一种面向智能网联汽车的数据采集方法及系统与流程

1.本发明涉及智能网联汽车领域，尤其涉及一种面向智能网联汽车的数据采集方法及系统。


背景技术：

2.随着中国智能网联汽车技术的飞速发展，智能网联汽车开始由技术研发向应用示范方面转化，在国内形成多个智能网联示范区，并有相当数量的智能网联汽车开展示范运营。这样就导致需要对示范运营的车辆进行全方位数据采集、车辆监控、数据分析等。但是，已有的对车辆进行数据采集、车辆监控、数据分析等的实现主要针对车辆自身状态，无法满足智能网联汽车在这些方面的具体要求，一方面是数据采集的种类不完整，缺少车辆周边环境，如人，车，路，障碍物等的数据描述，另一方面是车辆监控时只针对车辆自身，没有把车辆周边环境与车辆自身统一起来，并在保证实时性的前提下进行综合性监控，第三方面就是在缺少车辆周边数据的情况下，对数据进行分析无法清楚、全面的分析车辆问题的诱发根源。因此，现在就急需一种可针对智能网联汽车的，集数据采集、车辆监控、数据分析于一身的方法及系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面向智能网联汽车的数据采集方法及系统，解决了如下问题：原有车辆监控采集系统在数据采集种类不完整，缺少车辆周边环境，如人、车、路、障碍物等的数据描述；车辆监控缺乏实时性，并且没有实现车辆周边环境与车辆自身数据统一监控；数据分析片面，无法清楚、全面的分析车辆问题诱因。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种面向智能网联汽车的数据采集系统，包括智能驾驶监控数采分析控制器、数据监控采集后台、激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、车上can总线和北斗卫星；智能驾驶监控数采分析控制器分别与激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和车上can总线连接，用于接收激光雷达发送的点云数据、摄像头发送的图像数据、毫米波感知数据、超声波感知数据和车辆状态数据；智能驾驶监控数采分析控制器与北斗卫星进行无线通信连接，用于采集本车高精度定位数据及车头方向；数据监控采集后台与智能驾驶监控数采分析控制器进行无线通信连接，用于接收智能驾驶监控数采分析控制器处理后的信息数据。
5.所述智能驾驶监控数采分析控制器包括智能驾驶监控数采控制cpu、4g通信模块、大数据算法模块、激光雷达接收模块、摄像头接收模块、毫米波雷达接收can模块、超声波雷达can模块、车辆状态can模块、交通信息采集模块、北斗高精度定向定位和环境采集模块；大数据算法模块通过usb1接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；4g通信模块通过usb2接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接，数据监控采集后台
通过4g通信模块与智能驾驶监控数采控制cpu进行无线连接；v2x模块通过usb3接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；激光雷达接收模块一端通过eth1接口与激光雷达连接，另一端通过eth2接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；摄像头接收模块一端通过eth3接口与摄像头连接，另一端eth4接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；毫米波can模块一端通过其can高和can低端与毫米波雷达的can总线连接，同时，另一端通过can3接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；超声波can模块一端通过其can高和can低端分别与超声波雷达的can总线连接，同时，另一端通过can2接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；车辆状态can模块一端通过其can高和can低端分别与车上的can总线连接，同时，另一端通过can1接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；北斗高精度定向定位通过ttl接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接，北斗卫星通过北斗高精度定向定位与智能驾驶监控数采控制cpu进行无线连接；环境采集模块通过ttl4接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接。
6.所述环境采集模块包括光线传感器、雨雪传感器、温度传感器及环境信息采集器；环境信息采集器分别通过ttl1接口与光线传感器连接，通过ttl2接口与温度传感器连接，通过ttl3接口与雨雪传感器连接。
7.一种面向智能网联汽车的数据采集方法，包括以下步骤：s1，激光雷达接收模块采集激光雷达的点云数据，摄像头接收模块采集摄像头图像数据，毫米波can模块采集毫米波感知数据，超声波can模块采集超声波感知数据，车辆状态can模块采集车辆状态数据；s2，v2x模块与车辆周边其他具有v2x通信能力的设备建立连接，获取其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信；s3，cpu获取步骤s1所采集的激光雷达感知数据、摄像头感知数据、毫米波感知数据、超声波感知数据及车辆状态数据；s4，cpu通过步骤s2所述的v2x模块接收其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信息，并与北斗高精度定向定位发送的本车位置及车头方向相结合，明确本车与其他车辆的位置关系；s5，cpu通过环境采集模块获取外部环境的光线、雨雪、温度感知数据；s6，cpu把步骤s1采集的激光雷达、图像、超声波、毫米波数据，步骤s5采集的外部环境的光线、雨雪、温度感知数据，步骤s2采集的v2x车路协同数据以及步骤s4高精度定位数据一并发送给大数据算法模块；s7，大数据算法模块对步骤6所述的多个数据进行分析处理后，形成三维虚拟地图描述信息，再发送给cpu；s8，cpu把步骤s7得到的三维虚拟地图描述信息与车辆自身状态信息一起通过4g通信模块发送给数据监控采集后台。
