面向智能汽車的情境模型及中間件研究.pdf

1、計(jì)算技術(shù)在給家庭生活和工作方式帶來巨大變革之后，又不斷的向汽車產(chǎn)業(yè)滲透，電子化成為了現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著汽車內(nèi)的電子元器件、傳感器和執(zhí)行器的增多，汽車的智能化已成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。智能汽車的目標(biāo)在于增加駕駛安全、提高駕車效率和給駕駛員提供舒適、方便的駕車環(huán)境。普適計(jì)算做為一種新的計(jì)算模式，強(qiáng)調(diào)電子設(shè)備和環(huán)境融為一體，使環(huán)境為用戶提供主動(dòng)服務(wù)，為智能車的研究和開發(fā)提供了理論支持和技術(shù)支撐。因此近年來智能汽車成為了普適計(jì)算一個(gè)新

2、的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 為了實(shí)現(xiàn)安全、舒適、方便的駕駛環(huán)境，智能車必須能夠獲取駕駛環(huán)境信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析，從而自適應(yīng)地為駕駛員提供服務(wù)。因此，情境感知將成為智能車的關(guān)鍵特征。智能汽車固有的內(nèi)在復(fù)雜性對(duì)當(dāng)前的情境感知理論和基礎(chǔ)軟件設(shè)施提出了全新的挑戰(zhàn)。本文從普適計(jì)算動(dòng)態(tài)和開放性出發(fā)，結(jié)合智能汽車領(lǐng)域的特點(diǎn)，研究了情境建模、情境推理、中間件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)建立了智能汽車的原型，從整體給出了架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。本文的研究?jī)?nèi)容和主要貢獻(xiàn)如下：<

3、br>　　 1)建立了面向智能汽車的三層情境模型。
　　 該模型包括了傳感器層、原子情境層和復(fù)合情境層。在這個(gè)模型中，我們區(qū)分了原子情境和復(fù)合情境的定義，針對(duì)當(dāng)前智能車研究領(lǐng)域只關(guān)注原子層的現(xiàn)狀，深入分析了復(fù)合情境層。復(fù)合情境采用Petri網(wǎng)進(jìn)行描述，加入了可靠性保證。展開了對(duì)復(fù)合情境相互關(guān)系的探討，使得該模型能夠描述智能汽車環(huán)境內(nèi)的復(fù)雜情況。
　　 2)根據(jù)該情境層次模型，提出了情境推理機(jī)制。
　　 推理引擎

4、由基于統(tǒng)計(jì)模型的情境識(shí)別和基于邏輯的情景遷移組成。根據(jù)智能汽車對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求，我們采用離線方式對(duì)情境模型進(jìn)行訓(xùn)練，而用在線方式進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別和推理。對(duì)推理的效率和性能作出了分析和性能評(píng)估。實(shí)驗(yàn)表明，該推理引擎具有較好的性能，能夠滿足一般情況下(非強(qiáng)實(shí)時(shí)服務(wù))的要求。
　　 3)在傳統(tǒng)的構(gòu)件中間件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了情境感知的中間件平臺(tái)SCUDware。
　　 我們以ACE TAO為基礎(chǔ)，根據(jù)普適計(jì)算環(huán)境特點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)中間件技術(shù)內(nèi)涵進(jìn)

5、行擴(kuò)展，集成了情境感知基礎(chǔ)設(shè)施。該軟件實(shí)現(xiàn)了情境獲取、推理和存儲(chǔ)，使SCUDware中間件具有良好的靜態(tài)可配置和動(dòng)態(tài)自適應(yīng)性，滿足了智能汽車對(duì)中間件的內(nèi)在需求。
　　 4)實(shí)現(xiàn)了智能汽車原型。
　　 我們以汽車作為普適計(jì)算研究的場(chǎng)景，提出了智能汽車的架構(gòu)設(shè)計(jì)。通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、硬件設(shè)施和SCUDWare中間件平臺(tái)的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智能汽車原型。在整個(gè)原型的實(shí)現(xiàn)上，我們嚴(yán)格貫徹駕駛員抗干擾原則。從傳感器選擇到服務(wù)提供，采用盡可