硬件在环的V2X通信对车路协同的影响研究

发布时间：2020-07-17 20:30

【摘要】：V2X通信是车路协同系统中的重要交互环节,其性能直接影响到车路协同应用的效果。现有关于车路协同方法的研究中,大多将V2X通信作为没有误差、延时的理想情况考虑,难以掌握通信性能对车路协同应用效果所产生的具体影响。V2X通信设备硬件在环的模拟实验相比完全仿真实验,更加贴近实际交通环境中的通信情况,相比实车实验具有更高的安全性和可重复性。因此,通过V2X通信设备硬件在环模拟实验,研究通信性能对于车路协同的影响,具有重要的实际意义。论文针对上述问题,搭建了V2X通信设备硬件在环实验平台,实验平台中实现了Zigbee、4G等典型通信设备的信息交互。结合车路协同中的典型应用,分别开展了V2X通信设备硬件在环的车辆协同跟随场景实验研究、V2X通信设备硬件在环的车速引导场景实验研究。对比分析了两种典型的车路协同场景下,通信性能对车路协同应用效果的影响。主要研究内容如下:(1)V2X通信模块的性能测试及影响因素分析。设计测试场景及方案,在对Zigbee、4G组网配置的基础上,分别测试Zigbee、4G通信模块的性能,测试内容包括通信距离、数据包传输成功率、平均通信时延等。测试结果表明了距离、车速与Zigbee、4G模块通信时延和数据包传输成功率的关系。(2)硬件在环的V2X通信对车辆协同跟随效果的影响分析。基于V2X通信设备硬件在环的实验平台,针对车车协同中典型的车辆协同跟随场景,分别进行有通信时延下的硬件在环模拟实验、无通信时延下的完全仿真实验。实验结果对比分析,表明了通信时延对车辆协同跟随过程中行车安全性的影响。(3)硬件在环的V2X通信对车速引导效果的影响分析。基于V2X通信设备硬件在环的实验平台,针对车路协同中典型的车速引导场景,分别进行有通信时延下的硬件在环模拟实验、无通信时延下的完全仿真实验。实验结果对比分析,表明了通信时延对车速引导过程中车辆通行时间的影响。综上所述,本文在V2X通信设备硬件在环的平台上,针对车辆协同跟随场景和车速引导场景,分别进行了V2X通信设备硬件在环的模拟实验和完全仿真实验。测试分析了通信时延对于车辆协同跟随、车速引导效果所带来的具体影响,将为车路协同系统的研究和发展提供一些支持。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U495
【图文】：

协同系统,子系统

图 2.1 车路协同系统Fig. 2.1 Cooperative Vehicle-Infrastructure System从系统的角度来看，车路协同系统分为两部分，分别是车载系统、路侧系系统包括信息采集子系统、无线通信子系统、预警与控制子系统等。路括交通信号控制和信息发布子系统、无线通信子系统、信息获取子系统技术架构如图 2.2 所示。智能车载系统信息采集子系统预警与控制子系统无线通信子系统智能路侧系统信息获取子系统交通信号控制和信息发布子系统车车通信车路通信

工作站,展性,应用技术研究,大带宽

图 3.2 工作站Fig. 3.2 Workstation器的技术特点有：Intel Xeon E5-2600 v3/v4 系列处理器展性能 NVLink TM 技术，实现高速大带宽直连理个 GPU 卡片噪音值低于 53.2db真平台概述 TNO（荷兰国家应用技术研究院）开发的

摄像头,场景

3 V2X 通信设备硬件在环的实验平台构建escan 能够快速建立车辆行驶的交通场景，如车辆模型、道路模型、人模型、传感器模型等。各种模型的外观与实际生活中的非常相似力学模型，就具有较为精确的参数[36]，该软件的建模方法是面向特真及分析复杂的交通场景参数、传感器参数等对驾驶员操作的响应围环境的实时感知，对车车通信、车路通信性能的测试及评价等。真实验、硬件在换实验等，还能应用于很多与智能汽车和主动安全如基于摄像头的车道偏离预警（Lane Departure Warning，LDW，自适应巡航、雷达和摄像头结合的行人检测、车路协同（V2X，辅助换道、无人驾驶车辆等[37-41]。

【参考文献】