[发明专利]一种基于可重构智能表面的车辆定位方法

说明书

一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，本发明涉及车辆定位方法。本发明目的是为了解决现有无线定位算法在直接链路受阻时性能下降，不能准确反映目标位置信息，并且对无线传感器网络和天线阵列需求高，在缺乏基础设施的环境中失效的问题。一种基于可重构智能表面的车辆定位方法具体过程为：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。本发明用于信号处理技术领域。

技术领域

本发明涉及车辆定位方法，具体涉及一种基于可重构智能表面的车辆定位方法，用于车辆跟踪、自主导航以及交通安全监测中来提升定位性能，属于信号处理技术领域。

背景技术

随着信息技术的进步和生活水平的提高，汽车已逐渐成为日常生活的必需品。然而，城市交通系统中汽车数量的激增势必导致交通事故发生率的上升。车辆作为移动节点的精准定位能够有效避免车辆碰撞和交通拥堵，有利于城市交通运行状态的实时监测和有效调度。车辆定位技术是智慧交通中的重要研究内容之一，是实现车辆安全通行的基本前提和重要保障，广泛应用在车辆跟踪、自主导航和交通安全监测等领域，其中全球定位系统(Global Position System，GPS)因其操作简便、覆盖范围大以及普适性强等优势被广泛应用。然而，当车辆处于遮挡、室内、隧道或地下车库等缺乏视距链路的环境时，GPS技术的性能会变得不稳定，甚至失效。因此，开发在GPS-Free条件下的车辆定位技术具有重要意义。

近年来许多GPS-Free的车辆定位技术被提出，根据实际场景以及定位性能的需求不同大致可分为三类：(1)基于无线信号的定位技术，例如利用到达时间(Time ofArrival，TOA)、到达角(Angle of Arrival，AOA)或接收信号强度(Received SignalStrength，RSS)等进行定位；(2)基于惯性导航系统的定位技术；(3)基于高精度地图的定位技术。这些方法中大部分都依赖于无线传感器网络的协作通信(如多边定位、V2X等)或天线阵列的角度测量，对硬件要求偏高，当环境中缺乏相应的基础设施时算法会失效。此外，复杂的城市交通场景会增加直达路径阻塞的概率，从而造成信号衰减、多径效应和信道异质等问题，导致现有技术性能不稳定。

发明内容

本发明目的是为了解决现有无线定位算法在直接链路受阻时性能下降，不能准确反映目标位置信息，并且对无线传感器网络和天线阵列需求高，在缺乏基础设施的环境中失效的问题，而提出一种基于可重构智能表面的车辆定位方法。

一种基于可重构智能表面的车辆定位方法具体过程为：

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。

本发明的有益效果为：

1.本发明所述的车辆定位方法利用可重构智能表面能够智能地重新配置无线传播环境的特性，建立车辆与外界之间的虚拟视距链路，解决了在复杂城市环境中由于缺乏视距传播途径而造成的信号衰减问题，有效提升了在缺乏视距链路条件下的定位性能。

2.本发明所述的基于可重构智能表面的车辆定位方法仅通过单路侧单元单天线系统即可完成对车辆的精准定位，有效降低了对硬件设施的需求。

附图说明

图1是本发明所述的一种基于可重构智能表面的车辆定位方法的流程框图；

图2是本发明所述的一种基于可重构智能表面的车辆定位方法的系统模型图；

图3是采用本发明所述的一种基于可重构智能表面的车辆定位方法预测的车辆运动轨迹图；