專利名稱：一種貓(cat)設備、個人移動貓式導航設備及其相關方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到精確化、實時提供城市道路交通信息的系統(tǒng)與方法，更具體的，涉及到通過類似車輛監(jiān)控領域的定位系統(tǒng)與移動通信系統(tǒng)來完成該項精確化、實時提供預測路況信息的系統(tǒng)與方法。
背景技術：
在車輛監(jiān)控領域中，有一種基于GPRS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，可以作為本發(fā)明實施例更為相近的背景技術。該種監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過車輛車載終端的GPS用戶設備，利用設備內軟件計算出定位信息，如接收天線的經(jīng)度緯度、移動方向以及時間等信息，再經(jīng)過嵌入的GPRS模塊，完成定位數(shù)據(jù)的實時、連續(xù)傳輸至移動通信服務中心，再由GPRS的GGSN業(yè)務將定位信息送至互聯(lián)網(wǎng)或車輛監(jiān)控中心專網(wǎng)，最后由監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)由電子地圖顯示分析出車 輛移動路線，即可完成一種車輛的實時監(jiān)控。進行監(jiān)控的定位系統(tǒng)，還可用中國的北斗系統(tǒng)等一切滿足精度高、連續(xù)等定位要求的系統(tǒng)。而進行監(jiān)控的移動通信系統(tǒng)，還可用GSM網(wǎng)以及電信通道等一切滿足連續(xù)、實時等移動通信要求的系統(tǒng)。再者，為了抗干擾或者長時間穩(wěn)定的利用交通數(shù)據(jù)，還可以單獨開辟相關交通衛(wèi)星定位模塊以及獨立的交通信息移動通信系統(tǒng)，專門用于該發(fā)明實施例。
背景技術：
一、車載導航技術我們都知道的車載導航技術，是通過GPS (全球定位系統(tǒng))的動態(tài)定位，再根據(jù)一定權值路徑算法，得到諸如最短路徑、最經(jīng)濟路徑等導航路線的技術，通俗的說，就是在司機輸入出發(fā)地以及目標地或僅輸入目標地后，通過車載導航系統(tǒng)與定位衛(wèi)星、地面接收器等程序后，會給出既定的導航路線，司機只需根據(jù)導航設備的顯示屏指定的路線即可到達目的地。車載導航系統(tǒng)既定的路線比較固定，在輸入目標地數(shù)分鐘之內或者更短，就可以給定一條既定的路線，但是卻不能提供預測下一路段路況信息的服務，更不會有交通信息分析與共享了。而本發(fā)明實施例中，所涉及的貓式導航設備可根據(jù)自動更新請求機制，及時的請求分析下一路段的路況信息，并且通過監(jiān)控中心反饋回來的交通信息預測結果，可以在貓式導航設備中給予顯示一定的分析結果，以供用戶參考。
背景技術：
二、交通信息的采集技術在移動式交通信息獲取技術中，有一種基于GPS定位的動態(tài)交通信息采集技術可作為本發(fā)明實施的背景技術。該項動態(tài)交通信息采集技術的具體方法是在車輛上配備GPS接收裝置，以一定的采樣間隔記錄車輛的三維坐標和時間等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)傳入車載計算機或隨車攜帶的便攜式筆記本電腦后，再與地理信息系統(tǒng)的電子地圖相結合，經(jīng)過重疊分析計算出車輛瞬時車速和車輛經(jīng)過特定路段的行程時間和行程速度指標。若在給定的時段內有多輛車經(jīng)過特定路段，還可以得到該路段的平均行程時間和平均行程速度?；贕PS定位的動態(tài)交通信息采集技術具有良好的擴展性，能夠獲得對交通狀態(tài)的自動判別和交通誘導系統(tǒng)更為有用的行程時間，行程速度等路段交通數(shù)據(jù)。
在此背景技術中，需要投入足夠多的裝備GPS的采樣車運行在城市道路網(wǎng)中，再根據(jù)這些采樣車的通信匯報回的移動狀態(tài)收集交通信息。在此背景技術中，裝有GPS設備的車輛僅作為提供地理位置以及時間等定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)，另外，在交通信息智能預測技術中，純粹依托于整體獨立的采樣車用車載計算機或攜帶便攜式計算機自帶的GIS系統(tǒng)來與電子地圖做疊加分析，僅作這樣的技術處理，是不能夠得到足夠提供預測某一段路或某一時刻的更細致的交通信息。因為這僅僅依托投入大量采樣車以及單個點做疊加分析，僅能提供一些孤立的點，而這些點又沒作實時的通信傳輸，換句話說，即是將具有三維空間的車輛當做質點來處理，采集數(shù)據(jù)后再作統(tǒng)一的統(tǒng)計處理。但，不得不承認根據(jù)這些孤立的點在GIS疊加分析后是能夠得到一些交通數(shù)據(jù)，這也是接下來本發(fā)明實施例所依據(jù)的理論技術之一。但僅依托于現(xiàn)有的背景技術遠達不到為用戶提供準確的預測信息。因為這些孤立的、少量的數(shù)據(jù)點是不能代替連續(xù)的、具有一定占地面積的實體車輛的。本來GPS定位就存在一定的不精確性，倘若僅當作GPS定位點來處理，很難有效減少這種誤差，那么按照目前這種技術的描述是達不到能夠準確提供給客戶足夠的實時路況信息。不過，本發(fā)明實施例得益于采樣車的GPS定位以及GIS疊加分析技術的處理案例，在此基礎上做了一定的改進創(chuàng)新或者算是二次開發(fā)吧，即可完成一種面向用戶能夠提供精確化、實時化交通信息的系統(tǒng)與方法。自然了，這個“實時”是在允許的一定時間延誤做了一定的智能預測處理的。為了讓相關的技術人員更詳細的了解本發(fā)明實施的設備與系統(tǒng)以及相關技術流程，將在后文中的技術說明中給予詳細的描述，接下來，再提供一種類似的背景技術。本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術上的不足，提供一種貓(CAT)設備、電子設備個人、移動貓式導航設備及其相關方法。

