专利名称：基于移位循环唯一码的交通车辆磁定位方法
技术领域：
本发明涉及车辆定位方法，特别涉及车辆磁定位方法。
背景技术：
目前车辆定位方法有多种，主要有GPS全球定位、激光测量定位、光学定位、惯性 导航定位、机器视觉定位和超声波定位等。GPS全球定位系统受外国控制；激光测量定位技术的导向与定位精度较高，但是传感器以及发射装置的安装过程 复杂，位置计算也复杂，并且需要有合作目标才可以实时给出传感器系统的精度位置；光学测量定位当外界存在干扰光源时，容易出错误的定位结果，不能实现免供 电； 惯性导航定位误差随着时间和距离的增加而积累，而这种累计误差的消除同样需 要其他辅助手段；机器视觉定位在实际应用时候存在实时性差、受天气情况影响严重的问题；超声定位系统存在的缺陷是当定位空间中存在多于两个定位物体时，基站需要区 分各个定位物体所发射的信号，当定位物体增加时，基站区分定位物体的难度以及整个系 统的复杂度将成指数级增加。在实际的地标点位置，经常出现多个目标，所以不适用。

发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于移位循环唯一码的交通车辆磁定 位方法，该方法能实现车辆在地标点的局部定位，稳定可靠，免供电、免维护、不易污损、不 易遮盖、寿命长和不受别的国家卫星信号的控制。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案1. 一种基于移位循环唯一码的交通车辆磁定位方法，其特征是该方法包括以下 步骤步骤1 在道路上等间隔铺设多个磁道钉，每个磁道钉具有两个磁极，分别是S极 和N极，各磁道钉的S极和N极按移位循环唯一码的规则布设，S极方向朝上代表的码值为 0，N极方向朝上代表的码值为1 ；步骤2 在汽车上安装车载磁传感器和传感器采集卡，车载磁传感器的数量为九 个，分别是一号、二号、三号、四号、五号、六号、七号、八号、九号车载磁传感器，这九个车载 磁传感器等间距的安装在汽车的前保险杠上，一号车载磁传感器位于汽车前保险杠的最左 端，九号车载磁传感器位于汽车前保险杠的最右端，将这些车载磁传感器与传感器采集卡 连接，再将传感器采集卡与汽车控制单元连接，在汽车控制单元的数据库中存储移位循环 唯一码的码序；步骤3 通过汽车控制单元实时检测传感器采集卡采集的数据；步骤4:将采集的数值进行低通滤波，与地磁的恒定量进行比较，若小于设定的干扰阈值，则判定不在磁道钉定位区域内，返回步骤3 ；若大于设定的干扰阈值，则判定处于 磁道钉定位区域内，执行步骤5 ；步骤5 判断一号车载磁传感器、九号车载磁传感器获取的电压值，将获取的电压 值与事先定义的磁道钉有效阈值进行比较，若一号车载磁传感器和九号车载磁传感器获取 的电压值中有一个大于磁道钉有效阈值，则判断车载磁传感器能够感应五个磁道钉的强 度，执行步骤7，若一号车载磁传感器和九号车载磁传感器获取的电压都小于磁道钉有效阈 值，则判断车载磁传感器能够感应四个磁道钉的强度，执行步骤6 ；步骤6 首先判断二号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极， 则判断最左端磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最左端磁道钉的码值为1，接着判断四号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏左磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏左磁道钉的码值为1，然后判断六号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏右磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉的码值为1，
最后判断八号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最右端磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最右端磁道钉的码值为1，将获取的最左端磁道钉、中间偏左磁道钉、中间偏右磁道钉以及最右端磁道钉的 码值组成码序，然后执行步骤8 ；步骤7 首先判断一号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若一号车载磁传感器感 应的极性为S极，则判断最左端磁道钉的码值为0，若一号车载磁传感器感应的极性为N极， 则判断最左端磁道钉的码值为1，其次判断二号、三号、四号车载磁传感器中感应电压最强的哪个车载传感器获取 的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间偏左磁 道钉的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断中间偏左磁 道钉的码值为1，再次判断四号、五号、六号车载磁传感器中感应电压最强的哪个车载传感器获取 的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间磁道钉 的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断中间磁道钉的码 值为1，然后判断六号、七号、八号车载磁传感器中感应电压最强的哪个车载传感器获取 的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间偏右磁 道钉的码值为0，若该感应电压最强的磁传感器感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉 的码值为1，最后判断九号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若九号车载磁传感器感应的极性 为S极，则判断最右端磁道钉的码值为0，若九号车载磁传感器感应的极性为N极，则判断最 右端磁道钉的码值为1，将获取的最左端磁道钉、中间偏左磁道钉、中间磁道钉、中间偏右磁道钉以及最右 端磁道钉的码值组成码序，然后执行步骤8 ；步骤8 将步骤6或步骤7获得的码序与汽车控制单元的数据库中存储移位循环 唯一码的码序进行对比，从而确定车辆的位置。
