【摘要】：近年來,隨著世界范圍內(nèi)車輛保有量的不斷增加,建立集車輛定位與管理于一體的智能交通系統(tǒng)成為了人們的共識。全球定位系統(tǒng)(GPS)、圖像法、航位推算法等傳統(tǒng)的車輛定位與信息采集技術,在應用場景、系統(tǒng)復雜度、工程造價以及定位精度方面各有其局限性,而射頻識別(RFID)技術以其價格低廉、精度高、自動識別等優(yōu)勢受到青睞。此外,RFID技術可以與現(xiàn)有的交通基礎設施相結合,形成綜合管理與定位的系統(tǒng)整體,因此,高精度的RFID定位在車輛定位系統(tǒng)中有著良好的應用前景。本文采用基于相位法的RFID定位技術,介紹了RFID車輛定位系統(tǒng)基本構成,說明了相位法下定位系統(tǒng)的工作頻率與信號形式的設計。在此基礎上,采用帶通采樣與零中頻兩種方式處理接收端信號以提取信號相位,并在定位仿真中引入了反射路徑,提出了多標簽法來提高車道判別的正確率。在非視距(NLOS)環(huán)境中,射頻信號在閱讀器與標簽之間的傳播距離大于二者間實際距離,影響了定位精度。本文針對這一問題提出了一種基于凸優(yōu)化和距離逆補償?shù)亩ㄎ凰惴?該算法首先將定位問題轉換為一個含有眾多約束條件的優(yōu)化問題,再將該優(yōu)化問題做Lagrange對偶以符合凸優(yōu)化條件,則對偶方程的最優(yōu)解即為原定位問題的解。然后利用逆補償值對定位解進行修正,采用迭代計算減小NLOS對測距誤差的影響,進一步優(yōu)化定位解。仿真結果表明,基于全相位算法提取相位的RFID定位系統(tǒng)可以完成車輛定位與車道判別;基于凸優(yōu)化和距離逆補償?shù)亩ㄎ凰惴ㄊ筃LOS環(huán)境下的定位精度得到了有效提升。
[Abstract]:In recent years, with the increasing of vehicle ownership in the world, it has become a common understanding to establish an intelligent transportation system that integrates vehicle positioning and management. The traditional vehicle positioning and information acquisition techniques, such as GPS (GPS), image method, flight location estimation method and so on, have their limitations in application scene, system complexity, engineering cost and positioning accuracy. Radio frequency identification (RFID) technology is favored because of its low price, high precision, automatic identification and other advantages. In addition, RFID technology can be combined with the existing traffic infrastructure to form a comprehensive management and positioning system. Therefore, high-precision RFID positioning has a good application prospect in vehicle positioning system. In this paper, the RFID positioning technology based on the phase method is used to introduce the basic structure of the RFID vehicle positioning system, and the design of the working frequency and signal form of the positioning system based on the phase method is explained. On the basis of this, the receiver signal is processed by band-pass sampling and zero intermediate frequency to extract the phase of the signal. The reflection path is introduced in the localization simulation, and the multi-label method is proposed to improve the correct rate of lane discrimination. In the non-line-of-sight (NLOS) environment, the spread distance of RF signal between reader and tag is greater than the actual distance between the reader and tag, which affects the positioning accuracy. In this paper, a localization algorithm based on convex optimization and distance inverse compensation is proposed. Firstly, the localization problem is transformed into an optimization problem with many constraints. In order to satisfy the convex optimization condition, the optimal solution of the dual equation is the solution of the original positioning problem by using the Lagrange duality to satisfy the convex optimization condition. Then the inverse compensation value is used to modify the location solution, and the iterative calculation is used to reduce the influence of NLOS on the ranging error, and the location solution is further optimized. The simulation results show that the RFID positioning system based on all-phase algorithm can complete vehicle positioning and lane discrimination, and the positioning accuracy in NLOS environment is improved effectively by the convex optimization and distance inverse compensation algorithm.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U495;TP391.44

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本文編號：2452006