基于V2X通信的车辆协同定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于V2X通信的车辆协同定位方法及系统，包括：目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据和环境车辆发送的环境车辆信标包数据；目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离；利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据、环境车辆信标包数据、目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。本发明专利技术能够更好的实现车辆的精确定位。

【技术实现步骤摘要】
基于V2X通信的车辆协同定位方法及系统
本专利技术属于车辆定位
，具体涉及基于V2X通信的车辆协同定位方法及系统。
技术介绍
定位技术主要用来获取精确且可靠的物体位置信息。全球定位系统(GPS)具有成熟、低成本等优点而被广泛应用。然而，GPS技术仍一些局限性。一方面，GPS信号容易受到外界环境因素的干扰，例如城市峡谷街区和室内停车场会造成卫星可见度中断、车辆动力学和局部原因(例如接收器噪声、多路径)等导致GPS定位准确性与可靠性的下降。另一方面，其误差水平一般在10米左右，无法满足自动驾驶等高精度要求的业务。车联网以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，实现车与人、车与车、车与路、车与服务平台等的全方位网络连接(V2X)，提升汽车智能化水平和自动驾驶能力。车联网无线通信技术是实现车联网的关键，主要分为DSRC/IEEE802.11p和LTE-V2X两条技术路线。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了基于V2X通信的车辆协同定位方法及系统，能够更好的实现车辆的精确定位。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于V2X通信的车辆协同定位方法，包括：目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据；目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离；利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。进一步地，路侧单元信标包数据包括路侧单元的ID和路侧单元的坐标。进一步地，所述利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，具体包括：预测阶段和更新阶段；所述预测阶段包括根据上一时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度对当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的先验估计值以及误差协方差先验估计值进行预测；目标车辆的自身位置、速度和加速度的初始值通过目标车辆惯性导航系统获得；所述更新阶段具体如下：采用所述预测阶段中的当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的先验估计值以及当前时刻目标车辆速度测量值，得到当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的后验估计值；所述目标车辆速度测量值通过目标车辆惯性导航系统获得；利用所述目标车辆与路侧单元之间的相对距离和路侧单元的坐标匹配更新目标车辆的自身位置信息。进一步地，所述利用所述目标车辆与路侧单元之间的相对距离和路侧单元的坐标匹配更新目标车辆的自身位置信息，具体如下：计算目标车辆与路侧单元之间的角度值，并将计算得到的角度值与目标车辆上的传感器测得的目标车辆与路侧单元之间的角度值进行匹配，得到路侧单元的ID与传感器所测量路侧单元之间的对应关系。基于V2X通信的车辆协同定位系统，包括：信标包数据获取模块，用于目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据；相对距离获取模块，用于目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离；数据信息融合模块，用于利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。基于V2X通信的车辆协同定位方法，包括：目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据和环境车辆发送的环境车辆信标包数据；目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离；利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据、环境车辆信标包数据、目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。进一步地，路侧单元信标包数据包括路侧单元的ID和路侧单元的坐标；环境车辆信标包数据包括环境车辆的ID、环境车辆的自身位置、速度和加速度。进一步地，所述利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据、环境车辆信标包数据、目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离进行融合，具体包括：预测阶段和更新阶段；所述预测阶段包括根据上一时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度对当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的先验估计值以及误差协方差先验估计值进行预测；还包括根据上一时刻环境车辆的自身位置、速度和加速度对当前时刻环境车辆的自身位置、速度和加速度的先验估计值以及误差协方差先验估计值进行预测；目标车辆的自身位置、速度和加速度的初始值通过目标车辆全球定位系统、惯性导航系统获得，环境车辆的自身位置、速度和加速度的初始值通过环境车辆信标包数据获得；所述更新阶段具体如下：采用预测阶段中目标车辆位置、速度和加速度的先验估计值以及当前时刻目标车辆速度测量值结合得到目标车辆当前时刻位置、速度和加速度的后验估计值；采用预测阶段中环境车辆位置、速度和加速度的先验估计值以及当前时刻环境车辆速度测量值结合得到环境车辆当前时刻位置、速度和加速度的后验估计值；所述目标车辆速度测量值通过目标车辆惯性导航系统获得，所述环境车辆速度测量值通过环境车辆信标包数据获得；利用所述目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离、目标车辆与环境车辆之间的相对距离、环境车辆的自身位置和路侧单元的坐标匹配更新目标车辆的位置信息。进一步地，所述利用所述目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离、目标车辆与环境车辆之间的相对距离、环境车辆的自身位置和路侧单元的坐标匹配更新如下：计算目标车辆与路侧单元间的角度值，并将计算得到的角度值与目标车辆上的传感器测得的目标车辆与路侧单元之间的角度值进行匹配，得到路侧单元的ID与传感器所测量路侧单元之间的对应关系；计算目标车辆与环境车辆之间的角度值，并将计算得到的角度值与目标车辆上的传感器测得的目标车辆与环境车辆之间的角度值进行匹配，得到环境车辆的ID与传感器所测量环境车辆之间的对应关系。基于V2X通信的车辆协同定位系统，包括：信标包数据获取模块，用于目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据和环境车辆发送的环境车辆信标包数据；相对距离获取模块，目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离；数据信息融合模块，利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据、环境车辆信标包数据、目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提供的一种基于V2X通信的车辆协同定位方法，通过V2X通信、惯性导航系统的应用，实现了连续地精准定位，可应用于卫星可见度中断、接收器噪声干扰等GNSS定位异常的场景，且采用的定位算法算力较低，无需高昂计算平台。为使本专利技术的上述目的、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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在于，包括：/n目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据；/n目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离；/n利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在于，包括：
目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据；
目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离；
利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。