本方法有以下积极有益效果1.本发明的方法利用移位循环唯一码磁诱导原理进行车辆定位，主要是利用车载 磁传感器感应路面磁道钉的磁信号，通过判断磁道钉的码值，从而确定行驶的车辆在道路 中的位置。2.本发明的方法能够满足不限制车辆按照标准车道位置行驶，同时能够感知路面 磁道钉的编码，实现地标定位的功能。


图1是本发明的原理框图。图2是本发明磁道钉的布置方式。图3是图2的局部放大图。图4是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径一；图5是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径二 ；图6是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径三；图7是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径四；图8是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径五；图9是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径六；图10是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径七；图11是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径八；图12是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径九；图13是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径十；图14是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径十一；图15是汽车穿过磁道钉定位区域的可能路径十二 ；
具体实施例方式请参照图1、图2、图3，本发明是一种基于移位循环唯一码的交通车辆磁定位方 法，移位循环唯一码的定义是连续相邻码组间，前一码组的后几位是后一码组的前几位，并 且两个码组有且只有一位是不一样的，这样的编码方式在本发明中称为移位循环唯一码， 该编码方式能够保证定位的唯一性。移位唯一循环码的编码方式如表1所示，根据移位循环唯一码的编码方式，从而 确定磁道钉铺设的编码码序为0001001110101100。表1移位循环唯一码的编码方式 该方法包括以下步骤步骤1 在十米宽(dl = IOm)的道路上等间隔埋设16个磁道钉，分别是Al、A2、 A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、All、A12、A13、A14、A15、A16，每个磁道钉有两个磁极，分别 是S极和N极，各磁道钉的S极和N极按移位循环唯一码的规则布设；S极方向朝上代表的 码值为0，N极方向朝上代表的码值为1，磁道钉间隔d2是65cm，磁道钉铺设的编码码序为 0001001110101100。步骤2 在汽车CAR上安装车载磁传感器和传感器采集卡，现车长是2. 6米(d3 =260cm)，车载磁传感器的数量为九个，分别是一号、二号、三号、四号、五号、六号、七号、 八号、九个车载磁传感器1、2、3、4、5、6、7、8、9，这九个车载磁传感器1、2、3、4、5、6、7、8、 9等间距的安装在汽车的前保险杠上，相邻的两个车载磁传感器的距离是32. 5cm, (d4 = 32. 5cm) ο一号车载磁传感器1位于汽车前保险杠的最左端，九号车载磁传感器9位于汽车 前保险杠的最右端，将这些车载磁传感器与传感器采集卡连接，再将传感器采集卡与汽车 控制单元连接，在汽车控制单元的数据库中存储移位循环唯一码的码序；步骤3 通过汽车控制单元实时检测传感器采集卡采集的数据；步骤4:汽车控制单元将采集的数值进行低通滤波，与地磁的恒定量进行比较，若 小于设定的干扰阈值，例如0. 05V或0. 06V(根据各地区的地磁场恒定量而定)，则判定不在 磁道钉定位区域内，返回步骤3 ；若大于设定的干扰阈值，例如0. 05V或0. 06V，则判定处于 磁道钉定位区域内，执行步骤5，步骤5:判断一号车载磁传感器1、九号车载磁传感器9获取的电压值，根据获取的电压值与事先定义的磁道钉有效阈值进行比较，磁道钉有效阈值可以是0. 65V,若一号车载磁传感器1和九号车载磁传感器9获取的电压值中有一个大于磁道钉 有效阈值0. 65V，则判断车载磁传感器能够感应五个磁道钉的强度，执行步骤7，若一号车 载磁传感器1和九号车载磁传感器9获取的电压都小于磁道钉有效阈值0. 