CN113132483A - 一种基于v2x的车联网事故视频消息分发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，属于车联网技术领域，本发明针对在路边基站RSU范围内发生事故的场景，首先由RSU作为视频源捕获事故视频并利用可伸缩视频编码技术对事故视频进行编码后初始多播，同时利用聚类将受事故影响区域内的车辆进行聚类形成簇，然后同时进行V2V和V2R的混合通信协作传输视频。对于混合通信过程，RSU结合网络编码技术根据车辆位置、视频解码需求等因素调度合适的视频数据多播，没有与RSU建立通信连接的车辆则选择合适的同向或反向中继节点获得RSU已多播的数据。在保证成功对受事故影响的车辆进行事故预警的同时提高车辆接收到的视频质量，提高事故预警整体性能。

Description

一种基于V2X的车联网事故视频消息分发方法

技术领域

本发明涉及一种基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，属于无线通信车联网技术领域。

背景技术

随着5G通信技术、物联网技术、智能交通系统的不断发展，车联网作为智能交通系统与物联网相结合的产物运营而生，能够实现车辆与其他终端设备间的信息交互，在交通安全方面通过为车辆提供实时交通信息、事故预警消息等从而增强交通安全、提高交通效率、减少或避免次生事故的发生。高速公路上由于车辆行驶速度快、车辆位置频繁变化，当在某处发生交通事故时，由于大雾、下雨等天气的影响、或是车辆遮挡及驾驶员的个人原因等使得驾驶员没能及时发现前方事故，没有足够的时间采取应急措施，很容易导致后方车辆与事故车辆相撞，造成追尾等连环交通事故，不仅加剧交通拥堵，更对人员的生命和财产安全造成严重影响。若在发生事故时能将事故预警消息及时传输给其后方受影响的车辆，驾驶员或者车辆本身就能根据接收到的消息提前采取相应措施，有效避免事故的发生。与常规文本信息相比，若位于事故车辆后方与事故车辆同向行驶的车辆能够及时接收到事故发生的视频预警消息，则从重建视频中驾驶员可以获知多重信息，包括发生事故的位置、事故类型、人员伤亡等严重程度以及周围情况等信息，从而能够帮助驾驶员及时采取正确的应对措施，避免事故的发生。同时，不同位置的车辆受事故的影响不同，例如，离事故车辆极近的车辆由于避让不及时，容易发生追尾等次生事故，造成人员生命和财产损失的进一步加重，而离事故车辆较远的车辆，由于事故车辆占据了多个车道，使得后车只能减速避让，容易形成交通拥堵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，本发明在高速公路上发生事故时将RSU作为视频源捕获事故视频，并采用可伸缩视频编码技术将事故视频编码多播，将事故车辆警示标志后方受事故影响的区域作为事故视频传输感兴趣区域，利用聚类将事故视频传输感兴趣区域内的车辆形成多个稳定的簇。在RSU初始多播第一个视频数据后，同时进行V2R和V2V之间的混合通信，RSU根据与其进行V2R通信的车辆的缓存、视频解码需求及位置调度合适的视频数据结合即时可解网络编码技术进行编码多播；在RSU通信范围内上一时隙没有接收到RSU多播数据的车辆选择合适的同向或反向车辆作为中继节点，通过V2V通信从中继节点获得RSU已多播且自身需要的视频数据；事故视频传输感兴趣区域中在RSU覆盖范围外的车辆，每个簇的簇头从对向车道上选择合适的反向车辆作为中继节点，从反向中继获得RSU已多播的数据，再通过簇头将数据多播给其簇成员。

本发明采用的技术方案是：

Step1：首先由路边基站RSU上安装的视频采集设备记录事故视频，同时RSU利用可伸缩视频编码技术将事故视频消息编码为一个基层和多个增强层。然后RSU将基层的第一个视频数据多播给其通信覆盖范围内的车辆。

Step2：事故视频传输感兴趣区域即受事故影响区域内的车辆根据车辆的位置、速度、信道质量、视频解码需求，计算车辆与其邻居车辆间的平均相对速度以及车辆的距离差，评估车辆成为簇头为其簇成员稳定可靠的提供数据服务的效用值，利用聚类将受事故影响区域内的车辆形成多个簇。

