基于车载自组网模式的小车互联应用技术开发介绍课件

本课题对智能小车的硬件系统、车载自组网络、多传感器数据融合以及GPS定位等相关技术进行研究，设计实现一种基于车载自组网络模式的智能小车的监控导航系统。项目简介院第1页/共31页本课题对智能小车的硬件系统、车载自组1研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第2页/共31页研究背景介绍内容院第2页/共31页2研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第3页/共31页研究背景介绍内容院第3页/共31页3

目前，关于移动机器人系统的研究已成为机器人学领域一个充满活力、具有挑战性的前沿发展方向。但是，在国内并没有哪个大学或组织侧重于研究智能移动机器人间的通信。尤其在汽车行业越来越智能化的今天，把我们已有的导航机器人、视觉导航系统等等，通过无线自组网应用到汽车通信领域显得尤为重要。移动自组网(mobileAdHocnetworks，MANET)是一种不依赖任何基础设施、可随时随地组建、无中心和自组织的特殊无线移动通信网络。开发这样一种网络就需要Ad-Hoc技术和当今国际研究热点——802.11p协议。车载自组网研究背景院第4页/共31页目前，关于移动机器人系统的研究已成为41.AdHoc网络不依赖基础设施、独立组网和抗毁性强等优良特性，使得它在车载通信系统中具有良好的应用前景。2.车载自组网(vehicularAdHocnetworks，VANET)，也称为车间通信(inter-vehiclecommunication，IVC)，是在配备无线网络接口的汽车以及路边站(road-sideunit，RSU)之间形成的一种无中心移动自组网络。.

3.VANET作为智能交通系统(intelligenttransportationsystem，ITS)的核心部分，通过车间或车与RSU之间无线多跳通信，可以为司机提供及时报警和路况等信息，还可以通过路边站接入互联网，方便司机或乘客获取天气、交通流量、商店购物或网络娱乐等信息，从而有利于合理选择行车路线，避免交通堵塞，增加行车过程的舒适度，具有广泛的商业应用前景。Ad-Hoc&VANET院第5页/共31页1.AdHoc网络不依赖基础设施、独立组网和抗毁性51.近年来汽车网络越来越受到人们的关注，联邦通信委员会为了提高高速公路上的安全和效率，针对汽车通信的特殊环境出炉IEEE80211p标准。利用无线通信标准DSRC实现路边到汽车和汽车到汽车的公共安全和私人活动通信的短距离的通信服务。2.车载环境无线接入(WAVE)被视为下一代专用短距通信(DSRC)技术，能够提供高速的车到车(V2V)和车到中心台(V2I)数据传输，主要可以用于智能交通系统(ITS)，车辆安全服务以及车上因特网接入。IEEE802.11p&WAVA院第6页/共31页1.近年来汽车网络越来越受到人们的关注，联邦通信委员会6IEEE802.11p的价值和意义车辆自组网（802.11p协议）与传统无线通信系统相比较：车辆高速行驶；信道快速衰落；多普勒效应严重；网络拓扑变化快等特征。院第7页/共31页IEEE802.11p的价值和意义车辆自组网（802.117各种车载无线网的比较DSRCWi-FiCellularWMiax延时<50msSecondsSeconds/移动性>60m/h<5m/h>60m/h>60m/h通信距离<1000m<100m<10km<15km数据传输率3~27Mb/s6~54Mb/s<2Mb/s1~32Mb/s通信带宽10MHz20MHz<3MHz<10MHz通信频段5.86~5.925GHz2.4GHz,5.2GHz800MHz1.9GHz2.5GHzIEEE标准802.11P(WAVE)802.11aN/A802.16e院第8页/共31页各种车载无线网的比较DSRCWi-FiCellularWMi8IEEE802.11p的研究是基于IEEE802.11解决汽车网络的方案。由于设计的IEEE802.11标准在灵活性上很差，所以IEEE802.l1p标准主要是解决快速连接高频率切换问题和新的安全问题。从技术上来看，它对IEEE802.11进行了多项针对汽车这样的特殊环境的改进，如：热点间切换更先进更支持移动环境增强了安全性加强了身份认证等等IEEE802.11p的特点院第9页/共31页IEEE802.11p的研究是基于IEEE802.11解决9VANET网络的基本架构主要有两大类：（1）节点(车辆)和中心的V2I结构（2）节点(车辆)和节点(车辆)间的AdHoc结构IEEE802.11p网络架构院第10页/共31页VANET网络的基本架构主要有两大类：IEEE802.11p10IEEE802.11p网络架构院方案示意图第11页/共31页IEEE802.11p网络架构院方案示意图第11页/共31页11VANET的应用也主要分为两大类：（1）安全应用

事故现场预警；十字路口；拥塞的道路；（2）提供增值业务internet连接；P2P应用。IEEE802.11p的应用院第12页/共31页VANET的应用也主要分为两大类：IEEE802.11p的应12研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第13页/共31页研究背景介绍内容院第13页/共31页13

