CN110446179B - 应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，本方法首先获取车辆的通信区域内的障碍物参数，其次作出车辆与障碍物边界之间的切线，得到切线与弯道相交的所有一次交点，然后再计算出车辆的通信区域边界与弯道相交并未被目标障碍物所阻碍的所有二次交点，最后在所有一次交点和所有二次交点中选取一个交点作为中继节点最优位置。通过本方法选出的中继节点最优位置与车辆之间通信不会被目标障碍物所阻碍，从而在后续以中继节点最优位置为中心进行迭代地选取中继节点的过程中，能够减少分区时间、避免产生更大的随机争用延迟。本方法能够有效降低在车联网弯道场景中存在障碍物影响信号传播时，广播中继节点选择的整体延迟。

Description

应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法
技术领域
本发明涉及车联网通信技术领域，特别涉及一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法。
背景技术
随着通信技术的发展，车联网技术走近了人们的生活当中，车联网技术中的V2V通信技术是指在车与车之间建立直接通信，实现车辆间的信息传递与共享的技术。该技术应用于交通系统中，可以协助提高交通系统的运输效率，用于车辆中，可以做到在事故发生前给予驾驶员警告或自动介入、干预车辆驾驶操作，有效避免事故发生或降低事故发生后带来的连锁效应，而且相比于蜂窝网建立的车-车之间通信，具有传输延时小，成本低的优势。
而在V2V通信技术中，因为车辆间建立直接通信的范围是有限的，所以当消息传播目的地超出车辆通信范围时，消息的传递需要借助其通信范围内的车辆进行中继转发以覆盖通信范围外更远的区域，该中继消息的车辆被称为中继节点，中继节点主要是依据确定的中继节点最优位置来选出。因此确定合理可靠的中继节点最优位置是选出最优中继节点的前提条件，也是V2V通信技术领域的最重要的研究问题之一。
目前，V2V通信技术只要分为以下两种：
第一种方法是通过邻节点实时传递的信标(BEACON)来确定中继节点最优位置，进而选取中继节点的技术，由于车辆数较多，为避免信道负载过大，BEACON周期时间间隔不能太小，一般为100ms。但是这样会造成位置信息的实时性较差，及在车辆密度较高的通信网络中负载增大。
第二种方法是先确定中继节点最优位置，进而借助阻塞信号(black-burst)选取中继节点，借助black-burst的技术能克服基于第一种方法中的BEACON的技术缺点，但是由于对障碍物阻碍消息传播缺乏合理的考虑，导致通过确定的中继节点最优位置，迭代地选取中继节点，极有可能会出现耗费更多的分区时间、产生更大的随机争用延迟，进而带来高延迟的情况。
综上，选择合理可靠的中继节点最优位置是选出最优中继节点的前提条件，因此，在具有障碍物阻碍信号传播的车联网弯道场景中，如何选择一个合理可靠的中继节点最优位置是目前V2V通信技术的一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法。
本发明的第一方面，提供了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，包括以下步骤：
获取车辆的通信区域内的目标障碍物的障碍物参数；
根据所述障碍物参数计算出所述车辆与障碍物边界之间的切线，获取所述切线与弯道在所述车辆的通信区域内相交的所有一次交点；
获取所述车辆的通信区域边界与弯道相交并未被所述目标障碍物阻碍的所有二次交点；
在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取出中继节点最优位置。
根据本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，所述获取所述车辆的通信区域边界与弯道相交并未被所述目标障碍物阻碍的所有二次交点，包括以下步骤：
获取所述车辆与所述切线之间形成的所述目标障碍物的阻碍区域；
获取所述车辆的通信区域边界与弯道相交的所有交点，在所述所有交点中选取不在所述阻碍区域内的所有二次交点。
根据本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，所述在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取出中继节点最优位置，包括以下步骤：
