时间中(例如,在过去的500ms中)尚未被包括在CPM 200、300中的人员类或动物类的至少一个对象,则人员类或动物类的所有对象均应当被包括在当前生成的CPM200、300中。

针对人员类或动物类的对象的生成规则确保针对先前包括的这两类对象不存在单独的包含周期以降低消息生成频率。

为了进一步减少生成的消息的数量,在每个消息生成事件时,在下一生成事件中(即,在T_GenCpm之后)要被包括在CPM 200、300中的既不属于人员类也不属于动物类的对象可能已经被包括在当前生成的CPM 200、300中。出于此种目的,例如,假设恒定速度模型,在当前生成的CP消息中未被选择用于传送的对象可被预测到下一CP消息生成事件(即,在T_GenCpm之后)。在此预测之后,所有在下一生成事件中需要被包括在CPM 200、300中的所有对象也应当被选择用于包括在当前生成的CPM 200、300中。

为了进一步优化CPM 200、300的大小和CPM消息段的数量,CPM 200、300作为通过添加分层成本图容器而将分层成本图包括在内的生成事件的部分而被生成。包括所感知对象容器或分层成本图容器或这两者取决于ITS-S实现方式。

2.4.1.3.传感器信息容器包含管理

每当自上一次CPM 200、300包括传感器信息容器起经过的时间等于或大于T_添加传感器信息(T_AddSensorInformation)时,作为生成事件的一部分生成的CPM 200、300包括传感器信息容器,其中T_添加传感器信息是某个预先定义或配置的值(例如,T_添加传感器信息=1000ms)。

2.4.1.4.自由空间附录容器包含管理

CPM 200、300中经确认的自由空间可以作为传感器信息容器的一部分来指示。[TS103324]第7.7款详述自由空间指示(传感器信息容器中的自由空间置信度(FreeSpaceConfidence)DE)和描述的对象的组合如何进行组合以通过使用跟踪和阴影方法来推导自由空间。如果CPM 200、300中包括分层成本图容器,则成本图网格值也要被考虑以如[TS103324]第7.7款中所描述的那样推导自由空间。每当可使用[TS 103324]第7.5款和7.7款中详述的简单跟踪方法在接收方侧计算的自由空间区域未反映生成CPM 200、300的ITS子系统的自由空间时,自由空间附录容器被添加。

在静态信息(诸如永久阴影区域)的情况下,每当将传感器信息容器被添加到当前生成的CPM 200、300时,自由空间附录容器被添加。如果自由空间区域落在分层成本图容器中的报告成本图网格内,则针对该自由空间区域将自由空间附录DF包括还是不包括至自由空间附录容器取决于ITS-S实现方式。

作为生成事件的一部分生成的CPM 200、300可以通过向自由空间附录容器添加自由空间附录DF来包括与对Tx ITS-S已知的被监测的自由空间区域有关的附加信息。

如果在接收方ITS-S上计算自由空间区域的简单追踪方法与Tx ITS-S上的检测到的自由空间的表示不匹配,则特定的自由空间附录被添加到CPM 200、300。

自由空间附录在CPM 200、300中的连续包含视以下各项而定:

1.在特定的自由空间附录DF采用多边形区域(AreaPolygon)DF的情况下:如果多边形的任何偏移点(OffsetPoint)相对于最后包括在CPM 200、300中的、该多边形的对应偏移点的欧几里德相对距离超过最小偏移点位置改变阈值(minOffsetPointPositionChangeThreshold)或者如果用于描述多边形的偏移点的数量改变,则自由空间附录DF被添加到当前CPM 200、300。

2.在特定的自由空间附录DF采用圆形区域(AreaCircular)DF、椭圆形区域(AreaEllipse)DF或矩形区域(AreaRectangle)DF的情况下:

a.如果所描述的自由空间区域的节点中心点(NodeCenterPoint)的当前欧几里德距离与最后包括在CPM 200、300中的、同一所描述的自由空间区域的节点中心点的欧几里德距离之间的差超过最小节点中心点位置改变阈值(minNodeCenterPointPositionChangeThreshold),则自由空间附录DF被添加到当前CPM 200、300。

b.如果所描述的自由空间区域的当前半径或半范围长度(SemiRangeLength)与最后包括在CPM 200、300中的、同一所描述的自由空间区域的半径或半范围长度之间的差超过最小半径或半范围长度改变阈值(minRadiusOrSemiRangeLengthChangeThreshold),则自由空间附录DF被添加到当前CPM 200、300。

如果所描述的自由空间区域的当前半主要范围定向(semiMajorRangeOrientation)与最后包括在CPM 200、300中的、同一所描述的自由空间区域的半主要范围定向之间的差超过最小半主要范围定向改变阈值(minSemiMajorRangeOrientationChangeThreshold),则自由空间附录DF被添加到当前CPM 200、300。

2.4.1.5.分层成本图容器包含管理

CPM 200、300作为生成事件的一部分而被生成,并且它可通过添加分层成本图容器而包括在传Tx ITS-S处可用的经更新的分层成本图。聚合成本图层410连同零个或更多个其他成本图层(诸如,静态成本图层401、所感知对象成本图层2402、膨胀成本图层403、CP成本图层404、差异处置成本图层405和/或合作请求成本图层406)一起被包括在CPM 200、300中的分层成本图容器中。

在以下条件中的一个或多个条件下,作为当前CPM生成事件的结果,聚合成本图层410被选择用于传送:

1.如果对于多于报告成本图网格区域中的总网格的最小具有聚合成本或置信度改变网格百分比阈值(minPercentageOfCellsWithAggregatedCostOrConfidenceChangeThreshold)而言,相较于最后在CPM 200、300中报告的网格单元成本值或网格单元置信度水平,单元的网格单元成本值或网格单元置信度值水平或这两者发生改变,则聚合成本图层410被添加到当前CPM 200、300。

2.如果报告矩形成本图网格区域的节点中心点的当前欧几里得距离与最后包括在CPM 200、300中的报告矩形成本图网格区域的节点中心点的欧几里得距离之间的差超过最小成本图网格区域节点中心点位置改变阈值(minNodeCenterPointOfCostMapGridAreaPositionChangeThreshold),则具有聚合成本图层410的分层成本图容器DF被添加到当前CPM 200、300。

3.如果要被报告的矩形成本图网格区域的当前长度(或宽度)与最后包括在CPM200、300中的报告矩形成本图网格区域的长度(或宽度)之间的差超过最小长度或宽度改变阈值(minLengthOrWidthChangeThreshold),则具有聚合成本图层410的分层成本图容器DF被添加到当前CPM 200、300。

4.如果报告矩形成本图网格区域的当前定向(半主要范围定向)与最后包括在CPM200、300中的报告矩形成本图网格区域的半主要范围定向之间的差超过最小成本图网格区域半主要范围定向改变阈值(minSemiMajorRangeOfCosMapGridAreaOrientationChangeThreshold),则具有聚合成本图层410的分层成本图容器DF被添加到当前CPM 200、300。

5.如果自上一次聚合成本图层410被包括在CPM 200、300中起经过的时间超过T_GenCpmMax,则聚合成本图层410被添加到当前CPM 200、300。

在以下条件中的一个或多个条件下,作为当前CPM生成事件的结果,差异处置成本图层405和/或合作请求成本图层406被选择用于传送:

1.如果Tx ITS-S标识对于多于报告成本图网格区域中的总单元的最小具有成本或置信度差异网格百分比阈值(minPercentageOfCellsWithCostOrConfidenceDiscrepancyThreshold)而言,网格成本值或网格置信度水平或这两者不同于由邻居报告的、针对同一成本图网格区域的网格单元成本值或网格单元置信度水平并且此类差异自由该ITS-S进行的上一次CPM 200、300传送起尚未被邻居报告,则ITS-S可在当前CPM 200、300中传送差异处置成本图层405。

2.如果Tx ITS-S处的机载传感器对于多于其当前聚合成本图层410中的总单元的最小具有低置信度水平以用于合作请求单元百分比阈值(minPercentageOfCellsWithLowConfidenceLevelForCollaborationRequestThresh old)而言,均无法以高于最小置信度水平阈值(minConfidenceLevelThreshold)的置信度水平确定感知并且Tx ITS-S尚未在其最后的CPM 200、300传送中包括合作请求成本图层406,则ITS-S在当前CPM 200、300中发送合作请求成本图层406。

在以下条件中的一个或多个条件下,作为当前CPM 200、300生成事件的结果,其他成本图层(例如,如先前和/或[TS 103324]中第7.8节中所描述的静态成本图层401、感知对象成本图层402、膨胀成本图层403和/或CP成本图层404)可选地被选择用于传送:

1.如果成本图层中的单元的成本值或置信度水平或这两者相较于最后在CPM200、300中报告的针对同一成本图层的网格单元成本值或网格单元置信度水平对于多于报告成本图网格区域中总单元的最小具有成本或置信度改变单元百分比阈值(minPercentageOfCellsWithCostOrConfidenceChangeThreshold)而言,均发生改变,则该成本图层(例如,如先前和/或[TS 103324]中第7.8节中所描述的静态成本图层401、所感知对象成本图层402、膨胀成本图层403和/或CP成本图层404)被添加到当前CPM 200、300。

2.如果自上一次成本图层被包括在CPM 200、300中起经过的时间超过最大成本图传送跳过时间(maxTimesSkipCostMapTransmission)乘以T_GenCpmMax,则该成本图层被添加到当前CPM 200、300。

2.4.2.CPM分段

生成的CPM 200、300的大小不应超过CPS经由NF-SAP支持的MTU_CPM。参数MTU_CPM(例如,大小)取决于CPM 200、300通过其被传输的接入层技术(MTU_AL)的MTU。MTU_CPM应小于或等于MTU_AL减去设施层协议的头部大小(HD_CPM)以及联网和传输层协议的头部大小(HD_NT),其中MTU_CPM

每一接入层技术的MTU_AL在[EN302663]、ETSI TS 103 613及其参考文件中定义。联网和传输层协议的头部包括BTP头部和地理联网头部。BTP头部的大小在ETSI EN302636-5-1中定义,并且每一预期分组传输类型的地理联网协议头部的大小在ETSI EN302636-4-1中定义。

在包括所有的所感知对象以及被选择用于传送的成本图层候选的ASN.lUPER编码的CPM 200、300超过MTU_CPM的情况下,发生消息分段。分层成本图容器相对于所感知对象容器的包括顺序留待根据ITS-S实现方式确定。所选择的所感知对象候选按每对象效用函数的降序顺序被包括在CPM 200、300中,该每对象效用函数被定义为以下参数的总和:

·p

·p

·p

·p

·p

所选择的成本图层候选按聚合成本图层410、所感知对象成本图层402、膨胀成本图层403、差异处置成本图层405、合作请求成本图层406、CP成本图层404以及静态成本图层401的降序顺序被包括在CPM段中。

只要要生成的段的得到的ASN.1UPER编码的消息大小不超过MTU_CPM,该段就应当用所选择的对象来填充。段以此种方式被生成,直到所有所选择的所感知对象和/或所选择的成本图层都被包括在CPM段中。每个段在下一个传送机会时被传送。

在传感器信息容器也需要被传送的情况下,如果得到的ASN.1UPER编码的CPM段大小不超过MTU_CPM,则传感器信息容器应当被添加到CPM段。

该过程可引起仅包括传感器信息容器的CPM段的生成。通过填充所感知对象容器段信息(perceivedObjectContainerSegmentInfo)DF来指示消息分段。所有消息段应指示同一生成Δ时间(generationDeltaTime)DE。消息段应当按照与它们被生成的顺序相同的顺序被传送。这是为了确保包含优先级较高的对象的段不会被较低层机制推迟到支持包含优先级较低的对象的段。

2.4.3.CPM时间要求

2.4.3.1.CPM生成时间

除了CPM生成频率之外,CPM生成所需的时间和消息构造所用数据的及时性对于数据在接收方ITS-S中的适用性也是决定性的。为了确保对接收到的CPM 200、300的正确解释,每个CPM 200、300被加时间戳。期望不同ITS-S之间可接受的时间同步。

CPM生成所需的时间小于50ms。CPM生成所需的时间是指CPM生成被触发所在的时间与CPM 200、300被递送到联网和传输层所在的时间之间的时间差。

2.4.3.2.CPM时间戳

由ITS-S散播的CPM 200、300中提供的参考时间戳与Cpm管理容器DF中提供的始发ITS-S的参考位置被确定的时间相对应。时间戳的格式和范围在ETSI EN 302637-2第B.3款中定义。

CPM生成时间与参考时间戳之间的差应小于32 767ms。参考时间戳选择可以取决于道路侧装备的体系结构。例如,参考时间戳可以由传感器融合系统在请求CPM 200、300的生成之前被选择。此种要求被设置以避免时间戳环绕复杂化。

2.4.4.CPM散播约束

2.4.4.1.通用置信度约束

CPM 200、300的若干数据元素可在准确度和置信度方面有所不同。对于这些数据元素,数据帧被指定,从而提供数据元素连同置信度信息。

2.4.4.2.安全性约束

用于ITS的安全性机制考虑利用证书对ITS-S之间传输的消息的认证。证书指示其持有方的、发送某个消息集合的许可以及针对这些消息内的特定DE的可选的特权。证书的格式在ETSI TS 103 097中指定。

在证书内,许可和特权通过一对标识符(ITS–AID和SSP)来指示。

如ETSI TR 102 965中给定的ITS-应用标识符(ITS-Application Identifier,ITS-AID)指示被授权的许可的总体类型。例如,存在指示发送方有资格发送CPM 200、300的ITS-AID。

服务特定许可(Service Specific Permission,SSP)是指示由ITS-AID指示的总体许可内的特定许可集合。例如,可能存在与针对CPM 200、300的ITS-AID相关联的、指示发送方有资格针对特定角色发送CPM 200、300的SSP值。

如果证书有效并且CPM 200、300与其证书中的ITS-AID和SSP一致,则传入的经签名的CPM 200、300被接收方接受。

2.4.4.3.通用优先级约束

优先级约束由如ETSI EN 302636-4-1中指定的交通分类给出。

2.4.4.4.所提供数据的质量和置信度指示

2.4.4.4.1.对象包括和置信度

在具有提高交通安全的目标的情况下,要被包括在CP消息中的对象应与其他ITS-S共享。因此,接收方ITS-S上的安全应用使用共享对象。与交通工具相关的对象要么是静态的,即不会移动而是位于驾驶车道上,要么是动态的,即移动或具有移动的能力。

被传送的对象作为CP消息的部分的目的不是共享和比较交通规则信息(诸如交通标志和交通灯信息)。相反,需要优先考虑有关其他ITS-S无法使用的对象的数据,因为它们的存在只是暂时的(例如,交通参与者或临时障碍物)。

对象需要位于驾驶车道上或车道附近(例如,人行道)。散播方ITS-S上的地图匹配算法可用于确定对象是否位于车道上。

计算对象置信度的方法将在Tx ITS-S之间保持一致,以确保在接收到CPM 200、300时,置信度指示可以清楚地被解释。在传感器融合系统中,置信度计算通常是实现方式专有的,并且因此与共享传感器数据时的要求相矛盾。因此,合适的置信度指标(例如,在ISO/AUTOSAR中)应当被标识,以提供统一的描述。

2.4.4.4.2.自由空间置信度

接收方(Rx ITS-S)能够将传感器信息容器的报告的检测区域与报告的对象进行组合,以推导出对象之间的自由空间。为了广告Tx ITS-S能够提供与接收方移动ITS-S可能驶入的实际确定的空的空间有关的测量,应当使用特定传感器信息的可选的自由空间置信度DE。

语义分段过程是标识传感器的视场内的对象和自由空间的关键步骤,Schumann等人:“Semantic segmentation on radar point clouds(雷达点云上的语义分段)”,2018年第21届信息融合国际会议(FUSION))(2018年7月10日)(“[Schumann]”);Yuan Wang等人:“PointSeg:Real-Time Semantic Segmentation Based on 3D LiDAR Point Cloud(点分段:基于3D激光雷达点云的实时语义分段)”,arXiv:1807.06288v8(2018年9月25日)(“[YuanWang]”)。取决于所采用的传感器测量和对象融合原理,检测到的对象可以用固定大小的边界框来描述。通过将与Tx ITS-S的感知能力(即,其检测区域)有关的知识与所接收的检测到的对象进行组合,可以由接收方ITS-S计算自由空间。当对象和自由空间被分类时,应通过使用可适用的方法(例如,AI/ML技术;参见例如,Brotcm等人的“Determiningthe Confidence Levels of Sensor Outputs using Neural Networks(使用神经网络来确定传感器输出的置信度水平)”,萨斯喀彻温大学电气工程系,可见于

自由空间的置信度水平可以被定义为检测到的自由空间证据的数量相对于指定时间段(诸如T_GenCpmMax)内检测尝试的总数的比率。用于语义分段、多传感器数据融合以及对象/自由空间置信度水平计算的特定技术在本文档的范围之外,并且应使用任何可行的技术。

2.4.4.5.冗余缓解技术

可使用如ETSI TS 103 324版本0.0.17(2020年4月)(“[TS 103324]”)和/或ETSITR 103 562版本2.1.1(2019年12月)(“[TR103562]”)中所讨论的各种冗余缓解技术。

2.5.CPM参数值

要用于本文中所讨论的参数的值由表5和表6提供。

表5示出用于CPM生成的参数。参数可在各个设备或系统范围上设置,并且可取决于外部条件或独立于外部条件。

表5:用于CPM生成的参数

/>

/>

/>

/>

表6中的参数管理更新各个成本图层的ITS-S决策。参数可在各个站或系统范围上设置,并且可取决于外部条件或独立于外部条件。

表6:用于成本图层更新的参数

3.ITS站配置和布置

图6示出ITS-S参考体系结构600。由图6描绘的组件中的一些或全部遵循ITSC协议,该ITSC协议基于扩展用于ITS应用的分层通信协议的OSI模型的原理。ITSC 600包括:接入层604,与OSI层1和层2相对应;联网和传输(networking&transport,N&T)层603,与OSI层3和层4相对应;设施层,与OSI层5和层6以及OSI层7的至少某种功能相对应;以及应用层601,与OSI层7中的一些或全部相对应。这些层中的每一者经由相应的接口、SAP、API和/或其他类似的连接器或接口进行互连。

应用层601提供ITS服务,并且ITS应用在应用层601内被定义。ITS应用是实现用于实现一个或多个ITS用例的逻辑的应用层实体。ITS应用利用由ITS-S提供的底层设施和通信能力。每个应用可以被分派至三个所标识的应用类中的一个应用类:道路安全性、交通效率以及其他应用(参见例如,[EN302663])、ETSI TR 102 638版本1.1.1(2009年6月)(此后称为“[TR102638]”))。ITS应用的示例可包括驾驶辅助应用(例如,用于协作认知和道路危险警告),包括AEB、EMA和FCW应用、速度管理应用、绘图和/或导航应用(例如,逐向导航和协作导航)、提供基于位置的服务的应用、以及提供联网服务(例如,全球因特网服务和ITS-S生命周期管理服务)的应用。V-ITS-S 110向交通工具驾驶员和/或乘客提供ITS应用,并且可要求用于从车载网络或车载系统访问车载数据的接口。出于部署和性能需要,V-ITS-S110的特定实例可包含对应用和/或设施的分组。

设施层602包括中间件、软件连接器、软件粘合件等等,包括多种设施层功能(或简称为“设施”)。具体而言,设施层包含来自OSI应用层的功能、来自OSI呈现层的功能(例如,ASN.1编码和解码、以及加密)以及来自OSI会话层的功能(例如,主机间通信)。设施是向应用层中的应用提供功能、信息和/或服务并与较低层交换数据以用于就该数据与其他ITS-S进行通信的组件。示例设施包括集体感知服务(Collective Perception Services,CPS)、设备数据提供方(Device Data Provider,DDP)、位置和时间管理(Position and Timemanagement,POTI)、本地动态地图(Local Dynamic Map,LDM)、合作认知基本服务(collaborative awareness basic service,CABS)和/或协作认知基本服务(cooperativeawareness basic service,CABS)、信号相位和定时服务(signal phase and timingservice,SPATS)、易受伤害道路使用者基本服务(vulnerable road user basic service,VBS)、分散式环境通知(Decentralized Environmental Notification,DEN)基本服务、操纵协调服务(maneuver coordination service,MCS)等等。对于V-ITS-S 110,DDP与车载网络连接并且提供交通工具状态信息。POTI实体提供ITS-S的位置并提供时间信息。由ETSITS 102 894-1版本1.1.1(2013年8月)(此后称为“[TS102894-1]”)给出共同设施的列表。

