CN104330769A - 定位方法、通信控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位方法、通信控制方法、装置及系统，天线系统中至少包括至少三个天线，相邻天线之间的间隔满足一定关系，然后根据各天线从目标设备接收同一无线信号依次得到各路信号，并计算得到第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差，以及第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差，对第一初始相位差及第二初始相位差设定调整范围，确定第一初始相位差经调整后的最终值，并由最终的真实的第一相位差与方位角的关系，得到方位角，根据该方位角即可进一步确定目标设备的坐标，从而精确定位目标设备，并且根据目标设备的坐标精确确定RSU与OBU的通信区域，避免邻道干扰问题。

Description

定位方法、通信控制方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种定位方法、通信控制方法、装置及系统。

背景技术

电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）是智能交通（IntelligentTransportation System，ITS）的一项具体应用。在目前的ETC车道中，为了保证车辆有较高的通行速度，路侧单元（Road-side Unit，RSU）与车载单元（On-boardUnit，OBU）能够通信的范围为自动栏杆前约10米的椭圆形范围，由于该椭圆形范围一般较大并覆盖到相邻的车道，这样，当当前车道的RSU接收到相邻车道上OBU的上行信号时，就会造成邻道干扰。

目前，为解决邻道干扰的问题，ETC设备厂商一般通过对RSU天线射频指标和天线方向图进行必要的条件约束，根据车道布局、RSU天线安装角度等，找到边界点设置一定大小的RSU与OBU的通信区域来避免邻道干扰问题。但是在工程应用时，通过设置RSU天线射频指标、天线方向图、RSU天线安装角度等手段来设定RSU与OBU的通信区域十分复杂，工程难度较大，且费时费力，特别的是，由于RSU与OBU通信频率位于较高频段，为了降低定位时的相位模糊或来波方位测量的模糊，天线系统中相邻天线之间间距需要不超过天线工作波长的一半，这在施工时难于实现，并且当间隔达不到要求时，定位时会产生较大误差。

发明内容

本申请提供一种定位方法、通信控制方法、装置及系统，以使定位所采用的天线系统不会受限于天线工作波长，就能精确定位目标设备，并在此基础上避免邻道干扰问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种定位方法，用于对目标设备进行定位，

所述定位方法基于一天线系统，所述天线系统包括同一规格且统一朝向依次设置于同一直线上的第一天线、第二天线及第三天线，所述第一天线及第二天线之间具有第一间隔d1，所述第二天线与第三天线之间具有第二间隔d2，d1与d2满足如下关系：d1/d2=p/q，p、q为互质的正整数且取值不为1，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括以所述直线确定的第一坐标轴，以所述第一天线、第二天线或第三天线的法线确定的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，原点为所述第一坐标轴、第二坐标轴及第三坐标轴的交点，所述第一坐标轴与第二坐标轴形成第一投影面，所述目标设备正投影到第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与原点的连线与第二坐标轴之间形成第一方位角θ；

所述定位方法包括：

所述第一天线、第二天线及第三天线从目标设备接收同一无线信号，对应形成第一路信号、第二路信号及第三路信号；

计算得到所述第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差，以及所述第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差

按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为整数；

根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；

根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；

从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；

将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；

根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种通信控制方法，包括：

以测试设备作为目标设备，在预设定区域中移动测试设备，并采用如上述的定位方法，根据计算所得测试设备在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的坐标确定预设定区域的范围；

以OBU作为目标设备，采用如上述的定位方法，计算得到OBU在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的当前坐标；

判断OBU的当前坐标是否在所确定的范围内，若是，则控制RSU与OBU进行交易信息交互，否则，禁止RSU与OBU进行交易信息交互。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种定位装置，包括：

天线系统，所述天线系统包括同一规格且统一朝向依次设置于同一直线上的第一天线、第二天线及第三天线，所述第一天线及第二天线之间具有第一间隔d1，所述第二天线与第三天线之间具有第二间隔d2，d1与d2满足如下关系：d1/d2=p/q，p、q为互质的正整数且取值不为1，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括以所述直线确定的第一坐标轴，以所述第一天线、第二天线或第三天线的法线确定的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，原点为所述第一坐标轴、第二坐标轴及第三坐标轴的交点，所述第一坐标轴与第二坐标轴形成第一投影面，所述目标设备正投影到第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与原点的连线与第二坐标轴之间形成第一方位角θ；所述第一天线、第二天线及第三天线从目标设备接收同一无线信号，对应形成第一路信号、第二路信号及第三路信号；

计算单元，用于计算得到所述第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差以及所述第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为整数；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。

根据本申请的第四方面，本申请提供一种通信控制系统，包括如上述的定位装置，以及，

控制装置，用于当以测试设备作为目标设备，在预设定区域中移动测试设备时，由定位装置根据计算所得测试设备在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的坐标确定预设定区域的范围；当以OBU作为目标设备时，从定位装置获得其计算得到OBU在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的当前坐标；并判断OBU的当前坐标是否在所确定的范围内，若是，则控制RSU与OBU进行交易信息交互，否则，禁止RSU与OBU进行交易信息交互。

本申请的有益效果是：

通过提供一种定位方法、通信控制方法、装置及系统，首先建立天线系统，其中至少包括依次设置在同一直线上的第一天线、第二天线及第三天线，第一天线与第二天线之间的第一间隔d1、第二天线与第三天线之间的第二间隔d2满足如下关系：d1/d2=p/q，p、q为互质的正整数且取值不为1，天线系统对应一坐标系，然后各天线从目标设备接收同一无线信号依次得到第一路信号、第二路信号及第三路信号，并计算得到第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差，以及第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差，对第一初始相位差及第二初始相位差设定调整范围，并确定第一初始相位差经调整后的最终值，从而确定最终的真实的第一相位差，并由最终的第一相位差与方位角的关系，得到方位角，根据该方位角即可进一步确定目标设备的坐标，从而精确定位目标设备，并且根据目标设备的坐标精确确定RSU与OBU的通信区域，避免邻道干扰问题。上述方法或系统中，由于天线设置只需满足上述比例关系，而天线间距不会受限于天线工作波长，因此天线设置更加简单，大大降低了工程难度。

附图说明

图1为本申请实施例一的定位方法的流程图；

图2为本申请实施例一中天线系统的结构图；

图3为本申请实施例一的定位装置的结构图；

图4为本申请实施例二中天线系统的结构图；

图5为本申请实施例二的定位方法的附加流程图；

图6为本申请实施例二中计算单元302的结构图；

图7为本申请实施例三中目标设备R的位置示意图；

图8为本申请实施例四的通信控制方法的流程图；

图9为本申请实施例四的通信控制系统的结构图；

图10为本申请实施例四的RSU设备的结构图；

图11为本申请实施例四的计算单元的结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例提供了一种基于相控阵天线系统的通信控制方法，主要是通过从OBU接收无线信号实现对OBU的精确定位，将获取的OBU的坐标与控制装置中预存的坐标系中的预设定区域进行比对，判断OBU是否在预设定区域内，若是，则控制RSU与OBU进行交易通信，否则禁止RSU与OBU进行交易通信。上述天线系统对应坐标系中的预设定区域以及OBU的位置均是通过下述定位方法得到的，本实施例的定位方法具体可参照图1，该定位方法基于一天线系统，可为相控阵天线系统。具体地，如图2所示，该天线系统包括同一规格且统一朝向依次设置于同一直线上的第一天线201（或称为第一天线子阵，下同）、第二天线202及第三天线203，第一天线201及第二天线202之间具有第一间隔d1，第二天线202与第三天线203之间具有第二间隔d2，d1与d2均可设为d0的整数倍，d0小于或等于半个工作波长，d1与d2满足如下关系：d1/d2=p/q，p、q为互质的正整数，且p与q的取值不为1。天线系统对应一坐标系，坐标系包括以第一天线201、第二天线202及第三天线203所在直线确定的第一坐标轴x，即以第一天线201、第二天线202及第三天线203所在直线或平行于该直线的直线为第一坐标轴x，以第一天线201、第二天线202或第三天线203的法线确定的第二坐标轴y，即以第一天线201、第二天线202或第三天线203的法线或平行于该法线的直线为第一坐标轴x，以及同时垂直于第一坐标轴x及第二坐标轴y的第三坐标轴z，原点O为第一坐标轴x、第二坐标轴y及第三坐标轴z的交点，第一坐标轴x与第二坐标轴y形成第一投影面，目标设备R正投影到第一投影面后形成第一投影点R1，第一投影点R1与原点O的连线与第二坐标轴y之间形成第一方位角θ。

本实施例的定位方法主要包括：

步骤101，第一天线201、第二天线202及第三天线203从目标设备R接收同一无线信号，对应形成第一路信号x₁(t)、第二路信号x₂(t)及第三路信号x₃(t)，其中t为时间自变量。

步骤102，计算得到第一路信号x₁(t)与第二路信号x₂(t)之间的第一初始相位差以及第二路信号x₂(t)与第三路信号x₃(t)之间的第二初始相位差具体地，可通过如下方法得到上述第一初始相位差以及第二初始相位差

对第一路信号x₁(t)、第二路信号x₂(t)及第三路信号x₃(t)分别进过下变频处理后，得到三路中频信号，并对三路中频信号分别进行采集并数字下变频处理，得到三路输入基带数字信号x₁′(t)、x₂′(t)及x₃′(t)：

x′₂(t)=e^(jφ)

其中，φ为基准相位。

将第二路信号x₂(t)对应的第二输入基带数字信号x₂′(t)进行共轭变换后，得到其共轭信号将第一路信号x₁(t)对应的第一输入基带数字信号x₁′(t)与共轭信号x₁′(t)相乘，得到第一乘积信号Φ₁：

对第一乘积信号Φ₁进行向量累计平均，得到第一累计平均值A₁：

其中，N为第一乘积信号Φ₁的采样点数，n∈(1,2,...,N)。

最后得到较精确的第一初始相位差

其中，Im表示A₁取虚部，Re表示A₁取实部。

按照上述同样的方法，可以得到较精确的第二初始相位差

步骤103，按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为整数。具体地，由于第一路信号与第二路信号之间、第二路信号与第三路信号之间真实的相位差取值有可能在（-π，π）之外，因此当所得到的第一初始相位差以及第二初始相位差在取值范围（-π，π）之内时，第一初始相位差以及第二初始相位差必然不是真实值，即存在模糊，而真实的第一相位差为真实的第二相位差为

步骤104，根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值。具体地，d1、k、与θ之间的第一关系为：

其中，λ为第一天线201、第二天线202及第三天线203的工作波长。

步骤105，根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值。具体地，d1、d2、k、L、与之间的第二关系为：

上述第二关系是从如下公式推导得来的：

步骤106，从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀。例如，当k取-1、0、1三个取值时，L的三个取值2.08、4.23及6.33，那么，其中接近于整数的其中被选取值为2.08，那么，与L的被选取值2.08最接近的整数2作为L的最终取值L₀。

步骤107，将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀。沿用上例，当L的被选取值为2.08时，相应的k的取值为-1，那么k的最终取值即为-1。

步骤108，根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。具体地，根据上述第一关系，代入k₀，即可得到θ为：

相应地，本实施例的定位装置可包括如图3所示的结构：

天线系统301，天线系统301如图2所示，具体不再赘述，第一天线201、第二天线202及第三天线203从目标设备R接收同一无线信号，对应形成第一路信号、第二路信号及第三路信号；

计算单元302，用于计算得到第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差以及第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为正整数；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。

具体地，所述d1、k、与θ之间的第一关系为：

其中，λ为第一天线、第二天线及第三天线的工作波长，

所述d1、d2、k、L、与之间的第二关系为：

通过实施例一，即可对目标设备R进行第一方位角θ的精确定位。

实施例二：

本实施例在实施例一基础上增加了如下内容：

本实施例的天线系统中，增加另外一组天线，如图4所示，以第二天线202为原点，在第三坐标轴z上位于第二天线202两侧设置与第二天线202同一规格且统一朝向的第四天线401和第五天线402，第四天线401与第二天线202之间具有第三间隔d3，第二天线202与第五天线402之间具有第四间隔d4，d3与d4满足如下关系：d3/d4=r/s，r、s为互质的正整数且取值不为1，第二坐标轴y与第三坐标轴z形成第二投影面，目标设备R正投影到第二投影面后形成第二投影点R2，第二投影点R2与原点O的连线与第三坐标轴z之间形成第二方位角α；

本实施例的定位方法中，还包括如图5所示的附加流程：

步骤501，第四天线401、第二天线202及第五天线402从目标设备R接收同一无线信号，对应形成第四路信号x₄(t)、第二路信号x₂(t)及第五路信号x₅(t)。

步骤502，计算得到第四路信号x₄(t)与第二路信号x₂(t)之间的第三初始相位差以及第二路信号x₂(t)与第五路信号x₅(t)之间的第四初始相位差具体地，可如步骤103中同样的方法获得第三初始相位差及第四初始相位差此处不再赘述。

步骤503，按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第三相位差及对应的第四相位差满足：其中，a、b均为整数。

步骤504，根据d3、a、与α之间的第三关系，得到a的若干取值。具体地，d3、a、与α之间的第三关系为：

步骤505，根据d3、d4、a、b、与之间的第四关系，由a的若干取值得到b的若干取值。具体地，d3、d4、a、b、与之间的第四关系为：

上述第四关系是从如下公式推导得来的：

步骤506，从b的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为b的被选取值，与所述b的被选取值最接近的整数作为b的最终取值b₀。

步骤507，将与b的被选取值对应的a的一个取值，作为a的最终取值a₀。

步骤508，根据d3、a、与α之间的第三关系，得到α。具体地，根据上述第三关系，代入a₀，即可得到α为：

相应地，如图4所示，本实施例的定位装置中：

天线系统301还包括：以第二天线202为原点，在第三坐标轴z上位于第二天线202两侧设置与第二天线202同一规格且统一朝向的第四天线401和第五天线402，第四天线401、第二天线202及第五天线402从目标设备接收同一无线信号，对应形成第四路信号、第二路信号及第五路信号，

而计算单元302可具体包括如图6所示的结构：

第一计算子单元601，用于计算得到第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差以及第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差当及在相位差取值范围之外时，按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为整数；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。

第二计算子单元602，用于计算得到第四路信号与第二路信号之间的第三初始相位差以及第二路信号与第五路信号之间的第四初始相位差按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第三相位差及对应的第四相位差满足：其中，a、b均为整数；根据d3、a、与α之间的第三关系，得到a的若干取值；根据d3、d4、a、b、与之间的第四关系，由a的若干取值得到b的若干取值；从b的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为b的被选取值，与所述b的被选取值最接近的整数作为b的最终取值b₀；将与b的被选取值对应的a的一个取值，作为a的最终取值a₀；根据d3、a、与α之间的第三关系，得到α。

通过实施例二，即可对目标设备R进行第一方位角θ以及第二方位角α的精确定位。

实施例三：

本实施例在实施例二基础上增加了如下内容：

本实施例的定位方法还包括：根据第二天线202的安装高度、第二天线202所在平面与水平面的夹角、第二天线202的所在平面与水平面的夹角、θ及α，计算得到目标设备R在第二天线202垂直投影点前方覆盖区域中的坐标。如图7所示，通过目标设备的第二方位角α可确定目标设备到天线系统的纵向距离H₁，计算方法如下：

获得上述第二方位角α、第二天线的所在平面与水平面的夹角β（一般就是天线系统的安装角度），以及第二天线202的安装高度h，通过如下公式，得到目标设备到天线系统的纵向距离H₁：

H₁=h×tg(α-β)

结合第一方位角θ可通过下述公式确定目标设备到天线系统的横向距离H₂：

那么通过上述计算处理，就可以计算得到目标设备R在第二天线202垂直投影点前方覆盖区域中的坐标。

相应地，本实施例的定位装置中计算单元302还包括：

第三计算子单元，用于根据所述第二天线202的安装高度、第二天线202所在平面与水平面的夹角、θ及α，计算得到目标设备R在第二天线202垂直投影点前方覆盖区域中的坐标。

通过实施例三，即可对目标设备R的坐标进行精确定位。

实施例四：

本实施例在实施例三基础上增加了如下内容，从而对应形成本实施例的通信控制方法及系统：

本实施例的通信控制方法包括如图8所示的流程：

步骤801，以测试设备作为目标设备，在预设定区域中移动测试设备，并采用如实施例三中的定位方法，根据计算所得测试设备在第二天线202垂直投影点前方覆盖区域中的坐标确定预设定区域的范围。具体地，在工程应用中，用户可根据收费车道现场环境、车道的布局等情况，通过上位机软件设置或通过人工坐标设定的方式，采用手持测试设备按所需RSU与OBU的通信区域的轮廓进行逐点接收定位测试，将测试所得的坐标点（X，Y）组成一个集合S(X,Y)={(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃),...,(X_M,Y_M)}，M取正整数，并将各点进行曲线拟合，得到RSU与OBU的通信区域的轮廓，该通信区域可为正方形、矩形、椭圆形、梯形或扇面等形状。

步骤802，以OBU作为目标设备，采用如实施例三中的定位方法，计算得到OBU在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的当前坐标。

步骤803，判断OBU的当前坐标是否在步骤901所确定的范围内，若是，则控制RSU与OBU进行交易信息交互，否则，禁止RSU与OBU进行交易信息交互。具体地，接收到OBU的当前坐标（X，Y）时，将其与S（X，Y）进行比对，以判断OBU是否在上述范围之内，例如，当范围给定的多边形区域中某条边的两个端点为P₁(X₁,Y₁)及P₅(X₅,Y₅)时，OBU坐标点为P(X,Y)，计算(Y-Y₁)(X₅-X₁)-(X-X₁)(Y₅-Y₁)的值，根据该值与0的关系，判断OBU与该条边的关系，同理，判断OBU与其他边的关系，最终就可判断OBU是否在上述范围之内。

相应地，本实施例的通信控制系统主要包括如图9所示的结构：

实施例三中的定位装置901，以及，

控制装置902，用于当以测试设备作为目标设备，在预设定区域中移动测试设备时，由定位装置901根据计算所得测试设备在第二天线202垂直投影点前方覆盖区域中的坐标确定预设定区域的范围；当以OBU作为目标设备时，从定位装置901获得其计算得到OBU在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的当前坐标；并判断OBU的当前坐标是否在所确定的范围内，若是，则控制RSU与OBU进行交易信息交互，否则，禁止RSU与OBU进行交易信息交互。

在本实施例中，RSU是作为一功能模块与OBU完成交易通信，为了简化物体实体，上述定位装置901及控制装置902可同时设在一个RSU设备中，当然还可以分开作为不同的物理实体，那么，该RSU设备主要可包括如图10所示的结构：包括上述天线系统301、发射射频组件1002、接收射频组件1003、通讯控制模块1004、计算单元302以及控制装置902。其中控制装置902可以是专用短程通信（DSRC）微波读写天线控制器，天线系统301可采用相控阵天线，其除了包含上述第一天线至第五天线组成的接收天线阵之外，还包括发射天线阵。其中：

相控阵天线，包括由天线子阵构成的发射天线阵及接收天线阵。发射天线阵与接收天线阵均是由4～8个子阵构成的微带天线阵列，多个天线子阵在多个方向上等间距或不等间距地排列，并通过双馈点正交方式实现圆极化。

接收射频组件，通过RS232串口接收通讯控制模块发出的控制命令，完成射频处理单元频点及工作模式的设置，将接收天线阵各子阵接收到的无线信号（一般为微波信号）进行同步下变频处理得到中频信号。

发射射频组件，通过RS232串口接收通讯控制模块发出的控制命令，完成射频处理单元频点及发射功率的设置，保证通讯区域内连续可靠的通讯。

通讯控制模块，负责DSRC通讯协议的解析以及完成对接收/发射射频组件的控制。

计算单元，用于根据采集到的无线信号确定出OBU的二维坐标信息，同时负责基带的编码/解码、调制/解调。其主要包括如图11所示的结构以进行定位：A/D采集模块1101，用于将中频信号进行同步采集，将模拟信号转变为数字信号；数字下变频模块1102，用于将所述的数字信号进行数字下变频处理得到信号的同相分量及正交分量，组成复数形式的数字信号；定位计算模块1103，基于信号的相位差定义技术对装有OBU的车辆进行精确的定位计算；基带处理及通讯模块1104，用于基带信号的编码/解码、调制/解调及HDLC解析，并将解析出的信息连同定位结果一起传输给DSRC微波天线读写控制器。

通过实施例四，即可划定精确的RSU与OBU的通信区域，对RSU是否与OBU通信做出控制，避免出现邻道干扰的问题。

需要说明的是：

本申请各实施例不仅可用于智能交通领域，例如ETC或者人工半自动收费系统（MTC）中，还可以用在其他需要定位的场景中。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种定位方法，用于对目标设备进行定位，其特征在于，

所述定位方法基于一天线系统，所述天线系统包括同一规格且统一朝向依次设置于同一直线上的第一天线、第二天线及第三天线，所述第一天线及第二天线之间具有第一间隔d1，所述第二天线与第三天线之间具有第二间隔d2，d1与d2满足如下关系：d1/d2=p/q，p、q为互质的正整数且取值不为1，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括以所述直线确定的第一坐标轴，以所述第一天线、第二天线或第三天线的法线确定的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，原点为所述第一坐标轴、第二坐标轴及第三坐标轴的交点，所述第一坐标轴与第二坐标轴形成第一投影面，所述目标设备正投影到第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与原点的连线与第二坐标轴之间形成第一方位角θ；

所述定位方法包括：

所述第一天线、第二天线及第三天线从目标设备接收同一无线信号，对应形成第一路信号、第二路信号及第三路信号；

计算得到所述第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差以及所述第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差

按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为整数；

根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；

根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；

从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；

将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；

根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。

2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述d1、k、与θ之间的第一关系为：

其中，λ为第一天线、第二天线及第三天线的工作波长，

所述d1、d2、k、L、与之间的第二关系为：

3.如权利要求1或2所述的定位方法，其特征在于，所述天线系统还包括：

以所述第二天线为原点，在所述第三坐标轴上位于第二天线两侧设置与第二天线同一规格且统一朝向的第四天线和第五天线，所述第四天线与第二天线之间具有第三间隔d3，所述第二天线与第五天线之间具有第四间隔d4，d3与d4满足如下关系：d3/d4=r/s，r、s为互质的正整数且取值不为1，所述第二坐标轴与第三坐标轴形成第二投影面，所述目标设备正投影到第二投影面后形成第二投影点，所述第二投影点与原点的连线与第三坐标轴之间形成第二方位角α；

所述定位方法还包括：

所述第四天线、第二天线及第五天线从目标设备接收同一无线信号，对应形成第四路信号、第二路信号及第五路信号；

计算得到所述第四路信号与第二路信号之间的第三初始相位差以及所述第二路信号与第五路信号之间的第四初始相位差

按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第三相位差及对应的第四相位差满足：其中，a、b均为整数；

根据d3、a、与α之间的第三关系，得到a的若干取值；

根据d3、d4、a、b、与之间的第四五关系，由a的若干取值得到b的若干取值；

从b的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为b的被选取值，与所述b的被选取值最接近的整数作为b的最终取值b₀；

将与b的被选取值对应的a的一个取值，作为a的最终取值a₀；

根据d3、a、与α之间的第三关系，得到α。

4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，根据所述第二天线的安装高度、所述第二天线所在平面与水平面的夹角、θ及α，计算得到所述目标设备在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的坐标。

5.一种通信控制方法，其特征在于，包括：

以测试设备作为目标设备，在预设定区域中移动测试设备，并采用如权利要求4所述的定位方法，根据计算所得测试设备在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的坐标确定预设定区域的范围；

以OBU作为目标设备，采用如权利要求4所述的定位方法，计算得到OBU在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的当前坐标；