發(fā)明內容
鑒于現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種貓(CAT )設備、電子設備個人、移動貓式導航設備及其相關方法，解決了現(xiàn)有技術存在的上述弊端。本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)一種個人移動貓式導航設備，用于自動接收分析后的路況信息以得到個人出行路線而達到最優(yōu)化行駛；其特征在于，包括輸出設備、輸入設備、存儲設備、處理器、以及電源；所述輸出設備包括顯示器，用于操作顯示以及導航路線的顯示，該顯示器具有時鐘顯不、電源顯不、車載MP3、車載電視的一種或多種功能；所述輸出設備還包括語音提示裝置，用于操作提示、導航以及交通問題語音提示；所述輸入設備包括用于信號、通信數(shù)據(jù)接收的接收器，所述接收器用于衛(wèi)星信號的定位接收；所述接收器包括接收監(jiān)控中心在請求信息處理后反饋回來的通信數(shù)據(jù)；所述輸入設備還包括小鍵盤、軟鍵盤、觸屏手寫中的一種或多種，能輸入請求信息的操作輸入，所述存儲設備包括用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器，所述存儲器具有地圖更新機制，能將接收到的更新地圖的矢量數(shù)據(jù)更新為帶有一定交通信息提示的地圖；、
所述電源包括能夠在熄火的情況下仍能維持供電的儲蓄電源設備；所述處理器，用于定位計算、數(shù)據(jù)轉換；所述個人移動貓式導航設備還包括一種貓(CAT)設備，所述貓(CAT)設備是指一種能夠傳輸機動車信息、機動車地理位置以及時間數(shù)據(jù)的設備，其特征在于，包括接收器、發(fā)射器、處理器、存儲器以及電源；所述接收器用于衛(wèi)星信號定位接收，所述處理器用于對接收的數(shù)據(jù)的定位計算，得到機動車的地理三維坐標、時間、移動方向，所述電源包括儲蓄電源模塊，用于直接供電，在機動車熄火后仍能正常供電。本發(fā)明還提供了 所述處理器中具有自動請求更新功能，用于非人工的請求信息發(fā)送，包括人工輸入目標地的后續(xù)路段請求發(fā)送，以及未作人工輸入而自動分析用戶可能經(jīng)過的路段而作的 自動請求發(fā)送。對交通數(shù)據(jù)邏輯處理包括接收貓(CAT)矢量，對貓(CAT)矢量按照相同時刻進行分時處理得到不同時刻點或時間段的CA矢量點，所述貓(CAT)矢量是指機動車信息、機動車地理位置以及時間數(shù)據(jù)構成的失量，所述CA矢量是指機動車信息、機動車地理位置構成的失量；經(jīng)過按照線區(qū)、池區(qū)、路區(qū)、以及市區(qū)或城區(qū)可任意劃分區(qū)域的分區(qū)處理，得到不同區(qū)不同時刻的C矢量點或同一區(qū)不同時刻或同一時刻不同區(qū)的C矢量點，所述C矢量是指機動車信息構成的失量；建立時間與區(qū)域的貓(CAT)失量點的函數(shù)對應關系的表示區(qū)域、時間、車輛信息的數(shù)學模型。所述個人移動貓式導航設備包括交通原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊、數(shù)據(jù)傳輸調用模塊以及數(shù)據(jù)分析處理儲存模塊，所述交通原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊由所有的裝備權利要求I所述的貓(CAT)設備的車輛組成；交通原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊，利用通訊號與車牌號以及車輛信息數(shù)據(jù)的方式以產(chǎn)生完整的貓(CAT)矢量，所述貓(CAT)矢量是指機動車信息、機動車地理位置以及時間數(shù)據(jù)構成的失量；所述數(shù)據(jù)傳輸調用模塊用來傳輸交通原始數(shù)據(jù)和調用車輛信息，將產(chǎn)生的大量原始交通數(shù)據(jù)送往指定的區(qū)域，以實時的下載或利用數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)分析處理儲存模塊用于數(shù)據(jù)分析、處理、儲存，用以分時、分區(qū)處理貓(CAT)矢量以及個人移動請求信息。


圖I圖示了某地理區(qū)域的城市道路地圖。圖2圖示了某地理區(qū)域分區(qū)后的城市道路系統(tǒng)。圖3圖示了可以實施本發(fā)明系統(tǒng)的一種貓設備。圖4圖示了可以實施本發(fā)明系統(tǒng)的結構框圖。圖5圖示了有C貓設備發(fā)射器與監(jiān)控中心的收發(fā)程序流程圖。圖6圖示了無C貓設備發(fā)射器與監(jiān)控中心的收發(fā)程序流程圖。
