CN101160553A - 交通工具之间相对空间信息的确定 - Google Patents

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CN101160553A CNA2005800489731A CN200580048973A CN101160553A CN 101160553 A CN101160553 A CN 101160553A CN A2005800489731 A CNA2005800489731 A CN A2005800489731A CN 200580048973 A CN200580048973 A CN 200580048973A CN 101160553 A CN101160553 A CN 101160553A
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M·H·奇兹
H·克里什南
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Abstract

一种用于确定第一交通工具和第二交通工具之间相对空间信息的方法，该方法包括在第一交通工具处监测通信信道并且接收由第二交通工具在通信信道上发送的当前通信信号。以接收功率电平的方式接收该当前通信信号。计算得到第一交通工具和第二交通工具之间的相对位置。所述计算的输入数据包括实际的或估计的发射功率电平以及接收功率电平。

Description

交通工具之间相对空间信息的确定
技术领域
本发明总的来说涉及交通工具之间相对空间信息的确定，尤其是使用无线通信的信息和特性来确定交通工具之间的相对位置。
背景技术
很多主动安全(AS)和驾驶辅助(DA)系统需要相对于邻近交通工具的相对位置信息以便保护或者协助装备该系统的交通工具的所有者。例如，自适应巡航控制系统使用装备该系统的、或者称为宿主交通工具和引导交通工具之间的距离测量以便协助宿主交通工具的驾驶员保持交通工具之间的距离。就自适应巡航控制来说，宿主交通工具配备有雷达、激光雷达、或者视觉传感器以便探测前面的交通工具。其它的系统可能使用安装在交通工具侧面或者车道上传感器以便获得交通工具之间的相对位置测量。确定交通工具间相对位置的另一种方法涉及交换由全球导航卫星系统(GNSS)接收机确定的每个交通工具的位置。这种方法在两个交通工具都装备有GNSS设备的情况下可以使用。GNSS设备的例子包括全球定位系统(GPS)和伽利略系统的接收机。
发明内容
根据本发明的一个方面提供一种方法，利用接收信号强度(RSS)确定第一交通工具和第二交通工具之间的相对空间信息。该方法包括，在第一交通工具处监测通信信道并且在通信信道上接收来自第二交通工具的当前通信信号。以接收功率电平的方式接收当前通信信号。计算得到第一交通工具和第二交通工具之间的距离。该计算的输入数据其中包括实际的或者估计的发射功率电平和所接收的功率电平。
本发明的另一个方面提供了一种系统，用于确定第一交通工具和第二交通工具之间的相对空间信息。该系统包括，在第一交通工具上用于监测通信信道的接收机。该系统还包括用于执行指令以实现方法的处理器。该方法包括，监测通信信道并且在通信信道上接收来自第二交通工具的当前通信信号。以接收功率电平的方式接收当前通信信号。计算得到第一交通工具和第二交通工具之间的距离。该计算的输入数据包括实际的或者估计的发射功率电平和所接收的功率电平。
本发明的再一个方面提供一种计算机程序产品，用于确定第一交通工具和第二交通工具之间的相对空间信息。该计算机程序产品包括存储介质，该存储介质可由处理电路读取并且存储指令，该指令由处理电路执行用于完成方法。该方法包括，监测通信信道并且在通信信道上接收来自第二交通工具的当前通信信号。以接收功率电平的方式接收当前通信信号。计算得到第一交通工具和第二交通工具之间的距离。该计算的输入数据包括实际的或者估计的发射功率电平和所接收的功率电平。
