【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于車聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域，涉及一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、當今時代，汽車已不再僅僅是代步工具，而是成為了連接交通、信息通信等多個領(lǐng)域的智能化平臺。隨著技術(shù)的飛速進步，汽車與這些領(lǐng)域的深度融合正以前所未有的速度推動著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。其中，基于先進移動通信技術(shù)的車路云協(xié)同自動駕駛系統(tǒng)尤為引人注目。這一系統(tǒng)通過路側(cè)設(shè)備、邊緣計算單元以及云端信息的多端融合，構(gòu)建了一個高度協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)了車與車、車與路、車與云之間的無縫連接與全方位配合。
2、在車路云協(xié)同自動駕駛系統(tǒng)中，協(xié)同感知、協(xié)同決策、協(xié)同控制是其核心功能。通過這些功能，系統(tǒng)能夠?qū)崟r收集并分析道路狀況、車輛狀態(tài)以及周邊環(huán)境等多源信息，為自動駕駛車輛提供精準、可靠的決策支持。這不僅極大地提升了車輛行駛的安全性，還顯著提高了交通效率，降低了能耗，為乘客帶來了更加舒適、便捷的出行體驗。
3、然而，要實現(xiàn)這一系統(tǒng)的全面應(yīng)用，離不開車聯(lián)網(wǎng)路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的廣泛部署以及車載通信設(shè)備的普及安裝。我國對此高度重視，已明確將車聯(lián)網(wǎng)作為未來交通發(fā)展的重要方向，并規(guī)劃至2050年建成覆蓋全國范圍公路的蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(c-v2x)基礎(chǔ)設(shè)施。這將為協(xié)同感知、協(xié)同決策和協(xié)同控制服務(wù)的全面提供奠定堅實基礎(chǔ)，助力交通系統(tǒng)向最優(yōu)化發(fā)展目標邁進。
4、但就目前而言，當前車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。尤其是路側(cè)通信單元(rsu)的部署數(shù)量尚不足以全方位支撐車輛互聯(lián)的需求。在車輛拓撲節(jié)點高速移動的過程中，如何實現(xiàn)廣范圍的覆蓋、保持穩(wěn)定的通信連接，以完成協(xié)同
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。
2、為達到上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其包括：多個車端、多個路端以及至少一個云端，其中，多個車端之間通過車載通信單元obu進行通信；路端包括路側(cè)部署的中繼通信設(shè)備和通信基站，中繼rsu作為分布式車輛協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)中的通信鏈路中繼節(jié)點，協(xié)助車輛與車輛之間的信息傳輸；通信基站與云端設(shè)備使用光纖連接，并通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口uu與車端進行通信連接；
4、基于分布式網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)，車輛能夠聯(lián)合其他車輛、路端以及云端實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)處理，其中，任務(wù)發(fā)起車輛啟動網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)，并搜索周圍能夠作為任務(wù)協(xié)作車輛的通信車輛節(jié)點，并與任務(wù)協(xié)作車輛進行節(jié)點信息交換；任務(wù)發(fā)起車輛基于從云端獲取的高精地圖以及周圍車輛信息進行融合計算，得到任務(wù)協(xié)作車輛和自車的任務(wù)執(zhí)行策略和協(xié)同控制指令，進而完成網(wǎng)聯(lián)協(xié)調(diào)駕駛?cè)蝿?wù)。
5、進一步，對于多個車端之間，每個車端內(nèi)設(shè)置車載通信單元obu，車載通信單元通過以太網(wǎng)模式與車內(nèi)網(wǎng)連接，并通過基于近場通信pc5的直連通信接口進行車與車之間的通信。
6、進一步，根據(jù)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)的產(chǎn)生場景，車輛被劃分為任務(wù)發(fā)起車輛、任務(wù)中繼車輛以及任務(wù)協(xié)作車輛，其中，當任務(wù)發(fā)起車輛與任務(wù)協(xié)作車輛進行通信時，若通信距離在基于pc5的直連通信距離內(nèi)，則兩者直接基于pc5進行直連通信；若通信距離超過基于pc5的直連通信距離，則進一步判斷兩者是否處于同一路側(cè)通信設(shè)備rsu的通信覆蓋范圍，若同處于同一rsu的通信覆蓋范圍，則通過rsu進行轉(zhuǎn)發(fā)通信，否則基于兩者之間的任務(wù)中繼車輛進行多次pc5直連通信，通過建立多跳的通信鏈路實現(xiàn)通信。