圖7圖示了本發(fā)明可以實施的處理系統(tǒng)的操作流程。圖8圖示了本發(fā)明可以實施的交通信息分析系統(tǒng)的操作流程。圖9圖示了本發(fā)明可以實施的交通問題分析系統(tǒng)的操作流程。圖10圖不了一種個人移動貓式導航設備。圖11圖示了自動更新請求機制的程序流程圖。圖12圖示了貓導航設備與控制中心的工作流程。圖13圖示了帶有一定交通信息提示的導航地圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明?？赡苓€會有更好的現(xiàn)有技術實施例來作為本發(fā)明實施例的對比驗證性材料。不過，上述實施例僅作為該領域背景技術的一種說明性實施例。在下面的描述中，為了方便陳述以及便于審查人員閱讀理解，在描述中贅加了一些自造名詞，也許，在與專業(yè)技術方面的術語描述對比中有所不同或不妥，但僅作本發(fā)明實施例的描述而已。圖I圖示了某地理區(qū)域的城市道路地圖14。在此給出的例子僅為了方便描述而作簡化的例子。從客觀角度上說，14足夠描述通常上的地面單層道路系統(tǒng)，但本發(fā)明實施例同樣適用于城市中的多層道路系統(tǒng)，例如地下隧道道路系統(tǒng)以及高架等道路系統(tǒng)。圖I所不的城市地圖一共包括了 9條道路(A路、B路、C路、D路、E路、a路、b路、c路、d路)。自然了，現(xiàn)實道路系統(tǒng)的命名不會如此命名，如洞山中路這樣的命名仿佛才符合國內的命名規(guī)則，而道路的劃分形式也不會如此直線劃分以及現(xiàn)實中就算棋局分布的城市道路也不會如此的平整，而圖示如此的地圖僅為說明上的簡化而已，本發(fā)明實施例同樣適應于現(xiàn)實中復雜的城市地圖。另外，為了簡化起見，僅僅列舉了少數(shù)的道路來作說明解釋，自然了，現(xiàn)實中的道路網(wǎng)是很密集的，在此并沒將所有的道路都畫出。做這樣的圖示，對本發(fā)明實施的效果，并不造成多大的影響。圖2圖示了分區(qū)后的某地理區(qū)域的城市道路系統(tǒng)15，該地理區(qū)域與14屬于同一區(qū)域。為了更好的讓用戶了解所在位置即將到達下一路段的交通信息情況，以及在便于發(fā)明實施例在技術處理道路交通信息時，需將城市道路系統(tǒng)進行子系統(tǒng)劃分，即重新劃區(qū)。圖2所示的城市道路系統(tǒng)15皆由劃分好的路池區(qū)16和混合池區(qū)17組成。將各條路與其他路相交的區(qū)域稱為路池區(qū)，如A路中的Al，A2，A3，A4，A5。各條路和其他路相交的區(qū)域稱為混合池區(qū)，如A路中的Aa，Ab, Ac, Ad。本發(fā)明實施例做這樣的描述，則可將道路系統(tǒng)15簡化為路池區(qū)集合(Ai，Bi，Ci, Di, Ei, aj，bj，cj，dj，其中i=l, 2, 3,4,5j=l, 2，3，4, 5,6)以及混合池區(qū)集合(Aa，Ba，· · ·，Ad，Bd，· · ·)。顯然，將15作上述描述后，或者地理信息分析系統(tǒng)中如此建區(qū)后，各道路的交通信息即可由路池區(qū)和混合池區(qū)來進行信息反映，如a路的交通信息，即集合(al，a2，a3，a4，a5, a6, Aa, Ba, Ca, Da, Ea)的交通信息的共同反映。而對于個體移動用戶而言，具體細化到線區(qū)如“哪個路口 ”，池區(qū)如“哪段路”，單池區(qū)如“哪個車向道”等交通信息才是他們迫切關心的。(線區(qū)18，單池區(qū)19在圖中并沒有詳細呈現(xiàn)。)
另外，只有在用戶，未到達預定路線的路段之前就給其用戶提供出“哪條路”“哪個路池區(qū)”甚至是“哪個單池區(qū)以及線區(qū)”的交通信息才能準確掌控個人出行的路線，那么這一切的實現(xiàn)，即將是本發(fā)明實施例重點闡述的技術。另，在本實施例中，處理上述實例的技術的同時，或者是說，在具體的實施例中，具體到某個線區(qū)18 (通常所說的十字路口、城市入境口或池區(qū)的某一橫切面等)的交通信息都將在實施例中給予一定的說明。另，在各個區(qū)、各個時刻的交通信息情況(如交通量、交通流量、各種車的交通量和交通流量、占道率、以及車輛的預測行程時間等)，以及各個時刻的各個區(qū)或整個城市的交通情況都將在本實施例中得以呈現(xiàn)，和背景技術中的交通信息采集在系統(tǒng)設計和技術流程等方面是有很大區(qū)別的，相關技術人員將會很快覺察到基于背景技
術的創(chuàng)新與改進以及與背景技術的不同點，在此就不多加以解釋了。以下將是本發(fā)明實施例結合附圖的詳細說明。另，本發(fā)明實施例所舉的例子，相關技術人員并不能僅局限于這個特定實施例。圖3圖示了可以實施本發(fā)明系統(tǒng)的一種貓設備20，S卩cat設備，是car’information (汽車信息或泛指所有機動車信息)，address (地理位置)以及time (時間)的英文首字母組合，意思是指能夠傳輸車輛信息C、移動位置a及時間t等數(shù)據(jù)的設備。在此，將設備經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的(c，a，t)信息以及移動方向合稱為cat矢量。后文中，出現(xiàn)的c矢量，ca矢量等類似描述皆源于此。此貓設備內包括接收器21，可直接用GPS信號接收機或類似功能的器件。21主要用于捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，進行衛(wèi)星信號的定位接收22。貓設備20進一步包括處理器23。23主要用于當21捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)，按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶車輛精確的三維坐標、時間、移動方向，即at矢量。在有些實施例中，可直接利用GPS信號接收機內自帶的處理器進行定位計算。貓設備20還包括一種或多種類型的存儲器29，如只讀存儲器、隨機存取存儲器、光學存儲器、磁存儲器或其他適當?shù)拇鎯ζ鳌?9進一步可包括以適當格式儲存的車輛信息26以及設備內部執(zhí)行程序。30具體是指可表征車輛外形、類型、大小、占地面積、噸位等對交通分析有幫助的車輛信息。在此，根據(jù)貓設備的存儲器29內有無存儲30，可將貓設備分為有C貓設備和無C貓設備。