CN104502934A

CN104502934A - 车辆定位方法和系统

Info

Publication number: CN104502934A
Application number: CN201410854269.6A
Authority: CN
Inventors: 赵昱阳; 武宏伟; 王庆飞; 王伟星; 王永巍; 袁雪
Original assignee: Beijing Wanji Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Wanji Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明提供了一种车辆定位方法和系统，该方法包括：至少两个车辆定位设备中的每一个车辆定位设备接收同一待定位的车辆上装载的OBU设备发送的无线信号，并根据接收到的无线信号生成定位信息输出到定位联合设备；所述定位信息中携带有用于表示所述待定位的车辆的位置的位置信息；定位联合设备根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置。本发明提供的车辆定位方法中，采用多个车辆对位设备对同一车辆进行定位，根据多个车辆定位设备对该同一车辆定位的结果确定该同一车辆的位置，能够有效提升对车辆定位的准确程度。

Description

车辆定位方法和系统

技术领域

本发明涉及智能交通系统技术领域，具体涉及一种车辆定位方法和系统。

背景技术

多车道自由流系统是DSRC(Dedicated Short RangeCommunications，专用短程通信)技术的重要应用，广泛使用于车辆自由行使状态下的车路通信，路桥收费，交通流量调查，多义路径标识领域，并在城市交通管理，交通拥堵治理及排放控制领域具有广泛的应用前景。

基于DSRC的多车道自由流系统中，路侧系统使用多台RSU(RoadSide Unit，路侧单元)天线在道路横截面形成连续的DSRC通信区域，以便与驶入通信区域内车辆上装在的OBU(On Board Unit，车载单元)进行无线通信，进而实现各种应用场景。多车道自由流系统中，车辆处于自由行驶状态，驾驶行为不受约束，因此车辆行驶速度，所处车道，均不可预期，同时还存在车辆变换车道，跨车道行驶等情况。为保证多车道自由流系统路侧单元与车辆可靠通信，必须保证信号覆盖最佳的RSU天线与对相应的OBU建立数据连接，因此路侧系统需要获取OBU位置信息。同时，由于道路交通的开放性，会存在部分未安装OBU的车辆驶过多车道自由流系统断面。未安装OBU车辆无法被DSRC系统识别，不能实现预定的管控，统计或收费应用，但车辆会被辅助系统(通常为抓拍/视频检测系统或/和激光检测系统)识别。为实现无标签车辆稽查，需要将DSRC系统获取的车辆信息与辅助系统获取的车辆信息进行比对，这一过程也需要DSRC系统提供车辆位置信息。

基于以上,车辆定位已经成为基于DSRC的多车道自由流系统中必须的功能。目前，实现车辆定位主要有以下两种方法：一种方法是采用微波交易模块与被测道路上行驶的车载微波设备进行信息交互；采用多个微波定位模块同时截获车载微波设备向微波交易模块发射的微波信号，并由每个微波定位模块计算生成各自获取的微波信号强度数据；根据生成的各个微波检测信号强度数据确定出车载微波设备在被测道路中的位置。另一种方法是路侧设备(RSU)采集车载设备(OBU)发送的微波信号，根据采集到的微波信号确定出所述的OBU与RSU定位装置的方向角；根据所述的方向角以及各个RSU定位装置之间的位置确定所述的OBU的位置信息。上述的两种方法都会由于多径干扰现象导致对车辆的定位结果不够准确。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提高对车辆定位的准确程度。

第一方面，本发明提供了一种车辆定位方法，用于多车道自由流系统中，所述方法包括：

至少两个车辆定位设备中的每一个车辆定位设备接收同一待定位的车辆上装载的OBU设备发送的无线信号，并根据接收到的无线信号生成定位信息输出到定位联合设备；所述定位信息中携带有用于表示所述待定位的车辆的位置的位置信息；

定位联合设备根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置。

可选的，所述定位信息中还携带有置信度信息，所述置信度信息用于表示所述定位信息中携带的位置信息的置信度；

所述定位联合设备根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置包括：

所述定位联合设备根据每一个定位信息中携带的置信度信息确定其中携带的位置信息的置信度，并根据置信度大于第一预设阈值的位置信息确定所述待定位车辆的位置；或，根据置信度最大的A个位置信息确定所述待定位车辆的位置；其中A为预设值。

