CN104809904B - 基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于可疑车辆定位领域，提供了基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***及定位方法，可疑车辆定位***包括贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；位于道路旁，互联且同步的至少三个基站，用于接收超宽频脉冲信号，上传接收到超宽频脉冲信号的时刻；连于基站的可疑车辆定位服务器，用于根据定位算法和各个基站上传的接收到超宽频脉冲信号的时刻，生成电子车牌的实时坐标，并用于读取电子车牌中存储的车辆身份信息，当车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据电子车牌的实时坐标，定位并跟踪车辆。在本发明中，基站、电子车牌之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，可以高精度定位并跟踪携带电子车牌的可疑车辆。

Description

基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***及定位方法

技术领域

本发明属于可疑车辆定位领域，尤其涉及基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***及定位方法。

背景技术

近几年来，社会经济飞速发展，城市车辆保有量持续迅猛增长，道路交通混杂,交通效率在各大中城市已很常见，并且有愈演愈烈的趋势。为了缓解道路交通问题，节省开车的时间，可疑车辆定位***以视频监控为主，监控点分布在车流、人流比较集中的道路交叉口、重点路段，通过图像传输通道将路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况，以便调整各路口车辆流量，确保交通通畅。

然而，现有的车辆定位***，易受天气和障碍物的影响，无法对道路中可疑车辆进行高精度定位，也无法跟踪高速移动的可疑车辆。

其原因在于，现有的车辆定位***，一般采用以下二种定位方式，详述如下：

第一种定位方式，采用GPS定位方式，由于GPS定位是全球定位，会受到各种各样因素的影响，定位的精度较低，因此采用GPS定位方式的车辆定位***，无法对道路中的车辆进行高精度定位；

第二种定位方式，以视频监控的方式，由于图像的数据受摄像头覆盖率的限制，因此在后台中可识别的图像少，此外图像易受光线明暗干扰，因此识别出图像中的车辆的成功率低，因此无法对道路中的车辆进行高精度定位，也无法跟踪高速移动的车辆。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***，旨在解决现有的车辆定位***，易受天气和障碍物的影响，无法对道路中可疑车辆进行高精度定位，也无法跟踪高速移动的可疑车辆的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***，包括：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；

位于道路旁，互联且同步的至少三个基站，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站的可疑车辆定位服务器，用于根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并用于读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

本发明实施例的另一目的在于提供基于上述的可疑车辆定位***的定位方法，包括：

所述电子车牌发送超宽频脉冲信号至所述基站；

所述基站接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述可疑车辆定位服务器；

所述可疑车辆定位服务器根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并用于读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

在本发明实施例中，提供了可疑车辆定位服务器，可读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。解决了现有的车辆定位***，易受天气和障碍物的影响，无法对道路中可疑车辆进行高精度定位，也无法跟踪高速移动的可疑车辆的问题。有益效果在于两方面，详述如下：

一方面，由于基站与电子车牌之间，基站与基站之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，而超宽频无线通讯技术，由于采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易受干扰、安全系数高，与现有频谱其存，不会干扰现有的超宽频通信应用等特点，因此可以通过对高速移动的电子车牌进行高精度定位，进而对道路中贴附电子车牌的车辆进行高精度定位，同时还可增强定位的稳定性，不容易受到天气和障碍物的影响。

另一方面，使得后续能够在基站覆盖范围内，根据电子车牌的实时坐标，定位并跟踪车辆，由于电子车牌的实时坐标的数量多，因此可以跟踪高速移动的车辆，从而可以帮助交通部门对可疑车辆进行追踪和管理，可减轻车辆的管理压力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***的结构图；

图2是本发明实施例提供的可疑车辆定位***的定位方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的定位方法步骤S201的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的定位方法步骤S302的第一实现流程图；

图5是本发明实施例提供的定位方法步骤S302的第二实现流程图；

图6是本发明实施例提供的发送可疑车辆报警信息的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1是本发明实施例提供的基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***的结构图，详述如下：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌1；

位于道路旁，互联且同步的至少三个基站2，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站2的可疑车辆定位服务器3，用于根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，并用于读取所述电子车牌1中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌1的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

其中，根据所述电子车牌1的实时坐标，定位并跟踪所述车辆，有两种实施方式，详述如下：

第一种实施方式：

在预存的道路坐标数据库中，根据每条道路对应的道路坐标范围和所述电子车牌1的实时坐标，定位所述车辆所在的道路。

根据所述电子车牌1的实时坐标，对所述电子车牌1进行跟踪，生成所述车辆的跟踪轨迹。

第二种实施方式：

根据所述电子车牌1的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标；

其中，所述可疑车辆定位服务器3还用于存储所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数。

根据预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，生成所述贴附位置和所述模型参数的相对距离，根据相对距离以及所述电子车牌1的实时坐标，生成所述车辆的位置坐标。