Step3：在RSU初始多播后的每个时刻，对于RSU通信覆盖范围内的车辆，为上一时刻没有接收到RSU多播数据的车辆选择中继节点，使此类车辆从中继节点获得RSU已多播的数据，并判断车辆的通信模式；对于RSU通信覆盖范围外在事故视频传输感兴趣区域内的车辆，为每个簇的簇头选择一个反向中继。

Step4：对于准备进行V2R通信的车辆，RSU根据车辆的缓存、视频解码需求及位置，统计需要同一视频数据的车辆数，计算每个视频数据的紧急度以及需要同一视频数据的车辆到事故车辆的平均距离，评估RSU多播各视频数据的效用值。

Step5：RSU构造即时可解网络编码图，将Step4计算的视频数据效用值作为编码图中顶点的权重值，求解出最大加权团，根据最大加权团将数据编码并多播给与其进行V2R通信的车辆，接收到编码包的车辆立即解码。

Step6：RSU多播的同时，位于RSU通信覆盖范围内，当前时刻将进行V2V通信的车辆，从其中继节点接收RSU已多播的数据。

Step7：RSU多播的同时，位于RSU通信覆盖范围外，上一时隙没有接收到RSU多播数据的受事故影响的车辆，首先由每个簇的簇头从其中继节点接收数据，然后簇头再将接收到的数据多播给其簇成员。

所述步骤Step1中令RSU将事故视频编码为M层，其中包含一个视频基层l₀和(M-1)个视频增强层l_j,1≤j≤M-1。令事故车辆后方150米为警示标志放置处，与事故车辆行驶方向相同且在警示标志后方受事故影响的区域为事故视频传输感兴趣区域，记为ROI，RSU的通信半径为R，RSU在利用可伸缩视频编码技术将事故视频编码后将l₀层的第一个视频数据多播给其通信范围内在ROI中的车辆以及与事故车辆行驶方向相反的反向车辆。

所述步骤Step2的具体步骤如下：

令发生事故时，事故视频传输感兴趣区域ROI中的N辆车为VH＝{vh₁,vh₂,...,vh_i,...,vh_j,...,vh_N}，第i辆车的位置和速度分别记为(x_i,y_i)，v_i，车辆vh_i的视频解码需求为E_i，记E_i＝j，即车辆vh_i希望接收到的最高视频质量是解码前(j+1)层视频获得的视频质量，用莱斯因子值反映车辆间的信道质量，则车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的信道质量可用莱斯因子值K_ij表示，则ROI中的车辆vh_i与其ROI中的邻居节点间相对速度的平均值avn_i可计算如下：

其中NB_i为车辆vh_i在ROI中的邻居节点集合，|NB_i|为车辆vh_i在ROI中的邻居节点个数，v_i为车辆vh_i的速度，v_j为车辆vh_i的邻居节点vh_j的速度。

车辆vh_i的距离差sd_i用车辆vh_i到其邻居车辆的距离与vh_i到其邻居车辆间平均距离的差值表示，sd_i的计算如下：

其中d_ij为车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的距离，

λ_i为车辆vh_i与其邻居节点间的平均距离，

在进行聚类选择簇头时，被选举为簇头的车辆需与其簇成员进行稳定的通信，且有能力接收足够的数据为其簇成员服务，则被选举为簇头的车辆需与其邻居节点以相似速度行驶、且彼此间的距离相似、信道质量较好、视频解码质量需求高于邻居节点，则车辆vh_i成为簇头为其簇成员稳定可靠的提供数据服务的效用值τ_i计算为：

其中K_ij表示车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的莱斯因子值。

对于ROI中任意车辆vh_i，如果车辆没有接收到簇头发送的簇头通知，且vh_i的效用值比其所有邻居节点都大，则vh_i满足成为簇头的条件，选举其成为簇头，vh_i在ROI中的邻居节点成为它的簇成员，使ROI中的车辆形成多个通信稳定的簇。相邻簇头间的距离大于车辆通信半径，且若一个车辆同时是多个簇头的邻居节点则选择效用值最大的簇头成为其簇成员。

所述Step3的具体步骤如下：

RSU每次多播完后，与其进行V2R通信的车辆都向RSU发送反馈信息，令反馈信息中的ack_i(t)表示车辆vh_i是否接收到了RSU在t时刻多播的数据，当ack_i(t)＝1时表示接收到了，等于0则表示没有接收到。对于RSU通信覆盖范围内与事故车辆行驶方向相反的反向车辆，若反向车辆当前时刻是中继节点则进行V2V通信，不是中继节点则进行V2R通信；对于RSU通信覆盖范围内在ROI中且视频解码需求没有得到满足的车辆，选择离其最近且缓存中含有上一时刻RSU多播数据的邻居车辆作为中继节点(可能是同向车辆也可能是反向车辆)，根据以下任意一个条件判定其当前时刻t的通信模式：

