一种用于V2X设备的室内定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于V2X设备的室内定位系统及方法，该室内定位系统包括：GPS信号增强子系统，用于将室外GPS信号增强后引入室内，包括依次连接的室外GPS接收天线、GPS信号放大器和室内GPS发射天线；超宽带UWB定位子系统，用于依据室内GPS发射天线发射的增强后GPS信号进行室内定位，包括安装部署在室内外交汇处的超宽带UWB定位基站、以及用于输出自身所在位置相对于所述定位基站平面坐标的定位标签；其中，定位标签部署在V2X设备上。与现有技术相比，本发明专利技术可为V2X设备在室内外环境提供统一连续的GPS信号。连续的GPS信号。连续的GPS信号。

【技术实现步骤摘要】
一种用于V2X设备的室内定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能交通
，尤其是涉及一种用于V2X设备的室内定位系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，C
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V2X在技术上已具备了大规模商用的能力。为促进C
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V2X的商用部署，仍需车辆、交通、通信等行业以及行业组织和政府进行跨部门协同规划，共同对车载终端的搭载率、路侧设施的部署、管理平台的搭建以及标准和测试验证等方面做出整体规划。C
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V2X产业化是一个浩大的工程，若缺少整体规划，任一环节的缺失可能都将无法实现产业化目标。
[0003]OBU是构成车联网的关键节点，承载着实现V2V、V2I、V2P以及V2N之间信息交互的任务，参与了车联网体系中的大部分信息交互行为，将是未来单车IP的承载主体。一款OBU设备主要包括通信芯片、通信模组、定位模块、安全芯片、V2X协议栈以及V2X应用软件几部分。作为C
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V2X体系中最活跃的部分，车载终端产业参与者众多，产业架构也逐渐清晰。
[0004]RSU主要通过路侧感知单元(如高清摄像头、微波雷达等)对道路交通信息进行感知，并将相关信息对覆盖范围内的车载终端进行广播，结合多接入边缘计算技术(MEC)还能实现对区域内的交互数据进行存储、处理、资源调度以及应用服务计算。除此之外，结合电子交管设施(如交通信号灯、公路监视系统、公路情报板等)还能实现基于交通信号以及交通流量数据的应用场景。路侧单元(RSU)结合感知单元、计算决策单元以及电子交管设施，共同构成了C
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V2X道路子系统(I)，实现与车辆子系统(V)、中心子系统(N)以及个人子系统(P)的信息交互。从RSU产业架构的角度看，同样包括了通信芯片、通信模组、定位模块、安全芯片、V2X协议栈、V2X应用软件几部分。
[0005]一方面，OBU、RSU设备需要定位模块中的GNSS系统提供授时信号，从而保证设备的正常工作；另一方面，很多V2X场景实现依赖于高精度的定位。通过C
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V2X技术解决基础安全应用最关键的一个点就是要获得对当前车辆状态的感知，包括位置、速度等，如此才能供应用层基于车和车之间的相对位置、速度、驾驶意图等信息做出安全性的预警，因此在C
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V2X中，定位问题是一定要解决的。高精度定位对于C
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V2X的重要意义不亚于GNSS授时信号本身。
[0006]但是目前在室内或GPS信号受遮挡的区域，如停车场、高楼街区、隧道中，GPS信号大幅衰弱，致使V2X设备无法正常工作。此外，虽然室内提供了如UWB、WiFi、蓝牙，以及摄像头、激光雷达等传感器定位方案，但是这些定位结果数据无法直接被V2X设备所使用，进而无法支持上层V2X场景的实现，如室内碰撞预警。如何针对室内外场景，构建连续的定位方法，实现室内V2X应用场景的开展，特别是依赖于高精度定位的室内碰撞预警实现，目前还没有相关研究。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种用于V2X设备
的室内定位系统及方法，解决了V2X设备因室内GPS信号衰减而无法工作的问题，使得V2X功能可以从室外扩展到室内或者因高楼、隧道而遮挡的区域，保证了V2X场景实现的连续性。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于V2X设备的室内定位系统，用于为V2X设备提供统一连续的GPS信号，该室内定位系统包括：
