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用于命令中心和车辆的方法、计算机程序和装置、车辆和命令中心

摘要

实施例提供了用于命令中心和车辆的方法、计算机程序和装置、车辆和命令中心。用于被配置成遥控操作车辆的命令中心的方法(10)包括:从车辆接收(12)输入数据;以及基于来自车辆的输入数据来估计(14)当前上行链路延迟。方法(10)进一步包括:基于输入数据和所估计的当前上行链路延迟来确定(16)所估计的下行链路和上行链路延迟;以及确定(18)用于车辆的控制信息,该控制信息允许至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟。方法(10)进一步包括将与控制信息有关的信息传输(19)到车辆。

著录项

  • 公开/公告号CN112311848A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-02

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 大众汽车股份公司;

    申请/专利号CN202010750729.6

  • 发明设计人 A·普法德勒;G·约尔诺德;

    申请日2020-07-30

  • 分类号H04L29/08(20060101);H04W4/40(20180101);

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人张健;刘春元

  • 地址 德国沃尔夫斯堡

  • 入库时间 2023-06-19 09:46:20

说明书

技术领域

本发明涉及用于命令中心和用于车辆的方法、计算机程序和装置、车辆和命令中心,更具体地但非排他地涉及用于遥控操作(teleoperated)驾驶中的延迟补偿的概念。

背景技术

车辆通信是一种研究和开发的领域。为了使得能够实现车辆的自主驾驶或半自主驾驶,预期车辆使用车辆到车辆通信(V2V)和车辆到网络(V2N)通信,例如,以协调驾驶操纵和/或接收遥控操作驾驶指令。这种通信通常是无线的,即车辆可以经由蜂窝移动通信系统与其附近的其他车辆和/或与后端服务进行无线通信。

遥控操作驾驶(ToD)越来越得到关注。ToD的主要概念是由控制/命令中心(CC)远程驾驶的自动化车辆(AV)。CC和AV可以彼此相距很远。它们经由无线电通信系统(例如,第4代、第5代移动通信系统(4G,5G))及其回传(backhaul)而连接。因此,预期有一定的端到端(E2E)延迟。CC经由远程控制来直接或间接地控制自动化车辆(AV)。在间接控制中,所建议的路径(轨迹)被发送到AV,而在直接控制中,CC直接控制AV的一个或多个致动器。在这两种情况下,当CC正在为车辆规划路径或正在使车辆转向时,都可能考虑到从CC到AV的E2E延迟。

例如,5GCroCo将在沿法国、德国和卢森堡的跨边界走廊(cross-bordercorridor)中试验5G技术。另外,5GCroCo还旨在定义可以在这种前所未有的连接性和服务提供能力之上构建的新业务模型。可以在https://5gcroco.eu/上找到进一步的信息。

文档EP 2 865 495 A1公开了一种机器人系统,该机器人系统包括处理设备和多个机器人致动器,用以引起机器人的指定运动。处理设备响应于由远程控制台处的控制操作员输入所发起的一个或多个用户机器人命令。用户机器人命令将指定机器人从第一位置到第二位置的第一移动。处理设备将比较机器人的当前姿态与机器人的较早姿态,以确定当前姿态与较早姿态之间的差异。基于该比较,处理设备将选择性地将用户机器人命令变换为经等待时间校正的(latency-corrected)机器人命令,该经等待时间校正的机器人命令为机器人指定了与第一移动不同的第二移动。

文档EP 865496 A1描述了用于增加遥控操作系统(“TS”)的远程信息处理(telematic)操作(“TO”)的可预测性的系统和方法。该方法涉及:测量TS的通信链路(“CL”)的固有等待时间,该固有等待时间在至少第一时间窗口内不可预测地变化;分析先前测量的固有等待时间,以确定对于增加TO的可预测性有用的第一参考值;使用第一参考值来选择要在多个时间点中的每一个时间点处添加到CL的受控等待时间量;以及在多个时间点中的每一个时间点处,将受控等待时间量添加到CL,以便增加TO的可预测性。在一些场景中,在第一时间点处添加的受控等待时间量与在第二时间点处添加的受控等待时间量不同。

在文档EP 3 339 999 A2中,操作员使用远程操作装置来远程地操作被操作车辆。远程操作装置包括位置信息处理器,该位置信息处理器:基于指示被操作车辆的当前位置的车辆位置信息和指示被操作车辆与远程操作装置之间的信息传输所需的延迟时间的延迟信息、考虑到延迟时间、根据被操作车辆的当前位置来生成指示被操作车辆的第一预测位置的第一位置信息;基于指示被操作车辆周围的至少一个障碍物的当前位置的障碍物位置信息(该信息由被操作车辆所获取)和延迟信息、考虑到延迟时间、根据障碍物的当前位置的时间来生成指示该至少一个障碍物的第二预测位置的第二位置信息;以及输出第一和第二位置信息。

文档US 2019/0168769A1描述了一种其中转向控制延迟被测量的概念,其中转向延迟表示发出转向控制命令的时间与来自自主车辆的一个或多个车轮的响应的时间之间的延迟。在发出速度控制命令的时间与自主车辆的一个或多个车轮的响应的时间、或向油门踏板或制动踏板提供压力的时间之间来测量速度控制延迟。随后响应于给定路线,使用预定算法、基于转向控制延迟和速度控制延迟来确定总体系统延迟。鉴于用于操作自主车辆的系统延迟,生成了规划和控制数据。

