基于FM信号的定位方法、装置、电子设备和存储介质与流程

基于fm信号的定位方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
1.本发明涉及车辆定位的技术领域，尤其是涉及一种基于fm信号的定位方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.随着车辆技术的发展，在人们日常生活的外出行驶中，车辆得到较为广泛的应用。
3.但由于车辆的场景较为复杂，例如用户行驶在较为空旷荒凉的野外场景时，车辆所处的环境可能不具有网络和gps信号，此时车辆无法定位获知其自身位置，进而无法应用涉及位置信息的规划、避障等功能，影响车辆行驶安全以及用户的驾驶体验。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于fm信号的定位方法、装置、电子设备和存储介质，缓解上述在无网络或无gps信号环境下无法定位的问题，能够低成本地实现车辆定位功能，保证车辆行驶安全和可靠性。
5.第一方面，实施例提供一种基于fm信号的定位方法，所述方法包括：
6.对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听；
7.接收fm发射站通过rds协议进行广播的位置信息，其中，所述位置信息为用于表征所述fm发射站的实际位置的fm信号；
8.若接收到至少三个所述fm发射站对应的位置信息，则根据至少三个所述fm发射站对应的位置信息，对所述当前车辆进行定位。
9.在可选的实施方式中，在对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听的步骤之前，所述方法还包括：
10.控制所述预设范围内的fm发射站同时接收gps卫星的时钟同步。
11.在可选的实施方式中，所述位置信息包括时间戳和坐标位置，所述坐标位置为所述fm发射站的地理坐标。
12.在可选的实施方式中，接收fm发射站通过rds协议进行广播的位置信息的步骤，包括：
13.同一时刻接收单个fm发射站广播的位置信息。
14.在可选的实施方式中，接收fm发射站通过rds协议进行广播的位置信息的步骤，还包括：
15.基于软件定义无线电，同一时刻接收不同频段的fm发射站广播的位置信息。
16.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
17.若接收到从同一个所述fm发射站广播的多个位置信息，则采用最先接收到的位置信息进行所述当前车辆的定位。
18.在可选的实施方式中，根据至少三个所述fm发射站对应的位置信息，对所述当前车辆进行定位的步骤，包括：
19.根据三角定位方法，将至少三个所述fm发射站的坐标位置和时间戳进行处理，确定所述当前车辆的定位坐标。
20.第二方面，实施例提供一种基于fm信号的定位装置，所述装置包括：
21.监听模块，对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听；
22.接收模块，接收fm发射站通过rds协议进行广播的位置信息，其中，所述位置信息为用于表征所述fm发射站的实际位置的fm信号；
23.定位模块，若接收到至少三个所述fm发射站对应的位置信息，则根据至少三个所述fm发射站对应的位置信息，对所述当前车辆进行定位。
24.第三方面，实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
25.第四方面，实施例提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
26.本发明实施例提供的一种基于fm信号的定位方法、装置、电子设备和存储介质，通过对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听，接收预设范围内至少三个fm发射站广播的位置信息，并基于该位置信息定位当前车辆的位置，能够在不具网络和gps信号的情况下，确定当前车辆的位置，保证车辆行驶的安全可靠性。
27.本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
28.为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明实施例提供的一种基于fm信号的定位方法的场景应用示意图；
31.图2为本发明实施例提供的一种基于fm信号的定位方法流程图；
32.图3为本发明实施例提供的一种基于fm信号的定位装置的功能模块图；
33.图4为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
35.当前的车辆定位方法一般采用4g/5g基站或利用gps信号，对车辆进行定位，但若
当前车辆行驶在无网络基站和无gps信号的环境场景中，如荒凉的野外场景或空旷的室内场景，则无法对车辆位置进行定位，进而会影响车辆的行驶性能和安全。
36.基于此，本发明实施例提供的一种基于fm信号的定位方法、装置、电子设备和存储介质，能够在无网络信号和无gps信号的情况下，成本较低地实现车辆的定位，保证车辆行驶安全和体验。
37.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于fm信号的定位方法进行详细介绍，该方法可应用于车辆的车端控制器，该方法的应用场景示意图，如图1所示；在野外等荒凉场景中，相比于基站，fm发射站更加常见，一般预设一段距离就能够建立一个fm发射站；车辆预设范围内的多个fm发射站能够同时接收gps卫星的时钟同步，每个fm发射站将其位置信息通过无限数据广播系统(radio data system，rds)协议进行广播；若当前车辆车端介绍到三个以上的位置信息，即能够知晓至少三个fm发射站的位置，进而通过三角定位方法定位出当前车辆所处位置坐标，进而实现无网络和无gps场景下的低成本车辆定位目的。
