CN111398892A - 一种车辆定位方法、装置及车载终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆定位方法、装置及车载终端，其中，所述车辆定位方法包括：获取目标车辆的第一定位信息；获取路测设备的第二定位信息；根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。本发明的实施例，可以达到车辆定位增强的效果，提高定位精度，从而满足车联网业务的需求。

Description

一种车辆定位方法、装置及车载终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种车辆定位方法、装置及车载终端。
背景技术
目前，车辆定位方法一般采用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)信号，定位精度一般在10m左右。但随着车联网业务的升级，车辆对于定位精度的需求越来越高，已从当前的m级升级为亚米级，甚至将来的厘米级，因此对于定位精度的增强已成为车联网需要攻克的一大难关。
当前可采用的高精度定位方法有多种，比如依托移动通信网络的覆盖，实现定位精度的提升，但是这些定位方法的定位精度还是偏低，无法满足车联网业务的需求。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆定位方法、装置及车载终端，以解决现有的车辆定位方法的定位精度低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆定位方法，应用于目标车辆上的车载终端，包括：
获取目标车辆的第一定位信息；
获取路测设备的第二定位信息；
根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；
利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆定位装置，应用于目标车辆上的车载终端，包括：
第一获取模块，用于获取目标车辆的第一定位信息；
第二获取模块，用于获取路测设备的第二定位信息；
确定模块，用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；
修正模块，用于利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车载终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述计算机程序被所述处理器执行时可实现上述车辆定位方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述车辆定位方法的步骤。
本发明实施例的车辆定位方法，根据路测设备的定位信息，确定目标车辆的定位修正信息，并利用确定的定位修正信息对目标车辆的定位信息进行修正，由于路测设备的定位精度高且能够有效保证，因此可以达到车辆定位增强的效果，提高定位精度，从而满足车联网业务的需求。
进一步的，随着智能车联网的落地应用，为了满足车路协同应用，路测设备(RoadSide Unit，RSU)将会被部署，这样本发明实施例的车辆定位方法，可借助已有的路侧设备实现车辆的高精度定位，对车载终端的定位精度无额外要求，同时无需部署更多的定位设备，从而降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的车辆定位方法的流程图；
图2为本发明具体实例的确定定位修正信息的示意图；
图3为本发明实施例的车辆定位装置的结构示意图；
图4为本发明实施例的车载终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先指出的是，本发明实施例的车辆定位方法可基于车对一切(Vehicle to X，V2X)通信，可根据路测设备的定位信息，确定目标车辆的定位修正信息，并利用确定的定位修正信息对目标车辆的定位信息进行修正，由于路测设备的定位精度高且能够有效保证，因此可以达到车辆定位增强的效果，提高定位精度，从而满足车联网业务的需求。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种车辆定位方法，应用于目标车辆上的车载终端，所述方法包括如下步骤：
步骤101：获取目标车辆的第一定位信息。
其中，第一定位信息可基于GPS定位获取。比如具体实现时，每辆车辆的定位信息也即位置数据，可通过获取四颗卫星的GPS数据而计算得来。
步骤102：获取路测设备的第二定位信息。
其中，第二定位信息可基于GPS定位获取。通常，路测设备是为了满足车路协同的应用在道路上部署的，其位置基本固定，因此，路测设备的定位为绝对精准的且能够有效保证，路测设备可以作为参考源，同时相应的定位信息可以作为参考信息。
具体实现时，为了使得目标车辆上的车载终端获取路测设备的第二定位信息，路测设备可周期性广播该第二定位信息比如自身的GPS信息。
步骤103：根据第一定位信息和第二定位信息，确定目标车辆的定位修正信息。
可选的，为了确定目标车辆的定位修正信息，目标车辆上的车载终端可获取至少一个路测设备的第二定位信息，并根据第一定位信息和该至少一个路测设备的第二定位信息，确定目标车辆的定位修正信息。