本系统采用以S3C2440为核心，增添其他外围功能模块，如双电源模块、红外探测模块、显示模块、电机驱动模块、无线收发模块、GPS定位模块等，设计实现可以组建车载自组网、具有人车交互和车车互操作的多功能智能小车。系统总体描述院第14页/共31页系统总体描述院第14页/共31页14系统总体结构院第15页/共31页系统总体结构院第15页/共31页15小车能够自主行走并较好的识别障碍物。2.小车可以解析主机下发的指令，作出相应的工作。3.小车之间可以通信并进行互操作4.通过在小车上安装摄像头，实现视频采集及无线传输。5.PC端接收无线流媒体数据并能够播放。系统功能介绍院第16页/共31页小车能够自主行走并较好的识别障碍物。系统功能介绍院第16页/166.一台小车可以接收另台小车的流媒体数据并能够播放。7.小车装备GPS模块，可以实时定位，并将定位数据传个PC。8.设计PC电子地图软件，并接收小车的实时定位信息以显示小车实时位置。系统功能介绍院第17页/共31页6.一台小车可以接收另台小车的流媒体数据并能够播放。系统功17系统开发流程图院第18页/共31页系统开发流程图院第18页/共31页18研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第19页/共31页研究背景介绍内容院第19页/共31页19硬件系统体系结构院第20页/共31页硬件系统体系结构院第20页/共31页20软件系统体系结构院第21页/共31页软件系统体系结构院第21页/共31页21软件工作流程院第22页/共31页软件工作流程院第22页/共31页22控制系统院第23页/共31页控制系统院第23页/共31页23视频采集处理系统院视频数据压缩编码过程：第24页/共31页视频采集处理系统院视频数据压缩编码过程：第24页/共31页24命令接收执行系统院第25页/共31页命令接收执行系统院第25页/共31页25实时定位系统院第26页/共31页实时定位系统院第26页/共31页26研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第27页/共31页研究背景介绍内容院第27页/共31页27实际生产工作量，包括：a.所有程序约3千多行源代码；b.阅读书籍，学习知识，探索方法花去了很多的时间。c.自己的任务，并且通过交流分享给了其他组员。d.主要活动如下：总结1院第28页/共31页实际生产工作量，包括：总结1院第28页/共31页28e.安排这些活动的最终目的：第一，是为了完成工程实践这一任务；第二，是为了让每位组员在这接近5个月的时间中，没有人闲下来；第三，是为了让所有组员通过该工程实践学习到各种编程实践的知识。各组员都很好的完成了自己的任务，并且通过交流分享给了其他组。对产品质量的评价

此小车具有高度自主性、高智能、低功耗且价格低廉等优点，其将在智能楼宇、医院、商场、图书馆等场所有广泛的应用前景。

同时，该系统也是也是一个研究车载自组网的应用和协议开发的平台。总结2院第29页/共31页e.安排这些活动的最终目的：总结2院第29页/共31页29问题分析智能性不够强，可在智能识别和算法做进一步研究，并增加相应传感器作为辅助；小车的运动系统存在缺陷，加强对运动系统和对摄像头的控制，向工业产品迈进，如搜救机器人；增加人机交互功能，智能娱乐产品；增强控制系统健壮性，开发真正的智能无人驾驶系统。总结3院第30页/共31页问题分析总结3院第30页/共31页30感谢您的欣赏！第31页/共31页感谢您的欣赏！第31页/共31页31

本课题对智能小车的硬件系统、车载自组网络、多传感器数据融合以及GPS定位等相关技术进行研究，设计实现一种基于车载自组网络模式的智能小车的监控导航系统。项目简介院第1页/共31页本课题对智能小车的硬件系统、车载自组32研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第2页/共31页研究背景介绍内容院第2页/共31页33研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第3页/共31页研究背景介绍内容院第3页/共31页34

目前，关于移动机器人系统的研究已成为机器人学领域一个充满活力、具有挑战性的前沿发展方向。但是，在国内并没有哪个大学或组织侧重于研究智能移动机器人间的通信。尤其在汽车行业越来越智能化的今天，把我们已有的导航机器人、视觉导航系统等等，通过无线自组网应用到汽车通信领域显得尤为重要。移动自组网(mobileAdHocnetworks，MANET)是一种不依赖任何基础设施、可随时随地组建、无中心和自组织的特殊无线移动通信网络。开发这样一种网络就需要Ad-Hoc技术和当今国际研究热点——802.11p协议。车载自组网研究背景院第4页/共31页目前，关于移动机器人系统的研究已成为351.AdHoc网络不依赖基础设施、独立组网和抗毁性强等优良特性，使得它在车载通信系统中具有良好的应用前景。2.车载自组网(vehicularAdHocnetworks，VANET)，也称为车间通信(inter-vehiclecommunication，IVC)，是在配备无线网络接口的汽车以及路边站(road-sideunit，RSU)之间形成的一种无中心移动自组网络。.

