專利名稱：一種基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法及導航系統(tǒng)和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛防撞方法及裝置，尤其是指一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法及導航儀，主要用于車輛的行車監(jiān)測。本發(fā)明還涉及一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的用途。
背景技術(shù)：
在大霧、暴雨、天黑時視線受到影響，汽車在行駛過程中不能及時發(fā)現(xiàn)前面的車輛而造成的惡性交通事故非常頻繁，事故性質(zhì)也極其嚴重，經(jīng)常有十幾輛、幾十輛甚至上百輛汽車在高速路上連環(huán)相撞的事例。為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象，現(xiàn)在提出了許多防撞的技術(shù)方案，目前已有的汽車防撞裝置主要是采用超聲波、紅外線、激光雷達檢測來設計的，其共同的缺點是
1、檢測距離太短，只有十幾米至幾十米的距離，留給司機或自動剎車的反映時間太少， 只適合用于市內(nèi)和車速很低的情況下，對高速路上的惡性事故起不到防撞作用。2、檢測角度小，對彎道、側(cè)面車輛檢測效果不好。3、檢測車輛數(shù)量受到限制，最多只能檢測到本車前、后各一輛車的情況。4、價格較高，不適宜大量和普通車輛上使用。目前只有寶馬、雷克薩斯等高檔車使用。因此現(xiàn)有的防撞方法及裝置均存在一些不足，很有必要對此加以改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對以上問題而提出一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法及導航儀，該車輛防撞方法是利用北斗衛(wèi)星對車輛實施導航，并通過導航以及通信服務為車輛提供實施定位服務。本發(fā)明的另一目的是提出一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的用途。本發(fā)明所提出的技術(shù)實施方案是一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法， 屬于利用北斗系統(tǒng)的定位和通信功能而開發(fā)的一種新的車輛防撞方法；在多個車輛上分別設置導航、通信發(fā)射接收天線與導航儀，并通過導航、通信發(fā)射接收天線與北斗衛(wèi)星發(fā)射接收天線進行定位和通信的無線電信號連接，由導航儀對發(fā)射接收天線接收的信號進行處理；通過信號放大處理和計算、數(shù)據(jù)處理后，在顯示、報警、操作面板上顯示車輛的導航地圖、本車所處位置等信息；利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的通信功能實現(xiàn)車輛防撞報警功能。所述的車輛防撞報警功能是將本車的定位數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、車輛牌號等數(shù)據(jù)發(fā)送到北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)把接收到的該車信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他車輛的導航儀中，其他車輛的導航儀把接收到的通信數(shù)據(jù)進行如下的篩選和處理
1、只接收與本車處于一定距離(如半徑為2000米)范圍內(nèi)的車輛通信數(shù)據(jù)；
2、根據(jù)定位數(shù)據(jù)變化，判斷是同向或?qū)ο蛐旭偟能囕v；
3、根據(jù)定位數(shù)據(jù)，計算并在導航儀地圖上標注一定范圍內(nèi)的車輛分布情況，并計算和標注出本車前、后車輛的距離；
4、根據(jù)本車的定位和速度數(shù)據(jù)與前、后車輛的定位和速度數(shù)據(jù)計算出距離的變化和兩車速度的高低；
5、如果兩車之間的距離和速度變化是兩車距離減小的趨勢，導航儀給出顯示報警和語音提醒報警。根據(jù)上述方法所提出的導航系統(tǒng)是一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，包括北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和車輛導航系統(tǒng)兩部分，其中，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括北斗衛(wèi)星和地面信號接收分析處理系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星搜集地面行使各車輛的各種信息，并將信息發(fā)給地面信號接收分析處理系統(tǒng)由地面信號接收分析處理系統(tǒng)對信號進行分析處理后，反饋給北斗衛(wèi)星，再由北斗衛(wèi)星發(fā)射給地面行走的各車輛；車輛導航系統(tǒng)包括一套北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)，以及一套信號處理系統(tǒng)和信號發(fā)射系統(tǒng)；北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)設有北斗衛(wèi)星信號接收裝置， 