本发明进一步的一个方面提供一种用于确定位置信息的方法。该方法包括在第一交通工具接收路径损耗模型参数。该路径损耗模型参数对应于由周围的交通工具使用的一个或多个通信信道。在第一交通工具接收通信信号。通过来自三个或更多周围交通工具的一个或多个通信信道接收通信信号。该通信信号包括对应于三个或更多周围交通工具中的每一个的GNSS坐标。估计得到第一交通工具和三个或更多周围交通工具之间的距离测量。该估计响应于路径损耗模型参数，以及所估计的与通信信号相关的信号强度。执行算法以便确定估计的第一交通工具的GNSS坐标。该算法的输入数据包括相应于三个或更多周围交通工具中的每一个以及距离测量的GNSS坐标。
附图说明
参照作为示例实施方式的附图，其中相似的部件使用相似的编号：
图1是根据本发明示例实施方式的宿主交通工具和邻近交通工具的简图；
图2是可以由本发明的示例实施方式用于确定交通工具间相对空间信息的程序流程；
图3是可以由本发明替换的示例实施方式用于确定交通工具之间相对空间信息的程序流程；
图4是根据本发明示例实施方式的交通工具组的简图；
图5是根据本发明示例实施方式发送距离和路径损耗指数的交通工具组的简图；
图6是根据本发明示例实施方式在交通工具组中计算距组中其它交通工具的距离的未装备GNSS的(GNSS-U)交通工具的简图；以及
图7是根据本发明示例实施方式在交通工具组中计算GNSS-U交通工具的GNSS坐标的GNSS-U交通工具的简图。
具体实施方式
本发明的示例实施方式包括一种技术，使用发射功率、信号强度、多普勒频移和交通工具传感器信息获得宿主交通工具和一个或多个邻近交通工具之间的相对位置估计。所述发射功率、信号强度和多普勒频移获得自宿主交通工具上的无线通信设备，而不要求来自邻近交通工具的任何特殊的协作。为了实现本发明的示例实施方式，宿主交通工具装备有无线通信设备，其可以估计所接收的信号强度(RSS)、以及可选地估计接收自邻近交通工具上另一个通信设备的信号的多普勒频移。通过无线通信链路发送的信息可以用于改进宿主交通工具和一个或多个邻近交通工具之间的相对定位估计。
当两个设备无线通信时，无线通信设备中的发射机以已知的发射功率电平Pt发送数据，无线通信设备中的接收机以测量的接收功率电平Pr接收数据。自由空间损耗无线通信模型或者公式，例如
Pt/Pr＝(4πd/λ)p
其可以用于说明两个功率电平之间的比值是距离d和对于固定(且已知的)波长λ的路径损耗指数p的函数。在本发明的示例实施方式中，装备有无线通信设备的交通工具使用自由空间损耗无线通信模型，例如p＝2的上述公式，来估计宿主交通工具和邻近交通工具之间的距离。发射通信设备以固定的发射功率电平Pt发射信息。接收通信设备基于发射功率电平Pt以及对应于例如上式的自由空间损耗公式的接收功率电平Pr来估计交通工具间的距离。本发明示例实施方式可以使用任何无线通信路径损耗模型(例如，自由空间路径损耗通信模型和双直线(two-ray)路径损耗通信模型)确定交通工具之间的距离估计或者相对位置。
图1描述了宿主交通工具102(或者称为第一交通工具)和邻近交通工具104(或者称为第二交通工具)，二者都包含无线通信设备108。如这里所指代的，宿主交通工具102是计算距离的交通工具，邻近交通工具104是连续发射通信信号的交通工具，该通信信号在宿主交通工具102处被接收。该通信信号可以分为先前通信信号(其在较早的时间点被接收)、当前通信信号(其是上次接收的通信信号)和后续通信信号(其将在未来的时间点被接收)。在本发明的示例实施方式中，宿主交通工具102既执行这里描述的宿主交通工具处理(例如计算距离)还执行这里描述的邻近交通工具处理(例如发射通信信号)。类似地，邻近交通工具104可以执行这里描述的宿主交通工具处理(例如计算距离)以及这里描述的邻近交通工具处理(例如发射通信信号)。宿主交通工具处理可以由位于宿主交通工具102内的和/或远程的硬件和/或软件来完成。类似地，邻近交通工具处理可以由位于邻近交通工具104内的和/或远程的硬件和/或软件来完成。来自无线通信设备108的数据用于估计宿主交通工具102和邻近交通工具104之间的距离106(或间距)。宿主交通工具102可以是汽车、公路上的拖拉机、船、摩托车、行人等等。类似地，邻近交通工具104可以是汽车、公路上的拖拉机、船、摩托车、行人等等。
