CN114863711B - 一种车联网车辆定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车联网车辆定位方法及系统，包括将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块；在车辆上设置定位装置，小区域内的车辆，自动连接管理控制模块；管理控制模块对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置；管理控制模块存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器。通过将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块，有利于强化并保证通信信号，有利于提高定位的准确程度，并减少边缘计算的计算量，有利于缩短分析预警的时间较长，进行快速定位，及时响应车辆发出的业务需求。

Description

一种车联网车辆定位方法及系统
技术领域
本发明涉及车联网边缘物联代理技术领域，尤其涉及一种车联网车辆定位方法及系统。
背景技术
近年来随着经济发展和电动汽车技术的革新，汽车数量越来越大，在当前车联网及自动驾驶技术领域中，汽车需要获取自身在当前时刻的精确位置，进行位置判断，从而识别在地图上的方位，然后通过无线协议告知周边其他车辆本车的位置，达到安全预警的目的。
现有技术中的定位方法及系统主要通过卫星定位和无线通信实现，无线通信的两端分别是汽车和云中心，通信信号的强弱直接影响了定位的准确程度，除定位外，对于道路中的状况预警也受到定位功能的影响，云中心统一接收数据和分析，接收数据和分析预警的时间较长，难以进行快速定位，难以满足远程控制，无法及时响应车辆发出的业务需求。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：通信信号的强弱直接影响了定位的准确程度，除定位外，对于道路中的状况预警也受到定位功能的影响，云中心统一接收数据和分析，接收数据和分析预警的时间较长，难以进行快速定位，难以满足远程控制，无法及时响应车辆发出的业务需求。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块；在车辆上设置定位装置，小区域内的车辆，自动连接管理控制模块；管理控制模块对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置；管理控制模块存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器。
作为本发明所述的车联网车辆定位方法的一种优选方案，其中：所述管理控制模块通过边缘计算终端自动识别车辆信息；边缘计算终端将所述车辆信息存放在存储器中；通过信号站发送存储器所存储的所述车辆信息。
作为本发明所述的车联网车辆定位方法的一种优选方案，其中：所述车辆信息包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应。
作为本发明所述的车联网车辆定位方法的一种优选方案，其中：所述定位装置包通过定位芯片对车辆进行定位；小区域内的车辆通过信号收发模块与小区域内对应的所述信号站建立联系，并将车辆信息传输到信号站；信号站接收所述车辆信息，将所述车辆信息输入边缘计算终端；
作为本发明所述的车联网车辆定位方法的一种优选方案，其中：边缘计算终端调出所述小区域的区域信息，将所述区域信息发送给定位装置。
作为本发明所述的车联网车辆定位方法的一种优选方案，其中：所述区域信息包括道路事故信息、道路拥堵程度信息、停车场剩余车位信息、充电站空闲充电桩数量信息和修车站信息。
作为本发明所述的车联网车辆定位方法的一种优选方案，其中：所述定位芯片包括车辆定位算法，其计算表达式为：
其中，v表示速度，w表示经，e纬度，S为边缘代理区域识别号1、2、……、k，Q为常量，Q取值为0/1，在车辆没有发出故障报警的时候Q为0，当车辆发生故障报警的时候Q为1，P表示传输路径，τP表示P路径上的传输增益，τm表示P路径上的传输时延，θ表示P路径上的到达角度，当车辆无故障的时候因为Q取值为0所以边缘计算系统不对齐位置进行计算，当车辆故障时Q取值为1不影响计算结果，并且在Q取值为1的时候边缘计算系统优先计算车辆位置信息。
作为本发明所述的车联网车辆定位系统的一种优选方案，其中：管理控制模块和定位装置，将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置所述管理控制模块，所述管理控制模块对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别；将所述定位装置设置在车辆上，所述定位装置用于连接管理控制模块，管理控制模块对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置，同时管理控制模块存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器。
作为本发明所述的车联网车辆定位系统的一种优选方案，其中：所述管理控制模块包括边缘计算终端、存储器和信号站，所述边缘计算终端用于自动识别记录车辆信息，所述车辆信息包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应，边缘计算终端将所述车辆信息存放在存储器中，存储器电性连接信号站，所述信号站用于发送存储器所存储的所述车辆信息。
作为本发明所述的车联网车辆定位系统的一种优选方案，其中：所述定位装置包括定位芯片和信号收发模块，所述定位芯片用于对车辆进行定位，并且定位芯片连接信号收发模块，信号收发模块与小区域内对应的所述边缘计算终端建立联系，并将车辆信息传输到边缘计算终端，边缘计算终端接收所述车辆信息，将自动识别车辆信息所述车辆信息输入边缘计算终端。
本发明的有益效果：通过将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块，有利于强化并保证通信信号，有利于提高定位的准确程度，并减少边缘计算的计算量，有利于缩短分析预警的时间较长，进行快速定位，及时响应车辆发出的业务需求。
