CN101071069A - 车载行驶信息无线收发装置 - Google Patents
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Abstract
车载行驶信息无线收发装置，配合便携式GPS车辆导航设备，在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能，或者配合使用通用便携式信息处理设备，将其升级为可运行车辆GPS导航软件的“车辆GPS导航系统”。所述装置是一种车辆信息采集、解析、传输模块组件，包括采集信息的、解析信息的、传输信息的各模块，以及速度值精度补偿装置、辅助电路和电源管理模块。所述装置的优点：①三种测速方式，适应各种车型；②用无线通信模块，适应便携需要；③适合与各种便携式或后装式GPS导航设备以及未配置GPS信号接收模块的便携式设备搭配使用；④在装置的硬件基础上扩充解析软件，从而扩充功能；充分利用车辆已有的网络信息，提取供便携式导航设备使用。
Description
技术领域 本发明涉及专用于道路网络的便携式GPS车辆导航系统，特别是涉及适用于该系统的车载行驶信息采集、解析和无线收发装置。
背景技术 随着汽车、运动休闲、娱乐和电子通信技术等产业的发展，利用全球卫星定位系统GPS及其技术、计算机和地理信息系统GIS等技术构成的自主式GPS车辆导航系统已逐步进入市场。
由于汽车电子系统技术水平的差异，GIS等产品价位因素和其他因素的影响，目前仅有部分中高档汽车配置了自主式GPS汽车导航装置。
另一方面，市场上已经有了在便携式DVD、掌上电脑PDA和移动电话等产品基础上，增配GPS信号接收、导航引擎，GIS等，构成的便携式多功能导航系统。由于这类便携式多功能导航系统具有车载式系统所不具备的优势，例如适用于行车、户外运动、居家旅行等多种环境、拥有MP3/MP4数据存储等功能，从而随着制造成本下降、信息内容更加丰富，所述便携式多功能导航系统将会有较大的适销市场。同时，标准配置的笔记本电脑也可增置导航功能，用户可有更多的选择。
但是，与车载式自主GPS导航系统相比，便携式导航系统在车辆进入GPS卫星信号导航盲区，便无法持续导航。例如，在隧道、高架桥下，或有树木、高大建筑物等遮挡，或出现恶劣气象条件，或存在强电磁干扰等特殊情况下，系统不能正常接收导航信号，又不能根据车辆行驶方向和速度计算出车行轨迹，因而无法进入盲区持续导航状态。现有技术便携式导航系统的这一弱点，对于自主式语音导航系统的用户来说，会造成相当的不便。
一项名称为“汽车导航仪架构”的200510029458.0中国专利申请，公开了包括手持式汽车导航仪和车载音响，还包括连接至所述手持式汽车导航仪、用于传输导航信号，和连接至所述车载音响设备、用于传输音频信号和控制信号，以及连接至整车、用于接收整车信号的信号转接装置的一种汽车导航仪架构。该架构在基于手持设备的汽车导航仪基础上、以不更改原有车载音响设备为前提，增加一个用于连接整车的信号转接盒，以提供旨在提高导航仪性能的辅助信号，从而达到兼顾低价格和高性能的目的。但是该导航仪架构技术方案完全是采集车辆原发信号，而且是用有线连接方式，若车主不愿意配合接线，那就很难发挥该方案的优点。再有，所述200510029458.0中国专利申请的汽车导航仪架构技术方案，重点似乎在于共享车内音响设备，对于GPS信号缺失时如何进行有相当精度保证的盲区持续导航则并未提出任何改进措施。同样，该汽车导航仪架构的技术方案仅针对手持式导航仪，对于其它类似笔记本电脑和移动电话等扩充导航功能的通用设备，乃至于不具有GPS信号的系统，则没有提出相应的解决办法。
发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种参照车载式自主GPS卫星导航系统，利用便携式设备已有的导航引擎等功能，采用无连线方式为其实时提供车辆行驶信息，包括行驶方向和行驶速度，甚至GPS信号等，实现卫星信号缺失时的“信号盲区持续导航”，从而，弥补了上述便携式导航系统的缺陷。还有，为不同类型及技术水平的汽车以及不同需求和习惯的车主提供多种综合性解决方案，并配置适合各种情况、便于安装，与便携式导航系统适配的装置，也是本发明要解决的技术问题之一。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：设计使用一种车载行驶信息无线收发装置，用于配合传统的便携式GPS车辆导航设备，使之在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能，或者是用于配合使用通用便携式信息处理设备，例如笔记本电脑、PDA或是移动电话，将其升级为可运行车辆GPS导航软件的“车辆GPS导航系统”；尤其是，所述车载行驶信息无线收发装置是一种车辆信息采集、解析、传输模块组件，包括