38.图2为本发明实施例提供的一种基于fm信号的定位方法流程图。
39.如图2所示，该方法包括以下步骤：
40.步骤s102，对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听。
41.其中，预设范围内可建立或存在多个fm发射站，其中，该预设范围可理解为当前车辆能够监听的最大、最优范围；预设范围可设置为100公里，当前车辆对该预设范围内每个fm发射站广播的fm信号进行监听。
42.步骤s104，接收fm发射站通过rds协议进行广播的位置信息。
43.其中，位置信息为用于表征fm发射站的实际位置的fm信号，车端对监听到的fm发射站位置信息进行接收。
44.步骤s106，若接收到至少三个fm发射站对应的位置信息，则根据至少三个fm发射站对应的位置信息，对当前车辆进行定位。
45.需要说明的是，此时若车端已经接收到三个以及三个以上的fm发射站对应的位置信息，就可以对当前车辆进行定位。
46.在实际应用的优选实施例中，通过对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听，接收预设范围内至少三个fm发射站广播的位置信息，并基于该位置信息定位当前车辆的位置，能够在不具网络和gps信号的情况下，确定当前车辆的位置，保证车辆行驶的安全可靠性。
47.作为一种可选的实施例，若当前车辆已接收到三个fm发射站对应的位置信息，则可根据不同的需要进行相应操作，示例性地，在步骤s106之后还包括：
48.步骤1.1)，当前车辆已接收到三个fm发射站对应的位置信息，则停止监听预设范围内的fm信号，进而根据当前已接收到的位置信息对车辆进行定位，以便节省定位效率和资源。
49.或者，
50.步骤1.2)，当前车辆已接收到三个fm发射站对应的位置信息，则继续监听预设范围内的fm信号，直至接收到fm发射站对应的位置信息的数目达到预设数值，再停止监听行为，并根据当前已接收到的位置信息对车辆进行定位。
51.可以理解的是，该预设数值大于三，当前车辆接收大于三个的更多数量的fm发射站对应位置信息，以便对当前车辆进行更加精确的定位计算。
52.发明人可根据实际对定位效率或定位精度的不同需求，选择应用不同的实施方案。
53.在一些实施例中，在步骤s102之前，上述方法还包括：
54.步骤2.1)，控制所述预设范围内的fm发射站同时接收gps卫星的时钟同步。
55.其中，fm发射站广播的位置信息包括时间戳和坐标位置，所述坐标位置为所述fm发射站的地理坐标。可以理解的是，在实际应用场景中，fm发射站的存在相对于网络基站和gps信号更为普遍，fm发射站建立时即能够预先获取其精确的地理坐标。
56.需要说明的是，依据对各fm发射站进行时钟同步的操作，作为其时间戳的基准；当各fm发射站具有相同的时间基准，各fm发射站的时间戳才具有意义。
57.在一些实施例中，为了能够获得更加精确的车辆定位结果，示例性地，步骤s106中根据至少三个所述fm发射站对应的位置信息，对所述当前车辆进行定位的步骤，包括：
58.步骤3.1)，根据三角定位方法，将至少三个fm发射站的坐标位置和时间戳进行处理，确定当前车辆的定位坐标。
59.在实际应用过程中，作为一种实施方式，根据fm发射站的坐标位置和时间戳，能够知晓每个fm发射站与当前车辆的距离以及相应角度；通过至少三个fm发射站的坐标位置和时间戳，能够确定出当前车辆的定位坐标。
60.这里的时间戳可理解为fm发射站广播的位置信息被当前车辆车端所接收的时间，在各个fm发射站的时钟通过gps卫星进行时钟同步的基础上，此时依据该时间戳以及fm信号的传播速度，即可知晓当前车辆与各个fm发射站之间的距离，再结合各个fm发射站的坐标位置，能够确定出当前车辆的定位坐标以及当前车辆与每个fm发射站之间的角度。
61.其中，三角定位方法为一种几何方法，在本发明实施例中，若基于三个fm发射站的坐标位置，能够建立一个三角形，依据该三角形实现对当前车辆位置坐标的定位。
62.在此基础上，上述实施例的步骤1.2)还可通过以下方式实现：将预设数值个数的fm发射站均以其自身坐标位置为圆心，与当前车辆的距离为半径作圆，根据各个圆的交点确定出当前车辆的位置坐标；由于该预设数值个数较多，进而能够确定出较为精确的车辆位置。
63.作为另一种可选的实施例，若该预设数值设置为三的倍数，则可在预设数值中每次随机选取三个fm发射站，并依据该三角定位法确定出一个车辆位置，直至监听到的fm发射站全部选取结束；将上述方法计算得到的各个车辆位置坐标进行平均值计算，以能够确定出较为精确的车辆位置。
64.在一些实施例中，当前车辆的车端可通过收音机对单个频段的广播进行接收，作为一个示例，该步骤s104，可通过以下步骤实现，包括：
65.步骤4.1)，同一时刻接收单个fm发射站广播的位置信息。
66.可以理解的是，车端的收音机功能同一时刻仅能接收一个广播频道，进而同一时刻接收单个fm发射站广播的位置信息，保证位置信息接收的可靠性。
67.在另一种可能的实施例中，若需要对数目较多的fm发射站广播的位置信息进行接收，则需要一个fm发射站广播的位置信息接收完成，才能接收下一个fm发射站广播的fm信
号，接收效率较低，为解决该问题，示例性地，上述步骤s104，还包括：
68.步骤5.1)，基于软件定义无线电，同一时刻接收不同频段的fm发射站广播的位置信息。
