CN203134143U - 一种基于锚节点和rfid信标的车辆位置自动校正装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置。包括RFID信标模块、图像采集模块、数据处理模块、ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块；其中，所述RFID信标模块、图像采集模块均连接数据处理模块，数据处理模块连接ZigBee无线发送模块；ZigBee无线接收模块安装在车辆上；ZigBee无线发送模块与所述ZigBee无线接收模块通过无线信号进行通信；RFID信标模块包括安装在龙门架上的RFID阅读器以及安装在车辆上的RFID标签；所述图像采集模块安装在龙门架上方。车辆可对位置信息加以修正，达到消除累计误差的作用，实现车辆的高精度定位。
Description
技术领域
本实用新型属于智能交通技术领域，涉及一种位置校正装置，特别是一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，该装置能够有效地消除车辆定位过程中的累计误差，实现车辆的高精度定位。
背景技术
近10年来，道路交通事故的频繁发生给人民的生命和财产带来了不可估量的损失，交通安全问题已经成为全社会共同关注的焦点。“哈顿矩阵模型”指出：在事故前对交通系统中的人、车、路、环境等因素进行积极干预，其成本要远远低于事故后的处理成本，而且实施起来相对容易。所以交通事故发生前对车辆行为的危险性进行有效预测和提前干预是十分关键的，而车辆精确定位则是其中的一个基础性问题，如果能精确已知车辆位置，那么根据其相对距离能提前预测车辆行为，实现提前干预。
现有的某些车辆定位方法是通过前一时刻的坐标位置和运动偏移量来确定当前位置，这类方法虽然每次计算偏移量时产生的误差都极小，但当误差不断积累，定位就会发生错误。因此，针对这类车辆定位方式，保证定位的精确性，是本领域技术人员所关注的热点。
发明内容
针对车辆定位中存在的累积误差，本实用新型的目的在于提供一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置。基于模拟的交通平台，该装置在平台龙门架上安装RFID阅读器和摄像机（锚节点），在每辆车上安装唯一的RFID标签，通过RFID信标实现车辆识别，摄像机拍摄车辆被识别瞬间的路面图像，ZigBee通信技术将车辆ID、位置等数据传输给数据处理模块，该模块对数据进行处理，最终将校正后的车辆位置坐标发送给该车辆。
为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术解决方案：
一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，包括RFID信标模块、图像采集模块、数据处理模块、ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块；其中，所述RFID信标模块、图像采集模块均连接数据处理模块，数据处理模块连接ZigBee无线发送模块；ZigBee无线接收模块安装在车辆上；所述ZigBee无线发送模块与所述ZigBee无线接收模块通过无线信号进行通信；所述RFID信标模块包括安装在龙门架上的RFID阅读器以及安装在车辆上的RFID标签；所述图像采集模块安装在龙门架上方。
本实用新型还包括如下其它技术特征：
所述RFID阅读器采用JT-6220阅读器。
所述RFID标签采用ALN-9640电子标签。
所述图像采集模块采用PK-2102CCD摄像机。
所述ZigBee无线收发模块由8位AVR微处理器芯片Atmega1281和2.4GHz无线收发器芯片CC2530F256以及外围电路组成。
所述数据处理模块采用工业级的ARM11处理器Samsung S3C6410XH-66芯片。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：
1、采用RFID信标能够准确的识别车辆，而且可以触发摄像机拍摄瞬间图像，减少摄像机连续拍摄造成的过大数据量，提高车辆的定位精度。
2、采用图像处理的方式获取车辆位置，避免了其他方式中无信号的状况，且算法实现简单。
3、无线通信技术使用短距离、低功耗的ZigBee技术，该技术主要适合用于短距离自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
4、将RFID技术与基于图像处理的车辆定位技术相结合，有效地解决了对特定车辆在特定时间位置坐标累计误差的消除。
5、装置简单、安装使用方便，适合车和路的安装环境。
附图说明
图1为高速公路智能车路协同仿真系统的俯视图。
图2为本实用新型的安装示意图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为本实用新型的工作流程图。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
图1是高速公路智能车路协同仿真系统的结构图，即本实用新型所基于的模拟车辆运行平台。在本实施例中，该平台采用以双向六车道高速公路沙盘模型为实验平台，该平台的装备有龙门架、CCD摄像机、LED显示屏、DSRC装置、RFID阅读器、地感线圈、自动栏杆机和智能小车等。平台系统开机启动时，全部设备开始正常运行。选取某一位置作为车辆起始点，让其开始运行，根据采用的定位方式，获取车辆位置，将数据传输给车辆。
