CN105374225B - 一种基于车载网络的停车场信息的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于车载网络的停车位信息获取方法。所述的基于车载网络的停车位信息获取中涉及三种类型的基础设备：在所述的车载网络中设置三种类型的设施：车载无线装备，路边基础设施，停车场管理无线设施。本发明涉及的是一种基于目的地附近的信息获取以及基于实时交通情况的动态路径规划，本发明不仅能扩大司机信息获取范围，而且能减少网络通信量，降低网络延迟，本发明也可以应用于其他基于某个目的地附近的信息获取。

Description

一种基于车载网络的停车场信息的获取方法

技术领域

本发明涉及一种停车位信息的获取方法，尤其涉及的是一种基于车载网络的停车场信息的获取方法。

背景技术

近年来，私人汽车拥有量迅速增加。虽然私人汽车给我们的生活带来了许多便利，但是也带来一系列环境、社会问题。其中因为停车位寻找而带来的困扰极多，如浪费司机的时间；造成大量乱停车、违章停车现象；停车位利用率低等。据统计，整个交通中约有44％的流量是因为寻找停车位引起的。解决停车问题已经成为研究热点。

针对停车位发现，目前出现了一些设施改善人们寻找停车位，如停车诱导系统。该系统动态地监测可用停车位，用动态电子引导牌、可变信息板给司机提供实时停车位信息。截至目前该系统已实现泊位预约、电子支付等功能，停车用户只需使用手机或车载终端就可完成。虽然目前的很多系统在一定程度上缓解了停车难问题，但是大多数系统服务范围有限，很多系统忽略了实时交通对司机获取可用停车位的影响。

VANET是一种以运行于道路上的车辆为节点，节点之间、节点与路边通信设施进行多跳无线通信的新型移动自组织网络。运用VANET技术可以实时动态地获取停车位信息，从而扩大司机视野，解决传统的PGIS服务范围小等缺点。依附于VANET技术实现智能停车解决是解决城市停车难的很好的方法，具有很强的现实意义。但是，VANET节点的运动轨迹容易受到运动模型的限制、节点快速移动网络拓扑结构变化频繁、链路状况不稳定等。如何建立基于VANET的停车位信息获取模型是研究基于VANET的停车发现方法的关键。因此需要提出一种与道路交通变化相关的，稳定性好的基于车载网络的停车位信息获取的构建方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种与道路交通变化相关的，稳定性好的基于车载网络的停车位信息获取方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、建立车载网络，该车载网络至少包括车载无线装备、路边基础设施、停车场管理无线设施，其中：

车载无线装备安装在每辆汽车上，每个车载无线装备具有唯一的一个车辆身份ID，每个车载无线装备或通过多跳的方式和其他车辆上的车载无线装备进行无线通信，或和停车场管理无线设施直接进行无线通信；

路边基础设施安装在各条道路的每个交叉路口处，每个路边基础设施具有唯一的一个道路设施身份ID，路边基础设施和各车载无线装备在通信范围内通过车载路由协议直接通信或者通过多跳形式进行信号传播及获取；

停车场管理无线设施安装在各个停车场，每个停车场管理无线设施具有唯一的一个停车场身份ID，用于实时监测维护所对应的停车场的可用停车位数量，同时对接收到的停车位请求数据包进行处理后反馈停车位确认数据包；

第二步、安装有车载无线装备的任意车辆产生并发送停车位请求数据包，该车辆设定为目标车辆，停车位请求数据包至少包括请求停车位的车辆身份ID，请求起始点地点，请求目的地点及停车半径，停车位请求数据包经由路边基础设施及多个车辆上的车载无线装备被传输至请求目的地点的停车半径范围内的所有停车场的各停车场管理无线设施，在传输过程中，停车位请求数据包在交叉路口中根据相对道路拥挤度选择传输方向，在直路中运用GPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输；

第三步、停车场管理无线设施接收到停车位请求数据包后产生停车位确认数据包，停车位确认数据包至少包括停车场位置及剩余车位，停车位确认数据包经由路边基础设施及多个车辆上的车载无线装备被传输至目标车辆，在传输过程中，停车位确认数据包在交叉路口中根据相对道路拥挤度选择传输方向，在直路中运用GPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输；

第四步、若目标车辆在一定时间周期内没有接收到停车位确认数据包，或目标车辆对接收到的停车位确认数据包中包含的停车位信息不满意，返回第二步，重新执行，若目标车辆在行驶过程中，对接收到的停车位确认数据包中包含的停车位信息满意，则根据接收到的停车位确认数据包达到相应的停车场。

优选地，所述第二步包括：

步骤201、想要寻找停车位信息的车辆将自己标识为源节点，记录目的地及可接受半径，生成停车位请求数据包；

步骤202、判断当前通信范围内是否有停车场管理无线设施，若有，则停车场管理无线设施接收停车位请求数据包，进入步骤205，若没有，继续判断当前通信范围内是否有路边基础设施，若没有，则表明停车位请求数据包依旧在直路上传输，进入步骤203，若有，则表明停车位请求数据包遇到交叉路口，进入步骤204；