因為貓設備目前在市場上沒有流通，所以貓設備的存儲器里不可能一生產(chǎn)出來就有30，但也不代表后期貓設備隨車輛同時生產(chǎn)，讓貓設備成為車輛必不可少的一部分時，才會存儲相應的30。而車輛信息30存不存儲在存儲器內，將有不同的解決方法與技術。圖4圖示了可以實施本發(fā)明系統(tǒng)的結構框圖31。發(fā)明系統(tǒng)主要包括3個模塊，分別是原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊32、數(shù)據(jù)傳輸及調用模塊33、數(shù)據(jù)分析處理儲存模塊34(又稱監(jiān)控中心)。32由所有裝有貓設備的車輛組成。33主要用來傳輸交通原始數(shù)據(jù)和調用車輛數(shù)據(jù)信息。該模塊主要包括如GMS網(wǎng)、GPRS骨干網(wǎng)等適合移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵕W(wǎng)36及相應的如GGSN等適合連接網(wǎng)絡的業(yè)務通道，可以將at或cat矢量送至網(wǎng)絡37或直接拉專線連接監(jiān)控中心專網(wǎng)，將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心34。34主要用于處理33傳輸?shù)慕煌ㄔ紨?shù)據(jù)35。對于32中有C貓設備產(chǎn)生的有C貓矢量可通過模塊33直接傳輸給34 ;對于32中無C貓設備產(chǎn)生的無C貓矢量可以利用互聯(lián)網(wǎng)連接到車輛信息數(shù)據(jù)庫30進行配對下載可形成完整貓矢量。對于兩種方法產(chǎn)生的完整貓矢量都稱為原始交通數(shù)據(jù)35。根據(jù)上述發(fā)明系統(tǒng)的三個模塊可知，有C貓設備和無C貓設備在產(chǎn)生35的方法與技術上是有區(qū)別的。那么，接下來將分別介紹有C貓設備40和無C貓設備41各自產(chǎn)生原始交通數(shù)據(jù)的工作原理以及方法。一、關于有C貓設備對于貓設備在車輛出廠前已經(jīng)安裝，車輛信息已經(jīng)存儲在貓設備內，可直接稱為 有C貓設備。對于貓設備后期安裝在車輛上時，可采用方法39使其成為有C貓設備。39具體是，在另外購買貓設備時，根據(jù)車主提供車主信息、車輛信息，貓設備通訊號，再由相關服務人員，通過串口直接連接計算機，利用相應程序改變存儲器的原始設定值，將貓設備賦予相應的車輛信息數(shù)據(jù)，完畢。該方法只需在生產(chǎn)貓設備時，將存儲車輛信息的存儲器變?yōu)榭筛膶懘鎯ζ骷纯伞＿@樣，不隨車生產(chǎn)的貓設備也可稱為有C貓設備。有C貓設備中的處理器23，還具有數(shù)據(jù)轉換功能25?？蓪⒍ㄎ坏挠嬎愕玫絘t矢量數(shù)據(jù)、存儲器中的c數(shù)據(jù)及貓設備的通訊號轉換成適合移動通信系統(tǒng)傳輸?shù)男盘枖?shù)據(jù)。先將這四種數(shù)據(jù)轉換成具有一定編碼順序與數(shù)目的字符段，再將字符段轉換成一定的頻率信號。通訊號是指代表貓設備身份的識別代碼或識別字符段，不同通訊號代表不同貓設備，可以是一串數(shù)字，如市場流通的SM卡號。通過轉換過的字符段或信號數(shù)據(jù)42。42形式可如其中表示有C貓設備發(fā)送(c，a, t)信息的數(shù)據(jù)識別字符，進一步確?？刂浦行目梢跃_的判別歸類；緊跟在后面的“***”字符段表示識別貓身份的通訊號表示該貓設備的位置信息表示貓設備所在位置的時間信息表示該貓設備儲存的車輛信息。有C貓設備中還包括發(fā)射器26，而該發(fā)射器可采用如GMS、GPRS等滿足連續(xù)、實時傳輸?shù)囊苿油ㄐ旁O備。26主要用于將上述的字符段或信號數(shù)據(jù)通過模塊33發(fā)送至監(jiān)控中心34。圖5圖示了有C貓設備發(fā)射器與監(jiān)控中心的收發(fā)程序流程圖43。(I)有C貓設備通過發(fā)射器連續(xù)不斷發(fā)送；(2)監(jiān)控中心進行確認接收“@”，是，進行下一步；否則，重新接收；(3)連續(xù)接收“***”并記錄I*該步是進一步確認貓設備通訊號，便于后續(xù)數(shù)據(jù)庫、數(shù)學模型等計數(shù)* I ;(4)判段“A”，是，進行下一步；否，重新接收；(5)連續(xù)接收“***”并記錄I *該步是確定貓設備所在位直，并給后續(xù)的GIS置加分析以及區(qū)域分類提供數(shù)據(jù)* I ；(6)判段“T”，是，進行下一步；否，重新接收；(7)連續(xù)接收“***”并記錄I *該步是確定貓設備所在位置的時間，并給后面的時間分類提供數(shù)據(jù)* I ；
(8)判斷“C”，是，進行下一步；否，重新接收；(9)繼續(xù)接收“***”，并將所有數(shù)據(jù)整理成cat矢量信息I *該步產(chǎn)生數(shù)據(jù)即是原始交通數(shù)據(jù)* I ；(10)清空歷史數(shù)據(jù)痕跡，保證大量數(shù)據(jù)之前不存在互相干擾以及節(jié)省貓設備內存；綜上所述，有C貓設備可通過此程序，讓監(jiān)控中心34接收到完整的cat矢量數(shù)據(jù)。二、關于無C貓設備41對于出廠前沒安裝貓設備而需要另行安裝貓設備的車輛，勢必會存在貓設備存儲 器中沒存車輛信息，為了補存車輛信息，除了方法39，還可采取另外一種方法44。那么，采 用方法44的貓設備，就稱為無C貓設備41。