CN105721544A - 基于内容的车际信息共享方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种基于内容的车际信息共享方法及装置，其中方法包括如下步骤，无线传输节点监测区域信息传输请求，根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。本发明使用多分辨率系统来命名和获取道路区域信息，根据可用的带宽来调节传输的数据量大小，同时也改进了MAC层协议，不再是节点之间的无线带宽竞争，而是道路区域之间的竞争，分配给任一区域的无线带宽取决于对该区域感兴趣的汽车数量。提高了传统通讯方法的效率，也解决了多车辆实时通讯的问题。

Description

基于内容的车际信息共享方法及装置

技术领域

本发明涉及信息通信领域，尤其涉及一种基于内容的车际通讯方法。

背景技术

自动驾驶汽车需要处理不断变化的外部环境以及潜在的突发事件(比如：运动的人和物体、道路施工和意外事故)，因此需要了解有关其周围详细的实时信息，通常使用激光测距感应器等来发现附近的物体，并用3D点云来代表环境信息。如果只用汽车自身携带的车载感应器获取的信息进行驾驶路径计算，就无法发现视线外的隐藏对象(比如：拐角处跑出的孩子，开出堵塞车队的汽车)，为了不制约自动驾驶汽车的预判能力，因此需要一种车际信息共享协议。传统的802.11协议不能对应用程序中的不同信息赋予不同优先级，而最终导致与驾驶判断相关的重要而紧急的信息被一些不相关的、不重要的或者失效的数据所淹没。

发明内容

为此，需要提供一种适合自动驾驶汽车之间分享数据的通信方法：车际信息共享协议。使得自动驾驶汽车除了可以访问本车感应器获取的信息之外，还可以查询和利用其他汽车车载感应器获取到的信息用于驾驶判断，达到多汽车实时交流通讯的效果。

为实现上述目的，发明人提供了一种基于内容的车际信息共享方法，包括如下步骤，无线传输节点监测区域信息传输请求，根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。

进一步地，还包括步骤，根据区域空间内编码信息的完整度及探测时间定义所述区域信息的质量。

优选地，还包括步骤，控制竞争窗，提高传输节点的带宽的传输份额。

具体地，将区域空间递归地划分为多级的立方体，其中父级立方体包括八个等大的子级立方体，根据感应到的环境内容将每个立方体的状态属性标记为占用、空闲或未知，用八叉树结构表示所述立方体的多级结构；根据区域空间划分结果及状态属性进行编码，得到区域信息。

具体地，还包括区域信息的分包步骤，具体包括选择所述八叉树的任意叶顶点，将所述叶顶点到所述区域空间的根节点的路径信息写入第一数据包，直到编码信息达到一个数据包的最大尺寸。

一种基于内容的车际信息共享装置，包括监测模块、分配模块、传输模块，所述监测模块用于无线传输节点监测区域信息传输请求，所述分配模块用于根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，所述传输模块用于根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。

进一步地，所述分配模块还用于，根据区域空间内编码信息的完整度及探测时间定义所述区域信息的质量。

优选地，所述分配模块还用于，控制竞争窗，提高传输节点的带宽的传输份额。

具体地，还包括感应划分模块、编码模块，所述感应划分模块用于将区域空间递归地划分为多级的立方体，其中父级立方体包括八个等大的子级立方体，根据感应到的环境内容将每个立方体的状态属性标记为占用、空闲或未知，用八叉树结构表示所述立方体的多级结构；

所述编码模块用于根据区域空间划分结果及状态属性进行编码，得到区域信息。

具体地，还包括分包模块，所述分包模块用于选择所述八叉树的任意叶顶点，将所述叶顶点到所述区域空间的根节点的路径信息写入第一数据包，直到编码信息达到一个数据包的最大尺寸。

区别于现有技术，上述技术方案着重于媒体控制层(MAC层)的资源共享，在通信过程中将驾驶沿途区域信息赋予高优先级。车际信息共享协议使用多分辨率系统来命名和获取道路区域信息，根据可用的带宽来调节传输的数据量大小，同时也改进了MAC层协议，不再是节点之间的无线带宽竞争，而是道路区域之间的竞争，分配给任一区域的无线带宽取决于对该区域感兴趣的汽车数量。提高了传统通讯方法的效率，也解决了多车辆实时通讯的问题。

