CN112683282A - 射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统 - Google Patents
射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112683282A CN112683282A CN202011468152.6A CN202011468152A CN112683282A CN 112683282 A CN112683282 A CN 112683282A CN 202011468152 A CN202011468152 A CN 202011468152A CN 112683282 A CN112683282 A CN 112683282A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- navigation
- vehicle
- radio frequency
- motor vehicle
- map
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 30
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
本发明属于仪器仪表工程技术领域内，具体涉及射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统，本技术是用于在城市地下道路中装设在其顶棚或侧壁上的射频标签读写器和机动车辆上的电子标签进行射频识别来对行驶中的车辆进行实时检测捕捉与动态定位，将车辆动态位置信息采用无线通信技术传送到地下道路监控中心，同时上传至导航地图运营信息中心云平台，再由云平台将导航地图下行到用户的车载导航仪或手持智能APP手机上，为驾乘人员进行导航并驶入到所预定的地下道路中与之相连接的地下车库内。
Description
技术领域
本发明涉及仪器仪表技术领域，具体地讲是射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统。
背景技术
随着我国城市地下空间的整体开发的规模不断扩大，全国各地已建成有大量的或正在兴建的地下隧道、地下环形道路、大中型地下车库，由此而形成的地下车行道路、地下车库及地下车库之间的车行联络通道的交通网络越来越多，其路网结构也越来越复杂，给驾驶者在地下道路行驶中选择行车方向和停车方位的判别带来极大的困惑，亦或会引发地下道路交通拥堵和交通事故。现有的传统地下交通的静态诱导指示系统已经难以满足驾驶者对复杂的地下交通道路路网的行车定位和导航要求。
由于地下路网空间的钢筋混凝土结构对GPS和北斗定位与导航信号产生强大的屏蔽作用，使得机动车辆在行驶中无法利用现有较为成熟的室内慢速移动的动态定位与导航技术。
据目前查阅的地下空间车行动态定位与导航方面的有关技术资料来看，国内外还没有专门应用于城市地下道路机动车辆的动态定位与导航系统技术。但目前室内定位有下列技术，但都不能满足在城市地下道路中行驶的实时动态定位与导航的需求。
1)蓝牙技术：
由若干BLE定位基站+手机移动端组成。定位精度：误差在10m/s左右(理想开阔空间，无障碍物)，主要是信号易受金属屏蔽影响较大。蓝牙定位主要应用于室内外的人员步行方式的慢速定位，如机动车行驶速度达到30km/h级以上，其快速响应性能满足不了要求。但蓝牙可直接借助手机实现，容易和双向数据通信相结合。
2)WIFI技术：
WIFI定位系统由WIFI无线网络、终端(手机)、定位引擎等组成。在终端移动速度低于3km/h时，WIFI定位精度最高可以达到5m/s左右，但是实际应用中，受到信号波动、多径干扰、障碍物遮挡、金属车身吸收信号等因素的影响，误差在10m/s以上。如机动车行驶速度通常可达30km/h级以上，其快速响应性能满足不了要求。但WIFI可直接借助手机实现，容易和双向数据通信相结合。
3)ZigBee技术：
ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的网络协议，是一种低功耗的段距离的无线通讯技术。其特点在于短距离、建议、低功耗、自组织、低数据速率。但信号稳定性较差、易受环境干扰。
4)LED光学定位：
通过改造廊道LED照明灯具，使其在照明的同时，发出包含自身位置信息的特定调制光脉冲，脉冲频率较高不会引起人眼不适。用户智能手机用照相机进行摄录，通过软件分析，解析出包含的位置信息。手机无需精确对准LED灯具，只有能够可靠接收到该光脉冲即可。定位精度在米级。缺点是需要改造LED灯具及手机软件和信号传输等问题。
5)惯性导航技术：
惯性导航技术主要是依靠航位推算进行导航，主要缺点是存在累积误差；优点是不依赖外部环境。
以上6种或其他定位技术，都存在着一些共性问题，如信号波动、多径干扰等因素致使稳定性差、定位精度差且需在无阻挡的理想环境和慢速运动的状态下进行动态定位，难以实现地下道路机动车辆的精确定位。目前也没有用于城市地下道路机动车辆的动态定位的应用技术。
从目前的机动车辆导航技术来看，也还没有地下道路机动车辆导航系统的应用技术。
这主要是由于地下道路路网空间中的的钢筋混凝土结构对GPS和北斗信号产生强大的屏蔽作用和没有动态定位与导航的专用信号通道而造成上传和下发信号传输不畅的弊端，使得机动车辆无法在较高速的行驶中进行动态定位与导航技术。
为了克服上述的弊端，使得机动车辆在地下道路路网空间中较高速地行驶中能够实现机动车辆精确的动态定位与导航，就是本发明所要实现的目的。
