一种路侧单元天线的标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种路侧单元天线的标定方法及装置，方法包括：根据测量的第一夹角得到天线坐标系与基准坐标系的第一转换矩阵；根据测量的第二夹角得到车道坐标系与基准坐标系的第二转换矩阵；根据第一转换矩阵和第二转换矩阵，得到天线坐标系和车道坐标系的第三转换矩阵；根据天线的安装高度和第三转换矩阵，得到路侧单元天线(RSU天线)的标定参数。通过基准坐标系作为中间坐标系，计算第一转换矩阵和第二转换矩阵，并进一步根据第一转换矩阵、第二转换矩阵和天线的安装高度，得到天线的高精确的标定参数，简化了标定流程，提高了效率，同时提高了天线对于车载单元定位的准确性和定位精度。

Calibration method and device of a roadside unit antenna

The embodiment of the invention calibration method and apparatus discloses a roadside unit antenna method comprises: a first conversion according to the first angle measuring the antenna coordinate and reference coordinate matrix; according to the second angle measurement of obatain coordinate and reference coordinate system second conversion matrix; according to the first second transition matrix and transformation matrix get, antenna coordinates and the coordinates of the third lane conversion matrix; according to the installation height of the antenna and the third antenna unit by the conversion matrix, roadside (RSU antenna) calibration parameters. The reference coordinate system as the intermediate coordinate transformation matrix and calculate the first second conversion matrix, then according to the installation height of the first transition matrix, second matrix conversion and antenna calibration, high precise antenna, simplifies the calibration process, improves the efficiency, but also improve the accuracy and positioning for vehicle antenna positioning unit precision.

