OBU定位方法及系统与流程

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种obu定位方法及系统。

背景技术：

目前，基于角度测量的车载单元(obu，onboardunit)定位方法是电子不停车收费系统(etc)定位的基本使用方法。该方法的原理如下：通过obu发射的电磁波相位差计算obu的入射角度，通过获取路侧单元(rsu，roadsideunit)安装的高度建立rsu天线坐标系，以车道为基准建立车道坐标系，通过在地面上三个不在同一直线的obu(已知其车道坐标系的坐标)来标定入射角度、车道坐标系、天线坐标系之间的转换关系，简单的来说，如果获取了obu的入射角，假设obu所在的平面(目前按照1.2米高度)则能得知其在车道的坐标，但这个方法在实际应用中定位存在很大误差，究其原因主要是：市面上安装obu的车辆型号特别多，obu的安装高度具有很大的差异性，从而使得定位误差特别的大。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种obu定位方法及系统。

一方面，本发明实施例提出一种obu定位方法，包括：

s1、在车辆通过电子不停车收费系统车道时，获取车辆的车载单元的安装高度；

s2、通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；

s3、计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位。

另一方面，本发明实施例提出一种obu定位系统，包括：

获取单元，用于在车辆通过电子不停车收费系统车道时，获取车辆的车载单元的安装高度；

计算单元，用于通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；

修正单元，用于计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位。

本发明实施例提供的obu定位方法及系统，在车辆通过电子不停车收费系统车道时，先获取车辆的车载单元的安装高度，通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；然后计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位，能够提高obu在车道坐标系下的坐标的计算准确度，即能够提高obu定位准确度。

附图说明

图1为本发明obu定位方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明obu定位方法另一实施例中天线坐标系和车道坐标系的示意图；

图3为本发明obu定位系统一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1，本实施例公开一种obu定位方法，包括：

s1、在车辆通过电子不停车收费系统车道时，获取车辆的车载单元的安装高度；

本实施例中，步骤s1的执行主体是rsu。rsu获取obu的高度信息，有三种方式：一是在obu二次发行时，由发行方测量obu安装高度，并将该高度通过发行器写入obu存储器内；二是采用另外一种方式，额外增加一个硬件模块，专门记录obu高度，这种方式不影响obu常规的通讯协议，只是在过站时，上传obu的高度信息，该硬件模块可集成在obu内部，也可单独安装；三是rsu根据obu上传的车型信息，进行obu安装高度的基本判断，此种方法，rsu中预存有多种车辆车型与该种车辆的obu的安装高度。

s2、通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；

s3、计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位。

本实施例中，步骤s2、s3的执行主体是rsu。

本发明实施例提供的obu定位方法，在车辆通过电子不停车收费系统车道时，先获取车辆的车载单元的安装高度，通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；然后计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位，能够提高obu在车道坐标系下的坐标的计算准确度，即能够提高obu定位准确度。

在前述方法实施例的基础上，所述s2，可以包括：

获取所述车载单元到路侧单元天线的入射角度，根据所述入射角度以及天线坐标系下坐标与车道坐标系下坐标的转换关系计算所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标。

在前述方法实施例的基础上，如图2所示，所述天线坐标系以rsu横向天线阵列方向为x轴，即图2中的xp'，以所述rsu纵向天线阵列方向为z轴，即图2中的zp'，以垂直所述rsu天线阵列所在平面方向为y轴，即图2中的yp'，所述车道坐标系以横跨路面方向为x轴，即图2中的xp，来车方向为y轴，即图2中的yp，竖直方向为z轴，即图2中的zp，并以所述rsu天线中心在地面上的投影点作为坐标原点。

如图2所示，将rsu天线安装固定，寻找rsu天线中心点o，同时标记rsu天线中心点o到地面投影点r，以o点为坐标原点，建立天线坐标系，以r为坐标原点，建立车道坐标系；

