[发明专利]一种基于无线射频的隧道环境下车辆二维定位方法

摘要

本发明公开了一种基于无线射频的隧道环境下车辆二维定位方法，在城市的隧道环境中采用射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术，结合射频识别定位算法以及约束优化算法来对车辆进行定位，提高了车辆定位的精度，能够准确、实时的估算出隧道环境内车辆的二维位置信息，具有定位速度快、精度高、实时性好等显著优点。

主权项

一种面向隧道环境下的车辆二维定位方法，该方法包括以下步骤：步骤1)在车辆顶部布置有源主动式射频识别标签，在隧道顶部无遮挡位置沿着纵向等间距依次布置射频识别读写器，以隧道内任意一个射频识别读写器所在的位置为原点O，纵向为Ox指向，横向为Oy指向，建立一个直角坐标系Oxy，确定所有射频识别读写器在Oxy坐标系中的坐标，各个射频识别读写器周期性的发送射频信号；步骤2)车辆上布置的有源主动式射频识别标签接收到射频识别读写器发送的射频信号后，识别出射频识别读写器的编号，从而确定当前时刻识别到的射频识别读写器数量j，以及这j个识别到的射频识别读写器的坐标(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，...，(x_i,y_i)，...，(x_j,y_j)，其中i为射频识别读写器序号，(x_i,y_i)为序号为i的射频识别读写器的坐标；步骤3)根据以下条件确定车辆当前时刻的二维坐标(x,y)的范围：$\left\{\begin{array}{c}0\≤x\≤L\\ 0\≤y\≤W\\ \sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2}-R\≤0\\ \sqrt{{(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2}-R\≤0\\ \sqrt{{(x-x_3)}^2+{(y-y_3)}^2}-R\≤0\\ \·\·\·\\ \sqrt{{(x-x_j)}^2+{(y-y_j)}^2}-R\≤0\end{array}\right.$其中，(x,y)为车辆当前时刻的二维坐标，即车辆上有源主动式射频识别标签的当前时刻二维坐标，L、W分别为隧道的长和宽，R为射频读写器在隧道环境中的最大识别距离；步骤4)求取满足非线性约束且使目标函数δ(x,y)最小的二维坐标(x,y)，并将其作为车辆当前时刻的二维坐标；所述非线性约束为g_i(x,y)≤0i＝1,2,…,j其中g_i(x,y)为约束函数，$g_i(x,y)=\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2}-R;$所述目标函数δ(x,_y)为：$\mathrm{\δ}(x,y)=\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2}.$