方法44，主要內容有，在每輛車登記車牌號時，由相關人員詢問其貓設備通訊號以及車輛信息，將通訊號以及車輛信息數(shù)據(jù)輸入聯(lián)網(wǎng)的計算機，進一步建立通訊號與車牌號一一對應，車牌號又與車輛信息一一對應的數(shù)據(jù)庫45，然后在監(jiān)控中心接收無C貓設備字符段時，根據(jù)通訊號配對車牌號下載出車輛信息，即可完成。無C貓設備41，同樣具有數(shù)據(jù)轉換功能25?？蓪⒍ㄎ挥嬎愕玫絘t矢量數(shù)據(jù)、貓設備的通訊號轉換成適合移動通信系統(tǒng)傳輸?shù)男盘枖?shù)據(jù)。先將這三種數(shù)據(jù)轉換成具有一定編碼順序與數(shù)目的字符段，再將字符段轉換成一定的頻率信號。無C貓設備41的字符段與通信數(shù)據(jù)可以是“#*林A*林T*林”，其中表示無C貓設備發(fā)送(a，t)信息的數(shù)據(jù)識別字符(有別于有C貓設備)，進一步確保控制中心可以精確的判別歸類；緊跟在后面的“***”字符段表示識別貓身份的通訊號表示該貓設備的位置信息表示貓設備所在位置的時間信息，無C貓設備中，依靠通訊系統(tǒng)傳輸字符段中，沒有“C***”字符段。無C貓設備中同樣包括發(fā)射器26，而該發(fā)射器可采用如GMS、GPRS等滿足連續(xù)、實時傳輸?shù)囊苿油ㄐ旁O備。26主要用于將上述的字符段或信號數(shù)據(jù)通過模塊33發(fā)送至監(jiān)控中心34。圖6圖示了無C貓設備發(fā)射器與監(jiān)控中心的收發(fā)程序流程圖46。(I)無C貓設備通過發(fā)射器連續(xù)不斷發(fā)送；(2)監(jiān)控中心進行確認接收“#”，是，進行下一步；否則，重新接收；(3)連續(xù)接收“***”并記錄I*該步是進一步確認貓設備通訊號，便于后續(xù)數(shù)據(jù)庫、數(shù)學模型等計數(shù)* I ;(4)判段“A”，是，進行下一步；否，重新接收；(5)連續(xù)接收“***”并記錄I *該步是確定貓設備所在位直，并給后續(xù)的GIS置加分析以及區(qū)域分類提供數(shù)據(jù)* I ；(6)判段“T”，是，進行下一步；否，重新接收；(7)連續(xù)接收“***”并記錄I*該步是確定貓設備所在位置的時間，并給后面的時間分類提供數(shù)據(jù)* I ；(8)通過貓設備通訊號連接車輛信息數(shù)據(jù)庫下載對應的車輛信息；(9)將所有數(shù)據(jù)整理成cat矢量信息I*該步產(chǎn)生數(shù)據(jù)即是原始交通數(shù)據(jù)* I ；
(10)清空歷史數(shù)據(jù)痕跡，保證大量數(shù)據(jù)之前不存在互相干擾以及節(jié)省貓設備內存；綜合一、二所陳述的有C貓設備和無C貓設備組合的數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊32可產(chǎn)生cat矢量信息及at矢量信息，再通過數(shù)據(jù)傳輸及調用模塊33可將貓設備產(chǎn)生的信息傳輸?shù)?4，進一步由方法44連接車輛信息數(shù)據(jù)庫45，使兩大模塊產(chǎn)生了完整cat矢量信息。對于原始交通數(shù)據(jù)一cat矢量的產(chǎn)生就描述至此。貓設備20還包括一種耐用性強的儲蓄電源28。通過串口進行與汽車電源連接，車輛在啟動后，可以給貓設備正常供電。在車輛由于等待信號燈、處理突發(fā)事件或者較長時間等導致車輛在中途?；鸩徽嚯姷那闆r下，儲蓄電源仍繼續(xù)給貓供電。接下來，將返回圖4所示的發(fā)明系統(tǒng)三大模塊，給予重點介紹數(shù)據(jù)分析處理儲存模塊，即監(jiān)控中心34。
監(jiān)控中心主要包括處理系統(tǒng)38、交通信息分析系統(tǒng)47、交通問題分析系統(tǒng)48、交通應急系統(tǒng)49以及交通數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)46。46主要處理系統(tǒng)38、47、48、49所產(chǎn)生的歷史、臨時等一切在系統(tǒng)出現(xiàn)緩沖、中斷等延誤后能夠快速復原提供有效的信息數(shù)據(jù)。處理系統(tǒng)38，主要用于處理原始交通數(shù)據(jù)以及個人移動請求信息的邏輯分析。圖7圖示了處理系統(tǒng)的操作流程51。51主要通過數(shù)學模型程序，建立c-a-t之間的函數(shù)關系，并且處理貓式導航設備發(fā)送的請求信息。(I)接收原始交通數(shù)據(jù)，即cat矢量35(2)分時處理41，41主要是通過程序建立以t為坐標，以c為豎坐標的數(shù)學模型，以作數(shù)據(jù)分析，即找出cat矢量中的時間同類點，就是時間相同的ca點。即接收的(c，a,t)實數(shù)對集合中，以t相等為標準，c值累加(3)分區(qū)處理53，主要是通過程序建立以t為橫坐標，以a為橫坐標，以c為豎坐標的數(shù)學模型，即找出cat矢量中區(qū)域同類點，就是同一區(qū)域的點。即接收的(c，a，t)實數(shù)對集合中，通過a相等(經(jīng)過GIS疊加分析，找出用戶位置點所屬區(qū))，建立c_t函數(shù)關系(4)處理器進而建立時間與區(qū)域以及車輛信息的三維數(shù)學模型54，主要是能夠快速、準確表示出(c，a, t)三者的函數(shù)關系。綜上所述，處理系統(tǒng)38通過分時、分區(qū)處理原始交通數(shù)據(jù)后，就可以得到區(qū)域、時間、車輛信息的數(shù)學模型或三者之間恰當?shù)哪Ｐ完P系。交通信息分析系統(tǒng)47，主要利用38建立好的數(shù)學模型或模型關系來產(chǎn)生有用的交通信息。圖8圖示了交通信息分析系統(tǒng)的操作流程55。55主要是將流程51產(chǎn)生的模型數(shù)據(jù)轉換成交通信息數(shù)據(jù)，如交通量值、交通流值等。調用處理器產(chǎn)生的模型數(shù)據(jù)54，S卩(c，a，t)函數(shù)模型，如q-a_t函數(shù)關系，而q表示交通量，q是c可以提供的。建立交通計算模型56。56主要是指依靠現(xiàn)有的交通數(shù)學處理方法、公式等理論工具，如I = dq/dt即可利用數(shù)學建模編的程序加以計算，I表示交通流量，也是交通信息。交通信息分析57，主要是根據(jù)計算機設計的交通計算模型，進一步計算出相關系統(tǒng)需要的交通信息數(shù)據(jù)。I *x接下來，闡述部分具體的交通信息分析*