可选的，还包括：

所述定位联合设备根据各个定位信息中携带的置信度信息设置所确定的所述待定位车辆的位置的置信度。

可选的，所述定位信息中还携带有信号强度信息，所述信号强度信息用于表示生成所述定位信息所依据的无线信号的信号接收强度；

所述联合定位设备根据每一个定位信息中携带的信号强度信息确定生成该定位信息所依据的无线信号的信号接收强度，根据对应的信号接收强度大于第二预设阈值的位置信息确定所述待定位的车辆的位置；或，根据对应的信号接收强度最大的B个位置信息确定所述待定位车辆的位置；其中B为预设值。

可选的，所述定位联合设备根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置包括：

所述联合定位设备删除各个位置信息中的奇异位置信息，依据剩余的位置信息确定所述待定位车辆的位置。

第二方面，本发明还提供了一种车辆定位系统，用于多车道自由流系统中，所述车辆定位系统包括至少两个车辆定位设备和一个定位联合设备，其中，

所述至少两个车辆定位设备中的每一个车辆定位设备用于接收同一待定位的车辆上装载的OBU设备发送的无线信号，并根据接收到的无线信号生成定位信息输出到所述定位联合设备；所述定位信息中携带有用于表示所述待定位的车辆的位置的位置信息；

所述定位联合设备用于根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置。

可选的，所述定位信息中还携带有置信度信息，所述置信度信息用于表示其中携带的位置信息的置信度；

所述定位联合设备具体用于根据每一个定位信息中携带的置信度信息确定其中携带的位置信息的置信度，并根据置信度大于第一预设阈值的位置信息确定所述待定位车辆的位置；或，根据置信度最大的A个位置信息确定所述待定位车辆的位置，其中A为预设值。

可选的，所述定位联合设备还用于根据各个定位信息中携带的置信度信息设置所确定的所述待定位车辆的位置的置信度。

所述联合定位设备具体用于根据每一个定位信息中携带的信号强度信息确定生成该定位信息所依据的无线信号的信号接收强度，根据对应的信号接收强度大于第二预设阈值的位置信息确定所述待定位的车辆的位置；或，根据对应的信号接收强度最大的第二预设数量个的位置信息确定所述待定位车辆的位置。

可选的，所述联合定位设备还用于删除各个位置信息中的奇异位置信息，依据剩余的位置信息确定所述待定位车辆的位置。

本发明提供的车辆定位方法中，采用多个车辆对位设备对同一车辆进行定位，根据多个车辆定位设备对该同一车辆定位的结果确定该同一车辆的位置，能够有效提升对车辆定位的准确程度。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种车辆定位方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种车辆定位系统的结构示意图；

图3为图2中的各个车辆定位设备在一种可能的场景中的分布图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明一实施例提供了一种车辆定位方法，可用于多车道自由流系统中，如图1所示，该方法可以包括：

步骤101，至少两个车辆定位设备中的每一个车辆定位设备接收同一待定位的车辆上装载的OBU设备发送的无线信号，并根据接收到的无线信号生成定位信息输出到定位联合设备；所述定位信息中携带有用于表示所述待定位的车辆的位置的位置信息；

步骤102，定位联合设备根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置。

本发明实施例提供的车辆定位方法中，多个车辆定位设备分别根据接收到同一车辆上装载的OBU设备发送的无线信号对该待定位的车辆进行定位，之后根据多个车辆定位设备的定位结果确定待定位的车辆的位置。采用本发明实施例提供的车辆定位方法，能够有效提高对车辆定位的准确度。

在具体实施时，可以每一个车辆定位设备输出的定位信息中可以包括该车辆定位设备生成该定位信息所依据的无线信号的标识。这样，定位联合设备在接收到定位信息后，能够确定该定位信息是对那一个车待定位车辆的定位结果。之后，在步骤102中，能够根据对同一待定位车辆的定位信息确定该待定位的车辆的位置。

