CN111212401A - 一种obu定位方法及装置 - Google Patents

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CN111212401A CN201911368121.0A CN201911368121A CN111212401A CN 111212401 A CN111212401 A CN 111212401A CN 201911368121 A CN201911368121 A CN 201911368121A CN 111212401 A CN111212401 A CN 111212401A
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明提供了一种OBU定位方法及装置，基于现有的OBU的通信协议即可以实现对OBU的定位，无需对OBU进行任何改变，仅对RSU端的天线和算法进行升级即可，且定位快速准确。

Description

一种OBU定位方法及装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种OBU定位方法及装置。
背景技术
目前，随着ETC(Electronic Toll Collection，不停车收费系统)的推广，需要对OBU(On board Unit，车载单元)进行定位的需求也日益严峻，然而如何对OBU进行定位成为了一项需要攻克的难题。
发明内容
本发明旨在解决上述问题。
本发明的主要目的在于提供一种OBU定位方法；
本发明的另一目的在于提供一种OBU定位装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明一方面提供了一种OBU定位方法，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第五接收天线和第六接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第五接收天线与第六接收天线之间的距离L56小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线依次排列成第一直线，第一直线所在的平面垂直于地面，第五接收天线与第六接收天线排列成第二直线且设置在道路一侧，第二直线所在的平面不与第一直线所在的平面为一个平面，且第五接收天线与第六接收天线接收OBU发送的信号晚于第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线接收OBU发送的信号的时间；λ为电磁波波长；OBU定位方法包括：连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标识和后导码；在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号；在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000021
计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000022
其中θ≠π/2，I1为第一接收天线对应的I信号，Q1为第一接收天线对应的Q信号，I2为第二接收天线对应的I信号，Q2为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号向量之间的夹角θ1，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000023
计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α1，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000024
计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000025
其中θ≠π/2，I3为第三接收天线对应的I信号，Q3为第三接收天线对应的Q信号，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号向量之间的夹角θ2，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000026
计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α2，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第五接收天线和第六接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000027
计算后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000028
其中θ≠π/2，I5为第五接收天线对应的I信号，Q5为第五接收天线对应的Q信号，I6为第六接收天线对应的I信号，Q6为第六接收天线对应的Q信号，计算第五接收天线接收的信号与第六接收天线接收的信号向量之间的夹角θ3，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000031
计算模拟信号对第三天线阵列的入射角α3，L56为第五接收天线与第六接收天线之间的距离；利用距离公式
Figure BDA0002338977340000032
计算OBU与第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线或第四接收天线所在的位置的距离S，其中，L1′2′为第一天线阵列与第二天线阵列之间的距离；利用公式
Figure BDA0002338977340000033
和公式
Figure BDA0002338977340000034
计算第三天线阵列与第一天线阵列和/或第二天线阵列的连线与道路方向的夹角β和第三天线阵列至第一天线阵列和/或第二天线阵列的距离S3，其中，S1为第一天线阵列和/或第二天线阵列至第三天线阵列所在的道路一侧的垂直距离，S2为第一天线阵列和/或第二天线阵列到道路一侧的投影至第三天线阵列的距离；利用公式γ1＝|α3-β|计算第三天线阵列与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与第三天线阵列至OBU的连线之间的夹角γ1，并利用公式