1)车辆vh_i进行V2V通信的条件：(1)ack_i(t-1)＝0；(2)车辆vh_i是当前时刻驶入RSU范围内的，且缓存中没有RSU上一时刻多播的数据；(3)车辆vh_i当前时刻是中继节点。

2)车辆vh_i当前时刻接收RSU多播数据，进行V2R通信的条件：(1)ack_i(t-1)＝1，且车辆vh_i当前时刻不是中继节点；(2)车辆vh_i是当前时刻驶入RSU范围内的，缓存中有RSU上一时刻多播的数据，且vh_i当前时刻不是中继节点。

对于RSU通信覆盖范围外在ROI中的车辆，车辆进行V2V协作通信，为每个簇的簇头选择在其对向车道上离簇头最近且缓存中含有RSU上一时刻多播的数据的反向车辆作为反向中继节点。

所述Step4的计算步骤如下：

记第m个视频层的第n个视频数据为a_mn，第m层数据的重要性为I_m，I_m＞I_m+1。令w_i(a_mn)为符号函数，当车辆vh_i的缓存中没有数据a_mn时，w_i(a_mn)＝1，否则，w_i(a_mn)＝0，在当前时刻进行V2R通信的车辆中统计需要同一视频数据a_mn的车辆数Num(a_mn)，Num(a_mn)计算如下：

其中vh_i∈ROI_IN表示车辆位于视频传输感兴趣区域ROI中，同时处于RSU通信覆盖范围内进行V2R通信。

视频数据a_mn的紧急度UD_mn为：

令事故车辆的位置为(x₀,y₀)，对于进行V2R通信的车辆，需要同一视频数据a_mn的车辆到事故车辆间的平均距离ad_mn可计算如下：

RSU多播时考虑需要同一数据的车辆数，视频数据的紧急度，以及车辆与事故车辆间的距离，选择具有最大多播价值的视频数据进行调度多播，则RSU多播视频数据a_mn的效用值

为：

分别计算各个视频数据的效用值。

所述Step5的具体步骤如下：

RSU多播时，将RSU称为数据发送者，与RSU进行V2R通信的车辆称为数据接收者，将数据接收者还需要从RSU接收的数据作为顶点，然后根据以下两个条件判断任意两个顶点之间是否可以连边，若满足其中任意一个条件则两个顶点之间有边相连，从而RSU构造即时可解网络编码图：

1)两个顶点对应的数据为同一视频数据，即两个数据接收者需要同一视频数据；

2)两个顶点中任意一个顶点对应的数据接收者需要的数据在对方顶点对应的车辆的缓存中。

构造好网络编码图后，将Step4计算的视频数据效用值作为编码图中顶点的权重值，RSU在网络编码图中寻找最大加权团，将所找出的最大加权团中顶点对应的数据项进行异或编码生成编码包，然后将该编码包多播给其所有数据接收者，数据接收者在接收到该编码包后利用自身已缓存的视频数据对该包进行解码，得到所需要的视频数据重建出事故视频。

Step7之后，还包括如下步骤：当ROI中的车辆视频解码质量需求都得到满足时，整个V2V和V2R的混合通信过程停止。

本发明的有益效果是：本发明引入可伸缩视频编码技术对事故视频进行编码，RSU结合网络编码技术调度合适的视频数据多播，在RSU多播的同时利用同向车辆和反向车辆的协作使没有接收到RSU多播数据的车辆也得接收到RSU已播的数据，在保证成功对受事故影响的车辆进行事故预警的同时提高车辆接收到的视频质量，提高事故预警整体性能。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明的模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如图2所示，为本实施例的系统模型，在双向多车道的高速公路路边部署有路边基站RSU，RSU通过有线或无线连接接入中心网，每个RSU的通信半径为R。车辆随机分布在高速公路上，车辆的通信半径为r，假设每个车辆都配备有无线车载单元OBU可以与其通信范围内的车辆或RSU相互通信进行信息交互，同时装有GPS和传感器能够获得车辆的实时位置、速度和周围道路环境信息。每个车辆装有一个无线接口，同一时刻只能发送数据或接收数据，即车辆工作在半双工模式。本基于V2X的车联网事故视频消息分发方法如图1所示，具体步骤如下：

