利用移动基站控制车辆间的相对位置的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的方法和系统。在移动基站和目标车辆处接收来自卫星的GPS信息。基于所接收的GPS信息，参考移动速度和方向，计算移动基站的当前位置信息。然后，通过预设算法，对所计算的位置信息和所接收的GPS信息进行计算以产生DGPS修正数据，并将所产生的DGPS修正数据传送至一个或多个目标车辆。在控制目标车辆中，传送的DGPS修正数据被接收，来自卫星的GPS信息被接收，基于所接收的GPS信息和所接收的DGPS修正数据计算位置信息，从而执行位置修正，并且根据所计算的位置信息，调整控制目标车辆的速度和方向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于控制车辆间的相对位置的技术，更具体涉及一种利用移动基站来控制车辆间的相对位置的方法和系统，其提高了车辆间的相对位置的准确度并执行位置控制，同时通过车辆对车辆(V2X)的通信，与用作差分全球定位系统(DGPS)的移动基站的车辆通信。
技术介绍
全球定位系统(GPS)为位于地球上或附近任何地方的远程设备提供位置和时间信息的空-基卫星导航系统。然而，为了使多数GPS设备正常工作，通常必须存在用于四个或更多GPS卫星的无阻的视线(unobstructed line of sight)。借助GPS接收机,任何人可自由地获取这些系统。多数GPS在定位时具有典型的公里误差(kilometric error),其误差范围大约为5至15米，在某些情况下高达30米。因此，这些系统的准确度达不到多数汽车制造商所预期的能够提供车辆当前位置的高准确度的专业程度。为了弥补通过GPS卫星接收数据的已知错误，人们已广泛利用差分全球定位系统实时动态(differential global positioning system real time kinematics) (DGPSRTK)(以下称作“DGPS”)。DGPS使用固定的、地-基参考站的网络，以传播通过卫星系统标注的位置与已知固定位置之间的差别。这些站传播测量的卫星“伪距”(pSeud0range)和实际的(内部计算的)“伪距”之间的差别。因此，通过标注的数量，接收站可使用该信息以修正其伪距。已经研发出自动车辆队列(Autonomous vehicle platooning),其中多个移动物体(汽车)在保持以最小安全距离分开的同时一起移动，从而同时利用多辆车输送大量商品或允许多辆车参与沿直排 移动的情况。由于车辆空气阻力的减小而提高自动车辆队列的燃料效率、减小事故的风险，并提高每辆车中驾驶者的便利度。然而，因为需要利用DGPS来准确控制车辆间相对位置的复杂技术等等，因此需要相当大的成本，从而必须在每辆车中安装必要的传感器和设备。在某些情况下，不能准确地发现车辆的确切位置，因此需要提高车辆间相对位置准确度的技术。然而，如上所述的DGPS受限于固定的基站位置。因而，在使用商用DGPS修正数据并且车辆位于远离基站的地方时，即使使用了 DGPS，也无法提高位置的准确度。
技术实现思路
鉴于上述问题，已提出本专利技术的不同方面，并提供一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的方法和系统，其提高了车辆间的相对位置的准确度并执行位置控制，同时通过车辆与车辆(V2X)的通信，与用作差分全球定位系统(DGPS)的移动基站的车辆进行通 目。根据本专利技术的一个方面，提供一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的系统。该系统可包括:移动基站，其被配置成传送DGPS修正数据；和控制目标车辆，其被配置成接收来自移动基站的DGPS修正数据，并执行位置控制。移动基站可包括:第一 GPS接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息；位置计算单元，其被配置成基于所接收的GPS信息和由内部传感器检测的数值，计算当前位置信息；DGPS修正数据产生单元，其被配置成基于所计算的位置信息和从第一 GPS接收单元接收的GPS信息，产生DGPS修正数据；和第一V2X通信单元，其被配置成将从DGPS修正数据产生单元产生的DGPS修正数据传送至控制目标车辆。