文档US 2017/0230803 A1公开了一种用于支持蜂窝网络中的车辆通信的方法,该方法包括分析传入消息是车辆数据消息还是基站控制消息。在传入消息是特定基站的基站控制消息的情况下:更新和/或存储该特定基站的网络操作参数,以用于控制所选车辆数据消息向该特定基站的传输。在传入消息是作出发送的车辆的车辆数据消息的情况下;从所提供的和/或所存储的参与车辆通信的注册车辆列表中确定至少一个目标车辆。该方法还包括:取决于该至少一个目标车辆连接到的相应接收基站的至少一个操作参数,将车辆数据消息传输到该至少一个目标车辆。

存在针对用于ToD中的通信的改进概念的需要。

实施例基于以下发现:E2E延迟由网络延迟、无线电接入技术(RAT)延迟、以及从通信单元(CCU)到AV的致动器的延迟组成。由于延迟源中的差异,预期会有延迟的某种变化。因此,直接控制中的操纵对于CC而言是具有挑战的。实施例的一个发现是:可以基于相应传送的信息来执行对ToD的通信延迟的预测。然后,可以确定相应的控制信息,该控制信息至少部分地补偿延迟或等待时间。

发明内容

实施例提供了一种用于被配置成遥控操作车辆的控制/命令中心的方法。该方法包括:从车辆接收输入数据;以及基于来自车辆的输入数据来估计当前上行链路延迟。该方法进一步包括:基于输入数据和所估计的当前上行链路延迟来确定所估计的下行链路和上行链路延迟。该方法进一步包括:确定用于车辆的控制信息,该控制信息允许至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟。该方法进一步包括:将与控制信息有关的信息传输到车辆。通过在控制中心处确定下行链路延迟和上行链路延迟,可以以允许在车辆处补偿该延迟的方式来提供控制信息。

输入数据可以包括与预定义时钟的时间戳有关的信息,例如可以在车辆和控制中心处使用GPS时间参考。对当前上行链路延迟的估计可以基于与时间戳有关的信息。通过使用公共参考和时间戳,控制中心可以通过将时间戳与时间参考进行比较来估计上行链路延迟。

在一些实施例中,输入数据可以包括与一个或多个先前下行链路延迟有关的信息,并且对所估计的下行链路和上行链路延迟的确定进一步基于与一个或多个先前下行链路延迟有关的信息。对下行链路延迟的估计可以通过提供来自车辆的所测量或所估计的先前下行链路延迟来改进。

附加地或可替代地,对所估计的下行链路和上行链路延迟的确定可以进一步基于与一个或多个先前上行链路延迟有关的信息。例如,先前上行链路延迟可以在控制中心处可获得,或者可以使用所存储的值。考虑先前的延迟可以改进对当前延迟的估计准确度。

输入数据可以进一步包括与车辆的地理位置有关的信息。然后,对所估计的下行链路和上行链路延迟的确定可以进一步基于针对地理位置而存储的至少一个历史上行链路延迟和/或至少一个历史下行链路延迟。将延迟图与历史延迟数据一起使用可以进一步改进对当前延迟的估计。

至少在一些实施例中,该方法可以进一步包括:存储与所估计的上行链路延迟、所估计的下行链路延迟、和/或所估计的下行链路和上行链路延迟有关的信息、连同与地理位置有关的信息。因此,实施例可以有助于生成并改进基于历史/统计位置的延迟数据。

对控制信息的确定可以包括针对未来时间点确定控制信息,以至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟。控制信息可以包括至少一个时间戳作为针对控制信息的时间参考。通过生成控制信息以用于在未来时间点处应用,可以随着在接收到控制信息之后的一时间处确定/打算应用该控制信息而在车辆处补偿延迟。

作为进一步的实施例,对控制信息的确定可以包括:针对至少两个不同的未来时间点确定不同的控制信息,以使得能够在车辆处对控制信息进行时间内插(interpolation)或外推(extrapolation),以用于至少部分地补偿下行链路延迟。针对两个或更多个时间点的控制信息可以使得能够对针对多个时间点(例如,针对时间段)的控制信息进行准确预测(内插或外推)。

输入数据可以包括以下各项的群组中的一个或多个元素:与在车辆处获得的视频数据有关的信息、与在车辆处获得的传感器数据有关的信息、与车辆的地理数据有关的信息、与车辆的环境中的对象有关的信息、以及与在车辆处经历的下行链路延迟有关的信息。利用输入数据和延迟估计,可以在控制中心处确定车辆及其环境的准确状态。

实施例进一步提供了一种用于被配置成由命令中心遥控操作的车辆的方法。该方法包括:将输入数据传输到命令中心;以及从控制中心接收用于遥控操作车辆的控制信息。控制信息包括预定义时钟的至少一个时间戳。该方法包括:基于时间戳来确定针对控制信息的延迟补偿,以获得经延迟补偿的控制信息。该方法进一步包括将经延迟补偿的控制信息应用于车辆。通过使用控制信息中的至少一个时间戳,可以使得能够实现至少下行链路延迟估计。可以将时间戳与参考时钟进行比较,并且可以确定针对控制信息的准确应用时间。

控制信息的时间戳可以指示未来时间点,并且对延迟补偿的确定可以包括对控制信息的应用进行延迟,直到未来的时间戳。在接收到控制信息之后,可以通过确定并且使用在未来中适用的控制信息来补偿该延迟。

控制信息可以包括至少两个时间戳,并且对延迟补偿的确定包括:基于该至少两个时间戳来将控制信息内插或外推到控制信息的应用时间点。实施例可以使得能够实现控制信息到其应用时间的准确适配。