65V，则判断车载 磁传感器能够感应四个磁道钉的强度，执行步骤6， 汽车CAR在通过磁道钉检测区域时，有如下可能路径，下面分别详细说明可能路径一汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1恰好从两个相邻磁道钉之间 的中分线通过，请参照图4，汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1恰好从第九和第十个磁道钉 A9、A10的中分线center 1通过，这时一号车载磁传感器1获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为它与两 磁道钉A9、AlO的距离相等，这时最右端的九号车载磁传感器9获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因 为九号车载磁传感器9恰好从第十三和第十四个磁道钉A13、A14的中分线centerf通过， 它与两磁道钉A13、A14的距离相等，可能路径二 汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1从两个相邻磁道钉之间的中 分线左侧通过，偏移的范围为10cm，请参照图5，汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1从第九和第十个磁道钉A9、 AlO的中分线centerl的左侧通过，偏移范围d5 = 10cm,即与左偏移基准线Ll重合，这时一号车载磁传感器1获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为在汽车 控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差异忽略不计，也 就是说，一号车载磁传感器1虽然离磁道钉AlO较远，离磁道钉A9较近，一号车载磁传感器 1对磁道钉AlO的磁感应强度较弱，对磁道钉A9的磁感应强度较强，但是这种强弱的差异是 忽略不计的，通过软件计算后，认为一号车载磁传感器1是从中分线centerl通过的。这时九号车载磁传感器9获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为其距中 分线center2的距离也是IOcm,即d6 = 10cm,在汽车控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差 异忽略不计，也就是说，九号车载磁传感器9虽然离磁道钉A14较远，离磁道钉A13较近，九 号车载磁传感器9对磁道钉A14的磁感应强度较弱，对磁道钉A13的磁感应强度较强，但 是这种强弱的差异是忽略不计的，通过软件计算后，认为九号车载磁传感器9是从中分线 center2通过的。可能路径三汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9从两个相邻磁道钉之间的中 分线右侧通过，偏移的范围为10cm，请参照图6，汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9从第十三和第十四个磁道钉 A13、A14的中分线centerf的右侧通过，偏移距离d7 = 10cm,即与右偏移基准线L2重合，这时九号车载磁传感器9获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为其距中 分线centerf的偏移距离d7 = 10cm，在汽车控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范 围内(含IOcm)出现的磁感应强度的差异忽略不计。这时一号车载磁传感器1获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为一号车载磁传感器1距中分线centerl的距离d8 = IOcm,在汽车控制单元的软件编程中对中分线 两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差异忽略不计，可能路径四 请参照图7，综上分析可知，当汽车CAR在区间districtl内部通过时，也就是说， 汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1与左偏移基准线Ll重合或位于左偏移基准线Ll的 右侧，汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9与右偏移基准线L2重合或位于右偏移基准线 L2的左侧时，一号和九号车载磁传感器1、9获取的电压值都小于磁道钉有效阈值0. 65V，在这 种情况下进入车载传感器检测范围的磁道钉共有四个，分别是磁道钉A10、All、A12、 A13,若以汽车CAR的中心线为中间位置分界线，该四个磁道钉分别是最左端磁道钉AlO，中间偏左磁道钉All，中间偏右磁道钉A12，最右端磁道钉A13，在上述情况下，本发明的方法执行步骤6 首先判断二号车载磁传感器2获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最左端磁道钉AlO的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最左端磁道钉AlO的码值为 1,接着判断四号车载磁传感器4获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏左磁道钉All的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏左磁道钉All的码 