英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
车路协同项目中用于安全应用系统的模块化演示器的设计
作者：Steve PECHBERTI，Dominique GRUYER， Denis GINGRAS and Francis DUPIN
摘要-本文介绍了一种旨在集成各种安全嵌入式车辆应用程序的模块化演示器（Enhanced Driver Awarness - EDA）的设计。这个演示实现了两个目标：第一个是提供一套完整的有用的功能，用来开发安全的应用程序；另一个是允许多个服务在同一车辆上同时运行共享信息以提高其潜能。这个演示已经在欧洲车路协同（CVIS）项目中使用，其目的是提供一套定义为嵌入式安全车辆应用程序的技术。
- 介绍
车辆和基础设施的嵌入式应用的开发受到了许多限制。 首先，它们必须得是安全、实时运行的，同时也依赖于多个混合信息，如位置和车辆的状态向量。这些信息可以由具有特定管理，直接访问信息或多个函数调用的许多来源提供，以便检索数据。其次它们必须可以被所有服务访问，这些服务可以同时部署和运行。为了更好地集成和有效的嵌入式应用程序，它们还必须在它们之间和所有其他道路实体共享信息。由于这些原因，如果我们在设计过程开始时不知道使用外部模块的方式，车辆安全应用的开发就会变得非常困难和危险。
对于CVIS项目，所有开发的技术都已经在项目生命期内指定和发布。这种管理意味着在开发和集成链的最后一个环节可以采取一些预防措施，以避免可交付成果中的假设延迟减缓的项目。EDA子项目的最初目的是证明CVIS核心技术的有效性。这个项目将实施两个使用类似信息资源的服务：强制限速报告和错误方式警报。这两个应用程序可以单独开发，但考虑到应用程序之间的共享信息量，决定了单一框架将是EDA的更好的解决方案，这样可以优化开发和提高应用程序的潜力。为此，用于这些安全应用的通用框架必须独立于所使用的技术。EDA的目标是提供一套对定位资源的标准化访问，并提供适用于安全应用的标准车辆行为描述，同时对服务进行标准化管理和生成警报。
总而言之，EDA为开发人员提供了一个通用的设计环境，可以轻松访问车辆信息资源，应用程序可以同时运行并实时共享信息。
- 模块演示器的设计
|
接收事件信息 （内部） 接收事件信息 （外部） 发送事件信息 通信提供商 用户图形界面提供商 数字地图提供商 传感器数据提供商 EDA服务 EDA服务 EDA 主机 |
图一，EDA主结构图
2.1 环境
根据对信息资源的访问情况，可以推断出可能会发生的问题，特别是在同一车辆内部署几个服务的情况时。例如，由于传感器的性质，两个或多个应用程序不可能访问相同的低级资源，如RS232端口。设计必须考虑这些问题，并且提供对基本信息（例如位置，速度，加速度，断裂角度，灯的状态，数字地图数据等）的快捷访问。但是对于道路安全应用而言，似乎很容易检索的内容却并不一定取决于所使用的技术，有时一个简单的查询可以迅速变得一致来检索简单的信息。
由于可以部署不同的解决方案来访问信息，所以设计了一组称为提供商的模块负责与我们想要使用的技术进行接口，并且提供对车辆中可用的信息的并发访问。由于对EDA中的信息的访问是标准化的，提供商模块可以容易地被其他人替代，从而允许不同技术之间进行切换，而不会服务实现本身进行修改。换句话说，根据EDA框架开发的服务与所使用的技术无关。
2.2 描述
图2.EDA平台概述
EDA平台由几个不同的模块组成，即承载服务并提供不同标准化机制（如服务注册和流量事件管理）的主机应用程序，一个用于定义所有EDA组件使用的所有接口的软件开发工具包，一组数据提供商，它们是所用技术和高端服务的接口。
- 主机应用程序：主机应用程序是EDA平台的内核。 它处理EDA中定义的所有标准行为，提供商和服务的注册以及交通事件的维护和更新。