步骤203、运用GPSR路由协议选择一个其他车辆上的车载无线装备作为下一跳中继节点，将停车位请求数据包进行数据转发，其中，下一跳中继节点不能选择偏离目的地方向距离大于可接受半径的车载无线装备，返回步骤202；

步骤204、将停车位请求数据包转发给路边基础设施，路边基础设施不能偏离目的地方向距离大于可接受半径，路边基础设施根据道路拥挤度将停车位请求数据包转发至下一跳中继节点后，返回步骤202

步骤205、停车场管理无线设施判断其是否在以目的地为中心，以可接受半径为半径形成的圆的范围内的，若是，则反馈停车位确认数据包，若不是，则否丢弃停车位请求数据包。

优选地，所述步骤204中，路边基础设施根据道路拥挤度将停车位请求数据包转发至下一跳中继节点包括如下步骤：

步骤2041、获取路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路的道路拥挤度dow1以及道路拥挤度dow2，同时，获取与目的地间夹角大于90度的道路的道路拥挤度dow3，道路拥挤度dow1、道路拥挤度dow2及道路拥挤度dow3对应的道路分别设为道路R1、道路R2及道路R3，道路R1与道路R2在同一条直线上，道路R2与道路R3相垂直；

步骤2042、如果dow3≤dow1，dow3≤dow2，则将停车位请求数据包复制两份，分别向道路拥挤度dow1对应的道路方向上的下一跳中继节点和道路拥挤度dow2对应的道路方向上的下一跳中继节点转发，返回步骤202；

步骤2043、如果dow3≠min(dow1，dow2，dow3)，则向道路拥挤度dow3对应的道路方向上与当前路边基础设施相邻的相邻路边基础设施请求邻居道路的拥挤度，邻居道路包括相邻路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，拥挤度分别设为dow31，dow32，并取得相应的道路长度131，132，拥挤度dow31及拥挤度dow32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，道路R31垂直于道路R3，且平行于道路R2，道路R32是道路R31的邻居道路，道路R32垂直于道路R2，且平行于道路R3，计算rdow3，rdow3＝(13+131+132)/[(13/dow3)+(131/dow31)+(132/dow32)]，式中，13为道路拥挤度dow3对应的道路的长度，如果rdow3≤dow1，rdow3≤dow2，返回步骤2042，否则将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，将停车位请求数据包复制两份，分别向道路拥挤度为max(dow1，dow2)对应的道路方向上的下一跳中继节点和更新后的道路R3的路径转发，返回步骤202。

优选地，所述第三步包括：

步骤301、由停车场管理无线设施接收到停车位请求数据包后产生停车位确认数据包后发送，发送停车位确认数据包的停车场管理无线设施将自己标识为源节点，发送停车位请求数据包的车辆为停车位确认数据包的目的节点，以目的节点为圆心，以目的节点到源节点长度为半径的圆形区域为可执行区域；

步骤302、判断下一跳中继节点是车载无线装备，还是路边基础设施，若是车载无线装备，则进入步骤303，若是路边基础设施，则进入步骤304；

步骤303、运用GPSR路由协议将停车位确认数据包转发至作为下一跳中继节点的车载无线装备，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包，进入第四步；

步骤305、直接将停车位确认数据包转发给作为下一跳中继节点的路边基础设施，路边基础设施不能位于以目的地节点为圆心，以目的地节点到源节点的长度为半径的圆形区域外；

步骤306、路边基础设施根据相对道路拥挤度将停车位确认数据包转发给作为下一跳中继节点的车载无线装备，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包进入第四步。

优选地，在所述步骤306中，路边基础设施根据相对道路拥挤度将停车位确认数据包转发给作为下一跳中继节点的车载无线装备包括如下步骤：

步骤3061、获取路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与源节点间夹角小于等于90度的道路的下流道路拥挤度dow1及下流道路拥挤度dow2，对应的上流道路拥挤度分别为up1和up2，同时，获取与源节点间夹角大于90度的道路的下流道路拥挤度dow3，对应的上流道路拥挤度为up3，则相对道路拥挤度分别为：vis1＝dow1/up1，vis2＝dow2/up2，vis3＝dow3/up3，相对道路拥挤度vis3对应的道路设为道路R3；

步骤3062、如果vis3≤dow1，vis3≤dow2，则将停车位确认数据包复制两份，分别向下流道路拥挤度dow1及下流道路拥挤度dow2所对应的道路方向上的作为下一跳中继节点的车载无线装备转发，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包进入第四步；

步骤3063、如果vis3≠min(vis1，vis2，vis3)，则路边基础设施向与下流道路拥挤度dow3对应的道路方向上的与当前路边基础设施相邻的相邻路边基础设施请求其邻居道路的相对拥挤度，邻居道路包括相邻路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，相对拥挤度分别为vis31，vis32，相应的道路长度分别为131，132，相对拥挤度vis31及相对拥挤度vis32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，计算rvis3，rvis3＝(13+131+132)/[(13/vis3)+(131/vis31)+(132/vis32)]，式中，13为下流道路拥挤度dow3对应的道路的道路长度，如果rvis3≤vis1，rvis3≤vis2，返回步骤3062，否则将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，将停车位确认数据包复制两份，分别向相对道路拥挤度max(vis1，vis2)和更新后的道路R3的路径方向上的转发，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包进入第四步。

