RU2642507C1 - Method of non-satellite navigation - Google Patents
Method of non-satellite navigation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642507C1 RU2642507C1 RU2016142973A RU2016142973A RU2642507C1 RU 2642507 C1 RU2642507 C1 RU 2642507C1 RU 2016142973 A RU2016142973 A RU 2016142973A RU 2016142973 A RU2016142973 A RU 2016142973A RU 2642507 C1 RU2642507 C1 RU 2642507C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- identifiers
- tag
- coordinates
- point
- identifier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/428—Determining position using multipath or indirect path propagation signals in position determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано в системах определения местоположения и слежения за траекторией перемещающихся в надземном пространстве объектов по сигналам навигационных бесспутниковых систем, использующих RFID-технологию.The present invention relates to the field of radio navigation and can be used in systems for determining the location and tracking the trajectory of objects moving in the above-ground space by signals from navigation-free satellite systems using RFID technology.
Известна система определения местоположения подвижного объекта по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем [1], содержащая космический сегмент в виде навигационных космических аппаратов (НКА), ретранслятор, расположенный на подвижном объекте, и наземный сегмент в виде НИП. Ретранслятор содержит приемник сигналов НКА, преобразователь несущей частоты и передатчик ретранслируемых сигналов. НИП содержит блок приема и обработки сигналов ретранслятора, блок вычисления координат местоположения ретранслятора, а также блок коррекции и блок приема и обработки сигналов НКА. Блок коррекции содержит блок вычисления ионосферной задержки и блок вычисления погрешности эфемеридно-временного обеспечения НКА, блок метеоданных, блок данных об ионосфере, блок предвычисления положения ретранслятора.A known system for determining the location of a moving object by the signals of global navigation satellite systems [1], containing a space segment in the form of navigation spacecraft (NSC), a relay located on a moving object, and a ground segment in the form of a NPC. The relay includes a receiver of the NKA signals, a carrier frequency converter and a transmitter of relay signals. The NPC contains a block for receiving and processing signals of a repeater, a block for calculating coordinates of a location of a repeater, and also a block for correcting and a block for receiving and processing signals from a satellite. The correction block contains a block for calculating the ionospheric delay and a block for calculating the error of the ephemeris-time support of the spacecraft, a meteorological unit, a block of data on the ionosphere, and a unit for calculating the position of the relay.
Известна также система и способ определения координат местоположения [2], которое относится к спутниковому позиционированию, и может быть использовано для определения координат местоположения в глобальной навигационной спутниковой системе. Технический результат заключается в обеспечении плавного перехода от одного метода определения координат местоположения к другому без скачкообразного изменения значений координат, что обеспечивает более надежное управление транспортными средствами и подобными объектами. Для этого вычисляют с низкой точностью значения координат местоположения и, если определение координат с высокой точностью невозможно, применяют поправку к вычисленным с низкой точностью значениям для определения итоговых значений координат, при этом в качестве поправки используют разницу между значениями координат, вычисленными с низкой точностью, и значениями координат, вычисленными с высокой точностью, в момент времени, когда определение значений координат местоположения с высокой точностью было в последний раз возможно, при этом непрерывно оценивают возможность определения координат местоположения с высокой точностью, и если это стало возможным, вычисляют значения координат местоположения с высокой точностью и применяют вновь вычисленную поправку к вычисленным с высокой точностью значениям координат для получения нового итогового значения координат местоположения.Also known is a system and method for determining location coordinates [2], which relates to satellite positioning, and can be used to determine location coordinates in a global navigation satellite system. The technical result consists in ensuring a smooth transition from one method of determining location coordinates to another without abrupt changes in coordinate values, which provides more reliable control of vehicles and similar objects. To do this, calculate the coordinates of the location with low accuracy and, if the determination of coordinates with high accuracy is not possible, apply the correction to the calculated with low accuracy values to determine the final coordinate values, while the difference between the coordinates calculated with low accuracy is used as a correction, and the coordinates calculated with high accuracy at the time when the determination of the coordinates of the location with high accuracy was last possible, while the possibility of determining the location coordinates with high accuracy is continuously evaluated, and if it is possible, the coordinates of the location are calculated with high accuracy and the newly calculated correction is applied to the coordinates calculated with high accuracy to obtain a new final value of the location coordinates.
Однако все системы спутниковой навигации имеют существенные недостатки:However, all satellite navigation systems have significant disadvantages:
- высокая стоимость создания спутниковой группировки и ее обслуживания с необходимостью постоянной замены входящих в нее элементов;- the high cost of creating a satellite constellation and its maintenance with the need for constant replacement of its constituent elements;
- высокая стоимость создания и обслуживания наземных станций управления;- the high cost of creating and maintaining ground control stations;
- сложность архитектуры и высокие требования к вычислительным мощностям применяемой аппаратуры;- the complexity of the architecture and high requirements for the computing power of the equipment used;
- сравнительно большая погрешность позиционирования, в первую очередь, быстро движущегося транспорта из-за запаздывания обработки информации получаемых сигналов от спутника, которые впоследствии обрабатываются наземным центром и передаются на бортовой компьютер транспортного средства;- a comparatively large positioning error, in the first place, of fast moving vehicles due to the delay in processing the information of the received signals from the satellite, which are subsequently processed by the ground center and transmitted to the on-board computer of the vehicle;
- поиск сигналов спутников и синхронизация занимают довольно много времени, особенно если пользователь находится в окружении железобетонных высотных зданий;- satellite signals search and synchronization take a lot of time, especially if the user is surrounded by reinforced concrete high-rise buildings;
- зависимость от погодных условий, состояния атмосферы в части электромагнитных возмущений техногенного и природного характера, активности Солнца, а также прямой видимости отслеживаемого объекта.- dependence on weather conditions, the state of the atmosphere in terms of electromagnetic disturbances of anthropogenic and natural nature, the activity of the Sun, as well as the direct visibility of the tracked object.
Известен способ безопасности дорожного движения [3], в котором блок обнаружения транспортного средства, установленный на дорожных знаках и светофорах, оборудован приемопередатчиком частотно- и/или фазомодулированных радиосигналов узконаправленного по зоне действия излучения и перемещен со знаков и светофоров на фронтальную часть транспортного средства по направлению его движения, а дорожные знаки и светофоры снабжены электронными дубликатами, выполненными например, в виде колебательных контуров - радиочастотных идентификаторов, расположенных непосредственно на них, рядом с ними и/или на определенном расстоянии от них, и имеющими уникальные для данного знака и типа светофора сигналы отклика на сигнал опроса приемопередатчика, выход которого соединен с устройством для автоматического распознавания сигналов, соединенного, в свою очередь, параллельно с блоком отображения информации и блоком регулировки подачи топлива транспортного средства с ограничителем, заменяющий собой блок управления, памяти и протоколирования нарушений для записи текущей информации и блок выработки рекомендаций для водителя ТС по параметрам движения. При этом, при попадании модулированного сигнала опроса, излучаемого приемопередатчиком, на колебательный контур дорожного знака и совпадении частотно- и/или фазомодулированных параметров сигнала опроса с резонансными характеристиками колебательного контура происходит резкое увеличение амплитуды сигнала, что идентифицируется приемопередатчиком как метка, присущая конкретному дорожному знаку или типу светофора. Сигнал, соответствующий выработанной метке, с приемопередатчика передается на устройство для автоматического распознавания, противопоставляющий метку из имеющегося набора, содержащего информацию обо всех известных на настоящий момент дорожных знаках и типах светофоров, конкретному дорожному знаку или типу светофора, который и отображается в виде аудиосигнала, фото- и/или видеоинформации на дисплее блока отображения информации. Кроме того, сигнал, выработанный устройством для автоматического распознавания, параллельно подается на блок регулировки подачи топлива, который вырабатывает управляющий сигнал, подаваемый на ограничитель, снижающий топливоподачу в камеру сгорания в случае идентификации входящего сигнала как ограничивающего скорость транспортного средства в зонах повышенной опасности (дорожные знаки, ограничивающие скорость) либо вообще прекращающий топливоподачу (дорожные знаки, запрещающие движение).A known method of road safety [3], in which the vehicle detection unit mounted on traffic signs and traffic lights, is equipped with a transceiver of frequency and / or phase-modulated radio signals with a narrow radiation direction and is moved from signs and traffic lights to the front of the vehicle in the direction its movements, and road signs and traffic lights are equipped with electronic duplicates, made for example in the form of oscillatory circuits - radio frequency identifiers, races laid directly on them, next to them and / or at a certain distance from them, and having response signals unique to a given sign and type of traffic light to the polling transceiver signal, the output of which is connected to a device for automatic signal recognition, connected, in turn, in parallel with a display unit of information and a unit for adjusting the fuel supply of a vehicle with a limiter, which replaces the control unit, memory and logging violations for recording current information and the unit you working out recommendations for the driver of the vehicle on the parameters of the movement. At the same time, when a modulated interrogation signal emitted by a transceiver hits a vibration sign of a traffic sign and the frequency and / or phase-modulated parameters of the polling signal coincide with the resonance characteristics of the oscillation contour, the signal amplitude increases sharply, which is identified by the transceiver as a mark inherent to a particular traffic sign or type of traffic light. The signal corresponding to the generated mark is transmitted from the transceiver to the device for automatic recognition, contrasting the mark from the existing set containing information about all currently known traffic signs and types of traffic lights, to a specific traffic sign or type of traffic light, which is displayed as an audio signal, photo - and / or video information on the display of the information display unit. In addition, the signal generated by the device for automatic recognition is simultaneously fed to the fuel supply control unit, which generates a control signal supplied to the limiter, which reduces the fuel supply to the combustion chamber if the input signal is identified as limiting the speed of the vehicle in hazardous areas (road signs , limiting the speed) or generally stopping the fuel supply (traffic signs prohibiting movement).
К недостаткам данного способа следует отнести невозможность позиционирования транспортного средства по отношению к месту, где оно находится.The disadvantages of this method include the inability to position the vehicle in relation to the place where it is located.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство [4], содержащее как минимум две радиочастотные метки, установленные на известных местах участка железнодорожного пути, и расположенный на железнодорожном транспортном средстве радиочастотный считыватель. Радиочастотные метки выполнены по технологии устройств на поверхностных акустических волнах: ПАВ-меток, работающих на частоте 2,4 ГГц. Радиочастотный считыватель выполнен как минимум двухканальным и с двумя приемо-передающими антеннами, расположенными на днище железнодорожного транспортного средства в промежутках между его колесных пар и разнесенными по длине железнодорожного транспортного средства. Пары приемо-передающих антенн и соответствующие им ПАВ-метки, установленные на железнодорожном пути, расположены в параллельных плоскостях, которые в поперечном направлении железнодорожного транспортного средства наклонены к горизонту соответственно под углом 0-65°. При этом ПАВ-метка может быть установлена на уголке, который закреплен своей свободной полкой на железнодорожного пути, в том числе на его рельсно-шпальной решетке. Уголок может быть установлен своей свободной полкой непосредственно под рельс.The closest in technical essence to the claimed object is a device [4], containing at least two radio frequency tags installed at known places of the railway section, and located on the railway vehicle radio frequency reader. Radio frequency tags are made using the technology of devices on surface acoustic waves: SAW tags operating at a frequency of 2.4 GHz. The radio-frequency reader is made at least two-channel and with two transceiver antennas located on the bottom of the railway vehicle in the spaces between its wheelsets and spaced along the length of the railway vehicle. Pairs of transceiver antennas and their corresponding SAW tags installed on the railway track are located in parallel planes that are inclined in the transverse direction of the railway vehicle to the horizon at an angle of 0-65 °. In this case, the SAW tag can be installed on the corner, which is fixed with its free shelf on the railway track, including on its rail-sleeper. The corner can be installed with its free shelf directly under the rail.
К недостаткам устройства следует отнести ограниченную область применения вследствие наличия жестко заданных направлений движения транспортных средств - пассажирских и грузовых поездов, локомотивов, электричек и пр., а также использования радиочастотных меток, выполненных по технологии поверхностных акустических волн.The disadvantages of the device include a limited scope due to the presence of strictly defined directions of movement of vehicles - passenger and freight trains, locomotives, electric trains, etc., as well as the use of radio frequency tags made using surface acoustic wave technology.
Предлагаемое изобретение направлено на обеспечение возможности определения местоположения транспортного средства, оборудованного радаром-считывателем данных с радиочастотных меток, расположенных на дорожных знаках, светофорах, столбах, деревьях, зданиях и сооружениях, а также других искусственных объектах и объектах неживой природы, на которых могут быть установлены и зафиксированы эти метки. При этом координаты меток заранее определены, например, путем однократного присвоения их с помощью любой известной системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС) либо назначением координат, связанных только с уникальным положением меток относительно перекрестков улиц и других разветвлений и ответвлений дорог, в том числе официально неуказанных на карте местности.The present invention is aimed at providing the ability to determine the location of a vehicle equipped with a radar reader of data from radio frequency tags located on road signs, traffic lights, poles, trees, buildings and structures, as well as other artificial objects and inanimate objects, on which they can be installed and these marks are fixed. At the same time, the coordinates of the marks are pre-determined, for example, by assigning them once using any known global positioning system (GPS, GLONASS) or by assigning coordinates associated only with the unique position of the marks relative to street intersections and other road branches and branches, including officially unspecified on the map of the area.
Технический результат достигается тем, что на дорожных знаках, светофорах, столбах, деревьях, зданиях и сооружениях, а также других искусственных объектах и подходящих для этого объектах неживой природы устанавливаются радиочастотные метки, координаты которых заранее определены, при этом транспортное средство оборудовано радаром-считывателем информации с меток, передающего ее на электронную карту местности, сформированную заранее на основе спутниковых снимков, с дополнительно отмеченными на ней координатами всех меток местности - города, деревни, поселка, направления, дороги, маршрута. На карте происходит сопоставление данных, определенной радаром-считывателем в настоящий момент метки, с данными, имеющимися на карте, и/или находящимися в базе данных. После чего изображение визуализируется для пользователя с отметкой расположения в определенной точке улицы, дороги, маршрута, направления. Прокладывание маршрута движения относительно уже установленных координат осуществляется соединением ближайших меток от пункта «А», в котором находится пользователь, до выбранного на карте пункта «Б», определяемого ближайшим к нему объектом с установленным на нем меткой, путем включения меток между ними вдоль дорог, направлений или маршрутов с выбором минимального расстояния между пунктами «А» и «Б». Точность достижения объекта будет определяться близостью к нему метки и плотностью таких меток на местности рядом с выбранным объектом.The technical result is achieved by the fact that on the road signs, traffic lights, poles, trees, buildings and structures, as well as other artificial objects and suitable objects of inanimate nature, radio frequency tags are set, the coordinates of which are predetermined, while the vehicle is equipped with an information radar reader from marks transmitting it to an electronic map of the area, formed in advance on the basis of satellite images, with the coordinates of all marks of the area marked on it in addition ode, village, town, directions, road, route. The map compares the data determined by the current radar reader of the tag with the data on the map and / or in the database. After that, the image is visualized for the user with a location mark at a certain point on the street, road, route, direction. The movement route is laid relative to the already established coordinates by connecting the closest marks from point “A” where the user is located to point “B” selected on the map, determined by the nearest object with the mark installed on it, by including marks between them along the roads, directions or routes with the choice of the minimum distance between points "A" and "B". The accuracy of reaching the object will be determined by the proximity of the mark to it and the density of such marks on the terrain next to the selected object.
Технический результат заключается в обеспечении навигационного обслуживания в зоне, содержащей радиочастотные метки, в условиях обеспечения высокочастотной и иной радиосвязи в направлении от движущегося или неподвижного транспортного средства, пешехода или другого пользователя к метке при произвольных траекториях движения пользователя.The technical result consists in providing navigation services in an area containing radio frequency tags, while providing high-frequency and other radio communications in the direction from a moving or stationary vehicle, pedestrian or other user to the tag in case of arbitrary user trajectories.
Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что радиочастотные метки устанавливаются на дорожных знаках, светофорах, столбах, деревьях, зданиях и сооружениях, а также других искусственных объектах и подходящих для этого объектах неживой природы, при этом их информационные данные, характеризующие уникальность расположения каждой метки, противопоставляются аналогичным данным, нанесенным на электронную карту местности и/или хранящимся ее в базе данных. Координаты меток назначаются относительно установленных границ города или другого населенного объекта, района, региона, области, административной единицы или государства путем построения координатной сетки, где самая южная точка границы имеет нулевое значения численного индекса (числа) при позиции, обозначенной одной или несколькими буквами алфавита, западная - при позиции, обозначенной другой буквой или буквами алфавита. Координаты остальных меток, следующих за меткой (метками) с нулевым индексом при любой из двух буквенных позиций, получаются добавлением, например, единицы к индексам позиций меток. Координаты меток учитывают запрещающие и предписывающие знаки дорожного движения, располагающиеся на перекрестках, ответвлениях и разветвлениях дороги, непосредственно там, где они установлены, а также на соседних перекрестках, ответвлениях и разветвлениях. Точность позиционирования подвижного или неподвижного объекта на карте определяется расстоянием от него до ближайшей к нему метки и плотностью таких меток на поверхности рядом с выбранным объектом. Прокладывание маршрута движения объекта осуществляется соединением ближайших меток (метки) от пункта «А», в котором находится пользователь, до ближайшей к пункту «Б» метки (меток) через все лежащие между ними метки с последующим выбором минимального расстояния.Distinctive features of the proposed method is that radio frequency tags are installed on road signs, traffic lights, poles, trees, buildings and structures, as well as other artificial objects and suitable objects of inanimate nature, while their information data characterizing the uniqueness of the location of each label, contrasted with similar data printed on an electronic map of the area and / or stored in a database. The coordinates of the labels are assigned relative to the established boundaries of the city or other inhabited object, district, region, region, administrative unit or state by constructing a coordinate grid, where the southernmost point of the border has zero numerical index (number) at a position indicated by one or more letters of the alphabet, western - at the position indicated by another letter or letters of the alphabet. The coordinates of the remaining labels following the label (s) with a zero index at either of the two letter positions are obtained by adding, for example, a unit to the index of the label positions. The coordinates of the signs take into account prohibitory and prescriptive traffic signs located at intersections, junctions and forks, directly where they are installed, as well as at neighboring intersections, branches and junctions. The accuracy of positioning a moving or stationary object on the map is determined by the distance from it to the nearest mark and the density of such marks on the surface next to the selected object. The routeing of the object’s movement is carried out by connecting the nearest marks (marks) from point “A”, where the user is located, to the marks (marks) closest to point “B” through all the marks between them, with the subsequent selection of the minimum distance.
Сущность: метки играют роль геодезических пунктов, учитывающих информацию о дорожных знаках, и расположенных на дорожных знаках, светофорах, столбах, деревьях, зданиях и сооружениях, а также других искусственных объектах и объектах неживой природы, относительно которых происходит позиционирование выбранного объекта - транспортного средства, пешехода или другого пользователя, имеющего радар-считыватель информации.Essence: labels play the role of geodetic points that take into account information about road signs and are located on road signs, traffic lights, poles, trees, buildings and structures, as well as other artificial objects and objects of inanimate nature, relative to which the positioning of the selected object is a vehicle, a pedestrian or other user with a radar reader.