判断OBU的当前坐标是否在所确定的范围内，若是，则控制RSU与OBU进行交易信息交互，否则，禁止RSU与OBU进行交易信息交互。

6.一种定位装置，其特征在于，包括：

天线系统，所述天线系统包括同一规格且统一朝向依次设置于同一直线上的第一天线、第二天线及第三天线，所述第一天线及第二天线之间具有第一间隔d1，所述第二天线与第三天线之间具有第二间隔d2，d1与d2满足如下关系：d1/d2=p/q，p、q为互质的正整数且取值不为1，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括以所述直线确定的第一坐标轴，以所述第一天线、第二天线或第三天线的法线确定的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，原点为所述第一坐标轴、第二坐标轴及第三坐标轴的交点，所述第一坐标轴与第二坐标轴形成第一投影面，所述目标设备正投影到第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与原点的连线与第二坐标轴之间形成第一方位角θ；所述第一天线、第二天线及第三天线从目标设备接收同一无线信号，对应形成第一路信号、第二路信号及第三路信号；

计算单元，用于计算得到所述第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差以及所述第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足：其中，k、L均为整数；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ。

7.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述d1、k、与θ之间的第一关系为：

其中，λ为第一天线、第二天线及第三天线的工作波长，

所述d1、d2、k、L、与之间的第二关系为：

8.如权利要求7所述的定位装置，其特征在于，所述天线系统还包括：

以所述第二天线为原点，在所述第三坐标轴上位于第二天线两侧设置与第二天线同一规格且统一朝向的第四天线和第五天线，所述第四天线与第二天线之间具有第三间隔d3，所述第二天线与第五天线之间具有第四间隔d4，d3与d4满足如下关系：d3/d4=r/s，r、s为互质的正整数且取值不为1，所述第二坐标轴与第三坐标轴形成第二投影面，所述目标设备正投影到第二投影面后形成第二投影点，所述第二投影点与原点的连线与第三坐标轴之间形成第二方位角α；所述第四天线、第二天线及第五天线从目标设备接收同一无线信号，对应形成第四路信号、第二路信号及第五路信号，

所述计算单元包括：

第一计算子单元，用于计算得到所述第一路信号与第二路信号之间的第一初始相位差以及所述第二路信号与第三路信号之间的第二初始相位差按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第一相位差及对应的第二相位差满足： 其中，k、L均为整数；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到k的若干取值；根据d1、d2、k、L、与之间的第二关系，由k的若干取值得到L的若干取值；从L的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为L的被选取值，与所述L的被选取值最接近的整数作为L的最终取值L₀；将与L的被选取值对应的k的一个取值，作为k的最终取值k₀；根据d1、k、与θ之间的第一关系，得到θ；

第二计算子单元，用于计算得到所述第四路信号与第二路信号之间的第三初始相位差以及所述第二路信号与第五路信号之间的第四初始相位差按照预设定规则对及设定调整范围，使对应的第三相位差及对应的第四相位差满足： 其中，a、b均为整数；根据d3、a、与α之间的第三关系，得到a的若干取值；根据d3、d4、a、b、与之间的第四关系，由a的若干取值得到b的若干取值；从b的若干取值中选取最接近于整数的其中一个取值，作为b的被选取值，与所述b的被选取值最接近的整数作为b的最终取值b₀；将与b的被选取值对应的a的一个取值，作为a的最终取值a₀；根据d3、a、与α之间的第三关系，得到α。

9.如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，所述计算单元还包括：

第三计算子单元，用于根据所述第二天线的安装高度、所述第二天线所在平面与水平面的夹角、θ及α，计算得到所述目标设备在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的坐标。

10.一种通信控制系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的定位装置，以及，

控制装置，用于当以测试设备作为目标设备，在预设定区域中移动测试设备时，由定位装置根据计算所得测试设备在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的坐标确定预设定区域的范围；当以OBU作为目标设备时，从定位装置获得其计算得到OBU在第二天线垂直投影点前方覆盖区域中的当前坐标；并判断OBU的当前坐标是否在所确定的范围内，若是，则控制RSU与OBU进行交易信息交互，否则，禁止RSU与OBU进行交易信息交互。