專利名稱：信源定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信源定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
自由流系統(tǒng)是結(jié)合數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等現(xiàn)代化科技的智能交通綜合解決方案，該系統(tǒng)可以用于城市擁堵治理、車輛自由行駛的無障礙收費等。自由流系統(tǒng)可以對車輛進行合法性認證以及收費處理，現(xiàn)有技術(shù)中，在車輛中設(shè)置標簽，標簽中存儲該車輛的車牌號碼信息，車輛途經(jīng)自由流系統(tǒng)中的閱讀器時，閱讀器可以獲得標簽中的車牌號碼信息，同時，自由流系統(tǒng)中的圖像采集設(shè)備抓拍車輛的車牌圖像， 將抓拍得到的車牌圖像與閱讀器獲得的車牌號碼信息進行匹配，若匹配成功，則認為該車輛為合法車輛，進而對該車輛進行收費處理，若匹配不成功，則認為該車輛為不合法車輛。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，由于圖像采集設(shè)備抓拍到的車牌圖像的識別率此較低，因此匹配操作的工作量巨大，耗費了較多的處理資源，此外將車牌圖像與車牌號碼信息進行匹配時的匹配算法此較復雜。針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種基于定位的自由流系統(tǒng)收費方法。預先在車輛中設(shè)置標簽，標簽中存儲該車輛的車型信息，車輛途經(jīng)自由流系統(tǒng)中的閱讀器時，閱讀器獲得標簽中的車型信息，通過專用設(shè)備獲得車輛在道路某一斷面上的位置，同時，自由流系統(tǒng)對車輛上的標簽的橫向坐標進行定位，即確定車輛上的標簽的橫向位置，然后通過專用設(shè)備獲得的位置與確定出的橫向位置進行匹配，得到標簽位置與車輛實際位置的匹配結(jié)果，然后再根據(jù)匹配結(jié)果以及車型信息進行合法性認證以及收費處理。其中，現(xiàn)有技術(shù)可以實現(xiàn)對車輛在道路某一斷面上的精確橫向定位，如采用激光光柵的方法等。預先在道路的某一斷面上部署多個接收天線，車輛上的標簽可以看作信號源，即信源，各接收天線接收信源的信號，現(xiàn)有技術(shù)一般通過下述兩種方式確定車輛上的標簽的橫向位置，具體的第一種方式，將各接收天線的接收信號強度指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)進行插值運算，根據(jù)得到的函數(shù)解析式，計算出函數(shù)極值，將函數(shù)極值的橫坐標作為標簽的橫向位置；第二種方式，將各接收天線部署的很密集，以RSSI最高的接收天線的位置作為標簽的橫向位置。由上可見，上述第一種方式需要進行插值運算，而且還需要計算函數(shù)解析式的極值，因此計算復雜度較高，并且RSSI受環(huán)境影響較大，因此穩(wěn)定性較差，且誤差較大；上述第二種方式需要增加接收天線的數(shù)量，這樣無疑會增加系統(tǒng)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種信源定位方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中計算復雜度較高，穩(wěn)定性較差，誤差較大以及系統(tǒng)成本較高的問題。本發(fā)明實施例技術(shù)方案如下一種信源定位方法，該方法包括步驟獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；針對每個接收天線，分別根據(jù)獲得的各接收信號功率值，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值；根據(jù)確定出的各概率值，確定該信源的橫向坐標。一種信源定位裝置，包括信號功率值獲得單元，用于獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；概率值確定單元，用于針對每個接收天線，分別根據(jù)信號功率值獲得單元獲得的各接收信號功率值，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值；坐標確定單元，用于根據(jù)概率值確定單元確定出的各概率值，確定該信源的橫向坐標。本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明實施例技術(shù)方案中，首先獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值，然后針對每個接收天線，分別根據(jù)獲得的各接收信號功率值，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值，再根據(jù)確定出的各概率值，確定該信源的橫向坐標。由于信源的橫向坐標越接近哪個接收天線的橫向坐標，那么該接收天線接收信號時的接收信號功率就越大，因此可以由接收天線的接收信號功率值確定信源的橫向坐標， 本發(fā)明實施例技術(shù)方案不再基于各接收天線的RSSI來確定信源的橫向坐標，因此無需進行插值運算，也無需計算函數(shù)解析式的極值，從而降低了計算復雜度，也提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性以及定位精度，此外，由于本發(fā)明實施例技術(shù)方案無需增加接收天線的數(shù)量，因此可以有效地節(jié)省系統(tǒng)成本。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1為本發(fā)明實施例中，信源定位方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中，自由流系統(tǒng)中信源和接收天線之間的位置關(guān)系示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中，信源定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，為本發(fā)明實施例中，信源定位方法流程圖，其具體處理流程如下步驟11，獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；本發(fā)明實施例提出的接收天線可以為定向天線，還可以為全向天線。以接收天線的數(shù)量為5個為例，圖2為自由流系統(tǒng)中信源和接收天線之間的位置關(guān)系示意圖，各接收天線位于與道路垂直的一個斷面上，信源與該斷面的距離值為L，相鄰兩個接收天線之間的距離為b，接收天線1 5的橫向坐標分別為X” X2、X3、X4、X5，若接收天線3的橫向坐標為0，則\ = -2b,X2 = -ba3 = -0,X4 = b,x5 = 2b，各接收天線的高度值為h，通過專用設(shè)備獲得車輛的橫向坐標為k，車輛上的標簽(即信源)的橫向坐標為\。本發(fā)明實施例中，獲得各接收天線的接收信號功率值時，針對每個接收天線，先獲得該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值以及信號衰減值，然后根據(jù)獲得的信號增益值與信號衰減值，確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值。接收天線的信號增益與信源和接收天線之間角度值有關(guān)，獲得接收天線的信號增益值時，先獲得該接收天線與信源之間的角度值，然后根據(jù)獲得的角度值，在角度值和信號增益值之間的對應關(guān)系中，查找獲得的角度值對應的信號增益值，將查找到的信號增益值， 確定為該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值。其中，可以但不限于通過下述方式獲得接收天線與信源之間的角度值α =C0s-1 (^^!)