实施例进一步提供了一种用于被配置成遥控操作车辆的命令中心的装置。另一个实施例是包括该装置的实施例的命令中心。该装置包括:一个或多个接口,用于与一个或多个车辆进行通信;以及控制模块,其被配置成执行本文中描述的方法之一。又一个实施例是一种用于被配置成由命令中心遥控操作的车辆的装置。另一实施例是包括该装置的实施例的车辆。该装置包括:一个或多个接口,用于与命令中心进行通信;以及控制模块,其被配置成执行本文中描述的方法之一。

实施例进一步提供了具有程序代码的计算机程序,当在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行该计算机程序时,该程序代码用于实行所描述的方法中的一个或多个。进一步的实施例是一种存储指令的计算机可读存储介质,该指令在被计算机、处理器或可编程硬件组件执行时使得计算机实现本文中描述的方法之一。

附图说明

将仅通过示例的方式并且参考附图、使用装置或方法或计算机程序或计算机程序产品的以下非限制性实施例来描述一些其他特征或方面,在附图中:

图1图示了用于被配置成遥控操作车辆的命令中心的方法的实施例的框图;

图2图示了用于被配置成由命令中心遥控操作的车辆的方法的实施例的框图;

图3图示了用于命令中心和用于车辆的装置的实施例、命令中心的实施例、车辆的实施例、以及系统的实施例的框图;

图4图示了取决于通信延迟而沿着不同路径行进的车辆;

图5图示了随时间的延迟测量;以及

图6图示了实施例中的针对具有延迟补偿的ToD的系统概述。

具体实施方式

现在将参考其中图示了一些示例性实施例的附图来更充分地描述各种示例性实施例。在图中,为了清楚,可以扩大线、层或区域的厚度。可使用断线、短划线或虚线来图示可选的组件。

相应地,虽然示例性实施例能够有各种修改和替代形式,但是其实施例通过示例的方式在图中被示出并且将在本文中被详细地描述。然而,应当理解的是,不存在使示例性实施例限于所公开的特定形式的意图,而相反,示例性实施例要涵盖落入本发明的保护范围内的所有修改、等同方案和替代方案。相同的附图标记贯穿对图的描述指代相同或类似的元件。

如本文所使用的,术语“或”指代非排他性的“或”,除非以其他方式指示(例如,“要不然是”,或者“或可替换地”)。此外,如在本文中使用的那样,用来描述元件之间的关系的词应当被宽泛地解释成包括直接关系或中间元件的存在,除非以其他方式指示。例如,当元件被称为“连接”或“耦合”到其他元件时,该元件可以直接连接或耦合到其他元件或者可能存在中间元件。相比之下,当元件被称为“直接地连接”或“直接地耦合”到另一元件时,则不存在中间元件。类似地,诸如“之间”、“相邻”等词语应当以类似的方式来解释。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制示例性实施例。如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”还意图包括复数形式,除非上下文以其他方式清楚地指示。将进一步理解的是,术语“包括”、“包括有”、“包含”或“包含有”当在本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其群组的存在或添加。

除非以其他方式定义,否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是,术语(例如,在常用词典中定义的术语)应当被解释为具有与其在相关领域的情境中的含义一致的含义,并且将不会以理想化或过于正式的含义来解释,除非在本文中明确地这样定义。

图1图示了用于被配置成遥控操作车辆的命令中心的方法10的实施例的框图。可以依据“实时”远程控制车辆、或者通过至少提供从控制/命令中心到车辆的路径区段以使车辆自主地跟随这种路径区段来遥控操作该车辆。两个选项都会在通信系统中的各种情况下受到延迟和等待时间的影响,如随后将详述的那样。

方法10包括:从车辆接收12输入数据;以及基于来自车辆的输入数据来估计14当前上行链路延迟。方法10包括:基于输入数据和所估计的当前上行链路延迟来确定16所估计的下行链路和上行链路延迟;以及确定18用于车辆的控制信息,该控制信息允许至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟。方法10进一步包括将与控制信息有关的信息传输19到车辆。例如,输入数据包括与预定义时钟的时间戳有关的信息。在实施例中,这种预定义时钟可以是任何参考时钟,例如,由诸如全球定位系统(GPS)或全球导航卫星系统(GLONASS)之类的卫星系统提供的参考时钟。例如,对当前上行链路延迟的估计14基于与时间戳有关的信息。

图2图示了用于被配置成由命令中心遥控操作的车辆的方法20的实施例的框图。方法20包括:将输入数据传输22到命令中心;以及从控制中心接收24用于遥控操作该车辆的控制信息。该控制信息包括预定义时钟的至少一个时间戳。方法20进一步包括:基于时间戳来确定26针对控制信息的延迟补偿,以获得经延迟补偿的控制信息;以及将经延迟补偿的控制信息应用28于车辆。经延迟补偿的控制信息的应用28可以包括根据经时间补偿的控制信息来控制车辆的致动器。

