[发明专利]一种基于边缘计算的港区环境无人重卡车安全预警方法

说明书

一种基于边缘计算的港区环境无人重卡车安全预警方法，包括云计算、边缘计算、路侧单元、移动无人驾驶重卡车部分组成。云计算中心用于存储道路交通标志、天气、道路使用者的大量数据，并且进行快速计算的能力；边缘计算用来接收周围潜在的危险道路环境和天气环境的动态信息以及移动车辆群的行驶状态如：车间距、车速、加速度、车辆位置、路况信息和行人、自行车、摩托车、静态障碍物的实时信息，并且根据数据的类型决定对处理完毕的数据信息和其余环境数据信息卸载到云计算中心，以方便云计算中心根据实际的道路行驶情况，向周围无人驾驶重卡车发出预警信息，从而保证车辆的安全行驶。

技术领域

本发明涉及智能汽车领域，具体涉及一种基于边缘计算的港区环境无人重卡车安全预警方法。

背景技术

近年来，无人驾驶重卡车是智能汽车技术在实际工程应用较为广泛的领域。通过与移动无线通信技术的融合，无人驾驶重卡车在港区环境中可以提供较为便利的卸载货物、运输货物的运输能力。然而由于港区环境自身地理位置和气候条件的特殊性，极容易出现雨水、大风和大雾天气，对传感器的感知性能影响较大，同时冰冻雨雪天气会导致路面更加湿滑，附着力降低；同时物流货运车辆和专用工程车辆中，多数以半挂车、货运车辆、客运车辆和特征作业车辆为主，其特点是：车辆体型大、驾驶盲区大、车辆磨损较为严重、普通小型轿车与大型车辆的混合使用的特点，会产生许多不确定性的行驶环境，引起对无人驾驶重卡车的安全行驶的干扰，从而降低无人驾驶重卡车的行驶安全性。

边缘计算是一种新兴的计算范式，可通过靠近港区潜在的危险道路环境的边缘服务器，将无人驾驶重卡车与云计算中心链接起来，形成“无人驾驶重卡车-边缘计算服务器-云计算中心”三位一体的计算模式，如图1所示。云计算中心负责存储整个道路环境的交通标志、天气、道路使用者及其行驶状态的大量数据，并且接受边缘计算服务器发送过来的数据信息；边缘计算服务器负责接收无人驾驶重卡车在潜在的危险道路环境和天气环境下的动态实时数据信息，例如车间距、车速、加速度、车辆位置及路况信息，并且根据数据类型卸载到云计算中心以及提供有限量的计算资源。无人驾驶重卡车所产生的计算任务先经过边缘服务器进行任务决策所需要卸载的数据信息，再确定具体在边缘服务器处理的实时性数据信息，从而有效提高无人驾驶重卡车在恶劣天气及潜在的危险道路环境下的行驶安全性。现有的研究通常都是采用云计算中心与车辆的直接通信方法和对行车状态预测的方法，其中与云计算中心直接通信的方法会存在时延的问题，而周围车辆的行驶状态又难以准确预测，因此需要提出结合港区道路环境潜在的危险区域和无人驾驶重卡车实时的动态信息特点，采用时变性较强的边缘计算服务器，来降低通信时延问题，从而为无人驾驶重卡车的环境感知提供更为安全的行驶功能。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是解决目前无人驾驶重卡车在恶劣的天气下，港区交通流复杂的道路环境中，无人驾驶重卡车对环境感知能力的局限性带来的潜在的行驶危险性和通信时延问题带来的信息滞后性，为无人驾驶重卡车的安全行驶提供技术保障。

本发明的技术方案是：

一种基于边缘计算的港区环境无人重卡车安全预警方法，步骤如下：

S1、在港区交通环境中容易受到天气影响导致的潜在的危险道路区域，构建一个部署有基站、边缘计算服务器、车联网和云计算中心框架的应用场景（在港区道路环境存在潜在的危险行驶区域、靠近跨海大桥的道路交通环境附近以及靠近码头的道路环境，这三类较复杂的道路交通环境附近部署有基站、边缘计算服务器、车联网和云计算中心框架；所述的边缘计算服务器在港区环境周围潜在的危险道路区域各布置一个，在整个港区道路交通环境中部署一个所述的云计算中心；），车辆具备车车通信（Vehicle-to-Vehicle, V2V）和车路通信（Vehicle-to-infrastructure,V2I）的通信能力，其中，边缘计算服务器都会为路过潜在的危险道路区域的无人驾驶重卡车提供服务节点，而云计算中心负责宏观道路车辆数据及交通环境数据信息；