一种车载通信终端、车辆及通信系统的制作方法

1.本技术涉及车辆通信技术领域，尤其涉及一种车载通信终端、车辆及通信系统。


背景技术：

2.随着人工智能、电子信息、自动控制、智能制造等技术的进步，汽车自动驾驶技术得到高速发展。车载v2x终端能够使汽车通过与交通参与者及网络设备实现信息交互，以弥补车载传感器可靠性、感知距离及车载平台计算能力等方面的不足，为汽车基于v2x和车载传感信息融合实现协同控制，并达到高度或完全自动驾驶提供了机遇。但目前的车载通信终端，存在通信可靠性较低的问题。


技术实现要素：

3.本技术提供一种车载通信终端、车辆及通信系统，能够提高通信的可靠性。
4.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
5.本技术实施例第一方面，提供一种车载通信终端，该终端包括：第一通信模块、第二通信模块、检测模块和控制模块；
6.第一通信模块，用于与其他车辆、路侧单元和基站进行通信；
7.检测模块分别与第一通信模块和控制模块连接，用于实时检测第一通信模块是否存在通信故障，并在检测到第一通信模块存在通信故障时，向控制模块发送故障信息；
8.控制模块分别与第一通信模块和第二通信模块连接，用于在接收到检测模块发送的故障信息后，控制第二通信模块启动，并利用第二通信模块与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。
9.在一个实施例中，第一通信模块和第二通信模块均为基于c-v2x的通信模块。
10.在一个实施例中，第一通信模块为基于c-v2x的通信模块，第二通信模块为基于蓝牙的通信模块或者基于无线网络的通信模块。
11.在一个实施例中，检测模块，还用于在检测到第一通信模块存在通信故障后，实时检测第一通信模块是否恢复正常通信，并在检测到第一通信模块恢复正常通信时，向控制模块发送恢复信息；
12.控制模块，还用于在接收到恢复信息后，控制第二通信模块关闭，并利用第一通信模块与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。
13.在一个实施例中，终端还包括处理模块；
14.处理模块，用于获取当前车辆的车辆数据、其他车辆的车辆数据、当前定位数据和当前道路数据，并根据当前车辆的车辆数据、其他车辆的车辆数据、定位数据和当前道路数据，得到当前车辆的状态数据，状态数据用于生成当前车辆的控制指令。
15.在一个实施例中，终端还包括：数据获取模块；
16.数据获取模块与当前车辆的多个控制器连接，用于获取各控制器采集到的车辆数据，得到当前车辆的车辆数据；
17.数据获取模块还与处理模块连接，用于将当前车辆数据发送至处理模块；
18.处理模块，具体用于接收数据获取模块发送的当前车辆的车辆数据。
19.在一个实施例中，处理模块分别与第一通信模块和第二通信模块连接；
20.处理模块，还用于在第一通信模块存在通信故障时，通过将当前车辆数据发送至第二通信模块；
21.第二通信模块，在接收到当前车辆的车辆数据后，将当前车辆的车辆数据广播至其他车辆、路侧单元和基站。
22.在一个实施例中，第二通信模块，具体用于在第一通信模块存在通信故障时，通过与其他车辆通信获取其他车辆的车辆数据，通过与路侧单元以及基站进行通信，获取当前道路数据，并将其他车辆的车辆数据、当前道路数据发送至处理模块；
23.处理模块，具体用于在第一通信模块存在通信故障时，接收第二通信模块发送的其他车辆的车辆数据和当前道路数据。
24.本技术实施例第二方面，提供一种车辆，该车辆包括本技术实施例第一方面中的车载通信终端。
25.本技术实施例第三方面，提供一种通信系统，该系统包括路侧单元、基站和本技术实施例第二方面中的多个车辆。
26.本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
