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基于VANET的协作式主动安全技术研究

作　者: 刘书方
导　师: 邢建国
学　校: 浙江工商大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 协作式汽车主动安全技术 VANET 安全车距算法自适应带宽广播协议
分类号: U461.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

汽车安全技术分为被动安全技术和主动安全技术两个方面。其中,被动安全技术,是以碰撞安全为中心,侧重于交通事故发生后汽车车体对车内人员的防护作用；以碰撞预警为中心的主动安全技术,侧重于在有可能发生交通碰撞事故前,预先判断车辆行驶中各种危险的存在,并以各种醒目方式警告司乘人员危险的存在,采取有效的控制手段譬如紧急刹车、紧急转向等来避免重大交通事故的发生。虽然这两种安全技术有效的减少了车内人员的生命财产安全,但是对于防撞预警还远远达不到人们要求。近年来,结合了无线通信技术、车载传感技术、GPS的协作式主动安全技术,受到了越来越多的重视。协作式主动安全技术通过分析周边各车辆的实时行驶状态,可提供比传统安全技术更可靠的安全保障。本文主要针对车辆协作式主动安全技术中的可靠通信传输等问题,进行了如下两部分的研究：(一)搭建了一个数据采集及无线通信硬件原型系统,主要用于车辆行驶信息采集、GPS定位,以及防撞报警信息人机交互接口。采集系统采用基于32位ARM7TDMI-S处理器LPC2103,飞思卡尔的MMA7260三轴加速度传感器,EWTS82角速度传感器,作为核心芯片的开发平台。已完成有关系统的设计和调试,基本满足应用要求。(二)提出了一种基于状态判断安全算法的带宽自适应广播协议,用于解决在典型交通场景下数据的可靠及时地传输,并对相关算法进行了仿真实验研究。仿真实验结果表明,所提出的算法有效减少了信息量的发送次数,降低了网络时延,使得网络性能更好的满足于车辆安全的需要。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题研究的背景与意义  8-9
  1.2 本课题需要研究的主要内容  9-10
    1.2.1 协作式车辆主动安全系统硬件平台  9
    1.2.2 自适应带宽的广播协议及安全车距算法  9-10
  1.3 课题研究方案  10
  1.4 课题研究的创新点  10-11
  1.5 论文结构安排  11-12
2 协作式主动安全技术研究  12-27
  2.1 VANET  12-23
    2.1.1 车辆通信与协议标准  12-17
    2.1.2 网络协议架构  17-19
    2.1.3 VANET的应用  19-20
    2.1.4 VANET仿真模型  20-23
  2.2 协作式主动安全技术  23-25
    2.2.1 研究现状  24-25
    2.2.2 应用分类  25
  2.3 本章小结  25-27
3 协作式车辆主动安全系统硬件平台  27-35
  3.1 系统架构  27-28
  3.2 数据采集模块设计  28-31
  3.3 无线通信模块  31-32
  3.4 人机交互接口模块  32-34
  3.5 本章小结  34-35
4 自适应带宽的广播协议及安全车距算法  35-57
  4.1 现有广播协议存在的问题  35-44
    4.1.1 平面型算法  38-39
    4.1.2 分群算法  39-40
    4.1.3 邻居知识广播算法  40-42
    4.1.4 竞争广播算法  42-43
    4.1.5 算法性能比较  43-44
  4.2 自适应带宽的广播协议  44-46
  4.3 安全车距算法  46-50
    4.3.1 安全碰撞算法概述  46-47
    4.3.2 固定距离算法  47
    4.3.3 车头时距算法  47
    4.3.4 驾驶员预估模型报警算法  47-48
    4.3.5 状态判断估计报警算法  48-50
  4.4 仿真实验  50-56
    4.4.1 NS2与无线网络仿真  50-51
    4.4.2 无线网络通信仿真  51-53
    4.4.3 简单场景下的车辆间通信性能仿真  53-56
  4.5 本章小结  56-57
5 总结  57-58
参考文献  58-64
附录攻读硕士期间发表论文  64-65
致谢  65-66

基于VANET的协作式主动安全技术研究

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