CP服务(CP Service,CPS)(也被称为“CP基本服务”等等)是如[EN302665]中所定义的ITS-S体系结构中的设施层实体。CPS可对设施层的其他实体及ITS应用提供接口,以收集用于CPM生成并转发接收到的CPM 200、300内容的相关信息,以供进一步处理。图6描述了ITS-S架构中的CPS以及设施层中其他层和实体的逻辑接口。

集体感知(Collective Perception,CP)是基于感知传感器来共享ITS-S的所感知环境的概念。与协作认知(Cooperative Awareness,CA)相比,ITS-S广播与其当前(例如,驾驶)环境有关而不是与其当前状态有关的信息。因此,CP是在不同的ITS-S之间借助V2X通信技术(或V2X RAT)主动地交换当地所感知的对象的概念。CP通过向ITS-S的相互视场贡献信息而降低了ITS-S的环境不确定性。CPM 200、300使ITS-S能够共享与周围环境中的对象有关的信息,这些对象已被安装在Tx ITS-S上或以其他方式可由Tx ITS-S访问的传感器、相机或其他信息源检测到。

CPS与CA基本服务(参见例如,ETSI EN 302 637-2版本1.4.1(2019年04月)(“[EN302637-2]”))有着根本的不同,因为它不聚焦于与散播方ITS-S的当前状态有关的Tx数据,而是聚焦于与其所感知的环境有关的Tx数据。为了避免通过多个ITS-S广播关于同一对象的CPM 200、300,CP服务可以过滤要被包括在CPM 200、300中的检测到的对象(参见例如,[TS103324]第6.1款)

图6示出了CPS特定的功能,包括映射到ITS-S体系结构的接口。CPS特定的功能以位于设施层中的CPS基本服务621为中心。CP基本服务621是ITS-S设施层602处的设施,可配置或可操作以生成、接收并处理CPM。

CP基本服务621可操作CPM协议,该协议是用于操作CPM 200、300传送(Tx)和接收(Rx)的ITS设施层协议。CPM 200、300是CP基本服务PDU,包括CPM数据和ITS PDU头部。CPM数据包括部分或完整的CPM有效载荷,并且可以包括如本文所讨论的各种数据容器和相关联的值/参数。CPS基本服务621消费设施层中其他服务的数据,并与其他应用支持设施链接。CPS基本服务621负责CPM 200、300的传送。

用于收集用于生成CPM 200、300的数据的实体包括设备数据提供方(Device DataProvider,DDP)624、PoTi 622和LDM 623。对于V-ITS-S 110的子系统,DDP 624与车载网络连接并且提供交通工具状态信息。对于R-ITS-S 130的子系统,DDP 624连接至被安装在路边基础设施上的传感器,该路边基础设施诸如杆、架、门、标牌等等)。

PoTi 622提供ITS-S的位置和时间信息。LDM 623是ITS-S中的数据库,除了机载传感器数据之外,还可以利用所接收的CAM和CPM数据进行更新(参见例如,ETSI TR 102 863版本1.1.1(2011年06月))。ITS应用可以从LDM 623取回信息以供进一步处理。CPS 621还可对服务公告(Service Announcement,SA)服务627提供接口,以指示ITS-S的生成CPM 200、300的能力并且提供与所使用的通信技术(例如,RAT)有关的细节。通过对DCC-Fac实体625提供接口,与当前信道利用率相关的特定于消息散播的信息被接收。DCC-FAC 625向CPS621提供接入网络拥塞信息。

尽管未示出,但CPS 621可与其他设施层功能(或简称“设施”)(诸如MCS等)交互,以协调去往/来自其他层的相应服务/数据。作为示例,其他设施/服务可包括合作认知基本服务(collaborative awareness basic service,CABS)和/或协作认知基本服务(cooperative awareness basic service,CABS)、信号相位和定时服务(signal phaseand timing service,SPATS)、易受伤害道路使用者基本服务(VBS)、分散式环境通知(Decentralized Environmental Notification,DEN)基本服务、操纵协调服务(maneuvercoordination service,MCS)等等。CPS 621还可以与管理层中的CPS简档管理实体交互,以实现与CPS相关的目的。

CPS 621通过网络-传输/设施(Network-Transport/Facility,NF)-服务接入点(Service Access Point,SAP)对N&T层603提供接口,用于与其他ITS-S交换CPM 200、300。CPS通过安全性-设施(Security–Facility,SF)-SAP对安全性实体提供接口,以访问用于CPM 200、300传送和CPM 200、300接收的安全性服务。如果接收到的CPM数据直接提供给应用,则CPS通过管理-设施(Management-Facility,MF)-SAP对管理实体提供接口,并通过设施-应用(Facility–Application,FA)-SAP对应用层提供接口。前述接口/SAP中的每一者可利用设施层提供对数据的全双工交换,并且可实现合适的API来实现各种实体/元件之间的通信。

CPS 621驻留在设施层602中和/或在设施层602中操作,生成CPS规则,检查相关的服务/消息,以与由ITS-S内的其他设施和/或其他实体生成的其他ITS服务消息来协调对CPM 200、300的传送,CPM 200、300随后被传递到N&T层603和接入层604,以便传送到其他接近的ITS-S。CPM 200、300被包括在ITS分组中,这些ITS分组是经由N&T层603传递到接入层604或者被传递到应用层601以供一个或多个ITS应用进行消费的设施层PDU。这样,CPM格式对底层接入层604是不可知的,并且CPM格式被设计成允许CPM200、300被共享,而不管底层接入技术/RAT如何。

前述接口/服务接入点(Service Access Point,SAP)中的每一者可利用设施层提供对数据的全双工交换,并且可实现合适的API来实现各种实体/元件之间的通信。

对于V-ITS-S 110,设施层602经由如[TS102894-1]中示出和描述的车载数据网关连接至车载网络。V-ITS-S 110的设施和应用从数据网关接收所要求的车载数据,以便构造消息(例如,CSM、VAM、CAM、DENM、MCM和/或CPM 200、300)并用于应用使用。对于发送和接收CAM,CA-BS包括以下实体:编码CAM实体、解码CAM实体、CAM传送管理实体、以及CAM接收管理实体。对于发送和接收DENM,DEN-BS包括以下实体:编码DENM实体、解码DENM实体、DENM传送管理实体、DENM接收管理实体、以及DENM保持存活转发(keep-alive forwarding,KAF)实体。CAM/DENM传送管理实体实现始发ITS-S的协议操作,包括CAM/DENM传送操作的激活和终止、确定CAM/DENM生成频率、以及触发CAM/DENM的生成。CAM/DENM接收管理实体实现接收方ITS-S的协议操作,包括:在接收CAM/DENM时触发解码CAM/DENM实体,将接收到的CAM/DENM数据供应至接收方ITS-S的LDM、设施或应用,丢弃无效的CAM/DENM,以及检查接收到的CAM/DENM的信息。DENM KAF实体KAF在接收到的DENM的有效性持续时间期间存储接收到的DENM,并在可适用时转发该DENM;DENM KAF的使用条件可由ITS应用要求来定义或由ITS管理实体2006的跨层功能来定义。编码CAM/DENM实体构造(编码)CAM/DENM以包括各种CAM/DENM,对象列表可包括ITS数据字典中所要求的DE和/或DF的列表。

ITS站类型/能力设施提供用于描述要在应用层和设施层中使用的ITS-S的简档的信息。该简档指示ITS-S类型(例如,V-ITS-S 110、R-ITS-S 130、P-ITS-S或中央ITS-S)、ITS-S的角色以及检测能力和状态(例如,ITS-S的定位能力、感测能力等)。站类型/能力设施可存储各个连接的/耦合的传感器的传感器能力以及从此类传感器获得的传感器数据。

位置和时间管理实体(PoTi)622管理用于由ITS应用层、设施层、网络层、管理层和安全层使用的位置和时间信息。出于此种目的,PoTi 622从诸如GNSS、传感器和ITS-S的其他子系统之类的子系统实体得到信息。PoTi 622确保ITS星座中的ITS-S之间的时间同步性,维护数据质量(例如,通过监测时间偏差),并且管理位置(例如,运动学和姿态状态)和时间的更新。ITS星座是在其自身之间交换ITS数据的ITS-S的群组。PoTi实体622可包括用于改善位置和时间准确性、完整性和可靠性的增强服务。在这些方法之间,通信技术可用于提供从移动ITS-S到移动ITS-S以及从基础设施到移动ITS-S的定位辅助。考虑到位置和时间准确性方面的ITS应用要求,PoTi 622可使用增强服务来改善位置和时间准确性。可应用各种增强方法。PoTi 622可通过提供广播增强数据的消息服务来支持这些增强服务。例如,R-ITS-S 130可向即将到来的V-ITS-S 110广播针对GNSS的纠正信息;ITS-S可交换原始GPS数据或者可交换陆地无线电位置和时间相关信息。PoTi 622根据ITS-S中的应用层、设施层以及其他层服务要求来维护和提供位置和时间参考信息。在ITS的情境中,“位置”包括姿态和移动参数,包括速度、航向、水平速度,并且任选地包括其他参数。ITS-S中所包含的刚性主体的运动学和姿态状态包括位置、速度、加速度、定向、角速度、以及可能的其他运动相关信息。特定时刻的位置信息被称为刚性主体的包括时间的运动学和姿态状态。除了运动学和姿态状态之外,PoTi 622还应当维护与运动学和姿态状态变量的置信度有关的信息。

集体感知(CP)涉及ITS-S彼此共享与其当前环境有关的信息。参与CP的ITS-S广播与其当前(例如,驾驶)环境有关的信息,而不是与其自身有关的信息。出于此种目的,CP涉及不同的ITS-S借助一种或多种V2X RAT主动交换由本地感知传感器检测到的本地感知到的对象(例如,其他道路参与者和VRU 116、障碍物等)。在一些实现方式中,CP包括感知链,该感知链可以是若干感知功能在预定义的时间的结果的融合。这些感知功能可以包括本地感知功能和远程感知功能。

本地感知是通过从所考虑的ITS元件(例如,VRU设备、交通工具、基础设施等)的环境中收集信息来提供的。该信息收集是使用相关的传感器(光学相机、热相机、无线电检测与测距(radar)、光检测与测距(LIDAR)等)实现的。远程感知是通过经由C-ITS(主要是V2X通信)供应感知数据来实现的。现有的基本服务(如协作认知(Cooperative Awareness,CA)或更新近的服务(诸如集体感知服务(CPS))可用于传输远程感知。

然后可以使用若干个感知源来实现协作感知功能。这些源的一致性可在预定义的时刻被验证,并且如果不一致,则CP功能可根据与每个感知变量相关联的置信度水平选择最佳的源。CP的结果应符合由PoTi指定的所需的准确性级别。在本地感知与远程感知之间存在差异的情况下,关联的置信度水平对于建立根据融合得到的CP可能是必要的。它对于由其他功能(例如风险分析)利用该CP结果可能也是必要的。

从设备本地传感器处理到协作感知级别下的最终结果的感知功能可能会出现几百毫秒的显著的等待时间。为了表征VRU轨迹及其速度演变,需要一定数量的交通工具位置测量和速度测量,因此增加感知的总等待时间。因此,估计该功能的总延迟时间以便在选择碰撞避免策略时将其考虑在内是必要的。

附加地或替代地,现有的基础设施服务(诸如本文所描述的那些服务)可以在CPS621的情境中使用。例如,信号相位和定时(Signal Phase And Timing,SPAT)和SPAT相关性界定的区域(MAP)的广播已经被标准化,并被交通工具在交叉口级使用。原则上,它们保护VRU 116/117穿过。然而,信号灯违反警告可能存在,并且可被检测到并使用DENM来发出信号。这种使用DENM的信号灯违反指示与VRU设备117非常相关,因为其指示与违反信号灯的交通工具发生碰撞的风险增加。如果它使用本地捕获器或检测和分析VAM,则交通灯控制器可以延迟红色阶段改变为绿色,并允许VRU 116/117安全地终止其道路穿过。当检测到大型VRU 116/117集群时,使用车载信息(IVI)的情境速度限制可以被适配(例如,将交通工具的速度限制在30公里/小时)。在此类降低的速度下,交通工具110在借助于其自身的本地感知系统感知到VRU时可以高效地进行动作。

ITS管理(mgmnt)层包括VRU简档管理实体。VRU简档管理功能是VBS621的重要支持要素,因为其在VRU活跃会话期间管理VRU简档。简档管理是ITS-S配置管理的一部分,并且随后利用必要的典型参数的值进行初始化,以使得能够完成其操作。ITS-S配置管理也负责在系统的整个生命周期期间必要的更新(例如:新的标准版本)。

返回参考图6,N&T层603提供OSI网络层和OSI传输层的功能,并且包括一个或多个联网协议、一个或多个传输协议、以及网络和传输层管理。附加地,传感器接口和通信接口可以是N&T层603和接入层604的部分。联网协议可尤其包括IPv4、IPv6、具有移动性支持的IPv6联网、地理联网之上的IPv6、CALM FAST协议等等。传输协议可尤其包括BOSH、BTP、GRE、地理联网协议、MPTCP、MPUDP、QUIC、RSVP、SCTP、TCP、UDP、VPN、一个或多个专用ITSC传输协议、或某种其他合适的传输协议。这些联网协议中的每种联网协议可连接至对应的传输协议。

接入层包括:物理层(physical layer,PHY)604,物理地连接至通信介质;数据链路层(data link layer,DLL),可被细分为管理对通信介质的访问的介质访问控制子层(medium access control,MAC)、以及逻辑链路控制子层(logical link control,LLC);管理适配实体(management adaptation entity,MAE),用于直接管理PHY 604和DLL;以及安全适配实体(security adaptation entity,SAE),用于为接入层提供安全服务。接入层还可包括外部通信接口(communication interface,CI)和内部CI。CI是特定接入层技术或者RAT和协议的实例化,该RAT和协议诸如3GPP LTE、3GPP 5G/NR、C-V2X(例如,基于3GPP LTE和/或5G/NR)、WiFi、W-V2X(例如,包括ITS-G5和/或DSRC)、DSL、以太网、蓝牙、和/或本文中所讨论的任何其他RAT和/或通信协议、或者其组合。CI提供一个或多个逻辑信道(logicalchannel,LCH)的功能,其中,LCH到物理信道的映射由所涉及的特定接入技术的标准来指定。如先前所提到的,V2X RAT可包括ITS-G5/DSRC和3GPP C-V2X。附加地或替代地,在各实现方式中,可使用其他接入层技术(V2X RAT)。

ITS-S参考体系结构600可以可适用于图9和图11的元素。ITS-S网关911、1111(参见例如,图9和图11)在设施层处互连OSI层5至OSI层7处的OSI协议栈。OSI协议栈典型地连接至系统(例如,交通工具系统或路边系统)网络,并且ITSC协议栈连接至ITS站内部的网络。ITS-S网关911、1111(参见例如,图9和图11)能够对协议进行转换。这允许ITS-S与该ITS-S在其中实现的系统的外部元件进行通信。ITS-S路由器911、1111提供ITS-S参考体系结构600的、除应用层和设施层之外的功能。ITS-S路由器911、1111在层3处互连两个不同的ITS协议栈。ITS-S路由器911、1111可以能够对协议进行转换。这些协议栈中的一个协议栈典型地连接至ITS站内部的网络。ITS-S边界路由器1114(参见例如,图11)提供与ITS-S路由器911、1111相同的功能,但是包括与外部网络有关的协议栈,该外部网络可以不遵循ITS的管理和安全原理(例如,图6中的ITS管理层和ITS安全层)。

附加地,在同一级别下操作但不被包括在ITS-S中的其他实体包括:该级别下的相关用户、相关HMI(例如,音频设备、显示/触屏设备等);当ITS-S为交通工具时,用于计算机辅助的和/或自动交通工具的交通工具运动控制(HMI和交通工具运动控制实体两者均可由ITS-S应用触发);收集和共享IoT数据的本地设备传感器系统和IoT平台;(一个或多个)本地设备传感器融合和致动器应用,其可包含ML/AI并对由传感器系统发出的数据流进行聚合;本地感知和轨迹预测应用,其消费融合应用的输出并馈送ITS-S应用;以及相关ITS-S。传感器系统可以包括V-ITS-S 110或R-ITS-S 130中的一个或多个相机、无线电检测和测距、光检测和测距等。在中央站中,传感器系统包括可位于道路一侧但将其数据直接报告给中央站而不涉及V-ITS-S 110或R-ITS-S 130的传感器。在一些情况下,传感器系统可附加地包括(一个或多个)陀螺仪、(一个或多个)加速度计等等(参见例如,图15的传感器电路1572)。下文参照图9、图10和图11详细讨论了这些元素。

图7示出示例CPS服务功能体系结构的示例。根据[TS102894-1],CPS是设施层的应用支持域的一部分。图7还示出CPS以及到其他设施和层的接口。对于发送和接收CPM 200、300,CPS包括编码CPM子功能、解码CPM子功能、CPM传送管理子功能和CPM接收管理子功能。

编码CPM子功能根据[TS103324]的附件A中指定的格式来构造CPM 200、300。最新近的抽象CP对象信息、传感器信息和自由空间信息数据被包括在CPM 200、300中。解码CPM子功能对接收到的CPM 200、300进行解码。

CPM传送管理子功能实现诸如以下各项的始发ITS-S的协议操作:CPM传送操作的激活和终止;CPM生成频率的确定;以及触发CPM 200、300的生成。

CPM接收管理子功能实现诸如以下各项的接收方ITS-S的协议操作:在接收到传入CPM时触发CPM的解码;将接收到的CPM 200、300提供给LDM或Rx ITS-S的ITS应用;和/或检查接收到的CPM 200、300的信息的有效性(参见例如ETSI TR 103 460,以获得针对检查接收到的CPM信息的有效性的细节)。

图8示出CP基本服务的示例对象数据提取级别。图8的(a)部分描述了其中传感器数据作为低级别数据管理实体的一部分被处理的实现方式。CP基本服务随后如[TS103324]第4.3款、[TR103562]中定义的那样选择要被传送的对象候选。(a)部分更有可能避免滤波器级联,因为高级别融合任务将由接收方ITS-S执行。图8的(b)部分描绘其中CP基本服务根据[TS103324]第4.3款、[TR103562]从高级别融合对象列表选择要作为CPM 200、300的部分被传送的对象的实现方式,从而对融合过程中使用的原始传感器测量进行抽象。CPM 200、300提供用于指示对象的源的数据字段。

原始传感器数据是指由被安装在交通工具或RSU上或以其他方式可由交通工具或RSU访问的本地感知传感器生成的低级别数据。该数据特定于传感器类型(例如,反射、飞行时间、点云、相机图像等)。在环境感知的情境下,该数据通常被分析并经受传感器特定的分析过程,以从原始传感器数据进行检测并计算检测到的对象的数学表示。IST-S传感器可提供原始传感器数据作为其测量的结果,该原始传感器数据随后由传感器特定的低级别对象融合系统(例如,传感器中枢、(一个或多个)专用处理器等)使用,以提供通过传感器测量检测到的对象的列表。检测机制和数据处理能力特定于每个传感器和/或硬件配置。

这意味着对象的定义和数学表示可能有所不同。对象的数学表示被称为状态空间表示。取决于传感器类型,状态空间表示可包括多个维度(例如,特征到传感器的相对距离分量、特征的速度、几何尺寸等)。为特定测量的每个检测到的对象生成状态空间。取决于传感器类型,测量以循环性、周期性和/或基于某些定义的触发条件被执行。在每次测量之后,在特定于测量的时间戳的对象列表中提供每个检测对象的所计算的状态空间。

对象(数据)融合系统维护当前由ITS-S感知到的一个或多个对象列表。对无法从传感器获得测量的时间戳,对象融合机制执行每个对象的预测;将来自安装至站的其他潜在传感器的或从其他ITS-S接收的对象与跟踪列表中的对象关联;以及合并针对对象的预测和经更新的测量。在每个时间点,数据融合机制能够基于(可能)来自多个传感器的、包含所有跟踪对象的状态空间的连续测量提供经更新的对象列表。来自其他交通工具的V2X信息(例如,CAM、DENM、CPM 200、300等)可以附加地与本地所感知的信息进行融合。其他方法附加地提供经处理的传感器数据的替代表示,诸如占用网格。

