[发明专利]面向AR赋能车载边缘元宇宙系统的最优资源分配方法

说明书

本发明公开了一种面向AR赋能车载边缘元宇宙系统的最优资源分配方法，包括：初始化计算模型大小s(0)、传输功率P(0)以及AR车辆的CPU频率f(0)；根据s(0)、P(0)和f(0)，确定移动边缘计算VEC服务器的计算频率f^s(0)；根据s(0)、P(0)、f(0)和f^s(0)，确定元宇宙系统运营商成本值C(0)；根据f(l‑1)、P(l‑1)和f^s(l‑1)，确定计算模型的大小s(l)；根据f(l‑1)、s(l)和f^s(l‑1)，确定传输功率P(l)；根据P(l)、s(l)和f^s(l‑1)，确定AR车辆的CPU频率f(l)；根据P(l)、s(l)和f(l)，确定VEC服务器的CPU频率f^s(l)；根据s(l)、P(l)、f(l)和f^s(l)，确定元宇宙系统运营商成本值C(l)；当C(l)与C(l‑1)满足预设条件时，将C(l)确定为最终的成本值。本发明通过对CPU频率、传输功率、计算模型大小和服务器计算频率的联合优化，能够实现能量消耗与运营商收益之间的平衡。

技术领域

本发明属于增强现实技术领域，具体涉及一种面向AR赋能车载边缘元宇宙系统的最优资源分配方法。

背景技术

元宇宙被认为是下一代互联的终极形态，能够为用户在物理和数字之间的交叉点提供经验分享。AR(Augmented Reality，增强现实)是元宇宙中主要的支持技术之一，其能够将真实世界信息与虚拟世界信息无缝集成，为用户提供沉浸式交互体验；特别是，AR为辅助安全驾驶带来了新的契机。然而，实现AR任务高效执行和增加系统收益是元宇宙的AR车载应用面临的主要挑战。

元宇宙概念的提出是继互联网过后的又一次颠覆性的数字革命，被称为下一代互联网的终极形态，将彻底改变我们的生活与工作模式。在元宇宙中，用户可以基于AR/VR技术获得无缝融合物理现实和数字虚拟的实时沉浸式体验。与此同时，由于元宇宙是一个集体虚拟开放空间，因此每个用户都可以通过制作内容和编辑世界为元宇宙添砖加瓦，建立一个互动、连接、共享及协作的虚拟世界。因此，用户在元宇宙里不仅能享受其提供的服务还能装饰它，通过这种互动方式用户可以获得相应的奖励。游戏作为元宇宙最佳媒介，天然具有虚拟场景以及虚拟化身，并带有社交、经济等属性。例如：Axie Infinity是一款基于元宇宙概念下的play-to-earn游戏。在该游戏中，任何玩家在享受游戏带来的喜悦同时还可以通过对生态系统贡献获得代币奖励。

特别地，在智能交通中，由于遮挡，极端天气和照明条件，路面上的物体能见度受到限制，这为车辆行驶带来了极大的安全隐患。使用AR技术辅助驾驶时，可以识别真实环境中的物体，将识别的信息在元宇宙中共享给其他的车辆，增加驾驶的安全性。物体探测通常是基于智能机器学习框架开发的。然而，随着复杂服务的日益增加，车辆的车载计算能力可能会变得不足。VEC(车载边缘计算，Vehicular Edge Computing)是一种新出现的架构，为车载应用提供了基础，以使用计算卸载概念提高服务的可用性。VEC通过计算卸载将任务部分委托给针对车辆应用简化的边缘基础设施，从而改善用户体验。因此，它可以处理延迟不容许的复杂操作。

边缘计算被称为元宇宙的支撑技术之一，且将成为它的基础设施。在VEC中，元宇宙服务被部署在VEC服务器中为车辆可提供AR应用，构成增强现实赋能车辆边缘元界。在增强现实赋能车辆边缘元界中，车辆即参与虚拟世界的建设又享受其带来的AR服务。

现有技术中,为了减轻计算开销，车辆只将收集的路边的图片或视频信息传送元宇宙系统以扩充系统元素库，同时获得相应的酬劳，车辆会消耗一部分的能量，包含图片转换能耗和传输能耗。另一方面，元宇宙服务器会对收集的信息进行物体检测，当某些车辆需要这些检测结果时，其会从元宇宙系统中获得这些结果并在屏幕如挡风玻璃进行渲染，同时支付相应的费用。从元宇宙营运商的角度出发，车辆贡献的信息越多其获得的收益越多，但是车辆的开销就会变大。

因此，如何平衡用户消耗和收益是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容