控制目标车辆可包括:第二 V2X通信单元，其被配置成接收从移动基站的第一 V2X通信单元传送的DGPS修正数据；第二 GPS接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息；基于DGPS的位置信息修正单元，其被配置成基于从第二 V2X通信单元接收的DGPS修正数据和从第二 GPS接收单元接收的GPS信息来计算其自身位置信息并执行位置修正；和行驶控制单元，其被配置成基于从该基于DGPS的位置信息修正单元输出的位置信息，控制车辆的速度和方向。本系统可被实施为使得移动基站被设置成前导车辆，并且至少一个控制目标车辆被配置成前导车辆的跟踪车辆。位置计算单元可包括惯性测量单元(MU)和惯性导航系统(INS)。MU可被配置成通过把基于在内置振动体的三维空间中的自由运动来测量转动惯量的陀螺仪和加速度计，以及用来测量方位角的地磁场计用作各轴，来测量所述车辆的运动。INS可被配置成对从IMU的陀螺仪得到的加速度求积分以得到速度，并对速度求积分以得到位置和角度。根据本专利技术的另一方面，用于在车辆位置控制系统中利用移动基站控制相对位置的方法，该车辆位置控制系统包括:移动基站，其被配置成传送差分全球定位系统(DGPS)修正数据；和控制目标车辆，其被配置成接收来自移动基站的DGPS修正数据并执行位置控制，该方法包括:第一次接收来自卫星的GPS信息；基于所接收的GPS信息，参考移动速度和方向，计算当前位置信息；通过预设算法对所计算的位置信息和从第一次接收GPS信息中接收的GPS信息进行计算，以产生DGPS修正数据；传送所产生的DGPS修正数据。在控制目标车辆中执行的方法可包括:接收在传送DGPS修正数据中传送的DGPS修正数据；第二次接收来自卫星的GPS信息；基于第二次接收的GPS信息和接收的DGPS修正数据计算位置信息以执行位置修正；并根据在计算位置信息时所计算的位置信息，对所控制的目标车辆的速度和方向进行控制。本方法还可包括在第一次接收GPS信息之前输入第一参考点,其中第一参考点为位置转换的标准。更具体地，计算位置信息可包括基于输入的第一参考点，计算移动基站的绝对位置。移动基站可被设置成前导车辆，并且至少一个控制目标车辆被配置成前导车辆的跟踪车辆，使得前导车辆控制跟踪车辆的相对位置。计算位置信息包括通过把陀螺仪和加速度计以及地磁场计用作各轴来测量所述车辆的运动，其中陀螺仪和加速度计基于在内置振动体的三维空间中的自由运动来测量转动惯量，而地磁场计用来测量方位角。计算位置信息可以包括对从陀螺仪得到的加速度求积分而得到速度，并对速度求积分以得到位置和角度。根据具有上述配置的本专利技术的示例性实施例，因为使用了作为DGPS移动基站的车辆，所以其能够不受固定DGPS服务区的限制，利用位置计算单元识别车辆之间以及沿着移动路径上的所有点之间的相对位置，同时因为能够在位置计算单元中直接设定初始值，因此可以提供比一般DGPS基站更快捷的服务。当车辆列队行驶时，由于无需安装单独的传感器和设备来跟踪前导车辆，因此本专利技术的示例性实施例降低了成本并且为自动行驶的车辆组以及周围车辆提供了位置服务。也就是说，即使在尝试了基于用作移动基站的前导车辆的非自动车辆列队时，通过基于DGPS移动基站接收的位置信息，识别与相邻车辆的相对位置，以及基于识别的相对位置，控制车辆的行驶，示例性实施例仍可选地被用于安全指导非自动车辆的行驶方向和位置。本专利技术的系统和方法具有的其他特征和优点，其将从这里包含的附图和下面的具体实施例中显然看出或在其中详细阐明，附图和具体实施例一起用来解释本专利技术的原理。