其中，在预存的道路坐标数据库中，根据每条道路对应的道路坐标范围和根据所述车辆的位置坐标，定位所述车辆所在的道路。

根据所述车辆的位置坐标，对所述车辆进行跟踪，生成所述车辆的跟踪轨迹。

其中，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，表示所述车辆为可疑车辆，生成车辆的跟踪轨迹，能直观显示可疑车辆的位置。

其中，可疑车辆定位服务器3还可用于读取更新时间，判断更新时间是否到达；

当更新时间到达时，更新可疑车辆定位服务器中存储的可疑车辆身份信息。

可疑车辆身份信息为描述可疑车辆的身份信息，可疑车辆包括被盗车辆、违章车辆中的至少一种。

其中，在所述至少三个基站2中，基站2与基站2之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

其中，所述基站2和车辆定位服务器3之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

其中，所述电子车牌1贴附在车辆的挡风玻璃上，通过超宽频天线，无方向地发送超宽频脉冲信号。

其中，所述可疑车辆定位服务器3还用于存储所述电子车牌1和所述车辆的对应关系，同时还存储每条道路和道路坐标范围的对应关系。

需说明的是，所述车辆的位置坐标包括二维坐标和三维坐标。

当采用三个基站2时，可算出二维坐标，当采用四个以上的基站2时，可算出三维坐标。

需说明的是，连于所述基站2的可疑车辆定位服务器3，可以将执行的方法分开两部分，由两个服务器来实现，详述如下：

一定位服务器，用于根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标；

一定位服务器，并用于读取所述电子车牌1中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌1的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

在本发明实施例中，基站2与电子车牌1之间，基站2与基站2之间的信号传递采用超宽频无线定位技术，具有低功耗、超宽频的特点，借助这种传送技术可以对高速移动的电子车牌1进行高精度定位，进而高精度定位并跟踪携带电子车牌的可疑车辆。

实施例二

本实施例主要描述了可疑车辆定位服务器与基站之间的连接关系，详述如下：

可疑车辆定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述可疑车辆定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

通过至少三个基站中的一个基站发送同步脉冲给其它基站，即可完成基站与基站之间的同步。

其中，可疑车辆定位服务器与基站之间，存在两种连接方式，详述如下：

第一种连接方式：

所述可疑车辆定位服务器3直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

需说明的是，所述可疑车辆定位服务器3直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，表示所述可疑车辆定位服务器3与基站之间的连接链路是直连链路，中间没有数据交换设备。

需说明的是，所述可疑车辆定位服务器3直连基站的数量，可以为一个，也可以为多个。

当所述可疑车辆定位服务器3连接基站的数量为一个时，与所述可疑车辆定位服务器3相连接的基站可理解为主基站，剩下的基站为辅基站，主基站与辅基站之间级联。主基站汇总并上传其它辅基站接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

当所述可疑车辆定位服务器3直连基站的数量为多个时，可疑车辆定位服务器3汇总并统计所述三个基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

第二种连接方式：

所述可疑车辆定位服务器3通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

其中，所述数据交换设备为进行电子数据交换的设备，包括路由器、交换机、***、光纤收发器中的至少一种。

需说明的是，所述可疑车辆定位服务器3通过数据交换设备连接基站的数量，可以为一个，也可以为多个。

当所述可疑车辆定位服务器3通过数据交换设备连接基站的数量为一个时，与所述可疑车辆定位服务器3相连接的基站可理解为主基站，剩下的基站为辅基站，主基站与辅基站之间级联。主基站汇总并上传其它辅基站接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

当所述可疑车辆定位服务器3通过数据交换设备连接基站的数量为多个时，可疑车辆定位服务器3汇总并统计所述三个基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

需说明的是，可疑车辆定位服务器3通过数据交换设备连接至少三个基站中的一个基站或者多个基站时，基站和可疑车辆定位服务器3之间的组网架构，包括以下架构中的任意一种，详述如下：

一、基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接路由器的数据分发端口，路由器的数据分发端口通过网线连接可疑车辆定位服务器3；

二、基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接交换机的数据分发端口，交换机的数据分发端口通过网线连接可疑车辆定位服务器3；

三、基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接***的输入端，***的输出端通过网线连接可疑车辆定位服务器3；

四、基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光纤收发器的输入端，光纤收发器的输出端，通过网线连接可疑车辆定位服务器3。

实施例三

图2是本发明实施例提供的可疑车辆定位***的定位方法的实现流程图，所述定位方法包括：

S201，所述电子车牌1发送超宽频脉冲信号至所述基站2；

S202，所述基站2接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述可疑车辆定位服务器3；

S203，可疑车辆定位服务器3根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，并用于读取所述电子车牌1中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌1的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

其中，所述定位算法包括到达时间(Time of Arrival，TOA)算法和到达时间差(Time Difference of Arrival，TOA)算法中的至少一种。

