[发明专利]利用移动基站控制车辆间的相对位置的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆间的相对位置的技术，更具体涉及一种利用移动基站来控制车辆间的相对位置的方法和系统，其提高了车辆间的相对位置的准确度并执行位置控制，同时通过车辆对车辆(V2X)的通信，与用作差分全球定位系统(DGPS)的移动基站的车辆通信。

背景技术

全球定位系统(GPS)为位于地球上或附近任何地方的远程设备提供位置和时间信息的空-基卫星导航系统。然而，为了使多数GPS设备正常工作，通常必须存在用于四个或更多GPS卫星的无阻的视线(unobstructed line of sight)。借助GPS接收机，任何人可自由地获取这些系统。

多数GPS在定位时具有典型的公里误差(kilometric error)，其误差范围大约为5至15米，在某些情况下高达30米。因此，这些系统的准确度达不到多数汽车制造商所预期的能够提供车辆当前位置的高准确度的专业程度。

为了弥补通过GPS卫星接收数据的已知错误，人们已广泛利用差分全球定位系统实时动态(differential global positioning system real time kinematics)(DGPSRTK)(以下称作“DGPS”)。DGPS使用固定的、地-基参考站的网络，以传播通过卫星系统标注的位置与已知固定位置之间的差别。这些站传播测量的卫星“伪距”(pseudorange)和实际的(内部计算的)“伪距”之间的差别。因此，通过标注的数量，接收站可使用该信息以修正其伪距。

已经研发出自动车辆队列(Autonomous vehicle platooning)，其中多个移动物体(汽车)在保持以最小安全距离分开的同时一起移动，从而同时利用多辆车输送大量商品或允许多辆车参与沿直排移动的情况。由于车辆空气阻力的减小而提高自动车辆队列的燃料效率、减小事故的风险，并提高每辆车中驾驶者的便利度。然而，因为需要利用DGPS来准确控制车辆间相对位置的复杂技术等等，因此需要相当大的成本，从而必须在每辆车中安装必要的传感器和设备。

在某些情况下，不能准确地发现车辆的确切位置，因此需要提高车辆间相对位置准确度的技术。然而，如上所述的DGPS受限于固定的基站位置。因而，在使用商用DGPS修正数据并且车辆位于远离基站的地方时，即使使用了DGPS，也无法提高位置的准确度。

发明内容

鉴于上述问题，已提出本发明的不同方面，并提供一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的方法和系统，其提高了车辆间的相对位置的准确度并执行位置控制，同时通过车辆与车辆(V2X)的通信，与用作差分全球定位系统(DGPS)的移动基站的车辆进行通信。

根据本发明的一个方面，提供一种利用移动基站控制车辆间的相对位置的系统。该系统可包括：移动基站，其被配置成传送DGPS修正数据；和控制目标车辆，其被配置成接收来自移动基站的DGPS修正数据，并执行位置控制。移动基站可包括：第一GPS接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息；位置计算单元，其被配置成基于所接收的GPS信息和由内部传感器检测的数值，计算当前位置信息；DGPS修正数据产生单元，其被配置成基于所计算的位置信息和从第一GPS接收单元接收的GPS信息，产生DGPS修正数据；和第一V2X通信单元，其被配置成将从DGPS修正数据产生单元产生的DGPS修正数据传送至控制目标车辆。控制目标车辆可包括：第二V2X通信单元，其被配置成接收从移动基站的第一V2X通信单元传送的DGPS修正数据；第二GPS接收单元，其被配置成接收来自卫星的GPS信息；基于DGPS的位置信息修正单元，其被配置成基于从第二V2X通信单元接收的DGPS修正数据和从第二GPS接收单元接收的GPS信息来计算其自身位置信息并执行位置修正；和行驶控制单元，其被配置成基于从该基于DGPS的位置信息修正单元输出的位置信息，控制车辆的速度和方向。

本系统可被实施为使得移动基站被设置成前导车辆，并且至少一个控制目标车辆被配置成前导车辆的跟踪车辆。

位置计算单元可包括惯性测量单元(IMU)和惯性导航系统(INS)。IMU可被配置成通过把基于在内置振动体的三维空间中的自由运动来测量转动惯量的陀螺仪和加速度计，以及用来测量方位角的地磁场计用作各轴，来测量所述车辆的运动。INS可被配置成对从IMU的陀螺仪得到的加速度求积分以得到速度，并对速度求积分以得到位置和角度。