优选地，所述第四步包括：

目标车辆进入能和交叉路口处的路边基础设施的通信范围内，如果此时目标车辆还未收到任何停车位确认数据包，则目标车辆向路边基础设施请求道路拥挤度信息，车辆选择相对不拥挤的道路继续行驶，直至达到目的地或达到停车场；

如果此时目标车辆已经收到停车位确认数据包，则在道路选择时首先排除停车位确认数据包中包含的停车位请求数据包经过的拥挤度最大的道路，随后，向路边基础设施请求道路拥挤度信息，再选择相对不拥挤的道路继续行驶，直至达到目的地或达到停车场。

优选地，所述目标车辆向路边基础设施请求道路拥挤度信息包括：

步骤401、获取路边基础设施所在交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路的道路拥挤度dow1以及道路拥挤度dow2，同时，获取与目的地间夹角大于90度的道路的道路拥挤度dow3，道路拥挤度dow3对应的道路设为道路R3；

步骤402、如果dow3≠min(dow1，dow2，dow3)，则车辆选择道路拥挤度min(dow1，dow2)对应的道路方向行驶；

如果dow3＝min(dow1，dow2，dow3)，则路边基础设施向在道路拥挤度dow3对应道路方向上与当前路边基础设施相邻的相邻路边基础设施请求相邻道路的道路拥挤度，邻居道路包括相邻路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，拥挤度分别设为dow31，dow32，相应的道路长度分别为131，132，拥挤度dow31及拥挤度dow32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，计算rdow3，rdow3＝(13+131+132)/[(13/dow3)+(131/dow31)+(132/dow32)]，式中，13为道路拥挤度dow3对应的道路的长度，如果rdow3≠min(dow1，dow2，rdow3)，重复执行步骤402，否则将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，车辆选择更新后的道路R3的路径方向行驶。

优选地，所述道路拥挤度的确定包括以下步骤：

步骤101、将需要确定拥挤度的道路上的一个路边基础设施标识为源节点，位于该道路的另一端的路边基础设施的标识设为目的节点，确定所要测定拥挤度的道路的ID标识及该车道所在位置；

步骤102、作为源节点的路边基础设施在其通信范围内选择正确的车载无线装备作为下一跳中继节点进行请求包发送，正确的车载无线装备满足两点：1)距离源节点最近；2)在被测量拥挤度的车道上；

步骤103、读取作为下一跳中继节点的车载无线装备内的唯一车辆身份ID，车长1，速度v，并加入请求包中，并且当前车载无线装备作为中继节点在其通信范围内选择下一个正确的车载无线装备作为下一跳中继节点发送请求包，发送过程中一直运用RGPSR协议进行数据传输，即在一跳通信范围内选择车道上与数据包传输方向相同的且距离发送请求包的中继节点最近的车载无线装备为下一跳中继节点；

步骤104、重复步骤103使得请求包一直向前方传输直至被目的节点接收；

步骤105、目的节点解析请求包，从请求包中直接获取拥挤度up信息更新自己的道路拥挤度dow，同时根据获取的信息计算拥挤度up，并在下一个拥挤度检测周期内将拥挤度up作为请求包内容，其中，

up＝max(up_id)；

up_id＝1-[N/(1/v_1+1/v_2+…+1/v_N)]/v_max，式中，N是请求包中总车载无线装备的数量，v_1，v_2，…v_N分别是每辆安装有车载无线装备的车辆的速度，v_max是该车道规定的最大车速；

步骤106、在新的拥挤度检测周期内重复步骤101至步骤105；

步骤107、一次检测结束，处于等待阶段，新一轮检测开始后返回步骤101。

本发明提供了一种基于车载网络的停车位信息获取的构建方法，在车载网络框架构架之后，车辆可以进行通信快速获取可用停车位信息，同时避免道路拥塞，选择适当的行驶道路。可以说本发明提供了一种基于目的地的道路选择及信息获取方法。

附图说明

图1为路边基础设施RSU(Road Side Unit)的框图；

图2为车载无线装备VAOB(Vehicle Assistant On-Board)的框图；

图3为停车场管理无线设施PMU(Parking lot Manage Unit)的框图；

图4为本发明所述的道路拥挤度确定流程示意图；

图5为本发明所述的REQ请求包发送流程示意图；

图6为本发明所述的ACK回复包发送流程示意图；

图7为本发明所述的行驶道路的选择流程示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明提供的一种基于车载网络的停车位信息获取的结构示意图，包括三种类型的设施：路边基础设施(Road Side Unit，以下简称为RSU)，车载无线装备(VehicleAssistant On-Board，以下简称为VAOB)，停车场管理无线设施(Parking lot ManageUnit，以下简称为PMU)。VAOB是安装在每辆汽车上的智能终端。RSU为安装于道路交叉口处的小型的无线终端。PMU为安装于每个停车场的小型无线终端。任意设备之间通过无线通讯模块进行无线通讯，所有的设施共同组成了车载移动自组织网络。进行停车位请求的车辆为定义为源节点，其目的地定义为目的节点。以目的节点为圆心，司机可接受的步行范围为半径(以下简称为停车半径)形成的圆形区域为选择停车场的范围。

