[發明專利]一種面向毫米波車聯網的序貫車輛指紋定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201811487284.6
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109799477B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李斌;陶藝文;趙成林;許方敏
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙

本發明公開了一種面向毫米波車聯網的序貫車輛指紋定位及裝置，所述方法包括：將毫米波檢測站覆蓋的目標區域劃分為至少一個小區域，并在每個小區域中設置參考點；對目標車輛在所述目標區域的信號狀態和稀疏位置進行聯合建模，獲得所述目標車輛的動態變化模型；記錄所述檢測站接收每個參考點信號的方位角和信號強度，以構建所述目標區域的指紋矩陣；根據當前的目標車輛信號，并基于所述動態變化模型和所述指紋矩陣，對所述目標車輛當前的信號狀態后驗概率和稀疏位置后驗概率進行序貫估計，以獲得所述目標車輛當前的信號狀態和稀疏位置，從而有效提高定位的準確性。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是指一種面向毫米波車聯網的序貫車輛指紋定位方法及裝置。

背景技術

作為蓬勃發展的物聯網(Internet of Thing，IoT)的一個重要分支，車輛網(Internet of Vehicle，IoV)技術在智慧城市、智能交通、安全駕駛等領域都起著至關重要的作用。在車聯網技術中，車輛的實時位置是各種應用與服務的基礎。因此，精確快速獲取車輛的實時位置是車聯網高效部署與大規模應用的關鍵。此外，基于大規模天線部署的毫米波(millimeter Wave，mmWave)通信技術以其高精度波束指向與高帶寬、高速率、長距離的通信優勢，被認為是車聯網領域廣泛應用的關鍵技術之一。然而，將毫米波技術應用于車聯網實時定位應用時，將面臨信號傳播復雜的挑戰。具體來說，毫米波信號在密集城市環境、富散射環境等復雜電磁環境下，其傳播參數具有極強的不確定性，為車輛實時位置的高效獲取造成了極大的困難。針對該問題，一種廣泛研究的定位手段是基于指紋的定位技術。該技術主要分為兩階段：離線階段，毫米波檢測站的覆蓋范圍被劃分為若干小區域，在每個小區域中都設置有參考點(Reference Point，RP)，事先在每個參考點處對其信號參數進行記錄，形成范圍內完整的信號傳播指紋地圖；在線階段，實測車輛進入毫米波檢測站的覆蓋范圍，對其發射信號進行接收與處理，并基于指紋地圖獲取目標車輛的實時位置。

傳統的指紋定位技術以靜態定位技術為主。即，以每次獲取的目標車輛信號處理得出其當前時刻的位置，而忽視之前時刻對目標車輛位置的估計結果。然而，動態序貫性是車輛的一大特性，若只考慮車輛的靜態定位技術，使其位置獲取精度不高。然而考慮車輛動態性將不免帶來目標車輛觀測值缺失問題。具體來說，毫米波信號頻段較高，易受環境干擾，可能由障礙物阻擋而導致某時刻觀測信號缺失。此外，目標車輛的短暫靜默也可能導致觀測缺失，這些不利條件將為實時位置獲取造成障礙。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種面向毫米波車聯網的序貫車輛指紋定位方法及裝置，能夠有效提高定位的準確性。

基于上述目的本發明提供的面向毫米波車聯網的序貫車輛指紋定位方法，包括：

將毫米波檢測站覆蓋的目標區域劃分為至少一個小區域，并在每個小區域中設置參考點；

對目標車輛在所述目標區域的信號狀態和稀疏位置進行聯合建模，獲得所述目標車輛的動態變化模型；

記錄所述檢測站接收每個參考點信號的方位角和信號強度，以構建所述目標區域的指紋矩陣；

根據當前的目標車輛信號，并基于所述動態變化模型和所述指紋矩陣，對所述目標車輛當前的信號狀態后驗概率和稀疏位置后驗概率進行序貫估計，以獲得所述目標車輛當前的信號狀態和稀疏位置。

進一步地，所述對目標車輛在所述目標區域的信號狀態和稀疏位置進行聯合建模，獲得所述目標車輛的動態變化模型，具體包括：

獲取目標車輛在所述目標區域的隨機有限集合X_t的概率分布f(X_t)，所述隨機有限集合X_t包括所述目標車輛在t時刻的信號狀態和稀疏位置；