Предлагаемый способ позиционирования - в отличие от глобальных способов и систем позиционирования - работает на опережение, извещая, например, водителя о событии (перекресток, поворот, разветвление, тупик, встречное движение и пр.) за некоторое время до его наступления, поэтому у него всегда есть запас времени для принятия решения по выбору дальнейшего маршрута. Например, даже при скорости 40 м/с (144 км/ч) при максимальной дальности обнаружения радаром активной метки 100 м у водителя остается 2,5 секунды на принятие решения. Точность позиционирования предлагаемого способа существенно выше, чем у любой глобальной системы навигации, поскольку координаты метки, независимо от ее расположения, назначаются относительно перекрестка, ответвления и разветвления дороги, маршрута, направления и других, указанных выше, объектов. Для того чтобы избежать перекрытия каким-либо объектом, поглощающим или отражающим радиоволны, метки, соответствующие одной координате местности, могут быть продублированы на нескольких рядом расположенных объектах. Каждая метка имеет признак наследования информации от близлежащих к ней меток, например, о дорожных знаках. При этом на точность позиционирования пользователя не будут влиять иные посторонние события, такие как электромагнитные возмущения в атмосфере, погодные условия и пр.The proposed method of positioning - unlike global methods and systems of positioning - works ahead of schedule, notifying, for example, the driver of an event (intersection, turn, fork, dead end, oncoming traffic, etc.) some time before it occurs, therefore it always There is a margin of time for deciding on the choice of a further route. For example, even at a speed of 40 m / s (144 km / h) with a maximum range of detection by the radar of an active mark of 100 m, the driver has 2.5 seconds to make a decision. The positioning accuracy of the proposed method is significantly higher than that of any global navigation system, since the coordinates of the mark, regardless of its location, are assigned relative to the intersection, branch and fork of the road, route, direction and other objects mentioned above. In order to avoid overlapping by any object absorbing or reflecting radio waves, marks corresponding to one coordinate of the terrain can be duplicated at several adjacent objects. Each label has a sign of inheritance of information from nearby labels, for example, about road signs. At the same time, other extraneous events, such as electromagnetic disturbances in the atmosphere, weather conditions, etc., will not affect the user's positioning accuracy.
Изобретение поясняется прилагаемыми рисунками, где на фиг. 1 представлена общая схема функционирования; на фиг. 2 - пример поиска маршрута, на фиг. 3 - пример идентификатора метки с разбиением на субидентификаторы.The invention is illustrated by the accompanying drawings, where in FIG. 1 presents a General scheme of operation; in FIG. 2 is an example of a route search, in FIG. 3 is an example of a sub-identifier tag identifier.
На фиг. 1 введены следующие обозначения:In FIG. 1, the following notation is introduced:
1 - объект;1 - object;
2 - радиочастотная метка;2 - radio frequency tag;
3 - радиоволны (сигнал опроса метки радаром-считывателем);3 - radio waves (signal polling tags radar reader);
4 - радар-считыватель;4 - radar reader;
5 - транспортное средство.5 - vehicle.
Пояснения к фиг. 2: А1-А12 - метки 2, выбранные бортовым компьютером транспортного средства 5 при минимизации маршрута от пункта «А» до «В».Explanations for FIG. 2: A1-A12 -
Пояснения к фиг. 3:Explanations for FIG. 3:
- метка, вероятно, находится на перекрестке, поскольку возможно движение во всех четырех направлениях;- the mark is probably at the crossroads, since movement in all four directions is possible;
- движение в направлении на запад (налево) запрещено;- movement in the direction of the west (left) is prohibited;
- движение в направлении на восток (направо) - только прямо.- movement in the direction to the east (to the right) - only directly.
Способ может быть реализован с помощью устройства (фиг. 1), состоящего из объекта 1 (например, опоры освещения), на котором - в зоне недосягаемости для вандалов или невидимости - располагается радиочастотная метка 2, опрашиваемая сигналом 3 радара-считывателя 4, установленного, например, под капотом, транспортного средства 5. В бортовой компьютер (на рисунке не показан) транспортного средства 5 вводится информация о его типе (легковой, грузовой, с прицепом и пр.), что необходимо для построения маршрута с учетом расположенных на нем дорожных знаков, в первую очередь запрещающих и предписывающих. Информация об обоих типах этих знаков записывается в идентификаторы меток 2, располагающихся на перекрестах и поворотах, ведущих к этим знакам, и дублируется на всех предшествующих этим знакам перекрестках и поворотах.The method can be implemented using a device (Fig. 1), consisting of an object 1 (for example, a lighting support), on which - in the zone of inaccessibility for vandals or invisibility - there is a
Уникальный идентификатор каждой метки 2 будет включать следующие субидентификаторы:The unique identifier of each
1. Субидентификаторы запрета, определяющие, что движение в данном направлении запрещено, например, установлены запрещающие знаки «Движение запрещено», «Въезд запрещен» и другие из этой категории.1. Sub-identifiers of the prohibition that determine that traffic in this direction is prohibited, for example, prohibition signs “Traffic is prohibited,” “Entry is prohibited,” and others from this category are established.