数据融合机制还执行各种内务处理任务,诸如例如,在新对象被传感器检测到的情况下,向ITS-S当前感知到的对象的列表添加状态空间;使用应与已跟踪对象关联的新测量更新数据融合系统已跟踪的对象;以及在新测量不应与已跟踪对象关联的情况下,从跟踪对象列表中移除对象。取决于融合系统的能力,对象还可以被分类(例如,一些传感器系统可以能够将检测到的对象分类为特定道路使用者,而其他传感器系统仅能够提供对感知范围内的对象的距离测量)。对象融合的这些任务可以由单独的传感器执行,或者由高级别数据融合系统或过程执行。

图9描绘了示例交通工具计算系统900。在该示例中,交通工具计算系统900包括V-ITS-S 901和电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)905。V-ITS-S 901包括V-ITS-S网关911、ITS-S主机912以及ITS-S路由器913。交通工具ITS-S网关911提供将车载网络处的组件(例如,ECU 905)连接至ITS站内部网络的功能。到车载组件(例如,ECU 905)的接口可与本文中所讨论的那些接口(参见例如,图15中的IX 1556)相同或类似,和/或可以是专有的接口/互连。对组件(例如,ECU 905)的访问可以是实现方式特定的。ECU 905可以与先前参考图1所讨论的驾驶控制单元(DCU)174相同或类似。ITS站经由ITS-S路由器913连接至ITS自组织网络。

图10描绘了示例个人计算系统1000。个人ITS子系统1000提供移动设备中ITSC的应用和通信功能,该移动设备诸如智能电话、平板计算机、可穿戴设备、PDA、便携式媒体播放器、膝上型电脑和/或其他移动设备。个人ITS子系统1000包含个人ITS站(personal ITSstation,P-ITS-S)1001和P-ITS-S 1001中未包括的各种其他实体,这在下文更详细地讨论。用作个人ITS站的设备也可执行作为另一ITS子系统的部分的HMI功能,从而经由ITS站内部网络(未示出)连接至该另一ITS子系统。出于本公开的目的,个人ITS子系统1000可用作VRU ITS-S 117。

图11描绘了示例路边基础设施系统1100。在该示例中,路边基础设施系统1100包括R-ITS-S 1101、(一个或多个)输出设备1105、(一个或多个)传感器1108、以及一个或多个无线电单元(radio unit,RU)1110。R-ITS-S 1101包括R-ITS-S网关1111、ITS-S主机1112、ITS-S路由器1113以及ITS-S边界路由器1114。ITS站经由ITS-S路由器1113连接至ITS自组织网络和/或ITS接入网络。R-ITS-S网关1111提供将路边网络处的路边系统的组件(例如,输出设备1105和传感器1108)连接至ITS站内部网络的功能。到车载组件(例如,ECU 905)的接口可与本文中所讨论的那些接口(参见例如,图15中的IX1556)相同或类似,和/或可以是专有的接口/互连。对组件(例如,ECU 905)的访问可以是实现方式特定的。(一个或多个)传感器1108可以是与下文参考图1讨论的传感器172和/或下文参考图15讨论的传感器电路1572相同或类似的感应回路和/或传感器。

致动器1113是负责移动和控制机制或系统的设备。致动器1113用于改变传感器1108的操作状态(例如,打开/关闭、变焦或聚焦等)、位置和/或定向。致动器1113用于改变某种其他路边装备的操作状态,该路边装备诸如门、交通灯、数字标牌或可变消息标志(variable message sign,VMS)等。致动器1113被配置成用于经由路边网络从R-ITS-S1101接收控制信号,并将信号能量(或某种其他能量)转换为电能和/或机械运动。控制信号可以是相对低能量的电压或电流。致动器1113包括机电继电器和/或固态继电器,其被配置成用于切换电子设备打开/关闭和/或控制电机,和/或可与下文参考图15讨论的致动器1574相同或类似。

图9、图10和图11中每一个还示出在同一级别操作但未被包括在ITS-S中的实体,包括:相关HMI 906、1006和1106;交通工具运动控制908(仅在交通工具级);本地设备传感器系统和IoT平台905、1005和1105;本地设备传感器融合和致动器应用904、1004和1104;本地感知和轨迹预测应用902、1002和1102;运动预测903和1003或运动对象轨迹预测1103(在RSU级);以及连接的系统907、1007和1107。

本地设备传感器系统和IoT平台905、1005和1105收集和共享IoT数据。VRU传感器系统和IoT平台1005至少由存在于系统的每个ITS-S中的PoTi管理功能组成(参见例如,ETSI EN 302 890-2(“[EN302890-2]”))。PoTi实体提供对所有系统元件而言共同的全局时间、以及移动元件的实时位置。本地传感器也可嵌入在其他移动元件中以及路边基础设施(例如,智能交通灯、电子标牌等中的相机)中。可以分布在系统元件上的IoT平台可对提供与VRU系统1000周围的环境有关的附加信息做出贡献。在V-ITS-S 110或R-ITS-S 130中,传感器系统可以包括一个或多个相机、无线电检测与测距、光检测与测距和/或其他传感器(参见例如,图15的1522)。在VRU设备117/1000中,传感器系统可包括(一个或多个)陀螺仪、(一个或多个)加速度计等等(参见例如,图15的1522)。在中央站(未示出)中,传感器系统包括可位于道路一侧但将其数据直接报告给中央站而不涉及V-ITS-S 110或R-ITS-S 130的传感器。

(本地)传感器数据融合功能和/或致动器应用904、1004和1104提供对从VRU传感器系统和/或不同的本地传感器获得的本地感知数据的融合。这可包括对由传感器系统和/或不同的本地传感器发出的数据流进行聚合。本地传感器融合和(一个或多个)致动器应用可包含机器学习(ML)/人工智能(AI)算法和/或模型。传感器数据融合通常依赖于其输入以及随后与这些输入的时间戳(这些输入的时间戳与共同的给定时间相对应)的一致性。传感器数据融合和/或ML/AL技术可用于确定如本文讨论的DCROM的占用值。

各个ML/AI技术可以用于执行传感器数据融合和/或可用于如本文中所讨论的其他目的,诸如DCROM。在应用904、1004和1104是(或包括)AI/ML功能的情况下,应用904、1004和1104可包括具有根据有监督学习、无监督学习、强化学习(RL)和/或(一个或多个)神经网络(Neural network,NN)从输入数据(例如,上下文数据等)学习有用信息的能力的AI/ML模型。在推断或预测生成期间,分开地训练的AI/ML模型也可以在AI/ML管线中被链接在一起。

输入数据可包括AI/ML训练信息和/或AI/ML模型推断信息。训练信息包括ML模型的数据,包括输入(训练)数据以及用于有监督训练的标签、超参数、参数、概率分布数据、以及训练特定的AI/ML模型所需要的其他信息。模型推断信息是作为用于推断生成(或作出预测)的AI/ML模型的输入而被需要的任何信息或数据。由AI/ML模型用于训练和推断的数据可在很大程度上重叠,然而这些类型的信息是指不同的概念。输入数据被称为训练数据,并且具有已知的标签或结果。

有监督学习是旨在在给定标记的数据集的情况下学习从输入到输出的映射函数的ML任务。有监督学习的示例包括:回归算法(例如,线性回归、逻辑回归等)、基于实例的算法(例如,k-最近邻等)、决策树算法(例如,分类和回归树(Classification AndRegression Tree,CART)、迭代二分器3(Iterative Dichotomiser 3,ID3)、C4.5、卡方自动交互检测(chi-square automatic interaction detection,CHAID)等)、模糊决策树(Fuzzy Decision Tree,FDT)等、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、贝叶斯算法(例如,贝叶斯网络(Bayesian network,BN)、动态BN(dynamic BN,DBN)、朴素贝叶斯等)和集成算法(例如,极端梯度提升、投票集成、自助聚集(“装袋”)、随机森林等)。有监督学习可以进一步分组为回归和分类问题。分类与预测标签有关,而回归与预测数量有关。对于无监督学习,输入数据未被标记,并且不具有已知的结果。无监督学习是旨在学习用于从未标记的数据中描述隐藏结构的函数的ML任务。无监督学习的一些示例为K-均值聚类和主成分分析(principal component analysis,PCA)。神经网络(Neural network,NN)通常用于有监督学习,但也可以用于无监督学习。NN的示例包括深度NN(deep NN,DNN)、前馈NN(feedforward NN,FFN)、深度FNN(deep FNN,DFF)、卷积NN(convolutional NN,CNN)、深度CNN(deep CNN,DCN)、反卷积NN(deconvolutional NN,DNN)、深度信念NN、感知NN、循环NN(recurrent NN,RNN)(例如,包括长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)算法、门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)等)、深度堆叠网络(deep stacking network,DSN),强化学习(Reinforcement learning,RL)是基于与环境的交互的目标导向学习。在RL中,代理旨在通过基于试错过程与环境交互来优化长期目标。RL算法的示例包括马尔可夫决策过程、马尔可夫链、Q-学习、多臂老虎机学习和深度RL。

在一个示例中,ML/AI技术被用于对象跟踪。对象跟踪和/或计算机视觉技术可包括,例如,边缘检测、角检测、斑点检测、卡尔曼滤波器、高斯混合模型、粒子滤波器、基于均值漂移的核跟踪、ML对象检测技术(例如,Viola-Jones对象检测框架、尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)、有向梯度直方图(histogram of orientedgradient,HOG)等)、深度学习对象检测技术(例如,全卷积神经网络(fully convolutionalneural network,FCNN)、区域建议卷积神经网络(region proposal convolution neuralnetwork,R-CNN)、单发多盒检测器(single shot multibox detector)、“你只看一次”(youonly look once,YOLO)算法等)等。

在另一个示例中,ML/AI技术被用于基于从一个或多个传感器获得的y传感器数据的运动检测。附加地或替代地,ML/AI技术被用于对象检测和/或分类。对象检测或识别模型可以包括登记阶段和评估阶段。在登记阶段期间,从传感器数据(例如,图像或视频数据)中提取一个或多个特征。特征是单独的可测量属性或特性。在对象检测的上下文中,对象特征可包括对象大小、颜色、形状、与其他对象的关系和/或图像的任何区域或部分,诸如边缘、脊、角、斑点和/或一些定义的感兴趣区域(region of interest,ROI)等。所使用的特征可以是特定于实现方式的,并且可以基于例如要检测的对象和要开发和/或使用的(一个或多个)模型。评估阶段涉及通过将获得的图像数据与登记阶段期间创建的现有对象模型进行比较来对对象进行标识或分类。在评估阶段期间,使用合适的模式识别技术将从图像数据中提取的特征与对象标识模型进行比较。对象模型可以是定性或功能性的描述、几何表面信息和/或抽象特征向量,并且可以存储在适当的数据库中,该数据库使用某种类型的索引方案来组织,以促进从考虑中消除不太可能的对象候选。

任何(一种或多种)合适的数据融合和数据集成技术可用于生成复合信息。例如,数据融合技术可以是直接融合技术或间接融合技术。直接融合将直接从多个vUE或传感器采集到的数据进行组合,这些数据可以是相同或类似的(例如,所有vUE或传感器执行同一类型的测量)或者是不同的(例如,不同的vUE或传感器类型、历史数据等)。间接融合利用历史数据和/或环境的已知属性和/或人类输入来产生改良的数据集。附加地,数据融合技术可以包括一种或多种融合算法,诸如平滑化算法(例如,实时或非实时地使用多个测量来对值进行估计)、过滤算法(例如,利用当前测量和过去测量实时地估计实体的状态)、和/或预测状态估计算法(例如,实时地分析历史数据(例如,地理位置、速度、方向和信号测量)以预测状态(例如,特定地理位置坐标处的未来信号强度/质量))。作为示例,数据融合算法可以是或可包括基于结构化的算法(例如,基于树的(例如,最小生成树(Minimum SpanningTree,MST))、基于聚类的、基于网格和/或基于集中化的)、无结构的数据融合算法、卡尔曼滤波器算法和/或扩展卡尔曼滤波、基于模糊的数据融合算法、蚁群优化(Ant ColonyOptimization,ACO)算法、故障检测算法、基于Dempster-Shafer(D-S)论证的算法、高斯混合模型算法、基于三角测量的融合算法和/或任何其他类似的数据融合算法。

本地感知功能(其可包括或可以不包括(一个或多个)轨迹预测应用)902、1002和1102通过对由关联至系统元件的(一个或多个)本地传感器收集的信息的本地处理来提供。本地感知(和轨迹预测)功能902、1002和1102消费传感器数据融合应用/功能904、1004和1104的输出,并且向ITS-S应用馈送感知数据(和/或轨迹预测)。本地感知(和轨迹预测)功能902、1002和1102检测和表征所考虑的移动对象中可能跨越该轨迹的对象(静态的和移动的)。基础设施(并且具体地,道路基础设施1100)可提供与VRU支持服务有关的服务。基础设施可具有其自身的传感器,这些传感器检测VRU 116/117演变,并且如果还经由其自身的传感器直接地或经由协作感知支持服务(诸如CPS)远程地检测到本地交通工具的演变,则计算碰撞的风险(参见例如,[TR103562])。附加地,由于VRU 116/117通常必须遵守道路标记(例如,斑马线区域或人行横道)和垂直标志,因此可以考虑这些标记/标志以提高与VRU检测和移动性相关联的置信度水平。

运动动力学预测功能903和1003以及移动对象轨迹预测1103(在RSU级)与所考虑的移动的对象的行为预测相关。运动动力学预测功能903和1003分别预测交通工具110和VRU 116的轨迹。运动动力学预测功能903可以是V-ITS-S 110的VRU轨迹和行为建模模块和轨迹拦截模块的部分。运动动力学预测功能1003可以是VRU ITS-S 117的航位推测模块和/或移动检测模块的部分。替代地,运动动力学预测功能903和1003可向前述模块提供运动/移动预测。附加地或替代地,移动对象轨迹预测1103预测对应的交通工具110和VRU116的相应轨迹,这可用于辅助VRU ITS-S 117执行航位推测和/或辅助具有VRU轨迹和行为建模实体的V-ITS-S 110。

运动动力学预测包括从连续的移动位置的演变得到的移动对象轨迹。移动对象轨迹的改变或移动对象速度(加速度/减速度)的改变影响运动动力学预测。在大多数情况下,当VRU 116/117正在移动时,它们在可能的轨迹和速度方面仍具有大量可能的运动动力学。这意味着运动动力学预测903、1003、1103用于尽可能快地标识哪个运动动力学将被VRU116选择以及此种选定的运动动力学是否受到与另一VRU或交通工具碰撞的风险。

运动动力学预测功能903、1003、1103分析移动对象的演变和在给定时间可能相遇的潜在轨迹,以确定这些移动对象之间碰撞的风险。运动动力学预测考虑以下各项而对协作感知的输出起作用:针对路径预测的计算,所考虑的设备(例如,VRU设备117)的当前轨迹;针对速度演变预测的计算,所考虑的移动对象的当前速度及其过去演变;以及可以关联至这些变量的可靠性水平。此种功能的输出被提供至风险分析功能。

在许多情况下,由于VRU轨迹选择及其速度方面存在不确定性,仅对协作感知的输出起作用不足以作出可靠的预测。然而,互补功能可辅助一致地提高预测的可靠性。例如,设备(例如,VRU设备117)导航系统的使用,该设备导航系统向用户(例如,VRU 116)提供辅助以选择到达其计划目的地的最佳轨迹。随着移动性即服务(MaaS)的发展,多模式行程计算也可以向VRU116指示危险区域,并且随后辅助由系统提供的多模式行程级别下的运动动力学预测。在另一示例中,用户(例如,VRU 116)习惯和行为的知识可附加地或替代地用于改善运动预测的一致性和可靠性。例如在前往与其主要活动(例如,上学、去工作、购物、去离家最近的公共交通站、去体育中心等)有关的主要兴趣点(Point of Interest,POI)时,一些用户(例如,VRU 116/117)使用类似的运动动力学遵循相同的行程。设备(例如,VRU设备117)或远程服务中心可学习并记住这些习惯。在另一示例中,尤其是在改变轨迹时(例如,在指示方向的改变时使用与交通工具类似的右转或左转信号),用户(例如,VRU 116)自身对其选定的轨迹进行指示。

交通工具运动控制908可被包括以用于计算机辅助和/或自动化交通工具110。HMI实体906和交通工具运动控制实体908两者均可由一个或多个ITS-S应用触发。交通工具运动控制实体908可以是担负人类驾驶员的或交通工具(如果其能够在自动化模式下驾驶)的责任的功能。

人机接口(Human Machine Interface,HMI)906、1006和1106当存在时使得能够配置管理实体(例如,VRU简档管理)中和其他功能(例如,VBS管理)中的初始数据(参数)。HMI906、1006和1106使得能够将与VBS有关的外部事件传输至设备所有者(用户),这些外部事件包括:关于由系统的至少一个元件检测到立即碰撞风险(TTC<2s)而作出警报、以及以信号通知由系统的至少一个元件检测到碰撞风险(例如,TTC>2秒)。对于VRU系统117(例如,个人计算系统1000)(类似于交通工具驾驶员),HMI考虑到其简档而向VRU 116提供信息(例如,对于盲人,信息使用个人计算系统1000的特定平台的可访问性能力以清晰声级被呈现)。在各实现方式中,HMI 906、1006和1106可以是警报系统的部分。

连接的系统907、1007和1107是指用于将系统与一个或多个其他系统连接的组件/设备。作为示例,连接的系统907、1007和1107可包括通信电路和/或无线电单元。VRU系统1000可以是由最多4个不同级别的装备组成的连接的系统。VRU系统1000还可以是实时地收集从事件得到的信息、处理所收集的信息并将其与经处理的结果一起存储的信息系统。在VRU系统1000的每个级别处,信息收集、处理和存储与实现的功能和数据分发场景有关。

4.计算机辅助和自主驾驶平台和技术

除了本公开的UVCS技术之外,车载系统101和CA/AD交通工具110在其他方面可以是数个车载系统和CA/AD交通工具中的任一者,从计算机辅助交通工具到部分自主交通工具或完全自主交通工具。附加地,车载系统101和CA/AD交通工具110可包括图1未示出的其他组件/子系统,诸如本文中的其他地方示出和描述的元件(参见例如,图15)。将参考剩余图12-图14进一步描述用于实现车载系统101的底层UVCS技术的这些和其他要素。

图12图示出示例UVCS接口1200。UVCS接口1200是被设计成用于将可插拔计算模块(具有计算元件,诸如CPU、存储器、存储装置、无线电等)耦合至预先设置在交通工具中的车载计算中枢或子系统(具有外围组件,诸如电源、管理、I/O设备、汽车接口、热解决方案等)以形成交通工具的UVCS的实例的模块化的系统接口。可以采用具有不同计算元件或不同功能或能力的计算元件的不同可插拔计算模块来与预先设置在交通工具中的车载计算中枢/子系统接配,从而形成不同的UVCS实例。因此,具有预先设置的车载计算中枢/子系统的交通工具的计算能力可以通过使更新的、更多功能的或更有能力的可插拔计算模块替代先前老的、较少功能的或不太有能力的可插拔计算模块与预先设置的车载计算中枢/子系统进行接配来升级。

在图12的示例中,UVCS 1200包括固定部分1202和可配置部分1204。固定部分1202包括动态功率输入接口1212(也被称为动态功率递送接口)以及管理通道接口1214。可配置部分1204包括数个可配置的I/O(configurable I/O,CIO)块1216a-1216n。

动态功率输入接口1212被布置成将来自车载计算中枢/子系统的功率递送到插入UVCS接口1200的可插拔计算模块的计算元件,以与车载计算中枢接配从而形成UVCS的实例。管理通道接口1214被布置成用于促进车载计算中枢管理/协调自身和插入UVCS接口1200的可插拔计算模块的操作,以形成UVCS的实例。CIO块1216a-1216n被布置成用于促进可插拔计算模块的各种计算元件与通过UVCS接口1200彼此接配的车载计算中枢/子系统的外围组件之间的各种I/O,以形成UVCS的实例。取决于用于与车载计算中枢接配以形成UVCS的特定实例的可插拔计算模块的计算元件,可插拔计算模块的计算元件与接配的车载计算中枢/子系统的外围组件之间的I/O在各实例之间有所不同。CIO块1216a-1216n中的至少一些CIO块被布置为用于促进高速接口。