如图2所示的天线坐标系，rsu横向天线阵列方向为x轴，rsu纵向天线阵列方向为z轴，垂直于rsu天线阵列所在平面方向为y轴，其坐标系表示为xp'yp'zp'；

如图2所示的车道坐标系，横跨路面方向为x轴，来车方向为y轴，竖直方向为z轴，其坐标系表示为xpypzp。

图2中，所述入射角度包括所述obu到rsu天线的入射方向与所述天线坐标系的x轴之间的夹角α，以及所述obu到rsu天线的入射方向与所述天线坐标系的z轴之间的夹角β，

所述转换关系为：(xp,yp,zp)＝(xp',yp',zp')×m+(0,0,h)，

其中，(xp,yp,zp)为所述车载单元在所述车道坐标系中的坐标，(xp',yp',zp')为所述车载单元在所述天线坐标系中的坐标，h为所述路侧单元天线的安装高度，(xr,yr,zr)＝(0,0,h)，和分别为三个不共直线的标定点p1、p2和p3位于所述车道坐标系中的坐标值，和分别为标定点p1、p2和p3位于所述天线坐标系中的坐标值。

rsu获取的obu的高度与标定高度之间的差值设为δh，如图2所示，车载单元可看作一个质点p1，p1在车道坐标系中的横坐标和纵坐标分别为p1x和p1y，质点p1的标定点为p2，设p2在车道平面的投影点为d，根据几何原理，线p2d垂直于线rp1，设p2在车道坐标系的坐标为(p2x，p2y，δh)，则有：

从而得出

以此类推得出：从而：

修正后所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标为其中，(xpn,ypn,zpn)为修正前所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标，h为路侧单元天线的安装高度，δh为所述差值。

参看图3，本实施例公开一种obu定位系统，包括：

获取单元1，用于在车辆通过电子不停车收费系统车道时，获取车辆的车载单元的安装高度；

计算单元2，用于通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；

修正单元3，用于计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位。

本发明实施例提供的obu定位系统，在车辆通过电子不停车收费系统车道时，先利用获取单元获取车辆的车载单元的安装高度，利用计算单元通过角度测量的方法计算出所述车载单元在车道坐标系下的坐标；然后利用修正单元计算所述车载单元的安装高度与所述车载单元在所述车道坐标系下的z坐标之间的差值，利用所述差值对所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标进行修正，以实现所述车载单元的定位，能够提高obu在车道坐标系下的坐标的计算准确度，即能够提高obu定位准确度。

在前述系统实施例的基础上，所述计算单元，具体可以用于：

获取所述车载单元到路侧单元天线的入射角度，根据所述入射角度以及天线坐标系下坐标与车道坐标系下坐标的转换关系计算所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标。

在前述系统实施例的基础上，所述天线坐标系以路侧单元横向天线阵列方向为x轴，以所述路侧单元纵向天线阵列方向为z轴，以垂直所述路侧单元天线阵列所在平面方向为y轴，所述车道坐标系以横跨路面方向为x轴，来车方向为y轴，竖直方向为z轴，并以所述路侧单元天线中心在地面上的投影点作为坐标原点，

所述入射角度包括所述车载单元到路侧单元天线的入射方向与所述天线坐标系的x轴之间的夹角α，以及所述车载单元到路侧单元天线的入射方向与所述天线坐标系的z轴之间的夹角β，所述转换关系可以为：(xp,yp,zp)＝(xp',yp',zp')×m+(0,0,h)，

其中，(xp,yp,zp)为所述车载单元在所述车道坐标系中的坐标，(xp',yp',zp')为所述车载单元在所述天线坐标系中的坐标，h为所述路侧单元天线的安装高度，(xr,yr,zr)＝(0,0,h)，和分别为三个不共直线的标定点p1、p2和p3位于所述车道坐标系中的坐标值，和分别为标定点p1、p2和p3位于所述天线坐标系中的坐标值。

在前述系统实施例的基础上，修正后所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标为其中，(xpn,ypn,zpn)为修正前所述车载单元在所述车道坐标系下的坐标，h为路侧单元天线的安装高度，δh为所述差值。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。