用于接收北斗衛(wèi)星發(fā)出的信號，北斗衛(wèi)星信號接收裝置接收北斗衛(wèi)星信號后將信號傳給設在車內(nèi)的信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)包括有信號判別系統(tǒng)、信號分析系統(tǒng)、導航儀、信號顯示系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。由信號判別系統(tǒng)接收北斗衛(wèi)星信號接收裝置傳遞過來的信號，并對其進行分析處理，識別有用信號，并將有用信號送入信號分析系統(tǒng)進行分析處理，再由信號分析系統(tǒng)將處理的信號分別傳給車內(nèi)的導航儀和信號顯示系統(tǒng)，通過顯示器顯示車輛目前的狀況；當出現(xiàn)危險狀況時，由報警系統(tǒng)進行報警提示。上述提出的一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)除了用于導航、防撞外，還可以用于車輛的系統(tǒng)管理。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國自主研發(fā)并實施的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。在2012年左右，該系統(tǒng)首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導航以及通信服務能力，屆時國內(nèi)車輛可以使用其提供定位服務。北斗衛(wèi)星與現(xiàn)用的GPS系統(tǒng)相比有了一個進步或者是新的功能一通信功能。本發(fā)明與以上技術(shù)對比有如下優(yōu)點
1、技術(shù)成熟，可靠性高衛(wèi)星定位、電子地圖導航等功能都是成熟的技術(shù)。本發(fā)明僅增加了利用北斗系統(tǒng)的通信功能而實施車輛防撞的功能。2、檢測距離遠，可達2000m以上(可以調(diào)整)。3、檢測車輛多，可檢測本車前、后2000m范圍內(nèi)的所有車輛。4、顯示直觀，可在電子地圖上直接顯示。5、有單獨的報警畫面和語音提示。6、價格較低，適合所有車輛。7、可解決大霧天氣高速公路封路的問題。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。實施例一
如附圖1所示，一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法，屬于利用北斗系統(tǒng)的定位和通信功能而開發(fā)的一種新的車輛防撞方法；在四個以上的車輛1、2、3和4上分別設置導航、通信發(fā)射接收天線與導航儀，并通過導航、通信發(fā)射接收天線與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)5發(fā)射接收天線進行定位和通信的無線電信號連接；由車輛1的導航儀對北斗衛(wèi)星系統(tǒng)5發(fā)射接收天線所發(fā)出的信號進行接收和處理；通過導航儀的信號放大處理和計算、數(shù)據(jù)處理后，在顯示、報警、操作面板上顯示車輛的導航地圖、本車所處位置等信息；實現(xiàn)利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)5的通信功能實現(xiàn)車輛防撞報警功能。所述的車輛防撞報警功能是將本車的定位數(shù)據(jù)、 速度數(shù)據(jù)、車輛牌號等數(shù)據(jù)發(fā)送到北斗衛(wèi)星系統(tǒng)5，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)把接收到的該車信息數(shù)據(jù)通過北斗衛(wèi)星中心處理站6轉(zhuǎn)發(fā)到其他車輛的導航儀中，其他車輛的導航儀把接收到的通信數(shù)據(jù)進行如下的篩選和處理
1、只接收與本車處于一定距離(如半徑為2000米)范圍內(nèi)的車輛通信數(shù)據(jù)；
2、根據(jù)定位數(shù)據(jù)變化，判斷是同向或?qū)ο蛐旭偟能囕v；
3、根據(jù)定位數(shù)據(jù)，計算并在導航儀地圖上標注一定范圍內(nèi)的車輛分布情況，并計算和標注出本車前、后車輛的距離；
4、根據(jù)本車的定位和速度數(shù)據(jù)與前、后車輛的定位和速度數(shù)據(jù)計算出距離的變化和兩車速度的高低；