CIO块1216a-1216n表示一组电气上类似的高速、差分串行接口,允许视情况而定地配置实际使用的接口类型和标准。以此种方式,不同的UVCS计算中枢可以将不同的外围设备连接至同一个UVCS接口1200,并允许不同的外围设备以不同的I/O协议与UVCS模块的计算元件进行I/O操作。

CIO块1216a-1216n的数量可能取决于用例和/或针对不同的细分市场的实现方式。例如,对于针对较低端市场而设计的实现方式而言,可能存在很少(例如2至4个)的CIO块1216a-1216n。另一方面,对于针对较高端市场而设计的实现方式而言,可能存在更多(例如8至16个)的CIO块1216a-1216n。然而,为了实现最高可能的互操作性和可升级性,对于给定的UVCS世代而言,多个CIO块的数量和功能/可配置性可以保持不变。

图13图示出使用UVCS接口形成的示例UVCS 1300。如所示,UVCS接口(其可以是UVCS接口1200)用于促进可插拔的UVCS模块与预先设置在交通工具中的UVCS中枢的接配,以形成用于交通工具的UVCS 1300,该UVCS 1300可以是图1的车载系统101的一个或多个UVCS中的一个UVCS。UVCS接口如同UVCS接口1200那样包括固定部分和可配置部分。固定部分包括动态功率递送接口(dynamic power delivery,DynPD)1332和管理通道(management,MGMT)接口1334。可配置部分包括数个可配置的I/O接口(CIO):PCIe1..x、CIO1..x、CIOy..z、CIOa..b、CIOc..d。

预先设置的UVCS中枢包括电源和系统管理控制器。进一步地,UVCS中枢包括如所示的调试接口1344、接口设备、电平移位器以及耦合至电源、系统管理控制器并且彼此耦合的数个外围组件1352,诸如音频和放大器、相机接口、汽车网络接口、其他接口、显示接口、面向客户接口(例如,USB接口)、和通信接口(例如,

可插拔的UVCS模块1306包括SoC(例如CPU、GPU、FPGA或其他电路)、存储器、功率输入+供给电路、内务处理控制器和(一个或多个)CIO多路复用器(multiplexer,MUX)。进一步地,如所示,UVCS模块包括耦合至前面列举的元件并彼此耦合的硬件加速器、持久性大容量存储装置和通信模块(例如,BT、WiFi、5G/NR、LTE和/或其他类似的接口)。附加地或替代地,UVCS模块可以包括更多或更少的计算元件,或者包括不同的计算元件。

UVCS中枢的电源经由UVCS接口的DynPD 1332和UVCS模块的功率输入+供给电路向UVCS模块的计算元件递送功率。UVCS中枢的系统管理控制器经由UVCS接口的管理通道1334和UVCS模块的内务处理控制器来管理和协调其操作和UVCS模块的计算元件的操作。CIOMUX可被配置或可操作用于经由UVCS接口的可配置的I/O块、接口设备和UVCS中枢的电平移位器在UVCS模块的计算元件与UVCS中枢的外围组件之间提供多个不同I/O协议的I/O通道。例如,I/O通道中的一个I/O通道可以根据PCIe I/O协议在UVCS模块的计算元件与UVCS中枢的外围组件之间提供I/O。另一个I/O通道可以根据USB I/O协议在UVCS模块的计算元件与UVCS中枢的外围组件之间提供I/O。另外的其他I/O通道根据其他高速串行或并行I/O协议在UVCS模块的计算元件与UVCS中枢的外围组件之间提供I/O。

内务处理控制器可被配置或可操作用于基于交通工具的操作情境(例如,交通工具是否处于“冷曲轴”或“冷启动”场景)来在其向静态负载和动态负载的功率递送中对功率供给进行控制,并且控制静态负载和动态负载的功耗。内务处理控制器可被配置或可操作用于通过选择性地发起睡眠状态、降低时钟频率、或对静态负载和动态负载断电来控制静态负载和动态负载的功耗。

管理通道1334可以是小型低引脚数串行接口、通用异步收发机(UniversalAsynchronous Receiver-Transmitter,UART)接口、通用同步和异步收发机(UniversalSynchronous and Asynchronous Receiver-Transmitter,USART)接口、USB接口或某种其他合适的接口(包括本文讨论的其他IX技术中的任何一种)。附加地或替代地,管理通道可以是并行接口,诸如IEEE 1284接口。

UVCS接口的CIO块表示一组电气上类似的高速接口(例如,高速差分串行接口),从而允许视情况而定地配置实际使用的接口类型和标准。具体而言,内务处理控制器被布置成用于配置CIO MUX以通过各个CIO块提供多个I/O通道,以促进采用不同I/O协议的I/O操作。附加地或替代地,多个I/O通道包括USB I/O通道、PCIe I/O通道、HDMI和DP(DDI)I/O通道以及Thunderbolt(TBT)I/O通道。多个I/O通道还可以包括在所列举的I/O通道类型之外的其他I/O通道类型(xyz[1...r])。

附加地或替代地,CIO多路复用器包括可被配置用于将由SoC暴露的任何给定的I/O接口组合复用到所连接的CIO块中的任一个CIO块的足够的电路路径。附加地或替代地,诸如当CIO块支持有限数量的I/O协议(例如,支持显示接口和Thunderbolt,而不提供PCIe支持)时,CIO MUX可以提供有限的复用方案。在一些实现方式中,CIO MUX可以被集成为SoC的一部分。

UVCS中枢的系统管理控制器和UVCS模块的内务处理控制器可被配置或可操作用于在UVCS中枢和UVCS模块的初始配对期间协商功率预算或合同。功率预算/合同可以提供UVCS模块的最小和最大电压、电流/功率需求以及UVCS接口的电流功率递送限制(如果有的话)。这允许对给定的一对UCS中枢和模块的兼容性进行评定,并允许操作益处。

图14图示利用UVCS形成的示例车载系统的软件组件视图。如所示,可以利用UVCS1300形成的车载系统1400包括硬件1402和软件1410。软件1410包括主控数个虚拟机(virtual machine,VM)1422-1428的管理程序1412。管理程序1412可被配置或可操作用于主控VM 1422-1428的执行。管理程序1412还可以实现前面针对UVCS模块的系统管理控制器描述的一些或全部功能。作为示例,管理程序1412可以是KVM管理程序、由Citrix公司提供的Xen、由VMware公司提供的VMware和/或任何其他合适的管理程序或VM管理器(VMmanager,VMM)技术,诸如本文讨论的那些技术。VM 1422-1428包括服务VM 1422和数个用户VM 1424-1428。服务机1422包括服务OS,该服务OS主控数个仪表盘应用1432的执行。例如,服务VM 1422的服务OS以及用户VM 1424-1428的用户OS可以是例如可从北卡罗来纳州罗利市的Red Hat公司获得的Linux、可从加利福尼亚州山景城的谷歌公司获得的Android和/或诸如本文中讨论的那些OS之类的任何其他合适的OS。

用户VM 1424-1428可包括:第一用户VM 1424,具有主控前排座位信息娱乐应用1434的执行的第一用户OS;第二用户VM 1426,具有主控后排座位信息娱乐应用1436的执行的第二用户OS;第三用户VM 1428,具有主控ITS-S子系统1450的执行的第三用户OS和/或任何其他合适的OS/应用,诸如本文所讨论的那些。附加地或替代地,VM 1422-1426可以是或者可以包括可使用合适的OS级虚拟化技术来实现的隔离的用户空间实例(诸如容器、分区、虚拟环境(virtual environment,VE)等)。

5.计算系统和硬件配置

图15描绘了可实现本文中所讨论的计算节点或设备中的任一者的示例边缘计算系统和环境。边缘计算节点1550可以被具体化为能够与其他边缘组件、联网组件或端点组件进行通信的某种类型的设备、装置、计算机或其他“物”。例如,边缘计算设备1550可以被具体化为智能电话、移动计算设备、智能装置、车载计算系统(例如,导航系统)、或能够执行所描述的功能的其他设备或系统。

图15图示出可存在于边缘计算节点1550中的、用于实现本文中所描述的技术(例如,操作、过程、方法和方法论)的组件的示例。当被实现为计算设备(例如,被实现为移动设备、基站、服务器、网关、基础设施设备、路边单元(road side unit,RSU)或R-ITS-S 130、无线电头端、中继站、服务器和/或本文讨论的任何其他元件/设备)或被实现为计算设备的部分时,该边缘计算节点1550提供了节点1550的相应组件的更靠近的视图。边缘计算节点1550可包括本文中所引用的硬件或逻辑组件的任何组合,并且该边缘计算节点1550可包括可与边缘通信网络或此类网络的组合一起使用的任何设备或与该任何设备耦合。这些组件可被实现为IC、IC的部分、分立电子器件或其他模块、指令集、可编程逻辑或算法、硬件、硬件加速器、软件、固件、或其在边缘计算节点1550中适配的组合,或者被实现为以其他方式被并入在更大的系统的机架内的组件。

边缘计算节点1550包括以一个或多个处理器1552形式的处理电路。处理器电路1552包括电路,诸如但不限于一个或多个处理器核心以及以下各项中的一项或多项:缓存存储器、低压差电压调节器(low drop-out voltage regulator,LDO)、中断控制器、串行接口(诸如SPI、I2C或通用可编程串行接口电路)、实时时钟(real time clock,RTC)、定时器-计数器(包括间隔定时器和看门狗定时器)、通用I/O、存储器卡控制器(诸如安全数字/多媒体卡(secure digital/multi-media card,SD/MMC)或类似物)、接口、移动工业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI)接口、以及联合测试接入小组(JointTest Access Group,JTAG)测试接入端口。在一些实现方式中,处理器电路1552可包括一个或多个硬件加速器(例如,与加速电路1564相同或类似),该硬件加速器可以是微处理器、可编程处理设备(例如,FPGA、ASIC)等等。一个或多个加速器可包括例如计算机视觉和/或深度学习加速器。在一些实现方式中,处理器电路1552可包括片上存储器电路,该片上存储器电路可包括任何合适的易失性和/或非易失性存储器,诸如DRAM、SRAM、EPROM、EEPROM、闪存、固态存储器、和/或诸如本文中所讨论的那些存储器设备技术之类的任何其他类型的存储器设备技术。

处理器电路1552可以包括,例如一个或多个处理器核心(CPU)、应用处理器、GPU、RISC处理器、Acorn RISC机器(ARM)处理器、CISC处理器、一个或多个DSP、一个或多个FPGA、一个或多个PLD、一个或多个ASIC、一个或多个基带处理器、一个或多个射频集成电路(radio-frequency integrated circuit,RFIC)、一个或多个微处理器或控制器、多核心处理器、多线程处理器、超低压处理器、嵌入式处理器、或任何其他已知的处理元件、或其任何合适的组合。处理器(或核心)1552可与存储器/存储装置耦合或者可包括存储器/存储装置,并且可被配置成用于执行存储器/存储装置中所存储的指令以使得各种应用或操作系统能够在节点1550上运行。处理器(或核心)1552被配置成用于操作应用软件以向节点1550的用户提供特定服务。(一个或多个)处理器1552可以是被配置成(或可被配置)用于根据上文在第1-4节中的讨论来操作的(一个或多个)专用处理器/(一个或多个)专用控制器。

在一些实现方式中,(一个或多个)处理器1552可以是片上系统(system on achip,SoC)、封装中系统(System-in-Package,SiP)、多芯片封装(multi-chip package,MCP)等等的部分,其中(一个或多个)处理器1552和其他组件被形成到单个集成电路或单个封装中。系统1550可以不利用(一个或多个)处理器1552,并且替代地例如可包括专用处理器/控制器来处理从EPC或5GC接收的IP数据。

在一些实现方式(诸如,其中系统1550是单独的软件代理或AI代理的实现方式)中,每个代理被实现在被配置有适当的(一个或多个)比特流的相应的硬件加速器或用于执行它们相应的功能的逻辑块中。在这些实现方式中,(一个或多个)处理器和/或(一个或多个)处理器1552的硬件加速器可专门定制成用于对代理进行操作和/或用于机器学习功能,这些处理器和/或硬件加速器诸如AI GPU集群、张量处理单元(TPU)、神经网络处理器(NNP)、视觉处理单元(VPU),等等。硬件加速器可被实现为AI加速协处理器,诸如神经处理单元等等。

(一个或多个)处理器1552可通过互连(interconnect,IX)1556与系统存储器1554通信。可使用任何数量的存储器设备来提供给定量的系统存储器。作为示例,存储器可以是根据联合电子器件工程委员会(Joint Electron Devices Engineering Council,JEDEC)设计的随机存取存储器(random access memory,RAM),诸如DDR或移动DDR标准(例如,LPDDR、LPDDR2、LPDDR3或LPDDR4)。在特定示例中,存储器组件可符合JEDEC颁布的DRAM标准,诸如针对DDR SDRAM的JESD79F、针对DDR2 SDRAM的JESD79-2F、针对DDR3 SDRAM的JESD79-3F、针对DDR4 SDRAM的JESD79-4A、针对低功率DDR(Low Power DDR,LPDDR)的JESD209、针对LPDDR2的JESD209-2、针对LPDDR3的JESD209-3和针对LPDDR4的JESD209-4。还可包括其他类型的RAM,诸如动态RAM(dynamic RAM,DRAM)、同时DRAM(synchronous DRAM,SDRAM)等等。此类标准(和类似的标准)可被称为基于DDR的标准,并且实现此类标准的存储设备的通信接口可被称为基于DDR的接口。在各实现方式中,各个存储器设备可以是任何数量的不同封装类型,诸如单管芯封装(ingle die package,SDP)、双管芯封装(dual diepackage,DDP)或四管芯封装(quad die package,QDP)。在一些示例中,这些设备可以直接焊接到主板上,以提供薄型解决方案,而在其他示例中,设备被配置为一个或多个存储器模块,这一个或多个存储器模块进而通过给定的连接器耦合至主板。可使用任何数量的其他存储器实现方式,诸如其他类型的存储器模块,例如,不同种类的双列直插存储器模块(dual inline memory module,DIMM),包括但不限于microDIMM(微DIMM)或MiniDIMM(迷你DIMM)。

为了提供对信息(诸如数据、应用、操作系统等)的持久性存储,存储装置1558还可经由IX 1556而耦合至处理器1552。在示例中,存储装置1558可经由固态盘驱动器(solid-state disk drive,SSDD)和/或高速电可擦除存储器(共同被称为“闪存”)来实现。可用于存储装置1558的其他设备包括闪存卡(诸如SD卡、microSD卡、XD图片卡,等等)和USB闪存驱动器。在示例中,存储器设备可以是或者可以包括使用硫属化物玻璃的存储器设备,多阈值级别NAND闪存,NOR闪存,单级或多级相变存储器(Phase Change Memory,PCM),电阻式存储器,纳米线存储器,铁电晶体管随机存取存储器(ferroelectric transistor randomaccess memory,FeTRAM),反铁电存储器,包含忆阻器技术的磁阻随机存取存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM),相变RAM(phase change RAM,PRAM),包括金属氧化物基底、氧空位基底和导电桥随机存取存储器(conductive bridge RandomAccess Memory,CB-RAM)的电阻式存储器,或自旋转移力矩(spin transfer torque,STT)-MRAM,基于自旋电子磁结存储器的设备,基于磁隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)的设备,基于畴壁(Domain Wall,DW)和自旋轨道转移(Spin Orbit Transfer,SOT)的设备,基于晶闸管的存储器设备,或者任何上述的组合或其他存储器。存储器电路1554和/或存储装置电路1558还可包含三维(three-dimensional,3D)交叉点(XPOINT)存储器。

在低功率实现方式中,存储装置1558可以是与处理器1552相关联的管芯上存储器或寄存器。然而,在一些示例中,存储装置1558可使用微硬盘驱动器(hard disk drive,HDD)来实现。此外,附加于或替代所描述的技术,可将任何数量的新技术用于存储装置1558,这些新技术诸如阻变存储器、相变存储器、全息存储器或化学存储器,等等。

存储装置电路1558存储用于实现本文中描述的技术的软件、固件或硬件命令形式的计算逻辑1582(或“模块1582”)。可采用计算逻辑1582来存储计算机程序或用于创建计算机程序的数据的工作副本和/或永久副本,以用于节点1550的各组件(例如,驱动器等)、节点1550的OS、和/或一个或多个应用的操作,以用于执行本文中讨论的功能。计算逻辑1582可作为指令1582或用于创建指令1582的数据被存储或被加载到存储器电路1554中,用于由处理器电路1552执行以提供本文中所描述的功能。各种元件可由受处理器电路1552支持的汇编器指令或可被编译成此类指令(例如,指令1582或用于创建指令1582的数据)来实现。编程指令的永久副本可在工厂中或在现场通过例如分发介质(未示出)、通过通信接口(例如,从分发服务器(未示出))、和/或空中下载(over-the-air,OTA)被置于存储装置电路1558的持久性存储设备中。

在示例中,经由图15的存储器电路1554和/或存储装置电路1558提供的指令1583、1582被具体化为包括程序代码、计算机程序产品或用于创建计算机程序的数据一个或多个非暂态计算机可读存储介质(参见例如,NTCRSM1560),其中计算机程序或数据用于指引节点1550的处理器电路1552在节点1550中执行电子操作和/或执行特定的动作序列或动作流,例如,如参考先前所描绘的操作和功能的(一个或多个)流程图和(一个或多个)框图所描述的。处理器电路1552通过互连1556来访问一个或多个非暂态计算机可读存储介质。

附加地或替代地,可将编程指令(或用于创建指令的数据)设置在多个NTCRSM1560上。附加地或替代地,可将编程指令(或用于创建指令的数据)设置在计算机可读暂态存储介质(诸如信号)上。可使用传输介质,经由网络接口设备,利用数种传输协议中的任何一种协议(例如,HTTP),进一步通过通信网络来传送或接收由机器可读介质具体化的指令。可以利用一种或多种计算机可用或计算机可读介质的任何组合。计算机可用或计算机可读介质例如可以是但不限于一个或多个电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。例如,NTCRSM 1560可由针对存储装置电路1558和/或存储器电路1554所描述的设备来具体化。计算机可读介质的更具体的示例(非排他性列表)包括下述项:具有一条或多条线的电连接件、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(random access memory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammable read-only memory,EPROM或闪存)、光纤、便携式致密盘只读存储器(compact disc read-only memory,CD-ROM)、光存储设备和/或光盘、诸如支持因特网或内联网的那些传输介质之类的传输介质、磁存储设备、或任何数量的其他硬件设备。注意,计算机可用或计算机可读介质可甚至是其上打印有程序(或用于创建程序的数据)的纸张或另一合适的介质,因为程序(或用于创建程序的数据)可经由例如对纸张或其他介质的光学扫描而被电子地捕获,然后在必要的情况下适当地被编译、解释或以其他方式被处理,并且然后被存储在计算机存储器中(在已经被暂存(stage)或并未被暂存在一个或多个中间存储介质中的情况下)。在本文档的情境中,计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、传达、传播、或传输程序(或用于创建程序的数据)以供指令执行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备一起使用的任何介质。计算机可用介质可包括传播的数据信号以及随其体现在基带中或作为载波的一部分的计算机可用程序代码(或用于创建程序代码的数据)。可使用任何适当的介质来传送计算机可用程序代码(或用于创建程序的数据),合适的介质包括但不限于无线、线缆、光纤电缆、RF等。