‘v I ，
tIα i為接收天線i與信源之間的角度值山為接收天線i與信源之間的距離值。由圖2可知，接收天線i與信源之間的距離值Ii可以通過下述方式獲得
Ii = ^L2 +h2 +(Xi -k)2獲得接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值時，先獲得信源發(fā)送信號時的信號頻率值以及該接收天線與信源之間的距離值，然后根據(jù)獲得的信號頻率值和距離值， 確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值?？梢缘幌抻谕ㄟ^如下方式確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值Di = 32. 5+20*log (f) +20*log (Ii)其中，Di為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值；f為信源發(fā)送信號時的信號頻率值山為接收天線i與信源之間的距離值。在獲得接收天線的信號增益值以及信號衰減值之后，可以通過如下方式確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值Pi = P0 (Gi-Di)其中，Pi為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；Ptl為信源發(fā)送信號時的發(fā)送信號功率值^為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值諷為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值。步驟12，針對每個接收天線，分別根據(jù)獲得的各接收信號功率值，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值；確定信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值時，先將獲得的該接收天線的接收信號功率值進行歸一化處理，然后將歸一化處理后得到的值，確定為所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值。其中，通過如下方式將確定出的該接收天線的接收信號功率值進行歸一化處理^
i=\其中，P' i為將接收天線i的接收信號功率值進行歸一化處理后得到的值A(chǔ)為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；η為接收天線的數(shù)量。將接收信號功率值進行歸一化處理可以達到兩個效果，第一個效果是通過歸一化處理可以去除Ptl的影響；第二個效果是進行歸一化處理后，可以得到信源的橫向坐標為各接收天線的橫向坐標時的概率值，將各接收天線的接收信號功率值看作一個樣本整體，接收信號功率值可以表示信源出現(xiàn)在相應位置上的概況，在這樣的條件下，信源的橫向坐標為各接收天線的橫向坐標的概率值的和為1，接收天線的接收信號功率值越大，就表示信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標的可能性越大。步驟13，根據(jù)確定出的各概率值，確定該信源的橫向坐標。根據(jù)接收天線的方向圖和波在自由空間的衰減特性可知，信源越接近哪個接收天線，那么這個天線接收到的信號就越強，反之越弱，當信源的縱向坐標一定時，若確定出信源的橫向坐標為各接收天線的橫向坐標時的概率值，則由概率知識可知，對信源的橫向坐標的最佳估計是信源橫向坐標的期望值，因此可以由信源橫向坐標的期望值來估計信源的橫向坐標。本發(fā)明實施例中，可以但不限于通過如下方式確定信源的橫向坐標
權(quán)利要求
1.一種信源定位方法，其特征在于，包括獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；針對每個接收天線，分別根據(jù)獲得的各接收信號功率值，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值；根據(jù)確定出的各概率值，確定該信源的橫向坐標。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值，具體包括針對每個接收天線，分別執(zhí)行獲得該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值以及信號衰減值； 根據(jù)獲得的信號增益值與信號衰減值，確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，獲得該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值，具體包括獲得該接收天線與信源之間的角度值；根據(jù)獲得的角度值，在角度值和信號增益值之間的對應關(guān)系中，查找獲得的角度值對應的信號增益值；將查找到的信號增益值，確定為該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，獲得該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值，具體包括獲得信源發(fā)送信號時的信號頻率值以及該接收天線與信源之間的距離值； 根據(jù)獲得的信號頻率值和距離值，確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過如下方式確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值Di = 32. 5+20*log(f) +20*log(li)其中，Di為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值； f為信源發(fā)送信號時的信號頻率值； Ii為接收天線i與信源之間的距離值。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過如下方式確定該接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值Pi = P0(Gi-Di)其中，Pi為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值； P0為信源發(fā)送信號時的發(fā)送信號功率值； Gi為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的信號增益值； Di為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的信號衰減值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值，具體包括將獲得的該接收天線的接收信號功率值進行歸一化處理；將歸一化處理后得到的值，確定為所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過如下方式將確定出的該接收天線的接收信號功率值進行歸一化處理P卜iι η /=1其中，P' i為將接收天線i的接收信號功率值進行歸一化處理后得到的值； Pi為接收天線i接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值； η為接收天線的數(shù)量。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下方式確定該信源的橫向坐標ι=\其中，\為信源的橫向坐標； Xi為接收天線i的橫向坐標；P' i為信源的橫向坐標為接收天線i的橫向坐標時的概率值； η為接收天線的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信源定位方法及裝置，該方法包括步驟獲得各接收天線接收信源發(fā)送的信號時的接收信號功率值；針對每個接收天線，分別根據(jù)獲得的各接收信號功率值，確定所述信源的橫向坐標為該接收天線的橫向坐標時的概率值；根據(jù)確定出的各概率值，確定該信源的橫向坐標。采用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中計算復雜度較高，穩(wěn)定性較差，誤差較大以及系統(tǒng)成本較高的問題。
文檔編號G01S5/06GK102520393SQ201110370819
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者張愷 申請人:天津中興軟件有限責任公司