1.一种基于k‑means算法的V2X消息聚类方法,其特征在于,包括:构建V2X车联网;第一车辆用户的V2X通信模块周期性广播本车辆的BSM基本安全信息,并接收其他车辆用户广播的BSM基本安全信息,其中BSM基本安全信息包括车辆用户的车辆经度、纬度、航向角以及时间戳数据;对接收到的BSM基本安全信息进行解析,并删除非法失效的消息,得到解析信息;
对解析信息进行分类处理,若解析信息为非安全类信息,则将该信息划分为最低优先等级队列,若解析信息为安全类信息,则对解析信息进行轨迹交叉计算;将轨迹交叉计算结果与接收到到的BSM基本安全信息进行组合,得到新的消息集合;采用k‑means算法对新的消息进行聚类处理,得到聚类结果;根据聚类结果对消息进行优先级排序;
获取BSM基本安全信息包括采用自主式传感器采集车辆用户的信息,根据采集的信息采用融合算法将障碍物的类型、相对本车的纵向距离和横向距离、经纬度值和航向角信息填充到协同感知消息中,同时填充的信息还包括目标临时ID、本车ID、速度、数据来源、和时间戳信息,并在消息填充完毕后以固定的周期t2通过V2X通信模块将其广播;
采用k‑means算法对新的消息进行聚类处理的过程包括:
步骤1:获取新的消息集合Pi={P1,P2,...,Pn},其中1≤i≤n;
步骤2:根据优先级队列数目k,从数据集Pi中随机选取k个样本作为聚类初始中心点Cj={C1,C2,...,Ck},其中1≤j≤k;
步骤3:分别计算数据集中每个样本xi到Cj点的欧式距离d(xi,Cj),并把每个样本划分到离它最近的中心点的簇中;
步骤4:对于每个簇,重新计算该簇的聚类中心;其表达式为:
其中cj为聚类消息簇,|cj|为簇的个数,x为样本数据点;
步骤5:复步骤3和步骤4,循环迭代更新簇心位置,直到任意一次迭代中每个簇心位置变化小于阈值或者算法最大迭代次数达到上限,停止算法,得到聚类结果;
步骤6:根据聚类结果得到簇的优先级权重;其计算公式为:
其中,γ为簇的权重值;βi为簇心;βix,βiy分别为簇心在坐标系中的x,y坐标;ε1和ε2均为距离权重的系数;ε3为轨迹交叉可能性的权重系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于k‑means算法的V2X消息聚类方法,其特征在于,对接收到的BSM基本安全信息进行解析包括:OBU/RSU接收到V2X通信模块广播的基本安全信息后对该信息进行签名验证,确认发送端的身份;获取发送端的身份信息,该信息包括签名者信息、密文以及签名;对获取的信息进行验证,包括验证证书是否有效、消息是否为自签,证书是否包含签名者公钥以及V2X消息是否有效,若任何一项验证失败,则丢弃该消息;若验证通过,则对签名者消息进行编码摘要计算,得到签名者摘要,进一步进行V2X消息摘要值计算,对两个摘要值进行整合,利用证书上的公钥和摘要值对签名进行验签,返回签名验证结果,最终得到原始明文消息。
3.根据权利要求1所述的一种基于k‑means算法的V2X消息聚类方法,其特征在于,对解析信息进行轨迹交叉计算的过程包括:步骤1:获取自身车辆的位置信息和目标状态信息;
步骤2:根据自身车辆的位置信息和目标状态信息构建以自身车为坐标中心的三维坐标;根据建立的三维坐标获取目标相对于本车的位置信息,并得到目标相对于本车的纵向距离和横向距离;
步骤3:根据自身车辆的位置信息结合横向、纵向距离计算出自身车辆和目标车辆的相对距离di、目标经纬度信息以及航向角信息;
步骤4:根据相对距离di、目标经纬度信息以及航向角信息计算目标车辆与自身车辆的轨迹交叉可能性,得到轨迹交叉可能性结果。
4.一种基于k‑means算法的V2X消息聚类系统,执行权利要求1~3任意所述的一种基于k‑means算法的V2X消息聚类方法,其特征在于,该系统包括:车载传感器、V2X通信模块、高精度定位模块和消息聚类模块;
所述车载传感器用于感知周围环境中有效范围内的障碍物信息,并通过数据融合算法将障碍物的类型、相对本车的纵向距离和横向距离、经纬度值和航向角信息填充到协同感知消息中,同时填充的信息还包括目标临时ID、本车ID、速度、数据来源、和时间戳信息;
所述V2X通信模块包含发送子模块和接收子模块;
所述发送子模块用于向周围车载终端进行广播由车载传感器感知到的障碍物的类型、状态信息,并且以周期t1广播本车BSM基本安全消息;
所述接收子模块用于确保接收到的消息的真实性和及时性,主要任务为接收广播的V2X消息并对其进行消息解析、安全类消息筛选并过滤非法、过时的消息;
所述高精度定位模块用于获取自身车辆的经纬度信息、航向角度信息以建立车辆为中心的三维坐标系,以便在坐标系中将附近目标位置信息进行标定和计算;
所述消息聚类模块用于对接收到的V2X消息进行关联性聚类和优先级划分。
5.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行,以实现权利要求1至3中任一项基于k‑means算法的V2X消息聚类方法。
6.一种基于k‑means算法的V2X消息聚类装置,其特征在于,包括处理器和存储器;所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器与所述存储器相连,用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述一种基于k‑means算法的V2X消息聚类装置执行权利要求1至3中任一项基于k‑means算法的V2X消息聚类方法。