如图1所示，RSU安装有CPU模块，CUP模块连接射频模块，电源模块，定时模块和开关模块。

如图2所示，VAOB安装有CPU模块，CUP模块连接射频模块，显示模块，定时模块和开关模块。

如图3所示，PMU安装有CPU模块，CUP模块连接射频模块，电源模块，定时模块和开关模块。

VAOB具有唯一的一个车辆身份ID。RSU具有唯一的一个道路设施身份ID。PMU具有唯一的一个停车场身份ID。

RSU可以周期性地向其管理的道路进行道路拥挤检测，测量道路拥挤度。

PMU实时监测维护所管辖的停车场状态(可用停车位数量)同时对接收到的停车位请求数据包(以下简称为REQ数据包)进行处理。

VAOB在请求停车位时发送REQ数据包，REQ数据包主要包含请求停车位的唯一车辆身份ID，请求起始点地点，目的地，停车半径，所经过的RSU的道路设施身份ID，同条道路上不同车道唯一标识ID等信息。

RSU端车辆进入车道为上流车道，该车道拥挤度记为up_id，车辆出去车道为下流车道，该车道拥挤度记为dow_id。

PMU相应停车位请求回复时发送停车位确认数据包(以下简称为ACK数据包)，ACK数据包主要包含唯一停车场身份ID，停车场位置，剩余车位等信息，以及REQ数据包所经过的RSU的道路设施身份ID。

REQ数据包在交叉路口中根据道路拥挤度选择传输方向；在直路中运用GPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输。

ACK数据包在交叉路口中根据相对道路拥挤度选择传输方向；在直路中运用GPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输。

RSU周期性地向同一道路上与其相邻的RSU发送req数据包进行车道道路拥挤度检测，req数据包在同向车道中运用RGPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输。其中RGPSR路由协议与GPSR路由协议相同，唯一区别在于RGPSR选择离源节点最近的节点作为下一跳节点进行数据传输。

RSU含有所在道路的道路信息，车道信息(如道路名，道路起始、终止坐标，道路长度等)，车道长度，所在道路的道路拥挤度，以及临近道路拥挤度。

req数据包主要包含发送该req数据包的RSU的唯一道路设施身份ID，目的RSU的道路设施身份ID，作为传输转发节点的各VAOB的车辆身份ID，车长度1，车速度v，上流道路拥挤度up以及邻居道路的上流道路拥挤度up及下流道路拥挤度dow。

安装有VAOB车辆在遇到交叉路口是根据道路拥挤度以及ACK数据包动态选择行驶路径。

为本发明所述的道路拥挤度确定示意图，图4所示为本发明所述的道路拥挤度确定的流程示意图。以位于同一道路两端的RSU节点A和RSU节点B为示例，RSU节点A获取道路AB方向的道路拥挤度。由于只有两车道，所以车道AB的道路拥挤度即为道路AB的拥挤度。道路拥挤度确定根据以下步骤建立：

步骤101：开始；

步骤102：RSU节点A将自己标识为源节点，将需要确定拥挤度的道路的另一端的RSU节点B的标识设为目的节点，确定所要测定拥挤度的道路的ID标识及该车道所在位置；

步骤103：源节点在其通信范围内选择正确的VAOB作为下一跳中继节点进行req请求包发送。正确的VAOB满足两点：1)正确的VAOB在众多VAOB中距离源节点最近；2)正确的VAOB在正确的车道上，即被测量拥挤度的车道上；

步骤104：被选中的VAOB将唯一车辆身份ID，车长1，速度v加入req请求包中，并且被选中的VAOB作为中继节点发送req请求包，在其通信范围内选择下一个正确的VAOB。该过程中一直运用RGPSR协议进行数据传输，即在一跳通信范围内选择车道上与数据包传输方向相同的且距离发送req请求包的节点最近的VAOB为下一跳节点；

步骤105：req请求包重复步骤103和步骤104一直向前方传输直至目的节点接收；

步骤106：目的节点解析req请求包，从req请求包中直接获取拥挤度up信息更新自己的拥挤度dow，即道路BA方向的道路拥挤度确定(为req请求包中的拥挤度up信息)。同时根据获取的信息重新计算拥挤度up，并在下一个拥挤度检测周期内将拥挤度up作为req请求包的内容。其中，拥挤度up计算公式如下：

