本發(fā)明涉及智能車
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于磁導(dǎo)航的多傳感器融合智能車。
背景技術(shù)：
：磁導(dǎo)航感知預(yù)先埋設(shè)在道路中的磁釘?shù)拇判盘柣蛘唠娋€產(chǎn)生的電磁信號。磁導(dǎo)航相對于其他種類的導(dǎo)航方式，雖然對基礎(chǔ)交通設(shè)施要求比較高，需要預(yù)先鋪設(shè)特定的道路，并在道路沿線埋設(shè)磁釘或者電線，實施過程相比上述其他幾種導(dǎo)航方式稍顯繁瑣，但是其技術(shù)更加成熟可靠，且不受風(fēng)沙、大雪等自然條件的影響，技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種基于磁導(dǎo)航的多傳感器融合智能車。本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：提供了一種基于磁導(dǎo)航的多傳感器融合智能車，包括車載傳感器系統(tǒng)、運行車道和快速通信系統(tǒng)，所述車載傳感器包括磁傳感器、激光傳感器、超聲波傳感器、激光雷達和攝像頭，所述運行車道上埋設(shè)有磁釘，智能車通過快速通信系統(tǒng)與地面進行通信。本發(fā)明的有益效果為：結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)成本低，成功將磁導(dǎo)航應(yīng)用于智能車。附圖說明利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接示意圖。附圖標記：車載傳感器系統(tǒng)1、運行車道2、快速通信系統(tǒng)3。具體實施方式結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。參見圖1，一種基于磁導(dǎo)航的多傳感器融合智能車，包括車載傳感器系統(tǒng)1、運行車道2和快速通信系統(tǒng)3，所述車載傳感器1包括磁傳感器、激光傳感器、超聲波傳感器、激光雷達和攝像頭，所述運行車道2上埋設(shè)有磁釘，智能車通過快速通信系統(tǒng)3與地面進行通信。本實施例結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)成本低，成功將磁導(dǎo)航應(yīng)用于智能車。優(yōu)選地，所述磁傳感器分為前后兩組，每組磁傳感器分別等間距安裝在智能車的前端和后端。本優(yōu)選實施例實現(xiàn)了智能車精確導(dǎo)航。優(yōu)選地，快速通信系統(tǒng)3包括車載天線、分布式基站子系統(tǒng)和小區(qū)切換子系統(tǒng)，每個基站子系統(tǒng)包括一個基帶處理單元和多個射頻處理單元，基帶處理單元和射頻處理單元通過光纖進行連接，射頻處理單元沿公路線設(shè)置，信號通過光纖從基帶處理單元到達射頻處理單元，車載天線與射頻處理單元進行無線通信，所述小區(qū)切換子系統(tǒng)用于實現(xiàn)基站之間的通信切換。本優(yōu)選實施例構(gòu)建了適用于多傳感器融合智能車高速移動時的通信系統(tǒng)，其中基帶處理單元和射頻處理單元通過光纖進行連接，提高了多傳感器融合智能車在獲取信息過程中的傳輸錯誤，提高了智能車和外界的通信能力。優(yōu)選地，所述車載天線與射頻處理單元的無線通信，包括建立信道模型，計算有效吞吐量和確定鏈路自適應(yīng)傳輸方式；所述建立信道模型，同時考慮信道中的大尺度路徑衰落和小尺度多徑衰落，車地鏈路之間接收信噪比的概率密度函數(shù)f(γ)可表示為：公式中，γ為車地鏈路的接收信噪比，l為小尺度多徑衰落因子，l∈[5dB,7dB]，I0[·]為第一類第n階修正貝塞爾函數(shù)，P為射頻處理單元的發(fā)射功率，QE(d)為大尺度路徑損耗，N為僅考慮大尺度損耗下的噪聲功率，P、QE(d)、N單位均為dB，其中，QE(d)＝150+20ln(fc)+22ln(d)，公式中，d為車載天線與射頻處理單元距離，單位是m，fc為載波頻率，單位是Hz。本優(yōu)選實施例同時考慮了多傳感器統(tǒng)合智能車在通信過程中信道中的大尺度路徑衰落和小尺度多徑衰落，獲取了更為準確的信道模型，保證了多傳感器融合智能車的行駛穩(wěn)定性，提高了多傳感器融合智能車的生存能力。優(yōu)選的，計算有效吞吐量，通過在車地通信鏈路兩端采用MIMO技術(shù)實現(xiàn)，假定車地鏈路的接收信噪比為γ，則系統(tǒng)的有效傳輸速率為：公式中，k1為常數(shù)，m為復(fù)用增益，Lt+w為通信協(xié)議中鏈路層幀頭和幀尾的總長，Lz為鏈路層的幀長；對應(yīng)的幀錯誤率表示為：公式中，Mf為發(fā)射天線數(shù)目，Mj為接收天線數(shù)目；現(xiàn)在假定系統(tǒng)初始傳輸?shù)慕邮招旁氡圈?，第n次傳輸?shù)慕邮招旁氡葹棣胣，那么當(dāng)系統(tǒng)最大允許傳輸次數(shù)為Nm時，系統(tǒng)有效吞吐量的期望可表示為：公式中，是經(jīng)過n次傳輸之后系統(tǒng)可獲得的最大有效吞吐量；是一個幀在前n-1次沒有傳輸成功，而在第n次傳輸成功的概率，其中，本優(yōu)選實施例采用MIMO技術(shù)，有效提升了多傳感器統(tǒng)合智能車的通信能力和整體性能，通過選擇合適的幀長度，能夠有效降低多傳感器融合智能車在通信過程中的幀錯誤率和增加系統(tǒng)的吞吐量，保證了多傳感器融合智能車的通信效率。