如上所概述,控制信息可以包括直接控制信息(诸如,转向命令)、或间接控制信息(诸如,遵循某个路径或路径区段的指令)。

图3图示了用于命令中心100和用于车辆200的装置30、40的实施例、命令中心100的实施例、车辆200的实施例、以及系统400的实施例的框图。

图3示出了用于被配置成遥控操作车辆200的命令/控制中心100的装置30。装置30包括用于与一个或多个车辆通信的一个或多个接口32。一个或多个接口32与控制模块34耦合,该控制模块34被配置成执行本文中描述的方法10之一。图3进一步图示了用于被配置成由命令中心100遥控操作的车辆200的装置40。装置40包括用于与命令中心200通信的一个或多个接口42。装置40进一步包括控制模块44,该控制模块44耦合到一个或多个接口42,并且被配置成执行本文中描述的方法40之一。图3进一步描绘了包括装置30的实施例的命令或控制中心100、以及包括装置40的实施例的车辆200的进一步实施例作为可选组件。包括装置30的至少一个实施例和装置40的至少一个实施例的系统400是又一个实施例。

装置30、40、命令中心100和车辆200可以通过移动通信系统400进行通信。例如,如图3中所示的移动通信系统400可以对应于第三代合作伙伴计划(3GPP)-标准化的移动通信网络之一,其中术语“移动通信系统”与“移动通信网络”同义地使用。因此可以通过多个网络节点(例如,互联网、路由器、交换机等)和移动通信系统400来传送消息(输入数据、控制信息),这生成了实施例中所考虑的延迟或等待时间。上行链路方向指代从车辆200到命令中心的方向,而下行链路方向指代从命令中心100到车辆200的方向。

移动或无线通信系统400可以对应于第五代(5G或新型无线电)的移动通信系统,并且可以使用毫米波技术。该移动通信系统可以对应于或包括例如长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速分组接入(HSPA)、通用移动电信系统(UMTS)或UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)、演进的UTRAN(e-UTRAN)、全球移动通信系统(GSM)或增强型数据速率GSM演进(EDGE)网络、GSM/EDGE无线电接入网络(GERAN)、或者具有不同标准的移动通信网络,例如全球微波接入互操作性(WIMAX)网络IEEE 802.16或无线局域网(WLAN)IEEE 802.11,一般是正交频分多址(OFDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、码分多址(CDMA)网络、宽带CDMA(WCDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、空分多址(SDMA)网络等等。

服务提供可以由诸如基站收发器、中继站或UE之类的网络组件来执行,例如在多个UE/车辆的集群或群组中协调服务提供。基站收发器可以可操作或被配置成与一个或多个有源(active)移动收发器/车辆进行通信,并且基站收发器可以位于另一基站收发器的覆盖区域中或邻近于另一基站收发器的覆盖区域,该另一基站收发器例如宏小区基站收发器或小小区基站收发器。因此,实施例可以提供包括两个或更多个移动收发器/车辆200和一个或多个基站收发器的移动通信系统400,其中基站收发器可以建立宏小区或小小区,作为例如微微小区、城市小区或毫微微小区。移动收发器或UE可以对应于智能电话、蜂窝电话、膝上型电脑、笔记本电脑、个人计算机、个人数字助理(PDA)、通用串行总线(USB)棒、汽车、车辆、道路参与者、交通实体、交通基础设施等。移动收发器还可以被称为用户装备(UE)或符合3GPP术语的移动设备。车辆可以对应于任何可想到的运输工具,例如汽车、自行车、摩托车、货车、卡车、公共汽车、轮船、船、飞机、火车、电车等。

基站收发器可以位于网络或系统的固定或静止部分中。基站收发器可以是或者对应于远程无线电头、传输点、接入点、宏小区、小小区、微小区、毫微微小区、城市小区等。基站收发器可以是有线网络的无线接口,其使得能够将无线电信号传输到UE或移动收发器。这种无线电信号可以遵从如例如由3GPP标准化的无线电信号或一般地按照上面列出的系统中的一个或多个系统的无线电信号。因此,基站收发器可以对应于NodeB、eNodeB、gNodeB、基地收发器站(BTS)、接入点、远程无线电头、中继站、传输点等,它们可以进一步被细分成远程单元和中央单元。

移动收发器或车辆200可以与基站收发器或小区相关联。术语小区指代由基站收发器(例如,NodeB(NB)、eNodeB(eNB)、gNodeB、远程无线电头、传输点等)提供的无线电服务的覆盖区域。基站收发器可以在一个或多个频率层上操作一个或多个小区,在一些实施例中,小区可以对应于扇区。例如,扇区可以通过使用扇区天线来实现,该扇区天线提供用于覆盖远程单元或基站收发器周围的角度部分的特性。在一些实施例中,基站收发器可以例如对分别覆盖120°(在三个小区的情况下)、60°(在六个小区的情况下)的扇区的三个或六个小区进行操作。基站收发器可以操作多个扇区化的天线。在下文中,小区可以表示生成该小区的相应的基站收发器,或者同样地,基站收发器可以表示该基站收发器生成的小区。

在实施例中,装置30、40可以被包括在服务器、基站、NodeB、UE、中继站或任何服务协调网络实体中。要注意的是,术语网络组件可以包括多个子组件,诸如基站、服务器等。

在实施例中,一个或多个接口32、42可以对应于用于获得、接收、传输或提供模拟或数字信号或信息的任何部件,例如任何连接器、接触部、引脚、寄存器、输入端口、输出端口、导体、通道等,它们允许提供或获得信号或信息。接口可以是无线或有线的,并且它可以被配置成与另外的内部或外部组件进行通信,例如传输或接收信号、信息。一个或多个接口32、42可以包括另外的组件,以使得能够在移动通信系统400中进行相应的通信,这种组件可以包括收发器(发射器和/或接收器)组件,诸如一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个双工器(duplexer)、一个或多个天线共用器(diplexer)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个转换器、一个或多个混频器、相应适配的射频组件等。一个或多个接口32、34可以耦合到一个或多个天线,该天线可以对应于任何发射和/或接收天线,诸如喇叭天线、偶极天线、贴片天线、扇形天线等。天线可以以限定的几何设置来布置,该几何设置诸如均匀阵列、线性阵列、圆形阵列、三角形阵列、均匀场天线、场阵列、其组合等。在一些示例中,一个或多个接口32、42可以用于传输或接收信息(诸如信息、输入数据、控制信息、进一步信息消息等)或者传输和接收信息两者的目的。