附图说明

图1为本发明具体实施方式所述的车际信息共享协议信息传递框图；

图2为本发明具体实施方式所述的八叉树模型表示区域示意图；

图3为本发明具体实施方式所述的基于内容的车际信息共享方法流程图；

图4为本发明具体实施方式所述的多分辨率命名系统命名区域的方法；

图5为本发明具体实施方式所述的无损压缩方式示意图；

图6为本发明具体实施方式所述的基于内容的车际信息共享装置模块图。

附图标记说明：

600、监测模块、

602、分配模块；

604、传输模块；

606、感应划分模块；

608、编码模块；

610、分包模块；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

车际信息共享协议授权车辆可以请求和获取来自其它车辆或者静态安装的感应信息，类似于获取自己的感应信息。车际信息共享协议采用基于内容的设计，其中驾驶沿途区域信息被赋予第一优先级。在车际信息共享协议系统里，汽车可以从沿路的特定区域请求获取3D点云的实时数据流，这些信息的分辨率可以不同，一个粗的分辨率来表示一个大区域，更细的分辨率表示小的区域。

车际信息共享协议主要有三个组成部分：一个多分辨率的命名和寻址系统，一个无损压缩系统，以及一个基于内容的MAC层通信协议。在图1的实施例中显示了车际信息共享协议的信息传递。(虚线框内有三个组成部分：一个多分辨率的命名和寻址系统，一个无损压缩系统，以及一个基于内容的MAC协议)

自动驾驶汽车上的操纵系统提供了一个“发布/订阅”架构，一个模块(例如：感应器)发布一个主题(例如：感应器数据)，可以被多个模块订阅。车际信息共享协议的设计目的是与自动驾驶汽车的操作系统以及相关进程有效对接。车际信息共享协议通过订阅“驾驶沿途区域信息”主题从自动汽车驾驶系统的规划器接收路径规划所需信息的“请求”，通过无线网络传播这些“请求”到其它汽车上的车际信息共享协议以要求它们发送所要求的“驾驶沿途区域信息”。当其他车辆上的车际信息共享协议接收到了感应器反馈的感应数据后就以一个3D点云数据的方式发布该数据，这样路径规划器就能获取驾驶沿途区域的信息。除非数据被刷新，一份订阅(以及无线网络中传播的“请求”)的有效期为1分钟，这样可以提高无线带宽的效率，因为汽车仅对前行方向新的区域感兴趣而不再对1分钟前的区域感兴趣。

图1说明了三个组件之间以及和规划器、无线网络之间如何相互联系和作用：MAC层从规划器接收区域的请求信息，并且通过无线网络传播这些请求以及跟踪了解其它车辆的请求。基于这些请求量，MAC层评估出不同区域的重要性，来获得无线带宽的优先级。多分辨率命名和寻址系统订阅由本地感应器发布的3D点云信息，并且建立一个该数据的八叉树表示法。当MAC层将生成用于无线网络传输的压缩数据包或者对接收到的数据包解压缩到八叉树时，无损压缩系统将被调用。

多分辨率的命名和寻址系统：为了命名和找到道路区域，车际信息共享协议递归地将世界划分为立方体；越小的小立方体提供越精细的描述。每个立方体代表着一个区域。为有效地表示这个数据，车际信息共享协议使用一种常用于图形学中表示3D物体的数据结构：八叉树。八叉树中的每个节点指的是一个立方体，而在该节点下的子树指的是立方体内更精细的细节，如图2所示。八叉树的表达使得车际信息共享协议可以根据其在世界上的位置以不同的分辨率命名区域，通过参照该区域的子树的根来命名一个区域，通过该区域的子树的根的深度来表达该区域的分辨率。八叉树也使汽车能够有效地存储数据，因为尽管世界很大，每辆车只需要获取到它周围其他汽车的八叉树的一部分即可。

