[发明专利]一种车车通信环境下考虑车辆间相对位置的多车协同定位算法

摘要

一种车车通信环境下考虑车辆间相对位置的多车协同定位算法，属于汽车技术领域。所述方法是，通过车车通信技术和车载GPS、毫米波雷达等传感器，对自车和目标车辆的运动状态信息、位置信息、两车相对位置信息以及目标车辆对自车的预测信息进行采集、处理和存储，之后对获得的信息进行数据融合和预测，得到定位精度更高、定位效果更好的定位信息，并发送至其他通讯车辆作为输入值，形成闭环过程。在现有的技术水平下，本发明简单有效地在考虑了车辆间的相对位置的情况下，利用先进的车车通信技术和车载终端提升了定位精度。

主权项

技术方案：一种车车通信环境下考虑车辆间相对位置的多车协同定位算法，包括以下步骤：S1.在参与本多车协同定位算法的车辆，需要装有车车通信信息交互设备(如DSRC，wifi等)、车载GPS设备和前置毫米波雷达，在车载控制系统中需加入一个车辆信息采集与存储模块、一个多车协同定位计算模块以及一个信息发送模块。S2.在车辆信息采集与存储模块中，包含信息采集单元、滤波单元和信息存储单元。模块对自车的行驶信息、自车与目标车辆相对位置信息、目标车辆信息以及目标车辆对自车定位预测信息进行采集、滤波与存储。S3.在多车协同定位计算模块中，利用采集到的信息进行计算以提升自车定位精度和预测目标车辆位置信息。该模块包含自车定位计算单元、信息补足单元、相对位置计算单元和目标车辆定位预测单元。自车定位计算单元提取t时刻自车A的测量信息矩阵(其中包含自车A的定位信息，速度信息和加速度信息)以及目标车辆Bn对自车A的预测信息矩阵(其中包含目标车辆Bn中计算得到的目标车辆Bn对自车A的位置估计值以及目标车辆Bn的速度信息和加速度信息)，之后通过联邦卡尔曼滤波器，进行信息融合，得到车辆A在t时刻的信息矩阵(其中包含自车A计算得到的位置信息，自车A的速度信息和加速度信息)。S4.在多车协同定位计算模块中，信息补足单元对两类信息进行补足，第一类是目标车辆信息的通讯设备因设备问题或信号干扰而发生某一时刻目标车辆信息没有传到自车。第二类是自车GPS信号某一时刻产生丢失，无法得到本时刻自车的位置信息。在上述两类情况发生时，信息补足单元将会对丢失数据进行处理。S5.在多车协同定位计算模块中，相对位置计算单元用来计算任一目标车辆Bn相对于自车A的相对位置模块的输入量为车车通信下得到的各车与前车的相对位置信息通过所获得的所需相对位置的叠加来获得自车与任一目标车辆的相对位置信息。S6.在多车协同定位计算模块中，因为每辆车采集数据的时间点不可能完全相同，为提升定位精度的可靠性和安全性，需要将自车对目标车辆的位置估计执行进一步预测。目标车辆定位预测单元利用t时刻得到的车辆信息矩阵相对位置向量和目标车辆Bn的速度以及加速度信息，来预测目标车辆Bn在t+1时刻的信息矩阵(其中包含自车A对目标车辆Bn在t+1时刻的位置估计以及自车A的速度信息和加速度信息)。S7.在信息发送模块中，将向其他可接收到自车信息的所有目标车辆发送三组信息，分别为t+1时刻自车A预测目标车辆Bn的信息矩阵t时刻自车A的信息矩阵以及t+1时刻雷达能够测量到的前车Bn与自车A的相对位置信息