值为1，然后判断六号车载磁传感器6获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏右磁道钉A12的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉A12的码 值为1，最后判断八号车载磁传感器8获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最右端磁道钉A13的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最右端磁道钉A13的码值为 1,将获取的最左端磁道钉A10、中间偏左磁道钉All、中间偏右磁道钉A12以及最右 端磁道钉A13的码值组成码序0101，然后执行步骤8 ；可能路径五、六、七汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1从两个相邻磁道钉之间的中分线左侧通 过，且偏移的范围超过10cm，但是没有到达左边界线boimdaryl，请参照图8、图9、图10，汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1从第九和第十个磁 道钉A9、A10的中分线centerl的左侧通过，且偏移范围超过d9 = 10cm,也就是说，一号车载磁传感器1超过了左偏移基准线Li，但是没有到达左边界线 boundary 1，左边界线boundaryl与第八和第九个磁道钉A8、A9的中分线center3的距离 dlO = IOcm,这时一号车载磁传感器1获取的电压值大于磁道钉有效阈值0. 65V，因为在汽车控制单元的软件编程中只对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差异忽略不计，而一号车载磁传感器1离磁道钉A9很近，离磁道钉A8、A10很远，一号车载磁传感 器1对磁道钉A8、A10的磁感应强度很弱，对磁道钉A9的磁感应强度很强，这种强弱的差异 通过软件计算后，认为一号车载磁传感器1明显的感受到了某一个磁道钉(磁道钉A9)的 磁场强度，所以，此时一号车载磁传感器1获取的电压值大于磁道钉有效阈值0. 65V。这时九号车载磁传感器9获取的电压值也大于磁道钉有效阈值0. 65V，因为其距 中心线center2的距离大于10cm，(dll = 10cm,)在汽车控制单元的软件编程中只对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的 差异忽略不计，
而九号车载磁传感器9离磁道钉A13很近，离磁道钉A12、A14很远，九号车载磁传 感器9对磁道钉A14的磁感应强度很弱，对磁道钉A13的磁感应强度很强，这种强弱的差异 通过软件计算后，认为九号车载磁传感器9明显的感受到了某一个磁道钉(磁道钉A13)的 磁场强度，所以，此时九号车载磁传感器9获取的电压值大于磁道钉有效阈值0. 65V。可能路径八汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1从两个相邻磁道钉之间的中分线左侧通 过，偏移的范围超过10cm，且到达左边界线boundaryl，请参照图11，汽车CAR最左端的一号车载磁传感器1从第九和第十个磁道钉A9、 AlO的中分线centerl的左侧通过，偏移范围超过d9 = 10cm，而且一号车载磁传感器1到 达了左边界线boundaryl，左边界线boundaryl与第八和第九个磁道钉A8、A9的中分线 center3 的距离 dlO = IOcm,这时一号车载磁传感器1获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为在汽车 控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差异忽略不计，也 就是说，一号车载磁传感器1虽然离磁道钉A8较远，离磁道钉A9较近，一号车载磁传感器 1对磁道钉A8的磁感应强度较弱，对磁道钉A9的磁感应强度较强，但是这种强弱的差异是 忽略不计的，通过软件计算后，认为一号车载磁传感器1是从两个磁道钉A8、A9的中分线 center3通过的。这时九号车载磁传感器9获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为其距离 中分线center4的偏移距离也是IOcm,即dl2 = 10cm。在汽车控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范围内(含IOcm)出现的磁感 应强度的差异忽略不计，也就是说，九号车载磁传感器9虽然离磁道钉A12较远，离磁道钉 A13较近，九号车载磁传感器9对磁道钉A12的磁感应强度较弱，对磁道钉A13的磁感应强 度较强，但是这种强弱的差异是忽略不计的，通过软件计算后，认为九号车载磁传感器9是 从两个磁道钉A12、A13的中分线center4通过的。对比图8、图9、图10、图11可知，当汽车CAR的一号车载磁传感器1在区间 district〗内通过检测定位区域时，也就是说，一号车载磁传感器1超过了左偏移基准线 Li，但是没有到达左边界线boundaryl，在这种情况下进入车载传感器检测范围的磁道钉 共有五个，分别是磁道钉A9、A10、A11、A12、A13，若以汽车CAR的中心线为中间位置分界线，该五个磁道钉分别是最左端磁道钉A9，