计算出所有所述一次交点与所有所述二次交点沿着弯道至消息传播终点的路径距离；
在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取所述路径距离最近的一个交点作为中继节点最优位置。
根据本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，所述在所有所述一次交点与所有所述二次交点中计算出中继节点最优位置之后还包括以下步骤：
以所述中继节点最优位置为中心选择迭代算法进行迭代分区，并确定候选区间；
对候选区间中的候选节点进行随机争用，将最先完成争用的候选节点作为中继节点。
根据本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，所述迭代算法包括指数迭代算法。
根据本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，所述中继节点包括具有通信能力的移动平台或具有通信能力的固定平台。
本发明的第二方面，提供了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取装置，包括以下单元：障碍物参数接收单元、一次交点获取单元、二次交点获取单元以及中继节点最优位置选取单元；
所述障碍物参数接收单元用于获取车辆的通信区域内的目标障碍物的障碍物参数；
所述一次交点获取单元用于根据所述障碍物参数计算出所述车辆与障碍物边界之间的切线，获取所述切线与弯道在所述车辆的通信区域内相交的所有一次交点；
所述二次交点获取单元用于获取所述车辆的通信区域边界与弯道相交并未被所述目标障碍物阻碍的所有二次交点；
所述中继节点最优位置选取单元用于在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取出中继节点最优位置。
根据本发明第二方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取装置，还包括以下单元：候选区间选取单元以及中继节点选取单元；
所述候选区间选取单元用于以所述中继节点最优位置为中心选择迭代算法进行迭代分区，并确定候选区间；
所述中继节点选取单元用于对候选区间中的候选节点进行随机争用，将最先完成争用的候选节点作为中继节点。
本发明的第三方面，提供了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取设备，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法。
本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如本发明第一方面所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法。
本发明至少具有如下有益效果：
本方法首先获取车辆的通信区域内的障碍物参数，其次作出车辆与障碍物边界之间的切线，得到切线与弯道相交的所有一次交点，然后再计算出车辆的通信区域边界与弯道相交并未被目标障碍物所阻碍的所有二次交点，最后在所有一次交点和所有二次交点中选取一个交点作为中继节点最优位置。现有技术的方法选出的中继节点最优位置与车辆之间通信可能会被目标障碍物所阻碍，导致后续通过中继节点最优位置选取中继节点时，产生更大的随机争用延迟；而通过本发明方法选出的中继节点最优位置与车辆之间通信不会被目标障碍物所阻碍，从而在以中继节点最优位置为中心进行迭代地选取中继节点的过程中，能够减少分区时间、避免产生更大的随机争用延迟。
综上，本方法能够有效降低在车联网弯道场景中存在障碍物影响信号传播时，广播中继节点选择的整体延迟。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明实施例所提供的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法的流程图；
图2为图1中步骤S300的具体流程图；
图3为图1中步骤S400的具体流程图；
图4为本发明实施例所提供的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法中的根据中继节点最优位置选取中继节点的流程图；