8.本发明将高精度地图及定向定位技术、can总线采集技术、4g技术、c-v2x技术、外部环境感知技术、自动驾驶传感的激光雷达、图像、超声波、毫米波识别技术及大数据算法
分析技术集合起来为智能网联汽车提供数据采集监控分析的实现方法及系统。智能网联汽车在正常行驶过程中，智能驾驶监控数采分析控制器获取车上自动驾驶传感器的激光雷达、图像、超声波、毫米波设备数据，获取can总线的车辆状态信息，获取周边车辆及交通设施的信息，获取外界的光线、雨雪、温度信息，获取车辆位置及车头朝向信息，再把这些信息与已有的高精度地图数据结合，由大数据算法模块完成slam建模，形成虚拟世界，并进一步对数据进行优化及简化，由智能驾驶监控数采控制cpu通过4g网络发送到后台，实时显示车辆当前状态及行驶周边环境。此方案有效的保证数据采集的全面性，车辆监控的实时性，数据分析的高效性的优点，解决了原有车辆监控采集系统在数据采集种类不完整，缺少车辆周边环境，如人，车，路，障碍物等的数据描述，车辆监控缺乏实时性，并且没有实现车辆周边环境与车辆自身数据统一监控，数据分析片面，无法清楚、全面的分析车辆问题诱因的缺点。
9.本发明的有益效果：通过激光雷达接收模块，摄像头接收模块，毫米波can模块，超声波can模块及车辆状态can模块，v2x模块，北斗高精度定向定位及环境采集模块获取激光雷达感知数据，摄像头感知数据，毫米波感知数据，超声波感知数据及车辆状态数据，其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信息，本车位置及车头方向相，车辆外部环境的光线、雨雪、温度感知数据。并通过大数据算法模块进行大数据分析处理，可实时，准确，全面的描述车辆周边环境，并兼顾车辆监控。
10.通过本发明，保证智能驾驶车辆数据采集的全面性，车辆监控的实时性，数据分析的高效性的优点，解决了原有车辆监控采集系统在数据采集种类不完整，缺少车辆周边环境，如人，车，路，障碍物等的数据描述，车辆监控缺乏实时性，并且没有实现车辆周边环境与车辆自身数据统一监控，数据分析片面，无法清楚、全面的分析车辆问题诱因的缺点。
附图说明
11.图1是本发明的结构框图；图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
12.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
13.如图1所示，一种面向智能网联汽车的数据采集系统，包括智能驾驶监控数采分析控制器、数据监控采集后台、激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、车上can总线和北斗卫星；智能驾驶监控数采分析控制器分别与激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和车上can总线连接，用于接收激光雷达发送的点云数据、摄像头发送的图像数据、毫米波感知数据、超声波感知数据和车辆状态数据；智能驾驶监控数采分析控制器与北斗卫星进行无线通信连接，用于采集本车高精度定位数据及车头方向；数据监控采集后台与智能驾驶监控数采分析控制器进行无线通信连接，用于接收
智能驾驶监控数采分析控制器处理后的信息数据。
14.如图2所示，所述智能驾驶监控数采分析控制器包括智能驾驶监控数采控制cpu，4g通信模块，大数据算法模块，激光雷达接收模块，摄像头接收模块，毫米波雷达接收can模块，超声波雷达can模块，车辆状态can模块，交通信息采集模块，北斗高精度定向定位和环境采集模块；大数据算法模块通过usb1接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；4g通信模块通过usb2接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接，数据监控采集后台通过4g通信模块与智能驾驶监控数采控制cpu进行无线连接；v2x模块通过usb3接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；激光雷达接收模块一端通过eth1接口与激光雷达连接，另一端通过eth2接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；摄像头接收模块一端通过eth3接口与摄像头连接，另一端eth4接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；毫米波can模块一端通过其can高和can低端与毫米波雷达的can总线连接，同时，另一端通过can3接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；超声波can模块一端通过其can高和can低端分别与超声波雷达的can总线连接，同时，另一端通过can2接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；车辆状态can模块一端通过其can高和can低端分别与车上的can总线连接，同时，另一端通过can1接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接；北斗高精度定向定位通过ttl接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接，北斗卫星通过北斗高精度定向定位与智能驾驶监控数采控制cpu进行无线连接；环境采集模块通过ttl4接口与智能驾驶监控数采控制cpu连接。
15.所述环境采集模块包括光线传感器、雨雪传感器、温度传感器及环境信息采集器；环境信息采集器分别通过ttl1接口与光线传感器连接，通过ttl2接口与温度传感器连接，通过ttl3接口与雨雪传感器连接。