宿主交通工具102和邻近交通工具104都包括无线通信设备108。无线通信设备108可以包括发射器和接收器，可以由任何能够进行无线通信的设备实现，包括但不限于无线保真(WiFi)、红外(IR)、射频(RF)以及任何电气和电子工程师学会(IEEE)802.11技术。宿主交通工具102和邻近交通工具104可以使用不同的通信设备，只要该设备具有以无线方式彼此通信的能力。
在多信道通信环境中，宿主交通工具102和邻近交通工具104可以从控制信道切换到服务信道以交换能够估计车辆之间距离(或相对位置)的信息。由于所遵守的通信协议的缘故可能需要这种切换，或者进行这种切换以改进功率或距离估计的准确性和可信度。在交通工具周期性地广播信息的系统中，可能不需要信道切换或者特别用于测距目的的特殊信息，或者可能限制其数量，只要宿主交通工具102可以监测用于广播的信道即可。
图2描述了由本发明示例实施方式使用的程序流程，其中宿主交通工具102仅基于所接收的功率电平和来自邻近交通工具104的发射功率电平的假定值来估计距离。这种方案不需要邻近交通工具104的协作(除发射信号之外)，对于在宿主交通工具102接收的来自邻近交通工具104的发射提供在宿主交通工具102和邻近交通工具104之间的距离106的估计值。当宿主交通工具102估计来自邻近交通工具104的信息的多普勒频移时，距离106的计算可以通过距离速率(range-rate)的计算进行扩充。通过多个采样，距离和/或距离速率估计的置信度可以增大，以补偿移动环境中的衰落效应。程序开始于步骤202，在步骤204邻近交通工具104通过位于邻近交通工具104上的无线通信设备108中的发射机发送无线通信信号。在步骤206，已经对通信信道进行监测的、位于宿主交通工具102上的无限通信设备108中的接收机接收来自邻近交通工具104的当前无线通信信号。该当前无线通信信号由位于宿主交通工具102上的无线通信设备108中的接收机以接收功率电平的方式接收。步骤206完成后，(如图2所示以并行方式或者以串行方式)启动步骤208和214。
在图2的步骤208，宿主交通工具102估计当前通信信号的接收功率电平；在步骤210，宿主交通工具102估计邻近交通工具104和宿主交通工具102之间的距离106(或者相对位置)。宿主交通工具102上的集成电路或者其它计算设备使用所接收的功率电平和发射邻近交通工具104的假定的发射功率电平(例如使用自由空间损耗无线通信模型)估计距离106。在本发明的替换示例实施方式中，当邻近交通工具104发射功率电平到宿主交通工具102时使用现行的发射功率电平，并且当该信息被编码在信息集中时宿主交通工具102具有对来自邻近交通工具104的信息的译码能力。邻近交通工具104可以将发射功率编码在传输中，宿主交通工具102使用该传输以计算距离。作为替换，邻近交通工具104可以将发射功率编码在由宿主交通工具102使用用于测距的传输之前或之后的传输中。这些传输出现的通信信道可以不同于由宿主使用用于测距的那个传输。在步骤214，宿主交通工具102估计来自邻近交通工具104的当前无线通信信号的多普勒频移。在步骤216，宿主交通工具102使用该多普勒估计来估计距离速率。一旦完成步骤210和216，循环结束于步骤212，当邻近交通工具104发射另一个无线通信信号时在步骤204中处理继续。
图3描述了本发明替换示例实施方式的程序流程。图3描述的程序包括相对定位模块308。相对定位模块308使用来自宿主交通工具102的宿主交通工具信息304，例如速度、偏航率、目标探测传感器数据、天线模型和GNSS位置，连同来自邻近交通工具104的类似邻近交通工具信息302一起来改进相对位置的估计(例如，交通工具312之间的距离和距离速率的估计)。邻近交通工具104将其通信特性例如天线模型和发射功率电平传送到宿主交通工具102以便改进相对的空间确定。相对定位模块308使用宿主交通工具信息304、邻近交通工具信息302和估计的通信参数310(例如波长、外界空气温度、估计的发射功率电平)以产生交通工具312间的距离和距离速率的估计。此外，宿主交通工具信息304和邻近交通工具信息302可以由相对定位模块308用于更新所估计的通信参数310。
在宿主交通工具102的目标探测传感器已经达到其限度的期间，使用所估计的通信参数310作为对相对定位模块308的输入，本发明的示例实施方式可以提供宿主交通工具102和邻近交通工具104之间一定等级的相对定位。在系统启动时，可以将缺省数值输入到估计的通信参数310，包括例如外界空气温度、湿度、交通工具速度的感测状态以及由相对定位模块308使用的其它通信参数。当目标探测传感器运行于最佳水平时，可以改进宿主交通工具102和邻近交通工具104之间的相对定位。
当目标探测传感器运行于最佳水平时，来自目标探测传感器的与交通工具间的距离和距离速率相关的信息将被用于计算交通工具312之间的距离和距离速率的估计。在本发明的示例实施方式中，这种计算的结果将和发生在步骤210中的估计的结果进行比较，并且用于改进交通工具之间的相对位置的估计。此外，来自目标探测传感器的距离和距离速率信息可以由相对定位模块308使用以更新估计的通信参数310。这些估计的通信参数310可以是固定的或者取决于时间、场所、交通工具等。
当目标探测传感器没有运行在最佳水平时(例如照相机中的过度闪光、雷达的有限视场)，图2中的步骤210和216可以使用相对定位模块308中的模型来估计距离和距离速率，该相对定位模块308使用先前操作中估计的通信参数310。
如图3描述的，基于发射和接收功率电平计算的相对空间信息可以用作其它相对位置确定或目标探测系统的后备或补充。如此，在其它相对位置确定或目标探测系统不能充分运行或者其能力受限的情况下，主动安全(AS)和/或驾驶辅助(DA)系统可以继续操作一段时间，提供相同的或次级的信息。此外，所计算的相对空间信息可以用于验证其它的相对位置确定或目标探测系统提供有效的数据。
本发明的其它示例实施方式包括随着时间对估计进行过滤的能力，以便基于先前的估计约束相对空间定位的结果。如此，可以丢弃异常的空间位置估计或者以较低置信度数值来使用它。此外，先前时间点的先前相对位置可以用于预测未来的相对位置。
在本发明的其它示例实施方式中，宿主交通工具102和邻近交通工具104彼此发送所估计的相对空间信息，从而可以观察彼此的独立估计。如此，宿主交通工具102可以通过将其估计的相对空间信息和接收来自邻近交通工具104的估计的相对空间信息进行比较以进行验证它的估计的相对空间信息。类似地，邻近交通工具104可以通过将其估计的相对空间信息和接收来自宿主交通工具102的估计的相对空间信息进行比较以进行验证它的估计的相对空间信息。而且，可以使用更高级的滤波器来估计方向误差和交通工具的运动。
本发明的其它示例实施方式包括使用来自多个邻近交通工具104的信息改进由宿主交通工具102进行的距离和距离速率估计的能力。例如在包含其它装备GNSS的(GNSS-E)交通工具、以及可选地包括未装备GNSS的(GNSS-U)交通工具的交通工具组中，GNSS-E交通工具可以用于确定交通工具之间估计的相对位置。如这里所用的，术语“交通工具组”指的是位于地理区域中的任何交通工具的集合或子集。如这里所用的，术语“GNSS-E交通工具”指的是具有GNSS和/或惯性测量和/或位置推测法(dead-reckoning)系统、并且可以使用GNSS信号确定其绝对GNSS坐标或者使用惯性测量和/或位置推测法系统预测其当前位置坐标的交通工具。此外如这里所用的，术语“GNSS-U交通工具”指的是由于缺少机载的GNSS系统、缺少GNSS信号的获取和/或缺少惯性测量和/或位置推测法系统而有时无法确定其位置坐标的交通工具。
在交通工具组的直接通信范围内，对GNSS-E交通工具的所有可能配对之间的无线通信信道估计路径损耗指数的数值。在给定区域，路径损耗指数的数值不会显著变化。因此，这些数值可以用于提供区域中无线信道的估计，并且存储为相对定位模块308使用的所估计的通信参数310。GNSS-E交通工具发送路径损耗指数的数值到GNSS-U交通工具。GNSS-U交通工具将这些路径损耗指数数值用作相对定位模块308的输入，用于表征它们之间以及和邻近的GNSS-E交通工具之间的无线信道。相对定位模块308使用路径损耗指数数值来确定GNSS-U交通工具距离组中其它GNSS-E交通工具的间距，以及确定GNSS坐标相对于组中那些其它GNSS-E交通工具的坐标的近似值。