图5为本发明实施例所提供的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法中的选取中继节点最优位置的示意图；
图6为本发明实施例所提供的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法中的根据中继节点最优位置选取中继节点的示意图；
图7为本发明实施例所提供现有技术的选取中继节点最优位置以及根据中继节点最优位置选取中继节点的参照示意图；
图8为本发明实施例所提供本技术的选取中继节点最优位置以及根据中继节点最优位置选取中继节点的参照示意图；
图9为本发明实施例所提供的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取装置结构示意图；
图10为本发明实施例所提供的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取设备结构示意图。
具体实施方式
V2V通信技术是一种不受限于固定式基站的通信技术，为移动中的车辆提供直接的一端到另一端的无线通信。V2V通信技术能够在车与车之间建立直接通信，实现信号传递和信号共享，这能够提高交通系统的运输效率。但由于车辆之间建立直接通信的范围是有限的，所以当消息传播目的地超出车辆通信范围时，消息的传递需要借助其通信范围内的车辆进行中继转发以覆盖通信范围外更远的区域，该中继消息的车辆被称为中继节点。
现有的选取中继节点的技术是先确定中继节点最优位置，进而借助阻塞信号(black-burst)选取中继节点。虽然该技术能克服传统技术的缺点，但该技术在弯道场景中对障碍物阻碍信号传播缺乏合理的考虑，导致在确定的中继节点最优位置，迭代地选取中继节点的过程中，将会耗费更多的分区时间、产生更大的随机争用延迟，提高了中继节点选取的整体延迟，降低了中继节点选取的效率。例如，由于障碍物阻碍信号传播，事先在第三分区广播阻塞信号并选出作为中继节点的信号接收方车辆收不到信号发送方车辆发出的请求通信包(RTB)，因此又需要在第四分区广播阻塞信号，再进行随机争用，重新选出一个作为中继节点的信号接收方车辆，这无疑将分区耗时达到最大，由于第四分区的范围比第三分区范围大，也将产生更大的随机争用延迟。
在本发明在现有技术的基础上，提供应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置点的选取方法，在具有障碍物影响信号传播的弯道场景中，能够降低中继节点选取的整体延迟，提高中继节点选取的效率。
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，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。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
参照图1，本发明的一个实施例，提供了应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置点的选取方法，包括以下步骤：
S100、获取车辆的通信区域内的目标障碍物的障碍物参数；
S200、根据障碍物参数计算出车辆与障碍物边界之间的切线，获取切线与弯道在车辆的通信区域内相交的所有一次交点；
S300、获取车辆的通信区域边界与弯道相交并未被目标障碍物阻碍的所有二次交点；
S400、在所有一次交点与所有二次交点中选取出中继节点最优位置。
其中，在本实施例的步骤S100中，车辆是作为信号发送端也为信息发送车辆，例如，车辆通信区域是半径为900米的圆。可以理解的是，在本实施例中车辆的通信区域以及车辆的通信区域边界是通过车辆自带的GPS(全球定位系统)设备所获取，同样障碍物参数是通过车辆自带GIS(地理信息系统)系统所获取。其中，障碍物参数至少包括障碍物边界的相关信息，其中，目标障碍物可以为建筑物、大块岩石或山体等。
在本实施例的步骤S200中，以车辆为起点朝向障碍物边界作切线，可以理解的是，切线至少为两条，例如障碍物为建筑物，建筑物至少有两条切线；将获取切线与弯道在车辆的通信区域内相交的所有交点，将这些交点命名为一次交点。
在本实施例的步骤S300中，先获取车辆的通信区域边界与弯道相交的所有交点，例如半径为900米的圆，获取圆弧与弯道相交的所有交点，可以理解的是，这些交点中可能存在有交点与车辆之间通信被目标障碍物所阻碍，因此需要计算出车辆与切线之间在车辆的通信区域内形成的目标障碍物的阻碍区域，并将存在于该阻碍区域内的交点剔除，例如，圆弧与弯道相交的所有交点有5个，但是有2个位于阻碍区域内，因此剔除这2个交点，只需要留下剩余的3个交点即可。