中间偏左磁道钉AlO，中间磁道钉All中间偏右磁道钉A12，最右端磁道钉A13，本发明的方法执行步骤7 首先判断一号车载磁传感器1获取的磁道钉极性，若一号车载磁传感器1感应的 极性为S极，则判断最左端磁道钉A9的码值为0，若一号车载磁传感器1感应的极性为N 极，则判断最左端磁道钉A9的码值为1，其次判断二号、三号、四号车载磁传感器2、3、4中感应电压最强的哪个车载传感 器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间 偏左磁道钉AlO的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断 中间偏左磁道钉AlO的码值为1，在图8所示的位置，汽车CAR的一号车载磁传感器1刚刚超过左偏移基准线Ll，此 时，二号车载磁传感器2感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性为S极，因而判断中间偏 左磁道钉AlO的码值为0，在图9所示的位置，汽车CAR的一号车载磁传感器1即将到达左边界线 boimdaryl，此时，四号车载磁传感器4感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性为S极，因 而判断中间偏左磁道钉AlO的码值为0，在图10所示的位置，汽车CAR的一号车载磁传感器1位于左偏移基准线Ll与左 边界线boimdaryl的中间位置，此时三号车载磁传感器3感应的电压值最强，其获取的磁道 钉极性为S极，因而判断中间偏左磁道钉AlO的码值为0，再次判断四号、五号、六号车载磁传感器4、5、6中感应电压最强的哪个车载传感 器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间 磁道钉All的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断中间 磁道钉All的码值为1，在图8所示的位置，四号车载磁传感器4感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性 为N极，因而判断中间磁道钉All的码值为1，在图9所示的位置，六号车载磁传感器6感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性 为N极，因而判断中间磁道钉All的码值为1，在图10所示的位置，五号车载磁传感器5感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为N极，因而判断中间磁道钉All的码值为1，然后判断六号、七号、八号车载磁传感器6、7、8中感应电压最强的哪个车载传感 器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间 偏右磁道钉A12的码值为0，若该感应电压最强的磁传感器感应的极性为N极，则判断中间 偏右磁道钉A12的码值为1，在图8所示的位置，六号车载磁传感器6感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性 为S极，因而判断中间偏右磁道钉A12的码值为0，在图9所示的位置，八号车载磁传感器8感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性 为S极，因而判断中间偏右磁道钉A12的码值为0，
在图10所示的位置，七号车载磁传感器7感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为S极，因而判断中间偏右磁道钉A12的码值为0，最后判断九号车载磁传感器9获取的磁道钉极性，若九号车载磁传感器9感应的 极性为S极，则判断最右端磁道钉A13的码值为0，若九号车载磁传感器9感应的极性为N 极，则判断最右端磁道钉A13的码值为1，
将获取的最左端磁道钉A9、中间偏左磁道钉A10、中间磁道钉All、中间偏右磁道 钉A12以及最右端磁道钉A13的码值组成码序10101，然后执行步骤8 ；步骤8 将步骤6或步骤7获得的码序与汽车控制单元的数据库中存储移位循环 唯一码的码序进行对比，从而确定车辆的位置。数据库中存储移位循环唯一码的码序如表格1所示。可能路径九、十、i^一 汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9从两个相邻磁道钉之间的中分线右侧通 过，且偏移的范围超过IOcm范围内，但是没有到达右边界线boundary〗，请参照图12、图13、图14，汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9从第十三和第 十四个磁道钉A13、A14的中分线centerf的右侧通过，且偏移范围超过10cm(dll = IOcm,)也就是说，九号车载磁传感器9超过了右偏移基准线L2，但是没有到达右边界线 boundary2，右边界线boundary2与第十四和第十五个磁道钉A14、A15的中分线center6的 距离 dl3 = 10cm,这时九号车载磁传感器9获取的电压值大于磁道钉有效阈值0. 65V，因为在汽车 控制单元的软件编程中只对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差异忽略不计，而九号车载磁传感器9离磁道钉A14很近，离磁道钉A13或A15很远，九号车载 磁传感器9对磁道钉A13、A15的磁感应强度很弱，对磁道钉A14的磁感应强度很强，这种 强弱的差异通过软件计算后，认为九号车载磁传感器9明显感受到了某一个磁道钉(磁道 钉A14)的磁场强度，所以，此时，九号车载磁传感器9获取的电压值大于磁道钉有效阈值 0. 