图2是本实用新型的装置安装分布图，将RFID阅读器和摄像机安装于龙门架上，每辆智能小车上安装唯一的RFID标签。具体校正的思路为：当车辆通过龙门架时，安装在该龙门架上的RFID阅读器对安装在车辆上的RFID标签进行识别，获取车辆ID及当前时间，并利用龙门架上方安装的图像采集模块拍摄车辆经过该龙门架的瞬时图像。龙门架物理坐标位置及拍摄区域范围已知，数据处理模块基于图像处理算法，分析图像中车辆的位置，根据图像坐标与实际物理坐标的转换，获得此时刻车辆的位置信息，并基于ZigBee无线收发模块将信息传输给该车辆，车辆即对此时刻的位置信息加以修正，达到消除累计误差的作用。
如图3所示，本实用新型的基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，包括RFID信标模块、图像采集模块、数据处理模块、ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块；其中，所述RFID信标模块、图像采集模块均连接数据处理模块，数据处理模块连接ZigBee无线发送模块；ZigBee无线接收模块安装在车辆上；所述ZigBee无线发送模块与所述ZigBee无线接收模块通过无线信号进行通信；所述RFID信标模块包括安装在龙门架上的RFID阅读器以及安装在车辆上的RFID标签；所述图像采集模块安装在龙门架上方，其镜头正对龙门架下方的路面；所述数据处理模块安装在龙门架上方，可与RFID阅读器和摄像机集成一体。
上述各模块的功能以及选择如下：
RFID信标模块，用于识别车辆，记录车辆唯一ID和车辆经过龙门架时的当前时间。RFID信标模块包括安装在龙门架上的RFID阅读器和安装在每辆车上的RFID标签。RFID阅读器采用工作频率902～928MHz，读取距离20CM（可调）的JT-6220；RFID标签采用载波频率860～960MHz，平均读取距离<7m,存储区96-512Bits的ALN-9640。
图像采集模块，用于采集当车辆经过龙门架时的瞬间运行图像；图像采集模块采用清晰度420线，有效距离0-10米，感光面积1/4寸的PK-2102CCD摄像机。
数据处理模块，用于处理图像采集模块发来的图像，得到车辆ID和时间数据，对车辆位置进行校正并将校正后的位置信息及车辆ID、时间发送给ZigBee无线收发模块；数据处理模块采用工业级的ARM11处理器SamsungS3C6410XH-66芯片。
ZigBee无线收发模块，用于将数据处理模块的结果发送给车辆。ZigBee无线收发模块由8位AVR微处理器芯片Atmega1281和低功耗2.4GHz无线收发器芯片CC2530F256以及外围电路组成。
图4为本实用新型的工作流程图，当车辆经过已安装RFID阅读器和摄像机的龙门架时，具体执行步骤如下：
步骤A：由于龙门架上安装了RFID阅读器，每辆车上安装了唯一的RFID标签，所以通过RFID阅读器不断识别车辆。
步骤B：当RFID阅读器识别出有车辆经过时，获取该车辆ID以及当前时间，并通过图像采集模块（摄像机）获取当前瞬间车辆运行图像。
步骤C：基于图像识别算法，对拍摄图像进行处理，识别车辆的位置，再根据图像坐标和实际物理坐标转化获得车辆的实际位置信息。
步骤D：将获取的车辆的位置数据、车辆ID、时间等信息通过Zigbee传输给相应的车辆。
步骤E：通过接收到的位置数据、车辆ID、时间等信息，车辆对该时刻的原位置数据加以校正，而基于此位置数据的后续车辆坐标都将以校正后的数据为依据重新计算，实现消除累计误差的效果。
Claims (6)
1.一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，其特征在于，包括RFID信标模块、图像采集模块、数据处理模块、ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块；其中，所述RFID信标模块、图像采集模块均连接数据处理模块，数据处理模块连接ZigBee无线发送模块；ZigBee无线接收模块安装在车辆上；所述ZigBee无线发送模块与所述ZigBee无线接收模块通过无线信号进行通信；所述RFID信标模块包括安装在龙门架上的RFID阅读器以及安装在车辆上的RFID标签；所述图像采集模块安装在龙门架上方。
2.根据权利要求1所述的基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，其特征在于：所述RFID阅读器采用JT-6220阅读器。
3.根据权利要求1所述的基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，其特征在于：所述RFID标签采用ALN-9640电子标签。
4.根据权利要求1所述的一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，其特征在于：所述图像采集模块采用PK-2102CCD摄像机。
5.根据权利要求1所述的一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，其特征在于：所述ZigBee无线收发模块由8位AVR微处理器芯片Atmega1281和2.4GHz无线收发器芯片CC2530F256以及外围电路组成。
6.根据权利要求1所述的一种基于锚节点和RFID信标的车辆位置自动校正装置，其特征在于：所述数据处理模块采用工业级的ARM11处理器Samsung S3C6410XH-66芯片。
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