步骤104：利用定位修正信息对第一定位信息进行修正，得到目标车辆的目标定位信息。
本发明实施例的车辆定位方法，根据路测设备的定位信息，确定目标车辆的定位修正信息，并利用确定的定位修正信息对目标车辆的定位信息进行修正，由于路测设备的定位精度高且能够有效保证，因此可以达到车辆定位增强的效果，提高定位精度，从而满足车联网业务的需求。
进一步的，随着智能车联网的落地应用，为了满足车路协同应用，路测设备将会被部署，这样本发明实施例的车辆定位方法，可借助已有的路侧设备实现车辆的高精度定位，对车载终端的定位精度无额外要求，同时无需部署更多的定位设备，从而降低成本。
本发明实施例中，可选的，步骤103中的确定目标车辆的定位修正信息的过程可包括：
根据第二定位信息的收发时间差，计算目标车辆和路测设备的相对位置间距；
根据所述相对位置间距和所述第二定位信息，计算所述目标车辆的精确定位信息；
根据所述第一定位信息和所述精确定位信息，计算所述目标车辆的定位修正信息。
可以理解的，由于车辆的定位信息通常借助xyz三维坐标表示，因此为了确定目标车辆的定位修正信息，需至少选用三个路测设备的定位信息来计算目标车辆的精确定位信息，并以此计算目标车辆的定位修正信息。进一步的，当选用的路测设备的个数大于三个时，比如四个或六个等，可首先每三个路测设备构成一组，然后根据每组中的路测设备的定位信息，计算目标车辆的精确定位信息，最后对计算得到的精确定位信息求取平均值，得到最终结果。
例如，若选用四个路测设备R1、R2、R3和R4，可首先构建两组，第一组包括R1、R2和R3，第二组包括R2、R3和R4；然后，根据R1、R2和R3的定位信息，计算目标车辆V的精确定位信息1，和根据R2、R3和R4的定位信息，计算V的精确定位信息2；最后，对精确定位信息1和精确定位信息2求取平均值，得到V最终的精确定位信息。
下面，以获取三个RSU的定位信息为例，结合图2对本发明具体实例中的确定定位修正信息的过程进行说明。
本发明具体实例中，参见图2所示，三个RSU分别为R1、R2和R3，V表示目标车辆上的车载终端。R1、R2和R3周期性广播自身的RSU信息，该信息中可包括定位信息、RSU ID及时间戳；V接收到R1、R2和R3广播的定位信息后，可通过对比收发时间差分别获得V与R1的相对位置间距R1V、V与R2的相对位置间距R2V，以及V与R3的相对位置间距R3V。需说明的是，为了保证定位精度，上述V和RSU(即R1、R2和R3)之间需保证时钟同步，至于时间精度可达到ns级。
具体的，上述相对位置间距R1V、R2V和R3V可分别为：
R1V＝C(ΔtR1)
R2V＝C(ΔtR2)
R3V＝C(ΔtR3)
其中，ΔtR1为V接收到R1广播的定位信息的时间差，ΔtR2为V接收到R2广播的定位信息的时间差，ΔtR3为V接收到R3广播的定位信息的时间差，C为光速。
进一步的，假设目标车辆(即V)的精确定位信息为(VX，VY，VZ)，R1的定位信息为(R1X，R1Y，R1Z)，R2的定位信息为(R2X，R2Y，R2Z)，R3的定位信息为(R3X，R3Y，R3Z)，则可得到如下公式：
Figure BDA0001933570020000051
Figure BDA0001933570020000052
Figure BDA0001933570020000053
由于上述公式中的除VX、VY和VZ外的其他数值均为已知的，因此可求出V的精确定位信息(VX，VY，VZ)。如图2所示，若用绘图表示，可通过三组双曲线得到一个交点，该交点即为V所在位置。
若V基于GPS定位获取的目标车辆的定位信息为(VX0，VY0，VZ0)，则相应的定位修改信息(ΔX，ΔY，ΔZ)为：
(ΔX，ΔY，ΔZ)＝(VX-VX0，VY-VY0，VZ-VZ0)
通常，GPS信息误差的主要原因存在如下四个：1)GPS卫星本身相关因素；2)传输途经相关因素；3)接收机相关因素；4)其他因素，比如数据处理等。其中原因1)和2)造成主要误差，其他原因造成的误差可以通过不断改善接收机终端以及优化处理技术而减小。基于此，本发明实施例可主要针对原因1)和2)的误差消除，并且为了满足高效完成车辆对于高精度定位的需求，可构建虚拟车组，该虚拟车组中的各个车辆的卫星信号源相同(假定卫星信号源相同时，相应造成的误差也相同)，利用虚拟车组中的符合预设条件的目标车辆确定定位修正信息，而其他车辆上的车载终端直接利用该定位修正信息进行定位修正。
本发明实施例中，可选的，上述目标车辆可为虚拟车组中的符合预设条件的车辆，该虚拟车组中的各个车辆的卫星信号源相同；步骤103之后，所述方法还可包括：
将定位修正信息发送至所述虚拟车组中除所述目标车辆外的其他车辆上的车载终端，由所述其他车辆上的车载终端利用所述定位修正信息对自身定位信息进行修正。
其中，由于卫星信号源的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)信息对于GPS准确度十分重要，因此上述预设条件可为：虚拟车组中，目标车辆上的车载终端的信噪比比其他车辆上的车载终端的信噪比大。该信噪比可表示相应卫星信号源的信号接收率，及信号传播过程中因障碍物所受到的影响大小。
