一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控。本發(fā)明實施例提供的一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法包括：獲取天線接收的待測車輛所載標簽的反射信號信息；將接收到的反射信號進行零中頻變換處理，利用反射信號副載波與設(shè)定好的發(fā)送信號的相位差，確定待測車輛所載標簽與天線的距離；利用待測車輛所載標簽與每個天線的距離，采用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置；根據(jù)獲得的待測車輛所載標簽在公路上的寬度位置，結(jié)合公路各車道的寬度信息，確定待測車輛所在車道。
【專利說明】一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法及裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛定位【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法及裝置。
技術(shù)背景
[0002]隨著城市化發(fā)展的加快和車輛普及率的提高，城市交通日漸擁擠，交通事故也頻頻發(fā)生，交通環(huán)境逐漸惡化。各種交通問題成為困擾當今世界各個國家的重大難題。實時獲取車輛行駛的一些信息，如車速，車牌信息，行駛車道信息等，對交通的實時管控具有非常重大的意義。
[0003]射頻識別(RFID)技術(shù)是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)，它是用電磁波進行自動識別技術(shù)的總稱。超高頻RFID作為一項先進的數(shù)據(jù)采集和自動識別技術(shù)，被公認為21世紀十大重要技術(shù)之一，已經(jīng)在生產(chǎn)制造、物流管理、公共安全等領(lǐng)域成功應(yīng)用。
[0004]超高頻RFID標簽具有體積小、成本低、形狀多樣化、壽命長、容量大、可重復(fù)使用等特點，能夠支持快速讀寫、移動識別、非可視識別、多目標識別、跟蹤及定位管理。
[0005]將RFID標簽運用到車輛的車道定位和判別中，具有較大的實用價值和應(yīng)用前景。
[0006]目前，主要采用以下兩種方法來實現(xiàn)定位和測速判斷。
[0007]I)基于接收信 號強度(RSSI)。由于無線信號的傳播有以下規(guī)律，接收端測得的信號強度越強，說明發(fā)送端距接收端距離越近，反之，接收端測得的信號強度越弱，則說明發(fā)送端距離越遠，因此，基于信號強度衰減的方法可以測量收發(fā)距離。這種方式需要獲取精確的信道模型，而實際交通環(huán)境比較復(fù)雜，信道環(huán)境隨時變化，所以這種方法有較大的誤差。
[0008]2)基于傳播信號的到達入射角(Α0Α)。信號的到達入射角可由接收機天線陣列測得，采用相關(guān)算法可得到角度方位線的交點，即標簽的位置。該方法只適用于視距傳輸?shù)那闆r。這種方式需要采用陣列天線，布置成本較高，不太適用于交通定位的應(yīng)用中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明實施例提供了一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控，并且成本較低。
[0010]本發(fā)明實施例提供了一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法，包括:獲取天線接收的待測車輛所載標簽的反射信號信息；對天線接收到的反射信號進行零中頻變換處理，獲得待測車輛所載標簽反向散射信號副載波的相位，將待測車輛的標簽反向散射信號副載波的相位與設(shè)定好的發(fā)送信號的相位相減得到收發(fā)信號的相位差，利用這個相位差確定待測車輛所載標簽與天線的距離；利用待測車輛所載標簽與每個天線的距離，采用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置；根據(jù)獲得的待測車輛所載標簽在公路上的寬度位置，結(jié)合公路各車道的寬度信息，確定待測車輛所在車道。
[0011]其中，在車道正上方的龍門架上布置至少兩個天線，用于向待測車輛所載標簽進行信號發(fā)送與接收。
[0012]其中，所述天線與水平面成一定角度。
[0013]其中，所述至少兩個天線采用時分多址方式對標簽進行信號發(fā)送和接收。
[0014]其中，發(fā)送信號為余弦波形式，采用副載波的AM調(diào)制方式，并通過添加副載波的方法進行處理。
[0015]其中，所述對天線接收到的反射信號進行零中頻變換處理包括:將接收到的反射信號變換到零中頻，并做混頻濾波處理。
[0016]其中，所述獲得待測車輛的標簽反向散射信號副載波的相位包括:選取所述經(jīng)零中頻變換處理后的信號中幅度較大的一路信號，提取相位。
[0017]其中，所述利用待測車輛所載標簽與每個天線的距離，采用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置包括:利用待測車輛所載標簽及天線的位置坐標建立雙曲線定位方程組，利用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置。
[0018]本發(fā)明實施例還提供了一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別裝置，包括:數(shù)據(jù)獲取模塊、距離測量模塊、寬度位置測量模塊及定位模塊，所述模塊依次連接；數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取每個天線接收的待測車輛所載標簽的反射信號信息；距離測量模塊，用于對接收到的反射信號進行零中頻變換處理，利用反射信號副載波與設(shè)定好的發(fā)送信號的相位差，確定待測車輛所載標簽與天線的距離；寬度位置測量模塊，用于根據(jù)待測車輛所載標簽與每個天線的距離，確定待測車輛所載標簽的寬度位置；定位模塊，用于根據(jù)待測車輛所載標簽的寬度位置結(jié)合公路各車道寬度信息，確定待測車輛所在車道。