附图说明图1示出根据本专利技术的示例性实施例的利用移动基站控制车辆间的相对位置的系统的功能框图；图2A示出根据本专利技术的示例性实施例，在被用作移动基站的前导车辆中产生和传送差分全球定位系统(DGPS)修正数据的过程； 图2B示出根据本专利技术的示例性实施例，在接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的系统，所述系统包括：移动基站，其被配置成传送差分全球定位系统(DGPS)修正数据，所述移动基站包括：第一全球定位系统(GPS)接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息；位置计算单元，其被配置成基于所接收的GPS信息和由内部传感器检测的数值来计算当前位置信息；DGPS修正数据产生单元，其被配置成基于所计算的位置信息和从所述第一GPS接收单元接收的所述GPS信息，产生DGPS修正数据；和第一V2X通信单元，其被配置成将从所述DGPS修正数据产生单元产生的所述DGPS修正数据传送至控制目标车辆；和控制目标车辆，其被配置成接收来自所述移动基站的所述DGPS修正数据，并执行位置控制，所述控制目标车辆包括：第二V2X通信单元，其被配置成接收从所述移动基站的所述第一V2X通信单元传送的所述DGPS修正数据；第二GPS接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息；基于DGPS的位置信息修正单元，其被配置成基于从所述第二V2X通信单元接收的所述DGPS修正数据和从所述第二GPS接收单元接收的所述GPS信息来计算其自身位置信息并执行位置修正；和行驶控制单元，其被配置成基于从所述基于DGPS的位置信息修正单元输出的所述位置信息，来控制所述车辆的速度和方向。...

【技术特征摘要】
2011.11.07 KR 10-2011-01152791.一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的系统，所述系统包括: 移动基站，其被配置成传送差分全球定位系统(DGPS)修正数据，所述移动基站包括: 第一全球定位系统(GPS)接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息； 位置计算单元，其被配置成基于所接收的GPS信息和由内部传感器检测的数值来计算当前位置信息； DGPS修正数据产生单元，其被配置成基于所计算的位置信息和从所述第一 GPS接收单元接收的所述GPS信息，产生DGPS修正数据；和 第一 V2X通信单元，其被配置成将从所述DGPS修正数据产生单元产生的所述DGPS修正数据传送至控制目标车辆；和 控制目标车辆，其被配置成接收来自所述移动基站的所述DGPS修正数据，并执行位置控制， 所述控制目标车辆包括: 第二 V2X通信单元，其被配置成接收从所述移动基站的所述第一 V2X通信单元传送的所述DGPS修正数据； 第二 GPS接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息； 基于DGPS的位置信息修正单元，其被配置成基于从所述第二 V2X通信单元接收的所述DGPS修正数据和从所述第二 GPS接收单元接收的所述GPS信息来计算其自身位置信息并执行位置修正；和 行驶控制单元，其被配置成基于从所述基于DGPS的位置信息修正单元输出的所述位置信息，来控制所述车辆的速度和方向。2.按权利要求1所述的系统，其中所述移动基站被设置成前导车辆，并且至少一个控制目标车辆被配置成所述前导车辆的跟踪车辆。3.按权利要求1所述的系统，其中所述位置计算单元包括惯性测量单元(IMU)和惯性导航系统(INS)。4.按权利要求3所述的系统，其中所述MU被配置成通过把基于在内置振动体的三维空间中的自由运动来测量转动惯量的陀螺仪和加速度计，以及用来测量方位角的地磁场计用作各轴，来测量所述车辆的运动。5.按权利要求4所述的系统，其中所述INS被配置成对从所述IMU的所述陀螺仪得到的加速度求积分以得到速度，并对所述速度求积分以得到位置和角度。6.一种用于在车辆位置控制系统中利用移动基站来控制相对位置的方法，所述车辆位置控制系统包括:移动基站，其被配置成传送差分全球定位系统(DGPS)修正数据；和控制目标车辆，其被配置成接收来自所述移动基站的所述DGP...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荣哲，张鈗豪，任成修，成修莲，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：