比如，若每个车载终端可接收四颗参考卫星信号源的信号，则每个车载终端可以具有四个SNR值；在确定虚拟车组中的目标车辆时，虚拟车组中的各个车辆上的车载终端可计算其四个SNR值的平均值，并填加至对应的虚拟车组信息表中；若某车载终端发现自身SNR平均值最大，则可确定对应车辆为目标车辆，将进行定位修正信息的计算，否则等待接收定位修正信息即可。
这样，利用目标车辆的定位修正信息对整个虚拟车组中的车辆的定位信息进行修正，可以快速高效的实现道路上多车的定位精度增强，从而满足高效且低成本的完成车辆对于高精度定位的需求。
在V2X通信中，每个车辆(即车辆上的车载终端)大多会支持周期性(比如100ms)广播基础安全消息(Basic Safety Message，BSM)信息，该BSM信息可称为状态信息，包括位置信息、速度、加速度等。而为了划分虚拟车组，本发明实施例中可在BSM信息中增加卫星信号源信息，这样对于每个车辆，在接收到周围车辆广播的BSM信息后，可通过对比自身的卫星信号源信息，筛选出与自身卫星信号源相同的车辆，并通过车辆标识ID形成一个虚拟车组信息表，即构建虚拟车组。
例如，现有GPS信号中有一类信息为GPGSV消息，即可视卫星状态。GPGSV消息的标准格式为：$GPGSV，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，…(4)，(5)，(6)，(7)*hh(CR)(LF)。
若一条GPGSV消息为：$GPGSV，2，1，08，06，33，240，45，10，36，074，47，16，21，078，44，17，36，313，42*78；则其各部分含义为：
(1)总的GSV语句电文数：2；
(2)当前GSV语句号：1；
(3)可视卫星总数：08；
(4)PRN码(伪随机噪声码)，也可以认为是卫星编号；
(5)仰角(00～90度)：33度；
(6)方位角(000～359度)：240度；
(7)信噪比(00～99dB)：45dB(后面依次为第10、16、17号卫星的信息)；
*总和校验域：42；hh总和校验数：78；(CR)(LF)回车，换行。
其中，上述消息最多包括四颗卫星的信息，每颗卫星的信息有四个数据项，即：(4)－卫星号，(5)－仰角，(6)－方位角，(7)－信噪比。
基于上述内容，通过GPS信号可以获知卫星信号源信息，因此可在现有的BSM信息中增加字段来表示卫星信号源信息。例如可在承载现有BSM信息的字段中增加PRN和SNR字段，用来表明对应车辆的GPS参考卫星信号源信息。
可选的，步骤101之前，所述方法还可包括：
获取周围车辆上的车载终端广播的BSM信息，其中，所述BSM信息中包括卫星信号源信息；
根据所述卫星信号源信息，选取与所述目标车辆的卫星信号源相同的车辆构成所述虚拟车组。
这样，通过构建虚拟车组，可以利用目标车辆的定位修正信息，快速高效的实现道路上多车的定位精度增强，从而满足高效且低成本的完成车辆对于高精度定位的需求。
上述实施例对本发明的车辆定位方法进行了说明，下面将结合实施例和附图对本发明的车辆定位装置进行说明。
参见图3所示，本发明实施例还提供了一种车辆定位装置，应用于目标车辆上的车载终端，包括：
第一获取模块31，用于获取目标车辆的第一定位信息；
第二获取模块32，用于获取路测设备的第二定位信息；
确定模块33，用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；
修正模块34，用于利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。
本发明实施例的车辆定位装置，根据路测设备的定位信息，确定目标车辆的定位修正信息，并利用确定的定位修正信息对目标车辆的定位信息进行修正，由于路测设备的定位精度高且能够有效保证，因此可以达到车辆定位增强的效果，提高定位精度，从而满足车联网业务的需求。
本发明实施例中，可选的，所述目标车辆为虚拟车组中的符合预设条件的车辆，所述虚拟车组中的各个车辆的卫星信号源相同；所述装置还包括：
发送模块，用于将所述定位修正信息发送至所述虚拟车组中除所述目标车辆外的其他车辆上的车载终端，由所述其他车辆上的车载终端利用所述定位修正信息对自身定位信息进行修正。
可选的，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取周围车辆上的车载终端广播的BSM信息，其中，所述BSM信息中包括卫星信号源信息；
选取模块，用于根据所述卫星信号源信息，选取与所述目标车辆的卫星信号源相同的车辆构成所述虚拟车组。
可选的，所述目标车辆上的车载终端的信噪比比所述其他车辆上的车载终端的信噪比大。
此外，本发明实施例还提供了一种车载终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述计算机程序被所述处理器执行时可实现上述车辆定位方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
具体的，参见4所示，本发明实施例还提供了一种车载终端，包括总线41、收发机42、天线43、总线接口44、处理器45和存储器46。
在本发明实施例中，所述车载终端还包括：存储在存储器46上并可在处理器45上运行的计算机程序。
具体的，所述计算机程序被处理器45执行时可实现如下步骤：
获取目标车辆的第一定位信息；