本文中所描述的程序代码(或用于创建程序代码的数据)可以以压缩格式、加密格式、分段格式、封装格式等中的一种或多种格式来存储。本文中描述的程序代码(或用于创建程序代码的数据)可能要求安装、修改、适配、更新、组合、补充、配置、解密、解压缩、拆包、分发、重新分派等中的一项或多项,以使得它们可直接由计算设备和/或其他机器读取和/或执行。例如,程序代码(或用于创建程序代码的数据)可被存储在多个部分中,这些部分单独地被压缩、被加密并被存储在分开的计算设备上,其中,这些部分在被解密、被解压缩和被组合时形成实现诸如本文中所描述的程序代码(用于创建程序代码的数据)的一组可执行指令。在另一示例中,程序代码(或用于创建程序代码的数据)可以以它们可被计算机读取所处于的状态被存储,但是要求添加库(例如,动态链接库)、软件开发工具包(softwaredevelopment kit,SDK)、应用编程接口(application programming interface,API)等,以便在特定的计算设备或其他设备上执行指令。在另一示例中,在可整体地或部分地执行/使用程序代码(或用于创建程序代码的数据)之前,可能需要配置程序代码(或用于创建程序代码的数据)(例如,存储的设置、输入的数据、记录的网络地址等)。在该示例中,程序代码(或用于创建程序代码的数据)可被拆包,被配置成用于恰当的执行,并且被存储在第一位置,其中配置指令位于区别于第一位置的第二位置。配置指令可由动作、触发器、或不与实现所公开的技术的指令共同位于存储或执行位置的指令发起。相应地,所公开的程序代码(或用于创建程序代码的数据)旨在包含此类机器可读指令和/或(一个或多个)程序(或用于创建此类机器可读指令和/或程序的数据),而不管机器可读指令和/或(一个或多个)程序在被存储或以其他方式处于静态或在运送中时的特定格式或状态如何。

用于执行本公开的操作(例如,先前所讨论的计算逻辑1583、指令1582、指令1581)的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写,这些编程语言包括:面向对象的编程语言,诸如Python、Ruby、Scala、Smalltalk、Java

在示例中,处理器电路1552上的指令1581(单独地,或与存储在计算机可读介质中的指令1582和/或逻辑/模块1583组合地)可配置受信任执行环境(trusted executionenvironment,TEE)1590的执行或操作。TEE 1590操作为可由处理器电路1552访问的受保护区域以实现对数据的安全访问以及指令的安全执行。TEE 1590可以是与系统1550的其他组件分开的物理硬件设备,这些组件诸如安全嵌入式控制器、专用SoC、或防篡改小芯片、或具有嵌入式处理设备和存储器设备的微控制器。

附加地或替代地,TEE 1590可实现为安全飞地,这些安全飞地是系统1550的处理器和/或存储器/存储装置电路内的代码和/或数据的隔离区域。仅在安全飞地内被执行的代码可访问同一安全飞地内的数据,并且该安全飞地仅可使用安全应用(其可由应用处理器或防篡改微控制器实现)访问。例如,通过使用安全防护扩展(Software GuardExtensions,SGX)、硬件安全扩展、安全飞地等等,可以提供TEE 1590的各种实现方式,以及处理器电路1552或存储器电路1554和/或存储装置电路1558中的伴随安全区域。可以通过TEE1590和处理器电路1552在设备1550中实现安全强化、硬件信任根和受信任或受保护操作的细节。

存储器电路1554和/或存储装置电路1558可被划分为隔离的用户空间实例(诸如容器、分区、虚拟环境(virtual environment,VE)等)。隔离的用户空间实例可以使用合适的OS级虚拟化技术来实现,诸如容器、区域、虚拟私有服务器、虚拟内核和/或监狱(jail)、chroot监狱等等。虚拟机器还可用于一些实现方式中。存储器电路1554和/或存储装置电路1558可被划分为一个或多个受信任存储器区域,以用于存储TEE 1590的应用或软件模块。

虽然指令1582被示出为存储器电路1554中所包括的代码块并且计算逻辑1583被示出为存储装置电路1558中的代码块,但应当理解,这些代码块中的任何代码块可以以硬连线电路来代替,例如,被构建成FPGA、ASIC或某个其他合适的电路。例如,在处理器电路1552包括(例如,基于FPGA的)硬件加速器以及处理器核心的情况下,硬件加速器(例如,FPGA单元)可被预配置有前述的计算逻辑(例如,预配置有适当的比特流)以执行先前所讨论的功能中的一些或全部(代替采用要由(一个或多个)处理器核心执行的编程指令)。

存储器电路1554和/或存储装置电路1558可存储操作系统(operating system,OS)的程序代码,该操作系统可以是通用OS或为计算节点1550专门编写的并被定制成用于计算节点1550的OS。例如,OS可以是台式电脑OS、上网本OS、交通工具OS、移动OS、是OS(real-time OS,RTIS)和/或某一其他合适的OS,诸如本文中所讨论的那些OS。

OS可包括操作以控制特定设备的一个或多个驱动器,这些特定设备被嵌入在节点1550中、被附连至节点1550、或以其他方式与节点1550通信地耦合。驱动器可包括允许节点1550的其他组件与各种I/O设备交互或控制各种I/O设备的各个驱动器,这些I/O设备可存在于节点1550内或连接至节点1550。例如,驱动器可包括用于控制和允许对显示设备的访问的显示驱动器、用于控制和允许对节点1550的触摸屏接口的访问的触摸屏驱动器、用于获取传感器电路1572的传感器读数并且控制和允许对传感器电路1572的访问的传感器驱动器、用于获取致动器1574的致动器位置和/或控制和允许对致动器1574的访问的致动器驱动器、用于控制和允许对嵌入式图像捕获设备的访问的相机驱动器、用于控制和允许对一个或多个音频设备的访问的音频驱动器。OS还可包括为一个或多个应用提供程序代码和/或软件组件以获得并使用来自安全执行环境、受信任执行环境、和/或节点1550的管理引擎(未示出)的数据的一个或多个库、驱动器、API、固件、中间件、软件粘合件等。

边缘计算设备1550的组件可通过IX 1556进行通信。IX 1556可包括任何数量的总线和/或互连(IX)技术,诸如工业标准体系结构(industry standard architecture,ISA)、扩展ISA(extended ISA,EISA)、内部集成电路(inter-integrated circuit,I2C)、串行外围接口(serial peripheral interface,SPI)、点到点接口、功率管理总线(powermanagement bus,PMBus)、外围组件互连(peripheral component interconnect,PCI)、PCI快速(PCI express,PCIe)、超路径接口(Ultra Path Interface,UPI)、加速器链路(Accelerator Link,IAL)、公共应用编程接口(Common Application ProgrammingInterface,CAPI)、快速路径互连(QuickPath interconnect,QPI)、超路径互连(UltraPath Interconnect,UPI)、全向路径体系结构(Omni-Path Architecture,OPA)IX、RapidIO系统IX、加速器缓存一致性互连(Cache Coherent Interconnect for Accelerators,CCIA)、Gen-Z联盟IX、开放一致性加速处理器接口(Open Coherent AcceleratorProcessor Interface,OpenCAPI)IX、超传输(HyperTransport)互连和/或任何数量的其他IX技术。IX技术可以是例如在基于SoC的系统中使用的专有总线。

IX 1556将处理器1552耦合至通信电路1566以用于与其他设备的通信,该其他设备诸如远程服务器(未示出)和/或连接的边缘设备1562。通信电路1566是硬件元件或硬件元件的集合,用于通过一个或多个网络(例如,云1563)通信和/或与其他设备(例如,边缘设备1562)通信。调制解调器电路156Z可以使用一个或多个无线电设备156X和156Y对数据进行转换以供空中传送,并且可以将来自无线电设备156X和156Y的接收信号转换为数字信号/数据以供系统1550的其他元件消费。

收发器1566可使用任何数量的频率和协议,诸如IEEE 802.15.4标准下的2.4千兆赫兹(Gigahertz,GHz)传输,使用如由

无线网络收发器1566(或多个收发器)可以使用用于不同范围的通信的多种标准或无线电来进行通信。例如,边缘计算节点1550可使用基于BLE或另一低功率无线电的本地收发器与接近的(例如,在约10米内的)设备通信以节省功率。更远的(例如,在约50米内的)连接的边缘设备1562可通过

可包括无线网络收发器1566(例如,无线电收发器),以经由局域网协议或广域网协议来与边缘云1563中的设备或服务通信。无线网络收发器1566可以是遵循IEEE802.15.4或IEEE 802.15.4g标准等的LPWA收发器。边缘计算节点1563可使用由Semtech和LoRa联盟开发的LoRaWAN

除了针对如本文中所描述的无线网络收发器1566而提及的系统之外,还可使用任何数量的其他无线电通信和协议。例如,收发器1566可包括使用扩展频谱(spreadspectrum,SPA/SAS)通信以实现高速通信的蜂窝收发器。进一步地,可使用任何数量的其他协议,诸如用于中速通信和提供网络通信的

鉴于从设备到另一组件或网络的可适用通信类型的多样性,由设备使用的可适用通信电路可以包括组件1564、1566、1568或1570中的任何一个或多个,或由组件1564、1566、1568或1570中的任何一个或多个来具体化。因此,在各示例中,用于通信(例如,接收、传送等)的可适用装置可由此类通信电路来具体化。

边缘计算节点1550可以包括或被耦合到加速电路1564,该加速电路1564可以由一个或多个AI加速器、神经计算棒、神经形态硬件、FPGA、GPU的布置、一个或多个SoC(包括可编程SoC)、一个或多个CPU、一个或多个数字信号处理器、专用ASIC(包括可编程ASIC)、诸如CPLD或HCPLD之类的PLD和/或被设计用于完成一个或多个专业化任务的其他形式的专业化处理器或电路来具体化。这些任务可以包括AI处理(包括机器学习、训练、推断、和分类操作)、视觉数据处理、网络数据处理、对象检测、规则分析等。在基于FPGA的实现方式中,加速电路1564可包括逻辑块或逻辑结构以及其他互连的资源,这些逻辑块或逻辑结构以及其他互连的资源可被编程(被配置)为用于执行本文中中所讨论的各种功能,诸如过程、方法、功能等。在此类实现方式中,加速电路1564还可包括用于将逻辑块、逻辑结构、数据等存储在LUT等等中的存储器单元(例如,EPROM、EEPROM、闪存、静态存储器(例如,SRAM、反熔丝等))。

IX 1556还将处理器1552耦合至用于连接附加的设备或子系统的传感器中枢或外部接口1570。附加/外部设备可包括传感器1572、致动器1574、以及定位电路1545。

传感器电路1572包括其目的是检测其环境中的事件或其环境的改变并将关于检测到的事件的信息(传感器数据)发送到某个其他设备、模块、子系统等的设备、模块或子系统。此类传感器1572的示例尤其包括:惯性测量单元(inertia measurement unit,IMU),包括加速度计、陀螺仪、和/或磁力计;微机电系统(microelectromechanical system,MEMS)或纳机电系统(nanoelectromechanical system,NEMS),包括3轴加速度计、3轴陀螺仪和/或磁力计;液位传感器;流量传感器;温度传感器(例如,热敏电阻);压力传感器;气压传感器;重力仪;高度计;图像捕获设备(例如,相机);光检测和测距(light detection andranging,LiDAR)传感器;接近度传感器(例如,红外辐射检测器等等)、深度传感器、环境光传感器;光学光传感器;超声收发器;话筒;等等。

附加地或替代地,传感器172中的一些可以是用于各种交通工具控制系统的传感器,并且尤其可包括:排气传感器,该排气传感器包括用于获得氧气数据的排气氧传感器和用于获得歧管压力数据的歧管绝对压力(manifold absolute pressure,MAP)传感器;质量空气流量(mass air flow,MAF)传感器,用于获得进气流量数据;进气温度(intake airtemperature,IAT)传感器,用于获得IAT数据;环境空气温度(ambient air temperature,AAT)传感器,用于获得AAT数据;环境空气压力(ambient air pressure,AAP)传感器,用于获得AAP数据(例如,胎压数据);催化转化器传感器,包括用于获得催化转化器温度(catalytic converter temperature,CCT)数据的CCT传感器和用于获得催化转化器氧气(catalytic converter oxygen,CCO)数据的CCO传感器;交通工具速度传感器(vehiclespeed sensor,VSS),用于获得VSS数据;排气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)传感器,包括用于获得ERG压力数据的EGR压力传感器和用于获得EGR阀枢轴的位置/定向数据的EGR位置传感器;节气门位置传感器(Throttle Position Sensor,TPS),用于获得节气门位置/定向/角度数据;曲柄/凸轮位置传感器,用于获得曲柄/凸轮位置/定向/角度数据;冷却液温度传感器;传动系传感器,用于收集传动系传感器数据(例如,变速器液位)、交通工具主体传感器,用于收集交通工具主体数据(例如,与前格栅/挡泥板、侧门、后挡泥板、后尾箱等的屈曲相关联的数据)等等。传感器172可包括其他传感器,诸如,加速器踏板位置传感器(accelerator pedal position,APP)、加速度计、磁力计、液位传感器、流量/流体传感器、气压传感器和/或任何其他(一个或多个)传感器(诸如本文中所讨论的那些)。来自主交通工具的传感器1572的传感器数据可包括由各种引擎传感器收集的引擎传感器数据(例如,引擎温度、油压等等)。

致动器1574允许节点1550改变其状态、位置和/或定向,或者移动或控制机制或系统。致动器1574包括用于移动或控制机制或系统的电设备和/或机械设备,并且将能量(例如,电流或移动的空气和/或液体)转换为某个种类的运动。致动器1574可包括一个或多个电子(或电化学)设备,诸如压电生物形态、固态致动器、固态继电器(solid state relay,SSR)、基于形状记忆合金的致动器、基于电活性聚合物的致动器、继电器驱动器集成电路(integrated circuit,IC),等等。致动器1574可包括一个或多个机电设备,诸如气动致动器、液压致动器、机电开关(包括机电继电器(electromechanical relay,EMR))、电动机(例如,DC电动机、步进电动机、伺服机构等)、功率开关、阀致动器、轮、推进器、螺旋桨、爪、夹具、挂钩、可听声音生成器、视觉警示设备、和/或其他类似的机电组件。节点1550可被配置成用于基于一个或多个捕获到的事件和/或从服务提供商和/或各种客户端系统接收到的指令或控制信号来操作一个或多个致动器1574。

致动器1574可以是驱动控制单元(例如,图1的DCU 174),DCU 1574的示例包括传动系统控制单元、引擎控制单元(Engine Control Unit,ECU)、引擎控制模块(EngineControl Module,ECM)、EEMS、动力系统控制模块(Powertrain Control Module,PCM)、变速箱控制模块(Transmission Control Module,TCM)、包括防抱死制动系统(anti-lockbrake system,ABS)模块和/或电子稳定控制(electronic stability control,ESC)系统的制动控制模块(Body Control Module,BCM)、中央控制模块(Central Control Module,CCM)、中央定时模块(Central Timing Module,CTM)、通用电子模块(General ElectronicModule,GEM)、主体控制模块(Body Control Module,BCM)、悬架控制模块(SuspensionControl Module,SCM)、门控制单元(Door Control Unit,DCU)、速度控制单元(SpeedControl Unit,SCU)、人机接口(Human-Machine Interface,HMI)单元、远程信息处理控制单元(Telematic Control Unit,TTU)、电池管理系统、便携式排放测量系统(PortableEmissions Measurement System,PEMS)、规避操纵辅助(evasive maneuver assist,EMA)模块/系统和/或交通工具系统中的任何其他实体或节点。可由DCU 174生成的CSD的示例可包括但不限于,来自引擎控制模块(engine control module,ECM)的实时计算出的引擎负载值,诸如交通工具的引擎的每分钟引擎转数(revolutions per minute,RPM);引擎的一个或多个气缸和/或一个或多个喷射器的燃料喷射器激活定时数据、一个或多个气缸的点火火花定时数据(例如,相对于一个或多个气缸的曲柄角的火花事件的指示)、(可以由变速箱控制单元(transmission control unit,TCU)提供给ECM的)变速箱转动比数据和/或变速箱状态数据;等等。

在交通工具实现方式中,致动器/DCU 1574被供应有控制系统配置(controlsystem configuration,CSC),该控制系统配置(CSC)是用于控制和/或监测由节点1550(例如,当节点1550是CA/AD交通工具110时)实现的各个系统的软件模块、软件组件、逻辑块、参数、校准、变体等的集合。CSC定义DCU 1574如何使用多维性能图或查找表解释传感器1572的传感器数据和/或其他DCU 1574的CSD,并定义如何基于传感器数据调节/修改致动器/组件。可以使用任何合适的面向对象编程语言(例如,C、C++、java等)、模式语言(例如,XML模式、汽车开放系统体系结构(AUTomotive Open System Architecture,AUTOSAR)XML模式等)、脚本语言(VBScript、JavaScript等)等开发由各个DCU 1574执行的CSC和/或软件组件。可以使用硬件描述语言(hardware description language,HDL)来定义用于被实现为现场可编程设备(field-programmable device,FPD)的DCU 1574的CSC和软件组件,诸如寄存器传输逻辑(register-transfer logic,RTL)、超高速集成电路(very high speedintegrated circuit,VHSIC)HDL(VHDL)、Verilog等。CSC和软件组件可以使用建模环境或基于模型的开发工具生成。CSC可由一个或多个自主软件代理和/或AI代理基于学习到的经验、ODD和/或其他类似参数生成或更新。

IVS 101和/或DCU 1574可被配置或可操作用于基于一个或多个所捕获的事件(如由传感器1572捕获的传感器数据所指示)和/或从用户输入接收到的指令或控制信号、从服务提供商通过空中接收到的信号等来操作一个或多个致动器,等等。附加地,一个或多个DCU 1574可被配置或可操作用于通过基于检测到的事件(如传感器1572捕获的传感器数据所指示)向致动器传送/发送指令或控制信号来操作一个或多个致动器。一个或多个DCU1574能够从一个或多个传感器1572读取或以其他方式获取传感器数据,处理传感器数据以生成控制系统数据(或CSC),并将控制系统数据提供给一个或多个致动器以控制交通工具110的各种系统。充当中央控制器或中枢的嵌入式设备/系统还可以访问控制系统数据,以便使用合适的驱动器、API、ABI、库、中间件、固件和/或类似设备进行处理;和/或DCU 1574可以可被配置或可操作用于在周期性或非周期性的基础上和/或在被触发时向中央中枢和/或其他设备/组件提供控制系统数据。

各种子系统(包括传感器1572和/或DCU 1574)可由一个或多个AI代理操作和/或控制。AI代理是可被配置或可操作用于观察环境状况并确定为实现特定目标而要采取的动作的自主实体。要观察的特定环境状况和要采取的措施可基于操作设计域(operationaldesign domain,ODD)。ODD包括这样的操作条件:给定AI代理或其特征被专门设计成用于在这些操作条件下运行。ODD可包括操作限制,诸如环境、地理和一天中的时间限制、和/或某些交通或道路特征的必要存在或不存在。

附加地或替代地,各个AI代理可配置或可操作用于控制主交通工具的相应的控制系统,其中一些可涉及使用一个或多个DCU 1574和/或一个或多个传感器1572。基于控制系统本身,要采取的动作和要实现的特定目标可以是特定的或个性化的。附加地,动作或目标中的一些动作或目标可以是动态驾驶任务(dynamic driving task,DDT)、对象和事件检测与响应(object and event detection and response,OEDR)任务,或者其他非交通工具操作相关的任务,这取决于AI代理在其中实现的特定情境。DDT包括在道路交通中操作交通工具110所需的所有实时操作和战术功能,不包括战略功能(例如,行程安排和目的地和航路点的选择)。DDT包括战术和操作任务,诸如经由转向进行的横向交通工具运动控制(操作任务);经由加速和减速进行的纵向交通工具运动控制(操作任务);经由对象和事件检测、识别、分类和响应准备来监测驾驶环境(操作和战术任务);对象和事件响应执行(操作和战术任务);操纵规划(战术任务);以及经由照明、发信号和做手势等增强醒目性(战术任务)。OEDR任务可能是DDT的子任务,包括监测驾驶环境(例如,对对象和事件进行检测、识别和分类,并根据需要准备响应)以及对此类对象和事件执行适当的响应,例如,根据需要完成DDT或回退任务。

