CN116761255B - 一种车辆定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆定位方法及装置,包括:基于车辆定位指令确认定位区域,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号得到目标接收信号集;根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标,基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式;获取定位距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标。本发明可解决对车辆进行定位时所产生的资源浪费及定位不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆定位技术领域,尤其涉及一种车辆定位方法及装置。
背景技术
随着经济的快速发展,越来越多的汽车在我国被投入使用。汽车行业中无人驾驶技术被大量的运用,为了保证无人驾驶技术的安全性,对应地,精确且及时的对车辆进行定位尤为重要。
目前关于车辆定位的方法包括:在环境中预设大量的信号锚节点,运用大量锚节点向待定位车辆发射信号,通过车辆接收信号并对信号进行分析实现对车辆的定位。
上述方法虽然可实现对车辆的定位, 但由于需要在环境中预设大量的锚节点且位于预构建的环境之外的车辆无法进行定位,且未考虑待定位车辆所接收的信号存在误差,因此,造成对车辆进行定位时所产生的资源浪费及定位不准确的问题。
发明内容
本发明提供一种车辆定位方法及装置,其主要目的在于解决对车辆进行定位时所产生的资源浪费及定位不准确的问题。
为实现上述目的,本发明提供的一种车辆定位方法,包括:
接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;
构建参考坐标系,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,从所述三个接收信号集中依次提取接收信号集,并对所提取的接收信号集均执行如下操作:
利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值,计算公式如下所示:
;
其中,为接收信号均值,/>为接收信号集中第/>个接收信号的功率,m表示接收信号集中接收信号的数量;
基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;
基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集;
基于目标接收信号集计算目标信号均值,根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标;
基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式;
利用目标定位关系式获取定位距离,其中,定位距离为第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,其中,第二坐标为第b辆第二定位车辆的坐标,实现对车辆的定位。
可选地,所述获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,包括:
获取第a辆第一定位车辆与三个可发出信号的节点的距离,基于所述距离获取三个可发出信号的节点的信号发出频率,基于预设的检测时段及信号发出频率利用第a辆第一定位车辆分别接收三个可发出信号的节点所发出的接收信号,得到三个接收信号集,其中,三个可发出信号的节点的检测时段相同,且三个接收信号集中每个信号集中接收信号的数量的计算公式如下所示:
;
其中,为检测时段,/>为信号发出频率。
可选地,所述基于接收信号均值计算接收信号方差,计算公式如下所示:
;
其中,表示接收信号方差。
可选地,所述筛选关系式如下所示:
;
其中,表示预设的临界阈值。
可选地,所述基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集,包括:
利用所述筛选关系式计算接收信号集中每一个接收信号的概率值并判断所述概率值是否位于预设的范围内;
若所述概率值不位于预设的范围内,则剔除所述概率值对应的接收信号;
若所述概率值位于预设的范围内,则保留所述概率值对应的接收信号;
汇总所保留的接收信号,得到目标接收信号集。
可选地,所述根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,包括:
定位关系式如下所示:
;
其中,第/>个目标信号均值,/>的取值为1、2及3,/>表示信号传输距离为1米时接收信号的功率,n为与环境有关的路径散逸指数,/>表示第a辆第一定位车辆与第/>个可发出信号的节点的距离。
可选地,所述利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标,求解公式如下所示:
;
;
;
其中,表示第a辆第一定位车辆的第一坐标,/>表示第1个可发出信号的节点的第一节点坐标,/>表示第2个可发出信号的节点的第二节点坐标,/>表示第3个可发出信号的节点的第三节点坐标,/>为第a辆第一定位车辆与第1个可发出信号的节点的距离,/>为第a辆第一定位车辆与第2个可发出信号的节点的距离,/>为第a辆第一定位车辆与第3个可发出信号的节点的距离。