16.一种面向智能网联汽车的数据采集方法，包括以下步骤：s1，激光雷达接收模块采集激光雷达的点云数据，摄像头接收模块采集摄像头图像数据，毫米波can模块采集毫米波感知数据，超声波can模块采集超声波感知数据，车辆状态can模块采集车辆状态数据；s2，v2x模块与车辆周边其他具有v2x通信能力的设备建立连接，获取其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信；s3，cpu获取步骤s1所采集的激光雷达感知数据、摄像头感知数据、毫米波感知数据、超声波感知数据及车辆状态数据；s4，cpu通过步骤s2所述的v2x模块接收其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信息，并与北斗高精度定向定位发送的本车位置及车头方向相结合，明确本车与其他车辆的位置关系；s5，cpu通过环境采集模块获取外部环境的光线、雨雪、温度感知数据；s6，cpu把步骤s1采集的激光雷达、图像、超声波、毫米波数据，步骤s5采集的外部环境的光线、雨雪、温度感知数据，步骤s2采集的v2x车路协同数据以及步骤s4高精度定位
数据一并发送给大数据算法模块；s7，大数据算法模块对步骤6所述的多个数据进行分析处理后，形成三维虚拟地图描述信息，再发送给cpu；s8，cpu把步骤s7得到的三维虚拟地图描述信息与车辆自身状态信息一起通过4g通信模块发送给数据监控采集后台。
17.实施例一具体过程如下：在设备安装在车上并启动后，激光雷达接收模块采集激光雷达的点云数据，摄像头接收模块采集摄像头图像数据，毫米波can模块采集毫米波感知数据，超声波can模块采集超声波感知数据，车辆状态can模块采集车辆状态数据。v2x模块与车辆周边其他具有v2x通信能力的设备建立连接，获取其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信。cpu通过激光雷达接收模块，摄像头接收模块，毫米波can模块，超声波can模块及车辆状态can模块获取激光雷达感知数据，摄像头感知数据，毫米波感知数据，超声波感知数据及车辆状态数据。cpu通过v2x模块接收其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信息，并与北斗高精度定向定位发送的本车位置及车头方向相结合，明确本车与其他车辆的位置关系。cpu通过环境采集模块获取外部环境的光线、雨雪、温度感知数据。cpu把自动驾驶传感的激光雷达、图像、超声波、毫米波数据，外部环境的光线、雨雪、温度感知数据，v2x车路协同数据及高精度定位数据一并发送给大数据算法模块。大数据算法模块对数据进行分析处理后，形成三维虚拟地图描述信息，再发送给cpu。cpu把三维虚拟地图描述信息与车辆自身状态信息一起通过4g通信模块发送给数据监控采集后台。
18.实施例二具体如下：在设备安装在车上并启动后，激光雷达接收模块（本例采用cydone iv e型号）通过eth1_rx和eth1_tx管脚接收激光雷达的感知数据，并通过eth2_rx和eth2_tx管脚把采集激光雷达的点云数据发送给cpu（本例采用i.mx8型号），摄像头接收模块（本例采用cydone iv gx型号）通过eth3_rx和eth3_tx管脚接收摄像头的感知数据，并通过eth4_rx和eth4_tx管脚把采集摄像头图像数据发送给cpu，毫米波can模块（本例采用tja1042型号）通过can3_h和can3_l管脚接收毫米波雷达的感知数据，并通过can3_rx和can3_tx管脚把采集毫米波感知数据发送给cpu，超声波can模块（本例采用tja1042型号）通过can2_h和can2_l管脚接收超声波雷达的感知数据，并通过can2_rx和can2_tx管脚把采集超声波感知数据发送给cpu，车辆状态can模块（本例采用tja1042型号）通过can1_h和can1_l管脚接收车辆状态数据，并通过can1_rx和can1_tx管脚把采集车辆状态数据发送给cpu。v2x模块（本例采用dmd3a型号）与车辆周边其他具有v2x通信能力的设备建立连接，并通过usb3接口的usb3_dn和usb3_dp管脚把获取其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信息发送给cpu。cpu通过激光雷达接收模块，摄像头接收模块，毫米波can模块，超声波can模块及车辆状态can模块获取激光雷达感知数据，摄像头感知数据，毫米波感知数据，超声波感知数据及车辆状态数据。cpu通过v2x模块接收其他车辆的当前状态，交通信息等车路协同信息，并与北斗高精度定向定位（本例采用p3du型号）通过串口管脚ttl_tx和ttl_rx发送给cpu的本车位置及车头方向相结合，明确本车与其他车辆的位置关系。cpu通过环境采集模块获取外部环境的光线、雨雪、温度感知数据。环境采集模块的环境信息采集器（本例采用lpc1752fbd80型号）通过串口管脚ttl1_tx获取光线传感器（本例采用as7211型号）信息，通过串口管脚ttl2_tx获取温度传感器（本例采用am2302型号）信息，通过串口管脚ttl3_tx获取雨量传感器（本例采用irs202型号）信息，并把环境感知信息通过管脚ttl4_tx发送给
cpu。cpu把自动驾驶传感的激光雷达、图像、超声波、毫米波数据，外部环境的光线、雨雪、温度感知数据，v2x车路协同数据及高精度定位数据一并通过usb1接口的usb1_dn和usb1_dp管脚发送给大数据算法模块（本例采用xc6slx45型号）。大数据算法模块对数据进行分析处理后，形成三维虚拟地图描述信息，再发送给cpu。cpu把三维虚拟地图描述信息与车辆自身状态信息一起通过usb2接口的usb2_dn和usb2_dp管脚发送给4g通信模块（本例采用wh-lte-7s4型号），再发送给数据监控采集后台。
19.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。