基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，包括：信息交换步骤：构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的信息安全交换和共享机制；环境共识步骤：构建基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型，对群体无人驾驶车辆的分布式多源异构感知信息进行综合，消除对环境感知的不一致性；主动协同感知步骤：将主动协同感知任务建模为一个多目标优化任务，对主动协同任务进行多目标优化求解，逐步完成对特定环境和特定目标的感知。本发明专利技术实施例通过建立完善的基于区块链的群体无人驾驶车辆高层次协同感知方法和机制，为群体无人驾驶车辆的最优规划和决策提高可靠精确的信息基础。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法及系统
本专利技术涉及群体无人驾驶领域，尤其涉及一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法及系统。
技术介绍
随着深度学习、传感器、计算机、互联网及物联网等理论与技术的快速发展，有效的协同机制能使群体无人驾驶车辆中每辆车拥有远超自身的环境感知能力，实现对环境进行高效、全面和准确的建模，并在群体内部形成共识。群体无人驾驶是未来无人驾驶发展的重要方向，也是突破目前无人驾驶车辆能力限制的重要技术途径。协同感知是群体无人驾驶研究的关键科学问题之一，通过协同感知获得客观环境的准确全局全息信息是群体无人驾驶车辆拥有完成复杂任务能力、进行动态最优规划和决策的前提条件。目前群体无人驾驶车辆在定位与测图反面已取得较大进展，但在协同感知的共识机制这一高层次方面仍存在以下三大问题需要解决：1)安全可靠的感知信息交换机制问题。由于协同感知时，群体内的无人驾驶车辆与车辆之间需要进行信息交换，在交换过程中可能存在虚假信息干扰以及信息泄露的问题，从而带来了信息交换的安全性和可靠性问题。由于群体无人驾驶车辆的异构性和复杂性，感知信息交互和共享的安全问题很少受到关注，如何实现安全可靠的感知信息交换是群体无人驾驶车辆协同感知需解决的问题之一。2)分布式协同感知的环境共识问题。现实客观环境中，每个宏观目标在同一时刻应具有确定的状态和属性，因此，在群体无人驾驶车辆内部对该目标的状态(如位置、速度等)和语义描述应是一致的。但由于各无人驾驶车辆对环境的观测角度不同，且定位和识别也存在着一定误差，因此，在群体内部进行信息综合时会发生各无人驾驶车辆对同一环境目标状态和语义描述不一致的问题。如何消除这种不一致，形成群体无人驾驶车辆的环境共识，是群体无人驾驶车辆协同感知需解决的问题之一。3)面向任务的主动协同感知问题。群体无人驾驶车辆在完成某些任务时，可能会面临需对特定环境或特定目标进行有针对性的感知的问题；另外，某些应用场景下，通过协同感知获得环境的全局信息，即是群体无人驾驶车辆所需完成的任务本身，如众包高精度地图制图。进行在面临上述两类任务时，如何实现以最小的代价协同完成对特定环境或特定目标的探索，是群体无人驾驶车辆协同感知需解决的一大问题。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法及系统，以使建立群体无人驾驶车辆协同感知的共识机制。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，包括：信息交换步骤：运用区块链技术的加密通信和区块同步机制，构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的信息安全交换和共享机制；环境共识步骤：构建基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型，在信息安全交换及共享机制的基础上，利用动态贝叶斯网络对群体无人驾驶车辆的分布式多源异构感知信息进行综合，消除个体无人驾驶车辆对环境感知的不一致性，使群体中每辆无人驾驶车辆获取优于自身感知能力的环境感知结果；主动协同感知步骤：将主动协同感知任务建模为一个多目标优化任务，采用预设的群体智能优化算法对主动协同任务进行多目标优化求解，计算得到主动协同感知任务的最优解，逐步完成对特定环境和特定目标的感知。相应地，本专利技术实施例还提供了一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知系统，包括：信息交换模块：运用区块链技术的加密通信和区块同步机制，构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的信息安全交换和共享机制；环境共识模块：构建基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型，在信息安全交换及共享机制的基础上，利用动态贝叶斯网络对群体无人驾驶车辆的分布式多源异构感知信息进行综合，消除个体无人驾驶车辆对环境感知的不一致性，使群体中每辆无人驾驶车辆获取优于自身感知能力的环境感知结果；主动协同感知模块：将主动协同感知任务建模为一个多目标优化任务，采用预设的群体智能优化算法对主动协同任务进行多目标优化求解，计算得到主动协同感知任务的最优解，逐步完成对特定环境和特定目标的感知。本专利技术实施例通过提出一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法及系统，包括信息交换步骤、环境共识步骤及主动协同感知步骤，通过建立完善的基于区块链的群体无人驾驶车辆高层次协同感知方法和机制，为群体无人驾驶车辆的最优规划和决策提高可靠精确的信息基础。附图说明图1是本专利技术实施例的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法的流程图。