27.本技术实施例提供的车载通信终端，该终端包括：第一通信模块、第二通信模块、检测模块和控制模块。其中，第一通信模块用于与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。检测模块分别与第一通信模块和控制模块连接，用于实时检测第一通信模块是否存在通信故障，并在检测到第一通信模块存在通信故障时，向控制模块发送故障信息。控制模块分别与第一通信模块和第二通信模块连接，用于在接收到检测模块发送的故障信息后，控制第二通信模块启动，并利用第二通信模块与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。由于本技术实施例提供的车载通信终端包括两个通信模块，在第一通信模块存在故障时，还可以利用第二通信模块进行通信，从而保证数据传递的连续性和准确性，同时可以保障通信的可靠性，进而为高阶自动驾驶的应用提供保障。
附图说明
28.图1为本技术实施例提供的一种车载通信终端的结构图一；
29.图2为本技术实施例提供的一种车载通信终端的结构图二；
30.图3为本技术实施例提供的一种通信系统的示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出的值。
34.随着人工智能、电子信息、自动控制、智能制造等技术的进步，汽车自动驾驶技术得到高速发展。车载v2x终端能够使汽车通过与交通参与者及网络设备实现信息交互，以弥补车载传感器可靠性、感知距离及车载平台计算能力等方面的不足，为汽车基于v2x和车载传感信息融合实现协同控制，并达到高度或完全自动驾驶提供了机遇。其中，v2x(vehicle to everything)，即车与交通参与者和网络设备的通信连接，主要包括v2v(vehicle to vehicle，车与车通信)、v2i(vehicle to infrastructure，车与基础设施)、v2n(vehicle to network，车与云)、v2p(vehicle to people，车与人)的通信连接等。
35.当前多数车载v2x智能终端的v-box模块通过pc5接口实现与路侧单元(road side unit，rsu)的通信，通过uu接口实现与车联网服务平台(telematics service provider，tsp)相连，rsu模块向v-box模块发送路侧信号；tsp用于接收v-box模块发送的总线数据。此系统仅由单一的pc5接口直通通信，uu接口作为车辆与tsp的数据交互通道具有链路长、时延大的不利因素，无法为pc5的直连通信提供备份。其中，pc5接口是指车辆与车辆，车辆与rsu的直接通信方式。uu接口是指用户终端和基站之间的通信方式。但随着通信技术的发展，v2x通过技术演进实现了应用场景的扩展，从最初的信息服务阶段到辅助驾驶应用再到面向自动驾驶的高级应用。随着v2x应用场景的扩展和进阶，对v2x的功能安全应用提出了更高的要求。现有技术中v2x通信采用5g通信的v2x标准的通信终端，在终端5g&v2x模块或v2x射频天线模块失效时，直接导致通信中断，对于高阶自动驾驶应用的危害性是致命的，无法满足自动驾驶高级应用的功能安全要求。如协作式交叉路口通行、协作式高速路口汇入等场景，当终端5g&v2x模块或v2x射频天线失效时，直接导致车与车之间通信中断，检测不到具有潜在危险的车辆的信息，发生潜在的和危及生命的伤害。因此，现有的车载通信终端存在通信可靠性较低的问题。
36.为了解决上述问题，本技术实施例提供的车载通信终端，该终端包括：第一通信模块、第二通信模块、检测模块和控制模块。其中，第一通信模块用于与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。检测模块分别与第一通信模块和控制模块连接，用于实时检测第一通信模块是否存在通信故障，并在检测到第一通信模块存在通信故障时，向控制模块发送故障信息。控制模块分别与第一通信模块和第二通信模块连接，用于在接收到检测模块发送的故障信息后，控制第二通信模块启动，并利用第二通信模块与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。由于本技术实施例提供的车载通信终端包括两个通信模块，在第一通信模块存在故障时，还可以利用第二通信模块进行通信，从而保证数据传递的连续性和准确性，同时可以保障通信的可靠性，进而为高阶自动驾驶的应用提供保障。