发明内容
为了实现上述目的，本发明是提供了射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统。
本发明的特征是一种车辆电子标签射频识别(RFID)+物联网+导航地图匹配等技术的融合应用于城市地下道路、地下隧道或地下综合体大型停车库间联络道内行驶的机动车辆的动态定位与导航的系统装置。它是由无源或有源电子标签、射频标签读写器、信号处理器、通信传输网络、地下道路监控中心平台系统、无线通信传输装置、导航地图运营中心云平台、生成和下发实时导航地图信息、通信基站、车载导航仪或手机等装置所组成。
本发明的机动车RFID识别定位+物联网+导航地图匹配系统，其作用是获取地下道路某机动车辆的实时位置信息，并通过地下道路监控中心平台系统转发至导航地图运营信息中心云平台,定位与导航云平台及服务器,接收并处理该车辆所在的地下道路的位置信息数据,并与系统中已收集的地下道路地图信息相匹配,生成该机动车辆的导航信息。由导航地图运营信息中心云平台系统下发至地下道路监控中心平台系统和移动信号覆盖系统的传输网络发送至机动车车载导航仪或手机导航APP上,由语音提示和地图显示来对机动车辆进行导航。
本发明的机动车辆的RFID动态定位系统是由地下道路管理中心系统、定位传输网络和前端设备组成。地下道路管理中心系统是由定位及导航地图服务器、数据库服务器、通信服务器、数据库服务器、通信天线和核心交换机组成。定位传输网络由光纤网络组成。前端设备是由车辆电子标识、RFID读写器与位置处理器、光通信设备、交换机等装置组成。
本发明的机动车辆的导航系统是由导航地图运营商中心系统、地下道路管理中心系统、移动通信传输网络系统、机动车车载导航和手机导航APP组成。导航地图运营信息中心系统的云平台设备不含在本发明范围内。地下道路的移动通信传输网络系统是由管理中心的光近端机、隧道光纤传输直放站、漏泄电缆、天线、机动车车载导航和手机导航APP组成。本发明对机动车车载导航仪不作限制，但手机应采用可下载导航地图运营商的导航APP的智能手机。
附图说明
图1为机动车的RFID动态定位与导航框图。
图2为机动车的动态定位系统原理示意图。
图3为机动车的导航系统原理示意图。
图4为机动车的动态定位系统信息流程示意图。
图5为机动车的导航系统信息流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1所示为本发明的机动车的RFID动态定位与导航框图。
本图具体涉及到一种在城市地下道路交通中采用射频识别和地图法等相关技术进行融合的机动车辆的动态定位与导航系统。它是由无源或有源电子标签、射频标签读写器、信号处理器、光纤通信传输网络、地下道路监控中心平台、无线通信传输、通信基站、导航地图运营信息中心云平台、无线移动通信及覆盖系统网络、车载导航仪或手机等装置所组成。本发明是用于在城市地下道路行驶中的机动车辆上的电子标签进行射频识别来对车辆进行实时检测捕捉与动态定位，采用无线通信技术将车辆动态位置信息通过监控中心传送导航地图运营商，再下行到用户的车载导航仪或手持智能APP手机上，为驾车人员进行导航并驶入到所预定的与地下道路相连接的地下停车库内。
图1描述了“道路现场定位(车辆信息)”、“管理中心(定位信息处理)”和“车辆导航(语音提示及地图显示)”之间的逻辑关系。车辆在地下道路现场的定位信息经过地下道路管理中心处理后，通过移动通讯网上传至导航地图运营信息中心云平台，导航云平台通过地图算法匹配，生成实时车辆导航地图信息并下发至的驾车人员的车载导航仪和手机。
图2所示为本发明的机动车辆动态定位系统原理示意图。
本图描述了一种基于RFID射频技术的机动车动态定位系统。图中所示的电子标识贴装在机动车前后玻璃上。电子标签具有汽车车辆身份证(电子车牌)的功能。它有动态有源和无源射频两种标签。电子标签具有自动、非接触、不停车、快速识别、防借用、防盗用、防遮挡、防拆卸等功能。
本图所示为读写器装在地下道路或车行联络道的顶部或侧壁。标签读写器具有天线、射频通信模块、通信传输模块、通信总线、计算机微处理控制器等装置所组成，能够实现射频标签读写器与射频标签之间无线通信的双向数据信息传输功能。
本图所示的读写器将接受到的车辆位置信息经处理后，通过光纤通信连接至地下道路管理中心，其系统平台通过核心交换机和各类服务器对车辆信息进行处理，具有接收射频标签读写器上传的车辆位置信息的计算、处理、储存、上传、收发等功能，通过物联网4G/5G无线通信方式将车辆的定位信息上传至导航地图运营商信息中心云平台。
图3所示为本发明的机动车的导航系统原理示意图。
本图描述的导航地图运营商的信息中心通过信号采集车将新建地下道路的地图录入到云平台，并接收地下道路信息中心上传来的车辆定位信息，其中心云平台采用导航地图匹配等技术，生成新建地下道路的车辆导航信息地图。
本图所示为本发明通过物联网+无线移动通信技术下发到地下道路信息中心平台。其平台采用无线移动通信覆盖技术，即所示的光纤传输直放站和光远端机及综合分合路器组成，安置在地下道路的顶部或侧壁的无线通信机箱中。所示的漏泄电缆为1 5/8”同轴电缆，设置在隧道顶部。所示的天线设置于地下道路洞口安装，与通信基站进行信号传输。
本图所示为导航地图运营商中心云平台系统通过物联网+无线通信技术下发至地下道路信息中心，平台系统再通过传输网络和无线移动信号覆盖系统发送到机动车车载导航仪或手机导航APP上,由语音提示和地图显示来对机动车辆进行导航。本发明对所示的导航地图运营商中心云平台系统设备和机动车车载导航仪不作限制，仅手机需采用可下载导航地图运营商的导航APP的智能手机。