无损压缩系统：能够在压缩感应器冗余数据信息的同时避免有效数据信息丢失。车际信息共享协议使每个数据包都能独立分配进八叉树的一个独立分支中。车际信息共享协议也减少了由汽车感应同一区域发送的数据所产生的重叠。每个区域是一个立方体，它包括许多较小的立方体，由于感应数据的不断刷新，其值一直处于实时变化中。在车际信息共享协议中，即使多辆汽车收到对同一区域的请求(即：包含同样方块)，每辆车都将根据它们发送子立方体的区域选择一种不同的排列。因此，如果只有一辆汽车拥有该区域的数据，它最终将从该区域传输给所有的子立方体。然而，如果多辆汽车都有该区域的数据，那他们可能会覆盖该区域的所有子立方体，同时避免传输的重复。

基于内容的MAC层通信协议：车际信息共享协议采用基于内容的MAC层通信协议，可以给驾驶沿途区域最新的信息分配无线带宽。驾驶沿途区域的信息对象(即3D点云流)获得的传输优先级(例如：带宽)与其被请求的次数成正比。对驾驶沿途区域信息的请求通过无线网络传播，系统计算每个区域的信息质量的汇总值(这是一个信息的及时性和完整性的衡量)。车际信息共享协议采用了一种低开销的方式在车辆之间分享这个信息，这种方式就是在传输数据包中进行注释。每辆汽车使用这些注释来计算应传输多少感应数据，传输的数量是按照相应区域的数据完整性和时效性进行分配，这种分配是通过控制802.11竞争窗口大小来实施的。

具体方法

自动驾驶汽车中，感应信息通常表示为3D的点云。点云的表达对于特定区域的信息获取并没有什么帮助，而且没法有效进行信息压缩。汽车之间的信息共享需要一种命名方法，以便每一台汽车可以命名感兴趣的特定区域，同时也需要一种有效的方式对车际交换数据进行压缩，并节省无线传输带宽资源。多分辨率命名和寻址系统从本地感应器订阅信息，将这些数据匹配到八叉树，同时也将通过无线网络从其它车辆获取的感应信息匹配到八叉树。

在图3所示的实施例中，为一种基于内容的车际信息共享方法流程图，包括步骤S300，将区域空间划分表示，进行编码。具体地，将区域空间递归地划分为多级的立方体，其中父级立方体包括八个等大的子级立方体，根据感应到的环境内容将每个立方体的状态属性标记为占用、空闲或未知，用八叉树结构表示所述立方体的多级结构；根据区域空间划分结果及状态属性进行编码，得到区域信息。

车际信息共享协议采用八叉树命名系统进行识别和表示环境的感应信息，它递归地将环境划分为一个个的立方体。如图4所示，每一个立方体递归地分为8个小立方体。每个立方体被设置为下面的一种：(1)占用态：立方体非空，汽车不能再驶入；(2)空闲态：立方体空的，汽车可以驶入；(3)未知态：没有相应的感应信息。

规则：

1)一个立方体的任何一个子立方体是占用态的，那么这个父立方体必然是占用态的，

2)一个父立方体是空闲态的，它的所有子立方体都是空闲态的，否则父立方体是未知的。

八叉树的表达，使车际信息共享协议可以利用不同的分辨率命名道路区域。一个区域是一个包含立方体，而且是八叉树的一个子树，将其截取到L级深度，L是用于表示这个区域的分辨率，一个粗的分辨率来表示一个大区域，细的分辨率表示小的区域。车际信息共享协议将八叉树分裂为相互不相交的子树，每个子树截取到L级。每个截取的子树代表一个区域，并形成一个层，如图4所示。所有的区域均通过相关的截取的子树描述后构成了一个包含8^L-1个顶点，顶点被标识为“占用的”、“空闲的”或者“未知的”的树。高层的区域提供了一个缩小的视角，粗粒度的描述；反之，低层的区域提供了一个放大的视角，更细粒度的描述。可用不同的分辨率表示感应信息(例如判断道路拥塞和检测行人采用不同分辨率)。需要注意的关键是，不管他们是哪一层，每一对区域的相关截取的子树是不重叠的。

