1.一种基于车路通信的车道级车辆位置辨识系统，包括车载单元 和路侧单元，所述车载单元包括DGPS模块、第一DSRC模块和显示模 块；所述路侧单元包括第二DSRC模块、信息处理模块和存储模块；所 述DGPS模块用于获取车辆的实时位置信息(x,y,z)，与所述第一DSRC模 块相连；所述第一DSRC模块与所述显示模块连接，并与所述第二DSRC 模块进行无线通信，实现信息的交互；所述显示模块用于显示车辆所 处的车道；所述第二DSRC模块与所述信息处理模块连接，所述信息处 理模块与所述存储模块连接，所述存储模块用来存储行行车道位置的 基础数据，所述信息处理模块用来接收处理车辆的实时位置数据和行 车道的基础位置数据，通过两者计算比较得到车辆的所处车道位置i， 并将车道位置i发送给车载单元，通过显示模块传递给驾驶员。
2.根据权利要求1所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述DGPS模块为差分定位模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述DGPS模块由基准站和移动站组成，所述基 准站包括第一GPS接收机、第一GPS接收天线、发射电台，发射电台 天线和第一供电电源；所述移动站包括第二GPS接收机、第二GPS接 收天线、接收电台、接收电台天线和第二供电电源。
4.根据权利要求3所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述第一GPS接收天线、所述第二GPS接收天 线安装在车顶中间位置，并且处于汽车的前后车轴中点的连线上。
5.根据权利要求3所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述第一GPS接收机和所述第二GPS接收机的 型号选用Flex6，所述发射电台的型号选用ADLP-2，所述接收电台的 型号选用ADLV-2，所述第一供电电源和所述第二供电电源均采用12V 电压；所述信息处理模块采用英飞凌芯片；所述显示模块基于 Android2.0以上的系统；所述第一DSRC模块和所述第二DSRC模块的 型号均采用WAVE-800-CSU-U。
6.一种利用基于车路通信的车道级车辆位置辨识系统进行位置辨 识的方法，包括如下步骤： 步骤1：采集行车道位置基础数据，并存入路侧单元的存储单元 中； 步骤2：系统启动，初始化系统；清空DGPS模块、第一DSRC模 块和第二DSRC模块的缓存数据，检测各个模块之间的通信是否正常； 步骤3：车载单元中DGPS模块的移动站实时接收车辆的位置(x,y,z) 信息，并通过第一DSRC模块发送给路侧单元的第二DSRC模块； 步骤4：路侧单元的第二DSRC模块将接收到的车辆位置(x,y,z)传 送到路侧单元的信息处理模块，同时信息处理模块读取存储模块中的 每个行车道位置样本数据； 步骤5：信息处理模块根据车辆实时位置(x,y,z)与行车道位置样本 数据寻找出距离最小的点(xi',yi',zi')，并进行自动运算； 步骤6：信息处理模块通过运算判断出的车辆车道位置i，并将信 息传送给路侧单元的第二DSRC模块，所述第二DSRC模块将信号再发 送给车载单元的第一DSRC模块； 步骤7：车载单元的第一DSRC模块将车辆所处车道位置i传送给 显示模块，显示模块根据车辆车道位置i显示车辆所在的车道的图像， 向驾驶员直观展示车辆所处的位置。
