[发明专利]5G网联自动驾驶中车辆终端的定位方法、装置、系统

说明书

本公开实施例公开了一种5G网联自动驾驶中车辆终端的定位方法、装置、系统，该方法包括：利用基站上的天线阵列分别从多个车辆终端接收测距信号，根据测距信号生成包括从每个车辆终端接收到的测距信号的信号矩阵；利用信号矩阵构建目标函数，目标函数用于估计测距信号从车辆终端至基站的到达时间以及到达角；通过不断迭代的方式，利用目标函数，求解每个车辆终端至基站的到达角构成的导向矢量和到达时间构成的估计向量的乘积最大时的到达角和到达时间；利用天线阵列从车辆终端接收信道参数传输信号；基于车辆终端的到达角和到达时间，获得多个车辆终端的时间偏移和位置。

技术领域

本公开涉及计算机技术技术领域，具体涉及一种5G网联自动驾驶中车辆终端的定位方法、装置、系统。

背景技术

自动驾驶技术的发展对车辆定位精度的要求极高，5G通信技术正在逐渐普及，其使用了全新的技术和网络框架，包括新的全双工模式、Massive MIMO、Flexible-OFDM、毫米波通信、室内基站。这些技术让5G通信具有更高的数据传输速率(10Gbit/s)、更低的传输时延(1ms)、更大的终端可连接数量(1000000连接/km²)。大带宽会提升基于ToA(Time ofArrival，到达时间)定位技术的距离分辨率；Massive MIMO会提升基于AoA(Angle ofArrival，到达角度)定位技术的角度分辨率；低传输时延会提高定位数据的实时性，满足自动驾驶对低时延的需求；室内基站的出现可以为车辆的室内定位提供巨大支持。基于5G的定位技术可用于自动驾驶中的车辆定位系统。

已有技术中典型的定位技术包括GPS定位技术和基站定位技术。GPS定位技术是通过接收来自卫星的无线电波可以得到定位设备的全球定位系统技术。全球定位系统中包括一个固定站和一个移动站。固定站被设置在一个固定的基准点，移动站在大量的测量点之间相继移动时执行定位，得到相对于固定站的相对位置坐标。基站定位技术中，终端首先通过向服务基站和多个协同基站发送PRS信号；接着所有协同基站执行PRS检测和TOA测量；最后，服务基站基于TOA测量结果执行定位估计。但是GPS定位技术在繁华的都市、天气条件糟糕、室内区域存在盲区；而基站定位技术在2G～4G网络下的定位精度低，传输时延大。

发明内容

本公开实施例提供一种5G网联自动驾驶中车辆终端的定位方法、装置、系统。

第一方面，本公开实施例中提供了一种5G网联自动驾驶中车辆终端的定位方法，包括：

利用基站上的天线阵列分别从多个车辆终端接收测距信号，根据所述测距信号生成包括从每个车辆终端接收到的测距信号的信号矩阵；其中，每个测距信号包括所述天线阵列中的多个天线接收到的多个时域信号；

利用所述信号矩阵构建目标函数，所述目标函数用于估计所述测距信号从所述车辆终端至所述基站的到达时间以及到达角，且所述目标函数用于求解在所述到达角的导向矢量与所述到达时间的估计向量最大时的所述到达时间；

通过不断迭代的方式，利用所述目标函数，求解每个所述车辆终端至所述基站的所述到达角构成的导向矢量和所述到达时间构成的估计向量的乘积最大时的所述到达角和所述到达时间；

利用所述天线阵列从所述车辆终端接收信道参数传输信号；所述信道参数传输信号中包括多个所述车辆终端估计出的其他车辆终端对应的到达角和到达时间；

基于所述车辆终端的所述到达角和到达时间，获得多个所述车辆终端的时间偏移和位置。

进一步地，所述测距信号包括由所述车辆终端发送的签名信号，所述签名信号由所述车辆终端通过伪随机码序列生成。

进一步地，通过不断迭代的方式，利用所述目标函数，求解每个所述车辆终端至所述基站的所述到达角构成的导向矢量和所述到达时间构成的估计向量的乘积最大时的所述到达角和所述到达时间之后，所述方法还包括：