可选地,所述第二定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,/>表示第b辆第二定位车辆的坐标。
可选地,所述目标定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆所发出的信号的传播速度,/>为第a辆第一定位车辆发出信号的时间与第b辆第二定位车辆接收到第a辆第一定位车辆所发出的信号的时间差值。
为了解决上述问题,本发明还提供一种车辆定位装置,所述装置包括:
车辆定位指令接收模块,用于接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;
接收信号筛选模块,用于构建参考坐标系,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,从所述三个接收信号集中依次提取接收信号集,并对所提取的接收信号集均执行如下操作:
利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值,计算公式如下所示:
;
其中,为接收信号均值,/>为接收信号集中第/>个接收信号的功率,m表示接收信号集中接收信号的数量;
基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;
基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集;
第一定位车辆定位模块,用于基于目标接收信号集计算目标信号均值,根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标;
第二定位车辆定位模块,用于基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式;
利用目标定位关系式获取定位距离,其中,定位距离为第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,其中,第二坐标为第b辆第二定位车辆的坐标,实现对车辆的定位。
为解决背景技术所述问题,本发明实施例接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号可见本发明实施例在确认定位区域时,所考虑的定位区域仅有三个可发出信号的节点,因此,解决了需要在车辆定位环境中铺设大量的可发出信号的节点,才能实现对车辆定位环境内的车辆定位的问题。进一步地,考虑了定位区域外的车辆,为后续对定位区域外车辆的定位奠定了基础。基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式,基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集,可见本发明实施例,在对车辆所接收到的信号进行处理时,考虑了因环境等因素产生的误差信号。进一步地,构建了筛选关系式,基于筛选关系式对车辆接收到的信号进行筛选,增加了对车辆进行定位的准确性。基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式,利用目标定位关系式获取定位距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,可见本发明实施例不仅可以定位在定位区域内的车辆,还可以利用定位区域内的车辆的坐标实现对定位区域外车辆的定位。因此本发明提出的车辆定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,可以解决对车辆进行定位时所产生的资源浪费及定位不准确的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的车辆定位方法的流程示意图;
图2为本发明一实施例提供的车辆定位装置的功能模块图;
图3为本发明一实施例提供的实现所述车辆定位方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种车辆定位方法。所述车辆定位方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之,所述车辆定位方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行,所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于:单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示,为本发明一实施例提供的车辆定位方法的流程示意图。在本实施例中,所述车辆定位方法包括:
S1、接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号。
需解释的是,节点为可发出无线信号且预构建位置的点,车辆在通常情况下的定位依据GPS系统完成,但是由于GPS系统的定位受到网络传输、定位精度及使用范围等因素的限制,造成GPS系统在某些情况下无法满足对于车辆定位的要求,因此需要根据车辆定位指令完成对待定位车辆的精确定位。定位区域是由三个可发射无线信号的节点所围成三角形划分的区域。另外的,三个无线信号发出节点的坐标位置已知,可以利用三个无线信号发出节点的坐标对未知坐标即车辆定位坐标进行计算及校正,以增强对待定位车辆定位的准确性。
可理解的是,第一定位车辆为在定位区域内,可由三个可发出信号的节点的坐标进行计算定位坐标的车辆,第二定位车辆在定位区域外的车辆,且无法通过三个可发出信号的节点的坐标对其定位坐标进行计算。