图4所示的实施例中表明了用多分辨率命名系统命名区域的方法(显示了L＝2的不同层的四个不同区域)

为了给区域分配一个全局唯一的名字，我们从包含八叉树的根的区域采用自顶向下、广度优先的升序编号。区域编码和L是设计参数，可以采用L＝8的八叉数数据结构以及3层的区域子树。

车际信息共享协议基于八叉树的命名系统有两个优势。首先，使得在不同的分辨率下请求和获取感应数据更加容易；其次，在存储和传输中，均对数据进行了压缩。当信息交互的时候，如果一棵大子树所有顶点包含相同的取值，该子树可以作为一个顶点进行发送(例如，一个子树所有顶点取值均为“占用态”，系统就发送一个单值表示整个子树是占用的)。

八叉树的每一个顶点的数据结构是用时间戳标注，时间戳作为感应器的最新信息，保存在立方体中。车际信息共享协议运行一个线程周期地访问八叉树，并删除过期的顶点。如果时间戳的时间超过设定的门限，整个子树将被丢弃。在车际信息共享协议中，所有车辆使用网络时间协议(NTP)来进行时间同步，将偏差控制在10ms以内。

在某些实施例中，在扫描结果编码成区域信息的时候还包括步骤：根据区域空间内编码信息的完整度及探测时间定义所述区域信息的质量。一个区域的3D点云数据流包含多个节点对该区域的感应数据。对于每一个区域，车际信息共享协议的目标是为每一个节点提供与拥有该区域信息质量成比例的无线带宽。假设Q(i，r)表示节点i关于区域r的信息的质量，车际信息共享协议基于以下指标进行计算：

时间：当前新的感应器信息比前一时刻的感应器信息更有价值，车际信息共享协议采用时延来衡量感应信息Q(i，r)的质量。它采用一个因子其中t_curr是当前的时间戳，t_sense表示该区域最新获取感应信息的时间戳，μ表示(0，1)之间的一个常数。

完整性：一个节点拥有该区域的信息越完整，信息的价值就越高。因此，车际信息共享协议基于完整性，线性地提高感应器信息的质量，即Q(i，r)∝C(i，r)。这里C(i，r)是节点i拥有区域r信息的完整性的一个测量。八叉树提供了一个C(i，r)的有效度量方法。C(i，r)表示节点i感知对应八叉树中未被标记为“未知的”的顶点数，代表区域r是通过区域中的可用顶点数被划分的。因此，C(i，r)表示的是区域r被节点i所感知到的部分。

那么，节点i上车际信息共享协议的多分辨率命名和寻址系统持续跟踪该节点对每一个区域的感应器信息的质量Q(i，r)，如下：

$Q(i,r)=C(i,r){\mathrm{\μ}}^{t_{curr}-t_{sense}}---\left(1\right),$

其中的t_curr，t_sense和C(i，r)上面已经定义，0<μ<1是一个常数，例如，在实现中可采用μ＝0.5。

在图3所示的实施例中，还进行步骤302，区域信息的分包。具体地，选择所述八叉树的任意叶顶点，将所述叶顶点到所述区域空间的根节点的路径信息写入第一数据包，直到编码信息达到一个数据包的最大尺寸。

驾驶沿途区域的3D数据流存在大量冗余，不同的节点感知同样的区域会有重复的信息(尽管因为视角和距离的不同，通常重复是不完全相同的)。压缩方法需要保持数据实时特性、具备较低的计算开销、丢包能够复原。图5显示的实施例中，选择树T进行压缩作为例子进行说明(选择j初始化为0的树T，其轮廓标记为红色)。

利用基于标准八叉树压缩的新算法可以解决丢包和重叠的问题。假设r是一个区域，基于内容的MAC向该区域请求一个包。假设表示该区域相关八叉树中截取的子树，v₀，v₁，……v_K-1表示子树的叶顶点。生成一个包的算法如下：假设一个变量j，设置为0到K-1之间的随机整数，变量T是一个空树的集合。