在实际应用中，这里的无线信号可以具体为DSRC信号，更具体的，可以为微波信号等。

这里的车辆定位设备可以为RSU设备，可以为独立于RSU的设备，具体实施时，该车辆定位设备可以按照现有技术中的方式对车辆进行定位得到包含位置信息的定位信息。车辆定位设备如何对车辆进行定位以获得车辆的位置信息在现有技术中有诸多实现，在此不再详细说明。

这里的定位联合设备可以为一个具有计算功能的模块，用于对各个车辆定位设备输出的定位信息进行相应的运算得到待定位车辆的位置。

在具体实施时，这里的位置信息可以具体是指车辆定位设备所确定的待定位车辆的坐标信息。

在具体实施时，这里的定位信息中还可以携带有置信度信息，这里的置信度信息用于表示定位信息中携带的位置信息的置信度。此时，上述的步骤102可以具体包括图中未示出的：

步骤102a，所述定位联合设备根据每一个定位信息中携带的置信度信息确定其中携带的位置信息的置信度，并根据置信度大于第一预设阈值的位置信息确定所述待定位车辆的位置；或，根据置信度最大的A个的位置信息确定所述待定位车辆的位置，这里的A为预设值。

通过这种方式，能够进一步提高定位结果的准确性。

在具体实施时，这里的置信度信息可以表现为多种形式。举例来说，如果一个车辆定位设备接收到具有同一无线信号标识的两个信号，并根据两个无线信号得到两个不同的位置信息，则说明其中至少一个无线信号经过多径反射，此时，可以将两个位置信息的置信度都设置为一个预设值，如果仅接收到具有同一无线信号标识的一个信号，则将根据该信号得到的位置信息的置信度设置为另一个预设值。在具体实施时，置信度的具体值可以根据接收无线信号的情况从预先设定的若干个数值中选择，也可以使用特定的算法进行计算。

下面对其中一种计算置信度的算法进行说明，假设第k个设备需要输出n组的定位信息，其中第i组定位信息中的位置信息表示为坐标(x_ki，y_ki)，则第i组定位信息中的置信度信息△_ki可以通过如下公式计算：

Δ_ki＝D(X_k)*(x_ki-E(X_k))*D(Y_k)*(y_ki-E(Y_k))

其中，

E (X_{k}) = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} x_{ki}

E (Y_{k}) = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} y_{ki}

D (X_{k}) = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} (x_{ji} - E (X_{k}))

D (Y_{k}) = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} (y_{ji} - E (Y_{k})) .

这里的置信度信息与置信度成负相关关系，即上述的置信度信息的值越大，其对应的置信度就越小。反之，置信度信息越小，置信度越大。

在具体实施时，在上述初级定位信息中包含置信度信息的基础上，上述的方法中还可以包括图中未示出的：

步骤103，所述定位联合设备根据各个定位信息中携带的置信度信息设置所确定的所述待定位车辆的位置的置信度。

在具体实施时，一种最为简单的方式时，对各个置信度信息所表示的置信度取平均值得到待定位车辆的位置的置信度。当然实际应用中，也可以采用相对复杂的算法，比如为不同的置信度设置不同的权重值，将置信度与对应的权重值的乘积相加得到所确定的所述待定位车辆的位置的置信度。

在具体实施时，所述定位信息中还携带有信号强度信息，所述信号强度信息用于表示生成所述定位信息所依据的无线信号的信号接收强度；

此时上述的步骤102可以包括图中未示出的：

步骤102b，所述联合定位设备根据每一个定位信息中携带的信号强度信息确定生成该定位信息所依据的无线信号的信号接收强度，根据对应的信号接收强度大于第二预设阈值的位置信息确定所述待定位的车辆的位置；或，根据对应的信号接收强度最大的B个位置信息确定所述待定位车辆的位置，这里的B值也可以为预设值。

在实际应用中，如果一个无线信号经多次反射才达到车辆定位设备，则该车辆定位设备对无线信号的无线信号接收强度一般较小。通过本发明实施例提供的可选方式，可以将在该无线信号接收强度下得到的位置信息排除，提高了定位的准确性。

在具体实施时，上述的步骤102还可以包括图中未示出的：

步骤102c，所述联合定位设备删除各个位置信息中的奇异位置信息，依据剩余的位置信息确定所述待定位车辆的位置。

这里的奇异位置信息可以具体为所表示的位置明显偏离其他位置信息所表示的位置的信息。具体来说，可以为所表示为位置与其他各个位置信息所表示的位置之间的距离的和大于预设值的位置信息。