up＝max(up_id)；

up_id＝1-[N/(1/v_1+1/v_2+…+1/v_N)]/v_max；

N是req中总VAOB数量，v_1，v_2，…v_N分别是每辆安装有VAOB的车辆的速度，v_max是该车道规定的最大车速。

步骤107：新的拥挤度检测周期内重复步骤101至步骤106。

步骤108：一次检测结束，处于等待阶段，回到步骤107，判断是否开始新一轮检测。

因此，根据以上步骤目的节点获得了BA方向的道路拥挤度，以及邻居道路的道路拥挤度。

如图5所示，为REQ数据包发送过程流程图。REQ数据包的发送过程根据以下步骤实现：

步骤201：开始。

步骤202：想要寻找停车位信息的车辆节点将自己标识为源节点，记录目的地及停车半径，发送REQ数据包，进入步骤203；

步骤203：判断当前通信范围内存在有PMU，若有PMU，则PMU直接接收REQ数据包，PMU判断其是否满足停车半径的要求，如果满足则发送ACK数据包，否则丢弃REQ数据包。

若没有PMU，判断是否有RSU，若有，则表示遇到交叉路口，进入步骤205，若没有，则表示依旧在直路上，进入步骤204。

步骤204：运用GPSR路由协议选择作为下一跳中继节点的VAOB，将REQ数据包进行数据转发，其中要求不能选择偏离目的地方向距离大于停车半径的VAOB，返回步骤203。

步骤205：直接将REQ数据包转发给RSU，其中要求不能选择偏离目的地方向距离大于停车半径的RSU。RSU根据道路拥挤度进行判断如何转发数据后返回步骤203。判断准则如下：

步骤2051：获取RSU所处交叉路口处的执行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路的道路拥挤度dow1和道路拥挤度dow2，同时，获取与目的地间夹角大于90度的道路的道路拥挤度dow3。道路拥挤度dow1、道路拥挤度dow2及道路拥挤度dow3对应的道路分别设为道路R1、道路R2及道路R3，道路R1与道路R2在同一条直线上，道路R2与道路R3相垂直。

步骤2052：如果dow3≤dow1，dow3≤dow2，则将REQ数据包复制两份，分别向道路拥挤度dow1和道路拥挤度dow2对应的道路方向上的VAOB或PMU转发，返回步骤203；

步骤2053：如果dow3≠min(dow1，dow2，dow3)，则RSU向道路拥挤度dow3对应的道路方向上与当前RSU相邻的位于另一端的相邻RSU请求其邻居道路的拥挤度，邻居道路包括相邻RSU对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，拥挤度分别设为dow31，dow32，并取得相应的道路长度131，132，拥挤度dow31及拥挤度dow32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，道路R31垂直于道路R3，且平行于道路R2，道路R32是道路R31的邻居道路，道路R32垂直于道路R2，且平行于道路R3，道路R3，道路R31，道路R32和道路R2正好构成封闭回路。计算rdow3，rdow3＝(13+131+132)/[(13/dow3)+(131/dow31)+(132/dow32)]，式中，13为道路拥挤度dow3对应的道路的长度，如果rdow3≤dow1，rdow3≤dow2，返回步骤2052，否则，将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，将REQ数据包复制两份，分别向道路拥挤度为max(dow1，dow2)对应的道路方向上的VAOB或PMU和更新后的道路R3的路径方向上的VAOB或PMU转发，返回步骤203；

步骤206：在上述步骤201至步骤205进行过程中，若在一定周期范围内，源节点没有收到任何ACK数据包，或者对获取的ACK数据包不满意，则重新返回步骤202执行。

如图6所示为本发明的ACK数据包的实现过程流程示意图，ACK数据包传送过程根据以下步骤实现：

步骤301：开始；

步骤302：发送ACK数据包的PMU将自己标识为源节点，发送REQ数据包的VAOB为ACK数据包的目的节点，以目的节点为圆心，以目的节点到源节点长度为半径的圆形区域为可执行区域；

步骤303：判断下一跳节点是在直路上还是交叉路口；

步骤304：直路上运用GPSR路由协议选择VAOB作为下一跳中继节点将ACK数据包进行数据转发；

步骤305：如果ACK数据包转发过程中通信范围内有RSU，即在交叉路口，则VAOB直接将ACK数据包转发给RSU，其中要求不能传输超过可执行区域的RSU。RSU根据相对道路拥挤度进行判断如何转发数据。判断准则如下：

步骤3051：获取RSU所处交叉路口处的执行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路的下流道路拥挤度dow1和下流道路拥挤度dow2，对应的上流道路拥挤度分别为up1和up2；与目的地间夹角大于90度的道路的下流道路拥挤度dow3，其对应的上流道路拥挤度为up3。则相对道路拥挤度分别为：vis1＝dow1/up1，vis2＝dow2/up2，vis3＝dow3/up3。相对道路拥挤度vis3对应的道路设为道路R3。

步骤3052：如果vis3≤dow1，vis3≤dow2，则将ACK数据包复制两份，分别向道路拥挤度dow1和道路拥挤度dow2对应的道路方向上的VAOB转发，重复步骤302至步骤305；

