CN114900789A - 一种车辆编队的多冗余通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆编队技术领域,具体为一种车辆编队的多冗余通信系统及方法,包括领航车和至少一辆跟随车,领航车和跟随车上均装备有车载通信单元、无线数传模块和工控机,并通过车载通信单元构建V2X广播通信模式,以及通过无线数传模块构建数传电台通信模式,采用两种通信模式构成多冗余的通信系统,两种通信模式通过判断跟随车与领航车之间的距离以及跟随车接收车队信息的时延来进行切换,使得本发明可以在信号干扰、车辆较多、距离较远等情况下进行有效通信,提高了车辆编队的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆编队技术领域,更具体地说是指一种车辆编队的多冗余通信系统及方法。
背景技术
目前在车辆编队行驶中,行业内主要是采用V2X技术来实现车辆编队间的相互通信,其具体实现方式是通过V2X设备的蜂窝网络实现一个C-V2X的局域网络,让所有范围内的车辆实现一个类局域网络的数据远程通信。 采用V2X技术实现车辆编队的通信,虽然具备高频率,短距离内通信便捷,但是由于V2X技术是对外广播型的通讯技术,其在广播范围小、抗干扰能力低、信号穿透性差,两车相距较远或外界干扰较强时,容易出现无法进行有效通信或者通信时延较大而造成的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆编队的多冗余通信系统及方法,以解决现有基于V2X通信技术的车辆编队间容易出现无法有效通信或通信时延较大而造成的安全隐患等问题。
本发明采用如下技术方案:
一种车辆编队的多冗余通信系统,包括领航车和至少一辆跟随车,所述领航车和跟随车上均装备有车载通信单元、无线数传模块和工控机,所述车载通信单元和无线数传模块分别与所述工控机连接,所述领航车用于创建车队,并通过车载通信单元和无线数传模块与跟随车进行通信;所述领航车的车载通信单元,获取车队信息和领航车信息,并使用V2X通信技术广播至跟随车,与跟随车的车载通信单元进行通信;所述领航车的无线数传模块,获取车队信息和领航车信息,并使用数传电台技术点对点发送至跟随车,与随车的无线数传模块进行通信。
进一步地,所述车队信息包括时刻、车队ID、车辆角色、车辆行驶状态、车队状态、车队容量和车队成员管理。
进一步地,所述领航车信息包括领航车位置、速度、加速度、刹车、油门、转向信息、感知信息和自定义信息。
进一步地,所述车载通信单元与所述工控机通过CAN总线连接,所述无线数传模块与工控机通过串口连接。
一种车辆编队的多冗余通信方法,领航车和跟随车上装备有车载通信单元和无线数传模块,并通过车载通信单元构建V2X广播通信模式,以及通过无线数传模块构建数传电台通信模式,采用两种通信模式构成多冗余的通信系统,两种通信模式通过判断跟随车与领航车之间的距离以及跟随车接收车队信息的时延来进行切换,具体包括如下步骤:
步骤一,领航车创建车队后,跟随车与领航车初始默认采用车载通信单元通过V2X通信技术进行通信,并判断是否进入车辆编队,若“是”则进入步骤二,若“否”则通信结束。
步骤二,跟随车申请加入车队信息经领航车确认后,领航车通过车载通信单元广播自身的无线数传模块的配置信息,跟随车接收到配合信息后完成自身无线数传模块的动态标定,进入通信冗余模式。
步骤三,跟随车进入通信冗余模式后,判断是否进入车队巡航,若“是”则进入车队巡航状态,若“否”则通信结束。
步骤四,在车队巡航状态中,若跟随车与领航车的距离大于100米时,则跟随车与领航车切换采用无线数传模块进行通信。
步骤五,在车队巡航状态中,若领航车或跟随车的车载通信单元在100ms内无法进行广播信息或接收广播信息时,则跟随车与领航车切换采用无线数传模块进行通信。
进一步地,上述步骤二中的配置信息包括配置模式、ID和波特率,配置信息作为领航车信息里面的自定义信息通过车载通信单元进行传输。
进一步地,上述步骤五中,跟随车与领航车切换采用无线数传模块进行通信后,同时运行车载通信单元故障诊断。
由上述对本发明结构的描述可知,和现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明通过在领航车和跟随车上装备有车载通信单元和无线数传模块,并通过车载通信单元构建V2X广播通信模式,以及通过无线数传模块构建数传电台通信模式,采用两种通信模式构成多冗余的通信系统,两种通信模式通过判断跟随车与领航车之间的距离以及跟随车接收车队信息的时延来进行切换,从而使得本发明不仅在正常的车辆编队通信过程中,具有短距离内通讯效果好,数据传输频率快等特点,同时也可以在信号干扰、车辆较多、距离较远等情况下进行有效通信,提高了车辆编队的安全性。
2、本发明将无线数传模块应用到车辆编队中,且根据无线数传模块的特性,在配置时可以根据加入的车队不同,完成自适应动态标定,结合车载通信单元,组成冗余系统,减少干扰环境下,车辆编队因为单一系统导致定位或数据异常出现的问题。
附图说明
图1为本发明的结构框体;
图2为本发明的流程示意图;
其中,图中标号为:领航车1,跟随车2,车载通信单元3,无线数传模块4,工控机5。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明实施例的具体实施方式。
参照图1,一种车辆编队的多冗余通信系统,包括领航车1和至少一辆跟随车2,领航车1和跟随车2上均装备有车载通信单元3、无线数传模块4和工控机5。车载通信单元3和无线数传模块4分别与工控机5连接,具体地,车载通信单元3与工控机5通过CAN总线进行连接,无线数传模块4与工控机5通过串口进行连接。