7.根据权利要求6所述的一种利用基于车路通信的车道级车辆位 置辨识系统进行位置辨识的方法，其特征在于，步骤1中，行车道位 置基础数据的采集过程为：在路测单元所覆盖的路段，基础数据采集 车辆沿着道路最左边的车道中心线行驶，速度保持在20km/h左右，车 载单元DGPS模块实时采集到车辆行驶的位置(x'1,y'1,z1')，不断发送到路 侧单元的第二DSRC模块，并存储在所述存储单元中，作为行车道位置 的基础数据，即最左边的车道的基础数据为(x'1,y'1,z1')，则与最左边车 道相邻的车道的基础数据为：(x1'+L,y1'+L,z'1+L)，其中，L为车道宽度， 其他车道的基础数据依次类推；在路测单元所覆盖的路段，每个车道 车辆DGPS模块将采集到车辆行驶的位置(xi',yi',zi')不断发送到路侧单 元，并存储在所述存储单元中，作为行车道位置的基础数据；其中 (xi',yi',zi')为第i车道的位置数据。
8.根据权利要求6所述的一种利用基于车路通信的车道级车辆位 置辨识系统进行位置辨识的方法，其特征在于，所述步骤5中的自动 运算的过程为：在行车道位置的基础数据中找出与(x,y,z)最近的点 (xi,yi,zi)，i表示车道序号，并计算(x,y,z)与该点之间的距离d，当两点 之间的距离d<dc时，则车辆处于i车道内，具体公式如下：
1.一种基于车路通信的车道级车辆位置辨识系统，包括车载单元 和路侧单元，所述车载单元包括DGPS模块、第一DSRC模块和显示模 块；所述路侧单元包括第二DSRC模块、信息处理模块和存储模块；所 述DGPS模块用于获取车辆的实时位置信息(x,y,z)，与所述第一DSRC模 块相连；所述第一DSRC模块与所述显示模块连接，并与所述第二DSRC 模块进行无线通信，实现信息的交互；所述显示模块用于显示车辆所 处的车道；所述第二DSRC模块与所述信息处理模块连接，所述信息处 理模块与所述存储模块连接，所述存储模块用来存储行行车道位置的 基础数据，所述信息处理模块用来接收处理车辆的实时位置数据和行 车道的基础位置数据，通过两者计算比较得到车辆的所处车道位置i， 并将车道位置i发送给车载单元，通过显示模块传递给驾驶员。
2.根据权利要求1所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述DGPS模块为差分定位模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述DGPS模块由基准站和移动站组成，所述基 准站包括第一GPS接收机、第一GPS接收天线、发射电台，发射电台 天线和第一供电电源；所述移动站包括第二GPS接收机、第二GPS接 收天线、接收电台、接收电台天线和第二供电电源。
4.根据权利要求3所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述第一GPS接收天线、所述第二GPS接收天 线安装在车顶中间位置，并且处于汽车的前后车轴中点的连线上。
5.根据权利要求3所述的一种基于车路通信的车道级车辆位置辨 识系统，其特征在于，所述第一GPS接收机和所述第二GPS接收机的 型号选用Flex6，所述发射电台的型号选用ADLP-2，所述接收电台的 型号选用ADLV-2，所述第一供电电源和所述第二供电电源均采用12V 电压；所述信息处理模块采用英飞凌芯片；所述显示模块基于 Android2.0以上的系统；所述第一DSRC模块和所述第二DSRC模块的 型号均采用WAVE-800-CSU-U。