Figure BDA0002338977340000035
计算OBU与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与OBU与第三天线阵列的连线之间的夹角γ2；利用公式γ3＝2π-γ1-γ2计算第一天线阵列或者第二天线阵列与OBU的连线与第一天线阵列或者第二天线阵列与第三天线阵列的连线之间的夹角γ3；利用公式
Figure BDA0002338977340000036
计算第三天线阵列至OBU的距离S4；将第一接收天线或者第二接收天线或者第三接收天线或者第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式Y＝S4*cosα3-S2，Y＝S4*sinα3-S1计算OBU的位置信息。
本发明另一方面提供了一种OBU定位装置，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第五接收天线和第六接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第五接收天线与第六接收天线之间的距离L56小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线依次排列成第一直线，第一直线所在的平面垂直于地面，第五接收天线与第六接收天线排列成第二直线且设置在道路一侧，第二直线所在的平面不与第一直线所在的平面为一个平面，且第五接收天线与第六接收天线接收OBU发送的信号晚于第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线接收OBU发送的信号的时间；λ为电磁波波长；OBU定位装置包括：控制模块，用于连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标识和后导码；转换模块，用于在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号；计算模块，用于在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000041
计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000042
其中θ≠π/2，I1为第一接收天线对应的I信号，Q1为第一接收天线对应的Q信号，I2为第二接收天线对应的I信号，Q2为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号向量之间的夹角θ1，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000043
计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α1，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离；控制模块，还用于在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；计算模块，还用于将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000044
计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000045
其中θ≠π/2，I3为第三接收天线对应的I信号，Q3为第三接收天线对应的Q信号，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号向量之间的夹角θ2，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000051
计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α2，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离；控制模块，还用于在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第五接收天线和第六接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；计算模块，还用于将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000052
计算后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000053
其中θ≠π/2，I5为第五接收天线对应的I信号，Q5为第五接收天线对应的Q信号，I6为第六接收天线对应的I信号，Q6为第六接收天线对应的Q信号，计算第五接收天线接收的信号与第六接收天线接收的信号向量之间的夹角θ3，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000054
计算模拟信号对第三天线阵列的入射角α3，L56为第五接收天线与第六接收天线之间的距离；利用距离公式
Figure BDA0002338977340000055
计算OBU与第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线或第四接收天线所在的位置的距离S，其中，L1′2′为第一天线阵列与第二天线阵列之间的距离；利用公式
Figure BDA0002338977340000056
和公式
Figure BDA0002338977340000057
计算第三天线阵列与第一天线阵列和/或第二天线阵列的连线与道路方向的夹角β和第三天线阵列至第一天线阵列和/或第二天线阵列的距离S3，其中，S1为第一天线阵列和/或第二天线阵列至第三天线阵列所在的道路一侧的垂直距离，S2为第一天线阵列和/或第二天线阵列到道路一侧的投影至第三天线阵列的距离；利用公式γ1＝|α3-β|计算第三天线阵列与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与第三天线阵列至OBU的连线之间的夹角γ1，并利用公式
Figure BDA0002338977340000058
计算OBU与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与OBU与第三天线阵列的连线之间的夹角γ2；利用公式γ3＝2π-γ1-γ2计算第一天线阵列或者第二天线阵列与OBU的连线与第一天线阵列或者第二天线阵列与第三天线阵列的连线之间的夹角γ3；利用公式
Figure BDA0002338977340000061
计算第三天线阵列至OBU的距离S4；将第一接收天线或者第二接收天线或者第三接收天线或者第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S4*cosα3-S2，Y＝S4*sinα3-S1计算OBU的位置信息。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种OBU定位方法及装置，基于现有的OBU的通信协议即可以实现对OBU的定位，无需对OBU进行任何改变，仅对RSU端的天线和算法进行升级即可，且定位快速准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的OBU定位方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的天线阵列排布示意图；
图3为本发明实施例提供的向量夹角计算示意图；
图4为本发明实施例提供的信号入射角计算示意图；
图5为本发明实施例提供的距离计算示意图；
图6为本发明实施例提供的OBU定位计算示意图；
图7为本发明实施例提供的OBU定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
图1示出了本发明实施例提供的OBU定位方法的流程图，参见图1，本发明实施例提供的OBU定位方法，包括：
设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第五接收天线和第六接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第五接收天线与第六接收天线之间的距离L56小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线依次排列成第一直线，第一直线所在的平面垂直于地面，第五接收天线与第六接收天线排列成第二直线且设置在道路一侧，第二直线所在的平面不与第一直线所在的平面为一个平面，且第五接收天线与第六接收天线接收OBU发送的信号晚于第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线接收OBU发送的信号的时间；λ为电磁波波长。
具体地，预先设置天线阵列，该天线阵列的排布参见图2，本发明实际应用中，按天线工作的时序分为三个天线阵列，每个天线阵列由两个天线组成。其中，对于第一天线阵列，是由天线1和天线2构成的，并且天线1、2之间中心距离应小于λ/2，同理，第二天线阵列由天线3和天线4构成，并且天线3、4之间中心距离应小于λ/2。其中，第一天线阵列、第二天线阵列在同一平面上，在同一平面内设置四个天线，且该四个天线可以形成一直线，该直线所在的平面垂直于地面，即该平面垂直于道路方向，由此在计算OBU的位置时，可以以该平面为起点进行计算，使得计算简单快捷。
同时，第三天线阵列也布置两个天线，且将第三天线阵列布置在道路的一侧，距离为第一天线阵列和/或第二天线阵列到道路一侧的垂直距离(垂直道路方向)S1，同时要满足在第三天线在第一天线阵列和第二天线阵列的后方，及比第一天线阵列和第二天线阵列延后接收信号的位置。距离第一天线阵列和/或第二天线阵列的水平距离(沿道路方向)为S2。
同时，为了便于计算，因此，在设置天线阵列时，每个天线阵列中的接收天线的距离小于λ/2，可以避免计算过程中出现不同象限相同角度的问题出现，同时减小了天线阵列的体积。
OBU定位方法包括：
S1，连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标识和后导码。
具体地，在本发明正常进行信息帧接收时，可以默认通过第一天线阵列进行接收，需要进行定位时，则可以进行第二天线阵列和第三天线阵列的切换。
值得说明的是，本步骤中连通第一天线阵列的操作可以为默认连接的，并不需要特别执行该步骤。
在OBU与RSU进行数据交互时，规定发送的信息帧包括前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标志和后导码，前导码可以为预设个数的比特1，例如为16个比特1，帧起始标志和帧结束标志均为二进制序列01111110，其中的第二层信息帧可以包括MAC地址、MAC控制域、LPDU(可选)以及帧校验位等，这在本发明中不做具体说明。后导码可以为预设个数的比特0，例如可以设置为1-8个比特0或者比特1等，这在本发明中并不做具体限制。
S2，在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号。
具体地，一般IQ信号通常用复数来表示，写成：x(t)+jy(t)，也可以用I(t)，Q(t)来表示，对应复平面一个点，所以IQ信号也叫做复信号。这个复数点在X实数轴上的投影叫做同相分量，在Y虚数轴上的投影叫做正交分量。
在现代通信中，IQ调制属于标准配置，利用IQ调制可以做出所有的调制方式。因此可以将一个信号s(t)写成下面的表示形式：
s(t)＝I(t)coswt-Q(t)sinwt＝Acos(wt+θ) (1)
其中
Figure BDA0002338977340000081
举个例子，时间t为t0时，如果已知天线1和天线2收到的IQ值，可以得到对应的输出信号相位如下：
Figure BDA0002338977340000082
Figure BDA0002338977340000091
上述结果计算过程如下：
Figure BDA0002338977340000092
Figure BDA0002338977340000093
因此，可以通过IQ值来求两个向量的夹角θ，参见图3：
将天线1、天线2的信号用复数表示：
Figure BDA0002338977340000094
由(i)可推导出：
Figure BDA0002338977340000095
当|θ1-θ2|∈[0,π)，且|θ1-θ2|≠π/2，将天线1、天线2的信号用复数极坐标表示：
Figure BDA0002338977340000096
由(ii)可推导出：
Figure BDA0002338977340000097
由公式(2)和公式(3)可得
Figure BDA0002338977340000098
Figure BDA0002338977340000099
公式(4)除以公式(5)可得
Figure BDA00023389773400000910
可得
Figure BDA0002338977340000101
因此，可以利用第一天线阵列中的第一接收天线和第二接收天线各自的IQ值来计算OBU向第一接收天线发送信号的向量与向第二接收天线发送信号的向量的夹角；同理，可以利用第二天线阵列中的第三接收天线和第四接收天线各自的IQ值来计算OBU向第三接收天线发送信号的向量与向第四接收天线发送信号的向量的夹角，可以利用第三天线阵列中的第四接收天线和第五接收天线各自的IQ值来计算OBU向第四接收天线发送信号的向量与向第五接收天线发送信号的向量的夹角。
在计算完向量夹角后，参见图4，可以根据计算得到的夹角，计算信号入射角α，由于天线1和天线2之间的距离是预先设置好的，因此，可以利用以下两个公式：
Δd＝L12*cosα (8)
Figure BDA0002338977340000102
其中，Δd为入射波到达天线1后需要行进到天线2的距离，L12为天线1至天线2的距离。
根据公式(8)，公式(9)
可得
Figure BDA0002338977340000103
根据公式(10)，易求出信号入射角α。
由此，可以通过上述方式计算得到OBU发送的信号对第一天线阵列的入射角度，同理，可以计算得到OBU发送的信号对第二天线阵列的入射角度，以及OBU发送的信号对第三天线阵列的入射角度。
S3，在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000104
计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000105
其中θ≠π/2，I1为第一接收天线对应的I信号，Q1为第一接收天线对应的Q信号，I2为第二接收天线对应的I信号，Q2为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号向量之间的夹角θ1，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000111
计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α1，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号。
具体地，本发明在解析帧结束标志后，在接收后导码时，在幅度大于等于预设阈值(有载波)的情况下进行IQ采样，在幅度小于预设阈值(无载波)的情况下进行天线阵列的切换。从而不影响第二信息帧的接收，且可以利用后导码进行定位计算。
在解析帧结束标志后，由于已经连续接收了部分后导码，因此，后导码的长度需要满足预设的长度，以便可以在各个天线阵列接收完毕后，完成OBU的定位计算。作为本发明实施例的一个可选实施方式，后导码长度为1-8个比特。
作为本发明实施例的一个可选实施方式，可以在接收完一个完整的幅度A1大于等于预设阈值的波形后，在幅度A1小于预设阈值时立即切换为第二天线阵列接收后导码，也可以接受完多个幅度A1大于等于预设阈值的波形后，在幅度A1小于预设阈值时切换为第二天线阵列接收后导码，接收到完整的波形的个数可以根据实际需要进行设置，这在本发明中并不做具体限制。
S4，将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000112
计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000113
其中θ≠π/2，I3为第三接收天线对应的I信号，Q3为第三接收天线对应的Q信号，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号向量之间的夹角θ2，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000114
计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α2，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第五接收天线和第六接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；
S5，将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000121
计算后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000122
其中θ≠π/2，I5为第五接收天线对应的I信号，Q5为第五接收天线对应的Q信号，I6为第六接收天线对应的I信号，Q6为第六接收天线对应的Q信号，计算第五接收天线接收的信号与第六接收天线接收的信号向量之间的夹角θ3，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000123
计算模拟信号对第三天线阵列的入射角α3，L56为第五接收天线与第六接收天线之间的距离。
具体地，在第一天线阵列工作时，即第一接收天线和第二接收天线同时工作，之后可以按上述计算公式，可以计算得到第一天线阵列的信号入射角度α1。对于第二天线阵列和第三天线阵列，也可以计算得到信号在相应天线阵列的入射角度α2和α3。
S6，利用距离公式
Figure BDA0002338977340000124
计算OBU与第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线或第四接收天线所在的位置的距离S，其中，L1′2′为第一天线阵列与第二天线阵列之间的距离。
具体地，参见图5，其中：
S＝tanα1*(H-h) (11)
S＝tanα2*(H-h-L1′2′) (12)
上面两个方程未知量有两个S，h。可解出：
Figure BDA0002338977340000125
其中，L1′2′为第一天线阵列和第二天线阵列的布置距离，是已知的；α1、α2均小于90度，且α1<α2。
基于此，可以计算出OBU到第一天线阵列或者第二天线阵列的距离。
值得说明的是，本步骤S6可以与步骤S5同时执行，也可以在步骤S5之前执行，也可以在步骤S5之后执行，这在本发明中并不做具体限制。
S7，利用公式
Figure BDA0002338977340000131
和公式
Figure BDA0002338977340000132
计算第三天线阵列与第一天线阵列和/或第二天线阵列的连线与道路方向的夹角β和第三天线阵列至第一天线阵列和/或第二天线阵列的距离S3，其中，S1为第一天线阵列和/或第二天线阵列至第三天线阵列所在的道路一侧的垂直距离，S2为第一天线阵列和/或第二天线阵列到道路一侧的投影至第三天线阵列的距离；
