[發(fā)明專利]基于電子車牌的車輛定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910844175.3
• 申請(qǐng)日: 2019-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN110687501B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)评?/a>;劉開華;馬永濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S5/06
• 分類號(hào): G01S5/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

本發(fā)明涉及一種基于電子車牌的車輛定位方法，包括：使用無線信號(hào)測(cè)距的方法測(cè)量電子車牌和n個(gè)閱讀器天線之間的距離；從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取上述這n個(gè)閱讀器天線的坐標(biāo)；從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取車輛可能出現(xiàn)的位置區(qū)域的邊界，從該邊界內(nèi)的區(qū)域中均勻選取m個(gè)點(diǎn)作為迭代時(shí)的初始位置；對(duì)于每個(gè)選出來的初始位置點(diǎn)，使用下述方法計(jì)算改點(diǎn)的局部最優(yōu)解，直至完成所有初始位置點(diǎn)的計(jì)算，從所有初始位置點(diǎn)的迭代結(jié)果中選出定位誤差最小的值作為最終目標(biāo)位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域的車輛定位方向，同時(shí)屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的UHF RFID方向，是一種新的車輛定位技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，交通管理系統(tǒng)逐漸趨于智能化。UHF RFID技術(shù)的成熟使得其被開發(fā)成機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)，即電子車牌，應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中。在此應(yīng)用中，基于UHFRFID技術(shù)的電子車牌被固定在車輛的前風(fēng)擋玻璃上，閱讀器和天線被固定于馬路車道上方的龍門架上。在車輛駛?cè)腴喿x器的讀寫范圍內(nèi)之后，閱讀器即可對(duì)電子車牌進(jìn)行讀取，獲取電子車牌的ID。電子車牌技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)定為一種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)的一些大城市得到了應(yīng)用。

傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)中使用攝像頭進(jìn)行車輛定位。但是基于攝像頭和圖像處理方法的車輛定位方法存在一定的缺陷，例如無法識(shí)別套牌車，在惡劣天氣條件下無法工作。超高頻電磁波相比于光具有更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，傳播不受天氣條件的影響，同時(shí)電子車牌系統(tǒng)使用UHF RFID標(biāo)簽作為電子車牌，標(biāo)簽芯片無法被輕易復(fù)制，可以克服傳統(tǒng)鐵質(zhì)車牌易被復(fù)制，從而產(chǎn)生套牌車的問題。因此為了能獲取車輛的位置信息，基于電子車牌系統(tǒng)的車輛定位系統(tǒng)亟需研究。傳統(tǒng)的RFID定位系統(tǒng)可以使用參考標(biāo)簽進(jìn)行特征匹配定位，但是由于需要大量部署參考標(biāo)簽，在交通應(yīng)用場(chǎng)景下該方法應(yīng)用難度很大。基于測(cè)距的定位方法同樣可以被應(yīng)用于RFID標(biāo)簽定位中。在交通場(chǎng)景下，基于測(cè)距的方法更具有實(shí)用價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有大量的關(guān)于UHF RFID標(biāo)簽的測(cè)距方案，例如雙頻相位差測(cè)距，信號(hào)能量衰減模型測(cè)距等，這些方法可以用來獲取電子車牌和閱讀器天線之間的距離，支撐本發(fā)明提出的定位方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提供一種基于電子車牌的具有較高定位精度的車輛定位方法，技術(shù)方案如下：

一種基于電子車牌的車輛定位方法，包括下列步驟：

1)使用無線信號(hào)測(cè)距的方法測(cè)量電子車牌和n個(gè)閱讀器天線之間的距離{d₁,d₂,...,d_n}；

2)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取上述這n個(gè)閱讀器天線的坐標(biāo){x₁,x₂,...,x_n}和電子車牌的高度h_t；

3)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取車輛可能出現(xiàn)的位置區(qū)域的邊界，從該邊界內(nèi)的區(qū)域中均勻選取m個(gè)點(diǎn)作為迭代時(shí)的初始位置，這m個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)表示為{s₁,s₂,...,s_m}；

4)對(duì)于每個(gè)選出來的初始位置點(diǎn)，使用下述方法計(jì)算改點(diǎn)的局部最優(yōu)解，直至完成所有初始位置點(diǎn)的計(jì)算：

a.將初始位置點(diǎn)作為迭代的輸入y_o；

b.使用如下公式(1)計(jì)算迭代輸出y_o+1

c.如果||y_o+1-y_o||＜δ_min則停止迭代，其中δ_min為預(yù)先設(shè)置的誤差容許值，反之則繼續(xù)上一步進(jìn)行迭代；

d.將每個(gè)初始位置點(diǎn)的迭代結(jié)果帶入公式(2)計(jì)算該點(diǎn)的定位誤差

e.從所有初始位置點(diǎn)的迭代結(jié)果中選出定位誤差最小的值作為最終目標(biāo)位置。