一种基于UWB技术无线定位车辆的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于UWB技术无线定位车辆的系统，所述基于UWB技术无线定位车辆的系统包括：设置于高速公路的路侧定位模块、设置在车辆上的车载定位模块以及数据分析模块。本发明专利技术提供的基于UWB技术无线定位车辆的系统，通过利用路侧定位模块的UWB基站和车载定位模块的UWB定位标签获得精确的定位信息，并且能够通过数据分析模块获得汽车的实时姿态信息和行驶路径定位，实现了环境恶劣的情况下的稳定、低干扰的效果，高速行驶情况下的高精度的定位的目的，更好的保障了自动驾驶车辆在高速公路行驶中的可靠性和安全性。公路行驶中的可靠性和安全性。公路行驶中的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB技术无线定位车辆的系统


[0001]本专利技术属于车辆定位
，涉及一种基于UWB技术无线定位车辆的系统。

技术介绍

[0002]目前越来越多的新型汽车服务和应用对于定位提出了更高的要求，常见的定位方式已经越来越不能满足其需求，并且定位技术是车联网的关键技术之一，为了保证汽车自动驾驶在高速道路中安全可靠的运行，需要提供高精度的定位信息。
[0003]如今常用的汽车定位方法，如车用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)导航定位，GPS定位卫星信号易受到建筑物遮挡，使卫星信号弱或丢失，导致卫星定位位置产生较大偏差，并且GPS定位属于被动定位，仅有汽车收到定位信息；惯导定位方式通过陀螺仪和加速度计将运动物体的运动状态对时间进行积分，最终解算出物体位置信息，由于车辆运行中的抖动，长时间的惯导定位会累积积分误差，惯导定位方式累积误差增加；视觉里程算法定位方法中摄像头对光线敏感，恶劣环境情况会影响摄像头拍摄的图像曝光，高速运行的车辆也会使图像变得模糊和扭曲，导致从图像中提取道路特征值的算法难度被提高，以至于图像处理算法失效。
[0004]鉴于此，本领域亟需一种有效的解决方法，以实现在恶劣的高速公路情况下汽车的精准定位，保障自动驾驶汽车在行驶过程中的安全可靠性。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于UWB技术无线定位车辆的系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术实施例提供了一种基于UWB技术无线定位车辆的系统，所述基于UWB技术无线定位车辆的系统包括：设置于高速公路的路侧定位模块、设置在车辆上的车载定位模块以及数据分析模块，其中：
[0007]所述路侧定位模块，用于扫描定位区域的目标车辆，根据高速公路上目标车辆的所述车载定位模块，接收所述车载定位模块发送的超带宽信号并且向所述车载定位模块发送超带宽信号，并向所述目标车辆发送时钟同步指令；
[0008]所述车载定位模块，用于接收所述路侧定位模块发送的超带宽信号并且向所述路侧定位模块发送UWB定位标签的超带宽信号，接收所述时钟同步指令，之后调整所述目标车辆的UWB定位标签的芯片时钟，使所述路侧定位模块和所述路侧定位模块时钟同步；
[0009]所述路侧定位模块，用于接收所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号，以根据所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号和UWB基站的位置得到所述目标车辆的UWB定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度，并将相对UWB基站的位置、距离和角度发送至所述数据分析模块；
[0010]所述数据分析模块，用于根据所述目标车辆的定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度得出所述目标车辆的定位信息和姿态信息，并获取且存储当前路段的交通环境情
况。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述路侧定位模块包括第一数据通信单元、第一同步控制单元和UWB基站单元，其中：
[0012]所述第一数据通信单元，用于与所述车载定位模块和所述数据分析模块进行数据传输和通信，并向所述车载定位模块发送时钟同步指令；
[0013]所述第一同步控制单元，用于同步所述目标汽车的UWB定位标签和UWB基站的时钟；
[0014]所述UWB基站单元，用于发送所述超带宽信号和接收所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号，并根据所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号和UWB基站的超带宽信号计算UWB定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，多个所述路侧定位模块间隔分布于高速公路两侧。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述车载定位模块包括第二数据通信单元、第二同步控制单元和UWB标签单元，其中：
[0017]所述第二数据通信单元，用于与所述车载定位模块和所述数据分析模块进行数据传输和通信，接收所述时钟同步指令，并接收所述数据分析模块发送的所述目标车辆的定位信息和姿态信息；
[0018]所述第二同步控制单元，用于在所述第二数据通信单元接收所述时钟同步指令后，同步所述目标汽车的UWB定位标签和UWB基站的时钟；