图4所示为本发明的机动车辆的动态定位系统信息流程示意图。
本图描述了车辆的动态定位信息生成的流程，通过RFID读写器收集到车辆行驶数据后，运用定位算法和标签识别算法，初算出机动车的定位信息，结合道路地图信息对机动车的定位信息做出实时修正，并将修正后的机动车定位信息反馈至流程开始，完成定位信息流程的闭环。
图5所示为本发明的机动车的导航系统信息流程示意图。
本图描述了机动车的导航信息生成的流程。在接收到机动车的定位数据和道路地图信息的基础上，导航地图运营商服务器计算出机动车的导航数据，通过地下道路无线通信覆盖网络将导航信息下发至车辆的驾车人员的车载导航仪和手机导航APP，结合道路地图信息对行车车辆的导航信息进行修正，修正后的实时机动车导航信息反馈至车辆定位数据，完成导航信息流程的闭环。
本发明提供了一种在城市地下道路环境下采用射频识别定位和导航地图等技术融合的车辆动态定位与导航的系统装置，将会在地下道路、隧道、大型车库的联络道路和交通枢纽中的公交车站(场)、出租车站(场)、交通客运汽车站以及大、中型的地下社会停车库(场)等场合达到广泛的应用，这会极大的方便驾乘人员能够通过车载导航仪或手机导航APP在城市地下道路路网复杂的环境中能够实现机动车辆的自主动态定位与导航。
本发明有效地提高了人们的出行效率和节省时间成本，将会提高地下道路交通工程中的智能化建设与装备水平，也将会有力地推动地下道路路网复杂的环境中机动车辆的定位与导航技术需求和产业化进程，具有极高的实用价值和应用前景。
Claims (6)
1.射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统，其特征在于：提供一种车辆电子标签射频识别+物联网+导航地图匹配技术融合的地下道路行驶中的机动车辆的动态定位与导航系统装置，应用在城市地下道路含环形道路、隧道，以及城市大型建筑综合体的地下停车库间的联络通道内。
2.根据权利要求1所述的射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统，其特征在于：动态定位是基于车辆上装有电子标签，电子标签具有汽车车辆身份证的功能；它有动态有源和无源射频两种标签。
3.根据权利要求1所述的射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统，其特征在于：地下道路或车行联络道的顶部或侧壁安装有射频标签读写器。
4.根据权利要求1所述的射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统，其特征在于：地下道路信息中心，其系统平台通过核心交换机和各类服务器对车辆信息进行处理，具有接收射频标签读写器上传的车辆位置信息的计算、处理、储存、上传、收发功能，并通过物联网无线通信及移动覆盖技术将在地下道路行驶中的车辆动态位置上传到导航地图运营信息中心云平台。
5.基于权利要求1所述的射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统的导航地图运营信息中心，其特征在于：所述导航地图运营信息中心通过信号采集车将新建地下道路的地图录入到云平台，并接收地下道路信息中心上传来的车辆定位信息，其中心云平台采用导航地图匹配技术，生成新建地下道路的车辆导航信息地图，并通过物联网+无线通信技术下发到地下道路信息中心平台。
6.基于权利要求1所述的射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统的导航地图运营中心云平台系统，其特征在于：所述导航地图运营中心云平台系统通过物联网无线通信技术下发至地下道路信息中心，平台系统通过传输网络和无线移动信号覆盖系统发送到车辆车载导航仪或手机导航APP上,由语音提示和地图显示来对行驶在地下道路中的机动车辆进行导航。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011468152.6A CN112683282A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011468152.6A CN112683282A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112683282A true CN112683282A (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=75447629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011468152.6A Pending CN112683282A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112683282A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1557658A (zh) * | 2004-01-13 | 2004-12-29 | 陈向明 | 利用射频识别(rfid)技术实现的机动车辆定位导航系统 |
| CN101635098A (zh) * | 2009-08-03 | 2010-01-27 | 钟勇 | 基于室内精确实时定位的停车泊位可视导航系统 |
