[發明專利]一種基于邊緣計算的港區環境無人重卡車安全預警方法

有效

• 申請號: 202010734494.1
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111882904B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 唐曉峰
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G08G1/0967
• 分類號: G08G1/0967;H04L67/12
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

一種基于邊緣計算的港區環境無人重卡車安全預警方法，包括云計算、邊緣計算、路側單元、移動無人駕駛重卡車部分組成。云計算中心用于存儲道路交通標志、天氣、道路使用者的大量數據，并且進行快速計算的能力；邊緣計算用來接收周圍潛在的危險道路環境和天氣環境的動態信息以及移動車輛群的行駛狀態如：車間距、車速、加速度、車輛位置、路況信息和行人、自行車、摩托車、靜態障礙物的實時信息，并且根據數據的類型決定對處理完畢的數據信息和其余環境數據信息卸載到云計算中心，以方便云計算中心根據實際的道路行駛情況，向周圍無人駕駛重卡車發出預警信息，從而保證車輛的安全行駛。

技術領域

本發明涉及智能汽車領域，具體涉及一種基于邊緣計算的港區環境無人重卡車安全預警方法。

背景技術

近年來，無人駕駛重卡車是智能汽車技術在實際工程應用較為廣泛的領域。通過與移動無線通信技術的融合，無人駕駛重卡車在港區環境中可以提供較為便利的卸載貨物、運輸貨物的運輸能力。然而由于港區環境自身地理位置和氣候條件的特殊性，極容易出現雨水、大風和大霧天氣，對傳感器的感知性能影響較大，同時冰凍雨雪天氣會導致路面更加濕滑，附著力降低；同時物流貨運車輛和專用工程車輛中，多數以半掛車、貨運車輛、客運車輛和特征作業車輛為主，其特點是：車輛體型大、駕駛盲區大、車輛磨損較為嚴重、普通小型轎車與大型車輛的混合使用的特點，會產生許多不確定性的行駛環境，引起對無人駕駛重卡車的安全行駛的干擾，從而降低無人駕駛重卡車的行駛安全性。

邊緣計算是一種新興的計算范式，可通過靠近港區潛在的危險道路環境的邊緣服務器，將無人駕駛重卡車與云計算中心鏈接起來，形成“無人駕駛重卡車-邊緣計算服務器-云計算中心”三位一體的計算模式，如圖1所示。云計算中心負責存儲整個道路環境的交通標志、天氣、道路使用者及其行駛狀態的大量數據，并且接受邊緣計算服務器發送過來的數據信息；邊緣計算服務器負責接收無人駕駛重卡車在潛在的危險道路環境和天氣環境下的動態實時數據信息，例如車間距、車速、加速度、車輛位置及路況信息，并且根據數據類型卸載到云計算中心以及提供有限量的計算資源。無人駕駛重卡車所產生的計算任務先經過邊緣服務器進行任務決策所需要卸載的數據信息，再確定具體在邊緣服務器處理的實時性數據信息，從而有效提高無人駕駛重卡車在惡劣天氣及潛在的危險道路環境下的行駛安全性。現有的研究通常都是采用云計算中心與車輛的直接通信方法和對行車狀態預測的方法，其中與云計算中心直接通信的方法會存在時延的問題，而周圍車輛的行駛狀態又難以準確預測，因此需要提出結合港區道路環境潛在的危險區域和無人駕駛重卡車實時的動態信息特點，采用時變性較強的邊緣計算服務器，來降低通信時延問題，從而為無人駕駛重卡車的環境感知提供更為安全的行駛功能。

發明內容

基于上述問題，本發明的目的是解決目前無人駕駛重卡車在惡劣的天氣下，港區交通流復雜的道路環境中，無人駕駛重卡車對環境感知能力的局限性帶來的潛在的行駛危險性和通信時延問題帶來的信息滯后性，為無人駕駛重卡車的安全行駛提供技術保障。

本發明的技術方案是：

一種基于邊緣計算的港區環境無人重卡車安全預警方法，步驟如下：

S1、在港區交通環境中容易受到天氣影響導致的潛在的危險道路區域，構建一個部署有基站、邊緣計算服務器、車聯網和云計算中心框架的應用場景（在港區道路環境存在潛在的危險行駛區域、靠近跨海大橋的道路交通環境附近以及靠近碼頭的道路環境，這三類較復雜的道路交通環境附近部署有基站、邊緣計算服務器、車聯網和云計算中心框架；所述的邊緣計算服務器在港區環境周圍潛在的危險道路區域各布置一個，在整個港區道路交通環境中部署一個所述的云計算中心；），車輛具備車車通信（Vehicle-to-Vehicle, V2V）和車路通信（Vehicle-to-infrastructure,V2I）的通信能力，其中，邊緣計算服務器都會為路過潛在的危險道路區域的無人駕駛重卡車提供服務節點，而云計算中心負責宏觀道路車輛數據及交通環境數據信息；