A）事件系统：是交通事件管理的内核机构。它负责EDA系统的内部部件或另一个EDA平台之间的数据传输。该组件还负责处理运行EDA服务算法或来自外部的操作模块管理程序内部生成的交通事件消息，并由其他EDA实体（即路边单元，附近车辆或中央服务器）发出，其主要目的是处理所有传入的交通事件消息（EventMessage）并生成相关联的交通事件对象（EventObject），以便及时更新所接收的交通事件的状态，并管理所有交通事件之间的优先级问题，以获取相关信息，然后通知司机或者发给另一个道路实体。
|
C OMM EventStack EventNotifier IHM EventTracker 服务 外界 EventExchange EventFactory |
图3.EDA事件系统概述
EDA事件系统包括：
bull;EventExchanger：负责发送或接收来自通信提供商的数据流，并负责将有效接受的交通事件消息（EventMessage）发送到根据信息流构建的EventFactory。
bull;EventFactory：负责根据接收的EventMessage和已安装的EDA服务生成交通事件对象（EventObject）。EventFactory使用EventMessage的信息从服务管理程序中检索已生成事件消息的服务，然后构建新的EventObject实例，然后将其链接到服务中为其生命的不同步骤定义的事件管理策略，例如更新方法，验证方法等。
EventMessage是一组描述交通事件的参数。它定义了一组标准参数，以便管理EDA平台中的交通事件，例如发射器的标识符及其位置等。
bull;EventTracker：负责在过滤、估计、更新、通知和删除操作方面管理现有交通事件。
bull;EventStackAdmin：负责存储所有重新接收的交通事件信息并提供对它们的访问。
bull;EventNotifier：负责通过EventExchanger向司机和外部目标（附近的车辆，路边设备和中央服务器）发送通知。
如前所示，EventSystem根据EventMessage生成EventObject。
B）提供商管理程序：处理提供商（主要是具有独立寿命的传统系统）的动态注册/管理。 提供商跟踪器侦听系统以检测任何安装或卸载EDA提供商程序，并将它们注册到可由EDA平台的任何元素调用的活动提供商列表中。
C）服务管理程序：负责对可用EDA服务的动态注册/管理。与提供商管理程序一样，服务管理程序配备有服务跟踪器，其负责监听系统以检测任何安装或卸载EDA服务并将它们登记到活动服务列表中。EventFactory可以访问这个列表，以便实例化EventObject。
D）操作模块管理程序：负责执行EDA服务提供的算法。当注册新服务时，操作模块管理程序寻找嵌入在服务中的算法，并负责执行这些算法。根据给定服务的使用定义了两种算法：第一个是定义在循环中运行的算法，这种算法在被执行之前被引入到一个独立的线程中。第二个需要以由服务定义的频率定期运行。这些算法存储在堆栈中，并且根据它们的频率周期性地执行。
（2）数据提供商：数据提供商是一组独立的软件包。 它们代表传统系统适配器，用于EDA平台外或自定义实现运行的软件程序。在EDA框架中，实际上已经指定了四个提供商来响应车辆的嵌入式服务的不同需求，即传感器数据提供商，数字地图提供商，通信提供商和图形用户界面提供商。这些提供商使用外部软件流程进行调整，向EDA服务提供可用于实现任何提供商的目标的标准化语言。
所有的这些提供商包含两个部分。 第一个由EDA平台规范定义，因此对于服务是静态的。 第二个专用于包装任务，因此取决于要修改的外部软件的API。
A）传感器数据提供商：处理安装在车辆（或路侧单元）中所有的传感器，并且负责提供来自那些传感器的数据和与车辆状态相关的信息，即位置，速度和加速度。在CVIS项目中，这个提供商仅仅是POMA项目的包装程序，并提供对POMA输出的访问，例如地图匹配位置。
B）数字地图提供商：处理嵌入在车辆中的数字路线图，并且提供对道路要素及其属性的访问权限，例如长度，强制限速，可用的驾驶方式以及更多表征道路的其他属性。该提供者还负责为EDA提供车辆的地图匹配位置和与道路相关的功能，诸如获得两个位置之间的较短路径或计算距离。在CVIS项目中，此提供商是NavTeq数据库的包装程序，还封装了POMA项目提供的地图匹配系统。一些特定功能，特别是与道路特征相关的功能属于EDA平台。
