基于无线传感网的城市智能交通车辆定位技术研究

金欢

摘要：在城市智能交通系统中，行驶车辆定位成为了关键问题。无线传感网是信息获得和数据处理的一种新模式，其节点定位技术为车辆定位提供了支撑。本文提出了基于无线传感网的城市智能交通车辆定位技术，采用TDOA技术和最小二乘法对行驶车辆进行初始定位，再利用改进的粒子滤波算法提高定位精度得到最终位置。实验证明，该方法可有效的提高定位精度且投入成本低。

关键词：无线传感网 城市智能交通 车辆定位

中图分类号：U495；TP212.9；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）09-0073-01

随着科技技术和工业技术的发展，汽车保有量迅速增长，城市交通压力日益加大。城市智能交通系统（ITS）中的车辆定位与身份识别倍受关注，运动中的车辆定位为ITS中的关键问题。无线传感网（WSN）是由传感器、数据处理和通信单元组合节点以自组网的形式构成的网络，是一种不依赖中心节点的全分布系统。

针对基于WSN的ITS系统，本文中提出通过TDOA技术获得车辆原始位置信息，利用最小二乘法处理数据。初次定位获得车辆位置粗略信息，再利用改进的粒子滤波算法进行再次定位。实验证明，本文提出的方法成本较低，获得车位车辆位置信息精度较高。

1 智能交通系统模型

在交通环境中设置大量传感器节点，对道路中的车辆进行实时监控，所获得的信息上传到控制中心。基于无线传感网的城市智能交通车辆定位系统如图1所示，该系统由控制中心、通信传感器节点和车载传感器组成。道路上行驶通过自带车载传感器以固定频率广播信号，请求路侧通信传感器节点发送坐标信息，当接收到返回的坐标信息和RSSI值后，估算粗略坐标，然后再利用改进的粒子滤波算法计算出准确坐标值，并将坐标值发送到控制中心，中心根据获得的信息进行调度和决策。

2 行驶车辆粗略位置测量

不同的路侧通信传感器得到行驶车辆的广播信号存在时间差，通过路侧通信传感器的坐标与该时间差，采用TDOA定位技术得到车辆位置信息。根据时间差和电磁波传播速度可得到距离差，将该距离差代入式（1），可计算出行驶车辆的粗略位置信息。

基于信号强度指示RSSI和TDOA技术的方法，在获得行驶车辆的初始坐标后，车辆自带车载传感器利用粒子滤波算法对车辆定位，由于经典粒子滤波算法样本存在退化情况，为防止发生样本退化，采用对样本重新采样，并改进设计概率密度函数等，从而对粒子滤波过程进行优化。

通过实验证明，在图1的环境下，将本文提出的改进粒子滤波算法与经典粒子滤波算法实验对比，比较目标车辆x、y坐标的平均定位误差，本文提出的改进的粒子滤波算法的定位精度优于经典算法。

4 结语

本文提出的基于无线传感网的城市智能交通车辆定位技术，首先采用TDOA定位技术获取行驶车辆的初始位置，再增加RSSI值权重计算，获得车辆初次定位的粗略坐标；通过改进的粒子滤波算法对行驶车辆位置再次定位，完成以上步骤得到车辆准确的位置。实验证明，本文所提出的方法有效的提高了城市智能交通车辆定位的精度，且硬件投入成本较低。

参考文献

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