A.采集信息的模块
a.提供车辆行驶方向信息的IC模块：是运动惯性类电子陀螺仪，或是磁场感应类电子罗盘IC模块；
b.提供车辆运行速度的装置，是：
①在汽车信息总线CAN-BUS上提取车辆运动速度和倒车信息的电路，或是
②在包括汽车机械转速传感器或计数器的传感装置上采集脉冲信号并计算出车速信息和倒车信号的电路，再或是
③从车载红外线或多普勒型车速测定仪获取车速信息的电路；
c.针对未配置GPS信号接收单元的便携式信息处理设备，选配GPS信号接收单元模块；
B.解析信息的模块，包括微处理控制器MCU及辅助IC模块和软件包；
C.传输信息的模块，包括无线传输IC模块，例如蓝牙收发模块；
D.速度值精度补偿装置，包括独立的和内置于所述MCU中的存储器、运算器和补偿软件模块，
a.在卫星信号接收正常时，自测速装置及测速功能仍保持运行，并将测速结果与卫星定位测得的速度值进行比较，参照其值进行精度补偿；
b.在不能正常接收卫星信号时，利用连续积累的精度补偿参数对实际自测车速进行实时校正，保证实用精度；
E.辅助电路模块，包括I/O驱动类电路模块；
F.电源管理模块，包括自备电源和车内电源变换电路。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案还可以是：提出一种借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，包括使用便携式GPS车辆导航设备，或是通用便携式信息处理设备，例如笔记本电脑、PDA或是移动电话，使之在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能。所述方法包括如下步骤：
A.参照车载GPS导航系统，加装电子方向信号发生器件；
B.获取车速信息
a.对于配备汽车信息总线CAN-BUS的车辆，在所述总线上直接采集车速及倒车信息；
b.对于未配备CAN-BUS的车辆，在包括车速传感器的传感装置上采集机械转速脉冲信号，同时计算出车辆行驶速度；
c.对于不愿改变车辆原装电子线路，或临时性使用便携式导航设备的车辆用户，则另行附加独立的、不涉及或改变车辆原装电子信号装置的车速测定仪；
C.针对未加装GPS信号接收模块的便携式信息处理系统，选装GPS信号接收模块，为此类信息处理系统提供GPS信号；在此基础上，该系统仅须加装包括自主式车辆导航引擎这样的软件，即可获得车载式自主导航系统的基本功能；
D.采集并解析所获取的信息，通过微处理控制单元MCU完成相应解析；
E.借助无线通信模块实现所述车载行驶信息无线收发装置和所述便携式车辆导航设备之间的信息传输；
F.通过MCU以及软件程序，实现自测速度的精度补偿校正
a.在卫星信号接收正常时，自测速装置及测速功能仍保持运行，并将测速结果与卫星定位测得的速度值等进行比较，参照其值进行精度补偿；
b.在不能正常接收卫星信号时，利用连续积累的精度补偿参数对实际自测车速进行实时校正，保证实用精度。
同现有技术相比较，本发明的突出优点在于：①采用三种测速方式，适应各种车型；②采用例如蓝牙技术产品的无线通信模块，省却连线，适应便携需要；③适合与各种便携式或后装式GPS卫星导航设备以及未配置GPS信号接收模块的便携式信息设备搭配使用；④在所述装置的硬件基础上扩充解析软件，从而扩充功能；充分利用车辆已有的网络信息，提取所述信息供便携式导航设备使用，实现诸如汽车运行状态监测以及车辆“健康保健顾问咨询”等功能。
附图说明 图1是本发明车载行驶信息无线收发装置的信息采集、解析流程示意框图；
图2是本发明装置适配使用的便携式导航设备或运行导航系统软件的便携式信息设备端口增配模块示意图；
图3是设置在车内的本发明车载行驶信息无线收发装置的信息采集、解析、发送模块的构成原理示意框图。
