[发明专利]一种基于可重构智能表面的车辆定位方法

权利要求书

1.一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一、建立预测车辆位置模型；

步骤二、建立虚拟视距链路；

步骤三、基于步骤一和步骤二，获取观测信息并构造观测向量；

步骤四、基于步骤一、步骤二、步骤三，利用扩展卡尔曼滤波器预测车辆位置。

2.根据权利要求1所述一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，其特征在于：所述步骤一中建立预测车辆位置模型，步骤如下：

步骤一一、构造包含车辆位置和速度信息的状态向量x_k，x_k＝[p_x,k,v_x,k,p_y,k,v_y,k]^T；

其中p_x,k和p_y,k表示k时刻车辆在二维笛卡尔坐标系中x轴方向和y轴方向上的坐标位置，v_x,k和v_y,k分别表示p_x,k和p_y,k对应的速度，上角标T表示转置；x_k表示k时刻车辆的状态向量；

步骤一二、假设车辆在任意两个相邻时刻内为恒速模型，满足x_k＝Fx_k-1+Gω；

其中F表示状态转移矩阵，Δt表示采样间隔；ω为均值为零，协方差矩阵为Q的高斯噪声；G为高斯噪声ω的噪声驱动矩阵，x_k-1表示k-1时刻车辆的状态向量；

步骤一三、利用状态转移矩阵F对k时刻车辆的状态向量x_k进行预测得到

其中为k-1时刻车辆的状态向量x_k-1的最优估计；为k时刻车辆的状态向量x_k的估计。

3.根据权利要求2所述一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，其特征在于：所述步骤二中建立虚拟视距链路，步骤如下：

步骤二一、k时刻信号通过由可重构智能表面建立的虚拟视距链路传播至车辆，车辆接收的信号强度为

其中s(Γ_k)表示车辆接受信号强度的真实值，下角标n表示可重构智能表面N个元素中的第n个，1≤n≤N，δ和λ分别为发射信号的功率和波长，为路侧单元到可重构智能表面第n个元素的距离，为k时刻可重构智能表面第n个元素到车辆的距离，为路侧单元对可重构智能表面第n个元素的天线增益，为车辆对可重构智能表面第n个元素的天线增益，ξ为标准差为σ₁的零均值高斯随机阴影分量，Γ_k＝[Γ_1,k,Γ_2,k,...,Γ_n,k,...,Γ_N,k]^T表示可重构智能表面元素的反射因子，其中α_n,k为可重构智能表面的幅度参数，c_n,k为可重构智能表面的相移参数；j为虚数，j²＝-1；

步骤二二、可重构智能表面反射信号在远场时为平面波，此时N个元素反射到车辆的信号角度相等，推出k时刻可重构智能表面第n个元素到车辆的距离满足

其中为k时刻可重构智能表面第一个元素到车辆的距离；d为可重构智能表面元素间距，θ_k|k-1为利用k时刻车辆的状态向量x_k的估计得到的车辆方位角；

步骤二三、为了实现可重构智能表面所有元素的反射信号在θ_k|k-1方向上的相长干涉，调整Γ_n,k使Γ_n,k满足进而得到可重构智能表面的相移参数此时车辆接收到的信号具有相同的相位并且接收信号强度值最大，完成虚拟视距链路的建立；

为路侧单元到可重构智能表面第1个元素的距离。

4.根据权利要求3所述一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，其特征在于：所述远场

5.根据权利要求4所述一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，其特征在于：所述可重构智能表面的幅度参数α_n,k＝1。