65V。这时一号车载磁传感器1获取的电压值也大于磁道钉有效阈值0. 65V，因为其距 中心线centerl的距离大于10cm, (dl4 = 10cm,)在汽车控制单元的软件编程中只对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的 差异忽略不计，而一号车载磁传感器1离磁道钉AlO很近，离磁道钉A9、All很远，一号车载磁传 感器1对磁道钉A9、All的磁感应强度很弱，对磁道钉AlO的磁感应强度很强，这种强弱的 差异通过软件计算后，认为一号车载磁传感器1明显感受到了某一个磁道钉(磁道钉A10) 的磁场强度，所以，此时一号车载磁传感器1获取的电压值大于磁道钉有效阈值0. 65V。可能路径十二 汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9从两个相邻磁道钉之间的中分线左侧通 过，偏移的范围超过10cm，且到达右边界线boundary〗，请参照图15，汽车CAR最右端的九号车载磁传感器9从第十三和第十四个磁道钉 A13、A14的中分线centerf的右侧通过，偏移范围超过10cm，而且九号车载磁传感器9到达 了右边界线boundary2，右边界线boundary2与第十四和第十五个磁道钉A14、A15的中分线 center6 的距离 dl3 = 10cm,这时九号车载磁传感器9获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为在汽车 控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范围(含IOcm)内出现的磁感应强度的差异忽 略不计，也就是说，九号车载磁传感器9虽然离磁道钉A15较远，离磁道钉A14较近，九号车 载磁传感器9对磁道钉A15的磁感应强度较弱，对磁道钉A14的磁感应强度较强，但是这 种强弱的差异是忽略不计的，通过软件计算后，认为九号车载磁传感器9是从两个磁道钉 A14、A15的中分线center6通过的。这时一号车载磁传感器1获取的电压值小于磁道钉有效阈值0. 65V，因为其距离 磁道钉A10、A11的中分线center5的偏移距离也是IOcm,即dl5 = 10cm。在汽车控制单元的软件编程中对中分线两侧IOcm范围内出现的磁感应强度的差 异忽略不计，也就是说，一号车载磁传感器1虽然离磁道钉All较远，离磁道钉AlO较近，一 号车载磁传感器1对磁道钉All的磁感应强度较弱，对磁道钉AlO的磁感应强度较强，但是 这种强弱的差异是忽略不计的，通过软件计算后，认为一号车载磁传感器1是从两个磁道 IT A10, All的中分线center5通过的。 对比图12、图13、图14、图15可知，当汽车CAR的九号车载磁传感器9在区间 district3内通过定位区域时，也就是说，九号车载磁传感器9超过了右偏移基准线L2，但 是没有到达右边界线boundary〗时，在这种情况下进入车载传感器检测范围的磁道钉共 有五个，分别是磁道钉A10、All、A12、A13、A14，若以汽车CAR的中心线为中间位置分界线，该五个磁道钉分别是最左端磁道钉AlO，中间偏左磁道钉All，中间磁道钉A12，中间偏右磁道钉A13，最右端磁道钉A14，本发明的方法执行步骤7 首先判断一号车载磁传感器1获取的磁道钉极性，若一号车载磁传感器1感应的 极性为S极，则判断最左端磁道钉AlO的码值为0，若一号车载磁传感器1感应的极性为N 极，则判断最左端磁道钉AlO的码值为1，本实施例中，一号车载磁传感器1感应的极性为S极，则判断最左端磁道钉AlO的 码值为0，其次判断二号、三号、四号车载磁传感器2、3、4中感应电压最强的哪个车载传感 器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间 偏左磁道钉All的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断 中间偏左磁道钉All的码值为1，在图12所示的位置，汽车CAR的九号车载磁传感器9刚刚超过右偏移基准线L2， 此时四号车载磁传感器4感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性为N极，因而判断中间偏 左磁道钉All的码值为1，在图13所示的位置，汽车CAR的九号车载磁传感器9即将到达右边界线 boundary〗，此时二号车载磁传感器2感应的电压值最强，其获取的磁道钉极性为N极，因而判断中间偏左磁道钉All的码值为1，在图14所示的位置，汽车CAR的九号车载磁传感器9位于右偏移基准线L2与右 边界线boundary〗的中间位置，此时三号车载磁传感器3感应的电压值最强，其获取的磁道 钉极性为N极，因而判断中间偏左磁道钉All的码值为1，再次判断四号、五号、六号车载磁传感器4、5、6中感应电压最强的哪个车载传感 器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间 磁道钉A12的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断中间 磁道钉A12的码值为1，在图12所示的位置，六号车载磁传感器6感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为S极，因而判断中间磁道钉A12的码值为0，在图13所示的位置，四号车载磁传感器4感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为S极，因而判断中间磁道钉A12的码值为0，