具体实施方式 以下结合各附图所示之优选实施例做进一步详述：本发明车载行驶信息无线收发装置，用于配合便携式GPS车辆导航设备，使之在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能，或者是用于配合使用通用便携式信息处理设备，将其升级为可运行车辆GPS导航软件的“车辆GPS导航系统”。所述车载行驶信息无线收发装置是一种车辆信息采集、解析、传输模块组件，如图1至图3所示，包括
A.采集信息的模块
a.提供车辆行驶方向信息的IC模块：是运动惯性类电子陀螺仪，或是磁场感应类电子罗盘IC模块；
b.提供车辆运行速度的装置，是：
①在汽车信息总线CAN-BUS上提取车辆运动速度及倒车信息的电路，或是
②在包括汽车机械转速传感器或计数器的传感装置上采集脉冲信号并计算出车速信息和倒车信号的电路，再或是
③从车载红外线或多普勒型车速测定仪获取车速信息的电路；
c.针对未配置GPS信号接收单元的便携式信息处理设备，选配GPS信号接收单元模块；
B.解析信息的模块，包括微处理控制器MCU及辅助IC模块和软件包；
C.传输信息的模块，包括无线传输IC模块；
D.速度值精度补偿装置，包括独立的和内置于所述MCU中的存储器、运算器和补偿软件模块，
a.在卫星信号接收正常时，自测速装置及测速功能仍保持运行，并将测速结果与卫星定位测得的速度值进行比较，参照其值进行精度补偿；
b.在不能正常接收卫星信号时，利用连续积累的精度补偿参数对实际自测车速进行实时校正，保证实用精度；
E.辅助电路模块，包括I/O驱动类电路模块；
F.电源管理模块，包括自备电源和车内电源变换电路。
上述车载行驶信息无线收发装置之C项，传输信息的模块之无线传输IC模块，是蓝牙技术无线收发装置，并且该模块内还包括
A.无线通信协议，包括蓝牙技术协议应用软件；
B.被所述解析信息的模块解析传输的信息之管理软件。
而且，所述车载行驶信息无线收发装置用于配合使用通用便携式信息处理设备，是指配合使用笔记本电脑、掌上电脑PDA或是移动电话。
上述各模块包含的软件包的内容包括：
A.CAN-BUS汽车信息总线协议应用及解析软件；
B.自测速度值解析和精度补偿软件；
C.电子方向信息解析软件；
D.CPS信号解析软件，系针对未配置GPS信号接收单元的便携式信息处理设备；
E.无线传输协议应用软件；
F.I/O类及其它驱动控制软件；
G.电源管理控制软件。
还有，所述车辆信息采集、解析、传输模块组件，可以集成在一个物理模块中运行，用于：
A.采集车辆运行速度和方向信息并解析，在便携式导航设备需要时以无线方式传输去；
B.为未配置GPS信号接收装置的便携式信息设备提供包括GPS信号在内的车辆运行状态信息，同样以无线方式传输去；
C.为便携式导航设备或信息设备提供车辆运行状态信息，方便用户以无线方式了解车辆运行、车辆状态信息，包括车辆健康监测和诊断的结果。
本发明借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，包括使用便携式GPS车辆导航设备，或是通用便携式信息处理设备，使之在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能。所述方法包括如下步骤：
A.参照车载GPS导航系统，加装电子方向信号发生器件；
B.获取车速信息
a.对于配备汽车信息总线CAN-BUS的车辆，在所述总线上直接采集车速及倒车信息；
b.对于未配备CAN-BUS的车辆，在包括车速传感器的传感装置上采集机械转速脉冲信号，同时计算出车辆行驶速度；
c.对于不愿改变车辆原装电子线路，或临时性使用便携式导航设备的车辆用户，则另行附加独立的，不涉及或改变车辆原装电子信号装置的车速测定仪；
C.针对未加装GPS信号接收模块的便携式信息处理系统，选装GPS信号接收模块，为此类信息处理系统提供GPS信号；在此基础上，所述系统仅须加装包括自主式车辆导航引擎这样的软件，即可获得车载式自主导航系统的基本功能；
D.采集并解析所获取的信息，通过微处理控制单元MCU完成相应解析；
E.借助无线通信模块实现所述车载行驶信息无线收发装置和所述便携式车辆导航设备之间的信息传输；
F.通过MCU以及软件程序，实现自测速度的精度补偿校正
a.在卫星信号接收正常时，自测速装置及测速功能仍保持运行，并将测速结果与卫星定位测得的速度值进行比较，参照其值进行精度补偿；
b.在不能正常接收卫星信号时，利用连续积累的精度补偿参数对实际自测车速进行实时校正，保证实用精度。
以上所述步骤A中，加装电子方向信号发生器件，是加装运动惯性式电子陀螺仪IC模块，或者是磁场感应式电子罗盘IC模块。
