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专利号: 2024118766470
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向短时局部定位失效的无人车群瞬时协同定位方法,其特征在于,包括:步骤1、第 个失效车辆在失效的 时刻向周围车辆广播协同请求帧 并接收周围任意第 个应答车辆回复的协同响应帧 ;

步骤2、构建失效车辆在 时刻的协同定位应答矩阵,并计算与应答车辆的降噪空间距离;

步骤3、失效车辆从所有应答车辆中筛选出满足有效应答范围 的有效应答车辆,并构建有效协同定位应答矩阵 ,从而得到失效车辆与有效应答车辆的降噪空间距离向量;

步骤4、利用 与 ,计算第 个失效车辆在 时刻的定位信息可信度集合 ;

步骤5、判断 是否成立,若成立,则构建协同定位车辆在 时刻的协同定位信息矩阵,从而推算失效车辆在 时刻的部分位置参数并修正,否则,增大 值后,返回步骤

3;其中,表示无人车群内的有效应答车辆总数;

步骤6:构建失效车辆在 时刻的协同请求帧 与协同响应帧 ,用于失效车辆与周围车辆之间的交互。

2.根据权利要求1所述的一种面向短时局部定位失效的无人车群瞬时协同定位方法,其特征在于,所述步骤2是按如下步骤进行:步骤2.1、基于无人车辆间的交互帧信息,利用式(1)构建第 个失效车辆在 时刻的无人车群内车辆协同定位应答矩阵 ;

(1)

式(1)中, 表示第 个失效车辆在 时刻向第 个应答车辆发出协同请求帧的时间戳, 为第 个失效车辆接收第 个应答车辆回复的协同响应帧的时间戳, 为第 个失效车辆的无线电信号传输速度, 为第 个失效车辆的通信设备编号, 为第 个应答车辆在 时刻的位置参数, 表示第 个应答车辆处理 时刻的协同请求帧 以及发出协同响应帧 的时延, ,,表示无人车群内的车辆总数;

步骤2.2、利用式(2)计算第 个失效车辆与第 个应答车辆在 时刻的降噪空间距离;

(2)

式(2)中, 为交互信息网络传输的噪声修正值。

3.根据权利要求2所述的一种面向短时局部定位失效的无人车群瞬时协同定位方法,其特征在于,所述步骤3中是按如下步骤进行:步骤3.1、定义失效车辆的有效应答范围 为主定位失效时刻下应答车辆的降噪空间距离小于等于距离阈值 ,则所述第 个失效车辆从所有应答车辆中筛选出满足有效应答范围 的 个有效应答车辆,从而利用式(3)构建第 个失效车辆的有效应答范围 内在 时刻的有效协同定位应答矩阵 ;

(3)

式(3)中, 表示第 个失效车辆的有效应答范围 内在 时刻向第 个有效应答车辆发出协同请求帧 的时间戳, 为第 个失效车辆的有效应答范围 内接收第个有效应答车辆回复的协同响应帧 的时间戳, 为有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的位置参数, 表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆处理 时刻的协同请求帧 以及发出协同响应帧 的时延;

步骤3.2、计算第 个失效车辆与有效应答车辆在 时刻的降噪空间距离向量;其中, 表示第 个失效车辆与有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的降噪空间距离, 。

4.根据权利要求3所述的一种面向短时局部定位失效的无人车群瞬时协同定位方法,其特征在于,所述步骤4是按如下步骤进行:步骤4.1、所述第 个失效车辆提取 中 个有效应答车辆的位置参数,从而建立第个失效车辆的有效应答范围 内有效应答车辆的位置参数信息集合,其中, 表示有效应答范围 内在 时刻第 个有效应答车辆的位置参数矩阵,且 ,

表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的经度坐标, 表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的纬度坐标, 表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的高度坐标, 表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆在时刻的 方向上的行驶方向,且 , 表示正东方向, 表示正南方向,表示正西方向, 表示正北方向, 表示有效应答范围 内第 个应答车辆在 时刻的车头偏转角度,且 , 表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的行驶方向q下的行驶速度,且 ,当 时,表示第 个有效应答车辆的行驶方向与第 个失效车辆的行驶方向同向,当 时,表示第 个有效应答车辆的行驶方向与第 个失效车辆的行驶方向反向, 表示有效应答范围 内第 个有效应答车辆在 时刻的加速度方向e下的加速度,且 ,当 时,表示第 个有效应答车辆的加速度方向与第 个失效车辆的加速度方向同向,当 时,表示第 个有效应答车辆的加速度方向与第 个失效车辆的加速度方向反向;

