專利名稱：在車輛Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的V2X連接的協(xié)作診斷與預(yù)測(cè)應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例總體涉及車輛-車輛通信ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在車輛-車輛(V2V)通信中，車輛通常通過基站與集中式后端服務(wù)器通信，以提供車輛信息用于分析。后端服務(wù)器能夠存儲(chǔ)和處理一個(gè)城市或其它地理位置之內(nèi)的大量車輛的數(shù)據(jù)。通常，這種通信利用蜂窩式服務(wù)來執(zhí)行。這種系統(tǒng)可用于輸入診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)用于分析；然而，這種集中式系統(tǒng)將要求大量的處理能力并且處理起來成本很高。另外，在車輛和后端服務(wù)器之間使用蜂窩式通信的通信鏈路將是成本高的，并且具有有限的帶寬。結(jié)果，如果嘗試對(duì)這樣更大的一組車輛發(fā)送診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)用于分析將導(dǎo)致蜂窩系統(tǒng)和后端服務(wù)器都可能過載并且整個(gè)系統(tǒng)將具有擴(kuò)展性問題。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于利用車輛內(nèi)診斷和預(yù)測(cè)分析方法來確定異?；蝾A(yù)測(cè)的故障，其中，該方法使用來自遠(yuǎn)處車輛的匯集數(shù)據(jù)并將遠(yuǎn)處車輛的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與宿主車輛的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。本發(fā)明的實(shí)施例還降低了所接收的數(shù)據(jù)中的冗余，用于降低計(jì)算處理時(shí)間和降低可能使結(jié)果歪曲的任何偏差。一個(gè)實(shí)施例構(gòu)思了一種用于處理和分析車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的方法。在車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的宿主車輛和遠(yuǎn)處車輛之間交換診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。將所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述宿主車輛的存儲(chǔ)器中。消除所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中的冗余。利用聚類技術(shù)來檢測(cè)所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的異常，其中，所述聚類技術(shù)確定由所述宿主車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類是否與由所述遠(yuǎn)處車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類偏差較大。如果來自所述宿主車輛的聚類數(shù)據(jù)與來自所述遠(yuǎn)處車輛的聚類偏差較大，則通知車輛的駕駛員。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。1. 一種在車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中處理和分析診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟
在車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的宿主車輛和遠(yuǎn)處車輛之間交換診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)； 將所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述宿主車輛的存儲(chǔ)器中； 消除所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中的冗余；
利用聚類技術(shù)來檢測(cè)所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的異常，其中，所述聚類技術(shù)確定由所述宿主車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類是否與由所述遠(yuǎn)處車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類偏差較大；以及
如果來自所述宿主車輛的聚類數(shù)據(jù)與來自所述遠(yuǎn)處車輛的聚類偏差較大，則通知車輛的駕駛員。2.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，使用基于哈希函數(shù)的隨機(jī)計(jì)數(shù)技術(shù)來降低冗余O
3.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，基于哈希函數(shù)的隨機(jī)計(jì)數(shù)技術(shù)包括 Flajolet-Martin Sketch 邏輯。4.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，使用專用短波通信協(xié)議作為所述宿主車輛和遠(yuǎn)處車輛之間的通信信道。5.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，使用WiFi在所述宿主車輛和遠(yuǎn)處車輛之間通