[0019]所述UWB标签单元，用于接收所述超带宽信号，并向所述UWB基站单元发送所述UWB定位标签的超带宽信号，与所述UWB基站单元进行通信。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，5个所述UWB标签单元分别放置于所述目标车辆的四周和几何中心，通过设置于所述目标车辆的四周的4个所述UWB标签单元定位所述目标车辆的几何边界位置，以确定所述目标车辆的姿态信息，通过设置于所述目标车辆的几何中心的所述UWB标签单元得到所述目标车辆的定位信息。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述第二同步控制单元利用有线时钟同步方式或者无线时钟同步方式进行时钟同步。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述第一数据通信单元和所述第二数据通信单元均包括数据发送单元和数据接收单元。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述第一数据通信单元和所述第二数据通信单元通过3G、4G或5G通信方式。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，所述数据分析模块包括边缘计算单元和云计算平台，其中：
[0025]所述边缘计算单元，用于根据所述目标车辆的定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度、所述UWB基站的绝对位置得出所述目标车辆的定位信息和姿态信息，并将所述目标车辆的定位信息和姿态信息发送至所述第二数据通信单元；
[0026]所述云计算平台，用于存储所述目标车辆的定位信息和姿态信息，并根据所述目标车辆的定位信息和姿态信息分析出当前高速公路的交通情况，将所述交通情况以可视化方式输出。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述边缘计算单元，还用于得到所述目标车辆的行驶
轨迹和历史位置信息，并将所述目标车辆的行驶轨迹和历史位置信息存储至所述云计算平台。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0029]1、本专利技术提供的基于UWB技术无线定位车辆的系统，通过利用路侧定位模块的UWB基站和车载定位模块的UWB定位标签获得精确的定位信息，并且能够通过数据分析模块获得汽车的实时姿态信息和行驶路径定位，实现了环境恶劣的情况下的稳定、低干扰的效果，高速行驶情况下的高精度的定位的目的，更好的保障了自动驾驶车辆在高速公路行驶中的可靠性和安全性。
[0030]2、本专利技术采用云计算平台收集并且存储定位区域目标车辆的定位信息，改善了监管者无法实时监控的问题，通过数据上传到云计算平台，交通监管者可实时监控云计算平台推送的交通数据信息，极大的改善了交通管理的难题。
[0031]3、本专利技术采用边缘计算节点进行数据处理和计算，提高了数据传输的效率，稳定了大量数据传输的情况，为高速公路上汽车实时定位提供了优良的通信保障，使其可运用在更加复杂恶劣的交通环境中。
[0032]4、本专利技术的定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB技术无线定位车辆的系统，其特征在于，所述基于UWB技术无线定位车辆的系统包括：设置于高速公路的路侧定位模块、设置在车辆上的车载定位模块以及数据分析模块，其中：所述路侧定位模块，用于扫描定位区域的目标车辆，根据高速公路上目标车辆的所述车载定位模块，接收所述车载定位模块发送的超带宽信号并且向所述车载定位模块发送超带宽信号，并向所述目标车辆发送时钟同步指令；所述车载定位模块，用于接收所述路侧定位模块发送的超带宽信号并且向所述路侧定位模块发送UWB定位标签的超带宽信号，接收所述时钟同步指令，之后调整所述目标车辆的UWB定位标签的芯片时钟，使所述路侧定位模块和所述路侧定位模块时钟同步；所述路侧定位模块，用于接收所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号，以根据所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号和UWB基站的位置得到所述目标车辆的UWB定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度，并将相对UWB基站的位置、距离和角度发送至所述数据分析模块；所述数据分析模块，用于根据所述目标车辆的UWB定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度得出所述目标车辆的定位信息和姿态信息，并获取且存储当前路段的交通环境情况。2.根据权利要求1所述的基于UWB技术无线定位车辆的系统，其特征在于，所述路侧定位模块包括第一数据通信单元、第一同步控制单元和UWB基站单元，其中：所述第一数据通信单元，用于与所述车载定位模块和所述数据分析模块进行数据传输和通信，并向所述车载定位模块发送时钟同步指令；所述第一同步控制单元，用于同步所述目标汽车的UWB定位标签和UWB基站的时钟；所述UWB基站单元，用于发送所述超带宽信号和接收所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号，并根据所述目标车辆的UWB定位标签的超带宽信号和UWB基站的超带宽信号计算UWB定位标签相对UWB基站的位置、距离和角度。3.根据权利要求2所述的基于UWB技术无线定位车辆的系统，其特征在于，多个所述路侧定位模块间隔分布于高速公路两侧。4.根据权利要求2所述的基于UWB技术无线定位车辆的系统，其特征在于，所述车载定位模块包括第二数据通信单元、第二同步控制单元和UWB标签单元，其中：所述第二数据通信单元，用于与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈睿，张金航，胡晓鹏，肖潇，杨俊，高露，石海新，张蕗怡，
申请(专利权)人：广州市丰海科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：