Step1：首先由路边基站RSU上安装的视频采集设备记录事故视频，同时RSU利用可伸缩视频编码技术将事故视频消息编码为M层，其中包含一个视频基层l₀和(M-1)个视频增强层l_j,1≤j≤M-1。令事故车辆后方150米为警示标志放置处，与事故车辆行驶方向相同且在警示标志后方受事故影响的区域为事故视频传输感兴趣区域，记为ROI，RSU的通信半径为R，RSU在利用可伸缩视频编码技术将事故视频编码后将l₀层的第一个视频数据多播给其通信范围内在ROI中的车辆以及与事故车辆行驶方向相反的反向车辆。

Step2：事故视频传输感兴趣区域即受事故影响区域内的车辆根据车辆的位置、速度、信道质量、视频解码需求，计算车辆与其邻居车辆间的平均相对速度以及车辆的距离差，评估车辆成为簇头为其簇成员稳定可靠的提供数据服务的效用值，利用聚类将受事故影响区域内的车辆形成多个簇，具体为：

令发生事故时，事故视频传输感兴趣区域ROI中的N辆车为VH＝{vh₁,vh₂,...,vh_i,...,vh_j,...,vh_N}，第i辆车的位置和速度分别记为(x_i,y_i)，v_i，车辆vh_i的视频解码需求为E_i，记E_i＝j，即车辆vh_i希望接收到的最高视频质量是解码前(j+1)层视频获得的视频质量，用莱斯因子值反映车辆间的信道质量，则车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的信道质量可用莱斯因子值K_ij表示，则ROI中的车辆vh_i与其ROI中的邻居节点间相对速度的平均值avn_i可计算如下：

其中NB_i为车辆vh_i在ROI中的邻居节点集合，|NB_i|为车辆vh_i在ROI中的邻居节点个数，v_i为车辆vh_i的速度，v_j为车辆vh_i的邻居节点vh_j的速度。

车辆vh_i的距离差sd_i用车辆vh_i到其邻居车辆的距离与vh_i到其邻居车辆间平均距离的差值表示，sd_i的计算如下：

其中d_ij为车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的距离，

λ_i为车辆vh_i与其邻居节点间的平均距离，

在进行聚类选择簇头时，被选举为簇头的车辆需与其簇成员进行稳定的通信，且有能力接收足够的数据为其簇成员服务，则被选举为簇头的车辆需与其邻居节点以相似速度行驶、且彼此间的距离相似、信道质量较好、视频解码质量需求高于邻居节点，则车辆vh_i成为簇头为其簇成员稳定可靠的提供数据服务的效用值τ_i计算为：

其中K_ij表示车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的莱斯因子值。

对于ROI中任意车辆vh_i，如果车辆没有接收到簇头发送的簇头通知，且vh_i的效用值比其所有邻居节点都大，则vh_i满足成为簇头的条件，选举其成为簇头，vh_i在ROI中的邻居节点成为它的簇成员，使ROI中的车辆形成多个通信稳定的簇。相邻簇头间的距离大于车辆通信半径，且若一个车辆同时是多个簇头的邻居节点则选择效用值最大的簇头成为其簇成员。

Step3：在RSU初始多播后的每个时刻，对于RSU通信覆盖范围内的车辆，为上一时刻没有接收到RSU多播数据的车辆选择中继节点，使此类车辆从中继节点获得RSU已多播的数据，并判断车辆的通信模式；对于RSU通信覆盖范围外在事故视频传输感兴趣区域内的车辆，为每个簇的簇头选择一个反向中继，具体为：

RSU每次多播完后，与其进行V2R通信的车辆都向RSU发送反馈信息，令反馈信息中的ack_i(t)表示车辆vh_i是否接收到了RSU在t时刻多播的数据，当ack_i(t)＝1时表示接收到了，等于0则表示没有接收到。对于RSU通信覆盖范围内与事故车辆行驶方向相反的反向车辆，若反向车辆当前时刻是中继节点则进行V2V通信，不是中继节点则进行V2R通信；对于RSU通信覆盖范围内在ROI中且视频解码需求没有得到满足的车辆，选择离其最近且缓存中含有上一时刻RSU多播数据的邻居车辆作为中继节点(可能是同向车辆也可能是反向车辆)，根据以下任意一个条件判定其当前时刻t的通信模式：