C）通信提供商：负责提供所有通信功能。它已经定义了不同的方法以便与不同目标或集合（例如附近车辆，路边单元，服务中心或特定目标地址）通信信息。在CVIS项目中，它是Ramsys公司提供的标准通信方法的包装程序。
D）图形用户界面提供商：负责提供显示功能和/或在EDA平台与外部运行的HMI软件之间进行API适配。此提供商是EDA系统与驱动程序或代理之间的接口。它提供存储在实体的事件堆栈中的生成的事件消息的可读版本。 下面给出了为CVIS项目开发的EDA图形用户界面的一些屏幕截图，如图6所示。
（3）服务：按照给定的模式开发，定义了为获得符合EDA服务而必须实施的所有标准方法。EDA服务由不同的方法组成，它们在平台中都有特定的作用。 EDA服务模式将这些方法包装到用于交通事件策略的策略对象中，并将其作为操作方法的线程。
A) 服务模式：封装EDA服务的后台部分，它负责处理平台中的服务注册，并提供对所定义的事件策略和操作模块的访问。
B) 操作模块：是服务的内核。可以定义两种操作模块。第一个是处理连续算法，创建线程并在其中运行该方法。 另一种机制处理必须根据由服务定义的频率周期性地运行的离散算法，它可以像以前的机制一样以非常高的频率使用。
C) 验证策略：是通信系统所必需的。当EDA平台接收来自外部服务的事件时，该模块确定所接收的消息是否对应于有效的事件.
如果测试被验证，则事件消息被发送到EventFactory以构建相应的EventObject并且集成事件栈。 如果事件具有高优先级并且必须显示给驱动程序，则它只是在事件对象构建之后完成，否则它只是存储在堆栈中，直到它变为活动状态。如果测试失败，则事件消息不会被考虑并被丢弃。
D）估计策略：用于随时更新事件消息中包含的信息，它主要处理事件的生存时间，但如果特定服务需要估计事件中的其他信息，例如估计根据具体进化算法的事件的新的位置，那么这就是这种方法要做的工作。
E）更新策略：负责在事件堆栈中存储的旧事件与处理相同事件的新传入消息之间的信息合并。此处必须定义具体机制，具体取决于服务，以更新事件的特定字段。 在大多数情况下，这些模块只将新属性复制到旧事件中。这种机制避免了堆栈中事件的重复。
F）通知政策：定义事件如何显示或发送到外部系统，无论事件是否必须显示给司机或发送到附近的车辆，路边单元或服务中心，EDA都定义了一些方法。
3.演示器的实现
3.1 演示概述
EDA平台已经通过OSGi框架在JAVA中开发，这意味着EDA可以在不同类型的硬件架构之间移植。
（1）硬件安装：EDA演示器已经在Satory开发并部署在其测试轨道设施。为了示范，EDA演示器已经装备了两辆车，并部署了一个路侧单元，并且已经使用WiMAX解决方案将路侧单元连接到互联网，并且已经使用CVIS通信平台来建立三个实体之间的通信。
图4.演示安装
每个实体的硬件安装由
bull;2台PC（CELERON 1.4GHz，1GB RAM），一台运行POMA系统和COMM路由器服务，另一台运行EDA框架，POMA输出通过以太网网络传输
bull;1个QFree PCI卡CVIS平台，由1个GPS接收器，1个加速度计，1个802.11p通信模块组成
bull;1个CVIS天线，由1个GPS天线和2个802.11p天线组成
图4显示了用于验证演示器的材料。
（2）软件安装：EDA是在CVIS操作系统中开发的，即Ubuntu发行版的修改版本。这是两台计算机上安装的操作系统。整个EDA平台安装在一台计算机上，但使用在另一台计算机上运行的P
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[138278]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
