任务 4.3：车内标牌场景搭建及测试（效率类 V2I）-学生手册

任务4.3车内标牌场景搭建及测试项目四：应用场景搭建与测试任务4.3：车内标牌场景搭建及测试（效率类V2I）【任务导入】在陌生的城市道路上，驾驶员的视线可能被大型车辆遮挡，导致无法通过肉眼观察到路旁的道路交通标志（如REF_Ref170738795\h图4-3-1所示），从而影响正常驾驶。通过车辆与路侧基础设施的通信（V2I），车载单元（OBU）可以接收到由路侧单元（RSU）发布的道路交通标志信息，并在车内提醒驾驶员，从而保证车辆行驶安全。假设你是某家车联网通信产品公司的测试工程师，现在需要你完成车内标牌场景的搭建及测试，确保驾驶员可以收到车内标牌提示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC1驾驶员视线被遮挡（左上角为第三视角）【学习目标】素质目标引导学生对科技力量的认同；激发学生的创新精神和实践能力；培养学生敢于实操，勇于实践的良好品质。知识目标能阐述车内标牌场景的应用定义与预期效果[K56]；能说明车内标牌场景的基本原理[K57]；能画出RSI消息体的数据结构[K58]。能力目标能正确搭建车内标牌场景[A37]；能分析RSU广播的RSI消息[A38]；能完成车内标牌场景的测试[A39]。【知识准备】车内标牌场景应用定义和预期效果车内标牌（IVS:In-VehicleSignage）是指，当装载车载单元（OBU）的主车（HV）收到由路侧单元（RSU）发送的道路数据以及交通标牌信息，IVS应用将给予驾驶员相应的交通标牌提示，保证车辆的安全行驶。本应用适用于任何交通道路场景。IVS能提高车辆行驶的安全性。主要场景IVS的主要场景如REF_Ref170738805\h图4-3-2所示。具体描述如下：HV从远处接近相应的路侧单元（RSU）；路侧单元（RSU）发出局部道路数据信息，以及相应的交通标牌信息；IVS应用根据上述信息，结合自车的定位和行驶状态，计算出自车在路网中的位置，并判断前方是否有交通标识牌，如果有，则通过车内标牌对驾驶员进行提示。车内交通标牌会在消息有效的区域和时间段内亮起。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC2IVS：车内标牌场景系统基本原理IVS基本工作原理如下：HV根据收到的道路数据，以及本车的定位和运行数据，判定本车在路网中所处的位置和运行方向；判断车辆前方道路是否有交通标牌，以及在当前时间段该标牌是否有效。若是，则直接显示给驾驶员。通信方式具备短程无线通信能力的路侧设备，将道路数据与交通标牌信息，发送给HV（V2I）。基本性能要求IVS基本性能要求如下：车辆速度范围（0～70）km/h；通信距离≥150m；道路数据与交通标牌信息更新频率典型值1Hz；系统延迟≤500ms；定位精度≤1.5m。数据交互需求IVS数据交互需求见REF_Ref170739166\h表4-3-1。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC1IVS场景数据交互需求数据集包含数据单元备注时刻—单位ms道路数据集节点路口节点路段路口之间的路段车道路段中的车道连接转向关系路口处各路段出入连接关系交通标牌信息标牌内容交通标牌所标识的内容指示范围交通标牌指示的路段范围有效时间交通标牌的有效时间RSI消息体定义RSI消息适用于由路侧单元向周围车载单元发布的交通事件信息以及交通标志信息。其中，交通事件信息当前支持国标GB/T29100-2012；交通标志信息当前支持国标GB5768.2-2009。该消息帧能够打包一个或多个交通事件信息或者交通标志信息，同时包含发送该消息的路侧单元编号以及参考位置坐标。车载单元在判定事件或标志的生效区域时，根据自身的定位与运行方向，以及消息本身提供的时效信息、关联区域/路段范围，来进行判定。消息体中，refPos字段用来提供本消息作用范围内的参考三维位置坐标，消息中所有的位置偏移量，均基于该参考坐标计算。真实位置坐标等于偏移量加上参考坐标。RSI消息结构RSI消息的结构类型同样为有序成员固定结构（SEQUENCE），消息结构如REF_Ref170738816\h图4-3-3所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC3RSI消息体数据结构RSI消息体中涉及的重要数据帧DF_RTEListRTEList定义道路交通事件集合，至少包含1个道路交通事件信息（RTEData），最多包含8个。RTEList::=SEQUENCE(SIZE(1..8))OFRTEDataDF_RTEDataRTEData定义道路交通事件信息。