基于边缘计算的车载算力共享系统、方法、设备及介质技术方案

一种基于边缘计算的智能网联车载算力共享系统，算力共享应用平台提供车载算力资源，执行车端计算任务，存储车端计算任务数据；算力共享边缘计算平台采集获取接入该边缘计算平台的算力资源数据和车辆状态数据，将车载算力闲置资源整合成一个具备分布式计算和算力调度功能的计算能力资源，进行计算任务算力评估，接收车辆的计算任务需求，将计算任务拆解为与算力资源相当的多个子任务；将各子任务分别发送到区域内对应的算力供给车辆，算力供给车辆车载计算单元分别进行子任务的计算，并将计算结果返回边缘计算平台，边缘计算平台将接收的所有的计算结果进行整合处理，形成整个任务包的计算结果发送回计算任务需求车辆。务包的计算结果发送回计算任务需求车辆。务包的计算结果发送回计算任务需求车辆。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的车载算力共享系统、方法、设备及介质


[0001]本申请涉及智能网联汽车
，具体涉及一种智能网联车载车载算力共享技术。

技术介绍

[0002]汽车新四化(电动化、网联化、智能化、共享化)特征的推动下，车载软硬件资源与服务相结合的特性开始出现。随着智能网联化的驱动，智能汽车的市场规模不断扩大和普及，同时，智能网联汽车的车载算力资源与计算性能不断提升。因此，智能网联汽车的普及提供了大规模的车载算力资源，利用车辆闲置的算力资源来处理周边车辆的计算任务，可以让车端的算力资源得到有效利用。智能网联汽车的车端算力架构由“分布式
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>跨域集中
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>中央计算平台架构”进行演进。当前，集中化算力架构演进趋势已经逐步成为行业共识，车端架构变革带来的算力资源的集中化，高算力“CPU+GPU/NPU”已成为车端的集中算力来源，在此基础上，算力资源由域控制器进行统一的管理和调度，给算力共享的应用和推广提供硬件资源基础。边缘计算技术将云计算与存储的功能下沉到边缘侧，可以有效降低处理时延和网络开销，边缘计算技术在车端算力共享领域的应用，可以解决算力共享任务的高可靠性，进一步提升车载计算任务的时效性。
[0003]智能网联汽车的领域涉及感知、融合、定位、决策、规划、控制等多个环节，不同环节都需要大算力资源的支持，比如激光雷达的点云数据需要大量的CPU算力，摄像头的视频数据处理需要AI算力才能快速处理，在定位、决策、规划、控制等强逻辑处理的环节也需要CPU算力，所需的计算资源可以来源于周边的车辆，特别是具备智能网联且具备一定算力资源的停泊车辆，停泊的车辆可以将自身的算力资源进行稳定的共享，按需地对外提供算力服务，车端的计算任务可以迁移至停泊车辆上执行，可以分担边缘计算服务器繁重的计算负荷，在提升资源的利用率方面具有巨大的价值。
[0004]算力共享的方向已有部分成果，公开号：CN108874526 A，名称“一种基于网络通讯的算力共享平台及方法”的中国专利申请提供了一种基于网络通讯的算力共享平台及方法，通过高速的网络通讯实现智能终端之间的算力共享，以解决老旧智能终端算力不足的问题。公开号：CN113542316A，名称“算力共享方法及相关设备”中国专利申请中提供了一种算力共享方法，算力共享网元与网络连接以进行控制面传输和数据面输出，其中算力共享网元获取计算需求端发送的算力需求信息以及计算协作端发送的可提供算力信息，在根据算力需求信息和可提供算力资源信息，确定为计算需求端提供算力的计算协作端。以上现有技术公开的方案是对于智能终端的算力资源共享，没有针对于智能网联车载算力资源使用闲置的车载算力资源分配计算任务，使用边缘计算平台处理车载计算任务和满足降低数据传输时延的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术智能网联汽车运行中多个环节需要大算力资源，而停泊车辆
中车载算力资源大量闲置，车载计算任务需要满足数据传世时延高要求等问题，提供一种适用于车载算力资源共享的技术，使用闲置的车载算力资源进行计算任务的分布式处理以及降低传输时延，实时高效传输分配的计算任务及计算结果。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，首先，提供了一种基于边缘计算的智能网联车载算力共享系统，实现智能网联汽车的车载算力资源接入边缘计算云平台与中心云平台，让车载算力资源实现共享，让车载闲置算力资源能够被有效利用；并且，提供车载算力任务协同处理，实现车辆计算任务的协同实时计算和灵活调度。