1)添加顶点v_j到树T，该顶点能跟踪其所有的祖先的路径到达的根。

2)j＝j+1，即j递增，重复步骤1)。直到T的编码满足一个包的最大尺寸。

这个算法对T进行八叉树编码，写成一个数据包进行发送。所有的数据包并不是同时产生的，即使两个包描述相同的区域，最近时间戳的包将包含有更多的有效的信息。各个节点选取不同的随机的视角，可极大提高不同节点在任何时间点感知相同的区域不会出现重复信息的可能性。这种压缩算法还可以更进一步通过预测编码技术进行改进，通过子图T保存源八叉树中父辈和子辈的边界。

压缩新算法具有特性：1)计算高效，区域八叉树的大小是线性的；2)对丢包具有鲁棒性，每一个包都是的独立的；3)从不同汽车感知相同区域，接收到的包之间重复很小，任一时间点，它们传输区域八叉树的不同部分；4)支持非均匀的差错保护，树的高层顶点比低层顶点有更小的丢包，传输子树包含了区域所有顶点到根的所有路径；5)一个丢包通常会导致分辨率损失，而不是完全的信息损失。

为了解决车际信息交流的效率问题，本发明方法可以开始于步骤S304，无线传输节点监测区域信息传输请求，然后进行步骤S306根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，步骤S308根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。

在本实施例中，无线传输节点可以是一辆汽车，可以是路边设置的一些辅助通信节点，在某些实施例中，车际信息共享协议采用基于内容的MAC协议根据区域而不是根据发送者来分配带宽。MAC跟踪区域需求，根据需求的频次，分配给每一个区域一个带宽。这确保了代表该区域的每一个节点的传输次数是根据信息质量来确认的，其中信息质量是通过Q(i，r)公式来计算的。以下我们将介绍MAC如何实现这些功能。

表1——符号表(采用i代表节点；r代表区域)

监测区域请求

基于内容的MAC协议处理不同区域的请求，包括来自本汽车和其他汽车的请求。这个模块通过多个节点纪录每一个区域s的请求REQs。实现过程中，可以将REQs设置为1加上区域s的请求，这样是为了确保没有请求的区域也能够获得传输的机会。

内部请求：MAC接收来自本车的请求，并将请求通过无线网络广播给其他汽车，同时也在一分钟的周期内跟踪过去的请求。当区域数据包到达时，模块确认该请求还未过期，则将数据包传送到无损压缩系统进行解压缩。

外部请求：MAC在线监听跟踪对各区域的请求，并且识别汽车正在观察网络中的哪一个区域。当汽车接收到区域s的请求，它相应更新REQs，在可用的情况下，将传输尽量多的区域s的信息。

车际信息共享协议的目的是根据区域接收请求的数量，按比例共享传输带宽。(a)区域间共享带宽

假设R_r为区域r的共享无线传输份额(百分比)。

$R_r=\frac{pos\left({\mathrm{\&Sigma;}}_{i}Q\right(i,r)){\mathrm{REQ}}_r}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{s}POS\left({\mathrm{\&Sigma;}}_{i}Q\right(i,s)){\mathrm{REQ}}_s}---\left(2\right)$

REQs是区域s请求的测量。当x>0时，pos(x)＝1，其它情况pos(x)＝0。公式pos(∑_iQ(i，r))确保节点中包含该区域信息的区域能够获得传输的机会，没有节点感知到信息的区域(即，Q(i，r)＝0，)则无法获得传输机会。

但是，一个节点如何获得有用信息来代入上面的公式进行计算R_r？车际信息共享协议将这个信息作为通过节点传输的数据包的注释进行传播。特别地，节点j发送的每一个车际信息共享协议数据包包含了一个区域id的清单，这些区域是节点j包含的信息和他们相应的信息质量Q(j，r)。缺省情况下，这个清单有5个条目总共40个字节(6字节用于区域id，2字节用于Q(j，r))。车际信息共享协议节点监听收集不同区域的信息和其它节点包含的这些区域的信息质量。使用这些信息填充区域id表，以及多节点关于这些区域的信息质量。一个过期数据清除线程每10秒运行一次，用Q(j，r)乘以一个因子μ(0<μ<1)用于清除过期的质量信息，也包括过去的一分钟里没有被更新的过期的请求。