S8，利用公式γ1＝|α3-β|计算第三天线阵列与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与第三天线阵列至OBU的连线之间的夹角γ1，并利用公式
Figure BDA0002338977340000133
计算OBU与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与OBU与第三天线阵列的连线之间的夹角γ2；利用公式γ3＝2π-γ1-γ2计算第一天线阵列或者第二天线阵列与OBU的连线与第一天线阵列或者第二天线阵列与第三天线阵列的连线之间的夹角γ3；
S9，利用公式
Figure BDA0002338977340000134
计算第三天线阵列至OBU的距离S4；
S10，将第一接收天线或者第二接收天线或者第三接收天线或者第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S4*cosα3-S2，Y＝S4*sinα3-S1计算OBU的位置信息。
具体地，仅仅知道距离S还无法实现定位，参见图6，从俯视图上看，满足距离S条件的点的轨迹是一条以例如天线1(第一接收天线)为圆心的半圆弧，天线阵列3布置道路的一侧，距离为天线阵列1、2到道路一侧的垂直距离(垂直道路方向)S1，同时要满足在天线阵列1、2的后方(比天线阵列1、2延后接收信号的位置)。距离天线阵列1、2的水平距离(沿道路方向)为S2。β为天线阵列3连接天线阵列1、2的直线与道路方向的夹角，β1为天线阵列3测量计算出的信号源方向角度，其中图中所示β1即为模拟信号对第三天线阵列的入射角α3。满足以下的关系，如公式14、15、16：
Figure BDA0002338977340000135
Figure BDA0002338977340000136
γ1＝|β1-β| (16)
天线阵列3、天线阵列1、2与OBU的实际位置构成了△ABC，根据正弦定理，见公式17：
Figure BDA0002338977340000141
可计算出γ2的大小，见公式18：
Figure BDA0002338977340000142
易求出γ3的大小，见公式19：
γ3＝2π-γ1-γ2 (19)
同上述过程，使用正弦定理，可计算出天线阵列3到OBU的距离S4，如公式20、21：
Figure BDA0002338977340000143
Figure BDA0002338977340000144
如果以天线1为坐标原点，建立直角坐标系，OBU的位置横纵坐标表示为：
X＝S4*cosβ1-S2 (22)
Y＝S4*sinβ1-S1 (23)
由此可见，利用三个天线阵列可以计算得到OBU的定位信息。
本发明实际应用中，可以利用5.8G Transceiver芯片进行IQ信号的输出，通过AD采样模块进行信号采样，得到IQ值，之后可以利用FPGA进行天线阵列切换的控制以及定位信息的计算，或者也可以利用FPGA进行天线阵列切换的控制并将数据输出至MCU或者CPU，以实现OBU的定位计算。
通过本发明实施例提供的OBU定位方法，基于现有的OBU的通信协议即可以实现对OBU的定位，无需对OBU进行任何改变，仅对RSU端的天线和算法进行升级即可，且定位快速准确。
图7示出了本发明实施例提供的OBU定位装置的结构示意图，本发明实施例提供的OBU定位装置应用于上述OBU定位方法，以下仅对本发明实施例提供的OBU定位装置的结构进行简要说明，其他未尽事宜，请参照上述OBU定位方法的相关描述，在此不再赘述，参见图7，本发明实施例提供的OBU定位装置，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第五接收天线和第六接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第五接收天线与第六接收天线之间的距离L56小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线依次排列成第一直线，第一直线所在的平面垂直于地面，第五接收天线与第六接收天线排列成第二直线且设置在道路一侧，第二直线所在的平面不与第一直线所在的平面为一个平面，且第五接收天线与第六接收天线接收OBU发送的信号晚于第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线接收OBU发送的信号的时间；λ为电磁波波长；
OBU定位装置包括：
控制模块，用于连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标识和后导码；
转换模块，用于在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号；
计算模块，用于在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000151
计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000152
其中θ≠π/2，I1为第一接收天线对应的I信号，Q1为第一接收天线对应的Q信号，I2为第二接收天线对应的I信号，Q2为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号向量之间的夹角θ1，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000153
计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α1，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离；
控制模块，还用于在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；
计算模块，还用于将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000161
计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000162
其中θ≠π/2，I3为第三接收天线对应的I信号，Q3为第三接收天线对应的Q信号，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号向量之间的夹角θ2，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000163