5、如果兩車之間的距離和速度變化是兩車距離減小的趨勢，導航儀給出顯示報警和語音提醒報警。根據(jù)上述方法所提出的一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，包括北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和車輛導航系統(tǒng)兩部分，其中，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括北斗衛(wèi)星和地面信號接收分析處理系統(tǒng)， 北斗衛(wèi)星搜集地面行使各車輛的各種信息，并將信息發(fā)給地面信號接收分析處理系統(tǒng)由地面信號接收分析處理系統(tǒng)對信號進行分析處理后，反饋給北斗衛(wèi)星，再由北斗衛(wèi)星發(fā)射給地面行走的各車輛；車輛導航系統(tǒng)包括一套北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)，以及一套信號處理系統(tǒng)和信號發(fā)射系統(tǒng)；北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)設有北斗衛(wèi)星信號接收裝置，用于接收北斗衛(wèi)星發(fā)出的信號，北斗衛(wèi)星信號接收裝置接收北斗衛(wèi)星信號后將信號傳給設在車內(nèi)的信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)包括有信號判別系統(tǒng)、信號分析系統(tǒng)、導航儀、信號顯示系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。由信號判別系統(tǒng)接收北斗衛(wèi)星信號接收裝置傳遞過來的信號，并對其進行分析處理， 識別有用信號，并將有用信號送入信號分析系統(tǒng)進行分析處理，再由信號分析系統(tǒng)將處理的信號分別傳給車內(nèi)的導航儀和信號顯示系統(tǒng)，通過顯示器顯示車輛目前的狀況；當出現(xiàn)危險狀況時，由報警系統(tǒng)進行報警提示。操作和功能說明
本發(fā)明的導航、搜索、設定等功能與現(xiàn)有GPS導航儀類似，在此不再做敘述。本發(fā)明的特點在于基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位精度取決于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，指標為定位精度10米(后期可達5米)，測速精度0. 2米/秒，授時精度10納秒。監(jiān)視范圍可以根據(jù)需要設定。最大可為士2000米(+為車前范圍，-為車后范圍， 可分別設定)。在導航地圖上顯示設定范圍內(nèi)的車輛分布情況，并在其邊上標注其速度，供司機判斷其安全性。系統(tǒng)的防撞設定和報警為當前車與本車距離太近(可以設定，比如500米)同時速度低于本車速度時，在顯示畫面自動彈出副窗口，較大畫面顯示兩車的位置、距離和速度，同時通過語音報警給司機以提醒，如與前車距離多少米，請選擇示警、超車或減速、剎車等。對于車后的車輛接近本車并速度超過本車時，在顯示畫面自動彈出副窗口，顯示兩車的位置、距離和速度，同時語音報警給司機以提醒，如與后車距離多少米，請選擇示警、加速或避讓等。對于相向行駛的車輛，通過定位參數(shù)的變化和接近速度的變化，主機3可以判斷出是同向還是相向行駛車輛，對地圖信息上有隔離帶的相向行駛車輛可不予報警。如無隔離帶則給出報警副畫面，并給予語言報警和提醒。通過以上的車輛位置畫面顯示和幾種報警措施，可以在惡劣天氣下直觀顯示車輛位置、速度等信息，并且在可能會發(fā)生事故時給出副畫面和語言提醒報警，使得司機可以提前做出判斷和相應的操作，從而避免發(fā)生撞車和追尾等惡性事故，具有極大的社會和經(jīng)濟效益。通過操作面板可以進行如下設定
選擇是否開啟報警裝置。因為在市區(qū)道路低速行駛，并且可視距離足夠時，本系統(tǒng)無安全報警意義，可以選擇關(guān)閉。為了對車輛進行交通管理，可設計為只要車輛一啟動，其發(fā)射的信息就隨之啟動，不能自行關(guān)閉。選擇監(jiān)視范圍(如200—2000米)，但是最小范圍不能小于安全距離(如100米)。選擇危險報警的提示范圍(如50— 200米)，但是最小范圍不能小于安全距離(如 50 米)。選擇畫面亮度(白天和夜晚主機3可自動改變畫面)和聲音大小，但是危險報警聲音有限制，不能調(diào)得太小和關(guān)閉。其他設定如導航功能、亮度功能等。根據(jù)需要本發(fā)明所提出的一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的管理功能可以進行擴展， 除了用于導航、防撞外，還可以用于車輛的系統(tǒng)管理。該管理功能主要是用于交警和高速公路管理部門對車輛的管理，其主要功能有 車牌號碼管理
交警部門可規(guī)定在一定期限內(nèi)車輛須配置該裝置，并且專車專用，即本裝置發(fā)射的車牌號與車輛懸掛車牌一致(其發(fā)射的車牌號信息是不可修改的)，則可對車輛進行一次清理，并且在現(xiàn)有監(jiān)視系統(tǒng)配備北斗衛(wèi)星通信功能裝置，可以對車輛違章、事故逃逸等進行管理和追蹤。高速公路管理
在高速公路入口處安裝有北斗衛(wèi)星通信功能的裝置，可以配合攝像拍照系統(tǒng)對車輛進行管理，并且通知司機開通該安全報警裝置，以保證車輛安全和道路暢通，否則可采取其他強制措施。在原監(jiān)視系統(tǒng)中增加北斗衛(wèi)星通信功能的裝置，可對車輛的違章進行管理(如套牌、超速行駛等)
在有銀行或金融機構(gòu)的配合和支持下，可以實施全國高速公路自動收費系統(tǒng)。如本裝置擴展有讀寫交費卡功能，該交費卡可以在銀行預先充值。當車輛進入收費站前，收費站的管理機通過北斗衛(wèi)星通信功能發(fā)送進入高速公路的提示(顯示屏顯示和語音提示)，司機可回復確認后(操作面板上確認鍵)，收費站記錄該車的車牌、進入時間等信息。當車輛準備駛出收費站前，收費站的管理機發(fā)送收費信息(如路程、資率標準、收費額等)，司機確認后，管理機自動從交費卡中劃去相應數(shù)額的交費額，并語音提示司機“您已交費，可以通行”，車輛就可正常進入和駛出高速公路。有了該系統(tǒng)，可以避免因人工收費帶來的擁堵和時間上的浪費，提高了高速公路的暢通率。
權(quán)利要求
1.一種基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法，其特征在于屬于利用北斗系統(tǒng)的定位和通信功能的車輛防撞方法；在車輛上設置導航、通信發(fā)射接收天線與導航儀，并通過導航、 通信發(fā)射接收天線與北斗衛(wèi)星發(fā)射接收天線進行定位和通信的無線電信號連接，由導航儀對發(fā)射接收天線接收的信號進行處理；通過信號放大處理和計算、數(shù)據(jù)處理后，在顯示、報警、操作面板上顯示車輛的導航地圖、本車所處位置等信息，利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的通信功能實現(xiàn)車輛防撞報警功能。
2.如權(quán)利要求1所述的基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法，其特征在于所述的車輛防撞報警功能是將本車的定位數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、車輛牌號等數(shù)據(jù)發(fā)送到北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)把接收到的該車信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他車輛的導航儀中，其他車輛的導航儀把接收到的通信數(shù)據(jù)進行如下的篩選和處理1)只接收與本車處于一定距離范圍內(nèi)的車輛通信數(shù)據(jù)；2)根據(jù)定位數(shù)據(jù)變化，判斷是同向或?qū)ο蛐旭偟能囕v；3)根據(jù)定位數(shù)據(jù)，計算并在導航儀地圖上標注一定范圍內(nèi)的車輛分布情況，并計算和標注出本車前、后車輛的距離；4)根據(jù)本車的定位和速度數(shù)據(jù)與前、后車輛的定位和速度數(shù)據(jù)計算出距離的變化和兩車速度的高低；5)如果兩車之間的距離和速度變化是兩車距離減小的趨勢，導航儀給出顯示報警和語音提醒報警。
3.如權(quán)利要求2所述的基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法，其特征在于所述的車輛防撞報警的監(jiān)視范圍可以根據(jù)需要設定；最大可為車前2000米和車后2000米范圍，在導航地圖上顯示設定范圍內(nèi)的車輛分布情況，并在其邊上標注其速度，供司機判斷其安全性。
4.如權(quán)利要求2所述的基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法，其特征在于所述的車輛防撞報警的防撞設定和報警是當前車與本車距離太近同時速度低于本車速度時，在顯示畫面自動彈出副窗口，較大畫面顯示兩車的位置、距離和速度，同時通過語音報警給司機以提醒；對于車后的車輛接近本車并速度超過本車時，在顯示畫面自動彈出副窗口，顯示兩車的位置、距離和速度，同時語音報警給司機以提醒；對于相向行駛的車輛，通過定位參數(shù)的變化和接近速度的變化，主機可以判斷出是同向還是相向行駛車輛，對地圖信息上有隔離帶的相向行駛車輛可不予報警；如無隔離帶則給出報警副畫面，并給予語言報警和提醒。