步骤3053：如果vis3≠min(vis1，vis2，vis3)，则RSU向道路拥挤度dow3对应的道路方向上与当前RSU相邻的位于另一端的相邻RSU请求其邻居道路的拥挤度，邻居道路包括相邻RSU对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，相对拥挤度分别设为vis31，vis32，并取得相应的道路长度131，132。相对拥挤度vis31及相对拥挤度vis32对应的道路分别设为道路R31及道路R32。计算rvis3，rvis3＝(13+131+132)/(13/vis3+131/vis31+132/vis32)。如果rvis3≤vis1，rvis3≤vis2，重复步骤3052，否则，将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，将ACK数据包复制两份，分别向相对拥挤度为max(vis1，vis2)和更新后的道路R3的路径方向上的VAOB转发，重复步骤302至步骤305；

步骤306：判断ACK数据包是否传输超过可执行区域，如果超出可执行区域，执行步骤307；

步骤307：则丢弃ACK数据包；

步骤308：如果源节点接收到ACK数据包则停止ACK数据包传输，否则重复步骤303至步骤306；

步骤309：结束。

如图7所示为本发明的行驶道路的选择过程流程图，道路选择根据以下步骤实现：

步骤401：开始；

步骤402：首先源节点S判断是否收到ACK信息；

步骤403：源节点S进入能和交叉路口RSU通信的范围内，如果此时源节点还未收到任何ACK信息，则源节点S想RSU请求邻居道路拥挤度信息；

步骤4031：交叉路口处道路和目的地间夹角小于等于90度的道路的道路拥挤度分别为dow1和dow2，夹角大于90度的道路拥挤度为dow3；道路拥挤度dow3对应的道路设为道路R3。

步骤4032：如果dow3≠min(dow1，dow2，dow3)，则车辆选择min(dow1，dow2)道路行驶；

步骤4033：如果dow3＝min(dow1，dow2，dow3)，则RSU向dow3道路另一端的RSU请求其邻居的邻居道路的拥挤度，其中该邻居的邻居道路和目的地间夹角小于等于90度，拥挤度分别为dow31，dow32，相应的道路长度分别为l31，l32。拥挤度dow31及拥挤度dow32对应的道路分别设为道路R31及道路R32。计算rdow3，如果rdow3≠min(dow1，dow2，rdow3)，重复步骤4032，否则，将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，选择更新后的道路R3的路径行驶；

步骤404：如果源节点S在遇到交叉路口前已经收到ACK信息，则在道路选择时首先排除ACK中的REQ经过的道路拥挤度最大的道路，再重复步骤4031至步骤4033；

步骤405：源节点S到达目的地则转步骤406，否则从步骤402再次开始；

步骤406：结束。

综上所述，本发明提供了一种基于车载网络的停车位信息获取的构建方法。通过此项技术构建车载网络之后，车载网络中的车辆可以迅速通信获取目的地附近的停车位信息，同时避免拥挤的道路，快速到达目的地。本发明不仅实现了动态的分布式的停车位信息获取，信息传输获取与道路交通信息紧密结合，更具有实用意义，而且通信过程中减少了通信量，减少了广播风暴以及垃圾信息的传输，减少了带宽的浪费。

Claims (8)

1.一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、建立车载网络，该车载网络至少包括车载无线装备、路边基础设施、停车场管理无线设施，其中：

车载无线装备安装在每辆汽车上，每个车载无线装备具有唯一的一个车辆身份ID，每个车载无线装备或通过多跳的方式和其他车辆上的车载无线装备进行无线通信，或和停车场管理无线设施直接进行无线通信；

路边基础设施安装在各条道路的每个交叉路口处，每个路边基础设施具有唯一的一个道路设施身份ID，路边基础设施和各车载无线装备在通信范围内通过车载路由协议直接通信或者通过多跳形式进行信号传播及获取；

停车场管理无线设施安装在各个停车场，每个停车场管理无线设施具有唯一的一个停车场身份ID，用于实时监测维护所对应的停车场的可用停车位数量，同时对接收到的停车位请求数据包进行处理后反馈停车位确认数据包；

第二步、安装有车载无线装备的任意车辆产生并发送停车位请求数据包，该车辆设定为目标车辆，停车位请求数据包至少包括请求停车位的车辆身份ID，请求起始点地点，请求目的地点及停车半径，停车位请求数据包经由路边基础设施及多个车辆上的车载无线装备被传输至请求目的地点的停车半径范围内的所有停车场的各停车场管理无线设施，在传输过程中，停车位请求数据包在交叉路口中根据道路拥挤度选择传输方向，在直路中运用GPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输；

第三步、停车场管理无线设施接收到停车位请求数据包后产生停车位确认数据包，停车位确认数据包至少包括停车场位置及剩余车位，停车位确认数据包经由路边基础设施及多个车辆上的车载无线装备被传输至目标车辆，在传输过程中，停车位确认数据包在交叉路口中根据相对道路拥挤度选择传输方向，在直路中运用GPSR路由协议在同一条道路且同一个方向行驶的车辆中进行数据包传输；

第四步、若目标车辆在一定时间周期内没有接收到停车位确认数据包，或目标车辆对接收到的停车位确认数据包中包含的停车位信息不满意，返回第二步，重新执行，若目标车辆在行驶过程中，对接收到的停车位确认数据包中包含的停车位信息满意，则根据接收到的停车位确认数据包达到相应的停车场。