计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α2，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离；
控制模块，还用于在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第五接收天线和第六接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；
计算模块，还用于将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure BDA0002338977340000164
计算后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式
Figure BDA0002338977340000165
其中θ≠π/2，I5为第五接收天线对应的I信号，Q5为第五接收天线对应的Q信号，I6为第六接收天线对应的I信号，Q6为第六接收天线对应的Q信号，计算第五接收天线接收的信号与第六接收天线接收的信号向量之间的夹角θ3，利用入射角计算公式
Figure BDA0002338977340000166
计算模拟信号对第三天线阵列的入射角α3，L56为第五接收天线与第六接收天线之间的距离；利用距离公式
Figure BDA0002338977340000167
计算OBU与第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线或第四接收天线所在的位置的距离S，其中，L1′2′为第一天线阵列与第二天线阵列之间的距离；利用公式
Figure BDA0002338977340000168
和公式
Figure BDA0002338977340000169
计算第三天线阵列与第一天线阵列和/或第二天线阵列的连线与道路方向的夹角β和第三天线阵列至第一天线阵列和/或第二天线阵列的距离S3，其中，S1为第一天线阵列和/或第二天线阵列至第三天线阵列所在的道路一侧的垂直距离，S2为第一天线阵列和/或第二天线阵列到道路一侧的投影至第三天线阵列的距离；利用公式γ1＝|α3-β|计算第三天线阵列与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与第三天线阵列至OBU的连线之间的夹角γ1，并利用公式
Figure BDA0002338977340000171
计算OBU与第一天线阵列或者第二天线阵列之间的连线与OBU与第三天线阵列的连线之间的夹角γ2；利用公式γ3＝2π-γ1-γ2计算第一天线阵列或者第二天线阵列与OBU的连线与第一天线阵列或者第二天线阵列与第三天线阵列的连线之间的夹角γ3；利用公式
Figure BDA0002338977340000172
计算第三天线阵列至OBU的距离S4；将第一接收天线或者第二接收天线或者第三接收天线或者第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S4*cosα3-S2，Y＝S4*sinα3-S1计算OBU的位置信息。
由此可见，通过本发明实施例提供的OBU定位装置，基于现有的OBU的通信协议即可以实现对OBU的定位，无需对OBU进行任何改变，仅对RSU端的天线和算法进行升级即可，且定位快速准确。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (2)

1.一种OBU定位方法，其特征在于，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，所述第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，所述第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，所述第三天线阵列包括第五接收天线和第六接收天线，所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，所述第五接收天线与所述第六接收天线之间的距离L56小于λ/2，且，所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线和所述第四接收天线依次排列成第一直线，所述第一直线所在的平面垂直于地面，所述第五接收天线与所述第六接收天线排列成第二直线且设置在道路一侧，所述第二直线所在的平面不与所述第一直线所在的平面为一个平面，且所述第五接收天线与所述第六接收天线接收OBU发送的信号晚于所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线和所述第四接收天线接收OBU发送的信号的时间；λ为电磁波波长；
所述OBU定位方法包括：
连通所述第一天线阵列，利用所述第一接收天线和所述第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，所述模拟信号携带有信息帧，所述信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标识和后导码；
在接收所述信息帧时，将所述第一天线阵列接收的所述模拟信号转换为第一正交调制信号，并对所述第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用所述第一数字信号解析所述信息帧，所述正交调制信号包括：I信号和Q信号；
在解析所述帧结束标志后，在接收所述后导码时，通过幅度计算公式
Figure FDA0002338977330000011
计算所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式
Figure FDA0002338977330000012
其中θ≠π/2，I1为所述第一接收天线对应的I信号，Q1为所述第一接收天线对应的Q信号，I2为所述第二接收天线对应的I信号，Q2为所述第二接收天线对应的Q信号，计算所述第一接收天线接收的信号与所述第二接收天线接收的信号向量之间的夹角θ1，利用入射角计算公式
Figure FDA0002338977330000013