2. Субидентификаторы предписания, учитывающие предписывающие знаки, для выбора разрешенного направление движения.2. Prescription sub-identifiers, taking into account the prescriptive signs, to select the permitted direction of travel.
3. Субидентификаторы направления - юг, восток, север, запад.3. Sub-identifiers of the direction - south, east, north, west.
Каждый субидентификатор направления имеет позиции «а» и «б» с соответствующими численными индексами при буквенном обозначении, которые устанавливаются следующим образом. Крайняя южная метка 2 или несколько меток 2 населенного пункта имеют субидентификаторы направления, равные нулю - «а0». По мере продвижения к северу к субидентификатору направления прибавляется, например, единица - «a1». Аналогично, все метки 2, находящиеся на западной границе имеют субидентификатор направления «б0», а по мере приближения к востоку индекс «б» увеличивается, например, на единицу - «б1». При этом при разрастании населенного пункта и выходу за установленные ранее границы от исходных субидентификаторов «а» и «б» вычитается, например, единица - «а-1», «б-1». Метки 2, находящиеся на одной линии (улице) могут иметь одинаковые числа в субидентификаторе «а», отличаясь числами в субидентификаторе «б», и, наоборот. Таким образом, каждый субидентификатор направления будет обозначен двумя позициями «аn» и «бm» (n и m - натуральные числа).Each direction sub-identifier has the positions “a” and “b” with the corresponding numerical indices with the letter designation, which are set as follows. The extreme
Субидентификаторы запрета и субидентификаторы предписания имеют более высокий приоритет по сравнению с субидентификатором направления и проверяются в указанном выше порядке. Если в индентификаторе метки 2 находится, например, субидентификатор запрета поворота в нужном направлении, то метка 2, ведущая в направлении поворота, исключается из рассмотрения и не используется для построения маршрута.Prohibition sub-identifiers and prescription sub-identifiers have a higher priority than the direction sub-identifier and are checked in the above order. If the identifier of
Если метка 2 однажды пройдена транспортным средством при прохождении данного маршрута, то она исключается из дальнейшего рассмотрения для исключения зацикливания.If
Поскольку карта построена в одном масштабе на этапе выбора маршрута, то минимальный путь (расстояние) выбирается на основании суммирования отрезков, из которых он состоит, например, в миллиметрах.Since the map is built on one scale at the stage of route selection, the minimum path (distance) is selected based on the summation of the segments of which it consists, for example, in millimeters.
Работа устройства осуществляется следующим образом (фиг. 2). Пусть карта ориентирована по направлению «юг-север» и транспортное средство 5 выдвигается из пункта «А» в пункт «В». Радар-считыватель 4 производит сканирование радиоволнами 3 окружающего пространства с целью поиска ближайших к нему меток 2, например, на основании вычисления времени задержки обратного сигнала, приходящего на радар-считыватель 4 и/или эффекта Доплера. После получения сигнала отклика от метки 2, расположенной на ближайшем объекте 1, радар-считыватель 4 передает идентификаторы бортовому компьютеру транспортного средства 5, который осуществляет поиск аналогичных идентификаторов на загруженной в него оффлайн-карте или базе данных, связанных с этой картой, полученной, например, с помощью спутниковой съемки. Таким образом, исходное позиционирование транспортного средства 5 произведено.The operation of the device is as follows (Fig. 2). Let the map be oriented in the south-north direction and
С установленной точки позиционирования строится маршрут с выбором минимального расстояния между начальной и конечной точками следующим образом. Определяется идентификатор пункта «В», причем подлежит оценке только субидентификатор направления - в рассматриваемом случае этот субидентификатор больше, чем у исходного на несколько единиц, как в позиции «а», так и «б» (количество единиц расхождения зависит от количества меток 2, установленных между пунктами «А» и «В» в северном и восточном направлении).From the established positioning point, a route is constructed with a choice of the minimum distance between the start and end points as follows. The identifier of item “B” is determined, and only the sub-identifier of the direction is subject to assessment - in this case, this sub-identifier is several units larger than the original one, both in position “a” and “b” (the number of discrepancy units depends on the number of
Далее бортовой компьютер определяет две метки 2 на карте, ближайших к перекрестку или повороту дороги, по отношению к исходной точке позиционирования. Предположим, что ближайшая метка 2, обозначенная на карте «А1», расположенная на перекрестке, имеет субидентификатор направления «а10» и «б23», кроме того в нем указаны изменения субидентификаторов соседних меток 2 - справа (север) «а+», слева (юг) - «а-», вперед (запад) - «б-», назад (восток) - «б+», при этом плюс обозначает увеличение индекса соседней метки 2, минус - уменьшение (фиг. 3).Next, the on-board computer determines two
