[發明專利]一種場內車輛精確定位導航系統及方法

有效

• 申請號: 201410187544.3
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103927900A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 顧明岳;王斌;傅裘俊
• 申請（專利權）人: 寧波金洋化工物流有限公司
• 主分類號: G08G1/0968
• 分類號: G08G1/0968;G08G1/123
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務所(普通合伙) 33239
• 代理人: 胡小永

1.一種場內車輛的精確定位導航系統，包括車輛行使路線定位子系統，無線傳感器網絡定位子系統、RFID定位子系統；其中：?

無線傳感器網絡定位子系統包括云端中央控制中心、匯聚中繼感應單元、定點感應單元和車載感應單元，其中，匯聚中繼感應單元、定點感應單元和車載感應單元組成無線傳感器網絡，其通信范圍覆蓋場內所有區域；云端中央控制中心設有PC機，云端中央控制中心與匯聚中繼感應單元以有線方式進行通信，實現數據分析、數據查詢、實時監控及指令下發；匯聚中繼感應單元進行無線網絡控制、數據匯聚和通信中繼；定點感應單元是固定感應單元，按照網狀分布在場內；車載感應單元安裝在場內車輛上，利用固定的定點感應單元對其進行無線測距確定車輛所處的位置，并將位置信息通過無線傳感器網絡傳給云端中央控制中心；?

RFID定位子系統采用無源結構，包括RFID讀寫器、RFID天線和無源RFID標簽，無源RFID標簽作為精確定位校準點，沿場內通道路線等間距排列；RFID讀寫器和RFID天線安裝在場內車輛上，在車輛行駛過程中通過讀取場內通道路線上的無源RFID標簽，能夠確定車輛所經過的具體校準點位置并對車輛進行定位校準；?

車輛行使路線定位子系統包括電子羅盤、光電碼盤和轉角傳感器，電子羅盤用于測量車輛行進的方向，光電碼盤用于測量車輪的轉動距離，轉角傳感器用于測量車輪的轉動角度，當車輛行駛在兩個無源RFID標簽之間的定位盲區內時，通過實時測量車輛行進的方向、車輪的轉動距離和轉動角度進行行使路線計算能夠確定車輛的精確位置，并將該精確位置信息由無線傳感器網絡定位子系統的車載感應單元通過無線傳感器網絡傳給云端中央控制中心；?

2.一種如權利要求1所述的系統，其中所述無線傳感器網絡定位子系統中的車載感應單元、RFID定位子系統中的RFID讀寫器和RFID天線、車輛行使路線定位子系統以及導航顯示模塊組成車載定位導航裝置，導航顯示模塊設有顯示屏，與車載感應單元相連接，能夠實時顯示當前位置和導航路徑信息。?

3.一種如權利要求1所述的系統，其中所述無線傳感器網絡定位子系統中的車載感應單元包括微控制器模塊和無線模塊，微控制器模塊用于控制無線傳感器網絡定位子系統、RFID定位子系統和車輛行使路線定位子系統進行組合定?位導航，并對定位信息進行分析處理，將車輛的當前位置和導航路徑信息在導航顯示模塊上顯示，無線模塊能夠將車輛的當前位置信息通過無線傳感器網絡傳給云端中央控制中心，也能夠接收云端中央控制中心發送的指令信息。?

4.一種如權利要求1所述的系統，其中所述RFID定位子系統中的RFID讀寫器為UHF?RFID讀寫器；無源RFID標簽為UHF?RFID無源電子標簽，其中寫入用于定位校準的標簽信息和位置信息；RFID天線為定向天線，其方向指向通道路線上貼有無源RFID標簽的方向。?

5.一種如權利要求1-4其中之一的定位導航系統的精確定位導航方法，其特征在于：運用無線傳感器網絡定位子系統對場內車輛進行區域定位，運用RFID定位子系統對場內車輛進行定位校準，在兩個無源RFID標簽之間的定位盲區內運用車輛行使路線定位子系統進行定位，通過三個定位子系統的交叉使用進行組合定位導航，包括以下步驟：?

步驟1，無線傳感器網絡定位子系統中的匯聚中繼感應單元和定點感應單元組成無線傳感器網絡，啟動無線傳感器網絡定位子系統，當場內車輛處于導航區域時，車輛上的車載感應單元將加入無線傳感器網絡，車載感應單元加入無線傳感器網絡后再啟動RFID定位子系統，使車輛上的RFID讀寫器進行無源RFID標簽讀取掃描；?

步驟2，如果RFID讀寫器未讀到無源RFID標簽并且車輛行使路線定位子系統未啟動：則說明車輛在空曠區域，并未進入通道區域，車輛上的車載感應單元將利用固定的定點感應單元對其進行無線測距，確定車輛所處的位置，同時在導航顯示模塊上進行實時位置顯示和導航，并將位置信息傳至云端中央控制中心，隨后重復進行步驟2；?

如果RFID讀寫器未讀到無源RFID標簽并且車輛行使路線定位子系統已經啟動：則說明車輛在通道區域中兩個無源RFID標簽之間的定位盲區內，車輛將繼續進行行使路線定位，進行步驟5；?

如果RFID讀寫器讀到某一無源RFID標簽，則進行步驟3；?

步驟3：當車輛上的RFID讀寫器讀到某一無源RFID標簽時，通過標簽內的位置信息確定該標簽所在的具體位置，立即對車輛進行定位校準，進行步驟4；?

步驟4：RFID讀寫器讀到某一無源RFID標簽時，如果車輛行使路線定位子系統未啟動，則說明車輛剛進入通道區域，立即啟動行使路線定位子系統開始行使路線定位，進行步驟5；?

RFID讀寫器讀到某一無源RFID標簽時，如果車輛行使路線定位子系統已經啟動，則說明車輛已經處于通道區域內，車輛繼續進行行使路線定位，進行步驟5；?

步驟5：車輛行使路線定位子系統實時測量車輛行進的方向、車輪的轉動距離和轉動角度，測量信號由車載感應單元的微控制器進行分析處理，并通過已知的行使路線計算確定車輛所處的精確位置，通過已知的路徑規劃對車輛進行導航顯示和控制，而車載感應單元的無線模塊將車輛的精確位置及行駛路線等信息通過無線傳感器網絡傳給云端中央控制中心；?

如果通過行使路線定位判斷出車輛駛出了通道區域，則關閉車輛行使路線定位子系統，并重復進行步驟2；?

如果通過行使路線定位判斷出車輛未駛出通道區域，則直接重復進行步驟2。