自主协同调度的智能疏导方法，通过到达角度定位算法 (A0A)来实现对同一车道前后车辆的锁定。
[0030] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0031] 1、本发明选择无线传感网络技术，实现相邻车辆之间定向与定位连接。此处定位 主要是指无线节点能够确定车辆之间的相对位置。由于车辆一直处于运动状态，当发生车 辆拥堵时，可同时有多辆车在通信范围内，此时采用无线传感器网络定位中的到达角度定 位方法(Angle of Arrival)结合智能天线即可选定只与前车车辆通信。车载无线网络模块 全开放连接，即在车辆拥堵、车载无线节点汇聚时节点与节点之间能够基于全开放式通信 协议经过握手交互后就能建立即时通信。
[0032] 2、本发明采用基于ZigBee协议组成的类似Ad Hoc网络，即自组织网络。Ad hoc网 络是一种由移动节点组成的临时的、多跳的、对等的自治系统。相对于传统的无线网络，Ad 化C没有固定的网络体系结构和管理支持，所有节点分布式运行，每辆车安装一组Zi浊ee的 无线网络节点装置，根据协议选择自组网络，每个车辆的ZigBee通信模块具备协调器和路 由器功能，即：（1)作为协调器运行组网程序，实现网络连接操作；（2)作为路由器运行无线 动态子网的路由协议，完成节点发现、网络维护等操作。由于无线信道本身的物理特性使Ad 化C网络的网络带宽相对有线方式要低得多，另外还由于多路访问、多径衰落、碰撞、阻塞和 噪声干扰等多种因素，使得实际带宽要比理论上的最大带宽值小的多，所W，传输的数据不 会太复杂。因此，本发明致力于利用接收到的少量信息，综合上述车辆跟驰模型给出最优车 速、车距和车道等信息。
【附图说明】
[0033] 图1为车载系统整体模块图。
[0034] 图2为车辆自主疏导流程图。
[0035] 图3为前车辆车载Zigbee自组网络流程图。
[0036] 图4为后车辆车载Zigbee自组网络流程图。
[0037] 图5为车载系统硬件总体框图。
[0038] 图6为Zigbee功能模块结构框图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0040] 车流产生拥堵的原因有很多，当车流前端出现交通事故，或者车道临时修葺，运些 情况都是卫星地图无法及时更新的，因此传统车载导航存在着相当的滞后性，造成了交通 的拥堵。本专利着力于改进运种卫星地图的不足，结合Zigbee无线组网技术和智能车载终 端技术，及时将前方路况信息从前向后传递，使后车能提早做出正确的行车选择，避免混乱 交通和交通拥堵。
[0041] 正常通行时，Ξ处车道将车流分为Ξ队，根据车流模型可先将所有行车进行编号， 并且相邻前后车辆保持着通信连接。当前方突发交通事故时，中间即第二车队无法正常通 行，由4、5号车辆开始自行改变车速和车道，同时，分别与8、9号后车组网通信，及时将队列、 排号和车速等信息向后传递，使得紧随的车辆12、13号能自主变更车道和车速，避免混乱造 成拥堵，达到W最快速度自主疏通车流的目的。
[0042] 根据车联网（Internet of Things, I0V)技术体系，包括车辆自身环境和状态信息 的采集、信号收发、绑定组网和数据管理与传输，实现与前车的通信。一般车联网系统都是 一个"端管云层体系：
[0043] 第一层(端系统）：端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息， 感知行车状态与环境;本专利利用的是车间通信，同时还是让汽车具备I0V寻址和网络可信 标识等能力的设备；
[0044] 第二层(管系统)是解决车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与网(V2I)、车与人(V2H)等 的互联互通，实现车辆自组网。本专利采用Zigbee无线组网模块，就是发现并筛选出与本车 可保持通信的前车车辆并与之绑定，通过zigbee协议实现一个短距离的点对点的定向通 信，并将从前车采集到的数据储存起来通过串口通信传输给车流模型分析模块；
