Multi-point vehicular positioning is one essential operation for autonomous vehicles. However, the state-of-the-art positioning technologies, relying on reflected signals from a target (i.e., RADAR and LIDAR), cannot work without line-of-sight. Besides, it takes significant time for environment scanning and object recognition with potential detection inaccuracy, especially in complex urban situations. Some recent fatal accidents involving autonomous vehicles further expose such limitations. In this paper, we aim at overcoming these limitations by proposing a novel relative positioning approach, called Cooperative Multi-point Positioning (COMPOP). The COMPOP establishes cooperation between a target vehicle (TV) and a sensing vehicle (SV) if a LoS path exists, where a TV explicitly lets an SV to know the TV's existence by transmitting positioning waveforms. This cooperation makes it possible to remove the time-consuming scanning and target recognizing processes, facilitating real-time positioning. One prerequisite for the cooperation is a clock synchronization between a pair of TV and SV. To this end, we use a phase-differential-of-arrival based approach to remove the TV-SV clock difference from the received signal. With clock difference correction, the TV's position can be obtained via peak detection over a 3D power spectrum constructed by a Fourier transform (FT) based algorithm. The COMPOP also incorporates nearby vehicles, without knowing their locations, into the above cooperation for the case without a LoS path. The effectiveness of the COMPOP is verified by several simulations concerning practical channel parameters.

中文翻译：

---

使用毫米波表面反射的协同多点车辆定位

多点车辆定位是自动驾驶汽车的一项基本操作。然而，最先进的定位技术依赖于来自目标（即雷达和激光雷达）的反射信号，在没有视线的情况下无法工作。此外，环境扫描和物体识别需要大量时间，潜在的检测不准确，尤其是在复杂的城市情况下。最近一些涉及自动驾驶汽车的致命事故进一步暴露了这种局限性。在本文中，我们旨在通过提出一种称为协作多点定位 (COMPOP) 的新型相对定位方法来克服这些限制。如果存在 LoS 路径，则 COMPOP 在目标车辆 (TV) 和传感车辆 (SV) 之间建立合作，其中 TV 明确让 SV 知道 TV' s 的存在通过传输定位波形。这种合作可以消除耗时的扫描和目标识别过程，便于实时定位。合作的一个先决条件是一对 TV 和 SV 之间的时钟同步。为此，我们使用基于到达相位差的方法从接收信号中去除 TV-SV 时钟差。通过时钟差校正，可以通过基于傅立叶变换 (FT) 的算法构建的 3D 功率谱上的峰值检测来获得电视的位置。对于没有LoS路径的情况，COMPOP还将附近车辆在不知道其位置的情况下纳入上述合作中。COMPOP 的有效性通过几个关于实际信道参数的模拟得到验证。这种合作可以消除耗时的扫描和目标识别过程，便于实时定位。合作的一个先决条件是一对电视和SV之间的时钟同步。为此，我们使用基于到达相位差的方法从接收信号中去除 TV-SV 时钟差。通过时钟差校正，可以通过基于傅立叶变换 (FT) 的算法构建的 3D 功率谱上的峰值检测来获得电视的位置。对于没有LoS路径的情况，COMPOP还将附近的车辆在不知道其位置的情况下纳入上述合作中。COMPOP 的有效性通过几个关于实际信道参数的模拟得到验证。这种合作可以消除耗时的扫描和目标识别过程，便于实时定位。合作的一个先决条件是一对 TV 和 SV 之间的时钟同步。为此，我们使用基于到达相位差的方法从接收信号中去除 TV-SV 时钟差。通过时钟差校正，可以通过基于傅立叶变换 (FT) 的算法构建的 3D 功率谱上的峰值检测来获得电视的位置。对于没有LoS路径的情况，COMPOP还将附近的车辆在不知道其位置的情况下纳入上述合作中。COMPOP 的有效性通过几个关于实际信道参数的模拟得到验证。