(b)控制传输接入

使用多个区域对传输的共享份额R_r的估算，一个节点可以估计它需要传输的频次(传输份额)。假设S_i是节点i共享传输的比例份额

$S_i={\mathrm{\&Sigma;}}_r{R}_r\frac{Q(i,r)}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j}Q(j,r)}---\left(3\right)$

优选的某些实施例中，还包括步骤，控制竞争窗，提高传输节点的带宽的传输份额。一个节点获知了其无线带宽的份额，就可以根据这个份额来进行传输。无线带宽空闲的情况下，就可以在份额允许的范围内尽可能多地传输(例如，假设其份额是20％的传输时间，当它发现无线带宽是空闲态的情况下，5次机会它可以传输一次)。然而实践中，检测到一个空闲的无线网络，决定进行发送是在网卡本身，而不受软件控制。

不过，我们将间接地通过控制竞争窗CW_min，来提高传输份额。竞争窗和所得到的无线带宽份额的关系如下式表示：

${\mathrm{CW}}_{min,i}=\frac{2-S_i}{S_i}---\left(4\right)$

以上关系源自802.11协议中竞争窗的发展中的一个详细的马尔科夫链模型(Markov)。我们可以简单直观地理解为如下:在802.11中，一个节点在0和CW_min之间获取一个随机值，这样，这个竞争值平均为平均地，节点访问介质每一次，因此它共享媒介的比例份额为

(c)划分一个节点内区域间的传输

以上确保了节点获得了合适的传输份额，而节点还需要将这些比例份额划分给多个区域。其根据是：1)每个区域共享的传输份额；2)节点关于这个区域的信息质量。为了达到目标，任何时候节点获得一个传输数据包的机会，它会根据如下公式的概率从区域r提取一个数据包：

$P_{i,r}=\frac{R_r\&times;\frac{Q(i,r)}{{\&Sigma;}_{j}Q(j,r)}}{{\&Sigma;}_s{R}_s\&times;\frac{Q(i,s)}{{\&Sigma;}_{j}Q(j,s)}}=\frac{R_r}{S_i}\&times;\frac{Q(i,r)}{{\&Sigma;}_{j}Q(j,r)}---\left(5\right)$

可以清楚的看出，对于每一个无线节点i，∑_rP_i，r＝1。

以上使用一个非阻塞UDP来实现，一旦有空间接收新的数据包的时候，节点将根据概率P_i，r从区域提取数据包。

通过上述方法，本车际信息共享方法改进了802.11传播模式的阻塞控制，避免过度碰撞、拥塞和广播风暴，可以容纳大量的发送者，因为随着区域数量的增加，每一个区域的传输份额将会降低(R_r是根据一个区域请求总数而定的)。达到了提高传输效率，实时性强，适用于动态的车辆之间进行通讯的效果。

在某些进一步的实施例中，整个通信系统适合作为一个模块安装在自动驾驶操纵系统中，其目标是在城市环境中以时速低于20英里进行自动驾驶。一辆汽车不需要半分钟到一分钟以外区域的信息，也就是只需要100到200米以内的信息，正好在无线电波范围内(例如：专用短途通信(DSRC)技术)。因此，限制请求者只能访问在无线电波范围内的信息，可以使得每一个区域的无线带宽服务于本地更紧急的请求。

在图6所示的实施例中，为一种基于内容的车际信息共享装置，包括监测模块600、分配模块602、传输模块604，所述监测模块用于无线传输节点监测区域信息传输请求，所述分配模块用于根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，所述传输模块用于根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。通过上述模块设计，达到了根据信息分配带宽的效果，提高了信息传输效率，解决了车际实时通讯的问题。

进一步的某些实施例中，所述分配模块602还用于，根据区域空间内编码信息的完整度及探测时间定义所述区域信息的质量。上述模块设计进一步提高了本装置的实用性。

优选的某些实施例中，所述分配模块还用于，控制竞争窗，提高传输节点的带宽的传输份额。上述模块设计进一步提高了本发明装置的信息传输效率，更好地解决了车际通信的问题。

具体的实施例中，还包括感应划分模块606、编码模块608，所述感应划分模块606用于将区域空间递归地划分为多级的立方体，其中父级立方体包括八个等大的子级立方体，根据感应到的环境内容将每个立方体的状态属性标记为占用、空闲或未知，用八叉树结构表示所述立方体的多级结构；

