[发明专利]一种基于定向天线的V2X定位系统及定位、搭建方法

说明书

一种基于定向天线的V2X定位系统，包括：V2X信标设备，周期性地产生V2X信标帧，将该信号分成四路同时输出；多路定向天线，覆盖所需定位的定位区域，分别通过馈线接收V2X信标设备发出的信标帧，并将V2X信标帧辐射到指定范围的空间环境中；智能车载终端OBU，解算出智能车载终端OBU具体位置坐标；任意一个定向天线的信号发送时间、智能车载终端OBU接收到相应信号的时间与其他定向天线信号发送时间、智能车载终端OBU接收到相应信号的时间均能够完全错开且时间顺序固定。本发明通过不同馈线长度所造成的时间差来区分不同定向天线，极大简化了系统复杂性；充分利用V2X信号频率高，干扰小的优势，解决了弱GNSS环境下的车辆定位问题。

技术领域

本发明涉及定向天线设计、V2X通信技术、室内定位算法等领域，具体涉及一种基于定向天线的V2X定位系统，还涉及了V2X定位系统的定位、搭建方法。

背景技术

目前，由于GPS与北斗导航卫星的广泛应用，室外导航定位技术的发展日趋成熟。然而由于卫星信号难以穿透室内建筑物，并且室内的环境非常复杂，存在的多径、非视距干扰导致室内导航定位难以实现或难以真正达到应用需求。

定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或近乎为零的一种天线。采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的主要目的是增强信号强度增加抗干扰能力。

V2X通信技术主要包括DSRC技术、LTE-V技术和5G-V2X技术等。实现车辆和任何会被该车辆所影响的实体之间分享信息的技术。V2X是V2V(车辆对车辆通信Vehicle toVehicle)、V2I(车辆对基础设施通信Vehicle to Infrastructure)、V2P(Vehicle toPedestrian)等的统称，通过搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，融合现代通信与网络技术，实现车与X(人、车、路、后台等)智能信息的交换共享，获得实时路况、道路、行人等一系列交通数据，从而带来超视距的环境信号，同时能与交通灯、路标等周围基础设施进行互动，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，提供更安全、更节能、更环保、更舒适的出行方式，是物联网在车辆驾驶情景中的重要应用。

发明内容

根据背景技术提出的问题，本发明提供一种基于定向天线的V2X定位系统来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。

一种基于定向天线的V2X定位系统，包括以下设备：V2X信标设备，周期性地产生V2X信标帧，将该信号分成四路同时输出；多路定向天线，覆盖所需定位的定位区域，分别通过馈线接收V2X信标设备发出的信标帧，并将V2X信标帧辐射到指定范围的空间环境中；智能车载终端OBU，安装在被测车辆上用以接收空间环境中的V2X信标帧，判断信号来自哪路定向天线，并解算出智能车载终端OBU具体位置坐标；任意一个定向天线的信号发送时间、智能车载终端OBU接收到相应信号的时间与其他定向天线信号发送时间、智能车载终端OBU接收到相应信号的时间均能够完全错开，且时间顺序固定。

作为优选地，定向天线总共有四路，四路定向天线的馈线长度分别为L1、L2、L3、L4，并且L1L2L3L4，L2-L1＝L3-L2＝L4-L3L，L为定位区域的最大跨度值。

一种基于定向天线的V2X定位系统的搭建方法，包括以下步骤：

S1，确定高精度定位区域及最大跨度L，依据项目定位区域的实际空间结构确定所能完全覆盖的高精度定位区域，并获取得到高精度定位区域的最大跨度L；

S2，获取定位天线的具体安装位置及角度，利用仿真软件模拟，将定向天线的俯仰角、方位角以及天线安装高度，有无遮挡物等参数作为输入，计算出定位天线安装的具体位置及角度；

S3，获取定位天线的长度，根据定向天线的安装位置及高精度定位区域的最大跨度L确定定向天线馈线长度；