[发明专利]一种基于LTE-V2X的CACC车队异常车辆检测方法

说明书

本发明公开了一种基于LTE‑V2X的CACC车队异常车辆检测方法，包括：1）构建基于LTE‑V2X的车队模型；2）时延阈值估计；3）构建异常节点检测的特征参数；4）数据生成；5）异常节点检测；6）限制异常节点。这种方法通过对队内车辆通信时延的监测，对通信时延高于时延阈值的车队采用SVM算法进行队内异常节点的检测，避免对路面所有车辆进行异常检测，能省计算开销，同时通过限制异常节点资源，能提高车队通信的吞吐量。

技术领域

本发明涉及车载通信技术领域，具体是一种基于LTE-V2X(Long Term Evolution-Vehicle to Everything,简称LTE-V2X)的协同式自适应巡航(Cooperative AdaptiveCruise Control System，简称CACC)车队异常车辆检测方法。

背景技术

汽车数量的迅猛增长，在带来便捷的同时也带了一系列道路交通问题。世界卫生组织在2018年发布的《全球道路安全现状报告》的数据显示道路交通死亡人数继续攀登，到2016年，年死亡人数已高达135万人。造成交通事故的原因主要包括机动车驾驶人超速驾驶、疲劳驾驶、违反道路交通规则等。这些数据令人担忧的同时也意味着当下对道路行车安全的迫切需求。因此，各大汽车生产商相继展开对智能驾驶的研究，通过智能驾驶技术降低交通事故率。

协同式自适应巡航CACC作为自适应巡航ACC的延伸，在ACC的基础上增加了车车通信技术进行车辆信息之间的传递，从而感知车辆周围环境以及相应的行驶状态，实现队列行驶，不仅可以提高道路行车安全，而且对提高交通效率也起到了重要作用。然而，车队行驶不同与单车行驶，一旦队内存在具有恶意的异常车辆，其他车辆的安全性也会受到威胁。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于LTE-V2X的CACC车队异常车辆检测方法。这种方法通过对队内车辆通信时延的监测，对通信时延高于时延阈值的车队采用SVM算法进行队内异常节点的检测，避免对路面所有车辆进行异常检测，能省计算开销，同时通过限制异常节点资源，能提高车队通信的吞吐量。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于LTE-V2X的CACC车队异常车辆检测方法，包括如下步骤：

1)构建基于LTE-V2X的车队模型：假设在同一车道上行驶有K+1辆车辆，依据CACC控制策略组成车队，将车辆标记为0,1,…,K，车辆0为头车，其余车辆为跟随车辆，其中存在一个观测车辆，假设所有车辆都具有CACC功能，车队内车辆通过LTE-V2V与相邻车辆进行通信，令s_i＝[x_i,v_i,a_i]^T表示车辆i的空间状态，其中x_i为车辆i的位置，v_i为车辆i的速度，a_i为车辆i的加速度，i＝1,2,...,K，第i辆车的动力学模型描述为如公式(1)所示：

其中，τ_i表示车辆i的动力系统的时间常数，u_i表示车辆i的位置控制输入，u_i表达式如公式(2)所示：

u_i＝f[s_i(t-Δt)] (2)，

其中，f[·]表示控制方法，Δt表示通信时延，车辆i与前车之间的距离d_i表示为公式(3)所示：

d_i＝q_i-1-q_i-l_i (3)，