需解释的是,因为三个可发出信号的节点所划分的区域相较于地球表面具有弧度的区域而言,可以近似处理为平面。因此在计算考虑时将车辆的位置信息处理为二维坐标信息,基于二维坐标信息计算车辆的定位。
详细地,第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号,其中,信号为无线信号,一方面第一定位车辆可以接收来自三个可发出信号的节点所发出的信号,另一方面第一定位车辆可以向第二定位车辆发出无线信号,通过信号在传播时所需的时间可以计算第二定位车辆与第一定位车辆之间的距离,从而实现对第二定位车辆的定位。
进一步地,定位区域为三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,当车辆位于定位区域外时,将造成基于信号求解的所述车辆的坐标个数不唯一,因此,无法通过三个可发出信号的节点对定位区域外的车辆进行定位。另外的,可通过向待检测区域内合理的设置定位区域实现对待检测区域内所有车辆的定位。
示例性的,待检测区域为50×50的矩形区域,通过在待检测区域内设置三组定位区域,实现对待检测区域内所有车辆的定位。
S2、构建参考坐标系,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集。
进一步地,从所述三个接收信号集中依次提取接收信号集,并对所提取的接收信号集均执行如下操作:
利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值,计算公式如下所示:
;
其中,为接收信号均值,/>为接收信号集中第/>个接收信号的功率,m表示接收信号集中接收信号的数量;
基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;
基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集。
详细地,所述获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,包括:
获取第a辆第一定位车辆与三个可发出信号的节点的距离,基于所述距离获取三个可发出信号的节点的信号发出频率,基于预设的检测时段及信号发出频率利用第a辆第一定位车辆分别接收三个可发出信号的节点所发出的接收信号,得到三个接收信号集,其中,三个可发出信号的节点的检测时段相同,且三个接收信号集中每个信号集中接收信号的数量的计算公式如下所示:
;
其中,为检测时段,/>为信号发出频率。
需解释的是,参考坐标系为基于三个可发出信号的节点所构建的坐标系。可选地,坐标系选用平面直角坐标系。信号发出频率为三个可发出信号的节点发出接收信号的频率。信号发出频率与三个距离的大小相关,其中,三个距离为第a辆第一定位车辆与三个可发出信号的节点的距离。若距离越大,则所获取的信号发出频率越高,即单位时间内发出信号的次数越大。另外的,距离越大,信号在传播时所产生的误差越大,因此,需要进行筛选的信号数量的基数越多。
可理解的是,信号在空气之间的传播速度接近光速,因此,基于预设的检测时段及信号发出频率时,接收信号的变化量近乎为0,故可将正在行驶中的车辆近似处理为静止的车辆,基于静止车辆计算车辆定位时的位置信息。
进一步地,所述基于接收信号均值计算接收信号方差,计算公式如下所示:
;
其中,表示接收信号方差。
需解释的是,所述筛选关系式如下所示:
;
其中,表示预设的临界阈值。
需解释的是,临界阈值是设定用于筛选接收信号集中的接收信号的阈值,临界阈值越大接收信号的筛选程度越高,即筛选后的接收信号集中的信号数量越少。临界阈值越小接收信号的筛选程度越低,即筛选后的接收信号集中的信号数量越多。
进一步的,所述基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集,包括:
利用所述筛选关系式计算接收信号集中每一个接收信号的概率值并判断所述概率值是否位于预设的范围内;
若所述概率值不位于预设的范围内,则剔除所述概率值对应的接收信号;
若所述概率值位于预设的范围内,则保留所述概率值对应的接收信号;
汇总所保留的接收信号,得到目标接收信号集。
需解释的是,信号在传播的过程中会受到环境、天气等因素影响,因此,在基于信号传播计算第a辆第一定位车辆时,需要对接收信号集中的信号进行筛选,得到误差较小的信号,基于误差较小的信号计算第a辆第一定位车辆与当前可发出信号的节点的距离,以提高定位结果的准确性。
示例性的,第1个可发出信号的节点与b辆第一定位车辆所产生的接收信号集中共有100个接收信号。直接利用所述100个接收信号计算的第1个可发出信号的节点与第b辆第一定位车辆的距离为40米。基于预设的筛选关系式筛选所述100个接收信号后,目标信号集中所包含的信号数量为60个,利用筛选后的目标信号集中的60个信号计算的第1个可发出信号的节点与第b辆第一定位车辆的距离为45米。实际测量第1个可发出信号的节点与第b辆第一定位车辆的距离为45.3米。可见,对接收信号集进行信号的筛选可以极大的提高对车辆定位的准确性。
S3、基于目标接收信号集计算目标信号均值,根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标。
详细地,目标信号均值为目标信号集中所包含的目标信号的均值。第一坐标为第a辆第一定位车辆在参考坐标系下车辆的坐标。另外的,所述基于目标接收信号集计算目标信号均值与利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值的计算方法相同并能产生同样的效果在此不再赘述。