[0007]一种基于边缘计算的智能网联车载算力共享系统，包括：算力共享应用平台、算力共享边缘计算平台、算力共享中心计算云平台，算力共享应用平台提供车载算力资源，执行边缘计算平台下发车端的计算任务，存储车端计算任务数据；算力共享边缘计算平台获取接入该边缘计算平台的算力资源数据和车辆状态数据，将车载算力闲置资源整合成一个具备分布式计算和算力调度功能的计算能力资源，接收算力需求车辆的计算任务，进行计算任务算力评估，将计算任务拆解为与算力资源相当的多个子任务；将各子任务分别发送到区域内对应的算力供给车辆，算力供给车辆车载计算单元分别进行子任务的计算，并将计算结果返回边缘计算平台，边缘计算平台整合处理所有的计算结果，形成整个任务包的计算结果发送回计算任务需求车辆；算力共享中心计算云平台负责边缘计算平台的管理以及跨边缘节点的任务处理。
[0008]进一步优选，算力共享应用平台部署在车端的车机和驾驶域控制器中，车端通过各自的基站接入相应的算力共享边缘计算平台，计算任务信息通过基站转发，计算结果及响应信息由各车端的车际通信单元相互传送；算力共享边缘计算平台部署在通信基站中，负责与覆盖范围内的车辆进行双向通信及计算任务的接收、拆解及下发。
[0009]进一步优选，算力共享应用平台将车载控制器进行虚拟化提供一个安全隔离的虚拟化运行环境，接收边缘计算平台下发的车端计算任务，实时采集车辆的算力、存储、网络方面的数据传输至所接入的边缘计算平台，供边缘计算平台进行任务调度；将需要协同计算的计算任务包上传至边缘计算平台，监控当前车辆的计算任务状态，实时同步给边缘计算平台；计算任务完成后，将该任务标识、任务状态及对应的计算结果上传边缘计算平台。
[0010]进一步优选，算力共享边缘计算平台部署在靠近移动接入网边缘侧，借助Uu接口或PC5接口支持车端与车端、车端与边缘计算平台的协同交互，负责与覆盖范围内车端进行双向通信和计算任务分配，根据每个算力单元能够承担的计算量预设值对计算任务进行拆解，根据接入平台的车辆数量以及可调用资源情况，将计算任务拆解成与可调用的车辆数一致的多个子任务。
[0011]进一步优选，当车辆已接收计算任务后发生移动，并驶离当前接入边缘计算平台时，边缘计算平台将相应的计算任务提交给中心计算平台，中心计算平台根据车辆实时地理位置信息确定对应的边缘计算平台，中心平台数据交互模块通过车端当前接入的边缘计算平台获得该车辆承担的子任务计算结果。
[0012]进一步优选，算力共享应用平台包括：车载算力虚拟化及调度模块、车载算力资源数据传输模块、车载算力任务管理模块，车载算力虚拟化及调度模块负责车载算力资源和车端控制器实现算力资源的虚拟化并为计算任务处理模块提供算力调用接口，车载算力资源数据传输模块将采集的算力资源数据实时上传至该车辆所接入的边缘计算平台，车载算
力任务管理模块接收本车辆接入的边缘计算平台下发的车端计算任务包，将需要协同计算的计算任务包上传至对应的边缘计算平台，监控当前车辆的计算任务状态、车载状态数据，实时同步给边缘计算平台,计算任务完成后，将该任务标识、任务状态及对应的计算结果上传边缘计算平台。
[0013]进一步优选，车载算力任务管理模块接收车载算力共享应用平台下发的协同计算任务，生成计算任务包放到任务队列池中；根据当前计算任务集合、可提供闲置算力的车辆集合、计算任务优先级、任务包大小，评估该任务包所需要的算力资源以及任务包拆解策略、子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的智能网联车载算力共享系统，其特征在于，包括：算力共享应用平台、算力共享边缘计算平台、算力共享中心计算云平台，算力共享应用平台将车载控制器进行虚拟化提供一个安全隔离的虚拟化运行环境，提供车载算力资源，执行边缘计算平台下发车端的计算任务，存储车端计算任务数据；算力共享边缘计算平台获取接入该边缘计算平台的算力资源数据和车辆状态数据，将车载算力闲置资源整合成一个具备分布式计算和算力调度功能的计算能力资源，接收算力需求车辆的计算任务，进行计算任务算力评估，将计算任务拆解为与算力资源相当的多个子任务；将各子任务分别发送到区域内对应的算力供给车辆，算力供给车辆车载计算单元分别进行子任务的计算，并将计算结果返回边缘计算平台，边缘计算平台整合处理所有的计算结果，形成整个任务包的计算结果发送回计算任务需求车辆；算力共享中心计算云平台负责边缘计算平台的管理以及跨边缘节点的任务处理。