面向城市道路环境考虑交叉路口的VANETs中V2V的链路时延动态预测方法_3

文档序号:8282545阅读:来源:国知局
驶的链路时延,图21 (d) 为预测误差的分析中两个节点的预测误差,图21 (e)为预测误差的分析中10对节点的平均 预测误差;
[0035] 图22(a)为交叉口转弯后直角方式行驶的两车的链路时延的分析中两个随机节 点链路时延,图22(b)为交叉口转弯后直角方式行驶的两车的链路时延的分析中平均的相 对速度,图22(c)为交叉口转弯后直角方式行驶的两车的链路时延的分析中相对速度的标 准差,图22(d)为交叉口转弯后直角方式行驶的两车的链路时延的分析中预测误差的分布 函数,图22(e)为交叉口转弯后直角方式行驶的两车的链路时延的分析中10对随机选择的 节点的平均预测误差;
[0036] 图23 (a)为两车都左转的预测误差分析中两个随机节点链路时延,图23 (b)为两 车都左转的预测误差分析中平均的相对速度,图23(c)为两车都左转的预测误差分析中相 对速度的标准差,图23 (d)为两车都左转的预测误差分析中预测误差的分布函数,图23 (e) 为两车都左转的预测误差分析中10对随机节点的平均预测误差;
[0037] 图24(a)为分析交叉口左转弯后两车对向行驶的预测误差中转弯后对向行驶的 两节点的链路时延,图24(b)为分析交叉口左转弯后两车对向行驶的预测误差中平均的 相对速度,图24(c)为分析交叉口左转弯后两车对向行驶的预测误差中相对速度的标准 差,图24(d)为分析交叉口左转弯后两车对向行驶的预测误差中预测误差的分布函数,图 24(e)为分析交叉口左转弯后两车对向行驶的预测误差中10对转弯后对向行驶的节点的 平均预测误差;
[0038] 图25为平均相对速度u,相对速度标准差〇和两车链路断开时相对速度所行驶过 的距离L对链路时延预测的影响图。
【具体实施方式】
[0039]
【具体实施方式】一:结合图1、图2理解本实施方式,本实施方式所述的面向城市道 路环境考虑交叉路口的VANETs中V2V的链路时延动态预测方法,建立扩展的链路时延预测 模型(Extended Link Duration Prediction, ELDP)模型;为了精确预测两个汽车能链接 多久,链路时延模型必须克服下列三个挑战:(1)它必须解决汽车在交叉口转向对链路时 延的影响,(2)它必须能够调整适应车速的变化,(3)它必须能够解决交通灯对链路时延的 影响。为了解决第一个挑战,本发明在ELDP模型里考虑汽车转向角度。为了解决第二个挑 战,本发明提出使用两车的相对速度的分布而不是瞬时速度计算预期要发生的汽车间的链 路时延。为了解决第三个问题,本发明用概率为汽车在交叉口建模,然后计算了由于交通灯 所导致的链路时延。为了分析汽车和交通灯对两车间链路时延的影响,本发明分别考虑了 汽车在城市道路环境环境中的交叉口处的转向。图1给出了汽车在路上交叉口处的所有转 向方式包括左转和右转。
[0040] 本发明在图2中详细地给出了两车在交叉口处转向包括左转和右转。箭头指出汽 车行驶的方向,r是无线传输的半径,屯代表的是当每一秒预测链路时延时两车之间的初始 距离,r,i = 1,2,3,……,n,ELDP预测在下面假设下预测通过交叉口的链路时延:i) 汽车沿着汽车真实轨迹的切线方向行驶直到链路断开,ii)直到链路断开时,两车的速度保 持恒定不变。当链路断开时,两车之间的距离是无线通信半径r。上述假设也被应用于预测 直行的链路时延预测,也就是说,在切线和真实汽车轨迹之间的夹角是零度。
