CN102104630A - 一种应用于机动车的车际网络管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，所述车际网络通信管理系统包括主控芯片、车载网络通信模块、CAN通信模块、雷达模块、声光报警模块，所述车载网络通信模块包括卫星定位模块和无线通信模块，所述车际网络通信管理系统通过卫星定位模块获取车辆的经纬坐标，所述主控芯片分别与卫星定位模块、无线通信模块、声光报警模块、雷达模块、CAN通信模块等连接，所述车载网络通信模块将根据所述卫星定位模块和无线通信模块所获得的信息对驾驶员进行报警提示或通过执行机构直接对车辆进行速度控制。能够有效实现针对解决现有技术中行驶车辆盲区探测获知，以及获取的数据向周围车辆或设备间共享数据等功能。

Description

一种应用于机动车的车际网络管理系统

技术领域

本发明属于机动车主动安全部件制造技术领域，本发明所称的机动车包括由内燃机驱动的机动车辆、由电池带动电机驱动的电动车辆以及混合动力车辆，具体地说，涉及一种应用于机动车的车际网络管理系统。

背景技术

目前，车辆在道路上行驶速度不断提升，一方面，随着我国公路等级的不断提高，特别是高速公路的飞速发展，道路的交通便利性越来越高；另一方面，汽车性能越来越好，高速汽车越来越多，因此，车辆的行驶速度越来越快，车流量也随之越来越大，导致汽车交通事故也越来越多。

当前，造成事故的原因十分复杂，既有车辆自身的因素，也有人为的因素，还有公路、气象等环境因素。但总的来说可以分为以下几类：

1、驾驶员视野范围有限，特别是在遇到大雨、大雾、黑夜行驶和盲弯等影响视觉的情况时易发生交通事故。

2、驾驶员在超车时对被超车的速度、车长、车宽和周围的路面状况判断失误等原因。

3、车辆在行驶时，产生突发性故障，使驾驶员和周围车辆无法反应过来造成追尾等事故。

随着科学技术的发展，不断的促使汽车走向高度的智能化和电子化。如何利用现有技术扩大驾驶员的视野范围和减少驾驶员在驾驶过程中的失误已成为汽车智能化的一个重要的发展方向。

为解决上述问题，国内的一些机构和团体也在进行一些研究，但他们的方案主要是根据通过超声波或高频雷达对周围的障碍物或车辆进行测距和测速，帮助驾驶员判断车辆前后的危险状况。但这种方案具有很大的局限性：

1、系统的探测范围跟车辆安装超声波或雷达的数量和方向有关，一般车辆为前后两个，既只能探测车辆前后方向的车辆或障碍物

2、由于超声波或雷达无法穿透车辆或障碍物，对于道路上的直角或十字盲弯，系统无法探测拐角处是否有车辆。

3、获取的周围车辆的数据只能供车辆内部的系统使用，无法和周围车辆或设备间共享数据，无法把车辆本身存在的故障如(制动系统、发动机、转向系统等)告诉周围车辆，使其他驾驶员可以提早预防。

发明内容

本发明提供的技术方案所要解决的技术问题是：由于驾驶员视野范围有限、判断失误和车辆本身的突发故障带来的交通安全问题；同时，现有技术中的通过超声波或高频雷达对周围的障碍物或车辆进行测距和测速，只能探测车辆前后方向的车辆或障碍物，不能对道路上的直角或十字盲弯的拐角处进行探测，并且获取的周围车辆的数据只能供车辆内部的系统使用，无法和周围车辆或设备间共享数据等技术问题；本发明所提供的技术方案为了提高驾驶员对周围道路状况的观察能力，减少驾驶员由于判断失误产生事故的概率，提醒驾驶员对周围有故障的车辆进行避让，而发明了一种应用于机动车的车际网络通信管理系统。

本发明所提供的技术方案是，一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，所述车际网络通信管理系统包括主控芯片、车载网络通信模块、CAN通信模块、雷达模块、声光报警模块，

