[發明專利]一種基于超寬帶無源射頻標簽的車輛定位方法

有效

• 申請號: 201410348601.1
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104090264B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 崔學榮;李娟;張浩;李忠偉;劉建航;吳春雷;葉興根
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;北京中斗科技股份有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S19/42
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于超寬帶無源射頻標簽的車輛定位方法，其特征在于OBU(On-Board?Unit，車載單元)設備中的RF-Reader(Radio?Frequency?Reader，射頻讀卡器)定時地發送激活信號，如果高速公路路肩上的超寬帶RF-Tag(Radio?Frequency?Tag，射頻標簽)被激活則執行步驟1)進行基于UWB(Ultra?Wide?Band，超寬帶)無源射頻標簽的定位，否則執行步驟2)使用DGNSS(Differential?Global?Navigation?Satellite?System，差分全球衛星導航系統)進行定位：

1)基于UWB無源射頻標簽的定位

①RF-Tag向RF-Reader發射UWB定位信號和數據幀，幀中包括道路信息、RF-Reader之間的相對距離m_i,i+1和RF-Tag的精確經緯度坐標L₀；

②RF-Reader收到信號后，進行基于UWB的相對定位得到車輛的相對坐標L₁，同時提取RF-Tag的精確經緯度坐標L₀，進而根據L₀和L₁通過坐標變換計算得到車輛的經緯度坐標L，計算方法為：

OBU根據測得的高速公路路肩上多個RF-Tag發射的UWB射頻信號的多普勒頻移f_i以及車輛速度ν，利用公式(1)～(4)計算出OBU與每個RF-Tag的距離d_i

cosθi=mimi2+d2]]>(i＝1,2,3,…,N)????????????????????(1)

fi=2vcosθiλ]]>(i＝1,2,3,…,N)????????????????????(2)

m_i，i+1＝m_i+1-m_i??(i＝1,2,3,…,N-1)????????????????????(3)

di=mi2+d2]]>(i＝1,2,3,…,N)????????????????????(4)

根據得到的OBU與每個RF-Tag的距離d_i和已知的每個RF-Tag的相對坐標(X_i,Y_i,Z_i)，利用公式(5)進行相對定位，得到車輛相對于RF-Tag的相對坐標L₁即(x,y,z)，

(X1-x)2+(Y1-y)2+(Z1-z)2(X2-x)2+(Y2-y)2+(Z2-z)2······(XN-x)2+(YN-y)2+(ZN-z)2=d1d2···dN---(5)]]>

式中，N為路肩上該簇RF-Tag的數量，d為OBU到RF-Tag的垂直距離，d_i為OBU到第i個RF-Tag的直線距離，m_i為第i個RF-Tag與OBU在路肩方向的水平距離，m_i,i+1為相鄰的第i個RF-Tag與第i+1個RF-Tag的距離，ν為車輛行駛速度，f_i為OBU測得的第i個RF-Tag發射的UWB信號的多普勒頻移，θ_i為OBU相對第i個RF-Tag的徑向方向與行駛方向的夾角，(x,y,z)是車輛即OBU目前相對于RF-Tag的相對坐標L1，(X_i,Y_i,Z_i)是已知的第i個RF-Tag的相對坐標；

③檢測此時是否能接收到GNSS(Global?Navigation?Satellite?System，全球衛星導航系統)信號，如果不能接收則本次定位結束，定位結果為經緯度坐標L，否則進行非差分的GNSS定位得到經緯度坐標L’；

④非差分定位結果L’與UWB射頻標簽定位結果L進行比對，得到衛星定位差分信息D；

⑤將差分信息D保存到OBU內存以備在步驟2)中使用，此時本次定位結束，結果為經緯度坐標L；

2)基于DGNSS進行定位

從OBU內存中取出衛星定位差分信息D，進行DGNSS定位，得到車輛的經緯度坐標L；