[發明專利]一種車邊云協同架構的協同任務遷移系統及算法

在審

• 申請號: 201911138877.6
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110928658A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王曉偉;王惠;胡滿江;邊有鋼;徐彪;謝國濤;秦曉輝;秦兆博;丁榮軍
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明公開了一種車邊云協同架構的協同任務遷移系統及算法，包括：車載終端集群，該車載終端集群用于采集車輛信息和輸出車輛信息至邊緣服務器及遠程云服務器；邊緣服務器，設置于路側邊緣，與車載終端集群通信連接，以接收并處理車載終端集群采集處理的車輛信息和輸出信號指令至車載終端集群內；遠程云服務器，與車載終端集群通信連接，與車載終端集群之間進行身份認證、數據存儲和數據收發。本發明的車邊云協同架構的協同任務遷移系統，通過車載終端、邊緣計算服務器和遠程云服務器的組合作用，便可實現從傳統的車?邊協同架構、車?云協同架構到車邊云協同架構的演進，選擇最優的任務遷移機制，實現車載的能耗最小，可有效延長車輛的續航里程。

技術領域

本發明屬于智能網聯汽車技術領域，更具體的說是涉及一種車邊云協同架構的協同任務遷移系統及算法。

背景技術

汽車智能化的關鍵在于構建具有數據融合、高速計算、智能決策、協同控制能力的智能計算平臺，以完成汽車行駛和信息交互過程中海量多源異構數據的高速計算處理。現今，車載終端及云服務器的計算能力和硬件配置雖正在逐步增強，但隨著車載終端設備的日益增加、無線網絡的大規模接入以及車載計算任務應用要求的提升，基站無線總帶寬的需求不斷增加，繼而引發網絡傳輸不穩定、云服務器負載過高等問題，使得計算平臺難以在短時間內完成計算資源密集型計算，這對智能網聯汽車計算平臺的處理能力提出了嚴峻挑戰。

為解決上述問題，CN110134507提出了一種適用于車邊協同架構的邊緣計算系統下的合作計算方法，利用在邊緣服務器側與眾多終端合作計算的方案達到計算資源的最優配置，但邊緣服務器的存儲和計算能力有限，不可能部署所有類型的服務，不合理的任務遷移策略會導致邊緣計算任務處理時間延長，車載終端體驗變差，還會導致邊緣服務器因過載而不穩定。CN110197339提出了一種適用于車云協同架構的基于大數據云計算服務平臺及運行方法，可實現后臺計算及交互式大數據信息查詢，但由于網絡帶寬限制及海量計算密集型任務的涌現，不能滿足智能網聯汽車實時響應的需求。

上述技術對于提高車載計算任務及實現交互式的信息查詢具有積極意義，但車輛在行駛過程中需要面對復雜的環境，需要與同區域內的其他設備競爭網絡資源和計算資源。網絡狀態和計算資源的不確定性，很容易造成通信不穩定，進而產生數據擁堵，無法滿足低時延的要求。尤其，對于電動車輛而言，上述問題還會引發車載能耗過高進而影響續航里程，因此，如何實現實時性和能耗的平衡是一個亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種車邊云協同架構的協同任務遷移系統及算法，將任務特性、任務遷移策略、計算資源、網絡狀態等綜合建模為一個系統能耗最小優化問題，并以任務計算時延為約束、以系統能耗最低為目標，設計高效的任務遷移機制，從而降低車載計算負荷，顯著提升用戶體驗，同時為遠程云計算平臺的大數據分析提供基礎數據。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種車邊云協同架構的協同任務遷移系統，包括：

車載終端集群，該車載終端集群用于采集車輛信息和輸出車輛信息至邊緣服務器及遠程云服務器；

邊緣服務器，設置于路側邊緣，與車載終端集群通信連接，以接收并處理車載終端集群采集處理的車輛信息和輸出信號指令至車載終端集群內；

遠程云服務器，與車載終端集群通信連接，與車載終端集群之間進行身份認證、數據存儲和數據收發。

作為本發明的進一步改進，所述車載終端集群由一定區域內的所有的車載終端和路側通信基礎設施構成，內部采用mm-ware、802.11p、蜂窩網絡相互通信，其中，路側通信基礎設施包括路邊基站、信號燈，車載終端包括全球導航衛星系統、信息分析模塊、信息感知模塊、任務遷移決策模塊、遷移執行模塊、通信模塊。

作為本發明的進一步改進，所述邊緣服務器由路側邊緣設備搭建，其中，路側邊緣設備包括工控機、路由器等。