在交通工具组中必定存在一些GNSS-E交通工具，从而GNSS-U交通工具可以使用基于接收信号强度(RSS)的测距(例如使用路径损耗指数数值)和三边测量(trilateration)技术以便确定其GNSS相对于那些GNSS-E交通工具的坐标。理论上，GNSS-U交通工具仅需要三个不共线的GNSS-E交通工具的间距值来准确地确定其GNSS坐标。然而由于间距数值可能具有误差，所以GNSS-U交通工具可以通过使用来自多于三个不共线的GNSS-E交通工具的距离测量值来准确地确定其GNSS坐标。
前面描述的无线通信路径损耗模型可以通过两个交通工具之间无线信道的更详细表征来加强，从而可以建立RSS数值和内部交通工具间距两者之间的关系。交通工具可以使用预先定义的通信参数的数据库，包括对于一定操作环境范围(例如乡村的、半城市的、城市的、城市密集的等等)的路径损耗模型和/或路径损耗指数。这里所述的宿主交通工具处理可以访问数据库，并且该数据库可以位于交通工具内或者远离交通工具。可为替换的，部分数据库可以位于交通工具上而其它部分位于远程位置。相对定位模块308可以使用这些模型来导出相对位置估计。在机动交通工具的组中，对于GNSS-U交通工具可能更加难于表征周围的无线信道。然而，GNSS-E交通工具配对可以顺利完成。本发明示例实施方式使用GNSS-E交通工具配对来表征组中的无线信道并且将这个信息广播到所有的GNSS-U交通工具。基于组中无线信道的这种实时表征，组中的GNSS-U交通工具可能能够使用所接收的信息包的信号强度对于确定相对距离建立更加准确的关系。
图4是根据本发明示例实施方式的交通工具组的简图，该交通工具组包括GNSS-E和GNSS-U交通工具。图4包括五个GNSS-E节点(节点1401，节点2 402，节点3 403，节点4 404和节点5 405)，每个对应于不同GNSS-E交通工具的位置；以及一个GNSS-U节点(节点6 406)，其对应于GNSS-U交通工具的位置。此外，图4指出了距离(例如d1、d2和d3)以及每个GNSS-E节点配对之间的路径损耗指数数值(例如p1、p2和p3)。在本发明的示例实施方式中，在直接通信范围内的组中的所有GNSS-E交通工具配对使用上面描述的基于信号强度的测距技术来估计如图4所描述的路径损耗指数数值。图1所描述的宿主交通工具102可以是任意一个或所有的GNSS-E交通工具、或者任意一个或所有的GNSS-U交通工具。类似地，图1所描述的邻近交通工具104可以是任意一个或所有的GNSS-E交通工具、或者任意一个或所有的GNSS-U交通工具。
图5是根据本发明示例实施方式发送距离和路径损耗指数数值的交通工具组的简图。一旦确认直接通信范围内组中的GNSS-E交通工具配对，GNSS-E交通工具发送信息包，该信息包包含其当前的GNSS坐标和交通工具上的天线输出端的发射包功率。应当指出，交通工具不需要仅发送一个信息包，而是可以发送多个包以允许对小规模衰落效应取平均值。这些信息包被广播到组中的GNSS-E和GNSS-U交通工具。
组中的所有GNSS-E交通工具交换信息包，并且它们之间的间隔距离以及各个本地无线信道的路径损耗指数数值。组中的GNSS-E交通工具接收到信息包之后，使用相应的GNSS坐标计算在它们和发射交通工具之间的距离。计算组中GNSS-E交通工具的每一个配对的总路径损耗。路径损耗可以导出为，发射功率电平Pt减去接收功率电平Pr。然后，接收GNSS-E交通工具(使用前面计算的距离和路径损耗数值)计算在它们和发射交通工具之间无线信道的路径损耗指数数值。通常在给定区域中，路径损耗指数数值不会发生显著变化。从而，这些数值可以提供组中无线信道的估计。
接收GNSS-E交通工具将这些路径损耗指数数值(连同其它有关信息一起，例如GNSS坐标、定向、以及每个交通工具配对个体的航向)广播到组中的GNSS-U交通工具。GNSS-U交通工具可以建立路径损耗指数数值的数据库，这些数据随着时间进行不断地更新。图6是根据本发明示例实施方式在交通工具组中计算距组中其它交通工具的距离的GNSS-U交通工具的简图。基于接收自邻近GNSS-E交通工具的信息包的信号强度和机载的路径损耗指数数值的数据库，节点6 406处的GNSS-U交通工具计算其和邻近GNSS-E交通工具之间的间隔距离。
图7是根据本发明示例实施方式在交通工具组中计算GNSS-U的GNSS坐标的GNSS-U交通工具的简图。GNSS-U交通工具现在可以识别在直接通信范围内的组中的GNSS-E交通工具(以便使用基于RSS的测距方法和三边测量法确定其相对于GNSS-E交通工具的GNSS坐标的GNSS坐标)，以及使用机载的路径损耗指数数值的数据库来确定其和每一个邻近GNSS-E交通工具之间的无线信道的适当路径损耗指数。GNSS-U交通工具可以执行三边测量法(以GNSS-E交通工具的位置为中心、以距无GNSS的交通工具的距离为半径的圆周)来确定其相对于邻近GNSS-E交通工具的GNSS坐标的位置。理论上，所有圆周的交点给出了GNSS-U交通工具的GNSS坐标，如图7所示。当圆周不相交于一个点时，可以使用本领域技术人员已知的技术来解算出GNSS坐标。
替换的示例实施方式可以允许GNSS-E交通工具在停机期间成为GNSS-U交通工具并且保持相对空间测量的准确度。如果GNSS-E交通工具的组具有随时间估计的路径损耗指数，相同的交通工具可以在当GNSS信息在任意一个或所有的交通工具中不可获得(例如树冠覆盖或者交通工具进入隧道)的这一段时间内使用路径损耗指数的先前估计。先前路径损耗指数测量的使用可以提供较好的路径损耗模型，用于确定交通工具组中彼此的相对空间信息。
当宿主交通工具102和邻近交通工具104是包含GNSS设备的交通工具组的一部分时，可以使用参考图4到7描述的替换示例实施方式。宿主交通工具102和邻近交通工具104中的一个、两个需要或者两者都不需要具有GNSS设备来使用该替换实施方式。相比较于参考图2-3描述的路径损耗模型，使用预测的路径损耗指数数值可能产生邻近交通工具104相对于宿主交通工具102的相对位置的较好估计。通过使用预测的路径损耗指数数值(其可能臂自由空间损耗模型、双直线路径损耗模型、或其它一般的路径损耗模型更加准确)，GNSS-U交通工具导出接收包的信号强度和交通工具间距离的关系。然后GNSS-U交通工具使用这个关系来预测其和发射GNSS-E交通工具之间的距离。如此，可以改进基于RSS的测距技术的整体性能。这可以直接转化为AS和DA系统的更好性能，并且直接转化为交通工具中碰撞报警应用的更早引入。
本发明的示例实施方式可以用于提高基于RSS的测距测量的准确性，从而使GNSS-U交通工具确定GNSS坐标所需的测距测量的最佳数量下降。同样，由于对于GNSS-E交通工具来说并不总是可以获得较高的敏锐等级(penetration level)，通过降低对GNSS-E交通工具的敏锐等级的需求，可以使用本发明的示例实施方式以便于更早采用各种AS和DA应用。
使用以交通工具为中心、关注两点(宿主交通工具102和邻近交通工具104)之间距离的方法，本发明的示例实施方式可以用于确定交通工具之间的相对空间信息。此外，使用了对于交通工具通信系统来说为标准的信息集，因而不需要特殊的信息集。相对空间信息可以用于替代和/或扩充现存的距离传感器，例如雷达、激光雷达和GNSS。
如上面所述，本发明的实施方式可以具体化为硬件、软件、固件、或者任何过程和/或装置的形式，以实践该实施方式。本发明的实施方式还可以具体化为包含指令的计算机程序代码的形式，包含在有形的介质中，例如软盘、CD-ROM、硬盘、或任何其它计算机可读存储介质，其中当所述计算机程序代码加载到计算机中并由其执行时，该计算机成为实践本发明的装置。本发明还可以具体化为计算机程序代码的形式，例如无论是存储在存储介质中、加载到计算机和/或由其执行、或者通过某种传输介质传输，例如通过电线或电缆、通过光纤、或者通过电磁辐射，其中当所述计算机程序代码加载到计算机中并由其执行时，该计算机成为实践本发明的装置。当实现在通用微处理器上时，所述计算机程序代码段将该微处理器配置为特定的逻辑电路。