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它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种车联网车辆定位方法的基本流程示意图。
图2为本发明一个实施例提供的一种车联网车辆定位系统的基本结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中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、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也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。
实施例1
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种车联网车辆定位方法，包括：
S1:将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块100。
管理控制模块100通过边缘计算终端101自动识别车辆信息，在道路侧、充电站、加油站以及交通集中区域设置边缘计算终端101，每一个边缘计算终端101负责一个区域内的业务服务；边缘计算终端101将车辆信息存放在存储器102中；通过将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块，有利于强化并保证通信信号，有利于提高定位的准确程度，并减少边缘计算的计算量；通过信号站103发送存储器102所存储的车辆信息，车辆信息包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应。
S2:在车辆上设置定位装置200，小区域内的车辆，自动连接管理控制模块100。
定位装置200包通过定位芯片201对车辆进行定位；小区域内的车辆通过信号收发模块202与小区域内对应的信号站103建立联系，并将车辆信息传输到信号站103；信号站103接收车辆信息，将车辆信息输入边缘计算终端101。
边缘计算终端101调出小区域的区域信息，将区域信息发送给定位装置200。
区域信息包括道路事故信息、道路拥堵程度信息、停车场剩余车位信息、充电站空闲充电桩数量信息和修车站信息。
定位芯片201包括车辆定位算法，其计算表达式为：
其中，v表示速度，w表示经，e纬度，S为边缘代理区域识别号1、2、……、k，Q为常量，Q取值为0/1，在车辆没有发出故障报警的时候Q为0，当车辆发生故障报警的时候Q为1，P表示传输路径，τP表示P路径上的传输增益，τm表示P路径上的传输时延，θ表示P路径上的到达角度，当车辆无故障的时候因为Q取值为0所以边缘计算系统不对齐位置进行计算，当车辆故障时Q取值为1不影响计算结果，并且在Q取值为1的时候边缘计算系统优先计算车辆位置信息。
S3:管理控制模块100对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置200。
管理控制模块100，将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块100，管理控制模块100对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别。
S4:管理控制模块100存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器；车辆缓存信息定期定时向云端服务器发送。
车辆上设置定位装置，定位装置包括信号收发模块，边缘计算终端自动识别记录车辆缓存信息，包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应等数据，数据存放在存储器中，车辆缓存信息定期定时向云端服务器发送。
实施例2
参照图2，为本发明另一个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种车联网车辆定位系统，为对本系统中采用的技术效果加以验证说明，本实施例采用传统技术方案与本发明进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本发明所具有的真实效果。
将定位装置200设置在车辆上，定位装置200用于连接管理控制模块100，管理控制模块100对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置200，同时管理控制模块100存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器。
管理控制模块100包括边缘计算终端101、存储器102和信号站103，边缘计算终端101用于自动识别记录车辆信息，车辆信息包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应，边缘计算终端101将车辆信息存放在存储器102中，存储器102电性连接信号站103，信号站103用于发送存储器102所存储的车辆信息。
定位装置200包括定位芯片201和信号收发模块202，定位芯片201用于对车辆进行定位，并且定位芯片201连接信号收发模块202，信号收发模块202与小区域内对应的边缘计算终端101建立联系，并将车辆信息传输到边缘计算终端101，边缘计算终端101接收车辆信息，将自动识别车辆信息车辆信息输入边缘计算终端101。
车辆在行进时定位装置200通过信号收发模块202自动连接所在区域的边缘计算终端101，连接方式为4G网络信号或者GPS信号或者两者的组合连接，边缘计算终端101调出所在小区域的地图并比对车辆信息，将车辆和车辆所在道路情况发送给定位装置，该过程为实时通信过程，通过多个定位芯片201对车辆进行定位，多个定位芯片201分别设置在车辆的右前轮毂、右后轮毂、后挡风玻璃、前挡分玻璃、地盘中间和顶棚外侧，车辆地盘的地步中间位置设置有凹槽、定位芯片201嵌入凹槽内，每辆车与边缘计算终端连接时，边缘计算终端101自动识别记录车辆缓存信息，包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应等数据，数据存放在存储器中，车辆缓存信息定期定时向云端服务器发送。