Далее бортовой компьютер рассматривает соседние к «А1» метки 2, позволяющие улучшить индексы при позициях «а» и «б». «А2» - метка, улучшает индекс при позиции «б», поэтому она принимается за следующую потенциально возможную метку 2 на строящемся маршруте транспортного средства 5. При этом «А1» исключается из дальнейшего рассмотрения для исключения зацикливания маршрута.Next, the on-board computer considers
Бортовой компьютер рассматривает соседние теперь к «А2» метки 2. Поскольку движение прямо от «А2» невозможно (субидентификатор запрета запрещает движение прямо, так как это Т-образный перекресток), то производится поиск меток 2 слева от «А2», хотя это направление и ухудшает позицию «а» (допускается, как правило, временное ухудшение одного из двух индексов). Просматривание маршрута направо - в направлении «A2'» - «A2''» - «A2'''» ухудшает обе позиции «а» и «б», кроме того, дальнейшее движение приведет к зацикливанию маршрута, поскольку в рассмотрение должна быть принята одна из уже пройденных меток 2, что запрещено.The on-board computer considers the
Движение в направлении «А4»…«А5» улучшают индекс при «а», поэтому они будут выбраны как приоритетные направления. На «А4» возможно движение направо - в направлении «A4'» - «A4''» и далее вверх к «А12», однако при наличии альтернативных вариантов этот маршрут будет одним из самых длинных и в будет исключен из рассмотрения на этапе оценки расстояния между пунктами «А» и «В».Movement in the direction of "A4" ... "A5" improve the index at "a", so they will be selected as priority areas. On “A4” it is possible to move to the right - in the direction “A4 '” - “A4' '” and further up to “A12”, however, if there are alternative options, this route will be one of the longest and will be excluded from consideration at the stage of distance estimation between points “A” and “B”.
Проводя далее аналогичные действия, бортовой компьютер проложит маршрут до «А11», где будет осуществлена остановка, поскольку «А12» размещена на здании (или несколько меток 2 с одинаковыми индексами позиций «а» и «б» на углах здания). В данном случае позиционирование возможно с точностью до найденного здания.Carrying out further similar actions, the on-board computer will route to “A11”, where it will stop, since “A12” is located on the building (or
Как показано выше, могут быть выбраны другие альтернативные маршруты, но расчет расстояния, произведенный бортовым компьютером, покажет единственно возможное минимальное, показанное на рисунке как оптимальный маршрут.As shown above, other alternative routes can be selected, but the distance calculation performed by the on-board computer will show the only possible minimum, shown in the figure as the optimal route.
Второй вариант маршрута передвижения транспортного средства 5 может быть построен из точки «А» «вправо», однако в последствие подсчет суммы длин отрезков полученной ломаной линии даст больший результат, и маршрут будет отвергнут.The second variant of the route of movement of the
Маршрутизация при движении транспортного средства производится аналогично.Routing when the vehicle is moving is similar.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет заблаговременно извещать участника дорожного движения о наступающем событии - достижении определенной точки на маршруте движения, работая на опережение; точность позиционирования предлагаемого способа существенно выше за счет относительной привязки к объектам и дублирования меток; на идентификацию местоположения объекта не влияют какие-либо другие объекты и посторонние события. При этом радары не существенно загрязняют электромагнитным излучением окружающую среду, поскольку могут работать в импульсном режиме с паузой от одной до нескольких секунд.Thus, the proposed device allows you to notify the road user in advance of an upcoming event - reaching a certain point on the route, working ahead of the curve; the positioning accuracy of the proposed method is significantly higher due to relative binding to objects and duplication of labels; the identification of the location of the object is not affected by any other objects and by-products. Moreover, radars do not significantly pollute the environment with electromagnetic radiation, since they can operate in a pulsed mode with a pause of one to several seconds.
Используемые источникиSources used
1. Патент №2490665, МПК G01S 19/42. Система определения местоположения подвижного объекта по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем / Баринов С.П., Непогодий Д.С.1. Patent No. 2490665, IPC G01S 19/42. The system for determining the location of a moving object by signals from global navigation satellite systems / Barinov S.P., Nepogody D.S.
2. Патент №2487370, МПК G01S 9/42. Система и способ определения координат местоположения / Грей Стюарт, Душа Дэмиен, Роберте Питер Джеймс, Келлар Уильям Джеймс.2. Patent No. 2487370, IPC G01S 9/42. A system and method for determining location coordinates / Gray Stuart, Soul Damien, Roberta Peter James, Kellar William James.