37.如图1所示，本技术实施例提供了一种车载通信终端的结构图，该终端包括：第一通信模块11、第二通信模块12、检测模块13和控制模块14。
38.其中，第一通信模块11，用于与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。检测模块13分别与第一通信模块11和控制模块14连接，用于实时检测第一通信模块11是否存在通信故障，并在检测到第一通信模块11存在通信故障时，向控制模块14发送故障信息。控制模块14
分别与第一通信模块11和第二通信模块12连接，用于在接收到检测模块13发送的故障信息后，控制第二通信模块12启动，并利用第二通信模块12与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。
39.在第一种实现方式中，第一通信模块11和第二通信模块12均为基于c-v2x的通信模块。
40.其中，基于c-v2x的通信模块是基于c-v2x的通信技术的模块，c-v2x的通信技术是基于全球统一标准的通信技术，基于4g/5g等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含lte-v2x和nr-v2x。
41.在第二种实现方式中，第一通信模块11为基于c-v2x的通信模块，第二通信模块12为基于蓝牙的通信模块或者基于无线网络的通信模块。其中，基于蓝牙的通信模块，可以为基于蓝牙5.0的通信模块，蓝牙5.0传输速度上限为24mbps，有效工作距离可达300米，完全满足车辆紧急状态下的通信要求。本技术实施例对此不作具体限定。
42.如图2所示，第一通信模块11中包括第一通信单元和第一射频天线单元，第二通信模块12中包括第二通信单元和第二射频天线单元。其中，第一射频天线单元和第二射频天线单元均用于与其他车辆、路侧单元或基站进行通信，用于接收其他车辆的车辆数据、当前道路数据等。同时，第一射频天线单元和第二射频天线单元还用于向其他车辆、路侧单元或基站广播当前车辆的车辆数据。而第一通信单元和第二通信单元则用于对天线单元接收的数据或者是用于天线单元广播的数据进行数据处理，将数据处理为所需的数据格式。
43.可选的，第一通信单元和第一射频天线单元，以及第二通信单元和第二射频天线单元之间均通过低损耗线束进行通信连接。
44.针对上述第一种实现方式，当第一通信模块11和第二通信模块12均为基于c-v2x的通信模块时，第一通信单元和第二通信单元则均为基于c-v2x通信单元。第一射频天线单元和第二射频天线单元则均为包括v2x射频天线和5g射频天线。其中，v2x射频天线单元基于pc5接口实现车辆与车辆、车辆与路侧单元的通信，5g射频天线单元基于uu接口实现车辆与移动通信基站的通信。其中，uu口通信可以是lte uu口或nr uu口。可选的，基于c-v2x通信单元分别通过低损耗线束与v2x射频天线单元和5g射频天线单元通信连接。
45.针对上述第二种实现方式，当第一通信模块11为基于c-v2x的通信模块时，第一通信单元则为基于c-v2x的通信单元。第一射频天线单元则为包括v2x射频天线和5g射频天线。当第二通信模块12为基于蓝牙的通信模块时，第二通信单元则为基于蓝牙的通信单元，第二射频天线单元则为蓝牙射频天线单元。当第二通信模块为基于wifi的通信模块时，第二通信单元则为基于wifi的通信单元，第二射频天线单元则为wifi射频天线单元。
46.针对上述第二种实现方式，需要说明的是，当第二通信模块12为基于蓝牙的通信模块或基于无线的通信模块时，要实现车辆与路侧单元的通信，则需要路侧单元中也包括对应的基于蓝牙的通信模块或基于无线的通信模块。
47.可选的，当v2x射频天线单元存在故障或者是基于c-v2x通信单元存在通信故障时，则指示第一通信模块11存在通信故障。当v2x射频天线单元运行状态正常以及基于c-v2x的通信单元通信正常时，则指示第一通信模块11通信正常。
48.具体的，车载通信终端中还可以包括监听模块，用于实时对第一通信模块11中的v2x射频天线单元和基于c-v2x通信单元进行监听，若v2x射频天线单元或基于c-v2x通信单