车辆还设置有定向转播装置，定向转播装置用于发送大功率信息且无法接受信号，定向转播装置设置在鲨鱼鳍内，定向转播装置受定位装置控制，当车辆在两个区域的交界处时，会存在与两个区域的边缘计算终端同时连接的情况，此时通信的连接是不稳定的，这时车辆的定位装置会通过定向转播装置向其他车辆发送求助信号，其他车辆的定位装置经过安全验证后会建立联系并分享稳定的定位服务，安全验证包括车牌、车辆ip地址和设备信息验证。
车辆除了直接与边缘计算终端101连接进行定位外，还可以通过相同道路上的其他车辆的定向转播装置分享定位信号，分享的信息包括道路事故信息、道路拥堵程度信息、停车场剩余车位信息、充电站空闲充电桩数量信息和修车站信息。
当道路发生事故或其他特殊情况时，车辆向边缘计算终端101发送报警信息，边缘计算终端101分析发生事故或状况的道路信息，并将附近的车辆定位装置作为中转设备传达道路信息。
表1：现有方案与本发明计算量对表。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器(102)中的计算机指令来实现或实施。所述方法及系统可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法及系统和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法及系统可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法及系统和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器(102)的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种车联网车辆定位方法，其特征在于，包括：
将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置管理控制模块(100)；
在车辆上设置定位装置(200)，小区域内的车辆，自动连接管理控制模块(100)；
管理控制模块(100)对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置(200)；
管理控制模块(100)存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器；
所述管理控制模块(100)通过边缘计算终端(101)自动识别车辆信息；
边缘计算终端(101)将所述车辆信息存放在存储器(102)中；
通过信号站(103)发送存储器(102)所存储的所述车辆信息；
所述车辆信息包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应；
所述定位装置(200)通过定位芯片(201)对车辆进行定位；
小区域内的车辆通过信号收发模块(202)与小区域内对应的所述信号站(103)建立联系，并将车辆信息传输到信号站(103)；
信号站(103)接收所述车辆信息，将所述车辆信息输入边缘计算终端(101)；
边缘计算终端(101)调出所述小区域的区域信息，将所述区域信息发送给定位装置(200)；
所述区域信息包括道路事故信息、道路拥堵程度信息、停车场剩余车位信息、充电站空闲充电桩数量信息和修车站信息；
所述定位芯片(201)包括车辆定位算法，其计算表达式为：
其中，v表示速度，w表示经度，e纬度，S为边缘代理区域识别号(1、2、……、k)，Q为常量，Q取值为0/1，在车辆没有发出故障报警的时候Q为0，当车辆发生故障报警的时候Q为1，P表示传输路径，τP表示P路径上的传输增益，τm表示P路径上的传输时延，θ表示P路径上的到达角度，当车辆无故障的时候因为Q取值为0所以边缘计算系统不对其位置进行计算，当车辆故障时Q取值为1不影响计算结果，并且在Q取值为1的时候边缘计算系统优先计算车辆位置信息。
2.一种采用如权利要求1所述的车联网车辆定位方法的车联网车辆定位系统，其特征在于，包括：
管理控制模块(100)，将交通集中区域分割为小区域，并在小区域边缘设置所述管理控制模块(100)，所述管理控制模块(100)对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别；
定位装置(200)，将所述定位装置(200)设置在车辆上，所述定位装置(200)用于连接管理控制模块(100)，管理控制模块(100)对车辆进行定位，并对车辆信息进行识别，将区域信息传输到定位装置(200)，同时管理控制模块(100)存储对应小区域内的车辆信息，并将存储信息发送到云端服务器。
3.如权利要求2所述的车联网车辆定位系统，其特征在于：所述管理控制模块(100)包括边缘计算终端(101)、存储器(102)和信号站(103)，所述边缘计算终端(101)用于自动识别记录车辆信息，所述车辆信息包括车辆的车牌、移动路线、移动时间和业务响应，边缘计算终端(101)将所述车辆信息存放在存储器(102)中，存储器(102)电性连接信号站(103)，所述信号站(103)用于发送存储器(102)所存储的所述车辆信息。
4.如权利要求3所述的车联网车辆定位系统，其特征在于：所述定位装置(200)包括定位芯片(201)和信号收发模块(202)，所述定位芯片(201)用于对车辆进行定位，并且定位芯片(201)连接信号收发模块(202)，信号收发模块(202)与小区域内对应的所述边缘计算终端(101)建立联系，并将车辆信息传输到边缘计算终端(101)，边缘计算终端(101)接收所述车辆信息，将自动识别车辆信息所述车辆信息输入边缘计算终端(101)。
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