7、進一步，每個車端內(nèi)部設(shè)置協(xié)同控制器，任務(wù)發(fā)起車輛的協(xié)同控制器首先與任務(wù)協(xié)作車輛進行節(jié)點信息交換，其中，節(jié)點信息包括各自車輛的車輛狀態(tài)、車輛感知、車輛意圖以及交通信息，然后任務(wù)發(fā)起車輛的協(xié)同控制器基于自車和任務(wù)協(xié)作車輛的信息進行融合計算，得到協(xié)同軌跡會話以及協(xié)同控制指令，并將協(xié)同軌跡規(guī)劃與協(xié)同控制指令傳輸至任務(wù)協(xié)作車輛。
8、進一步，每個車端內(nèi)部設(shè)置車輛域控制器，其在信息交換階段用于獲取車輛自身的感知信息和狀態(tài)信息，其中，其通過車載攝像頭或者車載雷達獲取車輛周圍的環(huán)境信息，從而得到車輛感知信息；其通過監(jiān)測油門、制動踏板、方向盤獲取車輛狀態(tài)信息；
9、車輛域控制器獲取的車輛狀態(tài)和車輛感知信息首先傳遞至自身車輛的協(xié)同控制器，由協(xié)同控制器與其他車輛進行信息交換；
10、在融合計算之后，車輛域控制器根據(jù)自身的協(xié)同控制器下發(fā)的協(xié)同軌跡規(guī)劃以及協(xié)同控制指令進行油門、制動踏板、方向盤轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)向燈的控制。
11、進一步，車輛通過路側(cè)的通信基站從云端下載其所處區(qū)域的高精地圖，高精地圖提供基本地理信息、車道級數(shù)據(jù)信息以及動態(tài)交通信息，其中，基本地理信息包括道路名稱、道路位置以及道路形狀；車道級數(shù)據(jù)信息包括車道數(shù)量、車道寬度、車道標線以及車道屬性變化；交通信息包括限速、信號燈狀態(tài)、交通流量、路況施工信息；
12、高精地圖提供的信息用以輔助車輛的協(xié)同控制器進行融合計算。
13、進一步，所述網(wǎng)聯(lián)駕駛?cè)蝿?wù)的任務(wù)場景至少包括：城市直道、城市岔路口、高速匝道和高速直道，基于任務(wù)場景，所述網(wǎng)聯(lián)駕駛?cè)蝿?wù)至少包括：路口對向行駛車輛的無保護左轉(zhuǎn)、協(xié)作式車道匯入、無信號匝道的轉(zhuǎn)向或交替通行、協(xié)同自適應(yīng)巡航、同向行駛車輛協(xié)作式變道、編隊行駛、合作式借道。
14、本專利技術(shù)的有益效果在于：
15、本專利技術(shù)的分布式網(wǎng)絡(luò)車輛協(xié)作駕駛通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備顯著優(yōu)勢。首先，通過低延遲的通信機制，實現(xiàn)車輛間實時狀態(tài)信息共享，大幅提升任務(wù)處理和協(xié)作決策的效率。其次，該架構(gòu)具備良好的可擴展性，能夠靈活添加新車輛或節(jié)點。通過資源共享，協(xié)作駕駛車輛可以互換感知信息與決策結(jié)果，進而提升整體交通流動性與安全性。最后，在無路側(cè)通信設(shè)施的情況下，依然能夠滿足網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)的執(zhí)行。
16、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術(shù)的實踐中得到教導(dǎo)。本專利技術(shù)的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：其包括：多個車端、多個路端以及至少一個云端，其中，多個車端之間通過車載通信單元OBU進行通信；路端包括路側(cè)部署的中繼通信設(shè)備和通信基站，中繼RSU作為分布式車輛協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)中的通信鏈路中繼節(jié)點，協(xié)助車輛與車輛之間的信息傳輸；通信基站與云端設(shè)備使用光纖連接，并通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口Uu與車端進行通信連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：對于多個車端之間，每個車端內(nèi)設(shè)置車載通信單元OBU，車載通信單元通過以太網(wǎng)模式與車內(nèi)網(wǎng)連接，并通過基于近場通信PC5的直連通信接口進行車與車之間的通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)的產(chǎn)生場景，車輛被劃分為任務(wù)發(fā)起車輛、任務(wù)中繼車輛以及任務(wù)協(xié)作車輛，其中，當任務(wù)發(fā)起車輛與任務(wù)協(xié)作車輛進行通信時，若通信距離在基于PC5的直連通信距離內(nèi)，則兩者直接基于PC5進行直連通信；若通信距離超過基于PC5的直連通信距離，則進一步判斷兩者是否處于同一路側(cè)通信設(shè)備RSU的通信覆
