專利名稱：一種基于gps技術(shù)的汽車交通管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的技術(shù)是汽車交通管理方法，特別是一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法。
背景技術(shù)：
汽車在高速公路行駛中，在同一車道應(yīng)保持前后兩車距離100米以上，為了保證這一要求的實現(xiàn)，讓司機隨時觀測到和保持這一距離，交通管理部門在高速公路兩側(cè)安裝有路距警示牌。正常天氣狀態(tài)下，隨時都可以通過路距警示牌達到保持車距的目的，但在陰雨、大霧天氣常因為無法準確估計前后車的距離而發(fā)生交通事故。
精確的車距測量需要精確的測量儀器，依靠人的眼睛進行測距不是最終辦法。一種實現(xiàn)精確距離測量的方法最初被提出并被實施是采用激光器，激光器能發(fā)出很強的光束并保證在很遠距離確保能量集中在一點上，用激光器可以實現(xiàn)較遠目標距離的精確測量，但由于光速是以30萬公里/秒的速度傳播，用激光測量距離需要復雜的電路、精密的光學定位、準直裝置才能保證較短距離下的距離測量。整個裝配的成本很高，只能在一些專用車輛上進行裝備。另一種是采用超聲技術(shù)進行距離測量，采用這一技術(shù)可以做到價廉物美，但這一技術(shù)只能實現(xiàn)幾十米距離精確測量，100米以上空氣中距離測量由于受到多種因素影響既使實現(xiàn)使用也會受到限制。
GPS是一種全球定位技術(shù)，這一技術(shù)應(yīng)用在交通管理中，使車輛的交通管理產(chǎn)生了革命性的進步。在這一點上正如人們目前已經(jīng)開發(fā)和使用的自動汽車導航裝置，也就是汽車電子地圖。人們利用它可以隨時了解汽車所在的位置并給出汽車的行駛路線，無論是在你所熟悉地方還是在你所陌生的地方，你都會做到這一點，因為電子地圖已經(jīng)輸入進去各個地方的地理信息，它不需要你有好的記憶能力，就能輕松做到以前你必須通過很長時間記憶所做的事情。
存貯這些地理信息和處理這些信息需要大的存貯器和復雜的處理電路實現(xiàn)，這會增加固定成本，另一方面這些信息又經(jīng)常需要更改，因為城市交通正在發(fā)生著距大的變化，因而必需隨時根據(jù)交通的變化進行信息的更新。否則電子地圖就無法給出正確的提示，而交通管理需要的是正確的行駛路線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，它可以實現(xiàn)隨時了解(一般在0.1秒時間)在高速公路行駛中前后車輛的距離及距離變化，同時不受環(huán)境影響。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，它可以方便實現(xiàn)在不同地理位置電子地圖信息庫的更新。
本發(fā)明最大的目的是實現(xiàn)上述目的的同時，使成本價控制在一般車輛都能接受和使用狀態(tài)下。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是它至少包括第一車輛及第一車輛安裝的GPS接收單元，安裝在第一車輛上的無線發(fā)射接收單元、信息處理單元、供給以上單元的電源；安裝在第二車輛的GPS接收單元、安裝在第二車輛的無線發(fā)射接收單元、信息處理單元、供給以上單元的電源；第一車輛的GPS接收單元用于接收第一車輛的位置信息，并將這一提供給第一車輛的信息處理單元，第一車輛的無線發(fā)射接收單元一方面用于接收由第二車輛GPS接收單元接收的地理坐標信息，并由第二車輛無線發(fā)送接收單元發(fā)送的地理坐標信息；另一方面將第一車輛的位置信息發(fā)射出去提供給其它車輛，第一車輛信息處理單元將第一車輛的位置信息與第二車輛的位置信息進行計算以得到第一車輛與第二車輛的距離并在第一車輛上進行顯示。
由于在車輛行進中，同時在其附近行駛著數(shù)輛車，如果這些車輛都裝有同樣的裝置，對于接收到的信息需要進行準確識別，這需要無線發(fā)送接收單元發(fā)送的地理信息進行編碼；而對于無線發(fā)送接收單元接收地理信息進行解碼。
一種較為合理的編碼方式是將某一種車輛的車號作為編碼，這樣當接收到的其它車輛地理位置信息時，司機容易很快通過眼睛確定是是與前方那一輛車保持距離。