[0019]本發(fā)明實施例提供的一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法及裝置，利用不同天線采集到的信號的相位差，計算出車輛與每個天線之間的距離，并采用最小二乘法進一步確定車輛的寬度位置，進而結(jié)合車道寬度確定車輛行駛的車道號，實現(xiàn)交通的實時管控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明實施例提供的車道判別的場景布置示意圖。
[0021]圖2所示為本發(fā)明實施例提供的一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法流程圖。
[0022]圖3所示為本發(fā)明實施例提供的天線與待測車輛所載標簽位置示意圖。
[0023]圖4所示為本發(fā)明實施例提供的一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]圖1所示為本發(fā)明實施例提供的車道判別的場景布置示意圖。如圖1所示，在公路的每個車道上方的龍骨架上布置一個天線，圖中示出了 4個車道以及對應(yīng)的4個天線，各天線之間保持一定的距離，且天線與水平面成一定角度，這樣有利于天線信號的發(fā)送與接收。閱讀器I與每個天線相連，用于讀取并處理天線接收到的信息，并基于本發(fā)明后續(xù)實施例提供的方法來計算車輛的距離和位置。閱讀器I也可以位于車道上方的龍骨架上，通過無線或有線的方式將計算結(jié)果傳回中控室，也可以直接位于中控室。
[0026]在對待測車輛所載標簽進行車道判別過程中，天線按照時分多址方式依次對標簽進行信號發(fā)送與接收，通過測量待測車輛的標簽反向散射信號副載波的相位，與設(shè)定好的發(fā)送信號的相位相減得到收發(fā)信號的相位差，利用這個相位差獲得天線與標簽之間的距離信息，進一步根據(jù)待測車輛所載標簽及天線坐標建立雙曲線定位方程組，并利用最小二乘法計算得出待測車輛的標簽在公路上的寬度位置，同時結(jié)合公路各車道的寬度信息，則可判別待測車輛行駛的車道號。
[0027]閱讀器在獲取待測車輛所載標簽反射信號的同時可識別標簽的產(chǎn)品電子代碼(EPC)信息，用于獲取車輛的車牌信息，實現(xiàn)對每輛車的實時監(jiān)控。
[0028]下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進行具體說明，圖2所示為本發(fā)明實施例提供的一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法流程圖。如圖2所示，該方法包括:
[0029]步驟100:獲取天線接收的待測車輛所載標簽的反射信號信息。
[0030]閱讀器采用副載波的AM調(diào)制方式發(fā)送信號，其中，信號采取余弦波形式，并通過添加副載波的方法消除整周期模糊。假設(shè)發(fā)射端調(diào)制頻率為fo，發(fā)射相位力爐對于超高頻載波f。，令發(fā)射相位為凡，調(diào)制電平為A，附加噪聲為z (t)，則天線的發(fā)射信號s (t)和接收信號r(t)可分別表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別方法，其特征在于，包括: 獲取天線接收的待測車輛所載標簽的反射信號信息； 對天線接收到的反射信號進行零中頻變換處理，獲得待測車輛所載標簽反向散射信號副載波的相位，將待測車輛的標簽反向散射信號副載波的相位與設(shè)定好的發(fā)送信號的相位相減得到收發(fā)信號的相位差，利用這個相位差確定待測車輛所載標簽與天線的距離； 利用待測車輛所載標簽與每個天線的距離，采用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置； 根據(jù)獲得的待測車輛所載標簽在公路上的寬度位置，結(jié)合公路各車道的寬度信息，確定待測車輛所在車道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在車道正上方的龍門架上布置至少兩個天線，用于向待測車輛所載標簽進行信號發(fā)送與接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述天線與水平面成一定角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少兩個天線采用時分多址方式對標簽進行信號發(fā)送和接收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送信號為余弦波形式，采用副載波的AM調(diào)制方式，并通過添加副載波的方法進行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對天線接收到的反射信號進行零中頻變換處理包括:將接收到的反射信號變換到零中頻，并做混頻濾波處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲得待測車輛的標簽反向散射信號副載波的相位包括:選取所述經(jīng)零中頻變換處理后的信號中幅度較大的一路信號，提取相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用待測車輛所載標簽與每個天線的距離，采用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置包括:利用待測車輛所載標簽及天線的位置坐標建立雙曲線定位方程組，利用最小二乘法確定待測車輛所載標簽的寬度位置。
9.一種基于超高頻射頻識別的車輛車道判別裝置，其特征在于，包括:數(shù)據(jù)獲取模塊、距離測量模塊、寬度位置測量模塊及定位模塊，所述模塊依次連接； 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取每個天線接收的待測車輛所載標簽的反射信號信息； 距離測量模塊，用于對接收到的反射信號進行零中頻變換處理，利用反射信號副載波與設(shè)定好的發(fā)送信號的相位差，確定待測車輛所載標簽與天線的距離； 寬度位置測量模塊，用于根據(jù)待測車輛所載標簽與每個天線的距離，確定待測車輛所載標簽的寬度位置； 定位模塊，用于根據(jù)待測車輛所載標簽的寬度位置結(jié)合公路各車道寬度信息，確定待測車輛所在車道。
【文檔編號】G01S13/74GK103699870SQ201310755082
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】曹坤, 彭天柱, 楊國 申請人:天津中興智聯(lián)科技有限公司