在图14所示的位置，五号车载磁传感器5感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为S极，因而判断中间磁道钉A12的码值为0，然后判断六号、七号、八号车载磁传感器6、7、8中感应电压最强的哪个车载传感 器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间 偏右磁道钉A13的码值为0，若该感应电压最强的磁传感器感应的极性为N极，则判断中间 偏右磁道钉A13的码值为1，在图12所示的位置，八号车载磁传感器8感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为N极，因而判断中间偏右磁道钉A13的码值为1，在图13所示的位置，六号车载磁传感器6感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为N极，因而判断中间偏右磁道钉A13的码值为1，在图14所示的位置，七号车载磁传感器7感应的电压值最强，其获取的磁道钉极 性为N极，因而判断中间偏右磁道钉A13的码值为1，最后判断九号车载磁传感器9获取的磁道钉极性，若九号车载磁传感器9感应的 极性为S极，则判断最右端磁道钉A14的码值为0，若九号车载磁传感器9感应的极性为N 极，则判断最右端磁道钉A14的码值为1，本实施例中，九号车载磁传感器9感应的极性为N极，所以最右端磁道钉A14的码 值为1，将获取的最左端磁道钉AlO、中间偏左磁道钉Al 1、中间磁道钉A12、中间偏右磁道 钉A13以及最右端磁道钉A14的码值组成码序01011，然后执行步骤8 ；步骤8 将步骤6或步骤7获得的码序与汽车控制单元的数据库中存储移位循环 唯一码的码序进行对比，从而确定车辆的位置。数据库中存储移位循环唯一码的码序如表格1所示。图11所示的汽车路径与图6所示的汽车路径相似，当汽车从图11所示的汽车路 径通过时，本方法执行步骤6 首先判断二号车载磁传感器2获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最左端磁道钉A9的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最左端磁道钉A9的码值为1，接着判断四号车载磁传感器4获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断中间偏左磁道钉AlO的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏左磁道钉AlO的码 值为1，然后判断六号车载磁传感器6获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏右磁道钉All的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉All的码 值为1，最后判断八号车载磁传感器8获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最右端磁道钉A12的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最右端磁道钉A12的码值为 1,将获取的最左端磁道钉A9、中间偏左磁道钉A10、中间偏右磁道钉Al 1以及最右端 磁道钉A12的码值组成码序1010，然后执行步骤8 ；步骤8 将步骤6或步骤7获得的码序与汽车控制单元的数据库中存储移位循环 唯一码的码序进行对比，从而确定车辆的位置。
数据库中存储移位循环唯一码的码序如表格1所示。图15所示的汽车路径与图5所示的汽车路径相似，当汽车从图15所示的汽车路径通过时，本方法执行步骤6。首先判断二号车载磁传感器2获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最左端磁道钉All的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最左端磁道钉All的码值为 1,接着判断四号车载磁传感器4获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏左磁道钉A12的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏左磁道钉A12的码 值为1， 然后判断六号车载磁传感器6获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 中间偏右磁道钉A13的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉A13的码 值为1，最后判断八号车载磁传感器8获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断 最右端磁道钉A14的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最右端磁道钉A14的码值为 1,将获取的最左端磁道钉All、中间偏左磁道钉A12、中间偏右磁道钉A13以及最右 端磁道钉A14的码值组成码序1011，然后执行步骤8 ；步骤8 将步骤6或步骤7获得的码序与汽车控制单元的数据库中存储移位循环 唯一码的码序进行对比，从而确定车辆的位置。数据库中存储移位循环唯一码的码序如表格1所示。