在具体实施时，上述的步骤102中根据位置信息确定待定位车辆的位置的过程可以为图中未示出的：

步骤102d，对各个位置信息所表示的位置进行聚类，确定各个位置对应的中心位置，将所确定的中心位置作为待定位车辆的位置。当然在实际应用中，也可以直接将各个位置进行叠加(比如将各个位置信息所表示的坐标进行叠加)，取其平均值作为待定位车辆的位置。

在具体实施时，还可以分别计算每一个位置信息所表示的位置与其他位置信息所表示的位置的距离的和，然后将对应的和最小的位置信息所表示的位置作为待定位车辆的位置。

需要指出的是，本发明实施例中，上述的步骤102a、步骤102b、步骤102c、步骤102d可以同时执行，在具体实施时，可以首先执行步骤102c删除奇异位置信息、之后按照步骤102a和步骤102b选择相应的位置信息，最后通过步骤102d得到待确定车辆的位置。或者也可以首先执行步骤102a和步骤102b，之后执行步骤102c，最后执行步骤102d。具体的执行顺序并不会影响本发明的保护范围。

本发明的另一个实施例还提供了一种车辆定位系统，该系统可用于多车道自由流系统中，以用于实现如图1所示的车辆定位方法，如图2所示，为本发明提供的车辆定位系统的结构示意图，该车辆定位系统包括多个车辆定位设备和一个定位联合设备，在具体实施时，多个车辆定位设备可以与联合定位设备通过通信网络连接，该通信网络可以为有线网络也可以为无线网络，在具体实施时，多个车辆定位设备可以按照图3的方式对应于各个车道布置在车辆前方的龙门上，其中，

本发明提供的车辆定位系统采用多个车辆对位设备对同一车辆进行定位，根据多个车辆定位设备对该同一车辆定位的结果确定该同一车辆的位置，能够有效提升对车辆定位的准确程度。

所述联合定位设备具体用于根据每一个定位信息中携带的信号强度信息确定生成该定位信息所依据的无线信号的信号接收强度，根据对应的信号接收强度大于第二预设阈值的位置信息确定所述待定位的车辆的位置；或，根据对应的信号接收强度最大的B个位置信息确定所述待定位车辆的位置；其中B为预设值。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一种浏览器终端的设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种车辆定位方法，其特征在于，用于多车道自由流系统中，所述方法包括：

至少两个车辆定位设备中的每一个车辆定位设备接收同一待定位的车辆上装载的车载单元OBU设备发送的无线信号，并根据接收到的无线信号生成定位信息输出到定位联合设备；所述定位信息中携带有用于表示所述待定位的车辆的位置的位置信息；

2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位信息中还携带有置信度信息，所述置信度信息用于表示所述定位信息中携带的位置信息的置信度；

3.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，还包括：

4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位信息中还携带有信号强度信息，所述信号强度信息用于表示生成所述定位信息所依据的无线信号的信号接收强度；

5.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位联合设备根据所述至少两个车辆定位设备输出的定位信息中携带的位置信息确定所述待定位的车辆的位置包括：

6.一种车辆定位系统，其特征在于，用于多车道自由流系统中，所述车辆定位系统包括至少两个车辆定位设备和一个定位联合设备，其中，

所述至少两个车辆定位设备中的每一个车辆定位设备用于接收同一待定位的车辆上装载的车载单元OBU设备发送的无线信号，并根据接收到的无线信号生成定位信息输出到所述定位联合设备；所述定位信息中携带有用于表示所述待定位的车辆的位置的位置信息；

7.如权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述定位信息中还携带有置信度信息，所述置信度信息用于表示其中携带的位置信息的置信度；

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定位联合设备还用于根据各个定位信息中携带的置信度信息设置所确定的所述待定位车辆的位置的置信度。

9.如权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述定位信息中还携带有信号强度信息，所述信号强度信息用于表示生成所述定位信息所依据的无线信号的信号接收强度；

10.如权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述联合定位设备还用于删除各个位置信息中的奇异位置信息，依据剩余的位置信息确定所述待定位车辆的位置。