[0041] 步骤一、计算链路断开时两车的相对距离;步骤二、估计两车的相对速度分布;步 骤三、基于步骤一与步骤二预测两车的链路时延,具体如下:步骤三一、计算两车链路时延 所需的相关因素,包括两车的相对速度V,两车之间的初始距离d,两车的行驶方向;步骤 三二、在步骤三一的基础上,计算两车遇到交通灯时的链路时延,具体计算时分为以下情 况:第一种情况:两车均遇上绿灯,汽车&和η 2位于交叉口的同一侧,并且两车同向行驶,n i 在n2前面,汽车Ii1的平均速度μ i比汽车η 2的平均速度μ 2大;第二种情况:汽车Ii1遇上 绿灯,汽车112遇上红灯,汽车η 2停在了红灯前面,链路断开的时间段分为(0,121),(t21,t 22), (t22, -> ),t21为汽车η 2遇上红灯的时间,122为汽车η 2在红灯结束后离开交叉口的时间;第 三种情况:汽车化遇上红灯,汽车η 2遇上绿灯,汽车η ^亭在红灯前面;第四种情况:汽车n i 和汽车n2均遇上红灯。
[0042] 【具体实施方式】二:结合图3?图5理解本实施方式,本实施方式与具体实施 方式一不同的是:步骤一所述的计算链路断开时两车的相对距离的具体过程为:步骤 一一、以一个汽车的位置作为坐标原点建立一个平面直角坐标系如图3中(a)所示,假 定汽车能够以任何角度向前行驶,这个角度是车速方向和水平轴之间的夹角。角度变 化从0°度到360°,也就是说在坐标系中可以为任何方向。车速方向是汽车在路上行 驶的真实方向,速度的值为1 = 1,为了分析汽车链路时延,例举了汽车nl和汽车n2分别 沿着α和β向前行驶,α和β是汽车移动方向和X轴之间的夹角,如图3中(b)所 示,α,β e [0,2π],根据几何向量三角形法则计算图3中(b)中的两车的相对速度 向量(;定义新坐标系以汽车nl位置(V为坐标原点,汽车nl速度向量为{,把汽车n2 速度向量f平行移动到$,得到相对速度向量为< =,向量K和的坐标为: Vi = (V cos ex , V sin a ) ―― (1)其中V1为汽车nl的速度,V2为汽车n2的速度;坐标用 V2 = (V2 COS /?,V2 sm /? ) ζ
【主权项】
1. 一种面向城市道路环境考虑交叉路口的VANETs中V2V的链路时延动态预测方法,其 特征在于所述方法包括W下步骤: 步骤一、计算链路断开时两车的相对距离; 步骤二、估计两车的相对速度分布; 步骤H、基于步骤一与步骤二预测两车的链路时延,具体如下: 步骤H -、计算两车链路时延所需的相关因素,包括两车的相对速度V,两车之间的初 始距离山两车的行驶方向; 步骤H二、在步骤H-的基础上,计算两车遇到交通灯时的链路时延,具体计算时分为 W下情况: 第一种情况;两车均遇上绿灯,汽车ni和n 2位于交叉口的同一侧,并且两车同向行驶, rii在ri2前面,汽车ni的平均速度y 1比汽车ri2的平均速度y 2大; 第二种情况;汽车ni遇上绿灯,汽车n 2遇上红灯,汽车n 2停在了红灯前面,链路断开的 时间段分为(0, t2i),(t2i,t22),-0,为汽车n 2遇上红灯的时间,t 22为汽车n 2在红 灯结束后离开交叉口的时间; 第H种情况:汽车ni遇上红灯,汽车n 2遇上绿灯,汽车n 1停在红灯前面; 第四种情况;汽车ni和汽车n 2均遇上红灯。
2. 根据权利要求1所述的面向城市道路环境考虑交叉路口的VANETs中V2V的链路 时延动态预测方法,其特征在于步骤一所述的计算链路断开时两车的相对距离的具体过程 为: 步骤一一、建立一个平面直角坐标系,假定汽车能够W任何角度向前行驶,速度的值为 I V I,汽车nl和汽车n2分别沿着a和目向前行驶,a和目是汽车移动方向和X轴之间 的夹角,a,目G [0, 2 n],根据几何向量H角形法则计算两车的相对速度向量定义新 坐标系W汽车nl位置0'为坐标原点,汽车nl速度向量为,把汽车n2速度向量"2平行移 动到、,得到相对速度向量为: 勺=、,2 - V},向量一和~的坐标为: VI = (,'| cos a . VI sin a ) 一 (1) V2
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