车载电子标签的定位装置、方法和路测单元制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种车载电子标签的定位装置、方法和路测单元。其中，定位装置包括：相控阵天线、信号处理单元、FPGA处理单元和DSP运算单元；相控阵天线分别与信号处理单元和FPGA处理单元连接，信号处理单元分别与FPGA处理单元和DSP运算单元连接，FPGA处理单元与DSP运算单元连接；FPGA处理单元，用于通过波束扫描定位算法获得车载电子标签的第一定位结果；DSP运算单元，用于通过基于MUSIC算法的超高分辨率定位算法获得车载电子标签的第二定位结果，并根据第一定位结果和第二定位结果确定车载电子标签的位置。本发明专利技术提供的车载电子标签的定位装置，提升了车载电子标签的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
车载电子标签的定位装置、方法和路测单元
本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种车载电子标签的定位装置、方法和路测单元。
技术介绍
为了节省车辆缴纳高速路费的时间，高速公路收费站通过不停车收费系统(ElectronicTollCollection，ETC)来实现不停车收费。ETC系统包括设置在车辆上的车载电子标签(OnboardUnit，OBU)和设置在收费站的路侧单元(RoadSideUnit，RSU)。当车辆通过高速路收费站时，路侧单元可以通过车辆上的车载电子标签，自动从车载电子标签可读取的支付卡上扣除高速路费，从而实现不停车收费。随着城市化的发展，ETC车道的车流量不断增加，在一些车流量很大的站点，已经出现了同向多车道的应用模式。当一个ETC车辆驶入其中一条ETC车道时，会对本车道内的其他ETC车辆以及相邻ETC车道内的ETC车辆造成干扰，即跟车干扰或者邻道干扰。此时，如果路测单元不能准确区分各个ETC车辆的位置，就会造成误放行或者重复扣费问题。例如：位于相邻两个车道的两个ETC车辆，如果将本车道内ETC车辆的位置定位为在另一个车道上，则可能从本车道ETC车辆的车载电子标签可读取的支付卡上扣除高速路费，却将另一个车道上的ETC车辆误放行。而本车道内的ETC车辆在通行时就会重复扣费。可见，跟车干扰或者邻道干扰问题已经严重影响了ETC车辆车主的利益，因此，如何准确定位ETC车辆的位置亟待解决。
技术实现思路
本专利技术提供一种车载电子标签的定位装置、方法和路测单元，提升了车载电子标签的定位精度。本专利技术提供的车载电子标签的定位装置，包括：相控阵天线、信号处理单元、FPGA处理单元和DSP运算单元；所述相控阵天线分别与所述信号处理单元和所述FPGA处理单元连接，所述信号处理单元分别与所述FPGA处理单元和所述DSP运算单元连接，所述FPGA处理单元与所述DSP运算单元连接；所述相控阵天线，用于接收车载电子标签发送的射频信号；所述信号处理单元，用于将所述射频信号转换为数字信号；所述FPGA处理单元，用于根据所述数字信号通过波束扫描定位算法获得所述车载电子标签的第一定位结果；所述DSP运算单元，用于根据所述数字信号通过基于MUSIC算法的超高分辨率定位算法获得所述车载电子标签的第二定位结果，并根据所述第一定位结果和所述第二定位结果确定所述车载电子标签的位置。可选的，所述DSP运算单元具体用于：根据所述第一定位结果和所述第二定位结果获得所述车载电子标签的定位偏差；若所述定位偏差位于预设偏差范围内，则将所述第一定位结果指示的位置或者所述第二定位结果指示的位置作为所述车载电子标签的位置。可选的，所述第一定位结果为所述车载电子标签的第一坐标值(X1，Y1)，所述第二定位结果为所述车载电子标签的第二坐标值(X2，Y2)。可选的，所述定位偏差包括：X方向上的第一偏差|X1-X2|和Y方向上的第二偏差|Y1-Y2|；所述定位偏差位于预设偏差范围内，包括：所述第一偏差小于第一预设阈值，且所述第二偏差小于第二预设阈值。可选的，所述定位偏差为所述第一坐标值与所述第二坐标值之间的距离。可选的，所述第一定位结果为所述射频信号的第一波达方向，所述第二定位结果为所述射频信号的第二波达方向；所述定位偏差为所述第一波达方向与所述第二波达方向的差值。本专利技术提供的路测单元，包括本专利技术任一实施例提供的车载电子标签的定位装置。本专利技术提供的车载电子标签的定位方法，包括：接收车载电子标签发送的射频信号；将所述射频信号转换为数字信号；根据所述数字信号通过波束扫描定位算法获得所述车载电子标签的第一定位结果；根据所述数字信号通过基于多信号分类MUSIC算法的超高分辨率定位算法获得所述车载电子标签的第二定位结果；根据所述第一定位结果和所述第二定位结果确定所述车载电子标签的位置。本专利技术提供一种车载电子标签的定位装置、方法和路测单元。本专利技术提供的车载电子标签的定位装置，FPGA处理单元根据数字信号通过波束扫描定位算法获得车载电子标签的第一定位结果，DSP运算单元用于根据数字信号通过基于MUSIC算法的超高分辨率定位算法获得车载电子标签的第二定位结果。将FPGA波束扫描定位与DSP超高分辨率定位相融合，有效提高了相控阵天线的抗干扰能力，提高了车载电子标签的定位准确度。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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的车载电子标签的定位装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的车载电子标签的定位方法的流程图。