获取路测设备的第二定位信息；
根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；
利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。
在图4中，总线架构(用总线41来代表)，总线41可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线41将包括由处理器45代表的一个或多个处理器和存储器46代表的存储器的各种电路链接在一起。总线41还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口44在总线41和收发机42之间提供接口。收发机42可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器45处理的数据通过天线43在无线介质上进行传输，进一步，天线43还接收数据并将数据传送给处理器45。
处理器45负责管理总线41和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器46可以被用于存储处理器45在执行操作时所使用的数据。
可选的，处理器45可以是CPU、ASIC、FPGA或CPLD。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述车辆定位方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体,可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆定位方法，用于目标车辆上的车载终端，其特征在于，包括：
获取目标车辆的第一定位信息；
获取路测设备的第二定位信息；
根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；
利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标车辆为虚拟车组中的符合预设条件的车辆，所述虚拟车组中的各个车辆的卫星信号源相同；
所述确定所述目标车辆的定位修正信息之后，所述方法还包括：
将所述定位修正信息发送至所述虚拟车组中除所述目标车辆外的其他车辆上的车载终端，由所述其他车辆上的车载终端利用所述定位修正信息对自身定位信息进行修正。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取目标车辆的第一定位信息之前，所述方法还包括：
获取周围车辆上的车载终端广播的基础安全消息BSM信息，其中，所述BSM信息中包括卫星信号源信息；
根据所述卫星信号源信息，选取与所述目标车辆的卫星信号源相同的车辆构成所述虚拟车组。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标车辆上的车载终端的信噪比比所述其他车辆上的车载终端的信噪比大。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息，包括：
根据所述第二定位信息的收发时间差，计算所述目标车辆和所述路测设备的相对位置间距；
根据所述相对位置间距和所述第二定位信息，计算所述目标车辆的精确定位信息；
根据所述第一定位信息和所述精确定位信息，计算所述目标车辆的定位修正信息。
6.一种车辆定位装置，用于目标车辆上的车载终端，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取目标车辆的第一定位信息；
第二获取模块，用于获取路测设备的第二定位信息；
确定模块，用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述目标车辆的定位修正信息；
修正模块，用于利用所述定位修正信息对所述第一定位信息进行修正，得到所述目标车辆的目标定位信息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标车辆为虚拟车组中的符合预设条件的车辆，所述虚拟车组中的各个车辆的卫星信号源相同；
所述装置还包括：
发送模块，用于将所述定位修正信息发送至所述虚拟车组中除所述目标车辆外的其他车辆上的车载终端，由所述其他车辆上的车载终端利用所述定位修正信息对自身定位信息进行修正。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
第一计算单元，用于根据所述第二定位信息的收发时间差，计算所述目标车辆和所述路测设备的相对位置间距；
第二计算单元，用于根据所述相对位置间距和所述第二定位信息，计算所述目标车辆的精确定位信息；
第三计算单元，用于根据所述第一定位信息和所述精确定位信息，计算所述目标车辆的定位修正信息。
9.一种车载终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的车辆定位方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的车辆定位方法的步骤。
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