进一步地,所述根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,包括:
定位关系式如下所示:
;
其中,第/>个目标信号均值,/>的取值为1、2及3,/>表示信号传输距离为1米时接收信号的功率,n为与环境有关的路径散逸指数,/>表示第a辆第一定位车辆与第/>个可发出信号的节点的距离。
进一步地,所述利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标,求解公式如下所示:
;
;
;
其中,表示第a辆第一定位车辆的第一坐标,/>表示第1个可发出信号的节点的第一节点坐标,/>表示第2个可发出信号的节点的第二节点坐标,/>表示第3个可发出信号的节点的第三节点坐标,/>为第a辆第一定位车辆与第1个可发出信号的节点的距离,/>为第a辆第一定位车辆与第2个可发出信号的节点的距离,/>为第a辆第一定位车辆与第3个可发出信号的节点的距离。
需解释的是,路径散逸指数是信号在传播时,在传播路径中信号损失的指数。第一节点坐标为第一个可发出信号的节点在参考坐标系下的坐标,第二节点坐标为第二个可发出信号的节点在参考坐标系下的坐标,第三节点坐标为第三个可发出信号的节点在参考坐标系下的坐标。
S4、基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式。
进一步地,所述第二定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,/>表示第b辆第二定位车辆的坐标。
需解释的是,所述目标定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆所发出的信号的传播速度,/>为第a辆第一定位车辆发出信号的时间与第b辆第二定位车辆接收到第a辆第一定位车辆所发出的信号的时间差值。
进一步地,基于第一坐标构建第二定位关系式之前,还需要获取在定位区域内所有车辆的位置信息,基于所述位置信息确认第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆的距离最近后,基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式。另外的,两个车的距离越近,信号在传播过程中的损耗越小计算的结果越准确。
S5、利用目标定位关系式获取定位距离,其中,定位距离为第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,其中,第二坐标为第b辆第二定位车辆的坐标,实现对车辆的定位。
目标定位关系式表示了第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离关系式,因此,利用所述目标定位关系式可以求解第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离。另外的,两个车辆之间的第二定位关系式是利用车辆之间的信号及信号接收时的时间差值所构建的,因此,可以通过信号的传播获取两个车辆的位置关系。基于所述位置关系、第一坐标及两个车辆之间的距离求解出第b辆第二定位车辆的坐标实现对第b辆第二定位车辆的定位。
示例性的,第z辆第一定位车辆的坐标为(1,1),且第z辆第一定位车辆与待定位的第x辆第二定位车辆之间的距离为千米,且第x辆第二定位车辆位于第z辆第一定位车辆的东偏北45度的方向上,则第x辆第二定位车辆的坐标为(2,2)。
由此,本实施例中的定位区域仅有三个可发出信号的节点,因此,解决了需要在车辆定位环境中铺设大量可发出信号的节点,才能实现对车辆定位环境内的车辆定位的问题。进一步地,本实施例在对车辆所接收到的信号进行处理时,考虑了因环境等因素产生的误差信号,且利用目标定位关系式获取定位距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,可见本发明实施例不仅可以定位在定位区域内的车辆,还可以利用定位区域内的车辆的坐标实现对定位区域外车辆的定位。
如图2所示,是本发明一实施例提供的车辆定位装置的功能模块图。
本发明所述车辆定位装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能,所述车辆定位装置100可以包括车辆定位指令接收模块101、接收信号筛选模块102、第一定位车辆定位模块103及第二定位车辆定位模块104。本发明所述模块也可以称之为单元,是指一种能够被电子设备处理器所执行,并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段,其存储在电子设备的存储器中。
所述车辆定位指令接收模块101,用于接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;
所述接收信号筛选模块102,用于构建参考坐标系,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,从所述三个接收信号集中依次提取接收信号集,并对所提取的接收信号集均执行如下操作:
利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值,计算公式如下所示:
;
其中,为接收信号均值,/>为接收信号集中第/>个接收信号的功率,m表示接收信号集中接收信号的数量;
基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;
