[發明專利]一種基于協同相對定位技術的車輛防碰撞方法

有效

• 申請號: 201410430510.2
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104157167A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 成華麗;溫曉岳;章步鎬;吳越
• 申請（專利權）人: 銀江股份有限公司
• 主分類號: G08G1/16
• 分類號: G08G1/16;G01S19/42;G01S19/41
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張慧英

技術領域

本發明涉及智能交通領域，尤其涉及一種基于協同相對定位技術的車輛防碰撞方法。

背景技術

GPS(Global?Positioning?System)全球定位系統是美國建立的一個全球衛星導航定位系統，可實現高精度、全天候、實時的導航及測速。近年來GPS技術已廣泛應用于測繪遙感，航空航天，通訊，交通等各個領域，并深刻改變了人們的生活。

基于GPS系統的定位信息分析應用已逐步擴展到智能交通系統ITS(Intelligent?Transportation?System)。在現代ITS系統中，可以使用定位信息來進行車輛自動導航以及安全駕駛。根據衛星導航定位系統的原理，GPS定位技術包括基于載波相位的位置估算和基于偽距的位置估算，前者的定位雖然非常精確，但是存在整周模糊度的問題，后者雖然精確度較低，但是具有較好的實時性。但在車載GPS接收衛星信號時影響定位精確度的因素包含如下幾個：GPS衛星自身誤差(包括衛星時鐘誤差，衛星星歷誤差)、傳輸延時(包括電離層延時和對流層延時)、車載GPS接收機誤差(包括接收機時鐘誤差、熱噪聲、以及地面多徑時延等)。另外，在一個地基增強系統(GBAS,Ground-Based?Augmentation?System)中，一個位于已知精確位置的參考基站可以向車輛廣播衛星精確位置信息，車載GPS接收機根據其自身接收到衛星定位信號計算車輛與衛星間的偽距后與廣播精確位置信息進行比較后再修正觀測數據，這種DGPS的方法可以有效降低相同的傳輸時延誤差和衛星誤差。但是，在城市道路兩旁存在建筑物，這意味著GPS衛星與車輛之間的視線路徑可能被阻斷，即車載GPS接收機只能接收到衛星的反射信號。來源于不同建筑物的不同路徑反射信號構成了接收信號的多徑傳輸，其造成的誤差可能高達數十米，這無疑降低了絕對定位的精度。對于DGPS系統而言，由于參考基準站常常建立在開闊環境中，且鄰近車輛之間的接收信號具有空間相關性故可以降低這種多徑傳輸的誤差。

發明內容

本發明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種通過道路鄰近車輛的相對位置檢測及相對位置超過閾值的警告機制從而能夠減少城市車輛碰撞和車禍發生的車輛防碰撞方法。

本發明是通過以下技術方案達到上述目的：一種基于協同相對定位技術的車輛防碰撞方法，定位車輛上安裝有GPS發送/接收機，若干個在軌衛星直接或間接定位車輛，包括以下步驟：

1)分析相對定位的第一車輛、第二車輛接收到的衛星信息，確定第一車輛、第二車輛的共用在軌衛星，建立協同相對定位系統模型；

2)第一車輛與第二車輛建立V2V網絡，通過共用在軌衛星傳輸數據包，數據包信息包括：車輛識別ID、車輛目的地絕對定位坐標、車輛三維速度、共用衛星信噪比和共用衛星偽距；

3)GPS信號穩定時采用基于偽距的增強相對定位方法計算第一車輛、第二車輛之間相對距離；

4)GPS信號中斷時采用基于卡爾曼濾波的車輛自預測定位導航方法預測第一車輛、第二車輛之間相對距離；

5)根據步驟3)或步驟4)得到的相對距離進行基于相對距離的車輛防碰撞判斷，若相對距離小于或等于安全距離時，觸發車載報警器并觸發車輛緊急制動機制。

作為優選，基于偽距的增強相對定位方法包括以下步驟：

(11)根據公式(1)計算定位車輛v與共用在軌衛星s之間的偽距：