[0010]GPS信号增强子系统，用于将室外GPS信号增强后引入室内，包括依次连接的室外GPS接收天线、GPS信号放大器和室内GPS发射天线；
[0011]超宽带UWB定位子系统，用于依据室内GPS发射天线发射的增强后GPS信号进行室内定位，包括安装部署在室内外交汇处的超宽带UWB定位基站、以及用于输出自身所在位置相对于所述定位基站平面坐标的超宽带UWB定位标签；其中，超宽带UWB定位标签部署在V2X设备上。
[0012]优选地，所述GPS信号增强子系统中的室外GPS接收天线、GPS信号放大器和室内GPS发射天线为集成设置。
[0013]优选地，所述超宽带UWB定位子系统中的超宽带UWB定位基站和超宽带UWB定位标签为集成设置。
[0014]优选地，所述室外GPS接收天线与GPS信号放大器之间、GPS信号放大器与室内GPS发射天线之间为有线连接。
[0015]优选地，所述GPS信号增强子系统中还集成有馈电放大器，所述馈电放大器安装在室外GPS接收天线与GPS信号放大器之间的线路上、或GPS信号放大器和室内GPS发射天线之间的线路上。
[0016]优选地，所述安装在室外GPS接收天线与GPS信号放大器之间的馈电放大器为无源馈电放大器，GPS信号放大器和室内GPS发射天线之间的馈电放大器为有源馈电放大器。
[0017]优选地，所述馈电放大器的数量依据线路长度适应设置。
[0018]优选地，所述GPS信号增强子系统中包括一个或多个室内GPS发射天线。
[0019]优选地，所述超宽带UWB定位子系统中包括一个或多个超宽带UWB定位基站，一个或多个定位标签。
[0020]根据本专利技术的第二方面，一种用于V2X设备的室内定位方法，该方法包括以下步骤：
[0021]步骤S1、部署所述的室内定位系统；
[0022]步骤S2、对超宽带UWB定位基站进行标定，得到超宽带UWB定位基站的GPS坐标；
[0023]步骤S3、采用墨卡尔UTM投影转换方法将超宽带UWB定位基站的GPS坐标转换成与WGS84坐标相对应的墨卡尔UTM平面坐标；
[0024]步骤S4、部署有定位标签的室内V2X设备进行室内定位。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0026]1)本专利技术针对室内场景或者GPS信号被遮挡的场景，如高楼街区、隧道，采用GPS信号增强系统将室外GPS信号增强后引入室内，为V2X设备提供正常工作所必需的稳定的GNSS信号；
[0027]2)采用UWB定位系统，可以有效提高室内定位的精度，满足部分V2X场景对高精度定位的需要，如室内碰撞预警；
[0028]3)利用UTM转换方法将其转换成跟WGS84坐标相对应的UTM平面坐标，实现GPS坐标和UWB系统坐标的统一，保证依赖于高精度定位的V2X场景的开展。
附图说明
[0029]图1为根据本专利技术的用于V2X的室内定位系统及实现方法的架构图；
[0030]图2为根据本专利技术的用于V2X的室内定位系统及实现方法的GPS信号增强框图；
[0031]图3为根据本专利技术的用于V2X的室内定位系统及实现方法的GPS信号增强系统的部署示意图；
[0032]图4为根据本专利技术的用于V2X的室内定位系统及实现方法的UWB定位基站的部署示意图。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于V2X设备的室内定位系统，用于为V2X设备提供统一连续的GPS信号，其特征在于，该室内定位系统包括：GPS信号增强子系统，用于将室外GPS信号增强后引入室内，包括依次连接的室外GPS接收天线、GPS信号放大器和室内GPS发射天线；超宽带UWB定位子系统，用于依据室内GPS发射天线发射的增强后GPS信号进行室内定位，包括安装部署在室内外交汇处的超宽带UWB定位基站、以及用于输出自身所在位置相对于所述定位基站平面坐标的超宽带UWB定位标签；其中，超宽带UWB定位标签部署在V2X设备上。2.根据权利要求1所述的一种用于V2X设备的室内定位系统，其特征在于，所述GPS信号增强子系统中的室外GPS接收天线、GPS信号放大器和室内GPS发射天线为集成设置。3.根据权利要求1所述的一种用于V2X设备的室内定位系统，其特征在于，所述超宽带UWB定位子系统中的超宽带UWB定位基站和超宽带UWB定位标签为集成设置。4.根据权利要求1所述的一种用于V2X设备的室内定位系统，其特征在于，所述室外GPS接收天线与GPS信号放大器之间、GPS信号放大器与室内GPS发射天线之间为有线连接。5.根据权利要求4所述的一种用于V2X设备的室内定位系统，其特征在于，所述GPS信号增强子系统中还集成有馈电放大器，所述馈电放大器安装在室...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，周扬，沈奇，王新红，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：