基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集;
所述第一定位车辆定位模块103,用于基于目标接收信号集计算目标信号均值,根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标;
所述第二定位车辆定位模块104,用于基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式;
利用目标定位关系式获取定位距离,其中,定位距离为第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,其中,第二坐标为第b辆第二定位车辆的坐标,实现对车辆的定位。
如图3所示,是本发明一实施例提供的实现车辆定位方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线,还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序,如上述车辆定位方法的程序12。
其中,所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质,所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如:SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据,例如车辆定位方法程序12的代码等,还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成,例如可以由单个封装的集成电路所组成,也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成,包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit,CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。
图3仅示出了具有部件的电子设备,本领域技术人员可以理解的是,图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定,可以包括比图示更少或者更多的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的车辆定位方法程序12是多个指令的组合,在所述处理器10中运行时,可以实现上述车辆定位方法。
具体地,所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述,在此不赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时,可以实现上述车辆定位方法。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种车辆定位方法,其特征在于,所述方法包括:
接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;
第一定位车辆为在定位区域内,可由三个可发出信号的节点的坐标进行计算定位坐标的车辆,第二定位车辆为在定位区域外的车辆,且无法通过三个可发出信号的节点的坐标对其定位坐标进行计算;第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;第一定位车辆可以接收来自三个可发出信号的节点所发出的信号;第一定位车辆可以向第二定位车辆发出无线信号;
构建参考坐标系,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,从所述三个接收信号集中依次提取接收信号集,并对所提取的接收信号集均执行如下操作:
利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值,计算公式如下所示:
;
其中,为接收信号均值,/>为接收信号集中第/>个接收信号的功率,m表示接收信号集中接收信号的数量;
基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;
基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集;
基于目标接收信号集计算目标信号均值,根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标;
基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式;
基于第一坐标构建第二定位关系式之前,还需要获取在定位区域内所有车辆的位置信息,基于所述位置信息确认第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆的距离最近后,基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式;
所述第二定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,/>表示第b辆第二定位车辆的坐标;
所述目标定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆所发出的信号的传播速度,/>为第a辆第一定位车辆发出信号的时间与第b辆第二定位车辆接收到第a辆第一定位车辆所发出的信号的时间差值;