在本发明实施例中，基站2与电子车牌1之间，基站2与基站2之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，而超宽频无线通讯技术，由于采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易受干扰、安全系数高，与现有频谱其存，不会干扰现有的超宽频通信应用等特点，因此可以通过对电子车牌1进行高精度定位，进而对道路中贴附电子车牌1高速移动的车辆进行高精度定位，同时还可增强定位的稳定性。

实施例四

图3是本发明实施例提供的定位方法步骤S201的实现流程图，详述如下：

S301，读取所述电子车牌1中存储的车辆身份信息；

S302，在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车辆身份信息与预存的可疑车辆身份信息相匹配；

S303，当匹配成功时，根据所述电子车牌1的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

在本发明实施例中，当匹配成功时，自动定位并跟踪所述车辆，增强了基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***的智能化程度。

实施例五

图4是本发明实施例提供的定位方法步骤S302的第一实现流程图，详述如下：

S401，在读取的车辆身份信息中，提取车牌号码；

S402，在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车牌号码与预存的可疑车辆身份信息中的车牌号码相匹配。

在本发明实施例中，将读取的车牌号码与预存的可疑车辆身份信息中的车牌号码相匹配，便于快速查找出可疑车辆。

实施例六

图5是本发明实施例提供的定位方法步骤S302的第二实现流程图，详述如下：

S501，在读取的车辆身份信息中，提取车主身份证号；

S502，在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车主身份证号与预存的可疑车辆身份信息中的车主身份证号相匹配。

在本发明实施例中，将读取的车主身份证号与预存的可疑车辆身份信息中的车主身份证号相匹配，便于快速查找出可疑车辆。

实施例七

图6是本发明实施例提供的发送可疑车辆报警信息的实现流程图，详述如下：

S601，实时根据所述车辆所在的道路以及读取的车辆身份信息，生成可疑车辆报警信息；

S602，向预先关联的可疑车辆报警终端发送所述可疑车辆报警信息。

在本发明实施例中，向可疑车辆报警终端发送可疑车辆报警信息，以使得可疑车辆报警终端接收到可疑车辆报警信息后，可以显示可疑车辆报警信息，供交通部门参考，帮助交通部门对可疑车辆进行追踪和管理，可减轻车辆的管理压力。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现。所述的程序可以存储于可读取存储介质中，所述的存储介质，如随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦写可编程存储器、寄存器等。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***，其特征在于，包括：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；

位于道路旁，互联且同步的至少三个基站，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站的可疑车辆定位服务器，用于根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并用于读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆；

根据所述电子车牌的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标；

其中，所述可疑车辆定位服务器还用于存储所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数；

根据预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，生成所述贴附位置和所述模型参数的相对距离，根据相对距离以及所述电子车牌的实时坐标，生成所述车辆的位置坐标。

2.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***，其特征在于，在所述至少三个基站中，基站与基站之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

3.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***，其特征在于，所述基站和车辆定位服务器(3)之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

4.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的可疑车辆定位***，其特征在于，所述可疑车辆定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述可疑车辆定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

5.一种基于权利要求1所述的可疑车辆定位***的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：

所述电子车牌发送超宽频脉冲信号至所述基站；

所述基站接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述可疑车辆定位服务器；

所述可疑车辆定位服务器根据定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，并用于读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆；

根据所述电子车牌的实时坐标，并调用预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，得到所述车辆的位置坐标；

其中，所述可疑车辆定位服务器还用于存储所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数；

根据预存的所述电子车牌在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，生成所述贴附位置和所述模型参数的相对距离，根据相对距离以及所述电子车牌的实时坐标，生成所述车辆的位置坐标。

6.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述定位算法包括到达时间TOA算法和到达时间差TDOA算法中的至少一种。

7.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息，当所述车辆身份信息为可疑车辆身份信息时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆，具体为：

读取所述电子车牌中存储的车辆身份信息；

在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车辆身份信息与预存的可疑车辆身份信息相匹配；

当匹配成功时，根据所述电子车牌的实时坐标，定位并跟踪所述车辆。

8.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车辆身份信息与预存的可疑车辆身份信息相匹配，具体为：

在读取的车辆身份信息中，提取车牌号码；

在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车牌号码与预存的可疑车辆身份信息中的车牌号码相匹配。

9.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车辆身份信息与预存的可疑车辆身份信息相匹配，具体为：

在读取的车辆身份信息中，提取车主身份证号；

在预存的可疑车辆数据库中，将读取的车主身份证号与预存的可疑车辆身份信息中的车主身份证号相匹配。

10.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法，还包括：

实时根据所述车辆所在的道路以及读取的车辆身份信息，生成可疑车辆报警信息；

向预先关联的可疑车辆报警终端发送所述可疑车辆报警信息。