6.一种利用基于车路通信的车道级车辆位置辨识系统进行位置辨 识的方法，包括如下步骤： 步骤1：采集行车道位置基础数据，并存入路侧单元的存储单元 中； 步骤2：系统启动，初始化系统；清空DGPS模块、第一DSRC模 块和第二DSRC模块的缓存数据，检测各个模块之间的通信是否正常； 步骤3：车载单元中DGPS模块的移动站实时接收车辆的位置(x,y,z) 信息，并通过第一DSRC模块发送给路侧单元的第二DSRC模块； 步骤4：路侧单元的第二DSRC模块将接收到的车辆位置(x,y,z)传 送到路侧单元的信息处理模块，同时信息处理模块读取存储模块中的 每个行车道位置样本数据； 步骤5：信息处理模块根据车辆实时位置(x,y,z)与行车道位置样本 数据寻找出距离最小的点(xi',yi',zi')，并进行自动运算； 步骤6：信息处理模块通过运算判断出的车辆车道位置i，并将信 息传送给路侧单元的第二DSRC模块，所述第二DSRC模块将信号再发 送给车载单元的第一DSRC模块； 步骤7：车载单元的第一DSRC模块将车辆所处车道位置i传送给 显示模块，显示模块根据车辆车道位置i显示车辆所在的车道的图像， 向驾驶员直观展示车辆所处的位置。
7.根据权利要求6所述的一种利用基于车路通信的车道级车辆位 置辨识系统进行位置辨识的方法，其特征在于，步骤1中，行车道位 置基础数据的采集过程为：在路测单元所覆盖的路段，基础数据采集 车辆沿着道路最左边的车道中心线行驶，速度保持在20km/h左右，车 载单元DGPS模块实时采集到车辆行驶的位置(x'1,y'1,z1')，不断发送到路 侧单元的第二DSRC模块，并存储在所述存储单元中，作为行车道位置 的基础数据，即最左边的车道的基础数据为(x'1,y'1,z1')，则与最左边车 道相邻的车道的基础数据为：(x1'+L,y1'+L,z'1+L)，其中，L为车道宽度， 其他车道的基础数据依次类推；在路测单元所覆盖的路段，每个车道 车辆DGPS模块将采集到车辆行驶的位置(xi',yi',zi')不断发送到路侧单 元，并存储在所述存储单元中，作为行车道位置的基础数据；其中 (xi',yi',zi')为第i车道的位置数据。
8.根据权利要求6所述的一种利用基于车路通信的车道级车辆位 置辨识系统进行位置辨识的方法，其特征在于，所述步骤5中的自动 运算的过程为：在行车道位置的基础数据中找出与(x,y,z)最近的点 (xi,yi,zi)，i表示车道序号，并计算(x,y,z)与该点之间的距离d，当两点 之间的距离d<dc时，则车辆处于i车道内，具体公式如下：
技术领域
本发明涉及一种基于车路通信的车道级车辆位置辨识系统及其方 法，属于汽车技术、智能交通领域。
背景技术
对于ITS(智能交通系统)的飞速发展的今天，车道级车辆位置辨 识系统能够向驾驶员提供所处的车道位置信息，是向驾驶员提供准确 的驾驶策略的基础，有利于提高汽车的智能化。
目前，车道级车辆位置辨识系统主要采用基于机器视觉技术和导 航技术来实现车道级车辆位置的辨识，主要存在以下几个问题：
(1)受到恶劣天气的影响严重，尤其是在雨、雪、雾天气情况下，摄 像头很难识别出车道线；当车道线被遮挡覆盖时，该系统就会失效。
(2)在交通日益拥堵的今天，当两车的车距很小时，后车的摄像头即 被前车遮挡，摄像头获取不到车道线图像，该系统也会失效。
(3)基于导航技术的车道级车辆位置的辨识需要对车道线的位置数据 进行采集，工作量大，可操作性低。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于车路通信 的车道级车辆位置辨识系统及其方法。
为实现上述目的。本发明采用的技术方案如下：一种基于车路通 信的车道级车辆位置辨识系统，包括车载单元和路侧单元，所述车载 单元包括DGPS模块、第一DSRC模块和显示模块；所述路侧单元包括 第二DSRC模块、信息处理模块和存储模块；所述DGPS模块用于获取 车辆的实时位置信息(x,y,z)，与所述第一DSRC模块相连；所述第一DSRC 模块与所述显示模块连接，并与所述第二DSRC模块进行无线通信，实 现信息的交互；所述显示模块用于显示车辆所处的车道；所述第二 DSRC模块与所述信息处理模块连接，所述信息处理模块与所述存储模 块连接，所述存储模块用来存储行行车道位置的基础数据，所述信息 处理模块用来接收处理车辆的实时位置数据和行车道的基础位置数 据，通过两者计算比较得到车辆的所处车道位置i，并将车道位置i 发送给车载单元，通过显示模块传递给驾驶员。
