一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法及装置，能够实现对车辆的实时监控。本发明实施例提供的一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法包括：获取天线接收的待测车辆所载标签的反射信号信息；将接收到的反射信号进行零中频变换处理，利用反射信号副载波与设定好的发送信号的相位差，确定待测车辆所载标签与天线的距离；利用待测车辆所载标签与每个天线的距离，采用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置；根据获得的待测车辆所载标签在公路上的宽度位置，结合公路各车道的宽度信息，确定待测车辆所在车道。
【专利说明】一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆定位【技术领域】，具体涉及一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法及装置。
技术背景
[0002]随着城市化发展的加快和车辆普及率的提高，城市交通日渐拥挤，交通事故也频频发生，交通环境逐渐恶化。各种交通问题成为困扰当今世界各个国家的重大难题。实时获取车辆行驶的一些信息，如车速，车牌信息，行驶车道信息等，对交通的实时管控具有非常重大的意义。
[0003]射频识别(RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，它是用电磁波进行自动识别技术的总称。超高频RFID作为一项先进的数据采集和自动识别技术，被公认为21世纪十大重要技术之一，已经在生产制造、物流管理、公共安全等领域成功应用。
[0004]超高频RFID标签具有体积小、成本低、形状多样化、寿命长、容量大、可重复使用等特点，能够支持快速读写、移动识别、非可视识别、多目标识别、跟踪及定位管理。
[0005]将RFID标签运用到车辆的车道定位和判别中，具有较大的实用价值和应用前景。
[0006]目前，主要采用以下两种方法来实现定位和测速判断。
[0007]I)基于接收信 号强度(RSSI)。由于无线信号的传播有以下规律，接收端测得的信号强度越强，说明发送端距接收端距离越近，反之，接收端测得的信号强度越弱，则说明发送端距离越远，因此，基于信号强度衰减的方法可以测量收发距离。这种方式需要获取精确的信道模型，而实际交通环境比较复杂，信道环境随时变化，所以这种方法有较大的误差。
[0008]2)基于传播信号的到达入射角(Α0Α)。信号的到达入射角可由接收机天线阵列测得，采用相关算法可得到角度方位线的交点，即标签的位置。该方法只适用于视距传输的情况。这种方式需要采用阵列天线，布置成本较高，不太适用于交通定位的应用中。
【发明内容】
[0009]本发明实施例提供了一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法及装置，能够实现对车辆的实时监控，并且成本较低。
[0010]本发明实施例提供了一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法，包括:获取天线接收的待测车辆所载标签的反射信号信息；对天线接收到的反射信号进行零中频变换处理，获得待测车辆所载标签反向散射信号副载波的相位，将待测车辆的标签反向散射信号副载波的相位与设定好的发送信号的相位相减得到收发信号的相位差，利用这个相位差确定待测车辆所载标签与天线的距离；利用待测车辆所载标签与每个天线的距离，采用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置；根据获得的待测车辆所载标签在公路上的宽度位置，结合公路各车道的宽度信息，确定待测车辆所在车道。
[0011]其中，在车道正上方的龙门架上布置至少两个天线，用于向待测车辆所载标签进行信号发送与接收。
[0012]其中，所述天线与水平面成一定角度。
[0013]其中，所述至少两个天线采用时分多址方式对标签进行信号发送和接收。
[0014]其中，发送信号为余弦波形式，采用副载波的AM调制方式，并通过添加副载波的方法进行处理。
[0015]其中，所述对天线接收到的反射信号进行零中频变换处理包括:将接收到的反射信号变换到零中频，并做混频滤波处理。
[0016]其中，所述获得待测车辆的标签反向散射信号副载波的相位包括:选取所述经零中频变换处理后的信号中幅度较大的一路信号，提取相位。
[0017]其中，所述利用待测车辆所载标签与每个天线的距离，采用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置包括:利用待测车辆所载标签及天线的位置坐标建立双曲线定位方程组，利用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置。
[0018]本发明实施例还提供了一种基于超高频射频识别的车辆车道判别装置，包括:数据获取模块、距离测量模块、宽度位置测量模块及定位模块，所述模块依次连接；数据获取模块，用于获取每个天线接收的待测车辆所载标签的反射信号信息；距离测量模块，用于对接收到的反射信号进行零中频变换处理，利用反射信号副载波与设定好的发送信号的相位差，确定待测车辆所载标签与天线的距离；宽度位置测量模块，用于根据待测车辆所载标签与每个天线的距离，确定待测车辆所载标签的宽度位置；定位模块，用于根据待测车辆所载标签的宽度位置结合公路各车道宽度信息，确定待测车辆所在车道。
[0019]本发明实施例提供的一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法及装置，利用不同天线采集到的信号的相位差，计算出车辆与每个天线之间的距离，并采用最小二乘法进一步确定车辆的宽度位置，进而结合车道宽度确定车辆行驶的车道号，实现交通的实时管控。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1所示为本发明实施例提供的车道判别的场景布置示意图。
