基于RFID、视觉和UWB的车辆定位系统.pdf

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1、汽车工程２０１７年(第３９卷)第２期ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１７(Ｖｏｌ.３９)Ｎｏ.２ｄｏｉ:１０.１９５６２/ｊ.ｃｈｉｎａｓａｅ.ｑｃｇｃ.２０１７.０２.０１７基于ＲＦＩＤ、视觉和ＵＷＢ的车辆定位系统曹立波，陈峥，颜凌波，秦勤，张瑞锋(湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙４１００８２)[摘要]在智能交通系统中获取车辆的精确位置对提升主动安全和实现无人驾驶具有重要意义。针对目前全球定位系统(ＧＰＳ)和车路通信(Ｖ２Ｉ)定位方法的不足，结合射频识别(ＲＦＩＤ)、视觉和超宽带(ＵＷＢ)通信提出了

2、一种新的车辆定位系统，目的是在ＧＰＳ效果不佳的城市环境下实现车道级的定位。提出了基于ＲＦＩＤ和视觉的车道判别算法和基于ＵＷＢ的单锚点Ｖ２Ｉ定位算法。分析了单锚点Ｖ２Ｉ定位算法在典型工况下的定位误差。结果表明，在合理布置路侧单元的前提下采用该定位方法可实现直道和弯道定位误差分别在０.３和０.５ｍ以内的定位精度。关键词:智能交通系统；车辆定位；ＲＦＩＤ；视觉；ＵＷＢＶｅｈｉｃｌｅＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲＦＩＤ，ＶｉｓｉｏｎａｎｄＵＷＢＣａｏＬｉｂｏ，ＣｈｅｎＺｈｅｎｇ，ＹａｎＬｉｎｇｂｏ，ＱｉｎＱｉｎ＆Ｚｈａｎ

3、ｇＲｕｉｆｅｎｇＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅＢｏｄｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２[Ａｂｓｔｒａｃｔ]Ｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｉｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｇ-ｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｅｎｈａｎｃｉｎｇａｃｔｉｖｅｓａｆｅｔｙａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｄｒｉｖｉｎｇ.Ｉｎｖｉ

4、ｅｗｏｆｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｐｒｅｓｅｎｔｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ(ＧＰＳ)ａｎｄｖｅｈｉｃｌｅ-ｔｏ-ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ(Ｖ２Ｉ)ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｏｖｅｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｒａｄｉｏ-ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ(ＲＦＩＤ)，ｖｉｓｉｏｎａｎｄｕｌｔｒａ-ｗｉｄｅｂａｎｄ(ＵＷＢ)ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｉｍｉｎｇａｔｒｅａｌｉｚｉｎｇｌａｎｅ-ｌｅｖｅｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｉ

5、ｎｕｒｂａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｉｔｈｐｏｏｒＧＰＳｅｆｆｅｃｔｓ.Ｂｏｔｈａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆｌａｎｅｊｕｄｇ-ｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＲＦＩＤａｎｄｖｉｓｉｏｎａｎｄｓｉｎｇｌｅＲＳＵＶ２ＩｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＵＷＢａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ｗｉｔｈｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｓｉｎｇｌｅＲＳＵＶ２Ｉｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｉｎｔｙｐｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎａｌｙｚｅｄ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｒａｔｉｏｎａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆＲＳＵｓｃ

6、ａｎａｃｈｉｅｖｅａｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｗｉｔｈａｎｅｒｒｏｒｌｅｓｓｔｈａｎ０.３ｍｆｏｒｓｔｒａｉｇｈｔｒｏａｄａｎｄ０.５ｍｆｏｒｃｕｒｖｅｄｒｏａｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ；ｖｅｈｉｃｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ；ＲＦＩＤ；ｖｉｓｉｏｎ；ＵＷＢ可通过差分法来提高精度。伪差分全球定位系统在前言开阔环境下定位精度为２ｍ左右，达不到车道级定位要求。基于载波相位的差分全球定位系统(ｒｅａｌ智能交通系统(ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓ

7、ｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｉｍｅｋｉｎｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧＰＳ，ＲＴＫ-ＤＧＰＳ)定位精度ＩＴＳ)以提高交通效率和交通安全为主要目的，而车可达厘米级，但由于卫星信号易被遮挡，且信号丢失辆定位是其中的关键技术。获取车道级的精确位置后恢复时间长，可靠性欠佳。实验证明城市环境中[１]对于在ＩＴＳ中提高智能车辆的安全性和实现自主驾ＲＴＫ-ＤＧＰＳ仅有少部分时间能达到此精度，且驶都具有重要意义。ＲＴＫ接收机价格高达数万元，难以大规模普及。以全球定位系统(ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，惯性导航系统(ｉｎｅ

8、ｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＩＮＳ)ＧＰＳ)为代表的全球导航卫星系统(ｇｌｏｂａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎ被用于车辆的航位推算，以修正ＧＰＳ信号不佳时造ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ)是目前使用最广泛的车辆定位技术，成的定