[发明专利]一种高速公路场景中开放式无人驾驶车车群动态演化方法

说明书

一种高速公路场景中开放式无人驾驶车车群动态演化方法，其特征在于，形成无人驾驶车群，步骤1，定义出四个独立变化事件以演化出每一个无人驾驶车辆“生命周期”迭代，包括节点出现、节点消失、节点加入、节点离开；步骤2，描述出无人驾驶车辆车群动态演化过程，包括：(1)车群形成事件；(2)车群消亡事件；(3)车群生存事件；(4)车群分裂事件；(5)车群合并事件。本发明技术方案专适用于高速公路场景，并不适用于诸如港口、物流等封闭式场景，也不适用于城市场景。

技术领域

本发明涉及无人驾驶网络，为全新领域。

背景技术

现有车联网互联互通的现有技术：

目前，所谓车联网皆指人驾驶车辆。相关研究人员在车辆自组织网络(VehicularAd-hoc NETwork,VANET)、基于基础设施的车联网网络(Vehicular Infrastructure-basedNETwork,VINET)以及VANET与VINET混合网络方面进行了相关研究。

①在车辆自组织网络VANET

目前，研究者利用仿真和分析法对VANET的连通性随时空变化如何改变开展了研究：

i.仿真方面

VIRIYASITAVAT W等基于关键指标如链路持续时间，连通网络的数量和持续时间，以及断开网络的愈合时间，对V2V网络连通性进行了仿真研究，结果表明，城市地区具有高度动态的网络连接模式。AKHTAR N等将公路场景抽象为一维的道路交通流，在三种不同的信道模型下对其拓扑特征进行了分析，比较了不同传播范围下邻居距离、节点度、集群数量、链路持续时间和连接质量。HUANG Hong-Yu等将从上海4000辆出租车上采集的GPS数据映射到数字地图上，获得了这些出租车的行驶轨迹，并研究了在不同通信半径的假设下的虚拟VANET，结果表明，当通信半径在500m时，可以使大部分的出租车连接到同一个网络分区，并使用累积分布函数分析了不同通信半径时邻居节点的数量。NABOULSI D等利用复杂网络理论研究一个现实的大规模城市VANET的瞬时拓扑特征，文中在多种通信半径下从网络、组件和节点三个不同层面进行分析，并主张采用携带转发机制及在弱连接地点部署RSU。在苏黎世25平方km区域中20万辆车在早高峰3小时内VANET通信网络指标：(a)VANET以稳定良好拟合度服从幂律；(b)它没有表现出小世界特性；(c)中介中心度和游说中心度对于描述其网络结构特性是充分和适当的；(d)VANET网络图包括一个巨大的集群；(e)车辆到达和离开巨型集群在不同时间尺度上均表现出突发性；(f)集群的连接在一段时间内保持稳定；(g)密集集群同时包括小度值和大度值的节点；(h)VANET包括重叠的社区；(i)紧密社区的规模在非常小的尺寸上变化；(j)VANET图不具有鲁棒性。

ii.分析法方面

常促宇等介绍了车辆自组网的发展历史、特点和应用领域，使用分析和比较的方法，讨论各种无线通信技术用于车辆自组网的优缺点，并针对车辆自组网的应用及特性提出搭建车辆之间通信系统的设计思想和突破方向。HO I-H等分析了在一条受信号灯控制的城市道路上的VANET连通性的动态变化，并研究了更一般的k连通网络(k-connected)问题，通过仿真验证了即使车辆移动受交通灯控制，文中得到的连通性分析与仿真结果有良好的近似。LOULLOUDES N等分析了基于真实和仿真移动轨迹的VANET的瞬时拓扑特征和统计特性，并考虑了市场渗透率对网络连通性的影响。刘业等首先分析推导了高速公路VANET中某特定路段上任意两车之间的连通概率、连通集直径长度以及连通集数目等连通性模型参数指标与车辆密度及传输距离之间关系的数学解析式，并在此基础上分析VANET的节点位置是满足伽马分布的结论。熊炜等将VANET建模为路径损耗几何随机图，推导得出用于高速公路场景中VANET 1-连通性必要条件的概率分析算法，并借助经过验证的车辆运动轨迹数据做了大量模拟实验，得出了确保网络中不存在孤立节点情况下，每个节点的通信距离应满足的上下界。

②基于基础设施的车联网网络(VINET)