在本实施例的步骤S400中，在所有的一次交点以及所有的二次交点中需要选取出一个中继节点最优位置，可以理解的是，本发明选取中继节点最优位置方法可以使用欧式距离，也就是在所有一次交点和二次交点中选出与消息传播终点的直线距离最短的交点就作为中继节点最优位置，也可以在所有一次交点和二次交点中选出沿着弯道至消息传播终点的路径距离最短的交点就作为中继节点最优位置。本实施例优选以交点沿着弯道至消息传播终点的路径距离最短的方法，不选择欧式距离方法。可以理解的是，在本实施例中，因为是弯道场景，因此以实现消息广播完全覆盖这条弯道为目的，直接将消息广播完全覆盖这个目的表述为消息传播终点的形式，当消息广播一直覆盖到这个消息传播终点且中途在每跳之间没有出现未被覆盖的空白区域时，就可认为在这条弯道上实现了消息广播完全覆盖。
进一步，参照图2，步骤S300还包括以下步骤：
S301、在车辆的通信区域内，获取车辆与切线之间形成的目标障碍物的阻碍区域；
S302、获取车辆的通信区域边界与弯道相交的所有交点，在所有交点中选取不在阻碍区域内的所有二次交点。
先获取车辆的通信区域边界与弯道相交的所有交点，例如半径为900米的圆，获取圆弧与弯道相交的所有交点，因为这些交点中可能存在有交点与车辆之间通信被目标障碍物所阻碍，因此需要计算出车辆与切线之间在车辆的通信区域内形成的目标障碍物的阻碍区域，并将存在与该阻碍区域内的交点剔除，例如，圆弧与弯道相交的所有交点有5个，但是有2个位于阻碍区域内，因此剔除这2个交点，只需要留下剩余的3个交点即可。
进一步，参照图3，步骤S400还包括以下步骤：
S401、计算出所有一次交点与所有二次交点沿着弯道至消息传播终点的路径距离；
S402、在所有一次交点与所有二次交点中选取路径距离最近的一个交点作为中继节点最优位置。
最后在所有的一次交点以及所有的二次交点中需要选取出一个中继节点最优位置，可以理解的是，本发明选取中继节点最优位置方法可以使用欧式距离，也就是在所有一次交点和二次交点中选出与消息传播终点的直线距离最短的交点就作为中继节点最优位置，也可以所有一次交点和二次交点中选出沿着弯道至消息传播终点的路径距离最短的交点就作为中继节点最优位置。本实施例优选以交点沿着弯道至消息传播终点的路径距离最短的方法，不选择欧式距离方法。
进一步，参照图4，在步骤S400之后，还包括以下步骤：
S500、以中继节点最优位置为中心选择迭代算法进行迭代分区，并确定候选区间；
S600、对候选区间中的候选节点进行随机争用，将最先完成争用的候选节点作为中继节点。
其中，迭代算法可以为指数迭代算法，也可以为多元迭代算法，本实施例优选指数迭代算法。中继节点可以为具有通信能力的移动平台或具有通信能力的固定平台，例如，该移动平台可以为机动车辆，也可以为非机动车辆，还可以为用户手持终端，例如手机和平板等，固定平台可以为基站，因为基站的信号传递延迟小，作为中继节点更加方便。本实施例优选中继节点为机动车辆，因为机动车辆出现最频繁，作为中继节点更加方便。
步骤S500主要包括以下两步：
第1步，以中继节点最优位置为圆点，并以车辆的通信区域的半径作为半径的圆形区域内，划分一个圆形区间以及三个环形区间；
第2步，按照距离圆点从近至远的顺序，依次对圆形区间以及三个环形区间中的候选节点进行不同时隙广播阻塞信号的判断，确定候选区间。
可以理解的是，车辆为信息发送车辆，首先以中继节点最优位置为圆心，以车辆的通信区域的半径作为半径，例如，车辆的通信区域的半径为900米，因此以中继节点最优位置为圆点的圆形区域的半径也为900米。根据指数迭代公式
Figure BDA0002116141230000101
k＝1，2…Npart，其中Npart是指分区数，k为是指分区序号，Wseg(k)是指第k区间的宽度，例如Wseg(1)为第一分区的半径，A为压缩系数；将该圆形区域内划分成四个半径大小不一的圆，其中最小的圆形区间为第一区间，第二小的圆刨去最小的圆后剩下的环形区域为第二区间，第三小的圆刨去第二小的圆后剩下的环形区域为第三区间，最大的圆刨去第三小的圆后剩下的环形区域为第四区间，其中，第四区间为迭代分区最大区间。