完成上述任務(wù)需要信息處理單元接收一確認命令后，經(jīng)確認的其它車輛編碼的地理位置信息才能被接收進行處理，并顯示距離信息。
由于無線發(fā)射接收單元可以接收無線電信息，因此通過無線發(fā)射接收單元可以接收一定面積內(nèi)的地理位置信息庫，當接收到這一面積內(nèi)的地理位置信息庫時，信息處理單元將接收到的這一地理位置信息庫進行顯示。這樣在一個車輛中的信息處理單元需要的存貯器將會節(jié)省很多，只要不同地區(qū)的地理信息庫是相同格式的，滿足相同的規(guī)范要求，采用這樣的方式，可以帶來很多的靈活性，各地方可以隨時將更新的地理信息路線圖進行更改。
本發(fā)明由于將GPS全球定位技術(shù)與無線發(fā)射接收技術(shù)結(jié)合，在一個車輛上不僅接收自身車輛的地理坐標信息，同時還通過無線發(fā)射接收電路接收其它車輛的地理坐標信息，通過兩車輛的地理坐標差值來顯示相對距離，因此可以可服其它測距存在的許多問題。其次，由于增加無線接收發(fā)射單元，除完上述任務(wù)外，還可方便的接收不同地區(qū)地理路線圖信息，這樣可以降低存貯器的存貯量，大大降低成本，同時使地理信息顯示更科學更合理。
下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明


圖1是本發(fā)明實施例1電路方框圖。
圖2是本發(fā)明實施例2電路方框圖。
圖3是實施例說明示意圖1。
圖4是實施例說明示意圖2。
圖5是信息處理單元工作過程示意圖之一。
圖6是信息處理單元工作過程示意圖之二。
圖7是信息處理單元工作過程示意圖之三。
圖8是信息處理單元工作過程示意圖之四。
圖9是信息處理單元工作過程示意圖之五。
圖10是信息處理單元工作過程示意圖之六。
圖中，1、第一車輛；2、第二車輛；3、第3車輛；4、第n車輛；5、GPS接收單元；6、無線發(fā)射接收單元；7、信息處理單元；8、顯示器；9、天線1；10、天線2；11、按鍵；12、處理器；13、電源轉(zhuǎn)換器；14、存貯器；15、差頻電路；16、光標。
具體實施例方式如圖1所示，由車輛上安裝的GPS接收單元5，無線發(fā)射接收單元6，信息處理單元7，供給以上單元的電源13被固定在電路板上，并裝配在殼體內(nèi)，將殼體放置在司機容易觀看的地方。信息處理單元7至少由處理器12、按鍵11、存貯器14、LCD顯示器8組成，GPS接收單元5接收本車輛的位置信息，并將這一信息交給信息處理單元7中的處理器12處理，GPS接收單元5與處理器12的接口電路較為簡單，它們采用RS232接口協(xié)議。無線發(fā)射接收單元6則接收其它車輛檢測到的其它車輛地理位置信息，接收的地理位置信息同樣交給信息處理單元7處理。無線發(fā)射接收單元6與信息處理單元7中的處理器12接口也較為簡單，采用兩線制，一發(fā)一收，常用的這種單元電路都以模塊電路出現(xiàn)。如nRF401，或86RF211等。附圖1中的9、10分別是GPS接收單元5的天線1，無線發(fā)射接收單元6的天線2，由于它們工作在不同頻率，因此天線的結(jié)構(gòu)有所不同。信息處理單元7將本車輛的位置信息與其它車輛的位置信息進行計算以得到本車輛與其它車輛的距離，將此距離通過LCD顯示器8進行實時顯示。
GPS接收單元5每接收一次地理信息以不大于0.1秒的時間為好，因為在高速公路上行駛的車輛速度較高，一般大于100公里以上，有的達200公里以上，以200公里計算，0.1將行駛5米的距離。
大量的統(tǒng)計證明，汽車所發(fā)生的交通事故的80％以上只要在事發(fā)前的0.1秒有所提示都會被改變，因此上述時間的設(shè)計有利于避免交通事故的發(fā)生。
一種提前給出前面車輛出現(xiàn)問題的方法也可由前方車輛無線發(fā)射接收單元6發(fā)射的無線電信號產(chǎn)生，它所采用技術(shù)是多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)在我們?nèi)粘Ｉ钪惺欠浅Ｆ毡榈模缙囘h離和接近我們時發(fā)出變頻聲。同樣，無線發(fā)射接收單元6發(fā)射的無線電信號具有多普勒效應(yīng)，它可以提供預測前方車輛出現(xiàn)問題的信息，它的頻率也要隨著車速的變化有所變化，檢測它們的頻率變化就可迅速知道所發(fā)生的問題。