[0045] 第Ξ层(云系统），本发明不加 W详述。
[0046] -种车流拥堵中车辆群自主协同调度的智能疏导方法与装置，在功能结构上分为 车辆信息通信模块、车流信息计算处理模块和人机交互Ξ大部分。其整体模块图如图1所 示。本专利设及的即是基于Zi浊ee的车联网技术，并选用ARM微处理器与独立的射频忍片相 结合的方案完成终端数据采集与收发。车辆信息传递由ZigBee自组联网，进行有选择的定 向绑定通信;车流信息计算处理包括在车载终端中；车载终端包括主CPU板和MIMI板两部分 组成，其中主CPU板主要负责与Zi浊ee模块保持通信，将无线通信模块接收的信息进行计算 处理，分析路况得出最优解决方案;MIMI板主要负责人机交互功能，通过一路RS485通道与 主CPU板通信。
[0047] 本专利设及的车辆群自主协同调度的智能疏导方法与装置，根据上述结构具有 zigbee无线组网、车流模型分析、车载终端服务Ξ大功能模块。具体自主疏导流程图如图2 所示，车载Zigbee模块定周期对前方进行轮询扫描，当车流逐渐密集并将发生拥堵时，前 后车辆间距离逐渐减小，到达Zigbee模块通信范围，满足了相邻节点的联网条件，后车车辆 便可接收到前车主动发射过来的无线信号，前车请求后车与其绑定，在接收到后车确定绑 定信号后，临近的前后车辆便可成功建立定向层次结构网络，进行通信。前车将车载无线传 感器采集到的简单路况信息及时传递给后车车辆，后车车流模型分析模块将信息与原始路 况信息进行对比，根据上述车辆群运分析计算获取本车与整个车道的行车状况数据，估计 算出在途车辆前车的基本路况，W保证每条车道车流速尽可能相等并且最快速度通过拥堵 为目的，进行车辆行驶优化调度，计算出拥堵车流同行效率的最优指示函数;车载终端服务 模块收到车流模型分析模块计算出的最终数据后，CPU模块开始和车内电控设备、MIMI模块 和扩展模块进行通信，发出控制指令，其中扩展模块可W包括TTS语音加载器，给司机展示 前方可能路况，提出相应建议，提前选择正确的车道和车速。当车流逐渐成功达成自主疏散 后，前后车辆距离超出联网条件，网络断开，拥堵消散，拥堵过程结束。否则车辆间继续重构 网络，重新自主协调疏散。
[0048] 本专利设及的车辆群自主协同调度的智能疏导方法与装置，无线组网技术采用 Zi gbee通信协议自组网技术，网络全开放。其中前、后车Zigbee自组网流程图如图3、4所示。 前端车辆节点通过定向天线检测短距离内是否有可通信后车车辆，若有，则反复发送请求 组网信号，当后车车辆接收到前车车辆的组网信息后，回复确定组网信号，前后车辆自组网 络成功，前车车辆即开始发送本车基本信息，后车车辆接收到运些承载前车车速，车道等信 息的数据后，通过串口发送给车载内核CPU进行进一步数据处理和模型分析。
[0049] 通过对无线传感器定位算法的深度探究，为保证只与同车道的前车通信，本专利 采用定位精度高的到达角度定位方法(A0A)更方便简洁的筛选出可与车辆传输有用信息的 前车车辆。在A0A的获取方法中，方向性天线就被应用于自组网络中来进行角度估计。与全 向天线的全向发送不同，方向性天线利用数字信号处理技术，产生空间方向性波束。方向性 天线应用与自组网络时，通常使用波束切换天线（Switch Beam Antenna)和自适应阵列天 线（Adaptive Array Antenna)两种。
[0050] (1)采用波束切换天线时，所有车辆不断发出恒定速度的旋转窄波束，而前车辆用 一个物理旋转的方向性天线测量接收到信号，如果某个方向上信号最强，则表示此方向有 车辆，并且两个通信节点只有当定向天线指向相对，且一个处于发状态，另一个处于收状态 时才能发生有效通信。我们在此设置一个角度阔值，W筛选出只位于车辆后端的车辆，随 后与其绑定，进行通信获得路况信息。
[0051] (2)当车辆装配有智能天线或阵列天线时，从后方车辆发射的电磁波可W看作是 平面波，假设电磁波的波长为λ，天线阵列的间隔距离为d，可W测的不同振元接收信号的相 位差g :，则根据公式= 2;?' X X cos6/^，可W求出相邻天线振元接收的来自同