然后根据切线与目标障碍物的切点计算出目标障碍物在各个区间内所占的阻碍区域和非阻碍区域，确定非阻碍区域之后，车辆将向其通信区域内广播RTB包，各个区间内的候选节点收到RTB包之后，将根据GPS信号判断自身所在的区间，同时处于第一区间的候选节点在第一时隙广播black-burst，其它区间的候选节点和车辆节点在此时隙侦听信道，如果有black-burst，则其它区间的候选节点退出竞争且车辆节点选择该区间作为候选区间，如果没有black-burst，则处于第二区间的候选节点在第二时隙广播black-burst，其它区间的候选节点和车辆节点在此时隙侦听信道，以此类推，直至选出候选区间。可以理解的是，在弯道中，只有位于车辆与消息传播终点之间的节点才能作为候选节点。没有位于车辆与消息传播终点之间的节点对车辆的行驶是无意义的。迭代分区还可以划分为五个区间或者六个区间，本实施例优选划分四个区间。
在步骤S600中，选出候选区间之后，对该候选区间中所有的候选节点进行随机争用，最先完成争用的候选节点作为中继节点。在本实施例中，随机争用是设置一个退避窗口，窗口里面放着不同时长的计时器，发生争用冲突的候选节点通过参与计时器倒数，最先倒数完毕的候选节点就发送CTB包至车辆，该候选节点就作为中继结点。
参照图5和图6，进一步，对本发明进行描述，如图5，在弯道中有车辆S2，车辆S2是信息发送车辆，圆形区域是车辆S2的通信区域，例如通信区域的半径为900米，在通信区域内还存在目标障碍物W2，目标障碍物W2参数通过车辆自带的GIS系统获取，目标障碍物W2参数中有障碍物边界的相关信息，以车辆S2为起点向障碍物边界作两条切线，有两个切点，分别为第一切点x和第二切点y，两条切线与弯道相交的一次交点有交点B2；车辆S2的通信区域边界与弯道相交的二次交点有交点A2、交点B2、交点C2以及交点D2，其中，交点B2为一次交点的同时也为二次交点，通过车辆S2和切线将阻碍区域计算出，明显，交点C2以及交点D2在阻碍区域内，将交点C2以及交点D2剔除，二次交点留下交点A2以及交点B2。分别计算交点A2以及交点B2沿着弯道至消息传播终点E2的路径距离，明显，交点B2比交点A2更适合作为中继节点最优位置，最终选择交点B2作为中继节点最优位置。
如图6，首先，以中继节点最优位置B2为中心并且用指数迭代算法进行迭代分区，圆形区域内划分成四个半径大小不一的圆，其中最小的圆形区间为第一区间，第二小的圆刨去最小的圆后剩下的环形区域为第二区间，第三小的圆刨去第二小的圆后剩下的环形区域为第三区间，最大的圆刨去第三小的圆后剩下的环形区域为第四区间。其次，根据x点和y点这两个切点计算障碍物的目标障碍物的阻碍区域S＝SS2B2N-SS2xy，在计算各个区间与阻碍区域的交集，再计算出各个区间未被阻碍的区域。然后，计算出候选区间，车辆S2将向其通信区域内广播RTB包，各个区间内的候选节点收到RTB包之后，将根据GPS信号判断自身所在的区间，例如，节点V21自身判断在第三区间内，节点V23自身判断在第三区间之内，处于第二区间的节点V22不在车辆S2的通信区域。此时处于第三区间的候选节点包括节点V21和节点V23在第三时隙广播black-burst，其它区间的候选节点和车辆S2在此时隙侦听信道；如图6中，最终选取第三区间作为候选区间，同时对第三区间之内的候选节点进行随机争用，由于节点V23被目标障碍物W2所阻碍，因此选取节点V21最终作为中继节点。
参照图7和图8，本发明的另一个实施例，提供了现有技术方法的中继节点选取结果与本发明技术方法的中继节点选取结果的参照对比，其中，图7为现有技术方法的中继节点选取结果。
如图7，其中车辆S1为信息发送车辆，E1为消息传播终点，本实施例中车辆S1的通信区域为900米的圆，首先获取车辆S1通信区域与弯道相交的交点，明显图7中，有4个交点，并且交点D1沿着弯道至消息传播终点E1的路径距离最短，因此选取交点D1作为中继节点最优位置；然后根据交点D1选出中继节点，以中继节点最优位置D1为圆心，根据指数迭代方法，自内而外地作3个半径小于900米圆形，其中最小的圆为第一区间，第二小的圆刨去最小的圆后剩下的扇形区域为第二区间，第三小的圆刨去第二小的圆后剩下的扇形区域为第三区间，中继节点最优位置D1的通信范围刨去第三小的圆后剩下的区域为第四区间；然后是确定中继节点所在区间，车辆S1向其通信范围内广播RTB包，要求收到广播的车辆根据GPS位置信息自行判断自身所处区间，处于第一区间的车辆在第一时隙广播black-burst，其它区间的车辆节点和车辆S1在此时隙侦听信道，如果有black-burst，则其它区间的车辆节点退出竞争且车辆S1选择该区间作为中继节点所在区间，如果没有black-burst，则处于第二区间的车辆在第二时隙广播black-burst，其它区间的车辆节点和车辆S1在此时隙侦听信道，以此类推。