【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车联网，具体涉及一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法及系统。
技术介绍
1、车联网(vehicular ad hoc networks，vanets)被认为是移动自组织网络(mobilead hoc networks，manets)一种子类，它具有动态的、无结构的、自组织、异步以及分布式的特点。随着网络技术的发展，车联网的服务能力也与日俱增，通过车辆与路侧单元的全面连接以及充分的信息流通，越来越多的基于车联网的新型应用涌现出来。因此，车联网正常运行的前提是车辆与路侧单元的可靠、稳定运行。但是由于车联网中大规模的车辆与路侧单元不可避免的会发生软件、硬件的故障，致使它们无法保证随时随地的可靠运行。对于基于车联网的应用而言，其通常运行在多台车辆及路侧单元之上，如果无法弄清这些设备的运行状况，将严重影响应用的可用性。综上所述，及时、准确地掌握车辆及路侧单元的实时运行状况，是车联网中应用可靠运行的保障。而失效检测技术能够及时发现系统中节点存在的故障，可以保障车联网中应用的高可靠运行。
2、失效检测技术作为高可用分布式系统的基础服务之一，能够通过周期性地发送心跳消息监测系统中各组成部分的状态，可以及时、准确地发现系统中发生故障的部分，以便为后续系统中的路由恢复及更新、数据传输、任务调度、负载均衡提供有力的支持。对于车联网而言，失效检测能够及时发现系统中发生失效的车辆和路侧单元的故障，确保基于车联网的应用可以在可靠的设备之上运行，从而保障应用的高可用性。由此可知，失效检测可以作为保障车联网高可用的基础服务。目前
技术实现思路
1、为了解决当前失效检测难以适应环境变化，可拓展性差，失效检测准确性低的技术问题，本专利技术提供一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法及系统。
2、第一方面
3、本专利技术提供了一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，包括：
4、s1：接收车辆节点广播发送的心跳信息；
5、s2：通过是否接收到所述心跳信息判断车辆节点状态，若是，进入下一步；否则，判定节点失效，从邻居列表中删除失效的车辆节点信息；
6、s3：提取车辆节点的位置信息、速度信息和方向信息；
7、s4：通过卡尔曼滤波，根据车辆节点的所述位置信息、速度信息和方向信息，预测出下一时刻车辆节点的位置、速度和方向；
8、s5：通过下一时刻车辆节点的位置、速度和方向，计算得到下一时刻心跳信息到达时间；
9、s6：通过车辆节点发送心跳信息的时间间隔和安全边界计算得到预设时间值；
10、s7：判断下一时刻心跳信息的到达时间是否小于所述预设时间值，若是，判定车辆节点正常；否则，判定车辆节点失效，将失效的车辆节点加入到怀疑列表。
11、第二方面
12、本专利技术提供了一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测系统，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行第一方面中的基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法。
13、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益技术效果：
14、在本专利技术中，可以基于卡尔曼滤波，预测下一时刻的车辆位置信息、速度信息和方向信息，进而预测接收到的下一心跳信息的时间，若在规定时间为接收到心跳信息，则判定车辆节点发生失效。可以适应不同车辆节点的行为模式和网络环境的变化，不受拓扑结构变化的影响，可拓展性强，失效检测准确性高，使得车联网节点失效检测更加智能、准确、实时，提高了系统的可靠性和稳定性。
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1.一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述S4具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述卡尔曼增益的计算方式如公式6所示：
4.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述错误协方差矩阵的计算方式如公式7所示：
5.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，t时刻的测量状态zt的计算方式包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，卡尔曼滤波的初始化方式具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，S5具体包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述预设时间值的计算方式为：
9.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节
10.一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测系统，其特征在于，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行权利要求1至9中任意一项所述的基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述s4具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述卡尔曼增益的计算方式如公式6所示：
4.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，所述错误协方差矩阵的计算方式如公式7所示：
5.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效检测方法，其特征在于，t时刻的测量状态zt的计算方式包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的车联网节点失效...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，郭立，钟腾飞，刘家希，史故臣，
申请(专利权)人：杭州中威电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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