2.根据权利要求1所述的基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在于，路侧单元信标包数据包括路侧单元的ID和路侧单元的坐标。


3.根据权利要求2所述的基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在于，所述利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，具体包括：预测阶段和更新阶段；
所述预测阶段包括根据上一时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度对当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的先验估计值以及误差协方差先验估计值进行预测；目标车辆的自身位置、速度和加速度的初始值通过目标车辆惯性导航系统获得；
所述更新阶段具体如下：
采用所述预测阶段中的当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的先验估计值以及当前时刻目标车辆速度测量值，得到当前时刻目标车辆的自身位置、速度和加速度的后验估计值；所述目标车辆速度测量值通过目标车辆惯性导航系统获得；
利用所述目标车辆与路侧单元之间的相对距离和路侧单元的坐标匹配更新目标车辆的自身位置信息。


4.根据权利要求3所述的基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在于，所述利用所述目标车辆与路侧单元之间的相对距离和路侧单元的坐标匹配更新目标车辆的自身位置信息，具体如下：
计算目标车辆与路侧单元之间的角度值，并将计算得到的角度值与目标车辆上的传感器测得的目标车辆与路侧单元之间的角度值进行匹配，得到路侧单元的ID与传感器所测量路侧单元之间的对应关系。


5.基于V2X通信的车辆协同定位系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至4任一项所述的方法，包括：
信标包数据获取模块，用于目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据；
相对距离获取模块，用于目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离；
数据信息融合模块，用于利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据和目标车辆与路侧单元之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。


6.基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在于，包括：
目标车辆通过V2X通信获取路侧单元发送的路侧单元信标包数据和环境车辆发送的环境车辆信标包数据；
目标车辆获取目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离；
利用卡尔曼滤波算法将路侧单元信标包数据、环境车辆信标包数据、目标车辆与路侧单元之间的相对距离以及目标车辆与环境车辆之间的相对距离进行融合，得到目标车辆的位置信息。


7.根据权利要求6所述的基于V2X通信的车辆协同定位方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立，李晓军，朱进玉，汪贵平，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61