[发明专利]一种面向自动驾驶的车联多智能体无线动态组网及其操作方法

权利要求书

1.一种面向自动驾驶的车联多智能体无线动态组网，其特征在于，对车内部分有线网络进行无线升级，并在车内载有无线通信平台的基础上对车联多智能体进行无线组网，具体无线组网如下：

该车联无线组网首先是对车载内部部分有线网络进行无线改造，完成车载内部部分模块的无线组网通信，结合APU人机交互中心，利用ZigBee路由模块，完成车联多智能体之间的无线组网：

车内无线组网平台主要是根据车辆内部不同的连接方式对部分有线网络进行无线升级，并相应的制定车辆环境监测系统、车辆信息管理系统、多媒体信息传输系统三大功能模块；

车联多智能体无线组网是在装载车内无线组网平台的多智能车辆的基础上，对每个智能车辆配载ZigBee路由器进行车外无线组网功能，ZigBee路由器通过无线通信将获得车辆的速度和位置信息进行交互，并结合车载APU人机交互平台，完成整个的车联无线组网通信平台，达到车辆多智能体的一致性控制，进而完成某些特定的编队任务。

2.根据权利要求1所述的一种车联多智能体无线动态组网，其特征在于，所述无线组网中所述的车内无线组网平台中的三大功能模块：

车辆环境检测系统，采用基于ZigBee的集中星形网络拓扑，利用单跳集中的方式进行组网；对实时性和安全性要求不高车门、车灯、安全带、喇叭进行电气连接；

车辆信息管理系统采用基于ZigBee的分布式树状网络拓扑，利用多跳分布式自组网；由多跳ZigBee无线模块、OBD模块、空气质量检测模块和仪表盘显示模块组成，用于负责车辆的自诊断以及车内环境的监测，实时地采集车辆的码速、油耗、电量，并将这些车辆的状态信息传递给ZigBee协调器2；

多媒体信息传输系统，采用基于WiFi和蓝牙的混合组网，将音视频、行车记录、语音、导航节点和适配器连接；ZigBee协调器2和三大功能模块的ZigBee路由器互联将收到的数据打包处理通过RS232传到APU人机交互中心进行数据分析、存储；

其中，APU人机交互中心为Cortex-A8核心板，含有型号为i.MX 6UL的CPU，并装载Android平台，集成2.4GHz/5GHz频段接口，其作为平台的核心控制单元，用于负责车联多智能体之间多种网络的任务调度及通信协议的实现，车辆环境监测系统、车辆信息管理网络、多媒体网络、车外无线组网系统都通过RS232串口和其连接。

3.根据权利要求1所述车联多智能体无线动态组网，其特征在于：所述无线组网中所述的车联多智能体无线组网系统，用于负责智能车辆之间的无线组网，以及车辆状态信息的交互，在车内载有上述无线通信平台智能车辆的基础上，采用基于ZigBee模块的无线组网，将智能车辆配备ZigBee路由器，与ZigBee协调器1进行组网，并收集智能车内无线模块采集到的包括位置、速度的车辆状态信息，配备ZigBee路由器的每个智能车辆将这些信息以无线通信的方式传输给ZigBee协调器1，协调器通过RS232传到APU人机交互平台进行数据处理，最后，车辆信息管理系统通过ZigBee协调器，将智能车辆达到一致性控制所需要的信息传递给各智能车辆终端，进行车辆的运动控制，完成给定的编队任务。

4.一种面向自动驾驶的车联多智能体无线动态组网的操作方法，采用权利要求1所述面向自动驾驶的车联多智能体无线动态组网进行操作，其特征在于，操作步骤如下：

所述基于车内无线通信平台的车联多智能体无线组网步骤如下：

步骤1：整个车内无线通信平台上电初始化参数或设置完成时，车联无线网络和人机交互中心进入工作状态；

步骤2：智能车辆启动，无线传感器节点或车载终端设备进入工作状态，路由进行拓扑收集；

步骤3：通过ZigBee无线自组网的机制，当发现带有身份验证信息的智能车辆节点请求加入网络时，进行身份验证；

步骤4：进行车联多智能体拓扑简化如下：

判断网络节点数目，建立图信号模型，如果节点数目大于指定数目阈值K，则进行超节点采样，获得简化拓扑图；否则，智能车辆之间进行信息交互，获得相邻节点信息；

步骤5：车辆信息管理平台完成信息交互后，进行拓扑控制，通过ZigBee无线模块，将超节点的状态信息传输给局部集内的一阶邻居节点，从而完成车辆多智能体的一致性控制。