[发明专利]一种基于可见光的车际网通信系统

说明书

本发明提出一种基于可见光的车际网通信系统，包括安装于车辆上的VLC发射装置、VLC接收装置、VLC计算单元、以及VLC通信单元和分布式智能控制单元；所述VLC发射装置用于传递单向或交互信息，所述VLC接收装置用于动态信息接收，所述VLC计算单元用于传感器输入、VLC编码解码、VLC调制解调、图像捕捉、图像处理、信息交互系统输入输出或线控执行系统输入输出；所述VLC通信单元用于车内网通信以及车辆间通信，所述分布式智能控制单元用于分布式智能控制算法。本发明应用自由度高、安全性好、功耗低，对车辆外观改动小，易于前装、后装和批量应用。

技术领域

本发明涉及一种基于可见光的车际网通信系统，属于智能网联汽车、自动驾驶及电通信技术技术领域。

背景技术

智能网联是汽车行业的发展方向，其中实现车际通信的车际网通常采用的是移动物联网技术，无论射频（RFID）、专用短程通信（DSRC）、4G蜂窝车联网（LTE-V2X）还是5G蜂窝车联网（5G-V2X）移动互联网均采用频率低于毫米波（30G-300GHz）的电磁波通信，目前5G用到最高到30GHz、Wifi用到最高66GHz的毫米波频段，6G预计最高可达10THz的太赫兹频段，此类频段工作能耗高、频谱资源有限且使用大多受限。

此外，将上述频段大规模用于道路交通后，其通信安全性、抗干扰能力和环境安全性难以保证，如对包括飞行器、轨道交通在内的交通工具，对包括心脏起搏器在内的医疗设备等的影响难以确定，同时这类频段信息非定向传输，也就容易互相干扰、被拦截或被攻击。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于可见光的车际网通信系统，使用380THz到750THz（400nm~780nm）的可见光频段代替现有太赫兹（30μm~3mm）以下电磁波频段进行车际通信，车联网频段资源可扩大2个数量级，同时实现基于可见光通信（VLC）组建车际网的目标，通过VLC（Visible Light Communication ，即可见光通信）发射装置发送信息，通过VLC接收装置接收信息，通过VLC计算单元完成信息的收发、使用和决策，通过VLC通信方法实现信息的编解码并确保有效传输。在此基础上实现车辆间通信，车际网与信息交互系统、线控执行系统等的互联，服务智能网联和交通智能化。

技术方案：本发明解决上述技术问题的方法通过如下的技术方案实现：

本发明的一种基于可见光的车际网通信系统，该系统包括安装于车辆上的VLC发射装置、VLC接收装置、VLC计算单元、以及VLC通信单元和分布式智能控制单元；所述VLC发射装置用于传递单向或交互信息，所述VLC接收装置用于动态信息接收，所述VLC计算单元用于传感器输入、VLC编码解码、VLC调制解调、图像捕捉、图像处理、信息交互系统输入输出或线控执行系统输入输出；所述VLC通信单元用于车内网通信以及车辆间通信，所述分布式智能控制单元用于分布式智能控制算法。

进一步地，所述VLC发射装置包括日光灯、倒车灯、转向灯、制动灯、雾灯、前照灯、氛围灯、示廓灯、牌照灯、警示灯、Logo灯。

进一步地，所述VLC接收装置包括光电传感器、机器视觉传感器、光学天线三种可见光信息接收装置；所述光电传感器包括通过光敏二极管和/或光敏三极管和/或雪崩光电二极管和/或光电倍增管；所述机器视觉传感器包括照相机、摄像机；所述光学天线是利用麦克斯韦方程组的频率不变性设计的微纳尺度光学天线。

进一步地，所述VLC通信单元具备简码协议和V2X协议两种类型的通信协议，其中简码协议包括灯语格式、电报格式、自定义格式，V2X协议采用PC5的V2X通信协议。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：