室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的車輛定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于車輛定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng) 絡(luò)的車輛定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能交通在城市道路交通系統(tǒng)中占有非常重要的地位，針對(duì)城市交通進(jìn)行合理的 規(guī)劃、控制、監(jiān)測(cè)和誘導(dǎo)，對(duì)提高城市交通路網(wǎng)的效率以及提高城市居民的生活水平，具有 重要的意義。車輛定位系統(tǒng)是智能交通的重要支撐技術(shù)之一，車輛作為移動(dòng)結(jié)點(diǎn)的正確定 位能夠直觀有效地對(duì)城市交通的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)和控制。
[0003] 為實(shí)現(xiàn)在大型室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下將車輛自動(dòng)引導(dǎo)至事先規(guī)劃好的目的車位，需首 先解決車輛在室內(nèi)停車場(chǎng)行駛過程中的定位問題。由于在室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下，導(dǎo)航儀所接 收到的衛(wèi)星信號(hào)通常比較微弱，降低了定位停車的效率和準(zhǔn)確性。因此，越來越多的室內(nèi)停 車場(chǎng)選用多點(diǎn)間的無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)停車。目前，常用的無線通信技術(shù)包括：藍(lán)牙、 1正1、1^10、21 §866、超寬帶通信、6?1?、36、46等，綜合考慮成本、功耗、作用距離、精度、網(wǎng)絡(luò) 容量等多種因素，一般宜采用基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的車輛定位方案?；赯igBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的車輛定位技術(shù)是在車輛的智能手機(jī)上連接商業(yè)化的ZigBee模塊，在車輛 的移動(dòng)過程中，該模塊通過與車輛周圍的ZigBee定位終端結(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛位置 的定位，然后將位置信息傳遞給智能手機(jī)軟件上的導(dǎo)航模塊，導(dǎo)航模塊利用車輛當(dāng)前位置 信息以及停車場(chǎng)的電子地圖，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)目的車位的路徑引導(dǎo)。
[0004]根據(jù)ZigBee技術(shù)中基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI的定位技術(shù)理論及無線信號(hào)傳輸 領(lǐng)域中的Shadowing模型，接收信號(hào)的強(qiáng)度與收發(fā)結(jié)點(diǎn)間距離的關(guān)系為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1.室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的車輛定位方法，其特征在于：該方法包括以下 步驟： 步驟1 :在室內(nèi)停車場(chǎng)內(nèi)設(shè)置ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 包括一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個(gè)中心結(jié)點(diǎn)、若干個(gè)路由器結(jié)點(diǎn)以及數(shù)量更 多的終端結(jié)點(diǎn)，終端結(jié)點(diǎn)包括用于對(duì)待定位車輛進(jìn)行定位的定位終端結(jié)點(diǎn)；待定位車輛的 駕乘者持有智能手機(jī)，智能手機(jī)上配有ZigBee模塊，待定位車輛通過智能手機(jī)發(fā)出定位請(qǐng) 求； 步驟2 :按照室內(nèi)停車場(chǎng)中車位的分布，對(duì)上述定位終端結(jié)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分，使之劃分 成若干個(gè)互不重疊的區(qū)域，并對(duì)各區(qū)域進(jìn)行編號(hào)，每個(gè)區(qū)域呈三角形或四邊形，定位終端結(jié) 點(diǎn)安裝在每個(gè)三角形或四邊形的頂點(diǎn)上，各區(qū)域中，每個(gè)定位終端結(jié)點(diǎn)和與其臨近的兩個(gè) 定位終端結(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信； 步驟3 :對(duì)上述每個(gè)區(qū)域的各定位終端結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)量后計(jì)算相鄰兩頂點(diǎn)間 的距離，并根據(jù)下式推算得出區(qū)域中某一個(gè)定位終端結(jié)點(diǎn)周圍環(huán)境的兩個(gè)待定常數(shù)ai、ni:
其中，dn和di2為區(qū)域中第i個(gè)定位終端結(jié)點(diǎn)與周圍第1個(gè)和第2個(gè)相鄰定位終端結(jié) 點(diǎn)間的距離，^"n和瓦豆7,.:為區(qū)域中第i個(gè)定位終端結(jié)點(diǎn)收到周圍第1個(gè)和第2個(gè)相鄰 定位終端結(jié)點(diǎn)所發(fā)送信號(hào)的平均功率； 步驟4 :根據(jù)計(jì)算出的距離值dn和di2,以及測(cè)量值.和R&S/,-:計(jì)算出a,ni，并 將區(qū)域內(nèi)所有定位終端結(jié)點(diǎn)的％和ni取平均作為該區(qū)域內(nèi)a和n的取值，得出：
其中，S和G為該區(qū)域內(nèi)兩個(gè)待定常數(shù)的平均值，L為該區(qū)域內(nèi)定位終端結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)； 當(dāng)在停車場(chǎng)的入口或出口處檢測(cè)到有車輛進(jìn)入或離開時(shí)，由中心結(jié)點(diǎn)通過路由器結(jié)點(diǎn) 向各定位終端結(jié)點(diǎn)發(fā)出命令，各定位終端結(jié)點(diǎn)與鄰近的定位終端結(jié)點(diǎn)通信，對(duì)％和n,的值 進(jìn)行更新，并重新計(jì)算得出的待定常數(shù)[和L待定位車輛提出定位請(qǐng)求后，所有與其處于 能直接通信范圍內(nèi)的定位終端結(jié)點(diǎn)都會(huì)做出響應(yīng)，向待定位車輛發(fā)送定位終端結(jié)點(diǎn)所處區(qū) 域的a和n的平均值，因某些定位終端結(jié)點(diǎn)通常被劃分至多個(gè)區(qū)域，所以這類定位終端結(jié)點(diǎn) 會(huì)發(fā)送多個(gè)a和n的平均值以及所對(duì)應(yīng)區(qū)域的編號(hào)，待定位車輛的智能手機(jī)接收到附近的 定位終端結(jié)點(diǎn)反饋的信息后，選擇編號(hào)出現(xiàn)次數(shù)最多的區(qū)域進(jìn)行下一步驟； 步驟5 :通過下式計(jì)算進(jìn)入某區(qū)域的待定位車輛與選定區(qū)域的定位終端結(jié)點(diǎn)間的距離d，
其中，a和n取步驟4中的平均值，^；為接收信號(hào)平均功率。 步驟6 :計(jì)算出3個(gè)以上上述的待定位車輛與定位終端結(jié)點(diǎn)間的距離后，通過三角形質(zhì) 心定位算法或極大似然估計(jì)法計(jì)算出待定位車輛的坐標(biāo)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的車輛定位方法，其特征 在于：各所述定位終端結(jié)點(diǎn)上均設(shè)置有功率放大模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的車輛定位方法，其特征 在于：所述步驟1中的終端結(jié)點(diǎn)還包括用于監(jiān)測(cè)車位狀態(tài)的監(jiān)測(cè)終端結(jié)點(diǎn)，定位終端結(jié)點(diǎn) 與監(jiān)測(cè)終端結(jié)點(diǎn)之間、相鄰兩監(jiān)測(cè)終端結(jié)點(diǎn)之間無通信；所述路由器結(jié)點(diǎn)設(shè)置在若干個(gè)監(jiān) 測(cè)終端結(jié)點(diǎn)的包圍圈的中心位置，路由器結(jié)點(diǎn)用于中繼通信。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的車輛定位方法，其特征 在于：所述步驟1中，中心結(jié)點(diǎn)和與之相鄰的路由器結(jié)點(diǎn)相通信，中心結(jié)點(diǎn)安裝在停車場(chǎng)的 入口處、或出口處、或中心位置處。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的車輛定位方法，該方法通過在室內(nèi)停車場(chǎng)內(nèi)建立ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分時(shí)分區(qū)域的劃分來計(jì)算待定位車輛與定位終端結(jié)點(diǎn)間的距離，提高了距離的計(jì)算精度，進(jìn)而提高了車輛定位的精度，有助于實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)停車場(chǎng)環(huán)境下對(duì)車輛的快速、準(zhǔn)確引導(dǎo)。
【IPC分類】G08G1-123, H04W64-00, H04W84-18, G08G1-14
【公開號(hào)】CN104809908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510231092
【發(fā)明人】周鵬, 魏英華, 張?chǎng)? 趙健樂, 劉希紅, 陳艷梅, 戴永壽, 李建風(fēng), 呂正陽
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日