所述编码模块608用于根据区域空间划分结果及状态属性进行编码，得到区域信息。通过设计上述模块，能够更好地对区域空间信息进行表达，提高了编码效率。

具体地，还包括分包模块610，所述分包模块用于选择所述八叉树的任意叶顶点，将所述叶顶点到所述区域空间的根节点的路径信息写入第一数据包，直到编码信息达到一个数据包的最大尺寸。通过上述模块设计，使得分包具有鲁棒性，提高了方案设计的容错率。

综上，车际信息共享装置使用多分辨率系统来命名和获取道路区域信息，根据可用的带宽来调节传输的数据量大小，同时也改进了MAC层协议，不再是节点之间的无线带宽竞争，而是道路区域之间的竞争，分配给任一区域的无线带宽取决于对该区域感兴趣的汽车数量。提高了传统通讯方法的效率，也解决了多车辆实时通讯的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

本领域内的技术人员应明白，上述各实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。这些实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。上述各实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，包括但不限于：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

上述各实施例是参照根据实施例所述的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到计算机设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机设备以特定方式工作的计算机设备可读存储器中，使得存储在该计算机设备可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机设备上，使得在计算机设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于内容的车际信息共享方法，其特征在于，包括如下步骤，无线传输节点监测区域信息传输请求，根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。

2.根据权利要求1所述的基于内容的车际信息共享方法，其特征在于，还包括步骤，根据区域空间内编码信息的完整度及探测时间定义所述区域信息的质量。

3.根据权利要求1所述的基于内容的车际信息共享方法，其特征在于，还包括步骤，控制竞争窗，提高传输节点的带宽的传输份额。

4.根据权利要求1所述的基于内容的车际信息共享方法，其特征在于，还包括步骤，将区域空间递归地划分为多级的立方体，其中父级立方体包括八个等大的子级立方体，根据感应到的环境内容将每个立方体的状态属性标记为占用、空闲或未知，用八叉树结构表示所述立方体的多级结构；根据区域空间划分结果及状态属性进行编码，得到区域信息。

5.根据权利要求4所述的基于内容的车际信息共享方法，其特征在于，还包括区域信息的分包步骤，具体包括选择所述八叉树的任意叶顶点，将所述叶顶点到所述区域空间的根节点的路径信息写入第一数据包，直到编码信息达到一个数据包的最大尺寸。

6.一种基于内容的车际信息共享装置，其特征在于，包括监测模块、分配模块、传输模块，所述监测模块用于无线传输节点监测区域信息传输请求，所述分配模块用于根据请求的频次及区域信息的质量，按比例为不同的区域空间分配不同的带宽，所述传输模块用于根据带宽从不同的区域空间随机提取数据包进行传输。

7.根据权利要求6所述的基于内容的车际信息共享装置，其特征在于，所述分配模块还用于，根据区域空间内编码信息的完整度及探测时间定义所述区域信息的质量。

8.根据权利要求6所述的基于内容的车际信息共享装置，其特征在于，所述分配模块还用于，控制竞争窗，提高传输节点的带宽的传输份额。

9.根据权利要求6所述的基于内容的车际信息共享装置，其特征在于，还包括感应划分模块、编码模块，所述感应划分模块用于将区域空间递归地划分为多级的立方体，其中父级立方体包括八个等大的子级立方体，根据感应到的环境内容将每个立方体的状态属性标记为占用、空闲或未知，用八叉树结构表示所述立方体的多级结构；

所述编码模块用于根据区域空间划分结果及状态属性进行编码，得到区域信息。

10.根据权利要求6所述的基于内容的车际信息共享装置，其特征在于，还包括分包模块，所述分包模块用于选择所述八叉树的任意叶顶点，将所述叶顶点到所述区域空间的根节点的路径信息写入第一数据包，直到编码信息达到一个数据包的最大尺寸。