为了观察环境状况,AI代理可被配置或可操作用于从一个或多个传感器1572接收传感器数据或针对该传感器数据进行监测,并从主交通工具110的一个或多个DCU 1574接收控制系统数据(control system data,CSD)。监测行为可包括从各个传感器172和DCU1574捕获CSD和/或传感器数据。监测可包括在指定/所选择的时间段内轮询(例如,周期性轮询、顺序(点名)轮询等)一个或多个传感器1572以获取传感器数据,和/或在指定/所选择的时间段内轮询(例如,周期性轮询、顺序(点名)轮询等)一个或多个DCU 1574以获取CSD。监测可包括响应于针对传感器数据/CSD的外部请求而发送针对传感器数据/CSD的请求或命令。监测可包括基于触发器或事件(诸如当主交通工具在预定的时间量内达到预定的速度和/或距离时(有或没有间歇停车)),等待来自各传感器/模块的传感器数据/CSD。事件/触发器可以是特定于AI代理的,并且可以根据特定的应用、用例、设计选择等而有所不同。监测可由IVS101的应用或子系统或由远程设备(诸如计算节点140和/或(一个或多个)服务器160)触发或激活。

附加地或替代地,AI代理中的一个或多个可以可被配置或可操作用于处理传感器数据和CSD,以标识要采取动作的内部和/或外部环境状况。传感器数据的示例可包括但不限于,来自交通工具的一个或多个相机的图像数据,提供从交通工具向外看的正面、背面和/或侧面视图;来自交通工具的加速计、惯性测量单元(inertia measurement unit,IMU)和/或陀螺仪的传感器数据,提供主交通工具的速度、加速度和倾斜数据;由话筒提供的音频数据;以及由一个或多个控制系统传感器提供的控制系统传感器数据。在示例中,AI代理中的一个或多个可以可被配置或可操作用于处理由传感器1572(图像捕获设备)捕获的图像和/或评定由某一其他子系统(例如,EMA子系统、CAS和/或CPS实体等)标识的状况,以确定周围区域的状态或状况(例如,存在坑洼、倒下的树木/电线杆、路边护栏损坏、交通工具碎片等)。在另一示例中,AI代理中的一个或多个可以可被配置或可操作用于处理由一个或多个DCU 1574提供的CSD,以确定主交通工具的当前排放量或燃油经济性。AI代理还可以可被配置或可操作用于将传感器数据和/或CSD与训练集数据进行比较,以确定或有助于确定环境状况,以用于控制交通工具的相对应控制系统。

为了确定为实现特定目标而要采取的动作,每个AI代理都可被配置或可操作用于标识IVS 101、主交通工具110和/或AI代理自身的当前状态,标识或获取一个或多个模型(例如,ML模型),标识或获取目标信息,并基于当前状态/情境、一个或多个模型和目标信息来预测采取一个或多个操作的结果。一个或多个模型可以是在AI代理使用一个或多个训练数据集训练之后被创建的任何算法或对象,并且一个或多个模型可以指示基于当前状态可采取的可能动作。一个或多个模型可以基于为特定AI代理定义的ODD。当前状态是主交通工具110的IVS 101和/或一个或多个其他系统中的配置或信息集,或者是主交通工具110的IVS 101和/或一个或多个其他系统中各种状况的测量。当前状态存储在AI代理中,并在适当的数据结构中被维护。AI代理可被配置或可操作用于预测由于采取模型定义的某些动作而可能产生的后果。目标信息描述了给定当前状态的情况下符合期望的预期结果(或目标状态)。AI代理中的每一个可以从达到特定目标状态的预测可能后果中选择后果,并向交通工具110的各种其他子系统提供信号或命令,以执行确定用于引起所选后果的一个或多个动作。AI代理还可以包括可被配置或可操作用于从关于所选后果和某一(某些)性能度量的经验中学习的学习模块。经验可包括在执行所选后果的一个或多个动作之后收集的传感器数据和/或新状态数据。所学到的经验可用于产生新的或经更新的模型,以确定未来要采取的动作。

定位电路1545包括用于接收由全球导航卫星系统(global navigationsatellite system,GNSS)的定位网络传送/广播的信号并对其进行解码的电路。导航卫星星座(或GNSS)的示例包括美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、俄罗斯的全球导航系统(GLONASS)、欧盟的伽利略系统、中国的北斗导航卫星系统、区域导航系统或GNSS增强系统(例如,利用印度星座(NAVIC)、日本的准天顶卫星系统(Quasi-ZenithSatellite System,QZSS)、法国的多普勒轨道成像和卫星综合无线电定位(DopplerOrbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite,DORIS)等进行的导航)等等。定位电路1545包括用于与定位网络的组件(诸如导航卫星星座节点)通信的各种硬件元件(例如,包括诸如交换机、滤波器、放大器、天线元件等等之类的用于促进OTA通信的硬件设备)。定位电路1545可包括用于定位、导航和定时的微技术(Micro-Technologyfor Positioning,Navigation,and Timing,Micro-PNT)IC,其使用聚合定时时钟来执行位置跟踪/估计而无需GNSS辅助。定位电路1545也可以是通信电路1566的部分或者与通信电路1566交互以与定位网络的节点和组件通信。定位电路1545还可向应用电路提供位置数据和/或时间数据,该应用电路可使用该数据使操作与各种基础设施(例如,无线电基站)同步以用于逐向导航等等。当GNSS信号不可用或当GNSS定位准确性不足以用于特定应用或服务时,可使用定位增强技术来向应用或服务提供增强的定位信息和数据。此类定位增强技术可以包括例如基于卫星的定位增强(例如,EGNOS)和/或基于地面的定位增强(例如,DGPS)。在一些实现方式中,定位电路1545是或包括INS,该INS是使用传感器电路1572(例如,诸如加速度计之类的运动传感器、诸如陀螺仪之类的旋转传感器、以及高度计、磁传感器和/或类似物)来连续计算(例如,使用航位推算、三角测量等)节点1550的定位、定向和/或速度(包括移动的方向和速度)而无需外部参考的系统或设备。

在一些任选示例中,各种输入/输出(I/O)设备可存在于边缘计算节点1550内或连接至边缘计算节点1550,I/O设备是指图15中的输入电路1586和输出电路1584。输入电路1586和输出电路1584包括被设计成用于实现用户与节点1550的交互的一个或多个用户接口以及被设计成用于实现外围组件与节点1550的交互的外围组件接口。输入电路1586可包括用于接受输入的任何实体或虚拟装置,输入电路1586尤其包括一个或多个实体或虚拟按钮(例如,重置按钮)、物理键盘、小键盘、鼠标、触摸板、触摸屏、话筒、扫描仪、头戴式耳机,等等。可包括输出电路1584,以示出信息或以其他方式传达信息,诸如传感器读数、(一个或多个)致动器位置、或其他类似信息。可将数据和/或图形显示在输出电路1584的一个或多个用户接口组件上。输出电路1584可包括任何数量的音频或视觉显示器和/或音频或视觉显示器的任何组合,尤其包括具有从节点1550的操作生成或产生的字符、图形、多媒体对象等的输出的一个或多个简单的视觉输出/指示器(例如,二进制状态指示器(例如,发光二极管(light emitting diode,LED))和多字符视觉输出或更复杂的输出,诸如显示设备或触摸屏(例如,液晶显示器(Liquid Chrystal Display,LCD)、LED显示器、量子点显示器、投影仪等)。输出电路1584还可包括扬声器或其他发声设备、(一个或多个)打印机等等。传感器电路1572可被用作输入电路1584(例如,图像捕获设备、运动捕获设备等等),并且一个或多个致动器1574可被用作输出设备电路1584(例如,用于提供触觉反馈等的致动器)。在另一示例中,近场通信(near-field communication,NFC)电路可被包括以读取电子标签和/或与另一启用NFC的设备通信,该NFC电路包括与天线元件和处理设备耦合的NFC控制器。外围组件接口可包括但不限于非易失性存储器端口、USB端口、音频插孔、电源接口等。在本系统的情境中,显示器或控制台硬件可用于:提供边缘计算系统的输出并接收边缘计算系统的输入;管理边缘计算系统的组件或服务;标识边缘计算组件或服务的状态;或进行任何其他数量的管理或管理功能或服务用例。

电池1576可为边缘计算节点1550供电,但是在其中边缘计算节点1550被安装在固定位置的示例中,该边缘计算节点1550可具有耦合至电网的电源,或者电池可以用作备用或用于临时功能。电池1576可以是锂离子电池或金属-空气电池(诸如锌-空气电池、铝-空气电池、锂-空气电池),等等。

电池监测器/充电器1578可被包括在边缘计算节点1550中以跟踪电池1576(如果包括的话)的充电状态(state of charge,SoCh)。电池监测器/充电器1578可用于监测电池1576的其他参数以提供失效预测,这些参数诸如电池1576的健康状态(state of health,SoH)和功能状态(state of function,SoF)。电池监测器/充电器1578可包括电池监测集成电路,诸如来自线性技术公司(Linear Technologies)的LTC4020或LTC2990、来自亚利桑那州的凤凰城的安森美半导体公司(ON Semiconductor)的ADT7488A、或来自德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司的UCD90xxx族的IC。电池监测器/充电器1578可通过IX 1556将关于电池1576的信息传输至处理器1552。电池监测器/充电器1578也可包括使处理器1552能够直接监测电池1576的电压或来自电池1576的电流的模数(analog-to-digital,ADC)转换器。电池参数可被用于确定边缘计算节点1550可执行的动作,该电池参数诸如传输频率、网格网络操作、感测频率,等等。

功率块1580或耦合至电网的其他电源可与电池监测器/充电器1578耦合以对电池1576充电。在一些示例中,功率块1580可用无线功率接收器代替,以例如通过边缘计算节点1550中的环形天线来无线地获得功率。无线电池充电电路(诸如来自加利福尼亚州的苗比达市的线性技术公司的LTC4020芯片,等等)可被包括在电池监测器/充电器1578中。可以基于电池1576的大小并且因此基于所要求的电流来选择特定的充电电路。可使用由无线充电联盟(Airfuel Alliance)颁布的Airfuel标准、由无线电力协会(Wireless PowerConsortium)颁布的Qi无线充电标准、或由无线电力联盟(Alliance for Wireless Power)颁布的Rezence充电标准等等来执行充电。

存储装置1558可包括用于实现本文中所描述的技术的采用软件、固件或硬件命令形式的指令1583。虽然此类指令1583被示出为被包括在存储器1554和存储装置1558中的代码块,但是可以理解,可用例如被内置到专用集成电路(application specificintegrated circuit,ASIC)中的硬连线电路来代替代码块中的任一个。

在示例中,经由存储器1554、存储装置1558或处理器1552提供的指令1581、1582、1583可被具体化为非暂态机器可读介质1560,该非暂态机器可读介质1560包括用于指导处理器1552执行边缘计算节点1550中的电子操作的代码。处理器1552可通过IX 1556来访问非暂态机器可读介质1560。例如,非暂态机器可读介质1560可由针对存储装置1558所描述的设备来具体化,或者可包括特定的存储单元,诸如光盘、闪存驱动器或任何数量的其他硬件设备。非暂态机器可读介质1560可包括用于指导处理器1552执行例如像参照上文中描绘的操作和功能的(一个或多个)流程图和(一个或多个)框图而描述的特定的动作序列或动作流的指令。如本文中所使用,术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是可互换的。

在进一步的示例中,机器可读介质也包括任何有形介质,该有形介质能够存储、编码或携载供机器执行并且使机器执行本公开方法中的任何一种或多种方法的指令,或者该有形介质能够储存、编码或携载由此类指令利用或与此类指令相关联的数据结构。“机器可读介质”因此可包括但不限于固态存储器、光学介质和磁介质。机器可读介质的特定示例包括非易失性存储器,作为示例,包括但不限于:半导体存储器设备(例如,电可编程只读存储器(electrically programmable read-only memory,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory,EEPROM)和闪存设备);诸如内部硬盘及可移除盘之类的磁盘;磁光盘;以及CD-ROM和DVD-ROM盘。可使用传输介质,经由网络接口设备,利用数种传输协议中的任何一种协议(例如,HTTP),进一步通过通信网络来传送或接收由机器可读介质具体化的指令。

机器可读介质可以由能够以非暂态格式主控数据的存储设备或其他装置提供。在示例中,存储在机器可读介质上或以其他方式提供在机器可读介质上的信息可以表示指令,诸如指令本身或者可以从中导出指令的格式。此种可以从中导出指令的格式可以包括源代码、经编码的指令(例如,以压缩或加密的形式)、经封装的指令(例如,拆分成多个封装)等。表示机器可读介质中的指令的信息可以由处理电路处理成指令以实现本文所讨论的任何操作。例如,从信息中导出指令(例如,由处理电路进行的处理)可以包括:(例如,从源代码、目标代码等)编译、解释、加载、组织(例如,动态地或静态地进行链接)、编码、解码、加密、解密、打包、拆包,或者以其他方式将信息操纵为指令。

在示例中,指令的推导可以包括(例如,由处理电路)对信息进行汇编、编译、或解释,以从机器可读介质提供的某个中间或经预处理的格式创建指令。当信息以多个部分被提供时,该信息可以被组合、拆包和修改以创建指令。例如,信息可以处于一个或若干个远程服务器上的多个经压缩的源代码封装(或目标代码、或二进制可执行代码等)中。源代码封装可以在通过网络传输时被加密,并且可以在本地机器处被解密、被解压缩、(如果必要的话)被汇编(例如,被链接),并且被编译或被解释(例如,被编译或被解释成库、独立的可执行文件等),并且由本地机器执行。

图12-图15的图示旨在描绘边缘计算节点的各种设备、子系统、或布置的组件的高级视图。然而,可省略所示出的组件中的一些组件,可存在附加的组件,并且在其他实现方式中可存在组件的不同布置。此外,这些布置可用于各种用例和环境中,这些用例和环境包括本文中所讨论的那些用例和环境(例如,用于智慧城市或智慧工厂的工业计算中的移动UE,以及许多其他示例)。图15的计算平台可通过使用在单个计算平台上运行的租户容器来支持多个边缘实例(例如,边缘集群)。同样,多个边缘节点可作为在同一计算平台内的租户上运行的子节点而存在。相应地,基于可用的资源分区,可将单个系统或计算平台分区或划分为支持多个租户和边缘节点实例,该多个租户和边缘节点实例中的每一者可支持多个服务和功能——即使在潜在地在多个计算平台实例中由多个所有者操作或控制时也是如此。这些各种类型的分区可通过使用LSM或使用隔离/安全策略的其他实现方式来支持复杂的多租户、以及多利益相关方的许多组合。由此在以下章节中记述对使用LSM、以及增强或实现此类安全特征的安全特征的引用。同样,在这些各种类型的多实体分区上操作的服务和功能可以是负载平衡的、经迁移的、以及经编排的,以实现必要的服务目标和操作。

前述图中的一个或多个图中所阐述的系统或组件中的至少一个可以是可被配置或可操作用于执行以下实现方式示例章节中所阐述的一个或多个操作、技术、过程和/或方法。

1.实现方式示例

示例1包括一种操作智能运输系统站(ITS-S)的方法,该方法包括:生成包括分层成本图容器的集体感知消息(CPM),该分层成本图容器包括在ITS-S处可用的分层成本图的成本值和对应的置信度水平;以及将CPM传送至一个或多个其他ITS-S。

示例2包括如示例1和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:检测CPM生成事件,其中生成CPM进一步针对响应于检测到CPM生成事件而生成该CPM。

示例3包括如示例1-2和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,基于成本的占用网格数据包括在ITS-S可用的分层成本图的聚合成本图层的数据。

示例4包括如示例3和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当对于多于聚合层阈值而言,聚合成本图层中的相应单元的一个或多个值发生改变时,选择聚合成本图层被包括在CPM中,其中,该一个或多个值是相应单元的成本值或相应单元的置信度水平。

示例5包括如示例4和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,聚合层阈值基于聚合成本图层中的单元总数量的分数,对于该聚合成本图层中的单元总数量的分数而言,成本值或置信度值相较于先前传送的CPM的先前聚合成本图层中的成本值或置信度水平发生改变。

示例6包括如示例3-5和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当分层成本图的中心点的当前欧几里得距离与先前传送的CPM中所包括的先前分层成本图的中心点的先前欧几里得距离之间的差超过中心点位置改变阈值时,确定将具有聚合成本图层的分层成本图容器包括在CPM中。

示例7包括如示例3-6和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当分层成本图的当前尺寸与先前传送的CPM中所包括的该分层成本图的先前尺寸之间的差超过尺寸改变阈值时,确定将具有聚合成本图层的分层成本图容器包括在CPM中。

示例8包括如示例3-7和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当分层成本图的当前定向与先前传送的CPM中所包括的该分层成本图的先前定向之间的差超过定向改变阈值时,确定将具有聚合成本图层的分层成本图容器包括在CPM中。

示例9包括如示例3-8和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当自前一次聚合成本图层被包括在先前传送的CPM中起经过的时间超过阈值时间量(T_GenCpmMax)时,确定将具有聚合成本图层的分层成本图容器包括在CPM中,其中,T_GenCpmMax是先前CPM生成事件的开始与当前CPM生成事件的开始之间经过的时间量。

示例10包括如示例3-9和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,基于成本的占用网格数据进一步包括在ITS-S处可用的分层成本图的一个或多个其他层,其中,这些其他层包括差异处置成本图层和合作请求成本图层,差异处置成本图层指示在分层成本图的成本值或置信度水平与从一个或多个相邻的ITS-S接收到的另一分层成本图的成本值或置信度水平之间存在差异的单元,并且合作请求成本图层指示ITS-S无法以最低置信度水平确定感知的单元。

示例11包括如示例10和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,进一步包括:当对于多于差异阈值而言,差异处置成本图层中的相应单元的一个或多个值发生改变时,确定将具有差异处置成本图层的分层成本图容器包括在CPM中,其中,该一个或多个值是相应单元的成本值或相应单元的置信度水平。

示例12包括如示例11和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,差异阈值基于差异处置成本图层或聚合成本图层中的单元总数量的分数,对于该差异处置成本图层或聚合成本图层中的单元总数量的分数而言,成本值或置信度值相较于从相邻的ITS-S接收到的CPM的成本图层中的成本值或置信度水平发生改变。

示例13包括如示例10-12和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当对于多于聚合成本图层中的阈值数量的单元而言,分层成本图的一个或多个单元中的感知的置信度低于置信度水平阈值时,确定将具有合作请求成本图层的分层成本图容器包括在CPM中。

示例14包括如示例10-13和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,其他层进一步包括以下各项中的一项或多项:静态成本图层,该静态成本图层指示所感知的持久性结构;所感知对象成本图层,该所感知对象成本图层指示动态或静态的一个或多个所感知对象;膨胀成本图层,该膨胀成本图层指示一个或多个所感知对象或持久性结构周围的相应缓冲区;以及集合感知成本图层,该集体感知成本图层指示从一个或多个相邻的ITS-S接收到的一个或多个所感知对象。

示例15包括如示例14和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当相较于先前传送的CPM中同一成本图层的成本值或置信度水平,对于多于分层成本图中的阈值数量的单元而言,针对静态成本图层、所感知对象成本图层、膨胀成本图层或集体感知成本图层的一个或多个单元的置信度水平低于置信度水平阈值时,将具有静态成本图层、所感知对象成本图层、膨胀成本图层和集体感知成本图层中对应的成本图层的分层成本图容器包括在CPM中。

示例16包括如示例14-15和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:当自上一次同一成本图层被包括在先前传送的CPM中起经过的时间超过另一阈值时间量时,确定将具有静态成本图层、所感知对象成本图层、膨胀成本图层和集体感知成本图层中的一者或多者的分层成本图容器包括在CPM中。

示例17包括如示例16和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,其中,另一阈值时间量基于除聚合成本图层之外的成本图层在CPM中的连续包括之间经过的预先定义的时间量以及T_GenCpmMax。

示例18包括如示例3-17和/或本文中的某个(某些)其他示例所述的方法,进一步包括:将分层成本图分成多个单元;生成分层成本图的多个层;以及通过聚合该多个层中的每个层来准备聚合成本图层。

示例19包括如示例18所述的方法,其中,准备分层成本图进一步包括:基于可由ITS-S访问的一个或多个传感器的视场(FOV)来准备具有特定尺寸的分层成本图。

示例20包括如示例18或19所述的方法,其中,准备分层成本图进一步包括:周期性地更新聚合成本图层,其中,用于更新聚合成本图层的时段小于CPM生成事件周期。

示例21包括如示例18-20所述的方法,其中,生成CPM进一步包括:生成进一步包括报告成本图网格区域数据字段的CPM,该报告成本图网格区域数据字段指示分层成本图的尺寸;以及生成进一步包括用于指示多个网格中的每个网格的尺寸的网格单元大小X数据元素(DE)和网格单元大小Y DE的所述CPM。