69.在实际应用中，可通过在车端的rds添加软件定义的无线电(software defination radio，sdr)软件功能，基于该sdr软件，实现同一时刻对多个频段fm发射站广播的位置信息的接收，通过节省fm信号的接收时间，极大程度地提高了车辆的定位效率。
70.在一些实施例中，经发明人研究发现，fm信号存在多径传输的问题，为保证fm信号传输的可靠性，进而获得更加准确的车辆定位结果；示例性地，上述方法还包括：
71.步骤6.1)，若接收到从同一个所述fm发射站广播的多个位置信息，则采用最先接收到的位置信息进行所述当前车辆的定位。
72.需要说明的是，在实际应用过程中，由于fm信号可能会出现多径传输的情况，进而车端对于同一fm发射站会同时接收到至少一个位置信息(fm信号)，因此，本发明实施例通过确保最短接收路径的方式，对于同一fm发射站仅接收一次fm信号，即根据最先接收到的位置信息定位当前车辆的位置。
73.本发明实施例通过利用车辆行驶场景中较为常见的fm发射站广播的fm信号对车辆进行定位，来解决实际情况出现的无网络基站和无gps信号情况，进而无法定位车辆位置，导致车辆行驶安全性较差的问题；通过对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听，基于至少三个接收到的fm发射站广播的位置信息，利用几何方式，确定出当前车辆较为准确的位置坐标。
74.此外，本发明实施例提供的定位方法，可应用于较为空旷的行驶场景，以避免fm信号绕射问题的发生。
75.如图3所示，本发明实施例还提供一种基于fm信号的定位装置200，所述装置包括：
76.监听模块201，对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听；
77.接收模块202，接收fm发射站通过rds协议进行广播的位置信息，其中，所述位置信息为用于表征所述fm发射站的实际位置的fm信号；
78.定位模块203，若接收到至少三个所述fm发射站对应的位置信息，则根据至少三个所述fm发射站对应的位置信息，对所述当前车辆进行定位。
79.在实际应用的优选实施例中，监听模块对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听，以实时接收fm发射站广播的fm信号，接收模块用于接收预设范围内的fm发射站广播的位置信息，当接收模块已接收到至少三个位置信息时，定位模块基于上述位置信息定位当前车辆的位置，能够在不具有网络和gps信号的情况下，确定当前车辆的位置，保证车辆行驶的安全可靠性。
80.在一些实施例中，在监听模块201对当前车辆预设范围内的fm信号进行监听的步骤之前，所述装置还包括：同步模块，用于控制所述预设范围内的fm发射站同时接收gps卫星的时钟同步。
81.在一些实施例中，所述位置信息包括时间戳和坐标位置，所述坐标位置为所述fm发射站的地理坐标。
82.在一些实施例中，接收模块202，还具体用于，同一时刻接收单个fm发射站广播的位置信息。
83.在一些实施例中，接收模块202，还具体用于，基于软件定义无线电，同一时刻接收不同频段的fm发射站广播的位置信息。
84.在一些实施例中，接收模块202，还具体用于，若接收到从同一个所述fm发射站广播的多个位置信息，则采用最先接收到的位置信息进行所述当前车辆的定位。
85.在一些实施例中，定位模块203，还具体用于，根据三角定位方法，将至少三个fm发射站的坐标位置和时间戳进行处理，确定当前车辆的定位坐标。
86.图4为本发明实施例提供的电子设备300的硬件架构示意图。参见图4所示，该电子设备300包括：机器可读存储介质301和处理器302，还可以包括非易失性存储介质303、通信接口304和总线305；其中，机器可读存储介质301、处理器302、非易失性存储介质303和通信接口304通过总线305完成相互间的通信。处理器302通过读取并执行机器可读存储介质301基于fm信号的定位的机器可执行指令，可执行上文实施例描述基于fm信号的定位方法。
87.本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：ram(radom access memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
88.非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。
89.可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。
90.本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的基于fm信号的定位方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
91.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
92.另外，在本发明实施例的描述中，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
93.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“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”、“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。
94.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻
易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。