[发明专利]一种OBU定位方法及装置

说明书

本发明提供了一种OBU定位方法及装置，基于现有的OBU的通信协议即可以实现对OBU的定位，无需对OBU进行任何改变，仅对RSU端的天线和算法进行升级即可，且定位快速准确。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种OBU定位方法及装置。

背景技术

目前，随着ETC(Electronic Toll Collection，不停车收费系统)的推广，需要对OBU(On board Unit，车载单元)进行定位的需求也日益严峻，然而如何对OBU进行定位成为了一项需要攻克的难题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题。

本发明的主要目的在于提供一种OBU定位方法；

本发明的另一目的在于提供一种OBU定位装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明一方面提供了一种OBU定位方法，设置第一天线阵列、第二天线阵列以及第三天线阵列，第一天线阵列包括第一接收天线和第二接收天线，第二天线阵列包括第三接收天线和第四接收天线，第三天线阵列包括第四接收天线和第五接收天线，第一接收天线与第二接收天线之间的距离L12小于λ/2，第三接收天线与第四接收天线之间的距离L34小于λ/2，第四接收天线与第五接收天线之间的距离L45小于λ/2，且，第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线、第四接收天线依次排列成第一直线，第五接收天线与第四接收天线所在的第二直线垂直于第一直线，第一直线与第二直线形成的平面垂直于地面，λ为电磁波波长；OBU定位方法包括：连通第一天线阵列，利用第一接收天线和第二接收天线接收OBU发送的模拟信号，模拟信号携带有信息帧，信息帧至少包括：前导码、帧起始标志、第二层信息帧、帧结束标志和后导码；在接收信息帧时，将第一天线阵列接收的模拟信号转换为第一正交调制信号，并对第一正交调制信号进行采样得到第一数字信号，利用第一数字信号解析信息帧，正交调制信号包括：I信号和Q信号；在解析帧结束标志后，在接收后导码时，通过幅度计算公式计算后导码对应的第一正交调制信号的幅度A₁，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I₁为第一接收天线对应的I信号，Q₁为第一接收天线对应的Q信号，I₂为第二接收天线对应的I信号，Q₂为第二接收天线对应的Q信号，计算第一接收天线接收的信号与第二接收天线接收的信号之间的夹角θ₁，利用入射角计算公式计算模拟信号对第一天线阵列的入射角α₁，L12为第一接收天线与第二接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1大于等于预设阈值之后，在后导码对应的第一正交调制信号的幅度A1小于预设阈值时，关闭第一天线阵列，连通第二天线阵列，利用第三接收天线和第四接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；将第二天线阵列接收的模拟信号转换为第二正交调制信号，通过幅度计算公式计算后导码对应的第二正交调制信号的幅度A₂，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I₃为第三接收天线对应的I信号，Q₃为第三接收天线对应的Q信号，I₄为第四接收天线对应的I信号，Q₄为第四接收天线对应的Q信号，计算第三接收天线接收的信号与第四接收天线接收的信号之间的夹角θ₂，利用入射角计算公式计算模拟信号对第二天线阵列的入射角α₂，L34为第三接收天线与第四接收天线之间的距离，在获取至少一个后导码对应的第二正交调制信号的幅度A₂大于等于预设阈值之后，在后导码对应的第二正交调制信号的幅度A₂小于预设阈值时，关闭第二天线阵列，连通第三天线阵列，利用第四接收天线和第五接收天线继续接收OBU发送的模拟信号；将第三天线阵列接收的模拟信号转换为第三正交调制信号，通过幅度计算公式计算后导码对应的第三正交调制信号的幅度A₃，且通过相位差计算公式其中θ≠π/2，I₄为第四接收天线对应的I信号，Q₄为第四接收天线对应的Q信号，I₅为第五接收天线对应的I信号，Q₅为第五接收天线对应的Q信号，计算第四接收天线接收的信号与第五接收天线接收的信号之间的夹角θ₃，利用入射角计算公式计算模拟信号对第三天线阵列的入射角α₃，L45为第四接收天线与第五接收天线之间的距离；利用距离公式计算OBU与第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线或第四接收天线所在的位置的距离S，其中，L1′2′为第一天线阵列与第二天线阵列之间的距离；将第四接收天线作为坐标原点，利用坐标公式X＝S*sinα3，Y＝S*cosα3计算OBU的位置信息。