计算所述模拟信号对所述第一天线阵列的入射角α1，所述L12为所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离，在获取至少一个所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设值之后，在所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭所述第一天线阵列，连通所述第二天线阵列，利用所述第三接收天线和所述第四接收天线继续接收所述OBU发送的模拟信号；
将所述第二天线阵列接收的所述模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure FDA0002338977330000021
计算所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式
Figure FDA0002338977330000022
其中θ≠π/2，I3为所述第三接收天线对应的I信号，Q3为所述第三接收天线对应的Q信号，I4为所述第四接收天线对应的I信号，Q4为所述第四接收天线对应的Q信号，计算所述第三接收天线接收的信号与所述第四接收天线接收的信号向量之间的夹角θ2，利用入射角计算公式
Figure FDA0002338977330000023
计算所述模拟信号对所述第二天线阵列的入射角α2，所述L34为所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离，在获取至少一个所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设值之后，在所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭所述第二天线阵列，连通所述第三天线阵列，利用所述第五接收天线和所述第六接收天线继续接收所述OBU发送的模拟信号；
将所述第三天线阵列接收的所述模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure FDA0002338977330000024
计算所述后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式
Figure FDA0002338977330000025
其中θ≠π/2，I5为所述第五接收天线对应的I信号，Q5为所述第五接收天线对应的Q信号，I6为所述第六接收天线对应的I信号，Q6为所述第六接收天线对应的Q信号，计算所述第五接收天线接收的信号与所述第六接收天线接收的信号向量之间的夹角θ3，利用入射角计算公式
Figure FDA0002338977330000026
计算所述模拟信号对所述第三天线阵列的入射角α3，所述L56为所述第五接收天线与所述第六接收天线之间的距离；
利用距离公式
Figure FDA0002338977330000027
计算所述OBU与所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线或所述第四接收天线所在的位置的距离S，其中，所述L1′2′为所述第一天线阵列与所述第二天线阵列之间的距离；
利用公式
Figure FDA0002338977330000031
和公式
Figure FDA0002338977330000032
计算所述第三天线阵列与所述第一天线阵列和/或所述第二天线阵列的连线与道路方向的夹角β和第三天线阵列至所述第一天线阵列和/或所述第二天线阵列的距离S3，其中，S1为第一天线阵列和/或所述第二天线阵列至第三天线阵列所在的道路一侧的垂直距离，S2为第一天线阵列和/或所述第二天线阵列到所述道路一侧的投影至所述第三天线阵列的距离；
利用公式γ1＝|α3-β|计算所述第三天线阵列与所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列之间的连线与所述第三天线阵列至所述OBU的连线之间的夹角γ1，并利用公式
Figure FDA0002338977330000033
计算所述OBU与所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列之间的连线与所述OBU与所述第三天线阵列的连线之间的夹角γ2；利用公式γ3＝2π-γ1-γ2计算所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列与所述OBU的连线与所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列与所述第三天线阵列的连线之间的夹角γ3；
利用公式
Figure FDA0002338977330000034
计算所述第三天线阵列至所述OBU的距离S4；
将所述第一接收天线或者所述第二接收天线或者所述第三接收天线或者所述第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S4*cosα3-S2，Y＝S4*sinα3-S1计算所述OBU的位置信息。
2.一种OBU定位装置，其特征在于，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，所述第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，所述第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，所述第三天线阵列包括第五接收天线和第六接收天线，所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，所述第五接收天线与所述第六接收天线之间的距离L56小于λ/2，且，所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线和所述第四接收天线依次排列成第一直线，所述第一直线所在的平面垂直于地面，所述第五接收天线与所述第六接收天线排列成第二直线且设置在道路一侧，所述第二直线所在的平面不与所述第一直线所在的平面为一个平面，且所述第五接收天线与所述第六接收天线接收OBU发送的信号晚于所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线和所述第四接收天线接收OBU发送的信号的时间；λ为电磁波波长；
所述OBU定位装置包括：