图2是本专利技术实施例的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法的具体流程示意图。图3是本专利技术实施例的基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型的示意图。图4是本专利技术实施例的公钥加密子步骤的流程示意图。图5是本专利技术实施例的私钥加密子步骤的流程示意图。图6是本专利技术实施例的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知系统的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例中若有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。请参照图1及图2，本专利技术实施例的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法包括信息交换步骤、环境共识步骤及主动协同感知步骤。信息交换步骤：运用区块链技术的加密通信和区块同步机制，构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的信息安全交换和共享机制。本专利技术实施例针对群体无人驾驶车辆协同感知时信息交换和共享的安全性问题，运用区块链技术的加密通信和区块同步机制，构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的安全信息交换和共享机制，保障协同感知的信息安全。环境共识步骤：构建基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型，在信息安全交换及共享机制的基础上，利用动态贝叶斯网络对群体无人驾驶车辆的分布式多源异构感知信息进行综合，消除个体无人驾驶车辆对环境感知的不一致性，使群体中每辆无人驾驶车辆获取优于自身感知能力的环境感知结果。将整个场景地图划分为格网，每个格网用gi,j来表示，其中下标i,j为格网的编号。群体中第k辆车根据自己的传感器获得的感知结果表示为(p(s),v)k，其中p(s)表示格网gi,j类别为s的概率，v表示gi,j的速度向量。当总共有K辆车观测到gi,j时，对该格网处进行信息综合，其类别采用极大似然估计方法：其平均速度计算方法为：其中，wk为根据滤波方差计算得到的权重。根据可以计算目标在下一时刻的位置，即我们可以预测下一时刻每个格网的目标属性，并采用卡尔曼滤波预测其速度，预测结果作为下一个时刻感知的先验值，从而构建起动态贝叶斯网络。每辆无人驾驶车辆计算出来的环境模型可能会存在差异，如覆盖范围不一致、置信度不同等等。针对各无人驾驶车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，其特征在于，包括：信息交换步骤：运用区块链技术的加密通信和区块同步机制，构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的信息安全交换和共享机制；环境共识步骤：构建基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型，在信息安全交换及共享机制的基础上，利用动态贝叶斯网络对群体无人驾驶车辆的分布式多源异构感知信息进行综合，消除个体无人驾驶车辆对环境感知的不一致性，使群体中每辆无人驾驶车辆获取优于自身感知能力的环境感知结果；主动协同感知步骤：将主动协同感知任务建模为一个多目标优化任务，采用预设的群体智能优化算法对主动协同任务进行多目标优化求解，计算得到主动协同感知任务的最优解，逐步完成对特定环境和特定目标的感知。

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，其特征在于，包括：信息交换步骤：运用区块链技术的加密通信和区块同步机制，构建去中心化的群体无人驾驶车辆信息交换和共享网络，实现无人驾驶车辆之间的信息安全交换和共享机制；环境共识步骤：构建基于动态贝叶斯网络的分布式感知信息综合模型，在信息安全交换及共享机制的基础上，利用动态贝叶斯网络对群体无人驾驶车辆的分布式多源异构感知信息进行综合，消除个体无人驾驶车辆对环境感知的不一致性，使群体中每辆无人驾驶车辆获取优于自身感知能力的环境感知结果；主动协同感知步骤：将主动协同感知任务建模为一个多目标优化任务，采用预设的群体智能优化算法对主动协同任务进行多目标优化求解，计算得到主动协同感知任务的最优解，逐步完成对特定环境和特定目标的感知。2.如权利要求1所述的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，其特征在于，所述信息交换步骤包括：公钥加密子步骤：发送方将待发送的报文采用接收方的公钥进行加密得到密文，将密文通过通信网络发送至指定的接收方；接收方将密文通过接收方的私钥进行解密得到对应的报文；私钥加密子步骤：发送方将待发送的报文采用发送方的私钥进行加密得到密文，将密文通过通信网络发送至指定的接收方；接收方将密文通过发送方的公钥进行解密得到对应的报文。3.如权利要求1所述的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，其特征在于，所述环境共识步骤之后还包括：主动获取步骤：若个体无人驾驶车辆无法获得完成任务所需环境信息，则基于区块链的区块同步机制向群体发送请求，从其它个体无人驾驶车辆处获得环境信息。4.如权利要求1所述的基于区块链的群体无人驾驶车辆协同感知方法，其特征在于，所述预设的群体智能优化算法为蚁群算法、粒子群算法和头脑风暴算法中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，熊伟成，
申请(专利权)人：张亮，
类型：发明
国别省市：广东,44