上述方法在获取车速信息，针对配备车辆信息总线CAN-BUS的车辆，在所述总线上直接采集车速信息的同时，还提取其它可利用的信息，实现车辆运行状态监测及车辆“健康保健顾问咨询”功能。
本发明借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，针对各类使用便携式车辆导航设备的车辆及其用户而包括如下步骤
A.为便携式导航设备提供“卫星信号盲区持续导航”所需要的车辆运动状态信息：
a.针对配备CAN-BUS的车辆，并愿意进行相应车内接线的车辆用户，直接从CAN-BUS上采集车辆运动速度及倒车信息；
b.针对未配备CAN-BUS的车辆，但车主愿意进行相应车内接线，则在包括车辆机械转速装置的传感装置上采集车辆运动的速度信息；
c.针对不愿进行车内接线的车辆用户，通过所述车载行驶信息无线收发装置的速度测定仪采集车辆运动的速度信息；
上述车速信息、倒车信息连同所述车载行驶信息无线收发装置采集解析的车辆运动方向信息一起，以无线方式传输至便携式导航设备；
B.为未配置GPS信号接收单元的通用便携式信息处理设备，包括笔记本电脑、PDA和移动电话，提供所述车辆运动的方向信号、速度信号、倒车信号和GPS信号信息，并以无线方式传输去。
上述步骤A之a，为便携式导航设备或其它信息处理设备以无线方式传输车辆上汽车信息总线CAN-BUS提供的车辆运行及状态信息
A.相关的信息采集、解析和无线传输各模块均按照CAN-BUS协议处理信息；
B.所述便携式导航设备或其它信息处理设备，通过前一步骤A的传输处理接口模块接收并处理车辆信息。
使用本发明装置和方法的最重要好处是，在GPS信号缺失时，能为车主或驾车人提供“卫星信号盲区持续导航”功能。
Claims (11)
1.一种车载行驶信息无线收发装置，用于配合便携式GPS车辆导航设备，使之在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能，或者是用于配合使用通用便携式信息处理设备，将其升级为可运行车辆GPS导航软件的“车辆GPS导航系统”；其特征在于：
所述车载行驶信息无线收发装置是一种车辆信息采集、解析、传输模块组件，包括
A.采集信息的模块
a.提供车辆行驶方向信息的IC模块：是运动惯性类电子陀螺仪，或是磁场感应类电子罗盘IC模块；
b.提供车辆运行速度的装置，是：
①在汽车信息总线CAN-BUS上提取车辆运动速度和倒车信息的电路，或是
②在包括汽车机械转速传感器或计数器的传感装置上采集脉冲信号并计算出车速信息和倒车信号的电路，再或是
③从车载红外线或多普勒型车速测定仪获取车速信息的电路；
c.针对未配置GPS信号接收单元的便携式信息处理设备，选配GPS信号接收单元模块；
B.解析信息的模块，包括微处理控制器MCU及辅助IC模块和软件包；
C.传输信息的模块，包括无线传输IC模块；
D.速度值精度补偿装置，包括独立的和内置于所述MCU中的存储器、运算器和补偿软件模块，
a.在卫星信号接收正常时，自测速装置及测速功能仍保持运行，并将测速结果与卫星定位测得的速度值进行比较，参照其值进行精度补偿；
b.在不能正常接收卫星信号时，利用连续积累的精度补偿参数对实际自测车速进行实时校正，保证实用精度；
E.辅助电路模块，包括I/O驱动类电路模块；
F.电源管理模块，包括自备电源和车内电源变换电路。
2.按照权利要求1所述的车载行驶信息无线收发装置，其特征在于，
所述各模块包含的软件包内容有：
A.CAN-BUS汽车信息总线协议应用及解析软件；
B.自测速度值解析和精度补偿软件；
C.电子方向信息解析软件；
D.GPS信号解析软件，系针对未配置GPS信号接收单元的便携式信息处理设备；
E.无线传输协议应用软件；
F.I/O类及其它驱动控制软件；
G.电源管理控制软件。
3.按照权利要求1所述的车载行驶信息无线收发装置，其特征在于：
所述C.传输信息的模块之无线传输IC模块，是蓝牙技术无线收发装置。
4.按照权利要求1所述的车载行驶信息无线收发装置，其特征在于：
所述C.传输信息的模块内还包括
A.无线通信协议，包括蓝牙技术协议应用软件；
B.被所述解析信息的模块解析传输的信息之管理软件。
5.按照权利要求1所述的车载行驶信息无线收发装置，其特征在于：
所述通用便携式信息处理设备，是笔记本电脑或是掌上电脑PDA或是移动电话。
6.按照权利要求1所述的车载行驶信息无线收发装置，其特征在于：
