[發(fā)明專利]基于UWB和地磁車位檢測的停車系統(tǒng)及其車輛定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710455034.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107301785B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉征
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳普智聯(lián)科機器人技術(shù)有限公司
• 主分類號: G08G1/14
• 分類號: G08G1/14;H04W64/00;G06K17/00
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發(fā)明涉及一種基于UWB和地磁車位檢測的停車系統(tǒng)及其車輛定位方法，其技術(shù)特點是：該系統(tǒng)包括帶有UWB射頻標簽和加速度傳感器的車載標簽、帶有UWB射頻標簽的地磁車位檢測器、無線網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器；車載標簽向地磁車位檢測器發(fā)送UWB定位信號和車輛身份識別信息，地磁車位檢測器檢測當前車位狀態(tài)、并接收UWB定位信號和進行UWB定位運算處理，進而定位當前車位車輛，并將定位車輛后的車輛身份識別信息和車位狀態(tài)變化時間通過無線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給服務(wù)器。本發(fā)明采用兩點間的飛行時間測距替代傳統(tǒng)的UWB定位方法，從而省去了基站之間時鐘同步問題、大幅度簡化了UWB定位的施工難度和施工復(fù)雜度，大幅度降低了成本，完全能夠滿足待停車輛定位的精度要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能停車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于UWB和地磁車位檢測的停車系統(tǒng)及其車輛定位方法。

背景技術(shù)

一直以來，基于RSSI信號接收強度的車載標簽+地磁車位檢測器路邊停車收費系統(tǒng)存在定位精度不夠準確的問題，這是因為接收信號強度法是通過信號接收強度來估計待測標簽到已知地磁車位檢測器的距離來進行定位，但是，由于信號在傳播過程中很容易受到環(huán)境的干擾，如行人等障礙物的阻擋，這時信號不能直線傳播，而是通過衍射、透射和反射傳播到達接收端，因此會對基于接收信號強度定位的方式帶來較大測量誤差，降低定位精度。

為解決RSSI定位不準確的問題，一種改進方法是采用UWB定位代替RSSI定位，這是因為UWB系統(tǒng)在定位精度、抗多路徑干擾、穿透能力、功耗等方面有著很大的優(yōu)勢。UWB是一種短距離(30米)、高精度(厘米級別)、高傳輸速率(是藍牙傳輸速率的幾百倍)無載波通訊技術(shù)，其利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，被稱為無線電領(lǐng)域的一次革命性進展，將成為未來短距離無線通信的主流技術(shù)。UWB定位之所以精度高，其原理在于采用飛行時間法進行定位，飛行時間法即通過已知點到目標點的到達時間測量距離，而不是通過接受信號強度測量距離。

現(xiàn)有的UWB定位方法一般采用TOA、TDOA兩種方法：基于到達時間的定位方法(TOA)方法雖然簡單，但需要標簽和基站之間嚴格的時間同步，否則，以不同基站為圓心所做的圓就不能交于一點，產(chǎn)生很大的定位誤差。基于TDOA的UWB定位方法類似于TOA定位方法，它不要求基站和標簽之間的同步，只要求基站之間保持時間同步，但是如果所選參考基站存在嚴重時鐘漂移會影響整個系統(tǒng)的定位精度。

總之，以上兩種方法都要求標簽和基站之間、基站和基站之間進行時鐘同步，而時鐘同步實現(xiàn)起來非常困難，而且要求同步精度非常高：即使基站之間幾納秒的時鐘誤差，也會造成停車位幾米的誤差。由于每個停車位一般只有2米寬、4米長，如果是幾米的誤差，則根本無法實現(xiàn)停車定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于UWB和地磁車位檢測的停車系統(tǒng)及其車輛定位方法，目的在于替代和取消基站和標簽、基站和基站之間的時鐘同步，實現(xiàn)精確定位功能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于UWB和地磁車位檢測的停車系統(tǒng)，包括帶有UWB射頻標簽和加速度傳感器的車載標簽、帶有UWB射頻標簽的地磁車位檢測器、無線網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器；所述車載標簽向地磁車位檢測器發(fā)送UWB定位信號和車輛身份識別信息，所述地磁車位檢測器檢測當前車位狀態(tài)、并接收UWB定位信號和進行UWB定位運算處理，進而定位當前車位車輛，其中，UWB定位采用雙邊雙向測距法，并將定位車輛后的車輛身份識別信息和車位狀態(tài)變化時間通過無線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給服務(wù)器。

所述的車載標簽包括車載UWB射頻標簽、MCU、加速度傳感器和電源管理模塊；所述車載UWB射頻標簽包含當前車輛的身份識別信息，所述的電源管理模塊與車載UWB射頻標簽、MCU、加速度傳感器相連接為其供電，所述的加速度傳感器檢測到車輛運動狀態(tài)變化后向車載標簽的MCU發(fā)送信號，所述的MCU接收加速度傳感器信號后喚醒車載UWB射頻標簽，所述的車載UWB射頻標簽被喚醒后由低功耗變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)并向地磁車位檢測器發(fā)送定位信號。