2.如权利要求1所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，所述第二步包括：

步骤201、想要寻找停车位信息的车辆将自己标识为源节点，记录目的地及可接受半径，生成停车位请求数据包；

步骤202、判断当前通信范围内是否有停车场管理无线设施，若有，则停车场管理无线设施接收停车位请求数据包，进入步骤205，若没有，继续判断当前通信范围内是否有路边基础设施，若没有，则表明停车位请求数据包依旧在直路上传输，进入步骤203，若有，则表明停车位请求数据包遇到交叉路口，进入步骤204；

步骤203、运用GPSR路由协议选择一个其他车辆上的车载无线装备作为下一跳中继节点，将停车位请求数据包进行数据转发，其中，下一跳中继节点不能选择偏离目的地方向距离大于可接受半径的车载无线装备，返回步骤202；

步骤204、将停车位请求数据包转发给路边基础设施，路边基础设施不能偏离目的地方向距离大于可接受半径，路边基础设施根据道路拥挤度将停车位请求数据包转发至下一跳中继节点后，返回步骤202

步骤205、停车场管理无线设施判断其是否在以目的地为中心，以可接受半径为半径形成的圆的范围内的，若是，则反馈停车位确认数据包，若不是，则丢弃停车位请求数据包。

3.如权利要求2所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，所述步骤204中，路边基础设施根据道路拥挤度将停车位请求数据包转发至下一跳中继节点包括如下步骤：

步骤2041、获取路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路的道路拥挤度dow1以及道路拥挤度dow2，同时，获取与目的地间夹角大于90度的道路的道路拥挤度dow3，道路拥挤度dow1、道路拥挤度dow2及道路拥挤度dow3对应的道路分别设为道路R1、道路R2及道路R3，道路R1与道路R3在同一条直线上，道路R2与道路R3相垂直；

步骤2042、如果dow3≤dow1，dow3≤dow2，则将停车位请求数据包复制两份，分别向道路拥挤度dow1对应的道路方向上的下一跳中继节点和道路拥挤度dow2对应的道路方向上的下一跳中继节点转发，返回步骤202；

步骤2043、如果dow3≠min(dow1,dow2,dow3)，则向道路拥挤度dow3对应的道路方向上与当前路边基础设施相邻的相邻路边基础设施请求邻居道路的拥挤度，邻居道路包括相邻路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，拥挤度分别设为dow31,dow32，并取得相应的道路长度l31,l32，拥挤度dow31及拥挤度dow32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，道路R31垂直于道路R3，且平行于道路R2，道路R32是道路R31的邻居道路，道路R32垂直于道路R2，且平行于道路R3，计算rdow3，rdow3＝(l3+l31+l32)/[(l3/dow3)+(l31/dow31)+(l32/dow32)]，式中，l3为道路拥挤度dow3对应的道路的长度，如果rdow3≤dow1，rdow3≤dow2，返回步骤2042，否则将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，将停车位请求数据包复制两份，分别向道路拥挤度为max(dow1,dow2)对应的道路方向上的下一跳中继节点和更新后的道路R3的路径转发，返回步骤202。

4.如权利要求1所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，所述第三步包括：

步骤301、由停车场管理无线设施接收到停车位请求数据包后产生停车位确认数据包后发送，发送停车位确认数据包的停车场管理无线设施将自己标识为源节点，发送停车位请求数据包的车辆为停车位确认数据包的目的节点，以目的节点为圆心，以目的节点到源节点长度为半径的圆形区域为可执行区域；

步骤302、判断下一跳中继节点是车载无线装备，还是路边基础设施，若是车载无线装备，则进入步骤303，若是路边基础设施，则进入步骤304；

步骤303、运用GPSR路由协议将停车位确认数据包转发至作为下一跳中继节点的车载无线装备，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包，进入第四步；

步骤305、直接将停车位确认数据包转发给作为下一跳中继节点的路边基础设施，路边基础设施不能位于以目的地节点为圆心，以目的地节点到源节点的长度为半径的圆形区域外；

步骤306、路边基础设施根据相对道路拥挤度将停车位确认数据包转发给作为下一跳中继节点的车载无线装备，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包进入第四步。

5.如权利要求4所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，在所述步骤306中，路边基础设施根据相对道路拥挤度将停车位确认数据包转发给作为下一跳中继节点的车载无线装备包括如下步骤：

步骤3061、获取路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与源节点间夹角小于等于90度的道路的下流道路拥挤度dow1及下流道路拥挤度dow2，对应的上流道路拥挤度分别为up1和up2，同时，获取与源节点间夹角大于90度的道路的下流道路拥挤度dow3，对应的上流道路拥挤度为up3，则相对道路拥挤度分别为：vis1＝dow1/up1，vis2＝dow2/up2，vis3＝dow3/up3，相对道路拥挤度vis3对应的道路设为道路R3；