fn °6.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包括來自遠(yuǎn)處車輛的操作和缺陷數(shù)據(jù)。7.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述檢測(cè)異常的步驟還包括 當(dāng)將診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分配給各相應(yīng)的聚類時(shí)，估計(jì)各相應(yīng)的聚類的中心； 確定所述遠(yuǎn)處車輛的各相應(yīng)的聚類的中心是否彼此收斂到一起；以及
響應(yīng)于所述遠(yuǎn)處車輛的各相應(yīng)的聚類的中心收斂而確定所述宿主車輛的聚類中的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是否與所述遠(yuǎn)處車輛的聚類中的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)偏差較大。8.如技術(shù)方案7所述的方法，其中，確定所述宿主車輛的聚類是否與所述遠(yuǎn)處車輛的聚類偏差較大包括確定所述宿主車輛的聚類和所述遠(yuǎn)處車輛的聚類之間是否偏差超過預(yù)先確定的閾值。9.如技術(shù)方案8所述的方法，其中，所述預(yù)先確定的閾值是計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差。10.如技術(shù)方案8所述的方法，其中，所述預(yù)先確定的閾值是計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)。11.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，為聚類分配診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)還包括以下步驟
計(jì)算從相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)到各聚類中心的距離；
確定與所述相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)距離最小的相應(yīng)的聚類中心；以及
將相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)分配給具有與所述相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)距離最小的聚類中心的聚類。12.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述異常包括所述車輛的操作參數(shù)中的當(dāng)前故障。13.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述異常包括所述車輛的操作參數(shù)中的預(yù)測(cè)的故障。14.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述異常被提供到集中式診斷和預(yù)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)。15.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述集中式診斷和預(yù)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)執(zhí)行錯(cuò)誤檢查。16.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述集中式診斷和預(yù)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)通知所述車輛的駕駛員。17.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述車輛內(nèi)的人與機(jī)器交互裝置將所述異常通知駕駛員。


圖1是交通流圖的示例。圖2是車輛-車輛通信系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)的框圖。圖3是從遠(yuǎn)處車輛獲得診斷和預(yù)測(cè)消息的轉(zhuǎn)換流圖。圖4示出了車輛-車輛通信系統(tǒng)中的車輛所廣播的消息中所包括的信息的數(shù)據(jù)塊。圖5是用于降低冗余的哈希函數(shù)(hash function)的示意性表示。圖6是用于檢測(cè)異常的聚類技術(shù)的圖示。圖7是用于預(yù)測(cè)故障的聚類模型圖的圖形表示。圖8是利用來自遠(yuǎn)處車輛的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來檢測(cè)異常的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中總地示出了交通流圖，該交通流圖示出了宿主車輛10和遠(yuǎn)處車輛12。遠(yuǎn)處車輛12具有與宿主車輛10通信的能力，這稱為車輛-車輛(V2V)通信。宿主車輛10和遠(yuǎn)處車輛12通過相應(yīng)的車輛之間的通信網(wǎng)絡(luò)(例如，DSRC)而相互發(fā)送無線消息。在車輛之間傳遞的車輛-車輛(V2V)無線消息可以作為標(biāo)準(zhǔn)消息發(fā)送。無線消息包括與車輛的操作條件、環(huán)境獲知條件以及車輛動(dòng)力學(xué)/動(dòng)態(tài)參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)。本文所描述的實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于車輛可以傳遞關(guān)于其自身車輛的診斷和預(yù)測(cè)(D&P)數(shù)據(jù)，用于對(duì)比目的。這允許各車輛獨(dú)立地處理從遠(yuǎn)處車輛收集的數(shù)據(jù)并與其自身數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定是否有其自身的操作參數(shù)不在其它周圍車輛的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。圖2示出了宿主車輛10和至少一個(gè)遠(yuǎn)處車輛12之間的車輛-車輛通信系統(tǒng)。