附图标记说明：11：相控阵天线；12：信号处理单元；13：FPGA处理单元；14：DSP运算单元。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的车载电子标签的定位装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的车载电子标签的定位装置，可以包括：相控阵天线11、信号处理单元12、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)处理单元13和数字信号处理(DigitalSignalProcessing，DSP)运算单元14。相控阵天线11分别与信号处理单元12和FPGA处理单元13连接，信号处理单元12分别与FPGA处理单元13和DSP运算单元14连接，FPGA处理单元13与DSP运算单元14连接。相控阵天线11，用于接收车载电子标签发送的射频信号。信号处理单元12，用于将射频信号转换为数字信号。FPGA处理单元13，用于根据数字信号通过波束扫描定位算法获得车载电子标签的第一定位结果。DSP运算单元14，用于根据数字信号通过基于多信号分类(multiplesignalclassification，MUSIC)算法的超高分辨率定位算法获得车载电子标签的第二定位结果，并根据第一定位结果和第二定位结果确定车载电子标签的位置。本实施例提供的车载电子标签的定位装置，在结构上，包括相控阵天线11、信号处理单元12、FPGA处理单元13和DSP运算单元14。相控阵天线11为可以通过控制天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。在本实施例中，相控阵天线11中各个辐射单元的馈电相位可以由FPGA处理单元13控制。相控阵天线11在ETC车道区域形成了一定的覆盖范围。覆盖范围可以根据相控阵天线11的不同、ETC车道区域的不同而有所不同。例如：覆盖范围可以包括道路宽度方向2.5～4米，道路行车方向0～10米。FPGA处理单元13可以为包括FPGA芯片的外围电路。DSP运算单元14可以为包括DSP芯片的外围电路。本实施例提供的车载电子标签的定位装置，实现车辆定位的原理如下：ETC车辆驶入ETC车道区域后，ETC车辆上的车载电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载电子标签的定位装置，其特征在于，包括：相控阵天线、信号处理单元、现场可编程门阵列FPGA处理单元和数字信号处理DSP运算单元；所述相控阵天线分别与所述信号处理单元和所述FPGA处理单元连接，所述信号处理单元分别与所述FPGA处理单元和所述DSP运算单元连接，所述FPGA处理单元与所述DSP运算单元连接；所述相控阵天线，用于接收车载电子标签发送的射频信号；所述信号处理单元，用于将所述射频信号转换为数字信号；所述FPGA处理单元，用于根据所述数字信号通过波束扫描定位算法获得所述车载电子标签的第一定位结果；所述DSP运算单元，用于根据所述数字信号通过基于多信号分类MUSIC算法的超高分辨率定位算法获得所述车载电子标签的第二定位结果，并根据所述第一定位结果和所述第二定位结果确定所述车载电子标签的位置。

【技术特征摘要】
1.一种车载电子标签的定位装置，其特征在于，包括：相控阵天线、信号处理单元、现场可编程门阵列FPGA处理单元和数字信号处理DSP运算单元；所述相控阵天线分别与所述信号处理单元和所述FPGA处理单元连接，所述信号处理单元分别与所述FPGA处理单元和所述DSP运算单元连接，所述FPGA处理单元与所述DSP运算单元连接；所述相控阵天线，用于接收车载电子标签发送的射频信号；所述信号处理单元，用于将所述射频信号转换为数字信号；所述FPGA处理单元，用于根据所述数字信号通过波束扫描定位算法获得所述车载电子标签的第一定位结果；所述DSP运算单元，用于根据所述数字信号通过基于多信号分类MUSIC算法的超高分辨率定位算法获得所述车载电子标签的第二定位结果，并根据所述第一定位结果和所述第二定位结果确定所述车载电子标签的位置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP运算单元具体用于：根据所述第一定位结果和所述第二定位结果获得所述车载电子标签的定位偏差；若所述定位偏差位于预设偏差范围内，则将所述第一定位结果指示的位置或者所述第二定位结果指示的位置作为所述车载电子标签的位置。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一定位结果为所述车载电子标签的第一坐标值(X1，Y1)，所述第二定位结果为所述车载电子标签的第二坐标值(X2，Y2)。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述定位偏差包括：X方向上的第一偏差|X1-X2|和Y方向上的第二偏差|Y1-Y2|；所述定位偏差位于预...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂杰，崔海群，蔡隽，刘国强，秦建良，龚吕，乔健，
申请(专利权)人：北京聚利科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11