[0021]图2所示为本发明实施例提供的一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法流程图。
[0022]图3所示为本发明实施例提供的天线与待测车辆所载标签位置示意图。
[0023]图4所示为本发明实施例提供的一种基于超高频射频识别的车辆车道判别装置示意图。
【具体实施方式】
[0024]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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0025]图1所示为本发明实施例提供的车道判别的场景布置示意图。如图1所示，在公路的每个车道上方的龙骨架上布置一个天线，图中示出了 4个车道以及对应的4个天线，各天线之间保持一定的距离，且天线与水平面成一定角度，这样有利于天线信号的发送与接收。阅读器I与每个天线相连，用于读取并处理天线接收到的信息，并基于本发明后续实施例提供的方法来计算车辆的距离和位置。阅读器I也可以位于车道上方的龙骨架上，通过无线或有线的方式将计算结果传回中控室，也可以直接位于中控室。
[0026]在对待测车辆所载标签进行车道判别过程中，天线按照时分多址方式依次对标签进行信号发送与接收，通过测量待测车辆的标签反向散射信号副载波的相位，与设定好的发送信号的相位相减得到收发信号的相位差，利用这个相位差获得天线与标签之间的距离信息，进一步根据待测车辆所载标签及天线坐标建立双曲线定位方程组，并利用最小二乘法计算得出待测车辆的标签在公路上的宽度位置，同时结合公路各车道的宽度信息，则可判别待测车辆行驶的车道号。
[0027]阅读器在获取待测车辆所载标签反射信号的同时可识别标签的产品电子代码(EPC)信息，用于获取车辆的车牌信息，实现对每辆车的实时监控。
[0028]下面对本发明的技术方案进行具体说明，图2所示为本发明实施例提供的一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法流程图。如图2所示，该方法包括:
[0029]步骤100:获取天线接收的待测车辆所载标签的反射信号信息。
[0030]阅读器采用副载波的AM调制方式发送信号，其中，信号采取余弦波形式，并通过添加副载波的方法消除整周期模糊。假设发射端调制频率为fo，发射相位力炉对于超高频载波f。，令发射相位为凡，调制电平为A，附加噪声为z (t)，则天线的发射信号s (t)和接收信号r(t)可分别表示为:
【权利要求】
1.一种基于超高频射频识别的车辆车道判别方法，其特征在于，包括: 获取天线接收的待测车辆所载标签的反射信号信息； 对天线接收到的反射信号进行零中频变换处理，获得待测车辆所载标签反向散射信号副载波的相位，将待测车辆的标签反向散射信号副载波的相位与设定好的发送信号的相位相减得到收发信号的相位差，利用这个相位差确定待测车辆所载标签与天线的距离； 利用待测车辆所载标签与每个天线的距离，采用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置； 根据获得的待测车辆所载标签在公路上的宽度位置，结合公路各车道的宽度信息，确定待测车辆所在车道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在车道正上方的龙门架上布置至少两个天线，用于向待测车辆所载标签进行信号发送与接收。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述天线与水平面成一定角度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个天线采用时分多址方式对标签进行信号发送和接收。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送信号为余弦波形式，采用副载波的AM调制方式，并通过添加副载波的方法进行处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对天线接收到的反射信号进行零中频变换处理包括:将接收到的反射信号变换到零中频，并做混频滤波处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得待测车辆的标签反向散射信号副载波的相位包括:选取所述经零中频变换处理后的信号中幅度较大的一路信号，提取相位。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用待测车辆所载标签与每个天线的距离，采用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置包括:利用待测车辆所载标签及天线的位置坐标建立双曲线定位方程组，利用最小二乘法确定待测车辆所载标签的宽度位置。
9.一种基于超高频射频识别的车辆车道判别装置，其特征在于，包括:数据获取模块、距离测量模块、宽度位置测量模块及定位模块，所述模块依次连接； 数据获取模块，用于获取每个天线接收的待测车辆所载标签的反射信号信息； 距离测量模块，用于对接收到的反射信号进行零中频变换处理，利用反射信号副载波与设定好的发送信号的相位差，确定待测车辆所载标签与天线的距离； 宽度位置测量模块，用于根据待测车辆所载标签与每个天线的距离，确定待测车辆所载标签的宽度位置； 定位模块，用于根据待测车辆所载标签的宽度位置结合公路各车道宽度信息，确定待测车辆所在车道。
【文档编号】G01S13/74GK103699870SQ201310755082
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】曹坤, 彭天柱, 杨国 申请人:天津中兴智联科技有限公司