步骤4.2、利用式(4)计算第 个失效车辆在 时刻下与第 个有效应答车辆间的伪距以及第 个有效应答车辆位置参数的质量量化评估值 ,从而得到第 个失效车辆在 时刻下的有效应答车辆伪距集合 以及有效应答车辆位置参数的质量量化评估值集合 ;

(4)

式(4)中, 表示第 个失效车辆在 时刻的经度坐标, 表示第 个失效车辆在时刻的纬度坐标, 表示第 个失效车辆在 时刻的高度坐标;

步骤4.3、利用式(5)构建有效应答范围 内的第 个有效应答车辆对于第 个失效车辆在 时刻的位置信息偏离度值 ,从而得到有效应答范围 内的所有有效应答车辆对于第 个失效车辆在 时刻位置信息偏离度值集合 ;

(5)

式(5)中, 、 、 、 分别表示4个不同的设定值,且 > > > ; 、 、 分别表示3个不同的设定值;且 ;

步骤4.4、将 中第 个失效车辆的任一位

置参考信息记为 ,将 中第 个有效应

答车辆的任一位置参考信息记为 , ,从而利用式(6)

计算第 个失效车辆的任一位置参考信息 与第 个有效应答车辆的任一位置参考信息 间的模糊关联度 ,从而得到第 个失效车辆在 时刻与有效应答范围内第 个应答车辆间的模糊关联度量化矩阵 ;

(6)

式(6)中, 表示第 个失效车辆在 时刻的 方向上的行驶方向, 表示第个失效车辆在 时刻的车头偏转角度, , 表示第 个失效车辆在时刻的行驶方向 下的行驶速度, 表示第 个失效车辆在 时刻的加速度方向下的行驶加速度;

步骤4.5、设置每辆应答车辆经度坐标的优先值为 ,每辆应答车辆纬度坐标的优先值为 ,每辆应答车辆高度坐标的优先值为 ,每辆应答车辆行驶方向的优先值为 ,每辆应答车辆车头偏转角度的优先值为 ,每辆应答车辆行驶速度的优先值为 ,每辆应答车辆加速度的优先值为 ,从而构建每辆应答车辆的位置参考信息的优先级矩阵;T表示转置;

步骤4.6、利用式(7)计算第 个失效车辆的有效应答范围 内与第 个应答车辆在 时刻的定位信息可信度值 ,从而得到第 个失效车辆的有效应答范围 内所有有效应答车辆的定位信息的可信度集合 ;

(7)。

5.根据权利要求4所述的一种面向短时局部定位失效的无人车群瞬时协同定位方法,其特征在于,所述步骤5包括:步骤5.1、利用式(8)构建协同定位车辆在 时刻的协同定位信息矩阵 ;

(8)

式(8)中, 表示有效应答范围 内第 个协同定位车辆在 时刻的经度坐标, 表示有效应答范围 内第 个协同定位车辆在 时刻的纬度坐标,表示有效应答范围 内第 个协同定位车辆在 时刻的高度坐标, ;

步骤5.2、利用式(9)计算第 个失效车辆在 时刻的经度坐标 、纬度坐标和高度坐标 ;

(9)

式(9)中, , , , , , , ,

分别表示在 时刻的8个过程量,并有:

(10)

步骤5.3、将 时刻、 时刻、 时刻和 时刻中的任意时刻记为t时刻,利用式(11)计算第 个失效车辆在 时刻下修正后的部分位置参数;

(11)

式(11)中, 为第 个失效车辆在 时刻修正后的经度坐标, 为第个失效车辆在 时刻修正后的纬度坐标, 为第 个失效车辆在 时刻修正后的高度坐标, 表示第 个失效车辆在 时刻在经度方向的速度分量, 表示第个失效车辆在 时刻在纬度方向的速度分量, 表示第 个失效车辆在 时刻在高度方向的速度分量。

6.根据权利要求5所述的一种面向短时局部定位失效的无人车群瞬时协同定位方法,其特征在于,所述步骤6是按如下步骤进行:步骤6.1、将 时刻修正后的部分位置参数与 时刻的剩余位置参数组合为第 个失效车辆在 时刻的位置参数矩阵 ,从而将 分别写入 时刻的协同请求帧 与 时刻的协同响应帧 ;

步骤6.2、第 个失效车辆在 时刻判断自身主定位是否恢复正常,若未恢复正常,则将 赋值给 后,返回步骤1顺序执行,同时,当第 个失效车辆在 时刻感知到周围车辆的协同请求帧 时,向其反馈协同响应帧 。