宿主車輛10和遠(yuǎn)處車輛12各裝備有無線電13，該無線電13包括發(fā)送器和接收器(或收發(fā)器)，諸如專用短波通信(DSRC)裝置，用于通過天線14來廣播和接受無線消息。宿主車輛 10和遠(yuǎn)處車輛12還包括相應(yīng)的處理單元16，用于處理在無線消息或其它發(fā)送裝置(如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器)中收到的數(shù)據(jù)。各車輛還包括用于收集從一列傳感器20接收的數(shù)據(jù)的車輛交互裝置18，這一列傳感器20包括但不限于速度傳感器、制動(dòng)傳感器、橫擺角速度傳感器、加速度傳感器和轉(zhuǎn)向傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)(諸如速度、溫度、電池電壓和目標(biāo)檢測(cè))傳感器。圖3示出了宿主車輛10相對(duì)于多個(gè)遠(yuǎn)處車輛收集和廣播車輛診斷和預(yù)測(cè)(D&P)數(shù)據(jù)。應(yīng)該理解的是，宿主車輛10不但可以從直接傳遞到宿主車輛10的消息中收集D&P數(shù)據(jù)，而且可以從遠(yuǎn)處車輛在過去從其它遠(yuǎn)處車輛獲知而存儲(chǔ)起來的D&P數(shù)據(jù)中收集D&P數(shù)據(jù)。示出了在T=tQ，宿主車輛10與遠(yuǎn)處車輛&通信。宿主車輛接收由&廣播的D&P 數(shù)據(jù)并將該D&P數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如，數(shù)據(jù)庫)中。在時(shí)間T=、，宿主車輛10與車輛& 通信，并將D&P數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在時(shí)間T=t2，宿主車輛10與車輛&通信，該車輛& 在遇到宿主車輛之前遇到了其它的遠(yuǎn)處車輛4、S。。應(yīng)該理解的是，從各個(gè)遠(yuǎn)處車輛獲得的D&P數(shù)據(jù)可以是該遠(yuǎn)處車輛自身的D&P數(shù)據(jù)或者是該遠(yuǎn)處車輛從其它遠(yuǎn)處車輛收集到的 D&P數(shù)據(jù)。例如，遠(yuǎn)處車輛&可以基于由之前與車輛S。和&的通信而存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的 D&P數(shù)據(jù)來傳遞與S。和&有關(guān)的D&P數(shù)據(jù)。或者，宿主車輛10可以獲知在兩個(gè)相應(yīng)的遠(yuǎn)處車輛(例如，Sc和Sb)之間的通信，并將獲知的相應(yīng)的D&P數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在宿主車輛的存儲(chǔ)器中。圖3中所示的其它時(shí)間點(diǎn)示出了通過直接通信、通過由遠(yuǎn)處車輛發(fā)送存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的其它遠(yuǎn)處車輛的D&P數(shù)據(jù)、或者通過在兩個(gè)其它遠(yuǎn)處車輛之間獲知的D&P數(shù)據(jù)而從其它遠(yuǎn)處車輛收集D&P數(shù)據(jù)。結(jié)果，宿主車輛10可以從多個(gè)遠(yuǎn)處車輛獲得充足的D&P數(shù)據(jù)， 而無需與各個(gè)所述多個(gè)遠(yuǎn)處車輛進(jìn)行直接通信。圖4示出了包括在車輛消息中的D&P信息的數(shù)據(jù)塊。各數(shù)據(jù)塊包括但不限于由車輛所執(zhí)行的D&P服務(wù)的類型20 ；消息生成時(shí)間21 ；消息生成位置22 ；消息傳播時(shí)間范圍 23 (即，消息應(yīng)該被維持多久)；消息傳播空間范圍24 (即消息應(yīng)該被維持的地理位置)；以及車輛傳感器數(shù)據(jù)25。

由于從多個(gè)車輛獲得的充足的D&P數(shù)據(jù)，很大一部分的D&P數(shù)據(jù)有重疊(即，重復(fù)了)，導(dǎo)致了 D&P數(shù)據(jù)的冗余。因此，需要消除D&P數(shù)據(jù)的冗余。圖5示出了用于降低冗余的哈希函數(shù)的示意性表示。該哈希函數(shù)是一種隨機(jī)計(jì)數(shù)哈希函數(shù)，其可包括各種哈希函數(shù)中的任何一種，諸如但不限于Flagolet-Martin Sketch邏輯。當(dāng)來自兩個(gè)車輛的兩個(gè)D&P 向量合并時(shí)，哈希函數(shù)可以用來以有效率的方式(不檢查各數(shù)據(jù)向量的數(shù)據(jù)項(xiàng))確定這兩個(gè)向量之間是否存在冗余。如果存在這種冗余，則可消除冗余。如圖5所示，車輛A的D&P向量總體地由26表示。車輛B的D&P向量總體地由28表示。利用Flagolet-Martin Sketch 邏輯，通過將來自車輛A和車輛B的兩個(gè)D&P向量合并為所得到的由30總體表示的D&P向量而消除冗余。一旦消除了 D&P存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中的冗余，對(duì)D&P數(shù)據(jù)應(yīng)用異常檢測(cè)，駕駛員被告知任何這種異?；蜍囕v中預(yù)測(cè)的缺陷/故障，這是由宿主車輛D&P數(shù)據(jù)和來自多個(gè)車輛的D&P數(shù)據(jù)之間的比較而確定的。利用聚類技術(shù)實(shí)現(xiàn)異常檢測(cè)。下面是相應(yīng)的聚類技術(shù)的一個(gè)示例， 但應(yīng)該理解的是，本文所述的聚類技術(shù)僅是一個(gè)實(shí)施例，可以采用其它聚類技術(shù)，而不偏離本發(fā)明的范圍。示例性聚類技術(shù)包括按照相應(yīng)的準(zhǔn)則將各遠(yuǎn)處車輛的D&P數(shù)據(jù)分組為聚類。首先，對(duì)給定的一組數(shù)據(jù)初始化其聚類中心。初始化聚類中心可以由以下公式表示
權(quán)利要求
