[发明专利]一种场内车辆精确定位导航系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆定位领域，尤其涉及一种场内甩挂运输车辆精确定位导航系统及方法。

背景技术

甩挂运输是指汽车牵引车按照预定的运行计划，在货物装卸作业点甩下所拖的挂车，换上其他挂车继续运行的运输组织方式。牵引车与挂车的组合不受地区、企业、号牌不同的限制。与传统运输方式相比，甩挂运输具有明显优势：一是减少装卸等待时间，加速牵引车周转，提高运输效率和劳动生产率；二是减少车辆空驶和无效运输，降低能耗和废气排放；三是节省货物仓储设施，方便货主，减少五、六成成本；四是便于组织水路滚装运输、铁路驼背运输等多式联运，促进综合运输的发展。甩挂运输已成为运输方式的新追求，发展汽车甩挂运输，对于降低物流成本，推动现代物流和综合运输发展，促进节能减排，提升经济运行整体质量，具有重要意义。

“在现有的条件下实现高效运输，正是甩挂运输的优势所在。”在相同的运输条件下，汽车运输生产效率的提高取决于汽车的载重量、平均技术速度和装卸停歇时间三个主要因素。甩挂运输把汽车运输列车化，可以相应提高车辆每运次的载重量，从而提高运输生产效率。采用甩挂运输的关键，是要在装卸货现场配备足够数量的周转挂车，在汽车列车运行期间，装卸工人预先装(卸)好甩下的挂车，列车到达装(卸)货地点后先甩下挂车，装卸人员集中力量装(卸)主车货物，主车装(卸)货完毕即挂上预先装(卸)完货物的挂车继续运行。

然而现有的甩挂运输依然未能实现高效运行，主要表现在大量牵引车和挂车集中在转运站时匹配费时费力，其主要原因之一就是牵引车和挂车的识别定位效率低。

随着无线技术、计算机技术的不断深入发展，很多应用场合对于场内车辆实时位置信息的需求不断加大，场内车辆定位系统越来越受到关注，为了提高对场内车辆管理的效率，精确的场内车辆定位导航系统和方法显得尤为重要。

在定位系统的应用中GPS定位系统以其无需架设传输线路、不受距离限制、机动灵活且传输速度快、定位性能良好等优点在导航、交通运输、抢险救灾、授时校频、高精度测量等领域得到了广泛应用。但GPS信号无法传播到场内、地下和隧道中，且易受到大树、山脉、城市内部高大建筑物的遮挡而发生多路径效应，从而难以应用到场内。场内定位技术以其对GPS定位性能的弥补和其在定位搜索、公共安全、军事及商业等方面良好的应用前景而备受人们重视，成为目前定位技术的研究热点之一。

目前，常用的场内定位技术主要有蓝牙定位、红外线定位、超声波定位、无线传感器网络定位和RFID定位。其中蓝牙定位技术是一种短距离的无线传输技术，是通过测量信号强度来进行定位，但对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统受噪声信号干扰较大，使得其稳定性较差；红外线定位技术是利用光学传感器接收光信号进行定位，识别精度较高，但容易被荧光灯或者其他光源干扰，在定位上有局限性；超声波定位技术是利用反射式的测距法，根据发射波和回波的时间差计算距离来实现定位，但会受到多径效应和非视距传播的影响，同时需要大量的底层硬件设施，使得定位成本太高；无线传感器网络定位技术分为基于测距的定位技术和非基于测距的定位技术，其中基于测距的定位技术是通过测量接收信号强度(RSSI)、信号到达时间(TOA)、信号到达时间差(TDOA)、信号到达角度(AOA)等来测量距离或者角度，再通过合适的定位算法推算出感应单元的位置。非基于测量的定位技术是通过使用跳数或者网络的连通性等信息来实现感应单元的定位。相比较而言，基于测距的无线传感器网络定位技术通常定位精度较高，同时具有通信距离较远、定位范围较大的优点，只是定位精度易受温湿度、障碍物等环境因素的影响，如果运用合适的定位算法进行区域定位，其效果较为理想。RFID定位技术是利用射频方式使读卡器和电子标签之间进行非接触、非视距双向通信，以实现目标自动识别并获取相关数据，具有精度高、抗干扰强、识别速度快等优点，而RFID定位技术又分为有源RFID定位技术和无源RFID定位技术，其中有源RFID定位技术由于电子标签需要内置电池供电，虽然具有较远的读卡距离，但其成本较高，体积较大，寿命有限。无源RFID定位技术由于电子标签的能源由读卡器提供，所以标签上不需要附加电池，其成本较低，体积较小，使用期限较长，只是读卡距离较短，使得定位范围较小，如果增加标签的密度可以达到较高的定位精度，但是极大的增加了系统布置的复杂程度，但是将其作为精确定位校准点，复杂程度低并且具有较好的效果。

因此针对上述问题提出一种对货运场内，尤其是甩挂车辆精确的定位导航方法显得非常重要。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。