優(yōu)選的，所述確定自適應(yīng)傳輸方式，包括：基于部分可觀測馬爾可夫判決模型，以有效吞吐量為優(yōu)化目標，在給定的目標誤幀率GKtar下，選擇合適的自適應(yīng)傳輸參數(shù){m,Lz}以最大化系統(tǒng)的收益，最佳鏈路自適應(yīng)傳輸問題建模為：使得，公式中，T為總的決策時期，XD(m(t),Lz(t))為決策時刻t的瞬時收益函數(shù)。本優(yōu)選實施例中多傳感器統(tǒng)合智能車上的車載天線處于高速運動中，車地鏈路的信道狀態(tài)不斷變化，自適應(yīng)傳輸方式中，鏈路自適應(yīng)傳輸參數(shù)能夠不斷進行調(diào)整以適應(yīng)實際需求，提升了多傳感器融合智能車的適應(yīng)能力。優(yōu)選的，所述小區(qū)切換子系統(tǒng)用于采用改進的切換方式實現(xiàn)基站之間的通信切換。所述改進的切換方式包括：步驟一：測量當(dāng)前服務(wù)小區(qū)和各臨近小區(qū)的接收信號強度RSRP值和信道質(zhì)量RSRQ值；步驟二：選擇符合判定條件的各臨近小區(qū)，所述判定條件的判定公式為：min{-maxTE(i),RSRP(ψ)i-RSRP(D)i+LG}>0式中，ΔRSRP(i)ψD表示i時刻的臨近小區(qū)ψ的RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)D的RSRP值的差值，其中TE(i)為i時刻的切換遲滯門限值,RSRP(ψ)i為i時刻的符合判定條件的臨近小區(qū)的接收信號強度RSRP值，RSRP(D)i為i時刻的當(dāng)前服務(wù)小區(qū)D的RSRP值；步驟三：在符合判定條件的各臨近小區(qū)中選擇最優(yōu)的臨近小區(qū)觸發(fā)切換。本優(yōu)選實施例保證了多傳感器融合智能車連續(xù)通信，采用改進的切換方式實現(xiàn)基站之間的通信切換，設(shè)定判定條件選擇符合的臨近小區(qū)，再從中選擇最優(yōu)的臨近小區(qū)觸發(fā)切換減少了切換次數(shù)，提高了多傳感器融合智能車在基站切換過程中的切換成功率，保證了多傳感器融合智能車通信性能。優(yōu)選的，所述在符合判定條件的各臨近小區(qū)中選擇最優(yōu)的臨近小區(qū)觸發(fā)切換，包括：步驟一：測量符合判定條件的各臨近小區(qū)的資源變化率及各臨近小區(qū)到當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的距離；步驟二：按照下列公式計算符合判定條件的臨近小區(qū)的切換可靠度NZ(ψ)：其中，A、B為設(shè)定的權(quán)值，為符合判定條件的臨近小區(qū)的資源變化率，為i時刻的符合判定條件的臨近小區(qū)的接收信號強度RSRP值，為符合判定條件的臨近小區(qū)到當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的距離，B1、B2為設(shè)定的權(quán)值，B1+B2＝1；步驟三：選取切換可靠度Γ(ψ)最大的臨近小區(qū)觸發(fā)切換。本優(yōu)選實施例能夠使多傳感器統(tǒng)合智能車獲取最優(yōu)的通信能力，具體地，通過切換可靠度的計算選擇最優(yōu)的臨近小區(qū)觸發(fā)切換，考慮了小區(qū)資源變化率和與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)之間的距離，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的臨近小區(qū)的選擇，進一步提高了多傳感器融合智能車在基站切換過程中的切換成功率，保證了多傳感器融合智能車通信性能。優(yōu)選的，設(shè)定所述i時刻的切換遲滯門限值TE(i)的計算公式設(shè)定為：公式中，α和β為TE(i)值的上限和下限，υ為TE(i)達到上限α?xí)r的RSRQ值，當(dāng)RSRQ值小于υ值時TE(i)開始減小，η和n為調(diào)整TE(i)值隨RSRQ值減小而減小的速度和軌跡參數(shù)。本優(yōu)選實施例能夠增強多傳感器統(tǒng)合智能車的環(huán)境適應(yīng)能力，對i時刻的切換遲滯門限值TE(i)進行設(shè)定，使TE(i)值與RSRP(D)i值相互聯(lián)系，從而可以根據(jù)每個基站所處環(huán)境的不同和基站本身的硬件設(shè)施更加靈活地配置TE(i)，提高了所述符合判定條件的各臨近小區(qū)對不同環(huán)境的適應(yīng)能力。將本發(fā)明基于磁導(dǎo)航的多傳感器融合智能車的導(dǎo)航時間、導(dǎo)航精度和導(dǎo)航成本同現(xiàn)有智能車進行對比，本發(fā)明有益效果如下表所示：導(dǎo)航時間降低導(dǎo)航精度提高導(dǎo)航成本降低15％25％27％最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3