(3. I)交通量分析，利用計算機設計的交通量計算模型，進一步計算出交通量。(3. 2)交通流量分析，同樣利用計算機設計的交通流量計算模型，進一步計算出交
通流量值。(3. 3)平均車程分析58，信號燈數(shù)據(jù)庫的調用59，以及占道率、平均密度等可以分析計算的其他交通信息60。I *本實施例所能處理的交通信息量太多，在此就不一一闡述*(3. 4)整理交通信息數(shù)據(jù)61。主要是通過交通信息分析計算57，進一步整理得到基于(c，a, t)的q-a-t的交通量數(shù)據(jù)等交通信息數(shù)據(jù)61。綜上所述，交通信息分析系統(tǒng)47，可以根據(jù)計算機的數(shù)學模型計算程序計算出交通信息，如一個貓設備通訊號就代表車輛數(shù)N為1，那么經(jīng)過分時、分區(qū)處理，15:00-16:00,Al區(qū)經(jīng)過的車輛數(shù)立刻就會被計算出來；c中包含車輛的占地面積s,同樣是 15:00-16:00,Al區(qū)的每刻流量值以及交通量值都會被計算出來，可根據(jù)交通理論編成的計算模型程序計算得知。監(jiān)控中心34還包括交通問題分析系統(tǒng)48，主要用于分析交通信息異常數(shù)據(jù)表示的交通問題，進一步用來提示用戶以及聯(lián)系交通部門及時處理交通問題。圖9圖示了交通問題分析系統(tǒng)的操作流程62。62主要是利用流程55產(chǎn)生的交通信息數(shù)據(jù)，和已經(jīng)建立好的問題標準權值做對比分析，進一步確定道路的交通問題類型。下面所述的程序所參照的參數(shù)、范圍比較極端、簡單，僅僅是為了方便陳述。(I)調用交通信息數(shù)據(jù)61，61來自交通信息分析系統(tǒng)47最終得出的數(shù)據(jù)。(2)對比分析，通過事先建立大量的問題數(shù)據(jù)模型，通過計算機執(zhí)行參數(shù)一一比對的程序。(2. I)假設Al出現(xiàn)平均速度及交通流值趨于零的交通信息數(shù)據(jù)(2. 2)判斷平均密度是否趨于零，是，執(zhí)行(3. I);否則，執(zhí)行(3. 2)(3. I)路段少有車輛行駛(3.2)交通堵塞等其他(4)進一步根據(jù)其他交通信息數(shù)據(jù)，最大精度模擬出交通問題(5)計算出替代路線與主線的權衡數(shù)據(jù)(6)整理出交通問題類型，并給出一定交通信息預測綜上所述，交通問題分析系統(tǒng)48可根據(jù)相應交通問題將會出現(xiàn)的交通參數(shù)異常值或異常范圍和實際交通參數(shù)進行對比分析，即可得出一定區(qū)域一定時間出現(xiàn)的交通問題。如交通堵塞的交通參數(shù)異常值有交通量偏大、平均密度偏大、交通流值趨于零等，那么實際的交通量、平均密度、交通流等值在經(jīng)過一一比對后，判斷和交通堵塞問題模型一致，就可推測該路段為交通堵塞。交通問題應急系統(tǒng)49，主要利用交通問題分析系統(tǒng)分析出的交通問題，進一步聯(lián)系相關部門，并且通過相關部門進行信息反饋50，恢復數(shù)據(jù)異常路段信息預測。(I)調用流程62產(chǎn)生的交通問題數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)異常的道路相應的問題類型、位置、時間等數(shù)據(jù)。(2)專線連接相關部門，即通過建立網(wǎng)絡數(shù)據(jù)線、警報器等恰當?shù)脑O備與系統(tǒng)與相關部門進行連接，將準確的交通問題數(shù)據(jù)第一時間告知相關部門。(3)信息反饋，根據(jù)相關部門處理問題的結果專線連接問題應急系統(tǒng)，被告知相關路段問題已被處理的進程、時間等信息。(4)恢復數(shù)據(jù)異常路段信息，通過編輯道路數(shù)據(jù)恢復正常的信息告知用戶綜上所述，交通應急系統(tǒng)49主要是通過相關部門的專線連接確認問題解決的進程，實時掌握問題路段解決的進程，避免問題已經(jīng)解決但用戶卻不知“何時已經(jīng)解決”的狀況，而導致路段少有車輛行駛等數(shù)據(jù)持續(xù)異常的現(xiàn)象。圖10圖示了一種個人移動貓式導航設備64。64除了用于傳統(tǒng)的導航功能之外，主要用于自動接收實時的路況信息，以期掌握最優(yōu)的個人出行路線。貓式導航設備64主要包括了輸出設備68,輸入設備69,存儲設備78,處理器83以及電源71。輸出設備68包括諸如LED顯示屏之類的顯示器65，用于操作顯示66，即部分的操 作程序都會顯示在視屏上，65還用于導航地圖的顯示67，自然了，顯示器65還可結合車載MP3、車載電視、電源顯示、時鐘顯示等一切需要顯示的系統(tǒng)、設備以及操作。輸出設備68還包括語音提示裝置，用于操作提示、導航、速度提示以及交通問題等一切需要語音提示的裝備與系統(tǒng)。輸出設備68進一步還包括發(fā)射器72，主要用于發(fā)送相關cat矢量或at矢量信息字符段以及請求信息。