基于GNSS_DSRC融合的协同车辆定位方法_刘江.pdf

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1、第卷第期交通运输工程学报年月文章编号：基于融合的协同车辆定位方法’刘江王云鹏’，蔡伯根、北京交通大学电子信息工程学院，，北京北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京北京航空航天大学车路协同与安全控制北京市重点实验室，北京摘要：以全球导航卫星系统（定位与专用短程无线通信（协同定位的集成信息融合目标一为，在协同定位层面，基于水平精度因子最小化原则，提出了种邻车节点的优选策略一。在融合定位层面，采用分散式融合估计思想，设计了种松耦合模式下的车辆组合定位方法，基于，、并行滤波进行全局

2、估计利用反馈策略改善了对不同定位条件的适应能力。利用车路协同仿真平台对协同车辆定位方法进行了仿真验证。验证结果表明：邻车节点优选策略显著提升了定位精度，将其用于融合定位，在常规运行条件下，带反馈机制的分散式估计精度优于单传感器模式与无反馈分散式估计精度；在给定的多径干扰条件下，东向、北向位置估计的均方根误差与单模式相比分别降低了和，与集中式融合估计相比分别降低了和。协同车辆定位方法的定位性能优于常规定位方案，对多径干扰条件具有良好的适应能力，具备更优的精确性、可用性及工程应用价值。关键词：全球导航卫星系统；专用短程无线通信

3、；协同车辆定位；信息融合；滤波估计中图分类号：文献标志码：’，，，，，；，，：收稿日期：基金项目：国家自然科学基金项目（；中央髙校基本科研业务费专项资金项目（国家国际科技合作专项项目（（；北京市自然科学基金项目，，，，，从事智能交通系统研究作者简介（男陕西汉中人北京交通大学讲师工学博士。：刘江，于融合的协同车辆定位方法第期刘江等：基：；；；；，：车路协同系统中，采用、专用短程无线通信（，以车车随着现代智能交通系统的发展、车路无等技术的车车、车路无线通信为车辆、路侧单元等节线信息交互为主要特征的车路协同系统已成为当前点构成网

4、络并共享有用信息提供了重要纽带，在利的研究热点。车路协同系统充分利用多种先进的技用其传输功能的同时，研究人员开始尝试开发其定术手段加深车辆与道路设施之间的关联，从而为解位辅助功能。能以多种方式实现无线电测距决交通安全、效率及环境问题提供有效途径。对并构成协同定位（，方，车辆案，于车路协同系统的众多特定功能及应用方向，为挖掘无线传输的附加能力解决定一个十分重要的基础性问题定位是。车辆位置位问题提供了重要途径。目前，相关研究主要面向，信息的准确性与可信程度直接影响着以车辆动定位机理、组合解算以及性能态位置特征为依据的系统功能的

5、实现，是众多与评估等方向展开：等在协同车辆定位车辆运行安全及交通效率相关目标得以实现的关方面开展了大量研究工作，分析了基于载波频偏的键因素，研究了其在卫星定位可用性。定位解算方法一在众多车辆定位技术中，以美国的全球定位系受限条件下的定位辅助方法，提出种辅助统（为代表的全球双导航卫星的三维协同定位方法；等提导航卫星系统出一种利用实现邻车位置动态跟踪的估计一种普遍选择是，它能够在满足卫星可视条模型和方法，并在不同场景下评估了通信质量及其一件的情况下为车辆提供连续、实时、高效的位置信相应的定位精度￡士等研究了种息。中国北斗卫星导

6、航系统（基于多维尺度标定的、协同定位融合估的建设与发展为车辆定位提计方法，并提出了利用下界的协同定，，卫星导航用于车辆定位位性能评估方法供了更多的资源保障然而；等采用无线通时，特别是在城市道路环境中，尚面临信号遮蔽、电信与高精度定位组合研究了车辆间实时相对磁干扰、多径效应等多种挑战为此，研发人员探索定位（，提出一了多种优化方案，包括传感器组合如车载自动诊断种车车相对定位算法并进行了试验验证’、系统）、惯性导航、视觉传感器、磁道钉地图辅等对采用实现相对车辆定位及其安助，、完好性增强等但这些方案在系统复杂度、全应用的方法进行了

7、评价与总结。由以上研究成本、性能等因素之间尚难以实现有效均衡，因此，成果可以看出，现有关于、组合实现车难以满足车路协同系统的实际需要，即将导。辆定位的成果主要集中在集中式融合模式118交通运输工程学报年一在一航卫星的伪距观测量与观测量统个式中为光速；兑为载波频率为本车与集中的滤波器中进行融合，虽然能以较为紧密的耦邻车节点的距离忽略高程变化，仅考虑二维平面合水平获得定位解，但难以根据；《为时；（工工，、自身内的车辆定位情况）间乂、（分别，无法抑制性能状况进行动态调节、隔离潜在异常甚为本车、邻车节点￡的二维平面位置坐标。至失效

8、因素可能造成的影响。此外，现有方案广泛将式代人式（，可以得到多普勒频偏与坐采用扩展卡尔曼滤波（标位置、光速之间的关系。为利用个邻车节点距…进行融合估计，虽然计算方案简单，易离「（￡，，，估计本车位置，需在满足邻车一于实现，但车辆运行环境与传感器工作条件存在数量需求的条件下直接利用方程求解或采用估计算定的