如图3中所示,相应的一个或多个接口32、42在装置30、40处耦合到相应的控制模块34、44。在实施例中,控制模块34、44可以使用一个或多个处理单元、一个或多个处理设备、用于处理的任何部件(诸如处理器、计算机、或利用相应适配的软件而可操作的可编程硬件组件)来实现。换言之,控制模块34、44的所描述的功能也可以用软件来实现,该软件然后在一个或多个可编程硬件组件上执行。这种硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等。

在实施例中,可以在移动收发器/车辆200当中直接地发生通信(即传输、接收或其两者),例如向/从控制中心100转发输入数据或控制信息。这种通信可以利用移动通信系统400。可以例如借助于设备到设备(D2D)通信来直接执行这种通信。可以使用移动通信系统400的规范来执行这种通信。D2D的示例是车辆之间的直接通信,也分别被称为车辆到车辆通信(V2V)、汽车到汽车、专用短程通信(DSRC)。使得能够实现这种D2D通信的技术包括802.11p、3GPP系统(4G、5G、NR以及这些之外)等。

在实施例中,一个或多个接口32、42可以被配置成在移动通信系统400中进行无线通信。为了这样做,使用了无线电资源,例如频率、时间、代码和/或空间资源,它们可以被用于与基站收发器的无线通信,以及用于直接通信。可以由基站收发器来控制无线电资源的指派,即确定哪些资源用于D2D而哪些资源不用于D2D。在这里以及在下文中,相应组件的无线电资源可以对应于可在无线电载波上设想的任何无线电资源并且它们可以在相应载波上使用相同或不同的粒度。无线电资源可以对应于资源块(如LTE/LTE-A/非许可的LTE(LTE-U)中的RB)、一个或多个载波、子载波、一个或多个无线电帧、无线电子帧、无线电时隙、潜在地具有相应扩展(spreading)因子的一个或多个代码序列、一个或多个空间资源(诸如,空间子信道、空间预编码向量)、它们的任何组合等等。例如,在直接蜂窝式车辆到任何事物(C-V2X)(其中V2X包括至少V2V、V2-基础设施(V2I)等)中,根据3GPP Release(版本)14起的传输可以由基础设施来管理(所谓的模式3)或在UE中运行。

如图3中进一步图示的,可以在控制中心100和车辆100处的装置30、40处执行方法10、20。因此,图3分别图示了用于系统的方法、系统方法的实施例。在实施例中,控制中心100接收12车辆已经传输22的输入数据。基于输入数据,可以估计14当前上行链路(UL)延迟。可以基于输入数据和所估计的当前上行链路延迟来进一步估计16总延迟(端到端、下行链路和上行链路(UL和DL))。然后,针对该车辆来确定18控制信息。控制信息允许至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟。控制信息然后被传输19到车辆100。在车辆100处,控制信息被接收24。在此基础上,可以确定26并且应用28经延迟补偿的控制信息。

图4图示了取决于通信延迟而沿着不同路径行进的车辆200。车辆200被遥控操作,并且应当被操纵以越过障碍物210,障碍物210可以是停放的或缓慢移动的车辆。图4示出了两条路径220、230。路径220是没有延迟t

首先,假设恒定的延迟t

图5图示了随时间的延迟测量。图5示出了由慕尼黑工业大学(TechnicalUniversity of Munich)测量的CC 100与AV 200之间的端到端(E2E)延迟。该视图描绘了延迟(等待时间)/ms对比时间/s。这些测量结果揭示了高延迟以及延迟的某种变化。包括数据处理和传输的平均E2D等待时间约为138 ms。最大延迟约为445 ms,并且最小延迟约为102ms。中心线描绘了个体延迟的经过滤版本。

图5没有考虑从AV 200的通信单元(CCU)到AV的致动器的延迟(AV 200内部的延迟)。此外,在实施例中,可以区分上行链路(UL)等待时间和下行链路(DL)等待时间。在一方面,可以根据等待时间量化来区分UL和DL延迟:可以估计UL等待时间,并且可以预测针对控制信息的DL等待时间。另一方面,可以根据控制——直接控制和间接控制来区分UL和DL延迟。

实施例在CC 100处考虑了控制信息的延迟。此外,可以补偿延迟的变化。例如,可以预测(预先知晓)延迟,以便在某些情况下操纵AV 200。可以选择DL中的适当控制模式,并且可以适配ToD车辆200的速度。可以由CC 100利用AV 200提供的时间戳来估计UL延迟。可以预测DL延迟。

在下文中,在实施例中将更详细地描述方法10和20。CC 100从AV 200接收一些传感器输入作为输入数据。连同该加时间戳的数据,AV 200还发送其在来自CC 100的先前通信的情况下所经历的下行链路等待时间的历史记录。在该实施例中,输入数据包括与一个或多个先前DL延迟有关的信息(DL延迟的历史记录)。对所估计的下行链路和上行链路延迟的确定16进一步基于与一个或多个先前下行链路延迟有关的信息。例如,与先前DL延迟有关的信息包括在最近的过去中(例如,在最后的1s、5s、10s、30s、60s期间)的DL延迟。

输入数据可以包括以下各项的群组中的一个或多个元素:与在车辆200处获得的视频数据有关的信息、与在车辆200处获得的传感器数据有关的信息、与车辆200的地理数据有关的信息、与车辆200的环境中的对象有关的信息、以及与在车辆200处经历的下行链路延迟有关的信息。该信息可以有助于在CC 100处估计出车辆200的环境的(当前)副本。

在处理来自AV 200的输入数据时,CC 100具有以下数据:

• 传感器数据(GPS位置、视频流等),

• 先前下行链路等待时间的时间序列(经由来自AV 200的反馈所获得的),

• 经由时间戳分析所获得的先前和当前上行链路等待时间的时间序列,以及

• 来自任何AV的先前通信的所有时间序列和相应位置的数据库。

因此,对所估计的下行链路和上行链路延迟的确定16进一步基于与一个或多个先前上行链路延迟有关的信息。可以根据经历来评估这种信息,例如可以跟踪所确定的UL延迟。例如,先前UL延迟可以是来自同一链路的历史数据,即,在最近的过去中(例如,在最后的1s、5s、10s、30s、60s期间)的UL延迟。

如上所概述,输入数据可以包括与车辆的地理位置有关的信息。对所估计的下行链路和上行链路延迟的确定16进一步基于针对地理位置而存储的至少一个历史上行链路延迟和/或至少一个历史下行链路延迟。因此,在一些实施例中,先前UL和/或DL延迟可以来自不同的链路,但是在过去中是针对同一位置而被存储的。因此,方法10可以进一步包括存储与所估计的上行链路延迟、所估计的下行链路延迟、和/或所估计的下行链路和上行链路延迟有关的信息、连同与地理位置有关的信息。这样,可以使这种信息可用于针对由同一CC100控制的、在同一位置处的车辆进行未来的延迟估计/预测。

在下文中,可以将CC 100和Av 200处的方法10、20划分为三个步骤:

1. (CC 100)使用所测量的当前上行链路延迟来补偿传感器输入数据,

2. (CC 100)使用两个时间序列和历史数据(例如,来自数据库)来预测下行链路等待时间,并且取决于该等待时间来针对一种或多种情况提出一些控制输入,并且将其发送到AV 200,以及

3. (AV 200)测量下行链路延迟,并且在CC传输的数据中查找对应的控制数据。

从CC 100(方法10)的角度来看,对控制信息的确定18可以包括针对未来时间点确定控制信息,以至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟。控制信息包括至少一个时间戳作为针对控制信息的时间参考。在这种实施例中,考虑到延迟,可以针对未来时间点确定控制信息。然后,AV 200可以接收控制信息,并且在未来时间点处应用它。在AV 200(方法20)处,控制信息的时间戳指示未来的时间点。对延迟补偿的确定26然后包括在AV200处对控制信息的应用进行延迟,直到未来的时间戳。

在进一步的实施例中,可以确定控制信息,并且针对两个或更多个时间点提供控制信息。在CC 100(方法10)处,对控制信息的确定18然后包括:针对至少两个不同的未来时间点确定不同的控制信息,以使得能够在车辆200处对控制信息进行时间内插或外推,以用于至少部分地补偿下行链路延迟。在AV 200侧上对延迟补偿的确定26包括:基于该至少两个时间戳来将控制信息内插或外推到控制信息的应用时间点。

内插/外推意味着可以针对如下时间戳来确定所估计的控制信息:针对该时间戳,没有明确可用的控制信息,或者未明确传输控制信息。基于被提供有控制信息的至少两个支持点,可以至少对控制信息进行线性内插/外推。在进一步的实施例中,还可设想到更高阶的内插/外推。

方法10、20可以总结如下:

AV 200将传感器数据以及先前下行链路等待时间的反馈提供给CC 100。CC 100测量当前上行链路等待时间,并且“投影”从AV 200获得的场景。换句话说,在CC 100处,可以重新创建AV 200的情形(生成副本),例如将其显示给操作员。由于UL延迟,这种场景已经被延迟并且可以被补偿,例如通过基于延迟的场景来预测当前场景。例如,如果场景中存在移动的对象,并且估计UL延迟为100 ms,则可以预测该对象在100 ms内的移动,并且可以相应地校正其位置。

在这种意义上的预测可能意味着:使用上行链路等待时间来将移动的对象投影在其位移方向上,并且使静态对象停留在其原始位置处。CC 100然后可以使用所投影的场景来提供其控制输入。例如,可以使用当前和过去的上行链路等待时间的时间序列、以及过去的下行链路等待时间的时间序列来预测下行链路的等待时间。该步骤还可以利用与其他AV的所有通信的历史、空间数据。空间数据可以是针对该位置的过去延迟、一天中的时间、网络中的负载情形等的数据库。实际上,在一些实施例中,时间序列中的模式可以与空间数据库中的模式相匹配。

然后,CC 100针对介于0与所估计的最大等待时间之间的一组等待时间来补偿控制输入,并且将该控制输入以及控制输入生成的时间步骤一起发送到AV 200。AV 200接收到该输入列表,并且将所经历的下行链路等待时间与对应的控制输入相匹配。如果需要,它对该输入进行“内插”。该过程可以在循环中重复。图6图示了实施例中的针对具有延迟补偿的ToD的系统概述。