1)车辆vh_i进行V2V通信的条件：(1)ack_i(t-1)＝0；(2)车辆vh_i是当前时刻驶入RSU范围内的，且缓存中没有RSU上一时刻多播的数据；(3)车辆vh_i当前时刻是中继节点。

2)车辆vh_i当前时刻接收RSU多播数据，进行V2R通信的条件：(1)ack_i(t-1)＝1，且车辆vh_i当前时刻不是中继节点；(2)车辆vh_i是当前时刻驶入RSU范围内的，缓存中有RSU上一时刻多播的数据，且vh_i当前时刻不是中继节点。

对于RSU通信覆盖范围外在ROI中的车辆，车辆进行V2V协作通信，为每个簇的簇头选择在其对向车道上离簇头最近且缓存中含有RSU上一时刻多播的数据的反向车辆作为反向中继节点。

Step4：对于准备进行V2R通信的车辆，RSU根据车辆的缓存、视频解码需求及位置，统计需要同一视频数据的车辆数，计算每个视频数据的紧急度以及需要同一视频数据的车辆到事故车辆的平均距离，评估RSU多播各视频数据的效用值，具体为：

记第m个视频层的第n个视频数据为a_mn，第m层数据的重要性为I_m，I_m＞I_m+1。令w_i(a_mn)为符号函数，当车辆vh_i的缓存中没有数据a_mn时，w_i(a_mn)＝1，否则，w_i(a_mn)＝0，在当前时刻进行V2R通信的车辆中统计需要同一视频数据a_mn的车辆数Num(a_mn)，Num(a_mn)计算如下：

其中vh_i∈ROI_IN表示车辆位于视频传输感兴趣区域ROI中，同时处于RSU通信覆盖范围内进行V2R通信。

视频数据a_mn的紧急度UD_mn为：

令事故车辆的位置为(x₀,y₀)，对于进行V2R通信的车辆，需要同一视频数据a_mn的车辆到事故车辆间的平均距离ad_mn可计算如下：

RSU多播时考虑需要同一数据的车辆数，视频数据的紧急度，以及车辆与事故车辆间的距离，选择具有最大多播价值的视频数据进行调度多播，则RSU多播视频数据a_mn的效用值

为：

分别计算各个视频数据的效用值。

Step5：RSU构造即时可解网络编码图，将Step4计算的视频数据效用值作为编码图中顶点的权重值，求解出最大加权团，根据最大加权团将数据编码并多播给与其进行V2R通信的车辆，接收到编码包的车辆立即解码，具体为：

RSU多播时，将RSU称为数据发送者，与RSU进行V2R通信的车辆称为数据接收者，将数据接收者还需要从RSU接收的数据作为顶点，然后根据以下两个条件判断任意两个顶点之间是否可以连边，若满足其中任意一个条件则两个顶点之间有边相连，从而RSU构造即时可解网络编码图：

1)两个顶点对应的数据为同一视频数据，即两个数据接收者需要同一视频数据；

2)两个顶点中任意一个顶点对应的数据接收者需要的数据在对方顶点对应的车辆的缓存中。

构造好网络编码图后，将Step4计算的视频数据效用值作为编码图中顶点的权重值，RSU在网络编码图中寻找最大加权团，将所找出的最大加权团中顶点对应的数据项进行异或编码生成编码包，然后将该编码包多播给其所有数据接收者，数据接收者在接收到该编码包后利用自身已缓存的视频数据对该包进行解码，得到所需要的视频数据重建出事故视频。

Step6：RSU多播的同时，位于RSU通信覆盖范围内，当前时刻将进行V2V通信的车辆，从其中继节点接收RSU已多播的数据。

Step7：RSU多播的同时，位于RSU通信覆盖范围外，上一时隙没有接收到RSU多播数据的受事故影响的车辆，首先由每个簇的簇头从其中继节点接收数据，然后簇头再将接收到的数据多播给其簇成员。

进一步地，Step7之后，还包括如下步骤：当ROI中的车辆视频解码质量需求都得到满足时，整个V2V和V2R的混合通信过程停止。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本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做出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：首先由路边基站RSU上安装的视频采集设备记录事故视频，同时RSU利用可伸缩视频编码技术将事故视频消息编码为一个基层和多个增强层，然后RSU将基层的第一个视频数据多播给其通信覆盖范围内的车辆；

