用于在多个车辆中进行精确相对定位的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于在多个车辆中进行精确相对定位的方法和设备。使用ＧＰＳ信息来确定多个车辆相对于主车辆的位置和速度的系统和方法。所述方法包括建立在每个车辆和主车辆之间限定加权基线的车辆和每个其它车辆的图表，其中，所述加权基线限定车辆之间的几何精度因子。所述方法然后使用所述加权基线基于最低几何精度因子来确定在主车辆和每个其它车辆之间的最佳基线。所述方法然后使用所述最佳基线来计算所有车辆和主车辆之间的相对位置和速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及用于确定多个车辆相对于主车辆的位置和速度的系统和方法， 且更具体地涉及使用GPS信号来确定多个车辆相对于主车辆的位置和速度的系统和方法， 其中，所述系统计算所述车辆之间的最佳基线。
技术介绍
多个车辆的短基线精确相对定位具有很多民用应用。通过使用实时的相对GPS信 号，车辆能够建立配备有GPS接收器和数据通信信道(例如，专用短程通信(DSRC)信道) 的周围车辆(车辆至车辆目标地图)的相对位置和速度的分米以下水平的准确性。该协作 安全系统能够以与雷达系统相同的方式提供位置和速度信息。为了进行精确相对定位，车辆需要传送其原始GPS数据，例如代码范围、载波相位 和多普勒测量值。在涉及大量车辆的拥挤交通情形下，这样做所需的带宽将成问题。 The Radio Technical Commission for Maritime Service SpecialCommittee 104(RTCM SC104)中所定义的数据格式包括不想要的冗余性。例如，信息类型#1 (L1C/A代 码相位校正)用0. 02米分辨率一致地量化校正值。伪距测量值因而被表示在士0. 2X215 米的范围内。然而，伪距测量值通常限于大约士 15米。因而应当注意的是，如果RTCM协议 直接用于协作安全系统，将会发生过多的带宽浪费。
技术实现思路
根据本专利技术的教导，公开了使用GPS信息来确定多个车辆相对于主车辆的位置和 速度的系统和方法。所述方法包括建立在每个车辆和主车辆之间限定加权基线的车辆和每 个其它车辆的图表，其中，所述加权基线限定车辆之间的几何精度因子。所述方法然后使用 所述加权基线基于几何精度因子来确定在主车辆和每个其它车辆之间具有最低几何精度 因子的最佳基线。所述方法然后使用所述最佳基线来计算所有车辆和主车辆之间的相对位 置和速度。方案1 一种确定主车辆和多个其它车辆之间的相对位置和速度的方法，所述方 法包括由所述主车辆接收关于其它车辆的位置的GPS信息；建立在每个车辆和主车辆之间限定加权基线的车辆和每个其它车辆的加权图表， 其中，所述加权基线限定车辆之间的几何精度因子；使用所述加权基线来确定主车辆和每个其它车辆之间的最佳基线，其中所述最佳 基线是最低几何精度因子；以及使用所述最佳基线来计算所有车辆和主车辆之间的相对位置和速度。方案2 根据方案1所述的方法，其中建立加权图表包括使用单基线精确定位算 法。方案3 根据方案1所述的方法，其中建立加权图表包括使用多车辆精确相对定位算法。方案4:根据方案3所述的方法，其中多车辆精确相对定位算法采用 Bellman-Ford 算法。方案5 根据方案3所述的方法，其中多车辆精确相对定位算法采用Dijkstra算法。方案6 根据方案1所述的方法，其中确定最佳基线包括采用状态跟踪滤波器，所 述状态跟踪滤波器估计三个位置和三个速度分量。方案7 根据方案6所述的方法，其中所述状态跟踪滤波器接收每个车辆的独立 位置、卫星星历表信号和GPS观测信号的双重差分。方案8 根据方案1所述的方法，其中接收GPS信息包括接收卫星星历表、代码范 围、载波相位和多普勒频移观测信息。方案9 根据方案1所述的方法，其中确定最佳基线包括确定主车辆和另一车辆 之间的几何精度因子，所述几何精度因子取决于对于该基线而言共用卫星的数量和共同卫 星的星座。方案10 根据方案1所述的方法，其中确定主车辆和每个其它车辆之间的最佳基 线包括确定最佳基线不是从主车辆到其它车辆的直接基线，而是通过一个以上的车辆的基 线。