通過檢測前方車輛與本車輛的多普勒頻移還可以給出更為精確的距離信息，它可克服低性能GPS定位精度不高的問題，如用GPS作為第一次粗定位，前方車輛與本車輛的多普勒頻移作為細定位，則能作到非常高的靈敏度。
解決和實現(xiàn)上述問題，需要信息處理單元7增加差頻電路15和檢測差頻輸出信號的步聚。
圖2是具有差率檢測和輸出電路的實施例電路圖，信息處理單元7至少由處理器12、按鍵11、存貯器14、LCD顯示器8、差頻電路15組成，在這一實施例中，無線發(fā)射接收單元6接收其它車輛檢測到的其它車輛地理位置信息的同時，同時由差頻電路15檢測兩車輛的無線頻移差值，通過無線頻移差值計算兩車之間的距離。
圖2與圖1給出的電路不同之處是增加了差頻電路15。圖9是通過檢測前方車輛與本車輛的多普勒頻移迅速給出一種提示的顯示畫面。
如圖3所示，依靠無線發(fā)射接收單元6發(fā)射無線信號，如不采取信息編碼將無法保證本發(fā)明的實施，這是由于在車輛行進中，同時在其附近行駛著數(shù)輛車，圖中，第一車輛1附近有第二車輛2、第三車輛3、第N車輛4，如果第一車輛1、第二車輛2、第三車輛3、第N車輛4不經(jīng)信息編碼，則第一車輛1接收到的第二車輛2信息同時會受到第三車輛3、第N車輛4的干擾。
因此本發(fā)明的實施需要所有的車輛的無線發(fā)送接收單元6按照同一編碼格式進行輸出，每個車輛的編碼是不相同的，這需要無線發(fā)送接收單元6接收地理信息過程中增加解碼程序。
每個車輛較為合理的編碼是將某一種車輛的車號作為它的唯一編碼，如圖3中第一車輛1中的B25889、第二車輛2中T67856、第三車輛3中的B56432、第N車輛4中的B56758，無線發(fā)送接收單元6接收到第二車輛2中T67856和第N車輛4中的B56758地理坐標時，通過LCD顯示器和鍵盤鎖定要保持距離的車輛。
圖10是通過LCD顯示器前方車輛的一個畫面，可通過按鍵進行選定第二車輛2中T67856，最終選定保持與第二車輛2的距離。這時LCD顯示器8將顯示與前面車輛的距離。如圖5所示。當然最好的辦法是實現(xiàn)自動跟蹤，這需要GPS接收單元有高的精度和分辯力或提升成本價格。綜上所述，完成上述任務(wù)需要信息處理單元接收一確認命令后，經(jīng)確認車輛編碼的地理位置信息才能被接收進行處理，并顯示距離信息。
由于無線發(fā)射接收單元6可以接收無線電信息，因此通過無線發(fā)射接收單元6可以接收一定面積內(nèi)的地理位置信息庫，當接收到這一面積內(nèi)的地理位置信息庫時，信息處理單元將接收到的這一地理位置信息庫進行顯示。地理位置信息庫是按一定點陣組成的信息庫，它的每一點都為矢量點，這些矢量點集合構(gòu)成了某個地方的路線圖和線路名。無線發(fā)射接收單元6當進入一個地區(qū)時，會由安裝在收費站或固定點的一個發(fā)射裝置給路過的車輛。
圖4給出了第一車輛1路過一個安裝有發(fā)射該地區(qū)交通路線信息庫的示意圖。
圖7是進入A區(qū)的顯示畫面。
由于不同地區(qū)的地理信息庫是相同格式的，滿足相同的規(guī)范要求，采用這樣的方式，可以帶來很多的靈活性，各地方可以隨時將更新的地理信息路線圖進行更改。
圖6給出一種在正常狀態(tài)通過LCD顯示器8顯示的畫面，從畫面上可以看出它與現(xiàn)有的GPS定位沒有什么不同，方塊光標16給出了當前汽車所在位置。但通過細讀本發(fā)明的描述，不難發(fā)現(xiàn)LCD顯示器8顯示的畫面是隨著地理位置的變化隨時更新的，只要在許多固定點安裝無線發(fā)射裝置，并能向路過車輛發(fā)射地理信息庫的信息，就能達到不增加內(nèi)存量的情況下，實現(xiàn)全國交通自動進入、自動切換。
本發(fā)明由于將GPS定位和無線發(fā)射接收發(fā)射裝置結(jié)合起來，它們自成一個系統(tǒng)，無線發(fā)射接收單元處理信息的時間很快，小于0.1秒，它與利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)有本質(zhì)區(qū)別。無需經(jīng)過較長時間的認證等待，因為長時間等待系統(tǒng)是無法使用的。參見圖8，本發(fā)明的另一個由技術(shù)帶來的好處是，如后面車輛需要超車時，只要向前方車輛發(fā)出超車信號，前面車輛將很快顯示這一信息，告訴前面車輛的司機。