控制模块，用于连通所述第一天线阵列，利用所述第一接收天线和所述第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，所述模拟信号携带有信息帧，所述信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标识和后导码；
转换模块，用于在接收所述信息帧时，将所述第一天线阵列接收的所述模拟信号转换为第一正交调制信号，并对所述第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用所述第一数字信号解析所述信息帧，所述正交调制信号包括：I信号和Q信号；
计算模块，用于在解析所述帧结束标志后，在接收所述后导码时，通过幅度计算公式
Figure FDA0002338977330000041
计算所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式
Figure FDA0002338977330000042
其中θ≠π/2，I1为所述第一接收天线对应的I信号，Q1为所述第一接收天线对应的Q信号，I2为所述第二接收天线对应的I信号，Q2为所述第二接收天线对应的Q信号，计算所述第一接收天线接收的信号与所述第二接收天线接收的信号向量之间的夹角θ1，利用入射角计算公式
Figure FDA0002338977330000043
计算所述模拟信号对所述第一天线阵列的入射角α1，所述L12为所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离；
所述控制模块，还用于在获取至少一个所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设值之后，在所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭所述第一天线阵列，连通所述第二天线阵列，利用所述第三接收天线和所述第四接收天线继续接收所述OBU发送的模拟信号；
所述计算模块，还用于将所述第二天线阵列接收的所述模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure FDA0002338977330000044
计算所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式
Figure FDA0002338977330000045
其中θ≠π/2，I3为所述第三接收天线对应的I信号，Q3为所述第三接收天线对应的Q信号，I4为所述第四接收天线对应的I信号，Q4为所述第四接收天线对应的Q信号，计算所述第三接收天线接收的信号与所述第四接收天线接收的信号向量之间的夹角θ2，利用入射角计算公式
Figure FDA0002338977330000051
计算所述模拟信号对所述第二天线阵列的入射角α2，所述L34为所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离；
所述控制模块，还用于在获取至少一个所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设值之后，在所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭所述第二天线阵列，连通所述第三天线阵列，利用所述第五接收天线和所述第六接收天线继续接收所述OBU发送的模拟信号；
所述计算模块，还用于将所述第三天线阵列接收的所述模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式
Figure FDA0002338977330000052
计算所述后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式
Figure FDA0002338977330000053
其中θ≠π/2，I5为所述第五接收天线对应的I信号，Q5为所述第五接收天线对应的Q信号，I6为所述第六接收天线对应的I信号，Q6为所述第六接收天线对应的Q信号，计算所述第五接收天线接收的信号与所述第六接收天线接收的信号向量之间的夹角θ3，利用入射角计算公式
Figure FDA0002338977330000054
计算所述模拟信号对所述第三天线阵列的入射角α3，所述L56为所述第五接收天线与所述第六接收天线之间的距离；利用距离公式
Figure FDA0002338977330000055
计算所述OBU与所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线或所述第四接收天线所在的位置的距离S，其中，所述L1′2′为所述第一天线阵列与所述第二天线阵列之间的距离；利用公式
Figure FDA0002338977330000056
和公式
Figure FDA0002338977330000057
计算所述第三天线阵列与所述第一天线阵列和/或所述第二天线阵列的连线与道路方向的夹角β和第三天线阵列至所述第一天线阵列和/或所述第二天线阵列的距离S3，其中，S1为第一天线阵列和/或所述第二天线阵列至第三天线阵列所在的道路一侧的垂直距离，S2为第一天线阵列和/或所述第二天线阵列到所述道路一侧的投影至所述第三天线阵列的距离；利用公式γ1＝|α3-β|计算所述第三天线阵列与所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列之间的连线与所述第三天线阵列至所述OBU的连线之间的夹角γ1，并利用公式
Figure FDA0002338977330000061
计算所述OBU与所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列之间的连线与所述OBU与所述第三天线阵列的连线之间的夹角γ2；利用公式γ3＝2π-γ1-γ2计算所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列与所述OBU的连线与所述第一天线阵列或者所述第二天线阵列与所述第三天线阵列的连线之间的夹角γ3；利用公式
Figure FDA0002338977330000062
计算所述第三天线阵列至所述OBU的距离S4；将所述第一接收天线或者所述第二接收天线或者所述第三接收天线或者所述第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S4*cosα3-S2，Y＝S4*sinα3-S1计算所述OBU的位置信息。
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