交通事件分类当前支持国标GB/T29100-2012。该数据帧中，包含该交通事件的信息源、发生区域、时效、优先级以及影响区域等。还可以用文本的形式，对事件信息进行补充描述或说明。车载单元在判定交通事件的影响区域时，根据提供的信息，可以用关联路径和关联路段两种方式进行计算。数据帧中的关联路径，用有序的位置点列来描述交通事件的影响区域中心线，同时用半径来表示该影响区域边界离中心线的垂直距离，反映该区域的宽度以覆盖实际路段。数据帧中的位置点均是根据外部参考位置坐标点的偏移坐标。关联路段，则关联到MAP消息中提供的相应路段和车道中。RTEData::=SEQUENCE{ rteIdINTEGER(0..255), eventTypeEventType, eventSourceEventSource, eventPosPositionOffsetLLVOPTIONAL, eventRadiusRadiusOPTIONAL, descriptionDescriptionOPTIONAL, timeDetailsRSITimeDetailsOPTIONAL, priorityRSIPriorityOPTIONAL, referencePathsReferencePathListOPTIONAL, referenceLinksReferenceLinkListOPTIONAL, eventConfidenceConfidenceOPTIONAL, ...}DF_PositionOffsetLLVPositionOffsetLLV定义三维的相对位置（相对经纬度和相对高程）。约定偏差值等于真实值减去参考值。PositionOffsetLLV::=SEQUENCE{ offsetLLPositionOffsetLL, offsetVVerticalOffsetOPTIONAL}DF_DescriptionDescription定义文本描述信息，提供两种编码形式。第一种为ASCII字符文本形式，支持长度1字节到512字节。第二种为中文编码形式，符合GB2312-80的编码规则，1个中文字符由2字节信息编码，支持长度1到256个中文字符。Description::=CHOICE{ textStringIA5String(SIZE(1..512)), textGB2312OCTETSTRING(SIZE(2..512))}DF_RSITimeDetailsRSITimeDetails定义道路交通事件和道路交通标志信息的生效时间属性，用UTC世界标准时间定义，包括生效起始时刻、结束时刻以及结束时刻的置信度。精确到分钟。RSITimeDetails::=SEQUENCE{ startTimeMinuteOfTheYearOPTIONAL, endTimeMinuteOfTheYearOPTIONAL, endTimeConfidenceTimeConfidenceOPTIONAL}DF_ReferencePathListReferencePathList定义道路交通事件和标志的关联路径集合。ReferencePathList::=SEQUENCE(SIZE(1..8))OFReferencePathDF_ReferencePathReferencePath定义道路交通事件和标志的关联路径，RSI消息对该路径上的车辆有效。关联路径用有序的位置点列来描述交通事件的影响区域中心线，路径上的点按车辆行驶方向从上游往下游列出，一条路径至少包含1个点；同时用半径来表示该影响区域边界离中心线的垂直距离，反映该区域的宽度以覆盖实际路段，仅包含1个点的路径表示圆形警报区。ReferencePath::=SEQUENCE{ activePathPathPointList, pathRadiusRadius}DF_ReferenceLinkListReferenceLinkList定义关联路段集合。ReferenceLinkList::=SEQUENCE(SIZE(1..16))OFReferenceLinkDF_ReferenceLinkReferenceLink定义关联路段，用路段的上下游节点ID表示。路段的上下游节点唯一确定一条路段。可包含具体的关联车道。如不指定车道，则默认为该路段所有车道。ReferenceLink::=SEQUENCE{ upstreamNodeIdNodeReferenceID, downstreamNodeIdNodeReferenceID, referenceLanesReferenceLanesOPTIONAL}DF_RTSListRTSList定义道路交通标志集合，至少包含1个道路交通标志信息（RTSData），最多包含16个。