虽然参考示例实施方式描述了本发明，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对其要素进行各种改变以及进行等效物的替换。此外在不脱离其实质范围的情况下，根据本发明的启示可以进行很多修改以适应特定的情况或者素材。因此，本发明不限于所公开的特定实施方式，这些实施方式作为所预计的实施本发明的最佳方式，相反本发明包括落入所附权利要求范围的所有实施方式。而且，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序后者重要性，而是术语第一、第二等用于将一个要素和另一个要素进行区分。

Claims (38)

1.一种用于确定第一交通工具和第二交通工具之间相对空间信息的方法，该方法包括：
在第一交通工具处监测通信信道；
接收在通信信道上来自第二交通工具的当前通信信号，以接收功率电平的方式接收该当前通信信号；以及
计算第一交通工具和第二交通工具之间的距离，其中所述计算的输入数据包括实际的或估计的发射功率电平和接收功率电平。
2.根据权利要求1的方法，其中所述计算基于无线通信路径损耗模型完成。
3.根据权利要求1的方法，其中所述计算基于无线通信路径损耗模型参数的过去的估计完成。
4.根据权利要求1的方法，其中所述计算包括执行自由空间路径损耗无线通信模型。
5.根据权利要求1的方法，其中所述计算包括执行双直线路径损耗无线通信模型。
6.根据权利要求1的方法，其中先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包含估计的路径损耗指数数值，并且所述计算的输入数据进一步包括该估计的路径损耗指数数值。
7.根据权利要求1的方法，其中第一交通工具和第二交通工具之间距离的计算是结合GNSS设备来完成。
8.根据权利要求1的方法，其中所述第一交通工具包含用于确定所述第一交通工具的GNSS位置的GNSS设备，并且其中所述计算的输入数据进一步包括所述第一交通工具的GNSS位置。
9.根据权利要求1的方法，其中先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包含所述第二交通工具的GNSS位置，并且其中所述计算的输入数据进一步包括所述第二交通工具的GNSS位置。
10.根据权利要求9的方法，其中响应于第一交通工具的GNSS位置和第二交通工具的GNSS位置来确定路径损耗指数数值。
11.根据权利要求9的方法，其中响应于第一交通工具的GNSS位置和第二交通工具的GNSS位置确定通信路径损耗模型参数。
12.根据权利要求1的方法，其中第一交通工具可以使用预先定义的通信参数的数据库，并且所述计算的输入数据进一步包括一个或多个预先定义的通信参数，先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包括实际的发射功率电平并且将估计的发射功率电平的数值设置为实际的发射功率电平。
13.根据权利要求1的方法，其中当前通信信号由第一交通工具上的接收机接收。
14.根据权利要求1的方法，进一步包括将所述距离发送到主动安全系统和驾驶辅助系统中的一个或多个。
15.根据权利要求1的方法，进一步包括确定与当前通信信号相关的距离速率，其中所述确定操作的输入数据包括与当前通信信号相关的多普勒频移。
16.根据权利要求1的方法，其中所述计算的输入数据包含包括第一交通工具信息。
17.根据权利要求16的方法，其中所述第一交通工具信息用于过滤或者平滑距离估计值。
18.根据权利要求16的方法，其中所述第一交通工具信息包括速度、偏航率、加速度、目标探测传感器数据、和天线模型中的一个或多个。
19.根据权利要求1的方法，其中先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包含第二交通工具信息。
20.根据权利要求19的方法，其中所述第二交通工具信息用于过滤或者平滑距离估计。