最后根据确定的中继节点所在区间随机地选出中继节点，在此部分是采用随机争用方法，最先完成争用的车辆节点即可以被选作中继节点。由于目标障碍物W1的阻碍，在候选车辆节点V11～V16中，在第一区间的候选车辆节点V16收不到来自车辆S1广播的RTB(请求通信)包，故其没有根据RTB包的请求参与到迭代分区中继节点选择过程中来，V11～V12不在区间内，因此候选节点缩小为V13～V15，所以需要在第四时隙广播black-burst，故分区耗时较大，且又因为第四区间位于最外圈，所占面积相比较其它区间而言是最大的，如图7，明显地，中继节点最优位置D1的四个区间内一共只有4个候选车辆节点，而第四区间内存在3个候选车辆节点，候选车辆节点V13～V15将参与随机争用，产生的随机争用延迟相对较大。
如图8，其中车辆S1为信息发送车辆，E1为消息传播终点，本实施例中车辆S1的通信区域为900米的圆，先获取切线与弯道相交的一次交点，图中明显只有交点C1，再获取车辆S1通信区域与弯道相交的二次交点，有4个交点，在4个交点和交点C1中，交点C1沿着弯道至消息传播终点E1的路径距离最短，同时交点C1也不在目标障碍物W1的阻碍区域内，因此选出交点C1作为中继节点最优位置，然后以中继节点最优位置C1为圆心，进行迭代分区，分区过程同上述一致，分区之后，有候选中继节点V11～V16，其中，候选中继节点V14和V15在第二区间内，优先从候选中继节点V14和V15中选取中继节点，因此产生随机争用延迟相对较小。
综上，本方法首先获取车辆的通信区域内的障碍物参数，其次作出车辆与障碍物边界之间的切线，得到切线与弯道相交的所有一次交点，然后再计算出车辆的通信区域边界与弯道相交并未被目标障碍物所阻碍的所有二次交点，最后在所有一次交点和所有二次交点中选取一个交点作为中继节点最优位置。现有技术的方法选出的中继节点最优位置与车辆之间通信可能会被目标障碍物所阻碍，导致后续通过中继节点最优位置选取中继节点时，产生更大的随机争用延迟；而通过本发明方法选出的中继节点最优位置与车辆之间通信不会被目标障碍物所阻碍，从而在以中继节点最优位置为中心进行迭代地选取中继节点的过程中，能够减少分区时间、避免产生更大的随机争用延迟。本方法能够有效降低在车联网弯道场景中存在障碍物影响信号传播时，广播中继节点选择的整体延迟。
参照图9，本发明的另一个实施例，提供了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取装置，包括以下单元：障碍物参数接收单元100、一次交点获取单元200、二次交点获取单元300以及中继节点最优位置选取单元400；
障碍物参数接收单元100用于获取车辆的通信区域内的目标障碍物的障碍物参数；
一次交点获取单元200用于根据障碍物参数计算出车辆与障碍物边界之间的切线，获取切线与弯道在车辆的通信区域内相交的所有一次交点；
二次交点获取单元300用于获取车辆的通信区域边界与弯道相交并未被目标障碍物阻碍的所有二次交点；
中继节点最优位置选取单元400用于在所有一次交点与所有二次交点中选取出中继节点最优位置。
进一步，还包括以下单元：候选区间选取单元以及中继节点选取单元；
候选区间选取单元用于以中继节点最优位置为中心选择迭代算法进行迭代分区，并确定候选区间；
中继节点选取单元用于对候选区间中的候选节点进行随机争用，将最先完成争用的候选节点作为中继节点。
参照图10，本发明的另一个实施例，提供了一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取设备，包括至少一个控制处理器和用于与至少一个控制处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个控制处理器执行的指令，指令被至少一个控制处理器执行，以使上述实施例的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至S400、图2中的方法步骤S301至S302、图3中的方法步骤S401至S402以及图4中的方法步骤S500至S600。
进一步，本发明的另一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行上述实施例的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至S400、图2中的方法步骤S301至S302、图3中的方法步骤S401至S402以及图4中的方法步骤S500至S600。