RTSList::=SEQUENCE(SIZE(1..16))OFRTSDataDF_RTSDataRTSData定义道路交通标志信息。交通标志信息当前支持国标GB5768.2-2009，包含其中所有标志内容。该数据帧中，可以用文本的形式，对相关的交通标志进行补充描述或说明。车载单元在判定交通标志的生效区域时，根据提供的信息，可以用关联路径和关联路段两种方式进行计算。数据帧中的关联路径，用有序的位置点列来描述交通标志的生效区域中心线，同时用半径来表示该影响区域边界离中心线的垂直距离，反映该区域的宽度以覆盖实际路段。数据帧中的位置点均是根据外部参考位置坐标点的偏移坐标。关联路段，则关联到MAP消息中提供的相应路段和车道中。RTSData::=SEQUENCE{ rtsIdINTEGER(0..255), signTypeSignType, signPosPositionOffsetLLVOPTIONAL, descriptionDescriptionOPTIONAL, timeDetailsRSITimeDetailsOPTIONAL, priorityRSIPriorityOPTIONAL, referencePathsReferencePathListOPTIONAL, referenceLinksReferenceLinkListOPTIONAL, ...}RSI消息体中涉及的重要数据单元DE_MinuteOfTheYear数值用来表示当前年份，已经过去的总分钟数（UTC时间）。数据分辨率为1分钟。该数值配合DSecond数值，则可以表示以毫秒记的全年已过去的总时间，数值527040表示无效数值。MinuteOfTheYear::=INTEGER(0..527040)DE_EventType定义道路交通事件的类型。其中，道路交通事件包括恶劣天气、异常路况和异常车况。GB/T29100-2012中定义的事件分类代码作为该值的千位和百位，交通事件分类顺序码作为该值的十位和个位。EventType::=INTEGER(0..65535)注：GB/T29100-2012中定义的交通事件分类代码和交通事件分类顺序码可在国家标准全文公开系统网站查询，网址：/bzgk/gb/。DE_EventSourceEventSource定义道路交通事件的信息来源。0为未知，1为交警，2为政府部门，3为气象部门，4为互联网服务，5为本地检测。EventSource::=ENUMERATED{ unknown(0),--0Unknown police(1),--1trafficpolice government(2),--2govenment meteorological(3),--3meteorologicaldepartment internet(4),--4internetservices detection(5),--5localdetection ...}DE_RadiusRadius表示绝对值半径大小，分辨率为10cm。Radius::=INTEGER(0..65535)DE_RSIPriorityRSIPriority表示RSI消息中不同类型交通事件或交通标志的优先级。数值长度占8位，其中低五位为0，为无效位，高三位为有效数据位。数值有效范围是B00000000到B11100000，分别表示8档由低到高的优先级。RSIPriority::=OCTETSTRING(SIZE(1))DE_ConfidenceConfidence定义置信度，分辨率为0.005。Confidence::=INTEGER(0..200)DE_SignTypeSignType定义道路交通标志的类型。数值0表示未知类型，或文本描述信息。大于0数值表示交通标志标牌信息，其编号参照国标GB5768.2-2009中“交通标志中文名称索引”表序号（可通过互联网搜索查看）。SignType::=INTEGER(0..65535)【任务实施】车内标牌场景搭建设备工具准备按REF_Ref170739156\h表4-3-2准备任务实施所需要的设备、线束、防护用品。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC2设备清单分类名称数量图例规格要求实训设备路杆设备1套OBU2套含全套线束测试车辆1辆—低速无人小车或乘用车笔记本电脑（含鼠标和充电线）1套Windows7以上系统平板电脑1套安装GoXLinkApp工具移动电源1套12V输出，配DC5521接口转接线防护用品工作服1套安全帽1个工作手套1双辅助材料无纺布1张部署实训设备部署路杆设备穿戴工作服、工作手套，佩戴安全帽。