一种OBU定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种OBU定位方法及装置，基于现有的OBU的通信协议即可以实现对OBU的定位，无需对OBU进行任何改变，仅对RSU端的天线和算法进行升级即可，且定位快速准确。

【技术实现步骤摘要】
一种OBU定位方法及装置
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种OBU定位方法及装置。
技术介绍
目前，随着ETC(ElectronicTollCollection，不停车收费系统)的推广，需要对OBU(OnboardUnit，车载单元)进行定位的需求也日益严峻，然而如何对OBU进行定位成为了一项需要攻克的难题。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题。本专利技术的主要目的在于提供一种OBU定位方法；本专利技术的另一目的在于提供一种OBU定位装置。为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：本专利技术一方面提供了一种OBU定位方法，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第四接收天线和第五接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第四接收天线与第五接收天线之间的距离L45小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线、第四接收天线依次排列成第一直线，第五接收天线与第四接收天线所在的第二直线垂直于第一直线，第一直线与第二直线形成的平面垂直于地面，λ为电磁波波长；OBU定位方法包括：连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标志和后导码；在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号；在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I1为第一接收天线对应的I信号，Q1为第一接收天线对应的Q信号，I2为第二接收天线对应的I信号，Q2为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号之间的夹角θ1，利用入射角计算公式计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α1，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设阈值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I3为第三接收天线对应的I信号，Q3为第三接收天线对应的Q信号，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号之间的夹角θ2，利用入射角计算公式计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α2，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设阈值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第四接收天线和第五接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式计算后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，I5为第五接收天线对应的I信号，Q5为第五接收天线对应的Q信号，计算第四接收天线接收的信号与第五接收天线接收的信号之间的夹角θ3，利用入射角计算公式计算模拟信号对第三天线阵列的入射角α3，L45为第四接收天线与第五接收天线之间的距离；利用距离公式计算OBU与第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线或第四接收天线所在的位置的距离S，其中，L1′2′为第一天线阵列与第二天线阵列之间的距离；将第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S*sinα3，Y＝S*cosα3计算OBU的位置信息。本专利技术另一方面提供了一种OBU定位装置，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第四接收天线和第五接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第四接收天线与第五接收天线之间的距离L45小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线、第四接收天线依次排列成第一直线，第五接收天线与第四接收天线所在的第二直线垂直于第一直线，第一直线与第二直线形成的平面垂直于地面，λ为电磁波波长；OBU定位装置包括：控制模块，用于连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标志和后导码；转换模块，用于在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号；计算模块，用于在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I1为第一接收天线对应的I信号，Q1为第一接收天线对应的Q信号，I2为第二接收天线对应的I信号，Q2为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号之间的夹角θ1，利用入射角计算公式计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α1，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离；控制模块，还用于在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设阈值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；计算模块，还用于将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I3为第三接收天线对应的I信号，Q3为第三接收天线对应的Q信号，I4为第四接收天线对应的I信号，Q4为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号之间的夹角θ2，利用入射角计算公式计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α2，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离；控制模块，还用于在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设阈值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第四接收天线和第五接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；计算模块，还用于将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式计算后导码对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种OBU定位方法，其特征在于，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，所述第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，所述第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，所述第三天线阵列包括所述第四接收天线和第五接收天线，所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，所述第四接收天线与所述第五接收天线之间的距离L45小于λ/2，且，所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线、所述第四接收天线依次排列成第一直线，所述第五接收天线与所述第四接收天线所在的第二直线垂直于所述第一直线，所述第一直线与所述第二直线形成的平面垂直于地面，λ为电磁波波长；/n所述OBU定位方法包括：/n连通所述第一天线阵列，利用所述第一接收天线和所述第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，所述模拟信号携带有信息帧，所述信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标志和后导码；/n在接收所述信息帧时，将所述第一天线阵列接收的所述模拟信号转换为第一正交调制信号，并对所述第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用所述第一数字信号解析所述信息帧，所述正交调制信号包括：I信号和Q信号；/n在解析所述帧结束标志后，在接收所述后导码时，通过幅度计算公式...

【技术特征摘要】
1.一种OBU定位方法，其特征在于，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，所述第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，所述第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，所述第三天线阵列包括所述第四接收天线和第五接收天线，所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，所述第四接收天线与所述第五接收天线之间的距离L45小于λ/2，且，所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线、所述第四接收天线依次排列成第一直线，所述第五接收天线与所述第四接收天线所在的第二直线垂直于所述第一直线，所述第一直线与所述第二直线形成的平面垂直于地面，λ为电磁波波长；
所述OBU定位方法包括：
连通所述第一天线阵列，利用所述第一接收天线和所述第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，所述模拟信号携带有信息帧，所述信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标志和后导码；
在接收所述信息帧时，将所述第一天线阵列接收的所述模拟信号转换为第一正交调制信号，并对所述第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用所述第一数字信号解析所述信息帧，所述正交调制信号包括：I信号和Q信号；
在解析所述帧结束标志后，在接收所述后导码时，通过幅度计算公式计算所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I1为所述第一接收天线对应的I信号，Q1为所述第一接收天线对应的Q信号，I2为所述第二接收天线对应的I信号，Q2为所述第二接收天线对应的Q信号，计算所述第一接收天线接收的信号与所述第二接收天线接收的信号之间的夹角θ1，利用入射角计算公式计算所述模拟信号对所述第一天线阵列的入射角α1，所述L12为所述第一接收天线与所述第二接收天线之间的距离，在获取至少一个所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设阈值之后，在所述后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭所述第一天线阵列，连通所述第二天线阵列，利用所述第三接收天线和所述第四接收天线继续接收所述OBU发送的模拟信号；
将所述第二天线阵列接收的所述模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式计算所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I3为所述第三接收天线对应的I信号，Q3为所述第三接收天线对应的Q信号，I4为所述第四接收天线对应的I信号，Q4为所述第四接收天线对应的Q信号，计算所述第三接收天线接收的信号与所述第四接收天线接收的信号之间的夹角θ2，利用入射角计算公式计算所述模拟信号对所述第二天线阵列的入射角α2，所述L34为所述第三接收天线与所述第四接收天线之间的距离，在获取至少一个所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2大于等于预设阈值之后，在所述后导码对应的第二正交调制信号的幅度A2小于预设阈值时，关闭所述第二天线阵列，连通所述第三天线阵列，利用所述第四接收天线和所述第五接收天线继续接收所述OBU发送的模拟信号；
将所述第三天线阵列接收的所述模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式计算所述后导码对应的第三正交调制信号的幅度A3，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I4为所述第四接收天线对应的I信号，Q4为所述第四接收天线对应的Q信号，I5为所述第五接收天线对应的I信号，Q5为所述第五接收天线对应的Q信号，计算所述第四接收天线接收的信号与所述第五接收天线接收的信号之间的夹角θ3，利用入射角计算公式计算所述模拟信号对所述第三天线阵列的入射角α3，所述L45为所述第四接收天线与所述第五接收天线之间的距离；
利用距离公式计算所述OBU与所述第一接收天线、所述第二接收天线、所述第三接收天线或所述第四接收天线所在的位置的距离S，其中，所述L1′2′为所述第一天线阵列与所述第二天线阵列之间的距离；
将所述第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S*sinα3，Y＝S*cosα3计算所述OBU的位置信息。


2.一种OBU定位装置，其特征在于，设置第一天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东声，
申请(专利权)人：天地融科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11