上述方案中，所述DGPS模块为差分定位模块。
上述方案中，所述DGPS模块由基准站和移动站组成,所述基准站 包括第一GPS接收机、第一GPS接收天线、发射电台，发射电台天线 和第一供电电源；所述移动站包括第二GPS接收机、第二GPS接收天 线、接收电台、接收电台天线和第二供电电源；所述基准站用于获得 定位误差校正值，并发送给移动站；所述移动站接收误差校正值，输 出高精度定位结果。
上述方案中，所述第一GPS接收天线、所述第二GPS接收天线安 装在车顶中间位置，并且处于汽车的前后车轴中点的连线上，可以获 得精确度较高的车辆几何中心的导航位置。
上述方案中，所述第一GPS接收机和所述第二GPS接收机的型号 选用Flex6，所述发射电台的型号选用ADLP-2，所述接收电台的型号 选用ADLV-2，所述第一供电电源和所述第二供电电源均采用12V电压； 所述信息处理模块采用英飞凌芯片；所述显示模块基于Android2.0 以上的系统；所述第一DSRC模块和所述第二DSRC模块的型号均采用 WAVE-800-CSU-U。
此外，本发明还提供了一种利用基于车路通信的车道级车辆位置 辨识系统进行位置辨识的方法，包括如下步骤：
步骤1：采集行车道位置基础数据，并存入路侧单元的存储单元 中；
步骤2：系统启动，初始化系统；清空DGPS模块、第一DSRC模 块和第二DSRC模块的缓存数据，检测各个模块之间的通信是否正常；
步骤3：车载单元中DGPS模块的移动站实时接收车辆的位置(x,y,z) 信息，并通过第一DSRC模块发送给路侧单元的第二DSRC模块；
步骤4：路侧单元的第二DSRC模块将接收到的车辆位置(x,y,z)传 送到路侧单元的信息处理模块，同时信息处理模块读取存储模块中的 每个行车道位置样本数据；
步骤5：信息处理模块根据车辆实时位置(x,y,z)与行车道位置样本 数据寻找出距离最小的点(xi',yi',zi')，并进行自动运算；
步骤6：信息处理模块通过运算判断出的车辆车道位置i，并将信 息传送给路侧单元的第二DSRC模块，所述第二DSRC模块将信号再发 送给车载单元的第一DSRC模块；
步骤7：车载单元的第一DSRC模块将车辆所处车道位置i传送给 显示模块，显示模块根据车辆车道位置i显示车辆所在的车道的图像， 向驾驶员直观展示车辆所处的位置。
进一步地，步骤1中，行车道位置基础数据的采集过程为：在路 测单元所覆盖的路段，基础数据采集车辆沿着道路最左边的车道中心 线行驶，速度保持在20km/h左右，车载单元DGPS模块实时采集到车 辆行驶的位置(x'1,y'1,z1')，不断发送到路侧单元的第二DSRC模块，并存 储在所述存储单元中，作为行车道位置的基础数据，即最左边的车道 的基础数据为(x'1,y'1,z1')，则与最左边车道相邻的车道的基础数据为： (x1'+L,y1'+L,z'1+L)，其中，L为车道宽度。其他车道的基础数据依次类推。 在路测单元所覆盖的路段，每个车道车辆DGPS模块将采集到车辆行驶 的位置(xi',yi',zi')不断发送到路侧单元，并存储在所述存储单元中，作为 行车道位置的基础数据；其中(xi',yi',zi')为第i车道的位置数据。
进一步地，所述步骤5中的自动运算的过程为：在行车道位置的 基础数据中找出与(x,y,z)最近的点(xi,yi,zi)，i表示车道序号，并计算 (x,y,z)与该点之间的距离d，当两点之间的距离d<dc时，则车辆处于i 车道内，具体公式如下：
与现有的技术相比，本发明的有益之处在于：(1)通过定位系统 和车路通信技术能够有效的避免恶劣天气对车道级车辆位置辨识的影 响，提高系统的有效性、准确性；(2)该系统能够通过通信设备采集 行车道的位置信息，避免了人为检测道路数据，大大降低工作量2。