将路杆设备部署到指定位置，锁止路杆设备，打开路杆设备电源开关，如REF_Ref170738829\h图4-3-4所示。注意：请确保路杆设备的方向面朝测试道路，并且锁止杆均与指定位置地面的黄色标记重合。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC4部署路杆设备部署测试车辆将1辆测试车辆行驶到测试道路上，如REF_Ref170738834\h图4-3-5所示（图中以低速无人小车作为测试车辆）。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC5部署测试车辆部署OBU将OBU部署到车辆上，利用移动电源给OBU供电。注意：请利用工具将OBU固定好，防止OBU在车辆运动过程中移动或掉落，如REF_Ref170738841\h图4-3-6所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC6部署OBU调试OBU无线远程连接OBU笔记本电脑连接OBU的WiFi。打开MobaXterm软件，创建SSH工具会话。OBU的IP地址：。输入账号：root，成功登录OBU，如REF_Ref170738846\h图4-3-7所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC7远程登录OBU测试OBU定位功能在OBU会话窗口执行以下命令测试定位功能，如果有坐标信息，并且坐标信息正常，则说明OBU定位功能正常。kinematics-sample-client-a测试PC5模组状态在OBU会话窗口执行以下命令测试PC5模组状态。V2X接收和发送状态必须为1才是正常状态：V2Xrx_status=1,tx_status=1，其他值（0/2）都属于异常。cv2x-config--get-v2x-status确认OBU接收到的RSI消息在OBU会话窗口输入以下命令开启RSI消息打印模块：/tmp/obu-pal-debug5在OBU窗口执行以下命令打印日志，打印OBU接收到的RSI消息（由RSU广播）：journalctl-f-uobu-app查看OBU接收到的RSI消息，找到其中名为“RTSData”的道路交通标志信息数据帧，确认其中名为“signType”的道路交通标志类型数据元素的数值，并参照国标GB5768.2-2009中“交通标志中文名称索引”表序号确认对应的道路交通标志。例如，REF_Ref170738853\h图4-3-8的RSI消息体实例中包含“signType”数值为35的道路交通标志信息，此为“注意慢行”标志。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC8OBU接收到的RSI消息实例另外读取到的RSI消息示例中还包含“signType”数值为80的道路交通标志信息，此为“禁止鸣笛”标志，如REF_Ref170738901\h图4-3-9所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC9“静止鸣笛”道路交通标志信息对RSI消息体实例中的其他数据帧和数据元素的解析见REF_Ref170742014\h表4-3-3。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC3RSI消息体实例解析数据名称数据帧数据名称数据元素数值解析msgCntDE_MsgCount102消息编号为102id—090CB2CB719D3A4DRSUid为090CB2CB719D3A4DrefposDF_Position3DlatDE_Latitude229078190纬度为22.9078190ºlongDE_Longitude1133036020经度为113.3036020ºelevationDE_Elevation0海拔高程为0.0mRTSDataDF_RTSDatartsId—1道路交通标志信息ID为1signTypeDE_SignType35道路交通标志类型为35（注意慢行）略descriptionDE_Description02_manxing略RTSDataDF_RTSDatartsId—2道路交通标志信息ID为2signTypeDE_SignType80道路交通标志类型为80（禁止鸣笛）略descriptionDE_Description01NoHonking略在OBU会话窗口中执行以下命令关闭全部消息体打印模块。/tmp/obu-pal-debug0最后执行“exit”命令，退出设备文件系统。关闭MobaXterm软件。车内标牌场景测试平板电脑连接OBU平板电脑连接到测试车辆