[發明專利]大范圍城市路網下基于時空可信度的群智感知節點選擇方法

有效

• 申請號: 202011572880.1
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112738728B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 于海洋;方婧;任毅龍;陳咨霖;付翔
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/40;H04W24/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 郝亮

本發明提供一種大范圍城市路網環境下基于時空可信度的群智感知節點選擇方法，通過優化有限資源下感知節點的選擇來提高大范圍城市路網環境中感知任務的服務質量。包括如下步驟：步驟一：構建大范圍城市路網群智感知系統；步驟二：計算車輛時空可信度；步驟三：根據車輛節點的軌跡信息與時空可信度，計算每個節點的覆蓋面積；步驟四：基于時空可信度選擇車輛感知節點。本發明中所提出的節點時空可信度，綜合考慮大范圍城市路網中車輛節點的歷史信譽和時空特性，可有效提升感知節點的質量，在有限的路網資源內獲得更大的感知覆蓋范圍和更高的數據準確性。

技術領域

本發明涉及群智感知和智能交通技術領域，具體涉及一種大范圍城市路網下基于時空可信度的群智感知節點選擇方法。

背景技術

由于具有維護容易、部署成本低、可擴展性強的優勢，移動群智感知已成為目前應用最為廣泛的感知方式之一。而對于大范圍城市路網下的感知，因為面向對象的不同和交通系統中感知任務的特有性質，與普通群智感知相比具有明顯的差異。

大范圍城市路網下的群智感知，要求的感知節點為車輛，感知區域為路段。與其他移動設備相比，車輛有更強的移動性，完成感知任務時可以快速到達所要求的位置采集數據，易獲得更大的感知覆蓋范圍與更高的數據準確性。其次，由于城市交通的限制性，車輛移動的約束較大，只能按照特定的道路網絡進行移動，導致其軌跡的規律性和可預測性很強，便于路網平臺合理分配感知任務。另外，車輛中可安裝多個傳感器、無線通信及數據儲存設備，不會受到嚴格的能源約束，進一步增強了進行大范圍路網感知活動的便利性。且相較于傳統的交通監測手段，如在交叉口和關鍵路段設置攝像頭、感應線圈等，大范圍城市路網下的群智感知覆蓋區域更加完整，使交通感知到信息服務的過程更加敏捷與實時。

但在大范圍城市路網群智感知中，平臺的路網招募成本、計算能力、通信能力都是有限的，使得路網平臺選擇的車輛數目受到限制。同時在大范圍道路網絡中，車輛密度具有時空分布不均的特性，這會造成感知數據過載上傳和感知數據缺失的情況，將嚴重影響感知質量，降低系統的感知精度。通過優化感知節點選擇可以優化感知節點在路網中分布，從而提升整個系統的服務質量，因此優化感知節點選擇的方法十分關鍵且必要。

而在現有技術中，大多沒有關注大范圍城市路網下的感知節點選擇問題，有提出一些對于道路交通系統中節點選擇的方案，但仍然存在缺陷。部分技術考慮了城市環境中的車輛屬性，但并未考慮路段的特征和路網的拓撲結構。且大多技術對感知節點的選取較為單一，基本只會考慮節點位置或節點歷史信譽某一因素，而沒有關注城市環境中大范圍路網下車輛具有的時空特性。因此，現有的節點選擇方法對于評估大范圍城市路網下的群智感知任務是不適用且不準確的。

發明內容

根據現有技術缺陷，本發明充分利用城市路網系統中車輛感知的特點和優勢，提供一種大范圍城市路網下基于時空可信度的群智感知節點選擇方案，其目的是為了獲得更大的感知覆蓋范圍和更高的數據準確性。

本發明技術提供一種大范圍城市路網下基于時空可信度的群智感知節點選擇方法，包括以下步驟：步驟一、計算車輛時空可信度，根據車輛節點的信譽度初值、在之前任務中的表現參數，以及本次任務中車輛的位置軌跡和預計提交感知數據時間參數，確定當前評估車輛節點的時空可信度；步驟二、根據車輛節點的軌跡信息與時空可信度，計算所有車輛節點的覆蓋面積；其中，首先計算模塊根據每個車輛的軌跡信息，計算每個車輛節點的感知覆蓋范圍和所有車輛節點執行感知任務的有效覆蓋效用值；所述有效覆蓋效用值為由感知節點覆蓋的面積與目標區域面積之比；當車輛的覆蓋路段有重疊部分時，將重疊部分視為時空可信度較高的車輛節點的覆蓋范圍；步驟三、根據路網總資源與每個車輛所消耗的資源，向當前可參與感知的車輛節點中時空可信度最高的發送感知請求，若車輛節點接受感知任務，則按時空可信度遞減的順序依次向其發送感知請求，直至路網資源不足。