元在预设时间内无法对请求作出响应，则确定第一通信模块11存在通信故障。同样的，若在确定第一通信模块11存在通信故障后，能够在一段时间内持续的监听到v2x射频天线单元和基于c-v2x通信单元的响应信息，则确定第一通信模块通信恢复正常。
49.可选的，检测模块13，还用于在检测到第一通信模块11存在通信故障后，实时检测第一通信模块11是否恢复正常通信，并在检测到第一通信模块11恢复正常通信时，向控制模块14发送恢复信息；控制模块14，还用于在接收到恢复信息后，控制第二通信模块12关闭，并利用第一通信模块11与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。
50.也就是说，第一通信模块11和第二通信模块12互为冗余的通信模块，第一通信模块11为主，第二通信模块12为备，正常情况下利用第一通信模块11与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。当第一通信模块11出现故障时，利用第二通信模块12进行通信，当第一通信模块11恢复正常通信时，则关闭第二通信模块12，继续用第一通信模块11进行通信，这样可以保证车载通信终端的通信可靠性。
51.可选的，该终端还包括处理模块15，处理模块15，用于获取当前车辆的车辆数据、其他车辆的车辆数据、当前定位数据和当前道路数据，并根据当前车辆的车辆数据、其他车辆的车辆数据、定位数据和当前道路数据，得到所述当前车辆的状态数据，状态数据用于生成当前车辆的控制指令。
52.其中，当前车辆数据和其他车辆数据包括车辆的速度、加速度、航向角、横摆角速度、档位、轨迹点等。当前定位数据包括当前车辆的位置。当前道路数据包括当前道路的车道、道路、红绿灯、路口等信息。
53.示例的，处理模块15可以根据当前车辆的车辆数据、其他车辆的车辆数据、当前定位数据和当前道路数据进行危险碰撞计算和数据处理，得到用于对当前车辆进行控制或驾驶建议的状态数据。同时，处理模块15还可以在第一通信模块11出现故障时，通过第二通信模块12将该状态数据对外广播、组播、单播的形式发送给道路的交通参与者，这样可以保证数据传输的可靠性。
54.具体的，该状态数据可以为：自车变道请求数据、自车匝道请求数据，危险碰撞计算结果数据等。
55.可选的，关于处理模块15如何获取当前车辆的车辆数据。终端还包括：数据获取模块16，数据获取模块16与当前车辆的多个控制器连接，用于获取各控制器采集到的车辆数据，得到当前车辆的车辆数据，数据获取模块16还与处理模块15连接，用于将当前车辆数据发送至处理模块15，处理模块15，具体用于接收数据获取模块16发送的当前车辆的车辆数据。
56.也就是说，处理模块15是通过接收数据获取模块16发送的当前车辆的车辆数据来获取当前车辆的车辆数据。而数据获取模块16又是由于与当前车辆的多个控制器连接，可以从多个控制器中获取到当前车辆的车辆数据。
57.示例的，当前车辆的车辆数据包括：自车速度、加速度、航向角、制动状态、异常状态等。
58.在实际执行过程中，处理模块15可以为应用处理器ap模块，数据获取模块16可以为微控单元mcu模块，微控单元mcu模块通过主连接器模块连接整车其它控制器，获取整车canfd数据，也就是当前车辆的车辆数据，并通过spi/uart的方式传输给第一通信单元，通
过usb通信方式传输给应用处理器ap模块。可以理解为mcu获取整车其他ecus的canfd数据，得到当前车辆的车辆数据，并转发给ap模块，用于生成当前车辆的状态数据
59.可选的，关于处理模块15如何获取当前道路数据和其他车辆数据。第二通信模块12，具体用于在第一通信模块11存在通信故障时，通过与其他车辆通信获取其他车辆的车辆数据，通过与路侧单元以及基站进行通信，获取当前道路数据，并将其他车辆的车辆数据、当前道路数据发送至处理模块15。处理模块15，具体用于在第一通信模块11存在通信故障时，接收第二通信模块12发送的其他车辆的车辆数据和当前道路数据。
60.也就是说，当第一通信模块11通信正常时，可以通过第一通信模块11与与其他车辆通信获取其他车辆的车辆数据，通过与路侧单元以及基站进行通信，获取当前道路数据，并将其他车辆的车辆数据、当前道路数据发送至处理模块15，从而使处理模块15获取到当前道路数据和其他车辆数据。
