提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法及系统，其中车载系统的方法包括时延测量阶段和补偿阶段，在补偿阶段，利用总时延值Δt

【技术实现步骤摘要】
提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法和系统


[0001]本专利技术涉及车辆定位，特别是涉及一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法和系统。

技术介绍

[0002]目前车辆都使用GPS、北斗等全球卫星导航系统GNS进行定位。但是在隧道等GNSS信号很弱或者无GNSS信号的区域，GPS、北斗等卫星导航设备是无法工作的，因此不能提供全局连续的定位。
[0003]针对这一问题，当前多使用惯性导航来进行车辆在隧道中的定位。但是惯性导航存在两个问题，一是长期漂移的问题，即惯性元器件固有的漂移率会造成定位误差随时间积累而逐渐增大。另一个问题是价格昂贵。目前市面上主流的、能够在GNSS信号丢失后10秒内提供车道级定位的IMU的价格在20万元左右。例如，百度APOLLO自动驾驶车辆所使用的NovAtel惯性导航装置价格大约在20
‑
25万元左右(参见[1]http://www.360doc.com/content/19/1021/11/66850528_868133210.shtml，[2]http://www.360doc15.net/wxarticlenew/858667603.html)。因此，惯性导航在性能和价格上都不能满足车辆在隧道中的定位要求。
[0004]专利号为CN208953695U，名称为《自动驾驶车辆定位系统以及定位管理系统》的中国专利提出了一种车路协同车辆定位系统。该系统由路侧系统和车载系统组成，路侧系统由车辆信息测量单元、处理器和路侧无线通信装置组成；车载系统为车载无线通信装置。车辆信息测量单元一般为雷达或摄像头等能够测量车辆运动信息的传感装置。处理器为具有运算能力的计算单元。路侧无线通信装置一般为V2X信号的通信单元。车载无线通信装置一般为与路侧无线通信装置相对应的V2X信号的通信单元，能够与路侧无线通信装置相互通信。
[0005]当系统工作时，路侧的车辆信息测量单元对车辆的运动信息进行测量，经处理器处理后得到车辆的定位信息，通过路侧无线通信装置将测量到的定位信息以无线信号的形式发送出去，车载无线通信装置接收所述无线信号，经过解码等步骤后，车辆就能得到自身的定位信息。
[0006]但是，这种车路协同车辆定位系统定位精度较差，传统的单纯依靠提高车辆信息测量单元测量精度的方法对改善整个系统定位精度的作用有限。