利用目标定位关系式获取定位距离,其中,定位距离为第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,其中,第二坐标为第b辆第二定位车辆的坐标,实现对车辆的定位。
2.如权利要求1所述的车辆定位方法,其特征在于,所述获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,包括:
获取第a辆第一定位车辆与三个可发出信号的节点的距离,基于所述距离获取三个可发出信号的节点的信号发出频率,基于预设的检测时段及信号发出频率利用第a辆第一定位车辆分别接收三个可发出信号的节点所发出的接收信号,得到三个接收信号集,其中,三个可发出信号的节点的检测时段相同,且三个接收信号集中每个信号集中接收信号的数量的计算公式如下所示:
;
其中,为检测时段,/>为信号发出频率。
3.如权利要求1所述的车辆定位方法,其特征在于,所述基于接收信号均值计算接收信号方差,计算公式如下所示:
;
其中,表示接收信号方差。
4.如权利要求1所述的车辆定位方法,其特征在于,所述筛选关系式如下所示:
;
其中,表示预设的临界阈值。
5.如权利要求1所述的车辆定位方法,其特征在于,所述基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集,包括:
利用所述筛选关系式计算接收信号集中每一个接收信号的概率值并判断所述概率值是否位于预设的范围内;
若所述概率值不位于预设的范围内,则剔除所述概率值对应的接收信号;
若所述概率值位于预设的范围内,则保留所述概率值对应的接收信号;
汇总所保留的接收信号,得到目标接收信号集。
6.如权利要求1所述的车辆定位方法,其特征在于,所述根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,包括:
定位关系式如下所示:
;
其中,第/>个目标信号均值,/>的取值为1、2及3,/>表示信号传输距离为1米时接收信号的功率,n为与环境有关的路径散逸指数,/>表示第a辆第一定位车辆与第/>个可发出信号的节点的距离。
7.如权利要求1所述的车辆定位方法,其特征在于,所述利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标,求解公式如下所示:
;
;
;
其中,表示第a辆第一定位车辆的第一坐标,/>表示第1个可发出信号的节点的第一节点坐标,/>表示第2个可发出信号的节点的第二节点坐标,/>表示第3个可发出信号的节点的第三节点坐标,/>为第a辆第一定位车辆与第1个可发出信号的节点的距离,/>为第a辆第一定位车辆与第2个可发出信号的节点的距离,/>为第a辆第一定位车辆与第3个可发出信号的节点的距离。
8.一种车辆定位装置,其特征在于,所述装置包括:
车辆定位指令接收模块,用于接收车辆定位指令,基于车辆定位指令确认定位区域,其中,定位区域是由三个可发出信号的节点所划定的三角形区域,且定位区域内包括n辆第一定位车辆,且定位区域外包括p辆第二定位车辆,且第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;
第一定位车辆为在定位区域内,可由三个可发出信号的节点的坐标进行计算定位坐标的车辆,第二定位车辆为在定位区域外的车辆,且无法通过三个可发出信号的节点的坐标对其定位坐标进行计算;第一定位车辆及第二定位车辆均能够接收及发射信号;第一定位车辆可以接收来自三个可发出信号的节点所发出的信号;第一定位车辆可以向第二定位车辆发出无线信号;
接收信号筛选模块,用于构建参考坐标系,获取第a辆第一定位车辆的三个接收信号集,从所述三个接收信号集中依次提取接收信号集,并对所提取的接收信号集均执行如下操作:
利用接收信号集中的接收信号计算接收信号均值,计算公式如下所示:
;
其中,为接收信号均值,/>为接收信号集中第/>个接收信号的功率,m表示接收信号集中接收信号的数量;
基于接收信号均值计算接收信号方差,根据接收信号均值及接收信号方差构建筛选关系式;
基于所述筛选关系式筛选并汇总接收信号集中的接收信号,得到目标接收信号集;
第一定位车辆定位模块,用于基于目标接收信号集计算目标信号均值,根据目标信号均值构建第a辆第一定位车辆的定位关系式,利用所述定位关系式求解第a辆第一定位车辆的第一坐标;
第二定位车辆定位模块,用于基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式,构建目标定位关系式;
基于第一坐标构建第二定位关系式之前,还需要获取在定位区域内所有车辆的位置信息,基于所述位置信息确认第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆的距离最近后,基于第一坐标构建第b辆第二定位车辆的第二定位关系式;
所述第二定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,/>表示第b辆第二定位车辆的坐标;
所述目标定位关系式为:
;
其中,表示第a辆第一定位车辆所发出的信号的传播速度,/>为第a辆第一定位车辆发出信号的时间与第b辆第二定位车辆接收到第a辆第一定位车辆所发出的信号的时间差值;
利用目标定位关系式获取定位距离,其中,定位距离为第a辆第一定位车辆与第b辆第二定位车辆之间的距离,根据定位距离、第二定位关系式及第一坐标获取第二坐标,其中,第二坐标为第b辆第二定位车辆的坐标,实现对车辆的定位。
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