恭喜北京郵電大學許晨獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)恭喜北京郵電大學申請的專利基于深度強化學習的空陸協(xié)作實時交通數(shù)據(jù)收集方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116112897B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產權局官網(wǎng)在2025-05-16發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202310126694.2,技術領域涉及:H04W4/44;該發(fā)明授權基于深度強化學習的空陸協(xié)作實時交通數(shù)據(jù)收集方法是由許晨;謝星寰;林方圓設計研發(fā)完成,并于2023-02-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于深度強化學習的空陸協(xié)作實時交通數(shù)據(jù)收集方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了基于深度強化學習的空陸協(xié)作實時交通數(shù)據(jù)收集方法,屬于車聯(lián)網(wǎng)通信領域;具體為:首先,搭建包含RSU,UAV和若干車輛的空地協(xié)同車聯(lián)網(wǎng)架構;RSU和UAV聯(lián)合收集各時隙所有車輛產生的數(shù)據(jù);然后,針對第m輛車與接收端k之間通信時,設定該車輛與數(shù)據(jù)卸載到接收端k之間的約束條件,并結合帶寬分配計算信道速率;同時綜合考慮安全車速的限制,車輛性能、道路限速以及駕駛者的實際操作,計算后車的安全速度;在聯(lián)合優(yōu)化接入策略,帶寬分配以及無人機軌跡,滿足搭建以數(shù)據(jù)傳輸成功率最大化的優(yōu)化目標函數(shù);最后,使用深度強化學習方法TD3對目標函數(shù)進行求解,得到通過RSU和UAV協(xié)調下的成功率最高的收集數(shù)據(jù),本發(fā)明提高了數(shù)據(jù)傳輸成功率DTSR。
本發(fā)明授權基于深度強化學習的空陸協(xié)作實時交通數(shù)據(jù)收集方法在權利要求書中公布了:1.基于深度強化學習的空陸協(xié)作實時交通數(shù)據(jù)收集方法,其特征在于,具體步驟如下:首先,搭建包含一個路側單元RSU,一架無人機UAV和若干車輛的基于實時交通的空地協(xié)同車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)收集架構;每個時隙內每輛車都會產生一個大小為D的數(shù)據(jù)包上傳,RSU和UAV聯(lián)合收集所有車輛產生的數(shù)據(jù);然后,針對第m輛車與接收端k之間通信時,設定該車輛與數(shù)據(jù)卸載到接收端k之間的約束條件,并結合帶寬分配計算信道速率Rm,k;約束條件為: 表示卸載決策的二值變量,當?shù)趍輛車需要將它的數(shù)據(jù)卸載到接收端k的時候,am,kt=1,否則am,kt=0;和分別代表場景中所有車輛、數(shù)據(jù)的接收端和考慮的所有時隙;信道速率Rm,kt表達式為: 其中bm,k是帶寬分配因子,滿足約束Bk是可用帶寬;P0,Ar,n0分別代表傳輸功率、接收端的天線增益和噪聲功率密度;PLm,k是視距信道和非視距信道的平均路損;當?shù)趍輛車行駛時,綜合考慮安全車速的限制,車輛性能、道路限速以及駕駛者的實際操作,計算后車的安全速度表示為 其中,w是最大減速度,Tr是駕駛者的反應時間,Ti是車由靜止加速到最高速度所需的時間,vl是前車的速度,S是前車和后車之間的距離;最后,聯(lián)合優(yōu)化接入策略,帶寬分配以及無人機軌跡,搭建以數(shù)據(jù)傳輸成功率最大化的優(yōu)化目標函數(shù);并使用深度強化學習方法TD3對目標函數(shù)進行求解,得到通過RSU和UAV協(xié)調下的成功率最高的收集數(shù)據(jù);所述TD3包括狀態(tài)空間,動作空間以及獎勵函數(shù)三部分;狀態(tài)空間為:st=qut,qmt,vutqut是隨時間變化的無人機位置;qmt是車輛位置;vut是無人機的速度;動作空間: am,uavt表示第m輛車將數(shù)據(jù)卸載到接收端uav的二值變量;為無人機的飛行角度;獎勵函數(shù)為 是固定數(shù)值的獎勵: χc是一個常數(shù);rviot是對速度和加速度違規(guī)做出懲罰對應的獎勵:rviot=ζactχac+ζvtχv其中,當輸出的動作滿足無人機的加速度約束時,ζact=1,否則ζact=0;χac為固定獎勵;而當ζvt=0,否則ζvt=1;κvs和κvl為固定數(shù)值,χv為固定獎勵;優(yōu)化目標函數(shù)為: C3:qu1=qinit, ξ為數(shù)據(jù)傳輸成功率,用累積成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的數(shù)量除以上傳請求的總數(shù)計算;A為接入策略:B為帶寬分配Q為無人機軌跡UAV的水平位置表示為qu=xu,yu;ψm,kt∈{0,1}表示第m輛車的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瓿汕闆r的二元變量,若am,ktRm,ktτ≥D,ψm,kt=1,否則ψm,kt=0;τ為一個時隙的持續(xù)時間;ψtotal表示上傳請求的總數(shù);C1是關于接入策略的約束,C2是帶寬分配的約束,C3定義了無人機的起始位置qinit;C4和C5分別保證了無人機的加速度和速度不會超過其所能達到的上限;au和vu分別是無人機加速度矢量和速度矢量;是無人機的加速度上限;是無人機的速度上限。
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