Step2：事故视频传输感兴趣区域即受事故影响区域内的车辆根据车辆的位置、速度、信道质量、视频解码需求，计算车辆与其邻居车辆间的平均相对速度以及车辆的距离差，评估车辆成为簇头为其簇成员稳定可靠的提供数据服务的效用值，利用聚类将受事故影响区域内的车辆形成多个簇；

Step3：在RSU初始多播后的每个时刻，对于RSU通信覆盖范围内的车辆，为上一时刻没有接收到RSU多播数据的车辆选择中继节点，使此类车辆从中继节点获得RSU已多播的数据，并判断车辆的通信模式；对于RSU通信覆盖范围外在事故视频传输感兴趣区域内的车辆，为每个簇的簇头选择一个反向中继；

Step4：对于准备进行V2R通信的车辆，RSU根据车辆的缓存、视频解码需求及位置，统计需要同一视频数据的车辆数，计算每个视频数据的紧急度以及需要同一视频数据的车辆到事故车辆的平均距离，评估RSU多播各视频数据的效用值；

Step5：RSU构造即时可解网络编码图，将Step4计算的视频数据效用值作为编码图中顶点的权重值，求解出最大加权团，根据最大加权团将数据编码并多播给与其进行V2R通信的车辆，接收到编码包的车辆立即解码；

Step6：RSU多播的同时，位于RSU通信覆盖范围内，当前时刻将进行V2V通信的车辆，从其中继节点接收RSU已多播的数据；

Step7：RSU多播的同时，位于RSU通信覆盖范围外，上一时隙没有接收到RSU多播数据的受事故影响的车辆，首先由每个簇的簇头从其中继节点接收数据，然后簇头再将接收到的数据多播给其簇成员。

2.根据权利要求1所述的基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于：所述步骤Step1中令RSU将事故视频编码为M层，其中包含一个视频基层l₀和(M-1)个视频增强层l_j,1≤j≤M-1，令事故车辆后方150米为警示标志放置处，与事故车辆行驶方向相同且在警示标志后方受事故影响的区域为事故视频传输感兴趣区域，记为ROI，RSU的通信半径为R，RSU在利用可伸缩视频编码技术将事故视频编码后将l₀层的第一个视频数据多播给其通信范围内在ROI中的车辆以及与事故车辆行驶方向相反的反向车辆。

3.根据权利要求2所述的基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于：所述步骤Step2的具体步骤如下：

令发生事故时，事故视频传输感兴趣区域ROI中的N辆车为VH＝{vh₁,vh₂,...,vh_i,...,vh_j,...,vh_N}，第i辆车的位置和速度分别记为(x_i,y_i)，v_i，车辆vh_i的视频解码需求为E_i，记E_i＝j，即车辆vh_i希望接收到的最高视频质量是解码前(j+1)层视频获得的视频质量，用莱斯因子值反映车辆间的信道质量，则车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的信道质量可用莱斯因子值K_ij表示，则ROI中的车辆vh_i与其ROI中的邻居节点间相对速度的平均值avn_i可计算如下：

其中NB_i为车辆vh_i在ROI中的邻居节点集合，|NB_i|为车辆vh_i在ROI中的邻居节点个数，v_i为车辆vh_i的速度，v_j为车辆vh_i的邻居节点vh_j的速度；

车辆vh_i的距离差sd_i用车辆vh_i到其邻居车辆的距离与vh_i到其邻居车辆间平均距离的差值表示，sd_i的计算如下：

其中d_ij为车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的距离，

λ_i为车辆vh_i与其邻居节点间的平均距离，

在进行聚类选择簇头时，被选举为簇头的车辆需与其簇成员进行稳定的通信，且有能力接收足够的数据为其簇成员服务，则被选举为簇头的车辆需与其邻居节点以相似速度行驶、且彼此间的距离相似、信道质量较好、视频解码质量需求高于邻居节点，则车辆vh_i成为簇头为其簇成员稳定可靠的提供数据服务的效用值τ_i计算为：

其中K_ij表示车辆vh_i与其邻居节点vh_j间的莱斯因子值；

对于ROI中任意车辆vh_i，如果车辆没有接收到簇头发送的簇头通知，且vh_i的效用值比其所有邻居节点都大，则vh_i满足成为簇头的条件，选举其成为簇头，vh_i在ROI中的邻居节点成为它的簇成员，使ROI中的车辆形成多个通信稳定的簇，相邻簇头间的距离大于车辆通信半径，且若一个车辆同时是多个簇头的邻居节点则选择效用值最大的簇头成为其簇成员。