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：每個車端內(nèi)部設(shè)置協(xié)同控制器，任務(wù)發(fā)起車輛的協(xié)同控制器首先與任務(wù)協(xié)作車輛進行節(jié)點信息交換，其中，節(jié)點信息包括各自車輛的車輛狀態(tài)、車輛感知、車輛意圖以及交通信息，然后任務(wù)發(fā)起車輛的協(xié)同控制器基于自車和任務(wù)協(xié)作車輛的信息進行融合計算，得到協(xié)同軌跡會話以及協(xié)同控制指令，并將協(xié)同軌跡規(guī)劃與協(xié)同控制指令傳輸至任務(wù)協(xié)作車輛。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：每個車端內(nèi)部設(shè)置車輛域控制器，其在信息交換階段用于獲取車輛自身的感知信息和狀態(tài)信息，其中，其通過車載攝像頭或者車載雷達獲取車輛周圍的環(huán)境信息，從而得到車輛感知信息；其通過監(jiān)測油門、制動踏板、方向盤獲取車輛狀態(tài)信息；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：車輛通過路側(cè)的通信基站從云端下載其所處區(qū)域的高精地圖，高精地圖提供基本地理信息、車道級數(shù)據(jù)信息以及動態(tài)交通信息，其中，基本地理信息包括道路名稱、道路位置以及道路形狀；車道級數(shù)據(jù)信息包括車道數(shù)量、車道寬度、車道標線以及車道屬性變化；交通信息包括限速、信號燈狀態(tài)、交通流量、路況施工信息；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：所述網(wǎng)聯(lián)駕駛?cè)蝿?wù)的任務(wù)場景至少包括：城市直道、城市岔路口、高速匝道和高速直道，基于任務(wù)場景，所述網(wǎng)聯(lián)駕駛?cè)蝿?wù)至少包括：路口對向行駛車輛的無保護左轉(zhuǎn)、協(xié)作式車道匯入、無信號匝道的轉(zhuǎn)向或交替通行、協(xié)同自適應(yīng)巡航、同向行駛車輛協(xié)作式變道、編隊行駛、合作式借道。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：其包括：多個車端、多個路端以及至少一個云端，其中，多個車端之間通過車載通信單元obu進行通信；路端包括路側(cè)部署的中繼通信設(shè)備和通信基站，中繼rsu作為分布式車輛協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)中的通信鏈路中繼節(jié)點，協(xié)助車輛與車輛之間的信息傳輸；通信基站與云端設(shè)備使用光纖連接，并通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口uu與車端進行通信連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：對于多個車端之間，每個車端內(nèi)設(shè)置車載通信單元obu，車載通信單元通過以太網(wǎng)模式與車內(nèi)網(wǎng)連接，并通過基于近場通信pc5的直連通信接口進行車與車之間的通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛?cè)蝿?wù)的產(chǎn)生場景，車輛被劃分為任務(wù)發(fā)起車輛、任務(wù)中繼車輛以及任務(wù)協(xié)作車輛，其中，當任務(wù)發(fā)起車輛與任務(wù)協(xié)作車輛進行通信時，若通信距離在基于pc5的直連通信距離內(nèi)，則兩者直接基于pc5進行直連通信；若通信距離超過基于pc5的直連通信距離，則進一步判斷兩者是否處于同一路側(cè)通信設(shè)備rsu的通信覆蓋范圍，若同處于同一rsu的通信覆蓋范圍，則通過rsu進行轉(zhuǎn)發(fā)通信，否則基于兩者之間的任務(wù)中繼車輛進行多次pc5直連通信，通過建立多跳的通信鏈路實現(xiàn)通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向網(wǎng)聯(lián)協(xié)同駕駛的分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于：每個車端內(nèi)部設(shè)置協(xié)同控制器，任務(wù)發(fā)起車輛的協(xié)同控制...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李永福，荊朋豪，李若劍，徐勇軍，黃龍旺，張海波，文瑤，
申請(專利權(quán))人：重慶郵電大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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