21.根据权利要求19的方法，其中所述第二交通工具信息包括速度、偏航率、加速度、目标探测传感器数据、和天线模型中的一个或多个。
22.根据权利要求1的方法，其中第一交通工具和第二交通工具之间距离的计算是结合其它位置确定或者目标探测系统一起使用的。
23.根据权利要求22的方法，其中其它位置确定或者目标探测系统是基于雷达、激光雷达、视觉、磁、和声纳的系统中的一个和多个。
24.根据权利要求1的方法，其中先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包含由第二交通工具计算的距离估计值。
25.根据权利要求1的方法，其中所述计算的输入数据进一步包括估计的通信参数。
26.根据权利要求1的方法，其中先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包含实际的发射功率电平并且将估计的发射功率电平的数值设置为所述实际的发射功率电平。
27.一种用于确定第一交通工具和第二交通工具之间相对空间信息的系统，包括：
位于第一交通工具上的接收机，用于监测通信信道；以及
处理器，用于执行指令以实现一种方法，该方法包括：
在第一交通工具处监测通信信道；
接收在通信信道上来自第二交通工具的当前通信信号，以接收功率电平的方式接收该当前通信信号；以及
计算第一交通工具和第二交通工具之间的相对位置，其中所述计算的输入数据包括实际的或估计的发射功率电平和接收功率电平。
28.根据权利要求27的系统，其中所述计算基于无线通信路径损耗模型来完成。
29.根据权利要求27的系统，其中所述接收机是无线接收机。
30.根据权利要求27的系统，其中所述方法进一步包括将相对位置发送到主动安全系统和驾驶辅助系统中的一个或多个。
31.一种用于确定第一交通工具和第二交通工具之间相对空间信息的计算机程序产品，该计算机程序产品包括：
可由处理电路读取的存储介质，其存储由处理电路执行以实现一种方法的指令，该方法包括：
在第一交通工具处监测通信信道；
接收在通信信道上来自第二交通工具的当前通信信号，以接收功率电平的方式接收该当前通信信号；以及
计算第一交通工具和第二交通工具之间的相对位置，其中所述计算的输入数据包括实际的或估计的发射功率电平和接收功率电平。
32.根据权利要求31的计算机程序产品，其中所述计算基于无线通信路径损耗模型来执行。
33.根据权利要求31的计算机程序产品，其中所述方法进一步包括将相对位置发送到主动安全系统和驾驶辅助系统中的一个或多个。
34.根据权利要求31的计算机程序产品，其中所述第一交通工具包含用于确定所述第一交通工具的GNSS位置的GNSS设备，并且其中所述计算的输入数据进一步包括所述第一交通工具的所述GNSS位置。
35.根据权利要求31的计算机程序产品，其中先前通信信号、当前通信信号和后续通信信号中的一个或多个包含所述第二交通工具的GNSS位置，并且其中所述计算的输入数据进一步包括所述第二交通工具的所述GNSS位置。
36.根据权利要求31的计算机程序产品，其中响应于所述第二交通工具的所述GNSS位置和路径损耗指数数值，确定所述第一交通工具的GNSS位置。
37.一种用于确定位置信息的方法，该方法包括：
在第一交通工具处接收路径损耗模型参数，所述路径损耗模型参数对应于周围交通工具使用的一个或多个通信信道；
在第一交通工具处接收通信信号，其中通过来自周围交通工具中的三个或更多的一个或多个通信信道接收所述通信信号，并且所述通信信号包括对应于三个或更多周围交通工具中的每一个的GNSS坐标；
估计所述第一交通工具和所述三个或更多周围交通工具之间的距离测量值，所述估计响应于所述路径损耗模型参数和与所述通信信号相关的估计的信号强度；以及
执行一种确定所述第一交通工具的估计的GNSS坐标的算法，其中所述算法的输入包括对应于所述三个或更多周围交通工具中的每一个的GNSS坐标和所述距离测量值。
38.根据权利要求37的方法，其中所述路径损耗模型参数包括路径损耗指数。
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