1.一種在車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中處理和分析診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟在車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的宿主車輛和遠(yuǎn)處車輛之間交換診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；將所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述宿主車輛的存儲(chǔ)器中；消除所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中的冗余；利用聚類技術(shù)來檢測(cè)所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的異常，其中，所述聚類技術(shù)確定由所述宿主車輛形 成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類是否與由所述遠(yuǎn)處車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類偏差較大；以及如果來自所述宿主車輛的聚類數(shù)據(jù)與來自所述遠(yuǎn)處車輛的聚類偏差較大，則通知車輛的駕駛員。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用基于哈希函數(shù)的隨機(jī)計(jì)數(shù)技術(shù)來降低冗余。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，基于哈希函數(shù)的隨機(jī)計(jì)數(shù)技術(shù)包括 Flajolet-Martin Sketch 邏輯。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包括來自遠(yuǎn)處車輛的操作和缺陷數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測(cè)異常的步驟還包括當(dāng)將診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分配給各相應(yīng)的聚類時(shí)，估計(jì)各相應(yīng)的聚類的中心；確定所述遠(yuǎn)處車輛的各相應(yīng)的聚類的中心是否彼此收斂到一起；以及響應(yīng)于所述遠(yuǎn)處車輛的各相應(yīng)的聚類的中心收斂而確定所述宿主車輛的聚類中的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是否與所述遠(yuǎn)處車輛的聚類中的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)偏差較大。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，為聚類分配診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)還包括以下步驟計(jì)算從相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)到各聚類中心的距離；確定與所述相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)距離最小的相應(yīng)的聚類中心；以及將相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)分配給具有與所述相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)距離最小的聚類中心的聚類。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述異常包括所述車輛的操作參數(shù)中的當(dāng)前故障。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述異常包括所述車輛的操作參數(shù)中的預(yù)測(cè)的故障。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述異常被提供到集中式診斷和預(yù)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述集中式診斷和預(yù)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)執(zhí)行錯(cuò)誤檢查。
全文摘要
提供了一種用于處理和分析車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的方法。在車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的宿主車輛和遠(yuǎn)處車輛之間交換診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。將所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述宿主車輛的存儲(chǔ)器中。消除所接收到的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中的冗余。該診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)被分配給聚類。利用聚類技術(shù)來檢測(cè)所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的異常，其中，所述聚類技術(shù)確定由所述宿主車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類是否與由所述遠(yuǎn)處車輛形成的診斷和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的聚類偏差較大。如果來自所述宿主車輛的聚類數(shù)據(jù)與來自所述遠(yuǎn)處車輛的聚類偏差較大，則通知車輛的駕駛員。
文檔編號(hào)H04W24/00GK102202321SQ20111007362
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者F·白, Y·張 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司