通过以上的实施方式的描述，本领域技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)等。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆的通信区域内的目标障碍物的障碍物参数；
根据所述障碍物参数计算出所述车辆与障碍物边界之间的切线，获取所述切线与弯道在所述车辆的通信区域内相交的所有一次交点；
获取所述车辆与所述切线之间形成的所述目标障碍物的阻碍区域；
获取所述车辆的通信区域边界与弯道相交的所有交点，在所述所有交点中选取出不在所述阻碍区域内的所有二次交点；在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取出中继节点最优位置。
2.根据权利要求1所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，其特征在于，所述在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取出中继节点最优位置，包括以下步骤：
计算出所有所述一次交点与所有所述二次交点沿着弯道至消息传播终点的路径距离；
在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取所述路径距离最近的一个交点作为中继节点最优位置。
3.根据权利要求1所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，其特征在于，所述在所有所述一次交点与所有所述二次交点中计算出中继节点最优位置之后还包括以下步骤：
以所述中继节点最优位置为中心选择迭代算法进行迭代分区，并确定候选区间；
对候选区间中的候选节点进行随机争用，将最先完成争用的候选节点作为中继节点。
4.根据权利要求3所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，其特征在于：所述迭代算法包括指数迭代算法。
5.根据权利要求3所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法，其特征在于：所述中继节点包括具有通信能力的移动平台或具有通信能力的固定平台。
6.一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取装置，其特征在于，包括以下单元：障碍物参数接收单元、一次交点获取单元、二次交点获取单元以及中继节点最优位置选取单元；
所述障碍物参数接收单元用于获取车辆的通信区域内的目标障碍物的障碍物参数；
所述一次交点获取单元用于根据所述障碍物参数计算出所述车辆与障碍物边界之间的切线，获取所述切线与弯道在所述车辆的通信区域内相交的所有一次交点；
所述二次交点获取单元用于获取所述车辆与所述切线之间形成的所述目标障碍物的阻碍区域，以及获取所述车辆的通信区域边界与弯道相交的所有交点，在所述所有交点中选取出不在所述阻碍区域内的所有二次交点；
所述中继节点最优位置选取单元用于在所有所述一次交点与所有所述二次交点中选取出中继节点最优位置。
7.根据权利要求6所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取装置，其特征在于，还包括以下单元：候选区间选取单元以及中继节点选取单元；
所述候选区间选取单元用于以所述中继节点最优位置为中心选择迭代算法进行迭代分区，并确定候选区间；
所述中继节点选取单元用于对候选区间中的候选节点进行随机争用，将最先完成争用的候选节点作为中继节点。
8.一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取设备，其特征在于：包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如权利要求1-5任一项所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-5任一项所述的一种应用于车联网弯道场景的中继节点最优位置的选取方法。
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