4.根据权利要求1所述的基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于：所述Step3的具体步骤如下：

RSU每次多播完后，与其进行V2R通信的车辆都向RSU发送反馈信息，令反馈信息中的ack_i(t)表示车辆vh_i是否接收到了RSU在t时刻多播的数据，当ack_i(t)＝1时表示接收到了，等于0则表示没有接收到，对于RSU通信覆盖范围内与事故车辆行驶方向相反的反向车辆，若反向车辆当前时刻是中继节点则进行V2V通信，不是中继节点则进行V2R通信；对于RSU通信覆盖范围内在ROI中且视频解码需求没有得到满足的车辆，选择离其最近且缓存中含有上一时刻RSU多播数据的邻居车辆作为中继节点，可能是同向车辆也可能是反向车辆，根据以下任意一个条件判定其当前时刻t的通信模式：

1)车辆vh_i进行V2V通信的条件：(1)ack_i(t-1)＝0；(2)车辆vh_i是当前时刻驶入RSU范围内的，且缓存中没有RSU上一时刻多播的数据；(3)车辆vh_i当前时刻是中继节点；

2)车辆vh_i当前时刻接收RSU多播数据，进行V2R通信的条件：(1)ack_i(t-1)＝1，且车辆vh_i当前时刻不是中继节点；(2)车辆vh_i是当前时刻驶入RSU范围内的，缓存中有RSU上一时刻多播的数据，且vh_i当前时刻不是中继节点；

对于RSU通信覆盖范围外在ROI中的车辆，车辆进行V2V协作通信，为每个簇的簇头选择在其对向车道上离簇头最近且缓存中含有RSU上一时刻多播的数据的反向车辆作为反向中继节点。

5.根据权利要求1所述的基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于：所述Step4的计算步骤如下：

记第m个视频层的第n个视频数据为a_mn，第m层数据的重要性为I_m，I_m＞I_m+1，令w_i(a_mn)为符号函数，当车辆vh_i的缓存中没有数据a_mn时，w_i(a_mn)＝1，否则，w_i(a_mn)＝0，在当前时刻进行V2R通信的车辆中统计需要同一视频数据a_mn的车辆数Num(a_mn)，Num(a_mn)计算如下：

其中vh_i∈ROI_IN表示车辆位于视频传输感兴趣区域ROI中，同时处于RSU通信覆盖范围内进行V2R通信；

视频数据a_mn的紧急度UD_mn为：

令事故车辆的位置为(x₀,y₀)，对于进行V2R通信的车辆，需要同一视频数据a_mn的车辆到事故车辆间的平均距离ad_mn可计算如下：

RSU多播时考虑需要同一数据的车辆数，视频数据的紧急度，以及车辆与事故车辆间的距离，选择具有最大多播价值的视频数据进行调度多播，则RSU多播视频数据a_mn的效用值

为：

分别计算各个视频数据的效用值。

6.根据权利要求1所述的基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于：所述Step5的具体步骤如下：

RSU多播时，将RSU称为数据发送者，与RSU进行V2R通信的车辆称为数据接收者，将数据接收者还需要从RSU接收的数据作为顶点，然后根据以下两个条件判断任意两个顶点之间是否可以连边，若满足其中任意一个条件则两个顶点之间有边相连，从而RSU构造即时可解网络编码图：

1)两个顶点对应的数据为同一视频数据，即两个数据接收者需要同一视频数据；

2)两个顶点中任意一个顶点对应的数据接收者需要的数据在对方顶点对应的车辆的缓存中；

构造好网络编码图后，将Step4计算的视频数据效用值作为编码图中顶点的权重值，RSU在网络编码图中寻找最大加权团，将所找出的最大加权团中顶点对应的数据项进行异或编码生成编码包，然后将该编码包多播给其所有数据接收者，数据接收者在接收到该编码包后利用自身已缓存的视频数据对该包进行解码，得到所需要的视频数据重建出事故视频。

7.根据权利要求1所述的基于V2X的车联网事故视频消息分发方法，其特征在于：Step7之后，还包括如下步骤：当ROI中的车辆视频解码质量需求都得到满足时，整个V2V和V2R的混合通信过程停止。

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