請求信息是指，根據(jù)用戶對路況信息的需要，處理器內的請求機制或自動更新請求機制形成的路況待測信息，如請求分析“主線b2區(qū)”及“替代線A2”的路況信息和二者權衡的權值。輸入設備69包括接收器75。75主要用于衛(wèi)星信號的定位接收76;以及接收監(jiān)控中心傳輸回的路況信息及更新導航地圖的矢量數(shù)據(jù)等信息77，如“bl區(qū)已恢復交通，可以放心通行”等信息。輸入設備69進一步包括諸如小鍵盤、軟鍵盤、觸屏手寫等輸入信息的操作設備，用于操作輸入70，如輸入“從‘bl區(qū)’到‘b2區(qū)’”等信息。貓式導航設備64進一步包括存儲器78，主要用于地圖、更新機制等存儲數(shù)據(jù)。存儲器78進一步可以存儲地理名稱數(shù)據(jù)庫82及自動更新下載數(shù)據(jù)庫的程序，用于輸入時作為地名的參考，以及及時更新已經(jīng)部分地名更改的數(shù)據(jù)庫。存儲器78進一步包括道路地圖80及請求格式79，主要用于導航地圖的顯示，以及用戶輸入地名或區(qū)時，顯示器顯示的格式。存儲器79進一步包括地圖更新機制81，主要用于將接收到的地圖更新矢量以及交通信息數(shù)據(jù)更新為帶有一定交通信息提示的導航地圖。貓導航設備64還包括儲蓄電源71，主要用于維持貓式導航設備正常供電，以及保證在非正常熄火情況下仍能維持其供電。非正常情況指的是，如車輛在遇到交通堵塞、等紅綠燈等情況下熄火，但仍停留在池區(qū)內，因為這時的車輛仍然屬于交通信息源之一。貓導航設備64進一步還包括處理器83。處理器83可以用于定位計算84、數(shù)據(jù)轉換85以及交通問題提示機制87。定位計算84，主要用于測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)，按定位解算方法進行定位計算。數(shù)據(jù)轉換85可進一步將定位信息轉換成特定的字符段或信號，用于發(fā)送。交通問題提示機制87，通過顯示器、語音提示裝置對控制中心反饋回的交通問題數(shù)據(jù)進行文字顯示與語音提示，進一步是在地圖更新機制更新導航地圖的同時，在顯示屏顯示的地圖相關位置以符號、警示框等恰當?shù)男问接枰燥@示，并且同時以語音的形式進行提示。處理器83進一步包括請求機制88，主要用于顯示請求格式，手動輸入目標地，自動定位計算得出用戶當前點，再根據(jù)目標點位置，利用系統(tǒng)內自帶的路徑算法，將路徑算法計算的下一個既定路段和替代路段整理成請求信息發(fā)給控制中心。處理器83進一步還包括自動更新請求機制86，主要用于自動分析用戶位置，自動更新請求信息并發(fā)送。圖11圖示了自動更新請求機制的程序流程圖89。(I)自動分析用戶當前位置，主要用于路徑算法計算的起點；(2)結合路徑算法計算出主線和替代線，主要用于避免主線出現(xiàn)交通堵塞等狀況，和替代線作權衡，綜合路況信息選出最佳出行路線；(3)整理成請求信息并發(fā)送，主要用于將用戶下一路段所經(jīng)過的主線與替代線整理成請求信息并發(fā)送給監(jiān)控中心，以待作分析，分析和反饋時間不超過以路段接受最高速度通過路段的時間；(4)判斷用戶是否在當前路池區(qū)，是，則執(zhí)行下一步；否，返回第二步主要用于循環(huán)自動更新請求；(5)等待接收反饋信息。綜上所述，自動更新請求機制86通過用戶移動的路線，自動分析當前點所屬區(qū)段，自動更新下一路段以及替代路段的請求信息，實現(xiàn)用戶能夠立即知曉下一路段的路況信息的功能。圖12圖示了貓導航設備與控制中心的工作流程98。流程98主要是通過貓導航設備的請求機制自動循環(huán)的更新請求信息，然后根據(jù)監(jiān)控中心34對請求路段的交通分析，得出一定分析結果再傳輸回導航設備，達到用戶在出行時，能夠動態(tài)的了解實時的路況信息的效果，從而選擇出最優(yōu)化的行車路線。(I)根據(jù)請求機制與自動請求機制91，手動輸入請求信息或自動更新請求信息，主要是用于在分析下一路段路況信息時，需要整理出相應的請求內容，如用戶手動輸入“bl區(qū)”到“b6區(qū)”，假設導航既定路線是“bl->b2->b3->b4->b5->b6”，而替代路段是“A2”、“A3”，那么請求信息就是“A2”及“b2”及“A3”的路況信息以及三路段的權衡數(shù)據(jù)，如行駛三段路的可能行程時間；(2)處理器轉換請求數(shù)據(jù)92，將請求數(shù)據(jù)轉換成可以發(fā)送的字符段或頻率信號等;(3)利用發(fā)射器連接通訊網(wǎng)傳輸請求數(shù)據(jù)93，采用諸如GMS網(wǎng)、GPRS骨干網(wǎng)等適當?shù)臄?shù)據(jù)傳輸通訊系統(tǒng)；(4)控制中心接受請求數(shù)據(jù)94 ；(4. I)實時的分區(qū)處理，處理器處理請求數(shù)據(jù)，打包(c，a，t)，截取最近時間段相應區(qū)域cat矢量集合數(shù)據(jù)95. I ；(4. 2)交通信息分析系統(tǒng)接著處理cat矢量包，整理出最近時段相應區(qū)域的交通信息數(shù)據(jù)，打包交通信息數(shù)據(jù)95. 2 ；、
(4. 3)交通問題分析系統(tǒng)接著處理交通信息包，整理分析主線交通有無問題、問題類型、問題等級等信息以及出現(xiàn)問題后，主線以及替代線的權衡數(shù)據(jù)，打包問題信息數(shù)據(jù)及主線、替代線權衡數(shù)據(jù)96 ；(4. 4)整理主線、替代線路況信息、導航地圖矢量數(shù)據(jù)及交通問題等信息，即交通分析結果97 ；(4. 5)發(fā)送交通分析結果98 ；(4. 6)通信接收，貓導航設備接收器接收交通分析結果99 ；(4. 7)利用交通問題提示機制、地圖更新機制等顯示結果的系統(tǒng)與裝置給予 提示，并且顯示100 ；(4. 8)繼續(xù)執(zhí)行自動更新請求機制89，循環(huán)上述程序；綜上所述，流程90根據(jù)貓導航設備的請求機制發(fā)送請求信息，再由監(jiān)控中心的信息處理分析結果，最后由貓導航設備的地圖更新機制、交通問題提示機制，最終顯示一定的帶有交通信息提示的導航地圖，并且予以語音提示。圖13圖示了帶有一定交通信息提示的導航地圖101。導航地圖101主要用于用戶直觀掌握路況分析結果。根據(jù)地圖更新機制81以及交通問題提示機制87，將相關交通問題分析結果顯示在了導航地圖上101，并且由地圖更新矢量，形成了一定的禁行符號103以及通行符號104。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種個人移動貓式導航設備，用于自動接收分析后的路況信息以得到個人出行路線而達到最優(yōu)化行駛；其特征在于，包括輸出設備、輸入設備、存儲設備、處理器、以及電源； 所述輸出設備包括顯示器，用于操作顯示以及導航路線的顯示，該顯示器具有時鐘顯不、電源顯不、車載MP3、車載電視的一種或多種功能； 所述輸出設備還包括語音提示裝置，用于操作提示、導航以及交通問題語音提示；所述輸入設備包括用于信號、通信數(shù)據(jù)接收的接收器，所述接收器用于衛(wèi)星信號的定位接收； 所述接收器包括接收監(jiān)控中心在請求信息處理后反饋回來的通信數(shù)據(jù)； 所述輸入設備還包括小鍵盤、軟鍵盤、觸屏手寫中的一種或多種，能輸入請求信息的操作輸入， 所述存儲設備包括用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器，所述存儲器具有地圖更新機制，能將接收到的更新地圖的矢量數(shù)據(jù)更新為帶有一定交通信息提示的地圖； 所述電源包括能夠在熄火的情況下仍能維持供電的儲蓄電源設備； 所述處理器，用于定位計算、數(shù)據(jù)轉換； 所述個人移動貓式導航設備還包括一種貓(CAT)設備，所述貓(CAT)設備是指一種能夠傳輸機動車信息、機動車地理位置以及時間數(shù)據(jù)的設備，其特征在于，包括接收器、發(fā)射器、處理器、存儲器以及電源；所述接收器用于衛(wèi)星信號定位接收，所述處理器用于對接收的數(shù)據(jù)的定位計算，得到機動車的地理三維坐標、時間、移動方向，所述電源包括儲蓄電源模塊，用于直接供電，在機動車熄火后仍能正常供電。
2.根據(jù)權利要求I所述的個人移動貓式導航設備，其特征在于，所述處理器中具有自動請求更新功能，用于非人工的請求信息發(fā)送，包括人工輸入目標地的后續(xù)路段請求發(fā)送，以及未作人工輸入而自動分析用戶可能經(jīng)過的路段而作的自動請求發(fā)送。
3.根據(jù)權利要求I所述的個人移動貓式導航設備，其特征在于，對交通數(shù)據(jù)邏輯處理包括 接收貓(CAT)矢量，對貓(CAT)矢量按照相同時刻進行分時處理得到不同時刻點或時間段的CA矢量點，所述貓(CAT)矢量是指機動車信息、機動車地理位置以及時間數(shù)據(jù)構成的失量，所述CA矢量是指機動車信息、機動車地理位置構成的失量； 經(jīng)過按照線區(qū)、池區(qū)、路區(qū)、以及市區(qū)或城區(qū)可任意劃分區(qū)域的分區(qū)處理，得到不同區(qū)不同時刻的C矢量點或同一區(qū)不同時刻或同一時刻不同區(qū)的C矢量點，所述C矢量是指機動車信息構成的失量； 建立時間與區(qū)域的貓(CAT)失量點的函數(shù)對應關系的表示區(qū)域、時間、車輛信息的數(shù)學模型。
4.根據(jù)權利要求I所述的個人移動貓式導航設備，其特征在于，所述個人移動貓式導航設備還包括交通原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊、數(shù)據(jù)傳輸調用模塊以及數(shù)據(jù)分析處理儲存模塊， 所述交通原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊由具有所述貓(CAT)設備的車輛實現(xiàn)； 交通原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊，利用通訊號與車牌號以及車輛信息數(shù)據(jù)的方式以產(chǎn)生完整的貓(CAT)矢量，所述數(shù)據(jù)傳輸調用模塊用來傳輸交通原始數(shù)據(jù)和調用車輛信息，將產(chǎn)生的大量原始交通數(shù)據(jù)送往指定的區(qū)域，以實時的下載或利用數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)分析處理儲存模塊用于數(shù)據(jù)分析、處理、儲存，用以分時、分區(qū)處理貓(CAT)矢量以及個人移動請 求信息。
全文摘要
一種貓(CAT)設備及交通數(shù)據(jù)邏輯處理的方法及使用他們的個人移動貓式導航設備，貓(CAT)設備是指一種能夠傳輸機動車信息、機動車地理位置以及時間數(shù)據(jù)的設備，個人移動貓式導航設備基于貓(CAT)設備及交通數(shù)據(jù)邏輯處理的方法用于自動接收分析后的路況信息以得到個人出行路線而達到最優(yōu)化行駛，其特征在于，包括輸出設備、輸入設備、存儲設備、處理器、以及電源，電源包括能夠在熄火的情況下仍能維持供電的儲蓄電源設備。
文檔編號G01C21/36GK102735245SQ20121022753
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權日2012年7月3日
發(fā)明者吳成劍 申請人:吳成劍