【技术实现步骤摘要】
一种路侧单元天线的标定方法及装置
本专利技术实施例涉及计算机
，具体涉及一种路侧单元天线的标定方法及装置。
技术介绍
电子收费(ElectronicTollCollection，电子不停车收费)系统又称为不停车收费系统。ETC系统采用专用短程通信(DSRC：DedicatedShort-RangeCommunication)技术来完成整个收费过程，使车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。目前这一技术在高速公路收费中已经得到广泛应用。随着ETC系统应用领域的不断扩大，尤其是多车道自由流技术的应用，对ETC系统中的OBU(OnBoardUnit，车载单元)车辆进行精确定位的需求也越来越强。在ETC系统中，基于空间阵列天线的RSU(RoadSideUnit，路侧单元)采用DOA(DirectionofArrival，波达方向估计)和DBF(DigitalBeamForming，数字波束形成)技术对OBU(OnboardUnit，车载单元)完成对OBU信号波达方向进行估计，然后根据RSU标定参数(安装信息、OBU安装信息以及车道坐标系信息)将OBU对于DBF天线的角度信息转换为OBU在车道坐标系下精确坐标信息，从而完成OBU定位要求，所以一组正确且精确的RSU标定参数是保证OBU定位准确的必要前提。现有技术中基于坡度仪测量以及OBU定位反推的RSU标定技术方案，在基于坡度仪测量方案中由于仪器精度误差大往往导致标定参数精确度不达标，且坡度仪只能测量RSU安装倾斜角度，忽略了RSU的安装旋转角度，导致在OBU定位中误差较大问题，OBU反推标定中由于需要多次采集标定点信息，操作流程复杂且标定过程耗时较大，不利于在工程中大规模实际应用，且在前两种方案中，默认车道平面是水平，但是在实际应用中不可避免有些安装环境中，车道平面有一定坡度的问题。在实现本专利技术实施例的过程中，专利技术人发现现有的标定方法无法给出一组精确可靠的标定参数，往往导致OBU定位效果不佳，误差较大等问题。
技术实现思路
由于现有方法存在上述问题，本专利技术实施例提出一种路侧单元天线的标定方法及装置。第一方面，本专利技术实施例提出一种路侧单元天线的标定方法，包括：测量天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的第一夹角，根据所述第一夹角得到天线坐标系与所述基准坐标系的第一转换矩阵；测量车道坐标系的坐标轴与所述基准坐标系的坐标轴之间的第二夹角，根据所述第二夹角得到所述车道坐标系与所述基准坐标系的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，得到所述天线坐标系和所述车道坐标系的第三转换矩阵；获取天线的安装高度，根据所述安装高度和所述第三转换矩阵，得到路侧单元天线的标定参数。可选地，所述获取天线的安装高度，具体包括：确定所述天线在所述车道坐标系的坐标，根据所述坐标确定所述天线的安装高度。可选地，所述方法还包括：获取车载单元与所述路侧单元天线的角度信息，根据所述角度信息和所述标定参数，得到所述车载单元在所述车道坐标系的坐标信息。可选地，所述第一夹角和/或所述第二夹角通过九轴陀螺仪测量。可选地，所述基准坐标系为东北天坐标系。第二方面，本专利技术实施例还提出一种路侧单元天线的标定装置，包括：第一转换矩阵获取模块，用于测量天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的第一夹角，根据所述第一夹角得到天线坐标系与所述基准坐标系的第一转换矩阵；第二转换矩阵获取模块，用于测量车道坐标系的坐标轴与所述基准坐标系的坐标轴之间的第二夹角，根据所述第二夹角得到所述车道坐标系与所述基准坐标系的第二转换矩阵；第三转换矩阵获取模块，用于根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，得到所述天线坐标系和所述车道坐标系的第三转换矩阵；标定参数获取模块，用于获取天线的安装高度，根据所述安装高度和所述第三转换矩阵，得到路侧单元天线的标定参数。可选地，所述标定参数获取模块具体用于确定所述天线在所述车道坐标系的坐标，根据所述坐标确定所述天线的安装高度。可选地，所述装置还包括：车载单元定位模块，用于获取车载单元与所述路侧单元天线的角度信息，根据所述角度信息和所述标定参数，得到所述车载单元在所述车道坐标系的坐标信息。可选地，所述第一夹角和/或所述第二夹角通过九轴陀螺仪测量。可选地，所述基准坐标系为东北天坐标系。第三方面，本专利技术实施例还提出一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述方法权利要求所述的方法。第四方面，本专利技术实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述方法权利要求所述的方法。由上述技术方案可知，本专利技术实施例通过基准坐标系作为中间坐标系，计算得到天线坐标系与基准坐标系的第一转换矩阵，以及车道坐标系与基准坐标系的第二转换矩阵，并进一步根据第一转换矩阵、第二转换矩阵和天线的安装高度，得到路侧单元天线的高精确的标定参数，简化了标定流程，提高了效率，同时提高了天线对于车载单元定位的准确性和定位精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种路侧天线的标定方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例提供RSU和OBU的位置关系示意图；图3为本专利技术一实施例提供东北天坐标系的坐标示意图；图4为本专利技术另一实施例提供RSU和OBU的位置关系示意图；图5为本专利技术另一实施例提供RSU和OBU的位置关系的坐标示意图；图6为本专利技术一实施例提供的一种路侧天线的标定装置的结构示意图；图7为本专利技术一实施例提供的电子设备的逻辑框图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。图1示出了本实施例提供的一种路侧单元天线的标定方法的流程示意图，包括：S101、测量天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的第一夹角，根据所述第一夹角得到天线坐标系与所述基准坐标系的第一转换矩阵。其中，所述天线坐标系的横向天线为X轴，纵向天线为Y轴，垂直天线阵列平面为Z轴。所述基准坐标系为可作为基准的坐标系。举例来说，所述基准坐标系可以为东北天坐标系。东北天坐标系(ENU)也叫做站点坐标系(localCartesiancoordinatescoordinatesystem)，以站心(接收天线)为坐标系原点，Z轴与椭球法线重合，向上为正(天向)，Y与椭球短半轴重合(北)，X轴与地球长半轴重合(东)。所述天线坐标系以横向天线为X轴，纵向天线为Y轴，垂直天线阵列平面为Z轴。所述第一夹角为天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的夹角。所述第一转换矩阵为天线坐标系与所述基准坐标系的转换矩阵。S102、测量车道坐标系的坐标轴与所述基准坐标系的坐标轴之间的第二夹角，根据所述第二夹角得到所述车道坐标系与所述基准坐标系的第二转换矩阵。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路侧单元天线的标定方法，其特征在于，包括：测量天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的第一夹角，根据所述第一夹角得到天线坐标系与所述基准坐标系的第一转换矩阵；测量车道坐标系的坐标轴与所述基准坐标系的坐标轴之间的第二夹角，根据所述第二夹角得到所述车道坐标系与所述基准坐标系的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，得到所述天线坐标系和所述车道坐标系的第三转换矩阵；获取天线的安装高度，根据所述安装高度和所述第三转换矩阵，得到路侧单元天线的标定参数。

【技术特征摘要】
1.一种路侧单元天线的标定方法，其特征在于，包括：测量天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的第一夹角，根据所述第一夹角得到天线坐标系与所述基准坐标系的第一转换矩阵；测量车道坐标系的坐标轴与所述基准坐标系的坐标轴之间的第二夹角，根据所述第二夹角得到所述车道坐标系与所述基准坐标系的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，得到所述天线坐标系和所述车道坐标系的第三转换矩阵；获取天线的安装高度，根据所述安装高度和所述第三转换矩阵，得到路侧单元天线的标定参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取天线的安装高度，具体包括：确定所述天线在所述车道坐标系的坐标，根据所述坐标确定所述天线的安装高度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取车载单元与所述路侧单元天线的角度信息，根据所述角度信息和所述标定参数，得到所述车载单元在所述车道坐标系的坐标信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一夹角和/或所述第二夹角通过九轴陀螺仪测量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准坐标系为东北天坐标系。6.一种路侧单元天线的标定装置，其特征在于，包括：第一转换矩阵获取模块，用于测量天线坐标系的坐标轴与基准坐标系的坐标轴之间的第一夹角，根据所述第一夹角得到天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚雪辉，沈峰，马春香，罗秋伟，付俭伟，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11