The growing need of mobility along with the evolution of the automotive industry
and the massification of the personal vehicle amplifies some of the road-related
problems such as safety and traffic congestion. To mitigate such issues, the evolution
towards cooperative communicating technologies and autonomous systems
is considered a solution to overcome the human physical limitations and the limited
perception horizon of on-board sensors. Short-range vehicular communications
such as Vehicle-to-Vehicle or Vehicle-to-Infrastructure (ETSI ITS-G5) in conjunction
with long-range cellular communications (LTE,5G) and standardized messages,
emerge as viable solutions to amplify the benefits that standalone technologies can
bring to the road environment, by covering a wide array of applications and use
cases. In compliance with the standardization work from European Telecommunications
Standards Institute (ETSI), this dissertation describes the implementation of
the collective perception service in a real road infrastructure to assist the maneuvers
of autonomous vehicles and provide information to a central road operator. This
work is focused on building standardized collective perception messages (CPM)
by retrieving information from traffic classification radars (installed in the PASMO
project) for local dissemination using ETSI ITS-G5 radio technology and creating
a redundant communication channel between the road infrastructure and a central
traffic control centre, located at the Instituto de Telecomunicações - Aveiro, taking
advantage of cellular, point-to-point radio links and optical fiber communications.
The output of the messages are shown to the user by a mobile application. The
service is further improved by building an algorithm for optimizing the message
dissemination to improve channel efficiency in more demanding scenarios. The results
of the experimental tests showed that the time delay between the production
event of the collective perception message and the reception by other ITS stations
is within the boundaries defined by ETSI standards. Moreover, the algorithm for
message dissemination also shows to increase radio channel efficiency by limiting
the number of objects disseminated by CPM messages. The collective perception
service developed and the road infrastructure are therefore, a valuable asset to
provide useful information for improving road safety and fostering the deployment
of intelligent cooperative transportation systems.A crescente necessidade de mobilidade em paralelo com a evolução da indústria automóvel
e com a massificação do uso de meios de transportes pessoais, têm vindo
a amplificar alguns problemas dos transportes rodoviários, tais como a segurança
e o congestionamento do tráfego. Para mitigar estas questões, a evolução das
tecnologias de comunicação cooperativas e dos sistemas autónomos é vista como
uma potencial solução para ultrapassar limitações dos condutores e do horizonte
de perceção dos sensores veículares. Comunicações de curto alcance, tais como
Veículo-a-Veículo ou Veículo-a-Infrastrutura (ETSI ITS-G5), em conjunto com comunicações
móveis de longo alcance (LTE,5G) e mensagens padrão, emergem como
soluções viáveis para amplificar todos os beneficios que tecnologias independentes
podem trazer para o ambiente rodoviário, cobrindo um grande leque de aplicações
e casos de uso da estrada. Em conformidade com o trabalho de padronização
da European Telecommunications Standards Institute, esta dissertação descreve
a implementação do serviço de perceção coletiva, numa infrastrutura rodoviária
real, para suporte a manobras de veículos autónomos e para fornecer informações
aos operadores de estradas. Este trabalho foca-se na construção de mensagens
de perceção coletiva a partir de informação gerada por radares de classificação de
tráfego (instalados no âmbito do projeto PASMO) para disseminação local usando
a tecnologia rádio ETSI ITS-G5 e criando um canal de comunicação redundante
entre a infraestrutura rodóviaria e um centro de controlo de tráfego localizado no
Instituto de Telecomunicações - Aveiro, usando para isso: redes móveis, ligações
rádio ponto a ponto e fibra ótica. O conteúdo destas messagens é mostrado ao
utilizador através de uma aplicação móvel. O serviço é ainda melhorado, tendo-se
para tal desenvolvido um algoritmo de otimização de disseminação das mensagens,
tendo em vista melhorar a eficiência do canal de transmissão em cenários mais exigentes.
Os resultados dos testes experimentais efetuados revelaram que o tempo
de atraso entre o evento de produção de uma mensagem de perceção coletiva e a
receção por outra estação ITS, usando comunicações ITS-G5, se encontra dentro
dos limites definidos pelos padrões da ETSI. Além disso, o algoritmo para disseminação
de mensagens também mostrou aumentar a eficiência do canal de rádio,
limitando o número de objetos disseminados pelas mesmas. Assim, o serviço de
perceção coletiva desenvolvido poderá ser uma ferramenta valiosa, contribuindo
para o aumento da segurança rodóviaria e para a disseminação da utilização dos
sistemas cooperativos de transporte inteligente.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe