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法的導航系統(tǒng)，其特征在于包括北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和車輛導航系統(tǒng)兩部分，其中，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括北斗衛(wèi)星和地面信號接收分析處理系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星搜集地面行使各車輛的各種信息，并將信息發(fā)給地面信號接收分析處理系統(tǒng)由地面信號接收分析處理系統(tǒng)對信號進行分析處理后，反饋給北斗衛(wèi)星，再由北斗衛(wèi)星發(fā)射給地面行走的各車輛；車輛導航系統(tǒng)包括一套北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)，以及一套信號處理系統(tǒng)和信號發(fā)射系統(tǒng)；北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)設有北斗衛(wèi)星信號接收裝置，用于接收北斗衛(wèi)星發(fā)出的信號，北斗衛(wèi)星信號接收裝置接收北斗衛(wèi)星信號后將信號傳給設在車內(nèi)的信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)包括有信號判別系統(tǒng)、信號分析系統(tǒng)、導航儀、信號顯示系統(tǒng)和報警系統(tǒng)；由信號判別系統(tǒng)接收北斗衛(wèi)星信號接收裝置傳遞過來的信號，并對其進行分析處理，識別有用信號，并將有用信號送入信號分析系統(tǒng)進行分析處理，再由信號分析系統(tǒng)將處理的信號分別傳給車內(nèi)的導航儀和信號顯示系統(tǒng)，通過顯示器顯示車輛目前的狀況；當出現(xiàn)危險狀況時，由報警系統(tǒng)進行報警提示。
6.如權(quán)利要求5所述的基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法的導航系統(tǒng)，其特征在于 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位精度取決于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，指標為定位精度10米(后期可達5 米)，測速精度0. 2米/秒，授時精度10納秒。
7.如權(quán)利要求5所述的基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法的導航系統(tǒng)，其特征在于 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的監(jiān)視范圍為以車輛為中心的前后2000米；在導航地圖上顯示設定范圍內(nèi)的車輛分布情況，并在其邊上標注其速度，供司機判斷其安全性。
8.如權(quán)利要求5所述的基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法的導航系統(tǒng)，其特征在于 系統(tǒng)的防撞設定和報警為當前車與本車距離太近同時速度低于本車速度時，在顯示畫面自動彈出副窗口，較大畫面顯示兩車的位置、距離和速度，同時通過語音報警給司機以提醒。
9.一種如權(quán)利要求1所述基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法的用途，其特征在于基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)除了用于導航、防撞外，還用于車輛的系統(tǒng)管理。
10.一種如權(quán)利要求5所述基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞裝置的用途，其特征在于基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)除了用于導航、防撞外，還用于車輛的系統(tǒng)管理。
全文摘要
一種基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的車輛防撞方法及導航系統(tǒng)和用途，利用北斗系統(tǒng)的定位和通信功能而開發(fā)的一種新的車輛防撞方法；在四個以上的車輛上分別設置導航、通信發(fā)射接收天線與導航儀，并通過導航、通信發(fā)射接收天線與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射接收天線進行定位和通信的無線電信號連接；由車輛的導航儀對北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射接收天線所發(fā)出的信號進行接收和處理；通過導航儀的信號放大處理和計算、數(shù)據(jù)處理后，在顯示、報警、操作面板上顯示車輛的導航地圖、本車所處位置等信息；實現(xiàn)利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的通信功能實現(xiàn)車輛防撞報警功能。
文檔編號G01S19/39GK102289952SQ20111019779
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者黃克 申請人:黃克