3. Патент №2574293, МПК G08G 1/09. Способ повышения безопасности дорожного движения / Симдянкин А.А., Симдянкин В.А., Успенский И.А., Паршин Ю.Н., Колесников С.В., Бышов Н.В., Борычев С.Н., Юхин И.А., Жуков К.А.3. Patent No. 2574293,
4. Патент №125535, МПК B61L 25. Устройство радиочастотной идентификации и позиционирования железнодорожного транспорта / Рабинович М.Д., Шубарев В.А., Никифоров Б.Д., Ефимов В.В., Гаврилов Л.Б., Кислицын В.О., Саркисян П.С., Калинин В.А.4. Patent No. 125535, IPC B61L 25. Radio frequency identification and positioning of railway vehicles / Rabinovich MD, Shubarev VA, Nikiforov BD, Efimov VV, Gavrilov LB, Kislitsyn V .O., Sargsyan P.S., Kalinin V.A.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142973A RU2642507C1 (en) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Method of non-satellite navigation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142973A RU2642507C1 (en) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Method of non-satellite navigation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642507C1 true RU2642507C1 (en) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016142973A RU2642507C1 (en) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Method of non-satellite navigation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642507C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2907950A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-02 | Thales Sa | Object e.g. container, identifying, locating and positioning system, has front end and lateral antennas receiving signals from object to identify geographic position of object, and communication module providing application services |
US20110012781A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-20 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for geographic positioning |
RU2470316C1 (en) * | 2011-07-15 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of automatic control of warehousing platform trucks and device for its implementation |
RU123568U1 (en) * | 2012-05-10 | 2012-12-27 | Алексей Васильевич Глушков | FIXED LABELS MONITORING SYSTEM |
RU125535U1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION AND POSITIONING OF RAILWAY TRANSPORT |
JP2013072858A (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | Mobile object position estimation device, mobile object position estimation method and mobile object position estimation program |
US9352940B1 (en) * | 2011-12-13 | 2016-05-31 | Trimble Navigation Limited | RFID for location of the load on a tower crane |
-
2016
- 2016-10-31 RU RU2016142973A patent/RU2642507C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2907950A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-02 | Thales Sa | Object e.g. container, identifying, locating and positioning system, has front end and lateral antennas receiving signals from object to identify geographic position of object, and communication module providing application services |
US20110012781A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-20 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for geographic positioning |
RU2470316C1 (en) * | 2011-07-15 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of automatic control of warehousing platform trucks and device for its implementation |
JP2013072858A (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | Mobile object position estimation device, mobile object position estimation method and mobile object position estimation program |
US9352940B1 (en) * | 2011-12-13 | 2016-05-31 | Trimble Navigation Limited | RFID for location of the load on a tower crane |
RU125535U1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION AND POSITIONING OF RAILWAY TRANSPORT |
RU123568U1 (en) * | 2012-05-10 | 2012-12-27 | Алексей Васильевич Глушков | FIXED LABELS MONITORING SYSTEM |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210183099A1 (en) | Map system, method and non-transitory computer-readable storage medium for autonomously navigating vehicle | |
US20210180987A1 (en) | Vehicle-side device, method and non-transitory computer-readable storage medium for autonomously driving vehicle | |
US20210179138A1 (en) | Vehicle control device, method and non-transitory computer-readable storage medium for automonously driving vehicle | |
US11979792B2 (en) | Method for uploading probe data | |
JP6614107B2 (en) | Map data provision system | |
CN104442826B (en) | Device, vehicle and method in the vehicle of support are provided for vehicle driver | |
Lu et al. | Technical feasibility of advanced driver assistance systems (ADAS) for road traffic safety | |
JP2020115349A (en) | Sparse map for autonomous vehicle navigation | |
CN104812654A (en) | Dynamically providing position information of transit object to computing device | |
CN109313033B (en) | Updating of navigation data | |
US11828610B2 (en) | Roadway information detection sensor device/system for autonomous vehicles | |
US20210063178A1 (en) | Method and apparatus for providing alert notifications of high-risk driving areas in a connected vehicle | |
US11656088B2 (en) | Method and apparatus for estimating a location of a vehicle | |
US10345107B2 (en) | Automated vehicle sensor selection based on map data density and navigation feature density | |
US20130338962A1 (en) | Motion Event Detection | |
Simdiankin et al. | A method of vehicle positioning using a non-satellite navigation system | |
Williams et al. | A qualitative analysis of vehicle positioning requirements for connected vehicle applications | |
CN111009133B (en) | Method and device for determining path | |
IL258347A (en) | System and method for integration of data received from gmti radars and electro optical sensors | |
RU2642507C1 (en) | Method of non-satellite navigation | |
Chehri et al. | Localization for vehicular ad hoc network and autonomous vehicles, are we done yet? | |
Wong et al. | Evaluating the Capability of OpenStreetMap for Estimating Vehicle Localization Error | |
WO2021220417A1 (en) | Position measurement device, positioning method, and program | |
Boucher et al. | Dual-GPS fusion for automatic enhancement of digital OSM roadmaps | |
Williams et al. | A Qualitative Analysis of Vehicle Positioning Requirements for Connected Vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181101 |