一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法技術

本發明專利技術公開了一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，采用激光鼠標定位和屏幕顯示對應原理，利用原有高速公路自身建造座標作為行駛車輛定位參數，從而實現高速公路行駛車輛的高精度定位；本發明專利技術運用大數據理論，將傳統的高速公路和汽車CAD建造設計中的原始數據，進行二次開發利用，以達到人們的終極目標——安全。

Centimeter level on-line positioning method for running vehicle of Freeway

The invention discloses a centimeter level positioning method for online vehicle, using laser mouse positioning and display the correspondence principle, the original highway construction as its coordinate vehicle positioning parameters, so as to realize the vehicle high precision positioning; the invention uses big data theory, the traditional highway and automotive CAD construction the original data in the design, the use of two times the development, in order to achieve the ultimate goal of people's safety.

【技術實現步驟摘要】
一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法
本專利技術涉及道路運輸領域，特別涉及一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法。
技術介紹
本專利技術為《CN201620123453和CN201610087970一種基于GPS和GSM平臺的高速公路車載群導航系統》補充和外延。檢索國家專利庫“高速公路+定位”，有幾百個相關專利，而檢索“高速公路+厘米級”，一個都沒有，這是現有的測量技術手段制約了我們的定位精度，而對于在高速公路上100公里/小時行駛車輛而言，在線車輛的精準定位性將事關人員的生死存亡。現有移動目標定位技術手段主要有：1.GPS衛星定位，精度50～100米；2.LBS基站定位，精度10～50米;3.Wi-Fi室內定位，精度0.10～0.5米.現在的技術手段對于大地靜態精準座標（如基站、基點），GPS可以達到毫米級，但都需要長久的定位時間，大地平面通視衛星監測點越多，檢測次數越多，其所得到的計算平均值也就越精確，這對于車長不到2米，橫向間距不足0.5米，高速行駛的車輛，其定位手段是顯然是難以適應的。同樣，對于采用波源定位的LEB基站定位，如手機定位，由于波的衍射、反射、干擾、衰減等特性都會影響車輛的快速、精準定位。在同構態車載顯示界面下的網絡映射矢量圖像會發生閃跳，運行軌跡非連貫。當人們仰望星空，苦于尋求高精度的在線車輛定位技術手段時，我們忽略了一個重要位移參照物，那就是腳底下高速公路本身，1.高速公路建造現代大型基礎設施普遍采用了國家公路建設標準、CAD設計和GPS控制網的靜態定位（即被定位的對象為定點無位移狀態），其設計和定位精度都在毫米級，如水利、電力、高鐵、公路和橋梁等等，如總長4778米潤揚長江公路大橋，采用了19個GPS定位控制網點，誤差值小于5毫米；滬杭、滬寧高速的GPS控制網導線全長閉合誤差為厘米級。參照《GBT18314-2001全球定位系統（GPS）測量規范》，高速公路的測量精度都在厘米級，圖1、圖2、圖3是某段高速公路CAD設計圖和陣列座標圖，從中不難看出其設計精度均為毫米級，不僅如此，在每個路段中分別設置了地樁座標（X,Y），其均為靜態座標值。測量精度遠高于人們的動態測量值。此外，現代的高速公路的施工手段，普遍采用了地樁現場模板澆筑、公路面板工廠模塊化整體焊接、澆注的建造方法，其質量和精度得以大幅提高。由此可見，以高速公路自身建造座標，作為高速公路上行駛車輛動態定位的精度是可以達到厘米級（含施工誤差值）。2.藍影定位（鼠標定位）藍影定位是由微軟研發的最新的一種精確定位方式，利用BlueTrack藍影技術的鼠標使用的是藍色可見光，但其不利用漫反射原理，而是利用利用激光引擎的鏡面反射點成像的原理，如圖3所示，藍光光源透過高角準直透鏡打到任意物體表面后反射光進入匯聚透鏡傳入CMOS芯片中進行處理。而光學傳感器（CMOSDetector）就如同一臺高速連拍照相機一樣每秒鐘拍攝上千張相片，并將其傳入圖像處理芯片中，芯片對每張圖片進行對比最終得出鼠標的移動軌跡。此外，更為難得的是藍影鼠標的兼容性非常好，能適應各種桌面，無論是表面光滑的大理石臺面上，還是透明的玻璃上，甚至在粗糙的客廳地毯上都能夠精確定位。當人們移動平面鼠標時，以VGA1024×768顯示屏為例，其對應的十字光標顯示點精度為（±0.35mm），由此推論：以“鼠標十字光標顯示點+CAD等比例設計的高速公路原型俯視圖”設立模型，便可還原出“CAD等比例行駛車輛+CAD等比例高速公路”的對應關聯，即：將行駛車輛看作一個激光鼠標，把高速公路視為一個柵格化的鼠標墊，當一車輛行駛在高速公路上時，其車盤底部藍影定位光束垂直投射于地面，相對應行駛軌跡便可同步顯現于顯示屏的原型高速公路俯視圖上，從而實現高速公路行駛車輛的厘米級定位。
技術實現思路
針對傳統技術手段存在缺陷，本專利技術旨在運用原有高速公路自身建造座標參數，提出一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，包括高速公路數字地圖云庫模塊、矢量車型圖庫模塊、射頻器（RF）、測距傳感器、測速傳感器、藍影定位模塊和座標電子樁，所述的高速公路數字地圖云庫模塊中存儲的數字地圖為建造高速公路的原始CAD工程圖，或由該圖衍生的AR（AugmentedReality）增強技術圖，而非光學技術成像圖，該圖所示精度單位為毫米級；所述的矢量車型圖庫模塊中存儲的矢量車型圖為原始車輛CAD標準產品圖，或由該圖衍生的AR（AugmentedReality）增強技術圖，而非光學技術成像圖，該圖所示精度單位為毫米級；所述的射頻器（RF）可設置于高速公路收費閘口、服務區、彎道、匝道等車速較慢路段，且有電源處；所述的測距傳感器、測度傳感器、藍影定位模塊，設置于行駛車輛上。所述的高速公路數字地圖和矢量車型圖分別以圖層形式等比例合成、顯示于數字顯示屏，其中數字地圖為柵格化底層圖，矢量車型圖為上浮層圖。所述的測距傳感器、測速傳感器，為激光、毫米波、微波、超聲波等波源性傳感器。所述的座標電子樁可設置于高速公路收費閘口、服務區、彎道、匝道等車速較慢路段，且有電源處；座標電子樁的外形可以是龍門框架式或桿式，感應的形式可以是交互式或波源式。所述的高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，包括以下步驟：A.高速公路數字地圖云庫模塊建立以原始CAD工程圖中俯視平面圖，柵格化后，按高速公路編號設立地圖云庫，云庫設置于路政檢測公共平臺；B.路段數字地圖下載車輛駕駛員在入閘前輸入的行駛目的地，通過無線網絡下載對應路段數字地圖至車載計算機系統；C．閘口射頻器（RF）初始化車輛導入初始座標參數(T0,X0,Y0)，確立行駛方向（矢量），車輛導出本體車參數（車號、車型、顏色、車重、姓名、手機號和時間等）；D.車輛定位各車輛依次循序并道，自動開啟測距傳感器、測速傳感器、藍影定位模塊，二次座標參數校正；E．本體車座標確立本體車座標參數后，上傳且由矢量車型圖庫模塊中導出矢量車型圖，跳閃于顯示屏對應位置，語音提示：“二次定位完成”；F.車輛群建立下載周邊車輛座標參數，在車載矢量車型圖庫模塊中導出周邊車輛對應矢量車型圖，非跳閃顯示于顯示屏，根據間隔距離自動建立行駛群，語音提示：“車輛群建立完成，系統開始導航，請保持間距、控制車速！”；G.本體車CPU群車距陣列運算本體車上計算機CPU對周邊群車輛進行車距陣列運算，一旦發生異常，本體車計算機系統發出預警、且上傳；H．車輛群交流當周邊車輛發生自燃、墜物、泄漏等異常情形，可實現車輛群之間的交流和呼叫。本專利技術采用激光鼠標定位和屏幕顯示對應原理，利用原有高速公路自身建造座標作為行駛車輛定位參數，從而實現高速公路行駛車輛的高精度定位。傳統的高速公路CAD建造、設計，在建造項目完成后，所有的資料便進入了檔案室，為的是日后的維護和存檔，同樣汽車制造也如此，整體車輛的所有參數更是不到質量出問題。一般是不會再去查閱原始數據的，本專利技術運用大數據理論，將這些已塵封于檔案的原始數據，進行二次開發利用，以達到人們的終極目標——安全。附圖說明圖1為某段高速公路設計參數圖；圖2、圖3為高速公路CAD陣列座標圖；圖4為藍影定位結構原理示意圖；圖5為本專利技術柵格定位（主視）示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，包括高速公路數字地圖云庫模塊、矢量車型圖庫模塊、射頻器（RF）、測距傳感器、測速傳感器、藍影定位模塊和座標電子樁，其特征在于：所述的高速公路數字地圖云庫模塊中存儲的數字地圖為建造高速公路的原始CAD工程圖，或由該圖衍生的AR（Augmented?Reality）增強技術圖，而非光學技術成像圖，該圖所示精度單位為毫米級；所述的矢量車型圖庫模塊中存儲的矢量車型圖為原始車輛CAD標準產品圖，或由該圖衍生的AR（Augmented?Reality）增強技術圖，而非光學技術成像圖，該圖所示精度單位為毫米級；所述的射頻器（RF）可設置于高速公路收費閘口、服務區、彎道、匝道等車速較慢路段，且有電源處；所述的測距傳感器、測度傳感器、藍影定位模塊，設置于行駛車輛上。

【技術特征摘要】
1.一種高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，包括高速公路數字地圖云庫模塊、矢量車型圖庫模塊、射頻器（RF）、測距傳感器、測速傳感器、藍影定位模塊和座標電子樁，其特征在于：所述的高速公路數字地圖云庫模塊中存儲的數字地圖為建造高速公路的原始CAD工程圖，或由該圖衍生的AR（AugmentedReality）增強技術圖，而非光學技術成像圖，該圖所示精度單位為毫米級；所述的矢量車型圖庫模塊中存儲的矢量車型圖為原始車輛CAD標準產品圖，或由該圖衍生的AR（AugmentedReality）增強技術圖，而非光學技術成像圖，該圖所示精度單位為毫米級；所述的射頻器（RF）可設置于高速公路收費閘口、服務區、彎道、匝道等車速較慢路段，且有電源處；所述的測距傳感器、測度傳感器、藍影定位模塊，設置于行駛車輛上。2.根據權利要求1所述的高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，其特征在于所述的高速公路數字地圖和矢量車型圖分別以圖層形式等比例合成、顯示于數字顯示屏，其中數字地圖為柵格化底層圖，矢量車型圖為上浮層圖。3.根據權利要求1所述的高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，其特征在于所述的測距傳感器、測速傳感器，為激光、毫米波、微波、超聲波等波源性傳感器。4.根據權利要求1所述的高速公路行駛車輛的厘米級在線定位方法，其特征在于所述的座標電子樁可設置于高速公路收費閘口、服務區、彎道、匝道等車速較慢路段，且...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁重德，袁世姣，
申請(專利權)人：袁重德，袁世姣，
類型：發明
國別省市：上海,31