参照图1和图2,车辆编队的过程一般分为创建车队、加入车队、车队巡航、离开车队和解散车队。其中,领航车1作为车辆编队的主导,用于创建和管理车队,并通过车载通信单元3和无线数传模块4与跟随车2进行通信。
参照图1和图2,领航车1的车载通信单元3,获取车队信息和领航车1信息,并使用V2X通信技术广播至跟随车2,与跟随车2的车载通信单元3进行通信。该通信模式基于V2X广播技术构建的通讯网络,具有高频率,短距离内通讯效果好,数据传输频率快等优势。
参照图1和图2,领航车1上的无线数传模块4,获取车队信息和领航车1信息,并通过无线数传模块4构建数传电台,以点对点的方式发送至跟随车2,与跟随车2的无线数传模块4进行通信。该通信模式基于无线数传模块4构建的数传电台通信技术,具有点对点专用数据传输通道,数据传输实时性好,抗干扰性强,信号穿透性强,通信稳定,能够适用于恶劣环境和长距离通信等优势。
参照图1和图2,跟随车2的工控机5从车载通信单元3和无线数传模块4获取车队信息和领航车1信息,用于控制车辆的行驶状态。其中,车队信息包括时刻、车队ID、车辆角色、车辆行驶状态、车队状态、车队容量和车队成员管理。领航车1信息包括领航车1位置、速度、加速度、刹车、油门、转向信息、感知信息和自定义信息。
参照图1和图2,一种基于上述车辆编队通信系统的通信方法,领航车1和跟随车2上装备有车载通信单元3和无线数传模块4,并通过车载通信单元3构建V2X广播通信模式,以及通过无线数传模块4构建数传电台通信模式,采用两种通信模式构成多冗余的通信系统,两种通信模式通过判断跟随车2与领航车1之间的距离以及跟随车2接收车队信息的时延来进行切换。具体步骤包括如下:
步骤一,领航车1创建车队后,跟随车2与领航车1初始默认采用车载通信单元3通过V2X通信技术进行通信,并判断是否进入车辆编队,若“是”则进入步骤二,若“否”则通信结束。
步骤二,跟随车2申请加入车队信息经领航车1确认后,领航车1通过车载通信单元3广播自身的无线数传模块4的配置信息;配置信息包括配置模式、ID和波特率,配置信息作为领航车1信息里面的自定义信息通过车载通信单元3进行传输,跟随车2接收到配合信息后完成自身无线数传模块4的动态标定,进入通信冗余模式。
步骤三,跟随车2进入通信冗余模式后,判断是否进入车队巡航,若“是”则进入车队巡航状态,若“否”则通信结束。
步骤四,在车队巡航状态中,若跟随车2与领航车1的距离大于100米时,则跟随车2与领航车1切换采用无线数传模块4进行通信。
步骤五,在车队巡航状态中,若领航车1或跟随车2的车载通信单元3在100ms内无法进行广播信息或接收广播信息时,则跟随车2与领航车1切换采用无线数传模块4进行通信;同时,运行车载通信单元3故障诊断。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种车辆编队的多冗余通信系统,包括领航车和至少一辆跟随车,其特征在于:所述领航车和跟随车上均装备有车载通信单元、无线数传模块和工控机,所述车载通信单元和无线数传模块分别与所述工控机连接,所述领航车用于创建车队,并通过车载通信单元和无线数传模块与跟随车进行通信;所述领航车的车载通信单元,获取车队信息和领航车信息,并使用V2X通信技术广播至跟随车,与跟随车的车载通信单元进行通信;所述领航车的无线数传模块,获取车队信息和领航车信息,并使用数传电台技术点对点发送至跟随车,与跟随车的无线数传模块进行通信。
2.根据权利要求 1 所述的一种车辆编队的多冗余通信系统,其特征在于:所述车队信息包括时刻、车队ID、车辆角色、车辆行驶状态、车队状态、车队容量和车队成员管理。
3.根据权利要求 1 所述的一种车辆编队的多冗余通信系统,其特征在于:所述领航车信息包括领航车位置、速度、加速度、刹车、油门、转向信息、感知信息和自定义信息。
4.根据权利要求 1 所述的一种车辆编队的多冗余通信系统,其特征在于:所述车载通信单元与所述工控机通过CAN总线连接,所述无线数传模块与工控机通过串口连接。
5.一种车辆编队的多冗余通信方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,领航车创建车队后,跟随车与领航车初始默认采用车载通信单元通过V2X通信技术进行通信,并判断是否进入车辆编队,若“是”则进入步骤二,若“否”则通信结束;
步骤二,跟随车申请加入车队信息经领航车确认后,领航车通过车载通信单元广播自身的无线数传模块的配置信息,跟随车接收到配合信息后完成自身无线数传模块的动态标定,进入通信冗余模式;
步骤三,跟随车进入通信冗余模式后,判断是否进入车队巡航,若“是”则进入车队巡航状态,若“否”则通信结束;
步骤四,在车队巡航状态中,若跟随车与领航车的距离大于100米时,则跟随车与领航车切换采用无线数传模块进行通信;
步骤五,在车队巡航状态中,若领航车或跟随车的车载通信单元在100ms内无法进行广播信息或接收广播信息时,则跟随车与领航车切换采用无线数传模块进行通信。
6.根据权利要求 5 所述的一种车辆编队的多冗余通信方法,其特征在于:所述步骤二中的配置信息包括配置模式、ID和波特率,配置信息作为领航车信息里面的自定义信息通过车载通信单元进行传输。
7.根据权利要求 5 所述的一种车辆编队的多冗余通信方法,其特征在于:所述步骤五中,跟随车与领航车切换采用无线数传模块进行通信后,同时运行车载通信单元故障诊断。
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