示例22包括如示例18-21所述的方法,其中,生成CPM进一步包括:生成进一步包括分层成本图数量DF的CPM,该分层成本图数量DF指示分层成本图容器中的成本图层的数量。

示例23包括如示例18-22所述的方法,进一步包括:基于从一个或多个传感器获得的传感器数据、从一个或多个相邻的ITS-S获得的信息以及对ITS-S可用的静态地图来确定多个单元中的每个单元的相应成本值。

示例25包括如示例18-23所述的方法,其中,生成CPM进一步包括:生成进一步包括每网格单元成本值配置类型DF和每网格单元置信度水平配置类型DF的CPM,每网格单元成本值配置类型DF包括多个单元中的单元的成本值,并且每网格单元置信度水平配置类型DF包括所述多个单元中的所述单元的置信度水平。

示例25包括如示例1-24所述的方法,其中,分层成本图容器中包括的至少一个成本图层具有相比于该分层成本图容器中包括的至少一个其他成本图层不同的格式。

示例26包括如示例1-25所述的方法,其中,ITS-S是交通工具ITS-S(V-ITS-S)、道路ITS-S(R-ITS-S)或易受伤害道路使用者(VRU)ITS-S。

示例Y01包括一种在交通工具中采用的装置,该装置包括:通信电路,该通信电路与处理器电路通信地耦合,该处理器电路与存储器电路通信地耦合,该处理器电路可被配置或可操作用于执行如示例1-26中任一项所述的方法。

示例Y02包括一种在路边基础设施中采用的装置,该装置包括:通信电路,该通信电路与处理器电路通信地耦合,该处理器电路与存储器电路通信地耦合,该处理器电路可被配置或可操作用于执行如示例1-26中任一项所述的方法。

示例Y03包括一种在移动设备中采用的装置,该装置包括:通信电路,该通信电路与处理器电路通信地耦合,该处理器电路与存储器电路通信地耦合,该处理器电路可被配置或可操作用于执行如示例1-26中任一项所述的方法。

示例Z01包括一种或多种计算机可读介质,包括指令,其中,由处理器电路系统对这些指令的执行使得该处理器电路系统用于执行如示例1-26和/或Y01-Y03中任一项所述的方法。示例Z02包括一种包含示例Z01的指令的计算机程序。示例Z03a包括一种应用编程接口,该应用编程接口定义用于示例Z02的计算机程序的函数、方法、变量、数据结构和/或协议。

示例Z03b包括定义或涉及对示例1-26和/或Y01-Y03中的任一项或其部分的使用或以其他方式涉及示例1-26和/或Y01-Y03中的任一项或其部分的API或定义函数、方法、变量、数据结构、协议等的规范。

示例Z04包括一种设备,该设备包括加载有示例Z01的指令的电路。示例Z05包括一种装置,该装置包括可操作用于运行示例Z01的指令的电路系统。示例Z06包括一种集成电路,该集成电路包括示例Z01的处理器电路系统以及示例Z01的一种或多种计算机可读介质中的一项或多项。示例Z07包括一种计算系统,该计算系统包括示例Z01的一种或多种计算机可读介质以及处理器电路系统。示例Z08包括一种设备,该设备包括用于执行示例Z01的指令的装置。示例Z09包括一种信号,该信号作为执行示例Z01的指令的结果而被生成。示例Z10包括一种数据单元,该数据单元作为执行示例Z01的指令的结果而被生成。

示例Z11包括如示例Z10和/或本文中的某个(些)其他示例所述的数据单元,其中,该数据单元是数据报、网络分组、数据帧、数据段、协议数据单元(PDU)、服务数据单元(SDU)、消息或数据库对象。示例Z12包括一种信号,该信号被编码有如示例Z10和/或Z11所述的数据单元。示例Z13包括一种电磁信号,该电磁信号携载如示例Z01所述的指令。示例Z14包括一种设备,该设备包括用于执行示例1-26和/或Y01-Y03和/或本文中的某个(某些)其他示例中任一项所述的方法的装置。

示例实现方式包括多接入边缘计算(MEC)主机,该主机执行作为在虚拟化基础设施上实例化的一个或多个MEC应用的一部分的服务,该服务与示例1-26和/或Y01-Y03或其部分和/或本文中的一些其他示例中的任一项相关,并且其中MEC主机可被配置或可操作用于根据来自一个或多个ETSI MEC标准族的标准进行操作。示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统包括用于调用或执行示例1-26或者本文中所描述的其他主题的操作的相应边缘处理设备和节点。另一示例实现方式是一种客户端端点节点,该客户端端点节点可操作以用于调用或执行示例1-26或者本文中所描述的其他主题的操作。另一示例实现方式是一种处于边缘计算系统内或耦合至边缘计算系统的聚合节点、网络中枢节点、网关节点、或核心数据处理节点,该聚合节点、网络中枢节点、网关节点、或核心数据处理节点可操作以用于调用或执行示例1-26和/或Y01-Y03的操作或者本文中所描述的其他主题。另一示例实现方式是一种处于边缘计算系统内或耦合至边缘计算系统的接入点、基站、路边单元、街边单元、或自有(on-premise)单元,该接入点、基站、路边单元、街边单元、或自有单元可操作以用于调用或执行示例1-26和/或Y01-Y03的操作或者本文中所描述的其他主题。另一示例实现方式是一种处于边缘计算系统内或耦合至边缘计算系统的边缘供应节点、服务编排节点、应用编排节点、或多租户管理节点,该边缘供应节点、服务编排节点、应用编排节点、或多租户管理节点可操作以用于调用或执行示例1-26和/或Y01-Y03或者本文中所描述的其他主题的操作。

另一示例实现方式是一种处于边缘计算系统内或耦合至边缘计算系统的边缘节点,该边缘节点操作边缘供应服务、应用或服务编排服务、虚拟机部署、容器部署、功能部署、以及计算管理,该边缘节点可操作以用于调用或执行示例1-26和/或Y01-Y03或者本文中所描述的其他主题的操作。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统可作为边缘网格、作为具有边车加载或具有网格对网格通信的边缘网格来操作,该边缘计算系统可操作以用于调用或执行示例1-26和/或Y01-Y03的操作或者本文中所描述的其他主题。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统包括网络功能、加速功能、加速硬件、存储硬件、或计算硬件资源,该边缘计算系统可操作以用于使用示例1-26和/或Y01-Y03或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统适于支持客户端移动性、交通工具对交通工具(vehicle-to-vehicle,V2V)、交通工具对外界(vehicle-to-everything,V2X)、或交通工具对基础设施(vehicle-to-infrastructure,V2I)场景,并且任选地根据ETSI MEC规范来进行操作,该边缘计算系统可操作以使用示例1-26和/或Y01-Y03或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统适于移动无线通信,包括根据3GPP 4G/LTE或5G网络能力的配置,该边缘计算系统可操作以使用示例1-26和/或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统适于支持xApp移动无线通信并根据O-RAN规范操作,该边缘计算系统可操作以使用示例1-26和/或Y01-Y03或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统适于根据开放式视觉推断和神经网络优化(Open Visual Inference andNeural network Optimization,OpenVINO)规范进行操作,该边缘计算系统可操作以使用示例1-26和/或Y01-Y03或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统适于根据OpenNESS规范操作,该边缘计算系统可操作以使用示例1-26和/或Y01-Y03或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。另一示例实现方式是一种边缘计算系统,该边缘计算系统适于根据智能边缘计算框架操作,该边缘计算系统可操作以使用示例1-26和/或Y01-Y03或本文中所描述的其他主题来调用或执行本文中所讨论的用例。

除非以其他方式明确陈述,否则上述示例中的任一示例可与任何其他示例(或示例的组合)组合。

2.术语

本文使用的术语仅出于本公开的目的,而不旨在限制本公开。已经参照本公开的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本公开。在附图中,一些结构或方法特征可按特定布置和/或排序示出。然而,应当领会,此类特定布置和/或排序可以不是必需的。相反,可以以与在说明性附图中示出的不同的方式和/或次序来布置此类特征。附加地,在特定附图中包括结构或方法特征不意味着暗示在所有实现方式中此类特征都是必需的,并且可以不包括此类特征,或此类特征可以与其他特征组合。

如本文中所使用,单数形式的“一”(“a”、“an”)和“该”(“the”)旨在也包括复数形式,除非上下文另外清楚地指示。还将理解,当在本说明书中使用术语“包括”(“comprise”和/或“comprising”)时,其指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其群组的存在或添加。短语“A和/或B”意指(A)、(B)或(A和B)。出于本公开的目的,短语“A、B和/或C”意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。就本公开而言,如本文中所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。

本文中使用术语“耦合的”、“通信地耦合的”及其派生词。术语“耦合的”可意指两个或更多个元件彼此处于直接的物理或电接触,可意指两个或更多个元件间接地彼此接触但仍彼此协作或交互,和/或可意指一个或多个其他元件被耦合或连接在被称为彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合的”可意指两个或更多个元件彼此直接接触。术语“通信地耦合的”可意指两个或更多个元件可通过通信手段彼此联系,通过通信手段包括通过线或其他互连连接、通过无线通信信道或墨迹,等等。

术语“电路”是指被配置成用于执行电子设备中的特定功能的电路或具有多个电路的系统。电路或电路的系统可以是被配置成用于提供所描述的功能的一个或多个硬件组件的部分或包括该一个或多个硬件组件,该一个或多个硬件组件诸如逻辑电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和/或存储器(共享的、专用的或成组的)、ASIC、FPGA、可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)、SoC、SiP、多芯片封装(multi-chippackage,MCP)、DSP等。另外,术语“电路”也可指代一个或多个硬件元件与程序代码的组合,用于执行该程序代码的功能。一些类型的电路可执行一个或多个软件或固件程序,以提供所描述的功能中的至少一些。此类硬件元件与程序代码的组合可被称为特定类型的电路。

应当理解,在本说明书中所描述的功能单元或能力可能已被称为或标记为组件或模块,从而更特别地强调其实现方式的独立性。此类组件可由任何数量的软件或硬件形式来具体化。例如,组件或模块可以被实现成硬件电路,该硬件电路包括定制的超大规模集成(very-large-scale integration,VLSI)电路或门阵列,诸如逻辑芯片、晶体管之类的现成的半导体,或其他分立的组件。组件或模块也可被实现在可编程硬件器件中,诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。组件或模块也可被实现在用于由各种类型的处理器执行的软件中。可执行代码的所标识的组件或模块可以例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块,其可被组织成例如对象、过程、或函数。然而,所标识的组件或模块的可执行对象不需要在物理上定位在一起,而是可包括存储在不同位置中的不同指令,当这些指令在逻辑上结合在一起时,包括组件或模块,并且为该组件或模块实现所声称的目的。

实际上,可执行代码的组件或模块可以是单个指令或许多指令,并且甚至可以分布在若干不同的代码段上,分布在不同的程序之间以及跨若干存储器设备或处理系统分布。具体而言,所描述的过程中的一些过程(例如,代码重写和代码分析)可能在与在其中部署代码的处理系统(例如,在嵌入在传感器或机器人的计算机中)不同的处理系统(例如,在数据中心中的计算机中)上进行。类似地,操作数据在本文中可被标识并图示在组件或模块内,并且能以任何合适的形式被具体化并且可以被组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可作为单个数据集被收集,或者可被分布在不同的位置上(包括在不同存储设备上),并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。组件或模块可以是无源或有源的,包括可操作以执行期望功能的代理。

如本文中所使用,术语“处理器电路”是指能够顺序地且自动地执行算术或逻辑操作序列,或者记录、存储和/或传递数字数据的电路,是该电路的部分,或者包括该电路。术语“处理器电路”可指一个或多个应用处理器、一个或多个基带处理器、物理CPU、单核心处理器、双核心处理器、三核心处理器、四核心处理器、和/或能够执行或以其他方式操作计算机可执行指令的任何其他设备,这些计算机可执行指令诸如程序代码、软件模块和/或函数进程。术语“应用电路”和/或“基带电路”可视为与“处理器电路”是同义的,或可被称为“处理器电路”。

本文中所使用的术语“存储器”和/或“存储器电路”是指用于存储数据的一个或多个硬件设备,包括RAM、MRAM、PRAM、DRAM、和/或SDRAM、核心存储器、ROM、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备或用于存储数据的其他机器可读介质。术语“计算机可读介质”可包括但不限于存储器、便携式或固定存储设备、光学存储设备以及能够存储、包含或承载指令或数据的各种其他介质。

如本文中所使用,术语“接口电路”是指实现两个或更多个组件或设备之间的信息交换的电路,是该电路的部分,或者包括该电路。术语“接口电路”可指一个或多个硬件接口,例如,总线、I/O接口、外围组件接口、网络接口卡,等等。

术语“元件”是指在给定的抽象水平不可分并且具有清楚地限定的边界的单元,其中,元件可以是任何类型的实体,包括例如一个或多个设备、系统、控制器、网络元件、模块等或其组合。术语“设备”是指这样的物理实体:该物理实体被嵌入在其附近的另一物理实体内部或附连至其附近的另一物理实体,具有传达来自该物理实体的数字信息或向该物理实体传达数字信息的能力。术语“实体”是指体系结构或设备的不同组件、或作为有效载荷被传递的信息。术语“控制器”是指具有诸如通过改变其状态或使物理实体移动来影响物理实体的能力的元件或实体。

如本文中所使用,术语“边缘计算”涵盖致力于针对端点用户(客户端设备、用户装备等)减少等待时间并增加吞吐量而将处理活动和资源(例如,计算、存储、加速资源)朝向网络的“边缘”移动的分布式计算的许多实现方式。此类边缘计算实现方式典型地涉及从经由无线网络可访问的一个或多个位置在类云服务、功能、应用和子系统中提供此类活动和资源。由此,对本文中所使用的网络、集群、域、系统或计算布置的“边缘”的引用是起作用的分布式计算元件的群组或分组,并且由此一般与图论中使用的“边缘”(链接或连接)无关。经由移动无线网络(例如,蜂窝和WiFi数据网络)可访问的边缘计算应用和服务的特定布置可被称为“移动边缘计算”或“多接入边缘计算”,其可通过缩写“MEC”来引用。本文中对“MEC”的使用也可指代由欧洲电信标准协会(European Telecommunications StandardsInstitute,ETSI)颁布的标准化实现方式,被称为“ETSI MEC”。ETSI MEC规范所使用的术语通过引用总体结合于此,除非本文中提供冲突的定义或使用。

如本文中所使用,术语“计算节点”或“计算设备”是指实现边缘计算操作的要素的可标识的实体(不论是较大系统的部分、分布式系统集合、还是独立装置)。计算节点可被称为“边缘节点”、“边缘设备”、“边缘系统”,而不论作为客户端、服务器还是中间实体来进行操作。计算节点的特定实现方式可被并入到服务器、基站、网关、路边单元、自有单元、UE或终端消费设备等等中。

如本文中所使用的术语“计算机系统”是指任何类型经互连的电子设备、计算机设备、或其组件。附加地,术语“计算机系统”和/或“系统”可指计算机的、彼此通信地耦合的各种组件。此外,术语“计算机系统”和/或“系统”可指彼此通信地耦合并且被配置成用于共享计算和/或联网资源的多个计算机设备和/或多个计算系统。

如本文中所使用的术语“体系结构”是指计算机体系结构或网络体系结构。“网络体系结构”是在包括通信协议、接口和介质传输的网络中软件和/或硬件元件的物理和逻辑设计或布置。“计算机体系结构”是在包括软件和/或硬件元件之间的交互的技术标准的计算系统或平台中软件和/或硬件元件的物理和逻辑设计或布置。

如本文中所使用,术语“装置”、“计算机装置”等等是指具有程序代码(例如,软件或固件)的、专门被设计成用于提供特定计算资源的计算机设备或计算机系统。“虚拟装置”是用于由使计算机装置虚拟化或对计算机装置进行仿真或者以其他方式专用于提供特定的计算资源的、装配有管理程序的设备实现的虚拟机镜像。

如本文中所使用的术语“用户装备”或“UE”是指具有无线电通信能力的设备,并且可描述通信网络中网络资源的远程用户。术语“用户装备”或“UE”可被认为与以下各项同义并且可被称为以下各项:客户端、移动式装置、移动设备、移动终端、用户终端、移动单元、站、移动站、移动用户、订户、用户、远程站、接入代理、用户代理、接收机、无线电装备、可重配置无线电装备、可重配置移动设备等。此外,术语“用户装备”或“UE”可包括任何类型的无线/有线设备、或包含无线通信接口的任何计算设备。术语“站”或“STA”是指作为至无线介质(wireless medium,WM)的介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)接口的可单独寻址的实例的逻辑实体。术语“无线介质”或“WM”是指用于实现协议数据单元(PDU)在无线局域网(LAN)的对等物理层(PHY)实体之间的传输的介质。

如本文中所使用的术语“网络元件”是指用于提供有线或无线通信网络服务的物理或虚拟化的装备和/或基础设施。术语“网络元件”可被认为与以下各项同义和/或被称为以下各项:联网的计算机、联网硬件、网络装备、网络节点、路由器、交换机、中枢、网桥、无线电网络控制器、RAN设备、RAN节点、网关、服务器、虚拟化VNF、NFVI等等。

如本文所使用的,术语“接入点”或“AP”是指包含一个站(STA)并且经由针对相关联的站的无线介质(WM)提供对分发服务的访问的实体。AP包括站和分发系统访问功能(distribution system access function,DSAF)。如本文中所使用,术语“基站”是指无线电接入网络(RAN)中的网络元件,该无线电接入网络诸如负责在一个或多个蜂窝小区中将无线电信号发送至用户装备(UE)或从用户装备(UE)接收无线电信号的第四代(fourth-generation,4G)或第五代(fifth-generation,5G)移动通信网络。基站可以具有集成式天线,或者可通过馈电电缆连接至天线阵列。基站使用专门的数字信号处理和网络功能硬件。出于灵活性、成本、以及性能,可将基站拆分成采用软件进行操作的多个功能块。基站可包括演进节点B(eNB)或下一代节点B(gNB)。基站可操作或包括计算硬件,以作为计算节点来进行操作。然而,在本文中所讨论的场景中的许多场景中,RAN基站可以用接入点(例如,无线网络接入点)或其他网络接入硬件来代替。

如本文中所使用,术语“中央局”(或CO)指示可访问或所限定的地理区域内的、用于电信基础设施的聚合点,通常电信服务提供商传统上将用于一种或多种类型的接入网络的切换装备定位在其中。CO可以在物理上被设计成用于容纳电信基础设施装备或计算、数据存储和网络资源。然而,CO不需要是由电信服务提供商指定的位置。CO可主控用于边缘应用和服务或者甚至类云服务的本地实现方式的任何数量的计算设备。

术语“云计算”或“云”是指用于在具有按需要自服务供应和管理并且不具有用户的主动管理的情况下启用对可扩展且弹性的可共享资源池的网络访问的范式。云计算提供云计算服务(或云服务),该云计算服务(或云服务)是经由使用所定义的接口(例如,API,等等)调用的云计算而提供的一项或多项能力。术语“计算资源”或简称为“资源”是指在计算机系统或网络内具有有限的可用性的任何物理或虚拟组件或对此类组件的使用。计算资源的示例包括在一段时间内对以下各项的使用/访问:服务器、(一个或多个)处理器、存储装备、存储器设备、存储器区域、网络、电功率、输入/输出(外围)设备、机械设备、网络连接(例如,信道/链路、端口、网络插槽等)、操作系统、虚拟机(VM)、软件/应用、计算机文件等等。“硬件资源”可以指由(一个或多个)物理硬件元件提供的计算、存储和/或网络资源。“虚拟化资源”可指由虚拟化基础设施向应用、设备、系统等提供的计算、存储、和/或网络资源。术语“网络资源”或“通信资源”可指可由计算机设备/系统经由通信网络访问的资源。术语“系统资源”可指用于提供服务的任何种类的共享实体,并且可包括计算和/或网络资源。系统资源可被认为是通过服务器可访问的一组连贯的功能、网络数据对象或服务,其中此类系统资源驻留在单个主机或多个主机上并且是可清楚标识的。