技术实现思路

[0007]为了弥补上述现有技术的不足，本专利技术提出一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法和系统。
[0008]本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
[0009]一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，包括如下步骤：S1、接收路侧系统发送的无线信号，并经过解码和处理后得到车辆的路侧定位信息(p
′
,v
′
)；S2、利用总时
延值Δt
total
对路侧定位信息(p
′
,v
′
)进行补偿，得到补偿后的车辆定位信息所述总时延值Δt
total
是指车辆收到的信息落后真实信息的时间差值；所述总时延值Δt
total
在时延测量阶段测量得到；或者从接收的路侧系统发送的固定时延值和发送时间戳并结合接收时间戳实时计算得到，所述固定时延值在时延测量阶段由测量的总时延值Δt
total
计算得到，并且预置在路侧系统中；所述时延测量阶段发生在时延补偿之前；步骤S2中，在时延测量阶段总时延值Δt
total
的测量方法包括如下步骤：TS1、在第一定位系统和第二定位系统重叠区，通第一定位系统获得车辆的第一定位信息(p,v)；并接收路侧系统发送的所述无线信号，从中得到由第二定位系统测得的车辆的第二定位信息(p
′
,v
′
)；其中第一定位系统的定位精度大于第二定位系统的定位精度；TS2、根据下式计算时延值：其中Δp＝p
‑
p
’
。
[0010]在一些实施例中，还包括如下的可选特征：
[0011]所述第一定位系统为GNSS卫星定位系统，所述第二定位系统为路侧定位系统；所述第一定位信息(p,v)为GNSS卫星定位信息，也可以是GNSS卫星定位信息与车辆传感器进行数据融合后得到的车辆定位信息；所述第二定位信息(p
′
,v
′
)为路侧定位信息；所述补偿方法为：
[0012][0013]还包括步骤：S3、利用惯性测量单元IMU测得车辆的加速度a
′
；则所述补偿后的定位信息为：
[0014][0015]以一定的频率运行，重复步骤TS1，得到n个卫星定位信息(p,v)和路侧定位信息(p
′
,v
′
)，则根据下式计算时延值：
[0016][0017][0018]其中，i、n为自然数，其中
[0019]步骤S2中，从接收的路侧系统发送的固定时延值和发送时间戳并结合接收时间戳实时计算得到得到总时延值Δt
total
的方法包括如下步骤：S2
’
、从路侧系统接收固定时延值并且计算可变时延值，由固定时延值加可变时延值实时得到总时延值Δt
total
；所述固定时延值为路侧处理器发送车辆定位信息之前由车辆信息测量单元测量和处理器处理所引起的时延，包括路侧系统车辆信息测量单元的测量用时和路侧处理器处理车辆信息测量单元的测量信息得到车辆定位信息所花的时间，所述固定时延值在时延测量阶段在第一定位系统和第二定位系统重叠区测量得到并且预置在路侧系统中，通过路侧无线通信装置发送给
车载系统；所述可变时延为从路侧处理器发送车辆定位信息到车载处理器接收到车辆定位信息所花的时间，包括路侧无线通信装置编码、无线信号传输、车载无线通信装置解码和车载处理器数据读取环节的用时。
[0020]所述步骤S2
’
包括：S2
’‑
1、在时延测量阶段，在第一定位系统和第二定位系统重叠区，从路侧接收无线信号，从中解码获得车辆定位信息(p
′
,v
′
)和该信息的发送时间戳t”，并且读取车载时钟单元的时钟信息作为路侧系统接收时间戳t
′
；S2
’‑
2、车载处理器读取车载时钟单元的时钟信息作为车载系统接收时间戳t和车载系统卫星导航接收机提供的车辆定位信息(p,v)；S2
’‑
3、根据下式计算固定时延值
[0021]Δt
road
＝Δt
total
‑
δt
[0022]其中，
[0023]以一定的频率运行，重复步骤S2
’‑
1和S2
’‑
2，得到路侧系统m个时点的m个时延值，则固定时延值为
[0024][0025]其中，δt
i
＝t
i<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，其特征在于包括如下步骤：S1、接收路侧系统发送的无线信号，并经过解码和处理后得到车辆的路侧定位信息(p
′
，v
′
)；S2、利用总时延值Δt
total
对路侧定位信息(p
′
，v
′
)进行补偿，得到补偿后的车辆定位信息所述总时延值Δt
total
是指车辆收到的信息落后真实信息的时间差值；所述总时延值Δt
total
在时延测量阶段测量得到；或者从接收的路侧系统发送的固定时延值和发送时间戳并结合接收时间戳实时计算得到，所述固定时延值在时延测量阶段由测量的总时延值Δt
total
计算得到，并且预置在路侧系统中；所述时延测量阶段发生在时延补偿之前；步骤S2中，在时延测量阶段总时延值Δt
total
的测量方法包括如下步骤：TS1、在第一定位系统和第二定位系统重叠区，通过第一定位系统获得车辆的第一定位信息(p，v)；并接收路侧系统发送的所述无线信号，从中得到由第二定位系统测得的车辆的第二定位信息(p
′
，v
′
)；其中第一定位系统的定位精度大于第二定位系统的定位精度；TS2、根据下式计算时延值：其中Δp＝p
‑
p
′
。2.如权利要求1所述的一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，其特征在于，所述第一定位系统为GNSS卫星定位系统，所述第二定位系统为路侧定位系统；所述第一定位信息(p，v)为GNSS卫星定位信息，也可以是GNSS卫星定位信息与车辆传感器进行数据融合后得到的车辆定位信息；所述第二定位信息(p
′
，v
′
)为路侧定位信息；所述补偿方法为：)为路侧定位信息；所述补偿方法为：3.如权利要求1所述的一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，其特征在于，还包括步骤：S3、利用惯性测量单元IMU测得车辆的加速度a
′
；则所述补偿后的定位信息为：；则所述补偿后的定位信息为：4.如权利要求1所述的一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，其特征在于，以一定的频率运行，重复步骤TS1，得到n个卫星定位信息(p，v)和路侧定位信息(p
′
，v
′
)，则根据下式计算时延值：根据下式计算时延值：其中，i、n为自然数，其中Δp
i
＝p
i
‑
p
′
i
。5.如权利要求1所述的一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，其特征在于，步骤S2中，从接收的路侧系统发送的固定时延值和发送时间戳并结合接收时间戳实时计算得到得到总时延值Δt
total
的方法包括如下步骤：S2
’
、从路侧系统接收固定时延值并且计算可变时延值，由固定时延值加可变时延值实
时得到总时延值Δt
total
；所述固定时延值为路侧处理器发送车辆定位信息之前由车辆信息测量单元测量和处理器处理所引起的时延，包括路侧系统车辆信息测量单元的测量用时和路侧处理器处理车辆信息测量单元的测量信息得到车辆定位信息所花的时间，所述固定时延值在时延测量阶段在第一定位系统和第二定位系统重叠区测量得到并且预置在路侧系统中，通过路侧无线通信装置发送给车载系统；所述可变时延为从路侧处理器发送车辆定位信息到车载处理器接收到车辆定位信息所花的时间，包括路侧无线通信装置编码、无线信号传输、车载无线通信装置解码和车载处理器数据读取环节的用时。6.如权利要求5所述的一种提高车路协同车辆定位系统定位精度的方法，其特征在于，所述步骤S2
’
包括：S2
’‑
1、在时延测量阶段，在第一定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔智杰，
申请(专利权)人：深圳致成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：