权利要求
一种基于移位循环唯一码的交通车辆磁定位方法，其特征是该方法包括以下步骤步骤1在道路上等间隔铺设多个磁道钉，每个磁道钉具有两个磁极，分别是S极和N极，各磁道钉的S极和N极按移位循环唯一码的规则布设，S极方向朝上代表的码值为0，N极方向朝上代表的码值为1；步骤2在汽车上安装车载磁传感器和传感器采集卡，车载磁传感器的数量为九个，分别是一号、二号、三号、四号、五号、六号、七号、八号、九号车载磁传感器，这九个车载磁传感器等间距的安装在汽车的前保险杠上，一号车载磁传感器位于汽车前保险杠的最左端，九号车载磁传感器位于汽车前保险杠的最右端，将这些车载磁传感器与传感器采集卡连接，再将传感器采集卡与汽车控制单元连接，在汽车控制单元的数据库中存储移位循环唯一码的码序；步骤3通过汽车控制单元实时检测传感器采集卡采集的数据；步骤4将采集的数值进行低通滤波，与地磁的恒定量进行比较，若小于设定的干扰阈值，则判定不在磁道钉定位区域内，返回步骤3；若大于设定的干扰阈值，则判定处于磁道钉定位区域内，执行步骤5；步骤5判断一号车载磁传感器、九号车载磁传感器获取的电压值，将获取的电压值与事先定义的磁道钉有效阈值进行比较，若一号车载磁传感器和九号车载磁传感器获取的电压值中有一个大于磁道钉有效阈值，则判断车载磁传感器能够感应五个磁道钉的强度，执行步骤7，若一号车载磁传感器和九号车载磁传感器获取的电压都小于磁道钉有效阈值，则判断车载磁传感器能够感应四个磁道钉的强度，执行步骤6；步骤6首先判断二号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断最左端磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最左端磁道钉的码值为1，接着判断四号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断中间偏左磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏左磁道钉的码值为1，然后判断六号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断中间偏右磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉的码值为1，最后判断八号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若其感应的极性为S极，则判断最右端磁道钉的码值为0，若其感应的极性为N极，则判断最右端磁道钉的码值为1，将获取的最左端磁道钉、中间偏左磁道钉、中间偏右磁道钉以及最右端磁道钉的码值组成码序，然后执行步骤8；步骤7首先判断一号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若一号车载磁传感器感应的极性为S极，则判断最左端磁道钉的码值为0，若一号车载磁传感器感应的极性为N极，则判断最左端磁道钉的码值为1，其次判断二号、三号、四号车载磁传感器中感应电压最强的哪个车载传感器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间偏左磁道钉的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断中间偏左磁道钉的码值为1，再次判断四号、五号、六号车载磁传感器中感应电压最强的哪个车载传感器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间磁道钉的码值为0，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为N极，则判断中间磁道钉的码值为1，然后判断六号、七号、八号车载磁传感器中感应电压最强的哪个车载传感器获取的磁道钉极性，若该感应电压最强的车载磁传感器感应的极性为S极，则判断中间偏右磁道钉的码值为0，若该感应电压最强的磁传感器感应的极性为N极，则判断中间偏右磁道钉的码值为1，最后判断九号车载磁传感器获取的磁道钉极性，若九号车载磁传感器感应的极性为S极，则判断最右端磁道钉的码值为0，若九号车载磁传感器感应的极性为N极，则判断最右端磁道钉的码值为1，将获取的最左端磁道钉、中间偏左磁道钉、中间磁道钉、中间偏右磁道钉以及最右端磁道钉的码值组成码序，然后执行步骤8；步骤8将步骤6或步骤7获得的码序与汽车控制单元的数据库中存储移位循环唯一码的码序进行对比，从而确定车辆的位置。
全文摘要
一种基于移位循环唯一码的交通车辆磁定位方法，包括步骤1在道路上按移位循环唯一码的规则等间隔铺设磁道钉；步骤2在汽车上安装车载磁传感器和传感器采集卡；步骤3通过汽车控制单元实时检测传感器采集卡采集的数据；步骤4判定是否在磁道钉定位区域内；步骤5判断车载磁传感器感应磁道钉的数量是四个还是五个；步骤6确定四个磁道钉的码值；步骤7确定五个磁道钉的码值；步骤8确定车辆的位置。本方法能实现车辆在地标点的局部定位，稳定可靠，免供电、免维护、不易污损、不易遮盖、寿命长和不受别的国家卫星信号的控制。
文档编号G01V3/165GK101866017SQ20101020048
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者仲崇波, 刘清彬, 吴涛, 张春雨, 李斌, 王琪, 蔡胜昔, 蔡蕾 申请人:交通运输部公路科学研究所