高精度低时延城市交通定位系统查看源代码讨论查看历史

来自 搜狐网 的图片

高精度低时延城市交通定位系统随着技术的发展，自动驾驶一跃成为了现阶段炙手可热的研究方向，而我们 的项目“新司南”也由此应运而生。在这套定位系统高精度、低延时、强穿透的 技术实现下，希望能够解决现有自动驾驶技术领域对于定位超高精度的要求而产 生的技术难题，赶超国际现有前沿定位技术。

技术要点

“新司南”系统通过将超宽带技术和 TDOA 定位算法结合，设计出适用于“全 天时、全天候”的社会道路智能驾驶的高精度定位系统。

超宽带技术

超宽带 UWB 技术是一种脉冲无线电技术，与利用载波信号来传输数据的传统通信技术不同，是通过收发设备之间的皮秒级（1 皮秒=10- 12 秒）极短脉冲 来完成数据的传输。优点是：

1 、系统延迟低，信号传输快，系统算法先进；

2 、发射功率低，具有非常强的系统安全性，有效延长设备的待机时间，对 人体的电磁波辐射极小；

3 、抗干扰能力强，不会对同一环境下的其他设备产生干扰；

4 、穿透性较强，能在穿透一堵砖墙的环境进行定位；

TDOA 算法

TDOA 定位算法是一种利用时间差进行定位的方法，通过计算信号到达三个基站的时间差，即可确定信号发出位置。

在 TOA 算法中为实现一次定位，每个 Anchor 和 Tag 之间要进行两次通信。这 种定位的优势在于其实现的便捷性和对硬件的宽容。但其定位速度较慢，且由于 每次通信的质量无法保证，而一对 Anchor/Tag 又无法做自我的校准，精度也会 受到影响。

TDOA 算法一次测距是由两个 Anchor 和一个 Tag 实现的。在这种模式下， 多个时钟完全同步的 Anchor 同时接受来自一个 Tag 的包，对于不同位置的 Anchor ， 同一个 Tag 的同一次广播包到达的时间是不同的，利用时间差进行测 量与计算。

对比传统的 TOA 算法即以到达的绝对时间来确定信号位置的算法，用多个 基站接收到信号的时间差来确定移动台位置，与 TOA 算法相比他不需要加入专 门的时间戳。TDOA 算法的通信次数需求减少，使得定位延迟明显缩短，且系统 定位精度也获得了很大提高。

UWB 定位技术

将“新司南”所用的 UWB 定位技术与其他技术在实际应用场景中进行对比， 详见图 2-6.通过读图可以看出 UWB 技术定位系统定位准确度更高。RFID、红外 线技术仅仅只能定位到两位巡警在检疫处区域内，WIFI、ZigBee 技术相较于前者 定位区域更为精确，能定位到两位巡警在检疫处靠外侧区域内，而使用蓝牙技术 时，能够发现其在靠近厕所附近区域。但使用我们的 UWB 技术进行定位时，可 以非常准确的定位出两位巡警在检疫处男厕所内肩并肩。通过实例对比分析更加 可以看出，当下智能驾驶领域环境感知方面市场所使用的 RFID、WIFI、ZigBee 等技术仅仅只能获得模糊的定位信息，但 UWB 技术的定位精确不仅能获得更为准 确的位置信息，还能通过更精确的定位信息获得两个人之间的状态信息。这对于 智能驾驶在社会道路应用是极为重要的，由此看出 UWB 技术的精度对于智能驾 驶中的环境感知方面更能满足需求。

创新点

我们当前的定位系统都是监控类的系统，被定位对象自身并不知道自身位置， 所有位置信息均汇聚在服务器上，由服务器计算被定为对象的位置坐标；但高精度 低时延系统则反过来，被定位对象自己计算位置，知道自身在坐标系统中的精确位 置，这样大大缩短了定位延迟。在“新司南”设计的系统中，其能满足社会道路应用中无线扩展、模式灵活 的需求。其自主开发的 API 接口，并且采用标准的控制接口，能够做到系统的 二次开发，如可外接定位系统和导航系统。“新司南”的高精度、低延时、强穿 透的性能为定位系统和导航系统提供了坚实的技术底层支撑。在模式方面，其能 做到定位模式灵活与导航模式灵活。在定位模式方面，其可以满足多种维度的定位需求， 比如一维、二维、三维、零维。在导航模式方面，其不仅能够做到导 航灵活，也能满足人们对于路径规划的需求。国内对于 5G 的研发已经较为成熟，5G 的铺设也即将开始，考虑到 5G 铺设的 密度与“新司南”的铺设密度相似，“新司南”的相关产品会设计成模块化进而 与一些布网的厂商达成合作联合布设。对于厂商而言，加入“新司南”的模块化 产品会增加他们最终产品的附加值，并能在智能驾驶领域的定位系统方面形成绝 对的竞争力，进而带来额外的利润。对于“新司南”而言，可以通过较少的成本 投入带来全网的铺设完成，进而形成 RSU 的绝对优势。