一种基于dsrc技术的定位方法
【专利摘要】本申请公开了一种基于DSRC技术的定位方法，包括以下步骤：信号接收步骤：路侧单元利用至少一个定位天线中的接收天线接收同一车载单元发送的微波信号；鉴相步骤：获取所述微波信号对应的数字化相位信息：定位步骤：根据所述接收天线接收的微波信号之间的相位差计算所述微波信号的方位角θ，并根据所述方位角θ计算所述车载单元的定位信息。本申请的定位方法定位精度较高，能够有效解决邻道干扰和跟车干扰问题，确保DSRC应用系统的正常运行。
【专利说明】一种基于DSRC技术的定位方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及智能交通(ITS!Intelligent Transportation System)领域,尤其涉及一种基于专用短程通信技术(DSRC !Dedicated Short Range Communication)技术的定位方法。
【背景技术】
[0002]在电子不停车收费(ETC Electronic Toll Collection)系统，设置在道路上的路侧单元(RSU:Road Side Unit)与安装在车辆上的车载单元(0BU:0n_board Units)通过DSRC技术进行信息交互的过程中，RSU应当仅与本RSU天线覆盖的车道区域内的OBU通信，以保持通信和收费的准确性和可靠性。然而有时候，RSU并不能确定和识别OBU是否是处于本RSU天线覆盖的车道区域内，因此该RSU有可能与所有发出应答信号的OBU进行通信，例如有些其他车道区域内的OBU由于接收到了被反射的RSU信号而错误地向RSU发出了应答信号，就会继续与该RSU进行通信。当RSU同时与多个OBU进行通信的过程中，很容易出现邻道干扰或跟车干扰等问题，导致扣费错误，例如对有些车辆重复扣费，而对有些车辆没有计费，因此影响了 ETC系统的正常运行。尤其是当ETC系统应用在多车道自由流(MLFFiMultilane free flow)模式下时，由于道路不分隔车道和设置栏杆，车辆在不限定车道的情况下允许高速通行，因此很容易出现OBU与多个RSU通信或同一个RSU与多个OBU通信的情形。
[0003]为了避免以上情况的出现，使RSU仅与RSU天线覆盖的车道区域内的OBU通信，ETC系统引入了车辆定位技术，确保RSU仅对其天线覆盖区域内的OBU通信，以确保正常的通信和扣费。一种现有的应用于ETC系统的车辆定位技术如申请日为2010年12月27日、申请号为201010608098.0、发明名称为《一种ETC系统中车载单元的定位装置和方法》的中国发明专利，其在RSU中设置多个位置不同 的接收天线，分别用于接收OBU发送的微波信号，并通过比较不同接收天线所接收的微波信号的场强强度大小、结合不同接收天线的位置对OBU进行定位，该方法容易受到信号多径衰落的影响，使到接收到的微波信号的场强波动变化较大，容易造成定位错误，因此定位精度相对较低。
【发明内容】
[0004]本申请提供一种提高定位精度的基于DSRC技术的定位方法。
[0005]本申请提供一种基于专用短程通信技术的定位方法，包括以下步骤:
[0006]信号接收步骤:路侧单元利用至少一个定位天线中的接收天线接收同一车载单元发送的微波信号；
[0007]鉴相步骤:获取所述微波信号对应的数字化相位信息:
[0008]定位步骤:根据所述接收天线接收的微波信号之间的相位差计算所述微波信号的方位角Θ，并根据所述方位角Θ计算所述车载单元的定位信息。
[0009]—种实施例中，所述定位天线中所有接收天线的等效相位中心在一条直线上,且所述定位天线包括由任选的三个接收天线组成的天线组，所述天线组中第一个接收天线的等效相位中心与第二个接收天线的等效相位中心之间的距离为d12、与第三个接收天线的等效相位中心之间的距离为d13 ；
[0010]所述鉴相步骤之后，还包括相位差计算步骤:根据所述数字化相位信息，获取等效相位中心之间的距离为d12的两个接收天线之间的相位差科2、以及等效相位中心之间的距离为d13的两个接收天线之间的相位差炉13 ；
[0011]所述定位步骤中，根据获取的相位差納2和^结合距离d12和d13计算所述微波信号的方位角Θ。
[0012]一种实施例中，d12< λ，(I13)N λ，所述定位步骤中获取的相位差％ <2；，φ^2πΝ + φ^ λ为所述微波信号的波长，N≤1，ρ为获取相位差^l3时的实际度数，则
【权利要求】
1.一种基于专用短程通信技术的定位方法，其特征在于，包括以下步骤: 信号接收步骤:路侧单元利用至少一个定位天线中的接收天线接收同一车载单元发送的微波信号； 鉴相步骤:获取所述微波信号对应的数字化相位信息: 定位步骤:根据所述接收天线接收的微波信号之间的相位差计算所述微波信号的方位角Θ，并根据所述方位角Θ计算所述车载单元的定位信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述定位天线中所有接收天线的等效相位中心在一条直线上,且所述定位天线包括由任选的三个接收天线组成的天线组，所述天线组中第一个接收天线的等效相位中心与第二个接收天线的等效相位中心之间的距离为d12、与第三个接收天线的等效相位中心之间的距离为d13 ； 所述鉴相步骤之后，还包括相位差计算步骤:根据所述数字化相位信息，获取等效相位中心之间的距离为d12的两个接收天线之间的相位差例2、以及等效相位中心之间的距离为Cl13的两个接收天线之间的相位差他3 所述定位步骤中，根据获取的相位差《2和《3、结合距离d12和d13计算所述微波信号的方位角Θ。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于:(112〈λ，d13>NX，所述定位步骤中获取的相位差炉I2 <2π Ψ?3 ^2πΝ + φ, λ为所述微波信号的波长，N ^ 1，炉为获取相位差炉13时的实际度
4.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，3< N ( 10。
5.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述鉴相步骤具体包括以下步骤:将各接收天线接收的微波信号分别转换成数字信号，并通过现场可编程门阵列技术根据所述数字信号获取各接收天线接收的微波信号对应的数字化相位信息。
6.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位天线中具有多个不同的所述天线组，所述定位步骤中，计算多个所述天线组所对应的所述微波信号的方位角Θ，并根据多个所述天线组所对应的所述微波信号的方位角Θ的均值计算所述车载单元的定位信肩、O
7.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位天线中所有接收天线的相位方向相同。
8.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位天线具有至少两组，分别为第一定位天线和第二定位天线，所述第一定位天线中接收天线的排布方向垂直于所述第二定位天线中接收天线的排布方向；所述定位步骤中计算所述微波信号在至少两个方向的所述方位角Θ，所述车载单元的定位信息包括至少两个方向的定位信息。
9.如权利要求1至8中任一项所述的定位方法，其特征在于，所述信号接收步骤中，利用所述接收天线接收同一车载单元发送的微波信号后，还对各接收天线接收的微波信号进行变频、滤波和放大。
10.如权利要求1至8中任一项所述的定位方法，其特征在于，还包括天线校准步骤，对各接收天线对应的信号接收通路进行幅相校准。
【文档编号】G01S5/04GK103513228SQ201210199008
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】李兴锐, 徐根华, 林树亮 申请人:深圳市金溢科技有限公司