| CN101937619A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-01-05 | 无锡市天业智能科技有限公司 | 基于物联网无线传感及视频感知的停车导航和找寻系统 |
| JP2012018132A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Alpine Electronics Inc | 車載用ナビゲーション装置およびマップマッチング動作制御方法 |
| CN104504926A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-08 | 天津大学 | 基于rfid的一种新型高速公路导航系统与导航方法 |
| WO2018105469A1 (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 道路特定装置及び車両制御システム |
-
2020
- 2020-12-14 CN CN202011468152.6A patent/CN112683282A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1557658A (zh) * | 2004-01-13 | 2004-12-29 | 陈向明 | 利用射频识别(rfid)技术实现的机动车辆定位导航系统 |
| CN101635098A (zh) * | 2009-08-03 | 2010-01-27 | 钟勇 | 基于室内精确实时定位的停车泊位可视导航系统 |
| JP2012018132A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Alpine Electronics Inc | 車載用ナビゲーション装置およびマップマッチング動作制御方法 |
| CN101937619A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-01-05 | 无锡市天业智能科技有限公司 | 基于物联网无线传感及视频感知的停车导航和找寻系统 |
| CN104504926A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-08 | 天津大学 | 基于rfid的一种新型高速公路导航系统与导航方法 |
| WO2018105469A1 (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 道路特定装置及び車両制御システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103295417B (zh) | 一种基于射频识别技术的停车场智能控制方法 | |
| CN102034365B (zh) | 一种车载智能停车诱导系统 | |
| CN207052098U (zh) | 一种应用于停车场自主泊车的hmi系统 | |
| CN106971579A (zh) | 一种智能网联汽车的路侧业务支持系统及方法 | |
| CN111681445A (zh) | 室内停车场管理系统、系统、v2x路侧设备及车载设备 | |
| CN105389986B (zh) | 一种基于配货平台的实时路况检测方法及系统 | |
| CN103625507B (zh) | 高速铁路列车追踪接近预警方法及其系统 | |
| CN106251664A (zh) | 一种基于dsrc的交通灯编码与状态识别系统及方法 | |
| CN102930738A (zh) | 一种车辆定位及交通流量检测系统与方法 | |
| CN102968909A (zh) | 一种道路车辆拥堵远程智能识别系统及方法 | |
| CN201717897U (zh) | 车辆数据采集分析系统 | |
| CN109491380A (zh) | 一种智能汽车用无人驾驶系统及使用方法 | |
| CN106646335A (zh) | 基于智能路灯通信网络的定位装置及其使用方法 | |
| CN202827642U (zh) | 高速铁路列车追踪接近预警系统 | |
| CN107517065B (zh) | 一种基于智能交通的人-车-路信息交互系统及方法 | |
| CN112799409A (zh) | 基于车路云协同架构的用于机场的地面交通管控集成系统 | |
| CN113066303B (zh) | 一种基于车路云协同的智能公交车站点组合定位系统 | |
| CN111372184A (zh) | 自主泊车停车场系统及自主泊车的方法和计算机程序产品 | |
| CN109282827A (zh) | 一种基于v2x的车辆在线导航系统及方法 | |
| CN105259802A (zh) | 北斗卫星导航的物流运输监控系统 | |
| CN108111979B (zh) | 基于BDS和LoRa的车辆定位跟踪调度系统及方法 | |
| CN213069905U (zh) | 一种基于北斗/gps定位的新型obu装置 | |
| CN1361600A (zh) | 移动目标蓝牙技术地理定位方法与装置 | |
| CN112595331A (zh) | 计算机视频与地图法融合的机动车动态定位与导航系统 | |
| CN112683282A (zh) | 射频识别和地图法融合的机动车动态定位与导航系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210420 |