附图说明
图1为基于车路通信的车道级车辆位置辨识装置图。
图2为基于车路通信的车道级车辆位置辨识方法流程图。
图3为基于车路通信的车道级车辆位置辨识示意图。
具体实施方案
下面结合附图和实施实例对本发明的技术方案做进一步的详细描 述。
图1所示为基于车路通信的车道级车辆位置辨识装置图，包括： 车载单元、路侧单元，其中，车载单元包括DGPS模块(差分定位模块)、 第一DSRC模块和显示模块；路侧单元包括第二DSRC模块、信息处理 模块和存储模块。DGPS模块由基准站和移动站组成，基准站包括第一 GPS接收机、第一GPS接收天线、发射电台，发射电台天线和第一供 电电源；移动站包括第二GPS接收机、第二GPS接收天线、接收电台、 接收电台天线和第二供电电源。基准站用于获得定位误差校正值，并 发送给移动站；移动站接收误差校正值，输出高精度定位结果。GPS 模块的接收天线安装在车顶中间位置，并且处于汽车的前后车轴中点 的连线上，可以精确地获得车辆几何中心的导航位置。第一GPS接收 机和第二GPS接收机的型号选用Flex6，发射电台的型号选用ADLP-2， 接收电台的型号选用ADLV-2，第一供电电源和第二供电电源均采用 12V电压；信息处理模块采用英飞凌芯片；所述显示模块基于 Android2.0以上的系统；第一DSRC模块和第二DSRC模块的型号均采 用WAVE-800-CSU-U；存储模块采用一般存储芯片。
图2所示为一种基于车路通信的车道级车辆位置辨识方法流程 图，图3为基于车路通信的车道级车辆位置辨识示意图。其详细辨识 过程包括如下步骤：
步骤1：采集行车道位置基础数据，并存入路侧单元的存储单元。 行车道的位置数据采集过程如下：在路测单元所覆盖的路段，基础数 据采集车辆沿着道路最左边的车道中心线行驶，速度保持在20km/h 左右，车载单元DGPS模块实时采集到车辆行驶的位置(x'1,y'1,z1')，不断 发送到路侧单元的第二DSRC模块，并存储在所述存储单元中，作为行 车道位置的基础数据，即最左边的车道的基础数据为(x'1,y'1,z1')，则与 最左边车道相邻的车道的基础数据为：(x1'+L,y1'+L,z'1+L)，其中，L为车 道宽度。其他车道的基础数据依次类推。在路测单元所覆盖的路段， 每个车道车辆DGPS模块将采集到车辆行驶的位置(xi',yi',zi')不断发送到 路侧单元，并存储在所述存储单元中，作为行车道位置的基础数据； 其中(xi',yi',zi')为第i车道的位置数据。
步骤2：清空DGPS模块、第一DSRC模块和第二DSRC模块的缓存 数据，检测各个模块之间的通信是否正常。
步骤3：车载单元中DGPS模块实时接收车辆的位置(x,y,z)信息， 并通过第一DSRC模块发送给路侧单元的第二DSRC模块；
步骤4：路侧单元的第二DSRC模块将接收到的车辆位置(x,y,z)传 送到路侧单元的信息处理模块，同时信息处理模块读取存储模块中的 每个行车道位置样本数据；
步骤5：信息处理模块根据车辆实时位置(x,y,z),在行车道位置的 基础数据中找出与(x,y,z)最近的点(xi,yi,zi)，i表示车道序号。并计算 (x,y,z)与该点之间的距离d，当两点之间的距离d<dc时，则车辆处于i 车道内，具体公式如下：
步骤6：信息处理模块通过运算判断出的车辆车道位置i，并将信 息传送给路侧单元的第二DSRC模块，所述第二DSRC模块将信号再发 送给车载单元的第一DSRC模块；
步骤7：车载单元的第一DSRC模块将车辆出所处车道位置i传送 给显示模块，显示模块根据车辆车道位置i显示车辆所在的车道的图 像，向驾驶员直观展示车辆所处的位置。