61.可选的，该终端还包括gps定位模块，该定位模块包括gps定位单元和gps定位天线。其中，gps定位天线用于接收gps导航系统的定位数据，gps定位单元通过对gps导航系统的定位数据进行处理，得到当前位置数据。gps定位单元与第一通信模块11连接，gps定位单元通过uart的方式将当前位置数据传输至第一通信模块11，然后第一通信模块11将当前位置数据传输至处理模块15，用于生成当前车辆的状态数据。
62.可选的，在将当前车辆的车辆数据对外发出时，处理模块15分别与第一通信模块11和第二通信模块12连接。处理模块15，还用于在第一通信模块11存在通信故障时，通过将当前车辆数据发送至第二通信模块12。第二通信模块12，在接收到当前车辆的车辆数据后，将当前车辆的车辆数据广播至其他车辆、路侧单元和基站。
63.也就是说，当第一通信模块11通信正常时，第一通信模块11和数据获取模块16连接。数据获取模块16获取到的当前车辆的车辆数据通过spi或uart的方式传输至第一通信模块11，用于第一通信模块11通过射频天线单元向外广播。当第一通信模块11通信故障时，则由于处理模块15和第二通信模块12连接。处理模块15可以将获取到的当前车辆的车辆数据通过pcie的方式传输至第二通信模块12，用于第二通信模块12利用射频天线单元向外广播。需要说明的第，处理模块15通过第二通信模块12对外发送的数据格式和通过第一通信模块11对外发送的数据格式一致，这样可以便于进行数据解析，提高通信效率。
64.本技术实施例提供的车载通信终端，该终端包括：第一通信模块11、第二通信模块12、检测模块13和控制模块14。其中，第一通信模块11用于与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。检测模块13分别与第一通信模块11和控制模块14连接，用于实时检测第一通信模块11是否存在通信故障，并在检测到第一通信模块11存在通信故障时，向控制模块14发送故障信息。控制模块14分别与第一通信模块11和第二通信模块12连接，用于在接收到检测模块13发送的故障信息后，控制第二通信模块12启动，并利用第二通信模块12与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。由于本技术实施例提供的车载通信终端包括两个通信模块，在第一通信模块11存在故障时，还可以利用第二通信模块12进行通信，从而保证数据传递的连续性和准确性，同时可以保障通信的可靠性，进而为高阶自动驾驶的应用提供保障。
65.本技术实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例中的车载通信终端。包括该车载通信终端的车辆在自动驾驶时，能够保证数据传递的连续性和准确性，进而可以提高驾驶的安全性。
66.如图3所示，本技术实施例还提供了一种通信系统的示意图，该系统包括：路侧单元、基站和多个车辆。并示出了以及车辆和车辆之间、车辆和路侧单元之间以及车辆和通信基站之间的多种通信方式，其中该车辆中包括本技术实施例提供的车载通信终端。
67.其中，车辆中包括本技术实施例提供的车载通信终端，车载通信终端中包括第一通信模块和第二通信模块，第一通信模块为主通信模块，第二通信模块为冗余的通信模块。第一通信模块和第二通信模块均可以与其他车辆、路侧单元和基站进行通信。
68.在一种实现方式中，第一通信模块和第二通信模块均为基于c-v2x的通信模块，在第二种实现方式中，第一通信模块为基于c-v2x的通信模块，所述第二通信模块为基于蓝牙的通信模块或者基于无线网络的通信模块。针对第二种实现方式，当第二通信模块为基于蓝牙的通信模块或者基于无线网络的通信模块要实现第二通信模块与路侧单元的通信，需要路侧单元中也具有基于蓝牙的通信模块或者基于无线网络的通信模块。
69.具体的，车载终端中的第一通信模块或第二通信模块与其他车辆、路侧单元和基站的通信过程，在本技术实施例提供的车载通信终端已经进行了说明限定，在此不在进行赘述。
70.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。