智能车辆定位解决方案

第２９卷　

ＶＯ１．２９　第９期　

ＮＯ．９　计算机工程与设计　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　２００８年５月　

Ｍａｙ　２００８　

单目视觉导航智能车辆的自定位方法　

赵　颖　，　孙群　，　王书茂　

（１．聊城大学汽车与交通工程学院，山东聊城２５２０５９；２．中国农业大学工学院，北京１０００８３）　

摘要：提出了一种单目视觉导航智能车辆的自定位方法，采用“两步法”对摄像头进行标定；推导出智能车辆位姿的参数表　达式，采用基于一点的Ｈｏｕｇｈ变换方法提取导航路径信息，计算出导航路径的偏转角　和横向偏移距离　通过仿真实验进行了　

验证。实验结果表明，偏转角　的最大误差在１。１。之内，横向偏移距离ｄ的最大误差不超过３．２ｃｍ，满足智能车辆的自定位要求　

关键词：单目视觉；智能车辆；自定位；摄像头标定；Ｈｏｕｇｈ变换　中图法分类号：ＴＰ２４　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００．７０２４（２００８）０９—２３７２．０３　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓｅｌｆ－ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍｏｎｏｃｕｌａｒ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　

ＺＨＡＯ　Ｙｉｎｇ　，ＳＵＮ　Ｑｕｎ　，ＷＡＮＧ　Ｓｈｕ—ｍａｏ　

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ａｎｄ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ　２５２０５９，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｌｆ－ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉＳ　ａ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ，Ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｅｌｆ－ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｍｏｎｏｃｕｌａｒ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｉｎ—　ｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ，Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ　ｃａｍｅｒａ　ｉｓ　ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｔｗｏ—ｓｔｅｐ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｖｅｈｉｃｌｅ’Ｓ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ，　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ（　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ（　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ｒｏｕｔｅ．　Ｔｈｅｎ，ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｈｏｕｇｈ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｉｓ　ａｄａｐｔｅｄ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ￣ａａｖｉｇａｔｉｏｎ　ｒｏｕｔｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ａｔ　ｌａｓｔ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｏｎｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　

目 录

第一章、前言 ................................................................................................................................... 2

第二章、系统设计原则 ................................................................................................................... 2

2.1技术先进 ............................................................................................................................. 3

2.2功能丰富 ............................................................................................................................. 3

2.3可扩充性强 ......................................................................................................................... 3

2.4定位精度高 ......................................................................................................................... 4

城市出租车车辆定位方案

解

决

方

案

2018年7月

一、项目背景

随着信息化技术的不断发展，现代化通信技术深入到国民经济的方方面面，直接服务于各行各业。

A市星联机动车辆定位调动指挥中心（以下简称：星联公司）是我公司A类大客户，主要开展出租车定位、查询和防盗抢等业务。

二、需求分析

星联公司主要是通过GPRS传输GPS定位信息，并利用APN实现数据虚拟专网传输。

三、方案设计

（一）GPRS及APN概述

1、GPRS

GPRS(General Packet Radio Service通用分组无线业务)是在现有GSM网络上发展出来的一种新的分组交换数据应用业务。GPRS是全球移动通信网络技术向第三代移动通信(3G)演进的主流技术和重要里程碑，被称为2.5 代移动通信。与传统的GSM电路拨号交换相比，GPRS在资源利用效率、交换容量和性能上都有一个质的飞跃。GPRS 抛弃了传统的独占电路交换模式，采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，有效地利用了信道资源，带宽最高可达171.2Kb/s。

页 3 GPRS 采用TCP/IP 协议，非常容易和现有INTERNET 技术及应用平台整合，将使各种IP技术与服务同移动通信技术相结合，为客户提供各种高速高质的移车载动数据传输业务。

2、APN

APN的英文全称是Access Point Name，中文直译为接入点名称，是用户在通过手机等移动终端上网时必须配置的一个参数，它决定了用户的设备通过哪种接入方式来访问哪个网络。

利用APN组网，用户可以将移动终端的数据通过GPRS/WCDMA传送至总部，实现虚拟专网组网，安全可靠，灵活高效。

（二）GPRS 数据传输的优点

动态通信：GPRS 无线通信打破了过去有线通信的固定位置限制，可根据业务需要随时增减数据传输点，极大地拓展了通信的领域。

运输车辆定位解决方案

背景

在现代物流行业中，运输车辆的定位成为了极为重要的一环。通过定位系统，运输公司能够实时监测运输车辆的位置、行动轨迹和状态等信息，有助于优化调配运力，降低运输成本，提高物流效率，提升服务品质，进而在市场竞争中占据优势地位。

常见运输车辆定位方式

1. GPS定位技术

GPS定位技术是目前应用最为广泛的定位技术之一，它采用卫星导航系统来实现车辆位置的准确测量。GPS定位系统具有定位精度高、实时性好、覆盖范围广等优点，能够满足大多数物流企业的要求。

2. 基站定位技术

基站定位技术通过手机信号基站的三角定位原理，来实现车辆的定位。基站定位技术的定位精度比较低，故不适用于对车辆位置精度要求高的场合，比如货物实时监控等。

运输车辆定位解决方案

GPS定位技术系统

GPS定位技术系统由定位设备（无线GPS定位器）、通信网络和云服务平台组成。定位设备安装在车辆上，通过GPS卫星与通信网络产生连接，将车辆的实时位置信息上传至云服务平台，物流企业在平台上可根据车辆编号查询车辆所在位置及行驶轨迹等信息。

GPS定位技术系统优点是不受地域限制、实时性高、定位精度高、可远程监控车辆等。目前市面上较为普及的车载GPS定位设备有联通、移动等运营商提供的智能定位卡、前海红土等品牌的GPS定位器等。

RFID无线射频定位技术系统

RFID无线射频定位技术系统通过基站和标签相互配合来实现对车辆的位置监控，无需通过GPS信号来定位。管理方安装的基站会不断向无线射频定位标签发射电磁波，标签接收到电磁波后会自动应答，并且向基站发送自身的ID等信息，基站通过接收标签的ID来确定车辆的位置。 RFID无线射频定位技术系统具有定位精度高，适用于密闭空间和部分地下车库等特殊环境，但相较GPS定位技术系统而言，其需要基站投资较大、信号覆盖范围较小等缺点，故在普及和使用上较为受限。

总结

运输车辆定位解决方案是物流企业升级运营管理和提高服务品质的关键因素之一。GPS定位技术和RFID无线射频定位技术是目前最为主流的运输车辆定位方式，物流企业可根据自身的需求和预算来选择合适的定位方案。