方案11 一种确定主车辆和多个其它车辆之间的相对位置和速度的方法，所述方 法包括由所述主车辆接收关于其它车辆的位置的GPS信息，所述GPS信息包括卫星星历 表、代码范围、载波相位和多普勒频移观测信息；建立在每个车辆和主车辆之间限定加权基线的车辆和每个其它车辆的加权图表， 其中，所述加权基线限定车辆之间的几何精度因子，其中，确定几何精度因子取决于对于该 基线而言共用卫星的数量和共同卫星的星座；使用所述加权基线来确定主车辆和每个其它车辆之间的最佳基线，其中所述最佳 基线是最低几何精度因子；以及使用所述最佳基线来计算所有车辆和主车辆之间的相对位置和速度。方案12 根据方案11所述的方法，其中建立加权图表包括使用单基线精确定位 算法或多车辆精确相对定位算法。方案13 根据方案11所述的方法，其中确定最佳基线包括采用状态跟踪滤波器， 所述状态跟踪滤波器估计三个位置和三个速度分量。方案14 根据方案13所述的方法，其中所述状态跟踪滤波器接收每个车辆的独 立位置、卫星星历表信号和GPS观测信号的双重差分。方案15 根据方案11所述的方法，其中确定主车辆和每个其它车辆之间的最佳 基线包括确定最佳基线不是从主车辆到其它车辆的直接基线，而是通过一个以上的车辆的基线。方案16 —种确定主车辆和多个其它车辆之间的相对位置和速度的系统，所述系 统包括用于由所述主车辆接收关于车辆位置的GPS信息的装置；用于建立在每个车辆和主车辆之间限定加权基线的车辆和每个其它车辆的加权 图表的装置，其中，所述加权基线限定车辆之间的几何精度因子，其中，几何精度因子取决 于对于该基线而言共用卫星的数量和共同卫星的星座；用于使用所述加权基线来确定主车辆和每个其它车辆之间的最佳基线的装置，其 中所述最佳基线是最低几何精度因子；以及用于使用所述最佳基线来计算所有车辆和主车辆之间的相对位置和速度的装置。方案17 根据方案16所述的系统，其中用于建立加权图表的装置使用单基线精 确定位算法或多车辆精确相对定位算法。方案18 根据方案16所述的系统，其中用于确定最佳基线的装置采用状态跟踪 滤波器，所述状态跟踪滤波器估计三个位置和三个速度分量。方案19 根据方案18所述的系统，其中所述状态跟踪滤波器接收每个车辆的独 立位置、卫星星历表信号和GPS观测信号的双重差分。方案20 根据方案16所述的系统，其中用于确定主车辆和每个其它车辆之间的 最佳基线的装置确定最佳基线不是从主车辆到其它车辆的直接基线，而是通过一个以上的 车辆的基线。本专利技术的附加特征将从以下说明和所附权利要求书结合附图显而易见。 附图说明图1是用于主车辆和远程车辆的系统通信架构的框图；图2是示出了图1所示的架构中的处理单元的操作的流程图；图3是示出了用于求解车辆之间的相对位置和速度矢量的过程的框图；图4是车辆和卫星之间的相对位置的图示；图5(a)是示出了车辆主节点和其它车辆节点的图表的图示，其中具有相对于车 辆主节点和其它车辆节点的基线；图5(b)示出了包括主节点和其它车辆节点的最佳生成树，其中具有在主节点和 其它车辆节点之间的最佳基线；图6是示出了多车辆精确相对定位的过程的流程图；图7是示出了 GPS测量值的压缩的系统的框图；图8是示出了用于解压缩GPS测量值的系统的框图；图9是提出的压缩方案的总体框图；图10是协议堆栈的图示；图11是帧序列的示例；图12是示出了用于建立Huffman码字字典的过程的流程图；和图13是用于编码GPS数据以便传输的算法的流程图。具体实施例方式涉及使用GPS信号和最佳生成树分析来确定多个车辆相对于主车辆的位置和速 度的系统和方法的本专利技术实施例的以下讨论本质上仅仅是示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定主车辆和多个其它车辆之间的相对位置和速度的方法，所述方法包括：由所述主车辆接收关于其它车辆的位置的ＧＰＳ信息；建立在每个车辆和主车辆之间限定加权基线的车辆和每个其它车辆的加权图表，其中，所述加权基线限定车辆之间的几何精度因子；使用所述加权基线来确定主车辆和每个其它车辆之间的最佳基线，其中所述最佳基线是最低几何精度因子；以及使用所述最佳基线来计算所有车辆和主车辆之间的相对位置和速度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S曾，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]