所述车辆信息采集、解析、传输模块组件，是集成在一个物理模块中运行，用于：
A.采集车辆运行速度和方向信息并解析，在便携式导航设备需要时以无线方式传输去；
B.为未配置GPS信号接收装置的便携式信息设备提供包括GPS信号在内的车辆运行状态信息，同样以无线方式传输去；
C.为便携式导航设备或信息设备提供车辆运行状态信息，方便用户以无线方式了解车辆运行、车辆状态信息，包括车辆健康监测和诊断的结果。
7.一种借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，包括使用便携式GPS车辆导航设备，或是通用便携式信息处理设备，使之在GPS信号缺失时，为车主提供“卫星信号盲区持续导航”功能；其特征在于包括如下步骤：
A.参照车载GPS导航系统，加装电子方向信号发生器件；
B.获取车速信息
a.对于配备汽车信息总线CAN-BUS的车辆，在所述总线上直接采集车速及倒车信息；
b.对于未配备CAN-BUS的车辆，在包括车速传感器的传感装置上采集机械转速脉冲信号及倒车信号，同时计算出车辆行驶速度；
c.对于不愿改变车辆原装电子线路，或临时性使用便携式导航设备的车辆用户，则另行附加独立的，不涉及或改变车辆原装电子信号装置的车速测定仪；
C.针对未加装GPS信号接收模块的便携式信息处理系统，选装GPS信号接收模块，为此类信息处理系统提供GPS信号；在此基础上，所述系统仅须加装包括自主式车辆导航引擎这样的软件，即可获得车载式自主导航系统的基本功能；
D.采集并解析所获取的信息，通过微处理控制单元MCU完成相应解析；
E.借助无线通信模块实现所述车载行驶信息无线收发装置和所述便携式车辆导航设备之间的信息传输；
F.通过MCU以及软件程序，实现自测速度的精度补偿校正
a.在卫星信号接收正常时，自测速装置及测速功能仍保持运行，并将测速结果与卫星定位测得的速度值进行比较，参照其值进行精度补偿；
b.在不能正常接收卫星信号时，利用连续积累的精度补偿参数对实际自测车速进行实时校正，保证实用精度。
8.按照权利要求7所述的借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，其特征在于：
获取车速信息，针对配备车辆信息总线CAN-BUS的车辆，在所述总线上直接采集车速信息的同时，还提取其它可利用的信息，实现车辆运行状态监测及车辆“健康保健顾问咨询”功能。
9.按照权利要求7所述的借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，其特征在于：
所述步骤A中，加装电子方向信号发生器件，是加装运动惯性式电子陀螺仪IC模块，或者是磁场感应式电子罗盘IC模块。
10.按照权利要求7所述的借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，其特征在于；
针对各类使用便携式车辆导航设备的车辆及其用户而包括如下步骤
A.为便携式导航设备提供“卫星信号盲区持续导航”所需要的车辆运动状态信息：
a.针对配备CAN-BUS的车辆，并愿意进行相应车内接线的车辆用户，直接从CAN-BUS上采集车辆运动速度及倒车信息；
b.针对未配备CAN-BUS的车辆，但车主愿意进行相应车内接线，则在包括车辆机械转速装置的传感装置上采集车辆运动速度和倒车信息；
c.针对不愿进行车内接线的车辆用户，通过所述车载行驶信息无线收发装置的速度测定仪采集车辆运动的速度信息；
上述车速信息、倒车信息连同所述车载行驶信息无线收发装置采集解析的车辆运动方向信息一起，以无线方式传输至便携式导航设备；
B.为未配置GPS信号接收单元的通用便携式信息处理设备，包括笔记本电脑、PDA和移动电话，提供所述车辆运动的方向信号、速度信号、倒车信号和GPS信号信息，并以无线方式传输去。
11.按照权利要求10所述的借助车载行驶信息无线收发装置实现便携式车辆导航的方法，其特征在于；
所述步骤A之a，为便携式导航设备或其它信息处理设备以无线方式传输车辆上汽车信息总线CAN-BUS提供的车辆运行及状态信息
A.相关的信息采集、解析和无线传输各模块均按照CAN-BUS协议处理信息；
B.所述便携式导航设备或其它信息处理设备，通过前一步骤A的传输处理接口模块接收并处理车辆信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20071114 |