3.VANET作为智能交通系统(intelligenttransportationsystem，ITS)的核心部分，通过车间或车与RSU之间无线多跳通信，可以为司机提供及时报警和路况等信息，还可以通过路边站接入互联网，方便司机或乘客获取天气、交通流量、商店购物或网络娱乐等信息，从而有利于合理选择行车路线，避免交通堵塞，增加行车过程的舒适度，具有广泛的商业应用前景。Ad-Hoc&VANET院第5页/共31页1.AdHoc网络不依赖基础设施、独立组网和抗毁性361.近年来汽车网络越来越受到人们的关注，联邦通信委员会为了提高高速公路上的安全和效率，针对汽车通信的特殊环境出炉IEEE80211p标准。利用无线通信标准DSRC实现路边到汽车和汽车到汽车的公共安全和私人活动通信的短距离的通信服务。2.车载环境无线接入(WAVE)被视为下一代专用短距通信(DSRC)技术，能够提供高速的车到车(V2V)和车到中心台(V2I)数据传输，主要可以用于智能交通系统(ITS)，车辆安全服务以及车上因特网接入。IEEE802.11p&WAVA院第6页/共31页1.近年来汽车网络越来越受到人们的关注，联邦通信委员会37IEEE802.11p的价值和意义车辆自组网（802.11p协议）与传统无线通信系统相比较：车辆高速行驶；信道快速衰落；多普勒效应严重；网络拓扑变化快等特征。院第7页/共31页IEEE802.11p的价值和意义车辆自组网（802.1138各种车载无线网的比较DSRCWi-FiCellularWMiax延时<50msSecondsSeconds/移动性>60m/h<5m/h>60m/h>60m/h通信距离<1000m<100m<10km<15km数据传输率3~27Mb/s6~54Mb/s<2Mb/s1~32Mb/s通信带宽10MHz20MHz<3MHz<10MHz通信频段5.86~5.925GHz2.4GHz,5.2GHz800MHz1.9GHz2.5GHzIEEE标准802.11P(WAVE)802.11aN/A802.16e院第8页/共31页各种车载无线网的比较DSRCWi-FiCellularWMi39IEEE802.11p的研究是基于IEEE802.11解决汽车网络的方案。由于设计的IEEE802.11标准在灵活性上很差，所以IEEE802.l1p标准主要是解决快速连接高频率切换问题和新的安全问题。从技术上来看，它对IEEE802.11进行了多项针对汽车这样的特殊环境的改进，如：热点间切换更先进更支持移动环境增强了安全性加强了身份认证等等IEEE802.11p的特点院第9页/共31页IEEE802.11p的研究是基于IEEE802.11解决40VANET网络的基本架构主要有两大类：（1）节点(车辆)和中心的V2I结构（2）节点(车辆)和节点(车辆)间的AdHoc结构IEEE802.11p网络架构院第10页/共31页VANET网络的基本架构主要有两大类：IEEE802.11p41IEEE802.11p网络架构院方案示意图第11页/共31页IEEE802.11p网络架构院方案示意图第11页/共31页42VANET的应用也主要分为两大类：（1）安全应用

事故现场预警；十字路口；拥塞的道路；（2）提供增值业务internet连接；P2P应用。IEEE802.11p的应用院第12页/共31页VANET的应用也主要分为两大类：IEEE802.11p的应43研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第13页/共31页研究背景介绍内容院第13页/共31页44

本系统采用以S3C2440为核心，增添其他外围功能模块，如双电源模块、红外探测模块、显示模块、电机驱动模块、无线收发模块、GPS定位模块等，设计实现可以组建车载自组网、具有人车交互和车车互操作的多功能智能小车。系统总体描述院第14页/共31页系统总体描述院第14页/共31页45系统总体结构院第15页/共31页系统总体结构院第15页/共31页46小车能够自主行走并较好的识别障碍物。2.小车可以解析主机下发的指令，作出相应的工作。3.小车之间可以通信并进行互操作4.通过在小车上安装摄像头，实现视频采集及无线传输。5.PC端接收无线流媒体数据并能够播放。系统功能介绍院第16页/共31页小车能够自主行走并较好的识别障碍物。系统功能介绍院第16页/476.一台小车可以接收另台小车的流媒体数据并能够播放。7.小车装备GPS模块，可以实时定位，并将定位数据传个PC。8.设计PC电子地图软件，并接收小车的实时定位信息以显示小车实时位置。系统功能介绍院第17页/共31页6.一台小车可以接收另台小车的流媒体数据并能够播放。系统功48系统开发流程图院第18页/共31页系统开发流程图院第18页/共31页49研究背景总体设计详细设计总结&致谢介绍内容院第19页/共31页研究背景介绍内容院第19页/共31页50硬件系统体系结构院第20页/共31页硬件系统体系结构院第20页/共31页51软件系统体系结构院第21页/共31页软件系统体系结构院第21页/共31页52软件工作流程院第22页/共31页软件工作流程院第22页/共31页53控制系统院第23页/共31页控制系统院第23页/共31页54视频采集处理