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法其方法特征是它至少包括第一車輛及第一車輛安裝的GPS接收單元，安裝在第一車輛上的無線發(fā)射接收單元信息處理單元、供給以上單元的電源安裝在第二車輛的GPS接收單元、安裝在第二車輛的無線發(fā)射接收單元、信息處理單元、供給以上單元的電源；第一車輛的GPS接收單元用于接收第一車輛的位置信息并將這一提供給第一車輛的信息處理單元。第一車輛的無線發(fā)射接收單元一方面用于接收由第二車輛GPS接收單元接收的地理坐標信息并由第二車輛無線發(fā)送接收單元發(fā)送的地理坐標信息另一方面將第一車輛的位置信息發(fā)射出去提供給其它車輛第一車輛信息處理單元將第一車輛的位置信息與第二車輛的位置信息進行計算以得到第一車輛與第二車輛的距離并在第一車輛上進行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是無線發(fā)送接收單元發(fā)送的地理信息進行編碼；而對于無線發(fā)送接收單元接收地理信息進行解碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是所述的編碼方式是將某一種車輛的車號作為編碼
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是經(jīng)確認的其它車輛編碼的地理位置信息才能被接收進行處理，并顯示距離信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是信息處理單元(7)至少由處理器(12)、按鍵(11)、存貯器(14)、LCD顯示器(8)組成，GPS接收單元(5)接收本車輛的位置信息，并將這一信息交給信息處理單元(7)中的處理器(12)處理，無線發(fā)射接收單元(6)則接收其它車輛檢測到的其它車輛地理位置信息，接收的地理位置信息同樣交給信息處理單元(7)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是LCD顯示器(8)顯示的畫面是隨著地理位置的變化隨時更新的，只要在許多同定點安裝無線發(fā)射裝置，并能向路過車輛發(fā)射地理信息庫的信息，就能達到不增加內(nèi)存量的情況下，實現(xiàn)全國交通自動進入、自動切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是如后面車輛需要超車時，只要向前方車輛發(fā)出超車信號，前面車輛將很快顯示這一信息，告訴前面車輛的司機。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是地理位置信息庫是按一定點陣組成的信息庫它的每一點都為矢量點，這些矢量點的集合構(gòu)成了某個地方路線圖和線路名。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是信息處理單元(7)至少由處理器(12)、按鍵(11)、存貯器(14)、LCD顯示器(8)、差頻電路(15)組成，在這一實施例中，無線發(fā)射接收單元(6)接收其它車輛檢測到的其它車輛地理位置信息的同時，同時由差頻電路(15)檢測兩車輛的無線頻移差值，通過無線頻移差值計算兩車之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及的技術(shù)是汽車交通管理方法，特別是一種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，其方法特征是無線發(fā)送接收單元發(fā)送的地理信息進行編碼；而對于無線發(fā)送接收單元接收地理信息進行解碼。所述的編碼方式是將某一種車輛的車號作為編碼，經(jīng)確認的其它車輛編碼的地理位置信息才能被接收進行處理，并顯示距離信息。這種基于GPS技術(shù)的汽車交通管理方法，它可以實現(xiàn)隨時了解(一般在0.1秒時間)在高速公路行駛中前后車輛的距離及距離變化，同時不受環(huán)境影響。
文檔編號B60R11/00GK1565896SQ0313435
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者劉珉愷, 石順祥 申請人:劉珉愷, 石順祥