步骤3062、如果vis3≤dow1，vis3≤dow2，则将停车位确认数据包复制两份，分别向下流道路拥挤度dow1及下流道路拥挤度dow2所对应的道路方向上的作为下一跳中继节点的车载无线装备转发，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包进入第四步；

步骤3063、如果vis3≠min(vis1,vis2,vis3)，则路边基础设施向与下流道路拥挤度dow3对应的道路方向上的与当前路边基础设施相邻的相邻路边基础设施请求其邻居道路的相对拥挤度，邻居道路包括相邻路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，相对拥挤度分别为vis31,vis32，相应的道路长度分别为l31,l32，相对拥挤度vis31及相对拥挤度vis32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，计算rvis3，rvis3＝(l3+l31+l32)/[(l3/vis3)+(l31/vis31)+(l32/vis32)]，式中，l3为下流道路拥挤度dow3对应的道路的道路长度，如果rvis3≤vis1，rvis3≤vis2，返回步骤3062，否则将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，将停车位确认数据包复制两份，分别向相对道路拥挤度max(vis1,vis2)和更新后的道路R3的路径方向上的转发，返回步骤302，直至目的节点接收到停车位确认数据包进入第四步。

6.如权利要求1所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，所述第四步包括：

目标车辆进入能和交叉路口处的路边基础设施的通信范围内，如果此时目标车辆还未收到任何停车位确认数据包，则目标车辆向路边基础设施请求道路拥挤度信息，车辆选择相对不拥挤的道路继续行驶，直至达到目的地或达到停车场；

如果此时目标车辆已经收到停车位确认数据包，则在道路选择时首先排除停车位确认数据包中包含的停车位请求数据包经过的拥挤度最大的道路，随后，向路边基础设施请求道路拥挤度信息，再选择相对不拥挤的道路继续行驶，直至达到目的地或达到停车场。

7.如权利要求6所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，所述目标车辆向路边基础设施请求道路拥挤度信息包括：

步骤401、获取路边基础设施所在交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路的道路拥挤度dow1以及道路拥挤度dow2，同时，获取与目的地间夹角大于90度的道路的道路拥挤度dow3，道路拥挤度dow3对应的道路设为道路R3；

步骤402、如果dow3≠min(dow1,dow2,dow3)，则车辆选择道路拥挤度min(dow1,dow2)对应的道路方向行驶；

如果dow3＝min(dow1,dow2,dow3)，则路边基础设施向在道路拥挤度dow3对应道路方向上与当前路边基础设施相邻的相邻路边基础设施请求邻居道路的道路拥挤度，邻居道路包括相邻路边基础设施对应的交叉路口处的直行道路以及与目的地间夹角小于等于90度的道路，拥挤度分别设为dow31,dow32，相应的道路长度分别为l31,l32，拥挤度dow31及拥挤度dow32对应的道路分别设为道路R31及道路R32，计算rdow3，rdow3＝(l3+l31+l32)/[(l3/dow3)+(l31/dow31)+(l32/dow32)]，式中，l3为道路拥挤度dow3对应的道路的长度，如果rdow3≠min(dow1,dow2,rdow3)，重复执行步骤402，否则将道路R3的路径更新为道路R3+道路R31+道路R32的路径，车辆选择更新后的道路R3的路径方向行驶。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种基于车载网络的停车场信息的获取方法，其特征在于，所述道路拥挤度的确定包括以下步骤：

步骤101、将需要确定拥挤度的道路上的一个路边基础设施标识为源节点，位于该道路的另一端的路边基础设施的标识设为目的节点，确定所要测定拥挤度的道路的ID标识及该道路所在位置；

步骤102、作为源节点的路边基础设施在其通信范围内选择正确的车载无线装备作为下一跳中继节点进行请求包发送，正确的车载无线装备满足两点：1)距离源节点最近；2)在被测量拥挤度的车道上；

步骤103、读取作为下一跳中继节点的车载无线装备内的唯一车辆身份ID，车长l，速度v，并加入请求包中，并且当前车载无线装备作为中继节点在其通信范围内选择下一个正确的车载无线装备作为下一跳中继节点发送请求包，发送过程中一直运用RGPSR协议进行数据传输，即在一跳通信范围内选择车道上与数据包传输方向相同的且距离发送请求包的中继节点最近的车载无线装备为下一跳中继节点；

步骤104、重复步骤103使得请求包一直向前方传输直至被目的节点接收；

步骤105、目的节点解析请求包，从请求包中直接获取拥挤度up信息更新自己的道路拥挤度dow，同时根据获取的信息计算拥挤度up，并在下一个拥挤度检测周期内将拥挤度up作为请求包内容，其中，

up＝max(up_id)；

up_id＝1-[N/(1/v_1+1/v_2+…+1/v_N)]/v_max，式中，N是请求包中总车载无线装备的数量，v_1,v_2,…v_N分别是每辆安装有车载无线装备的车辆的速度，v_max是该车道规定的最大车速；

步骤106、在新的拥挤度检测周期内重复步骤101至步骤105；

步骤107、一次检测结束，处于等待阶段，新一轮检测开始后返回步骤101。