术语“工作负荷”指在时间段期间或在特定时刻由计算系统、设备、实体等执行的工作量。工作负荷可被表示为基准,诸如响应时间、吞吐量(例如,在一段时间内完成多少工作),等等。附加地或替代地,工作负荷可被表示为以下各项:存储器工作负荷(例如,程序执行所需要的用于存储临时或永久数据的以及执行中间计算所需的存储器空间的量)、处理器工作负荷(例如,在给定时间段期间或在特定时刻由处理器执行的指令数量)、I/O工作负荷(例如,在给定时间段期间或在特定时刻输入和输出或系统访问的数量)、数据库工作负荷(例如,在时间段期间数据库查询的数量)、网络相关的工作负荷(例如,网络附连的数量、移动性更新的数量、无线电链路失败的数量、移交的数量、要通过空中接口传递的数据量等),等等。可使用各种算法来确定工作负荷和/或工作负荷特性,其可基于前述工作负荷类型中的任一者。

如本文中所使用,术语“云服务提供商”(或CSP)指示典型地对大规模的“云”资源进行操作的组织,这些大规模的“云”资源由集中式、区域的、和边缘数据中心组成(例如,如在公共云的情境中所使用)。在其他示例中,CSP也可被称为云服务运营商(Cloud ServiceOperator,CSO)。对“云计算”的引用一般是指在相对于边缘计算具有至少一些增加的等待时间、距离、或约束的远程位置处由CSP或CSO提供的计算资源和服务。

如本文中所使用,术语“数据中心”是指旨在容纳多个高性能计算和数据存储节点以使得大量的计算、数据存储和网络资源存在于单个位置处的有目的设计的结构。这通常使得需要专门的机架和封装系统、合适的加热、冷却、通风、安全、灭火、以及功率递送系统。在一些情境中,该术语还可指代计算和数据存储节点。在集中式数据中心或云数据中心(例如,最大的数据中心)、区域数据中心、以及边缘数据中心(例如,最小的数据中心)之间,数据中心的规模可能有所不同。

如本文中所使用,术语“接入边缘层”指示基础设施边缘的、最靠近于终端用户或设备的子层。例如,此类层可通过被部署在蜂窝网络位置处的边缘数据中心来满足。接入边缘层作为基础设施边缘的前线来起作用,并且可连接至层次体系中较高的聚合边缘层。

如本文中所使用,术语“聚合边缘层”指示距接入边缘层一跳的基础设施边缘的层。该层可以要么作为中等规模的数据中心存在于单个位置中,要么可由多个互连的微型数据中心形成以形成具有接入边缘的分层拓扑,从而允许相比于仅有接入边缘更大的协作、工作负荷故障转移、以及可缩放性。

如本文中所使用,术语“网络功能虚拟化”或“NFV”指示使用工业标准虚拟化和云计算技术将NF从专有硬件设备内的嵌入式服务迁移到在标准化CPU上运行的基于软件的虚拟化NF(或VNF)。NFV处理和数据存储在基础设施边缘内的、直接连接至本地蜂窝站点的边缘数据中心处发生。如本文中所使用,术语“虚拟化网络功能”或“VNF”指示在多功能多目的计算资源(例如,x86、ARM处理体系结构)上操作的基于软件的NF,其可代替于专用物理装备而被NFV使用。若干VNF可在基础设施边缘处的边缘数据中心上操作。

如本文中所使用,术语“边缘计算”是指对处于较靠近于网络的网络的“边缘”或“边缘”的集合的位置处的计算和资源的实现、协调和使用。在网络的边缘处部署计算资源可减少应用和网络等待时间,减少网络回程通信量和相关联的能耗,改善服务能力,改善对安全或数据隐私性要求的顺应性(尤其是与常规云计算相比),并且改善总拥有成本。如本文中所使用,术语“边缘计算节点”是指以设备、网关、桥接器、系统或子系统、组件形式的能够进行计算的元件的真实世界的、逻辑的、或虚拟化的实现方式,而不论是在服务器、客户端、端点还是对等模式下操作,并且不论位于网络的“边缘”处还是位于进一步处于网络内的连接的位置处。一般而言,对本文中所使用的“节点”的引用与“设备”、“组件”和“子系统”是可互换的;然而,对“边缘计算系统”或“边缘计算网络”的引用一般是指分布式体系结构、组织、或多个节点和设备的集合,并且边缘计算系统或边缘计算网络被组织成用于完成或提供边缘计算设置中的一些服务或资源。

术语“物联网”或“IoT”是指具有能够以较少的人类交互或在没有人类交互的情况下传输数据的相互联系的计算设备、机械和数字机器的系统,并且可涉及诸如实时分析、机器学习和/或AI、嵌入式系统、无线传感器网络、控制系统、自动化(例如,智慧家居、智慧建筑和/或智慧城市技术)等等的技术。IoT设备通常是不具有重度计算或存储能力的低功率设备。“边缘IoT设备”可以是被部署在网络的边缘处的任何种类的IoT设备。

如本文中所使用,术语“集群”是指以物理实体(例如,不同的计算系统、网络或网络群组)、逻辑实体(例如,应用、功能、安全构造、容器)等等的形式、作为边缘计算系统(或多个边缘计算系统)的部分的实体集合或实体分组。在一些位置中,“集群”也指代“群组”或“域”。集群的成员关系可基于包括来自动态成员关系或基于属性的成员关系、来自网络或系统管理场景、或来自下文所讨论的各种示例技术的可添加、修改或移除集群中的实体的状况或功能而被修改或影响。集群还可包括多个层、级别或属性,或与多个层、级别或属性相关联,该多个层、级别或属性包括基于此类层、级别或属性的安全特征和结果的变型。

如本文中所使用,术语“无线电技术”是指用于电磁辐射的无线传送和/或接收以进行信息传递的技术。术语“无线电接入技术”或“RAT”是指用于至基于无线电的通信网络的底层物理连接的技术。术语“V2X”是指交通工具对交通工具(V2V)、交通工具对基础设施(V2I)、基础设施对交通工具(I2V)、交通工具对网络(V2N)、和/或网络对交通工具(N2V)通信和相关联的无线电接入技术。

如本文中所使用,“通信协议”(有线或无线的)是指由通信设备和/或系统实现以与其他设备和/或系统进行通信的一组标准化规则或指令,包括用于对数据进行打包/拆包、对信号进行调制/解调的指令,协议栈的实现方式,等等。

如本文中所使用的术语“信道”是指用于传达数据或数据流的任何有形或无形的传输介质。术语“信道”可与“通信信道”、“数据通信信道”、“传输信道”、“数据传输信道”、“接入信道”、“数据访问信道”、“链路”、“数据链路”、“载波”、“射频载波”、和/或表示传达数据所通过的路径或介质的任何其他类似术语同义,和/或等同于这些术语。附加地,如本文中所使用的术语“链路”是指两个设备之间出于传送和接收信息目的通过RAT进行的连接。

如本文中所使用,术语“无线电技术”是指用于电磁辐射的无线传送和/或接收以进行信息传递的技术。术语“无线电接入技术”或“RAT”是指用于至基于无线电的通信网络的底层物理连接的技术。

如本文中所使用,“通信协议”(有线或无线的)是指由通信设备和/或系统实现以与其他设备和/或系统进行通信的一组标准化规则或指令,包括用于对数据进行打包/拆包、对信号进行调制/解调的指令,协议栈的实现方式,等等。可以使用的无线通信协议的示例包括全球移动通信系统(GSM)无线电通信技术、通用分组无线电服务(General PacketRadio Service,GPRS)无线电通信技术、GSM演进的增强数据速率(Enhanced Data Ratesfor GSM Evolution,EDGE)无线电通信技术和/或第三代伙伴计划(Third GenerationPartnership Project,3GPP)无线电通信技术,包括例如,3GPP第五代(5G)或新无线电(NewRadio,NR)、通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)、自由多媒体接入(Freedom of Multimedia Access,FOMA)、长期演进(Long TermEvolution,LTE)、高级LTE(LTE Advanced)、LTE额外(LTE Extra)、LTE-A加强版(LTE-APro)、cdmaOne(2G)、码分多址2000(Code Division Multiple Access 2000,CDMA 2000)、蜂窝数字分组数据(Cellular Digital Packet Data,CDPD)、Mobitex、电路交换数据(Circuit Switched Data,CSD)、高速CSD(High-Speed CSD,HSCSD)、通用移动电信系统(UMTS)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,W-CDM)、高速分组接入(High Speed Packet Access,HSPA)、增强型HSPA(HSPA Plus,HSPA+)、时分-码分多址(Time Division-Code Division Multiple Access,TD-CDMA)、时分-同步码分多址(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)、LTE LAA、MuLTEfire、UMTS陆地无线电接入(UMTS Terrestrial Radio Access,UTRA)、演进型UTRA(Evolved UTRA,E-UTRA)、演进数据优化或仅演进数据(Evolution-Data Optimized orEvolution-Data Only,EV-DO)、高级移动电话系统(Advanced Mobile Phone System,AMPS)、数字AMPS(Digital AMPS,D-AMPS)、全接入通信系统/扩展式全接入通信系统(TotalAccess Communication System/Extended Total Access Communication System,TACS/ETACS)、按键通话(Push-to-talk,PTT)、移动电话系统(Mobile Telephone System,MTS)、改进型移动电话系统(Improved Mobile Telephone SystemIMTS)、高级移动电话系统(Advanced Mobile Telephone System,AMTS)、蜂窝数字分组数据(Cellular DigitalPacket Data,CDPD)、DataTAC、集成数字增强网络(Integrated Digital EnhancedNetwork,iDEN)、个人数字蜂窝(Personal Digital Cellular,PDC)、个人手持式电话系统(Personal Handy-phone System,PHS)、宽带集成数字增强网络(Wideband IntegratedDigital Enhanced Network,WiDEN)、iBurst、非许可移动接入(Unlicensed MobileAccess,UMA)(也被称为3GPP通用接入网络或GAN标准)、

术语“互操作性”是指利用一种RAT的UE和/或站(诸如ITS-S,包括交通工具ITS-S(V-ITS-S)、路边ITS-S(R-ITS-S)和VRU ITS-S)与利用另一种RAT的其他站进行通信的能力。术语“共存”是指使用任一交通工具通信系统在站/UE之间共享或分配射频资源。

术语“V2X”是指交通工具对交通工具(V2V)、交通工具对基础设施(V2I)、基础设施对交通工具(I2V)、交通工具对网络(V2N)、和/或网络对交通工具(N2V)通信和相关联的无线电接入技术。

如本文中所使用的术语“局部化网络”可指覆盖某个区域或地区中有限数量的连接的交通工具的局域网络。如本文中所使用的术语“分布式计算”可指地理上分布在一个或多个局部化网络的终止的附近区域内的计算资源。如本文中所使用的术语“局部数据集成平台”可指通过利用(一个或多个)局部化网络和分布式计算来集成局部数据的平台、设备、系统、网络、或(一个或多个)元件。

如本文中所使用的术语“实例化(instantiate、instantiation)”等等是指实例的创建。“实例”还指对象的具体发生,该对象例如可在程序代码的执行期间发生。术语“信息元素”是指包含一个或多个字段的结构元素。术语“字段”是指信息元素的各个内容或包含内容的数据元素。“数据库对象”、“数据结构”或类似术语可指采用对象、属性-值对(attribute-value pair,AVP)、关键字-值对(key-value pair,KVP)、元组等形式的任何信息表示,并且可包括变量、数据结构、函数、方法、类、数据库记录、数据库字段、数据库条目、数据和/或数据库条目之间的关联(也被称为“关系”)、区块链实现方式中的区块以及区块之间的链接等等。术语“数据元素”或“DE”是指包含一个单数据的数据类型。术语“数据帧”或“DF”是指包含按预定义的次序的多于一个的数据元素的数据类型。

如本文所使用的,术语“可靠性”是指计算机相关组件(例如,软件、硬件或网络元件/实体)一贯地执行期望的功能和/或根据规范进行操作的能力。在网络通信的情境下的可靠性(例如,“网络可靠性”)可指网络进行通信的能力。网络可靠性还可以是将指定数据量从源递送至目的地(或宿)的概率(或者是对该概率的测量)。

术语“应用”可指用于在操作环境中实现某种功能的完整且可部署的包、环境。术语“AI/ML应用”或类似术语可以是包含一些AI/ML模型和应用级描述的应用。术语“机器学习”或“ML”是指使用计算系统在不使用明确的指令而是依赖于模式或推断的情况下来实现算法和/或统计模型以执行(一个或多个)特定任务。ML算法基于样本数据(被称为“训练数据”、“模型训练信息”等)建立或估计(一个或多个)数学模型(被称为“ML模型”等),以便在没有被明确编程为执行此类任务的情况下作出预测或决策。一般而言,ML算法是从相对于某项任务和某个性能测量的经验学习的计算机程序,并且ML模型可以是在ML算法利用一个或多个训练数据集被训练之后创建的任何对象或数据结构。在训练之后,ML模型可以用于作出关于新的数据集的预测。虽然术语“ML算法”是指不同于术语“ML模型”的概念,但是如本文中所讨论的这些术语可出于本公开的目的可互换地使用。术语“会话”是指两个或更多个通信设备之间、两个或更多个应用实例之间、计算机与用户之间、或任何两个或更多个实体或元件之间的临时的且交互性的信息互换。

关于元素或实体(诸如“自我ITS-S”等)使用的术语“自我”是指要被考虑的ITS-S,术语“自我交通工具”是指具体化被考虑的ITS-S的交通工具,并且用于描述元素或实体的术语“邻居”或“邻近”是指不同于自我ITS-S和/或自我交通工具的其他ITS-S。

术语“地理区域”是指诸如圆形区域、矩形区域、和椭圆区域之类的一个或多个几何形状。圆形地理区域通过具有表示圆心的单个点A并且具有半径r的圆形形状来描述。矩形几何区域通过具有表示矩形中心的点A并且具有作为中心点与矩形的短边之间的距离的参数a(短边的垂直平分线)、作为中心点与矩形的长边之间的距离的参数b(长边的垂直平分线)、和作为矩形的长边的方位角的参数θ的矩形形状来限定。椭圆几何区域通过具有表示矩形的中心的点A并且具有作为长半轴的长度的参数a、作为短半轴的长度的参数b、以及作为长半轴的方位角的参数θ的椭圆形状来限定。ITS-S可以使用函数F来确定点P(x,y)是位于地理区域内部、外部、中心处还是边界处。函数F(x,y)假定几何形状的典型形式:笛卡尔坐标系的原点处于形状的中心。该坐标系的横坐标与形状的长边平行。点P相对于该坐标系来限定。

术语“互操作性”是指利用一种通信系统或RAT的ITS-S与利用另一通信系统或RAT的其他ITS-S进行通信的能力。术语“共存”是指使用任一通信系统或RAT在ITS-S之间共享或分配射频资源。

术语“ITS数据字典”是指在ITS应用或ITS设施层中使用的DE和DF的储存库。术语“ITS消息”是指在ITS设施层处在ITS站之间交换的消息或者在ITS应用层处在ITS站之间交换的消息。

术语“集体感知”或“CP”是指基于感知传感器共享感知到的ITS-S环境的概念,其中ITS-S对关于其当前(驾驶)环境的信息进行广播。CP是在不同的ITS-S之间借助V2X RAT主动地交换当地感知到的对象的概念。CP通过向ITS-S的相互FoV贡献信息而降低了ITS-S的环境不确定性。

术语“集体感知基本服务”(也被称为CP服务(CP service,CPS))是指ITS-S设施层处用于接收并处理CPM、并且生成并传送CPM的设施。

术语“集体感知消息”或“CPM”是指CP基本服务PDU。

术语“集体感知数据”或“CPM数据”是指部分的或完整的CPM有效载荷。

术语“集体感知协议”或“CPM协议”是指用于CPM生成、传送和接收的操作的ITS设施层协议。

术语“环境模型”是指ITS-S的紧邻的环境的当前表示,包括由任一本地感知传感器感知或由V2X接收的所有所感知对象。

在CP基本服务的情境中,术语“对象”是指在传感器的感知范围内物理地检测到的对象的状态空间表示。术语“对象列表”是指在时间上与同一时间戳对准的对象的集合。

术语“CP对象”、“CPM对象”或CP情境下的“对象”是指由感知传感器收集的、关于其他交通参与方和障碍物的经聚合和解释的抽象信息。CP/CPM可以由描述其动力学状态和几何尺寸的一组变量等在数学上进行表示。与对象相关联的状态变量被解释为针对某个时间点的观察,并且由此总是伴随有时间参考。术

术语“ITS站”是指由ITS站(ITS-S)参考体系结构指定的功能实体。术语“路边ITS站”是指路边ITS子系统中的ITS站。术语“交通工具ITS站”是指交通工具ITS子系统中的ITS站。

术语“ITS子系统”是指ITS的、具有用于特定的情境的ITSC组件的一个或多个子系统。术语“路边ITS子系统”是指路边ITS装备情境下的ITS子系统。术语“交通工具ITS站”是指交通工具ITS子系统中的ITS站。

术语“ITS中央系统”是指后端(例如,交通控制中心、交通管理中心、或来自道路当局、ITS应用提供商或汽车OEM的云系统)中的ITS系统(参见例如,[EN302665]第4.5.1.1款)。

在便携式设备(例如,行人的移动设备)的情境中,术语“个人ITS-S”是指游牧式ITS子系统中的ITS-S。

术语“交通工具”可指:被设计成用于在公共道路和公路上载人或载货的道路交通工具,诸如AV、公共汽车、汽车、卡车、货车、房车和摩托车;在水上载人或载货的交通工具,诸如船只、船舶等;或在空中载人或载货的交通工具,诸如飞机、直升机、无人机、卫星等。

术语“传感器测量”是指传感器基于其工作原理生成针对检测到的对象的状态空间表示的操作。附加地或替代地,术语“传感器测量”是指由(一种或多种)特征提取算法生成或提供的抽象对象描述,其可基于安装至ITS-S的本地感知传感器的测量原理。特征提取算法处理传感器的原始数据(例如,反射图像、相机图像等)以生成对象描述。

术语“状态空间表示”是对检测到的对象的数学表示,其包括诸如距离、速度、对象尺寸等之类的状态变量。与对象相关联/关联至对象的状态变量被解释为针对某个时间点的观察,并且由此伴随有时间参考。

术语“成本图网格”是指道路表面的包括场道、人行道、路缘等的区域,其中形状可以是矩形、圆形、椭圆形、多边形或其他形状。术语“成本图单元”是指被分成更小的矩形单元的成本图网格并且它是最小粒度。术语“成本图层”是指其中每个单元由成本和置信度值来标识的成本图网格。它携载道路上的对象或障碍物或结构的特定类型的信息。

虽然前述示例中的许多示例在使用特定的蜂窝/移动网络术语的情况下(包括在使用4G/5G 3GPP网络组件(或预期的基于太赫兹的6G/6G+技术)的情况下)被提供,但是将理解的是,这些示例可应用于广域无线网络和局域无线网络的许多其他部署、以及有线网络的整合(包括光学网络及相关联的光纤、收发机等)。此外,各种标准(例如,3GPP、ETSI等)可定义各种消息格式、PDU、容器、帧等,如包括任选的或强制性的数据元素(DE)、数据帧(DF)、信息元素(IE)等等的序列。然而,应当理解,任何特定标准的要求均不应限制本公开,并且如此,容器、帧、DF、DE、IE、值、动作和/或特征的任何组合是可能的,包括严格要求被遵循以便符合此类标准的容器、DF、DE、值、动作和/或特征的任何组合或者强烈推荐和/或与任选的要素一起使用或在存在/不存在任选的要素的情况下使用的容器、帧、DF、DE、IE、值、动作和/或特征的任何组合。

本文中详述的配置、布置、实现方式和过程可以以各种组合和/或并行地使用。形成本文的部分的所附附图以说明性而并非限制性方式示出主题可在其中被实施的特定实现方式。足够详细地描述了所图示的实现方式以使本领域的技术人员能够实施本文中所公开的教导。可利用并由此推导出其他实现方式和布置,以使得可在不背离本公开的范围的情况下作出结构的和逻辑的替换和改变。本发明的范围由所附权利要求书以及这些权利要求所授予的等效技术方案的完整范围来阐明。

技术分类

06120115937908