面向沉浸式体验的空天地一体化车联网关键技术

In order to achieve the significant advantages of next generation intelligent transportation systems, realize the smart control of vehicles, and satisfy the vehicular demands for on-road infotainment services, this project proposes a novel space-air-ground integrated inter-vehicles network by making use of the space information in terms of service coverage, time synchronization, vehicle status sensing, etc. The project will investigate three fundamental scientific issues related to the novel network: 1) space-air-ground integrated network reconfiguration under dynamic space resources constraints; 2) real-time sensing and efficient integration of multi-dimensional context information, and 3) real-time, reliable and secure interaction among context information. The outcomes of this project will provide the foundations both in theory and practice for highly expected smart driving, immersive driving experience, and autonomous self-driving vehicular networks.

面向智能化交通管理、车辆智能化控制、以及路网智能信息服务的应用需求，结合空间信息网络在覆盖范围、时空基准、态势感知等方面的突出优势，开展基于空天地一体化网络的车联网关键技术研究，着重解决空间资源动态约束下的空天地一体化网络重构方法、多维多尺度情境信息的实时感知与高效融合理论与方法、以及情境信息的实时可靠安全交互机理三个科学问题，为车辆智能驾驶和用户沉浸式驾驶体验提供支撑，为全自动无人驾驶车联网奠定理论和技术基础。

面向智能化交通管理、车辆智能化控制、以及路网智能信息服务的应用需求，结合空间信息网络在覆盖范围、时空基准、态势感知等方面的突出优势，开展基于空天地一体化网络的车联网关键技术研究，为车辆智能驾驶和用户沉浸式驾驶体验提供支撑，为全自动无人驾驶车联网奠定理论和技术基础。.针对车联网业务高度动态的特点，提出了一种软件定义空天地一体化车联网新架构及其相应的混合分层控制机制，并在此基础上建立了云边端协同的网络切片、动态资源分配、灵活接入决策等理论与方法。实现了动态网络状态下的在线快速决策，有效提高了车联网决策效率和网络资源利用率。.针对空天地一体化网络资源异质且动态受限的难点，通过引入服务功能链提出了一种任务驱动的网络动态重构机理及服务功能链部署算法，大幅降低了车联网用户阻塞率。建立了空天地协同的双向任务卸载理论与方法，通过将空天平台中计算复杂度高的任务优先卸载到地面网络，增强了空天平台的持续服务能力。.针对地面车辆可能处于卫星定位信号盲区、定位精度差以及空中无人机等“低慢小”目标难以检测和定位的难题，提出了一种空天平台辅助的盲区车辆精确定位机理，以及基于地面多车协同信息融合的空中“低慢小”三维目标检测定位理论与算法，给出了相对定位精度和不同系统参数（如功率，带宽等）的关系，阐明了相对定位和绝对定位的不同机理。.针对空天地一体化车联网场景下大量异构通信节点的实时认证与可信交互难点，提出了基于物理器件特征指纹及哈希链的分布式车辆与无人机快速认证机理与算法，保障数据的机密性、完整性、可用性以及不可否认性。进一步地引入分布式边缘计算和编码计算等手段，降低了身份认证时延和通信交互时延，保障了典型场景下车辆状态信息的新鲜度和时效性。.开发了目前所知第一款真正整合空、天、地三层网络的一体化仿真平台以及自组装无人车的编队驾驶硬件演示平台。根据滑铁卢大学区域真实地图场景，搭建了一套基于强化学习的车辆动态接入控制仿真案例。为未来空天地一体化相关研究提供全面高效的仿真和验证解决方案。