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，算力共享应用平台部署在车端的车机和驾驶域控制器中，车端通过各自的基站接入相应的算力共享边缘计算平台，计算任务信息通过基站转发，计算结果及响应信息由各车端的车际通信单元相互传送；算力共享边缘计算平台部署在通信基站中，负责与覆盖范围内的车辆进行双向通信及计算任务的接收、拆解及下发。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，算力共享应用平台实时采集车辆的算力、存储、网络方面的数据传输至所接入的边缘计算平台，供边缘计算平台进行任务调度；将需要协同计算的计算任务包上传至边缘计算平台，监控当前车辆的计算任务状态，实时同步给边缘计算平台；计算任务完成后，将该任务标识、任务状态及对应的计算结果上传边缘计算平台。4.根据权利要求1
‑
3其中之一所述的系统，其特征在于，算力共享边缘计算平台部署在靠近移动接入网边缘侧，借助Uu接口或PC5接口支持车端与车端、车端与边缘计算平台的协同交互，负责与覆盖范围内车端进行双向通信和计算任务分配，根据每个算力单元能够承担的计算量预设值对计算任务进行拆解，根据接入平台的车辆数量以及可调用资源情况，将计算任务拆解成与可调用的车辆数一致的多个子任务。5.根据权利要求1
‑
3其中之一所述的系统，其特征在于，当车辆已接收计算任务后驶离接入边缘计算平台时，接入边缘计算平台将相应的计算任务提交给中心计算平台，中心计算平台根据车辆实时地理位置信息确定当前接入的边缘计算平台，中心计算平台数据交互模块通过车端当前接入的边缘计算平台获得该车辆承担的子任务计算结果。6.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，算力共享应用平台进一步包括：车载算力虚拟化及调度模块、车载算力资源数据传输模块、车载算力任务管理模块，车载算力虚拟化及调度模块负责车载算力资源，车端控制器实现算力资源的虚拟化并为计算任务处理模块提供算力调用接口，车载算力资源数据传输模块将采集的算力资源数据实时上传至该车辆所接入的边缘计算平台，车载算力任务管理模块接收本车辆接入的边缘计算平台下发的车端计算任务包，将需要协同计算的计算任务包上传至对应的边缘计算平台，监控当前车辆的计算任务状态、车载状态数据，实时同步给边缘计算平台,计算任务完成后，将该任务标识、任务状态及对应的计算结果上传边缘计算平台。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，车载算力任务管理模块接收车载算力共享应用平台下发的协同计算任务，生成计算任务包放到任务队列池中；根据当前计算任务集合、可提供闲置算力的车辆集合、计算任务优先级、任务包大小，评估该任务包所需要的算力资源以及任务包拆解策略、子任务下发的车辆；将任务包拆分出适配于车端计算的各个子任务；将各个子任务依次下发给对应的车辆。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，车载算力任务管理模块进一步包括：计算任务算力评估子模块收到车端的计算任务后，根据当前所有的计算任务量T
总
、接入到边缘计算平台的可用于计算的车辆集合、预定距离内有可用算力资源的车辆数N，可用算力资源车端的算力开销，将计算任务拆解为可调用算力对应的子任务包，调用公式：确定第i个子任务的计算量Ti，其中，C
i
为第i台车的算力资源。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述车载状态数据包括：车辆接入边缘计算平台的鉴权信息、车辆实时地理位置信息、行驶数据、车辆能源电量数据。10.利要求7所述的系统，其特征在于，车载算力任务管理模块进一步包括计算日志监控子模块，实时监控计算子任务的处理状态、子任务在车端的处理时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋素东，李增文，张清，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：