图6在左下方示出了与图4中所示的场景类似的场景,该场景具有障碍物210。AV200经由UL和DL无线电信道与基站240(例如,eNB或gNB)进行通信。在基站210的有线侧上,存在中间网络250,该中间网络250可以包括多个其他网络,例如移动服务提供商的一个或多个核心网络(潜在的漫游场景)、互联网、CC 100运营商的内联网、以及最后是CC 100。这些网络节点一起构成了移动通信系统400。

以下方法是另一实施例:

1. 网络可以经由所预测的服务质量(PQoS-> 138 ms,参见图5)来估计平均延迟;

2. CC 100将该延迟增加到例如160 ms,并且将其称为ToD延迟补偿(TDDC);

3. 在CC 100处,考虑了160 ms的TDDC。这意味着CC 100处的远程驾驶员在其监视器处看到延迟对操纵规划的影响。参见图4的路径二230。其中该路径由TDDC所延迟;以及

4. 控制数据(信息)与时间戳一起被发送到AV 200。AV 200读取该时间戳,并且如果接收到的控制消息时间戳小于TDDC(160 ms),则AV 200对该控制进行延迟。

在进一步的实施例中,使用CC 100处的DL的所预测的延迟,并且发送更多的控制命令(针对不同时间点的控制信息),并且AV 200对它们进行内插/外推。

1. 网络可以经由PQoS-> 138 ms(参见图5)来估计平均延迟;

2. CC 100发送针对例如120 ms、150 ms、180 ms的预期延迟的控制命令;以及

3. 在CC 100处,考虑了所有的三个预期延迟:120 ms、150 ms和180 ms。这意味着CC100处的远程驾驶员会在其监视器上看到延迟对操纵规划的影响。参见图4的路径二230。其中该路径由TDDC所延迟。

所有的控制数据与时间戳一起被发送到AV 200。AV 200读取该时间戳,并且能够确定其是在该延迟符合根据DL所估计的延迟(例如,150 ms)的情况下使用控制数据中的一个,还是AV 200(在该延迟为例如170 ms的情况下)使用两个点并且对控制命令进行内插/外推。

总而言之,CC 100可以使用所测量的当前上行链路延迟来补偿传感器输入数据。CC 100然后可以使用来自数据库的历史数据和两个时间序列来预测下行链路等待时间,并且取决于该等待时间来针对几种情况提出一些控制输入,并且将其发送到AV 200。AV 200测量下行链路延迟,并且在CC 100传输的数据中查找对应的控制数据。

在实施例中,CC 100和AV 200可以经由无线电通信系统(例如,4G、5G)400而连接。CC 100经由远程控件来控制AV 200。预期会有一定的E2E高可变延迟,这是通过测量结果来确认的,参见图5。

E2E延迟可以例如至少包括:

1)核心网络延迟(具有可能的提供商间的或甚至跨边界的切换(handover));

2)具有无线电接入技术(RAT)延迟的无线电接入网络(RAN);以及

3)AV 200的通信单元(CCU)与AV的致动器之间的延迟。

在实施例中使用的可能“参数”是延迟“简档”,例如曲线、预期曲线、时间序列、实际pQoS参数。另外的参数是远程驾驶的AV 200的控制模式:直接的或间接的(基于轨迹的)。取决于延迟简档,直接控制可能更加严格,这是因为它在两个方向上都需要非常低的E2D等待时间。又一个参数是在DL中从CC 100发送到远程驾驶的AV 200的控制数据。该数据可以包括取决于控制模式的指令。对于间接控制,AV 200在某个时间间隔上接收轨迹。因此,在这些间隔内,可以在AV 200处补偿来自CC 100的指令的延迟。对于直接控制,AV 200从CC100接收直接指令(例如,将车轮向右转向3度),并且因此在AV 200处也需要补偿接收到的具有延迟的指令。

如上所概述并且由图5指示的那样,测量结果示出了高延迟以及延迟中的某种变化。在实施例中可以区分UL等待时间和DL等待时间:

UL:视频流送/数据、和或从AV 200到CC 100的对象;以及

DL:从CC 100到AV 200的控制数据。

在一方面,根据等待时间量化:可以估计UL等待时间(AV 200发送远程感测数据作为具有时间戳的视频数据),并且可以预测针对控制信息的DL等待时间,以便向AV 200发送正确的指令(具有正确时序的指令)。

实施例可以使用:

a)对延迟的预测

a. 可以由CC 100利用来自AV 200的时间戳来估计UL延迟

b. 可以使用历史数据来预测DL延迟

b)根据上述实施例的对高可变延迟的补偿

a. 使用所测量的当前UL延迟

b. 使用2个时间序列来预测DL延迟

(a. 先前DL等待时间;以及b. 先前和当前UL等待时间)= 历史数据

c)(CC 100)向AV 200提出一些控制输入(控制数据,例如针对轨迹的3度)

d)将所述“一些控制输入”传输到AV 200

e)由AV 200测量DL延迟

f)由AV 200“检查”从CC 100接收到的“一些控制输入”。

实施例可以提供以下方法:

由CC 100执行的用于控制AV 200的轨迹的方法10,包括

a. 从AV 200接收(传感器)输入数据;

b. 利用来自AV 200的时间戳来测量当前UL延迟;

c. 处理所述输入数据和所述测量的当前UL延迟(对场景进行投影);

d. 根据经处理的输入数据来确定CC 100与AV 200之间的E2E等待时间;

e. 根据所确定的E2E等待时间来将“控制输入”提供给AV;

f. 补偿数据的延迟,该数据是来自CC的对AV的控制输入,即所述“控制输入”;以及

g. 基于所确定的E2E等待时间和所提供的“控制输入”来控制所述AV的轨迹。

传感器输入包括加时间戳的数据。该方法可以进一步包括:以时间序列的形式从AV 200接收先前下行链路等待时间的历史记录。输入数据可以是GPS地理位置、视频流、传感器数据等中的一个或多个。处理可以包括:分析先前和当前上行链路等待时间的加时间戳的数据。输入数据可以是所述AV 200的GPS位置。该方法可以进一步包括:存储针对接收到的GPS位置的所确定的等待时间。对E2E等待时间的确定可以基于针对接收到的GPS位置的所存储的DL和UL等待时间,该等待时间还可能来自其他AV。可以通过将所述控制数据与时间戳一起发送来实现以“控制数据”的形式提供“控制输入”。对所述“控制输入”的补偿可以包括将至少一个“控制数据”与未来时间戳一起发送给AV 200,该未来时间戳位于比所确定的E2E等待时间更远的未来中。补偿所述“控制输入”可以包括将多于一个“控制数据”发送给AV 200。

进一步的实施例是由AV 200执行的方法20,包括

a. 从CC 100接收控制数据;

b. 处理接收到的控制数据;以及

c. 根据经处理的接收到的控制数据来执行操纵。

该处理可以包括在所述接收到的控制数据之间进行内插。所述操纵的执行考虑了AV 200的通信单元与AV 200的致动器之间的延迟。

如已经提到的,在实施例中,相应的方法可以被实现为计算机程序或代码,它们可以在相应的硬件上执行。因此,另一个实施例是具有程序代码的计算机程序,该程序代码用于当在计算机、处理器或可编程硬件组件上执行计算机程序时实行上面的方法中的至少一个。进一步的实施例是存储指令的计算机可读存储介质,该指令在被计算机、处理器或可编程硬件组件执行时使得计算机实现在本文中所描述的方法中的一个。

本领域技术人员将容易地认识到,各种上面描述的方法的步骤可以通过经编程的计算机来执行,例如可以确定或计算时隙的位置。在本文中,一些实施例也意图涵盖程序存储设备,例如数字数据存储介质,该程序存储设备是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行的指令程序进行编码,其中所述指令实行在本文中描述的方法的步骤中的一些或全部。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬盘驱动器、或光学可读数字数据存储介质。实施例也意图涵盖被编程成执行在本文中描述的方法的所述步骤的计算机,或者涵盖被编程成执行上面描述的方法的所述步骤的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。

说明书和附图仅说明了本发明的原理。因此将领会的是,本领域技术人员将能够设想尽管未在本文中明确地描述或示出但是体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围内的各种布置。此外,本文中记载的所有示例原则上明确地意图仅用于教学目的以协助读者理解本发明的原理、以及由(一个或多个)发明人推动本领域所贡献的概念,并且应被解释为不限于这种具体记载的示例和条件。此外,在本文中记载本发明的原理、方面和实施例以及其特定示例的所有陈述都意图涵盖它们的等同方案。当由处理器提供功能时,这些功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由多个单独的处理器(它们中的一些可以是共享的)来提供。此外,不应当将术语“处理器”或“控制器”的明确使用解释成排外性地指代能够执行软件的硬件,并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储装置。还可以包括常规的或定制的其他硬件。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行,特定技术可由实现者来选择,如根据上下文更具体地理解的那样。

本领域技术人员应当领会的是,本文中的任何框图都表示体现本发明的原理的说明性电路的概念上的视图。类似地,将领会的是,任何流程图、流程图解、状态转移图解、伪随机代码等等表示如下各种过程:该各种过程基本上可以在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行而不管这种计算机或处理器是否被明确示出。

此外,将以下权利要求在此结合到具体实施方式中,其中每个权利要求都可以独立作为单独的实施例。虽然每个权利要求都可以独立作为单独的实施例,但是要注意的是:尽管从属权利要求在权利要求书中指代与一个或多个其他权利要求的特定组合,但是其他实施例也可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合。本文中提出了这种组合,除非声明了特定组合不是所意图的。此外,意图将权利要求的特征也包括到任何其他独立权利要求中,即使不直接使该权利要求从属于该独立权利要求。

要进一步注意的是,在说明书中或在权利要求书中所公开的方法可以由一设备来实现,该设备具有用于实行这些方法的相应步骤中的每一个的部件。

附图标记列表

10 用于被配置成遥控操作车辆的命令中心的方法

12 从车辆接收输入数据

14 基于来自车辆的输入数据来估计当前上行链路延迟

16 基于输入数据和所估计的当前上行链路延迟来确定所估计的下行链路和上行链路延迟

18 确定用于车辆的控制信息,该控制信息允许至少部分地补偿所估计的下行链路和上行链路延迟

19 将与控制信息有关的信息传输到车辆

20 用于被配置成由命令中心遥控操作的车辆的方法

22 将输入数据传输到命令中心

24 从控制中心接收用于遥控操作车辆的控制信息

26 基于时间戳来确定针对控制信息的延迟补偿以获得经延迟补偿的控制信息

28 将经延迟补偿的控制信息应用于车辆

30 用于被配置成遥控操作车辆的命令中心的装置

32 一个或多个接口

34 控制模块

40 用于被配置成由命令中心遥控操作的车辆的装置

42 一个或多个接口

44 控制模块

100 命令/控制中心

200 车辆

210 障碍物

220 无延迟情况下的路径

230 有延迟情况下的路径

240 基站

250 中间网络

400 移动通信系统

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