所述车载网络通信模块包括卫星定位模块和无线通信模块，所述车际网络通信管理系统通过卫星定位模块获取车辆的经纬坐标，所述主控芯片分别与卫星定位模块、无线通信模块、声光报警模块、雷达模块、CAN通信模块7等连接，其中，

a、所述主控芯片通过卫星定位模块获取车辆的经纬坐标，

b、根据所述主控芯片设定的程序对车辆经纬坐标的变化进行计算得到车辆的速度矢量，

c、根据车际网络通信管理系统在车辆上的安装位置和车辆的长度、宽度信息计算出车身顶点的经纬坐标；

所述车载网络通信模块通过所述无线通信模块可以发出和接收信息，其中，

a、所述无线通信模块将车辆的经纬坐标和车辆状态信息发送出去，

b、所述无线通信模块可以接收到其他具有相同功能的车际网络通信管理系统的车辆发出的信息；

所述车载网络通信模块将根据所述卫星定位模块和无线通信模块所获得的信息对驾驶员进行报警提示或通过执行机构直接对车辆进行速度控制。

所述车际网络通信管理系统在通过卫星定位模块获取到车辆经纬坐标后，通过对车辆经纬坐标的变化进行计算得到车辆的速度矢量，根据系统在车辆上的安装位置、车辆的长度和宽度计算出车身顶点的经纬坐标。

所述CAN通信模块与车辆的CAN总线连接，并通过CAN总线获取车辆信号，所述车辆信号包括车辆的制动信号、转向信号、急行灯信号、车辆关键系统的故障信号，所述车辆关键系统的故障信号包括制动系统故障信号、转向系统故障信号、动力传动系统故障信号。

所述车际网络通信管理系统还与车载电子地图和求助按钮连接，所述所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块接收和发送所述车辆信号后，将获取的这些数据发送给计算模块，并将周围车辆的位置和车辆状态信息显示在所述电子地图上。

当所述车际网络通信管理系统无法和其他车辆进行通信时，可以通过所述雷达模块测量本车与前后车辆的相对位置；并根据本车的经纬坐标和相对位置计算出周围车辆的经纬坐标显示在电子地图上。

所述车际网络通信管理系统根据当前车辆和周围车辆的车身顶点的经纬坐标、速度矢量，并将这些信息发给计算模块，用于车辆的主动避障和辅助变道；所述车际网络通信管理系统通过计算周围车辆的相对位置变化，提醒驾驶员在行驶方向上可能会出现的危险因素，并在危险将要发生时，主动进行速度控制。

所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块和道路交通管理系统进行相互通信。

所述车际网络通信管理系统根据周围车辆的经纬坐标，计算车辆所处路段的车辆密度；并根据周围车辆的车速计算车辆是否处于拥堵状态，

当车辆处于拥堵状态时，所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块向外发送拥堵信息数据；

所述车际网络通信管理系统发送的拥堵数据中包含拥堵的位置信息，当其他系统接收到来自同一路段的三个以上的车辆发送的拥堵信息后，确认此路段拥堵，计算与拥堵点的距离；

当与拥堵点的距离在设定的范围内时，所述车际网络通信管理系统对所接收的所有拥堵信息进行综合，转化为某条路段上的拥堵信息显示在电子地图上并进行转发传递，形成由拥堵点向外辐射的接力链；

在信息向外传递的过程中若某一车辆接受到拥堵信息后，计算与拥堵点的距离超出设定的范围后将不向外传递拥堵信息。

所述车际网络通信管理系统具有向周围车辆发送求助信号的功能：

当车辆发生故障抛锚后，通过无线通信模块向周围车辆发送求助信息，并通过周围车辆的中继作用向外传播，车辆在接收到的求助信息后向故障车辆救援。

所述无线通信模块在发送数据时具有动态的车辆标识，标记在当前局域网络内的车辆发出的经纬度坐标、速度矢量、车身顶点的经纬坐标、制动信号、转向信号、急行灯信号和车辆关键系统的故障信号，用于其他车辆上的系统识别数据的来源，所述车辆标识可由通信系统随机分配，或者由驾驶员自主设置。

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决于驾驶员视野范围有限、判断失误和车辆本身的突发故障带来的交通安全问题；同时，现有技术中的通过超声波或高频雷达对周围的障碍物或车辆进行测距和测速，只能探测车辆前后方向的车辆或障碍物，不能对道路上的直角或十字盲弯的拐角处进行探测，并且获取的周围车辆的数据只能供车辆内部的系统使用，无法和周围车辆或设备间共享数据等技术问题。同时，本发明还具有以下优点：

1、系统在理论上可以通过车辆之间的中继，可以使驾驶员得到当前行车线路上无限远距离范围内的车况，可以针对可能发生的交通拥堵，危险状况进行提早预防。

2、系统不需要基站或主通信节点，任何具有本系统的车辆均可组成一个通信网络，并且可以在通信范围内随时加入或减少车辆。

3、系统具有开放式的通信协议，任何具有相同通信协议的模块均可在网络内接收和发送数据。

4、系统扩展性强，可以和智能交通系统对接。实现道路路口控制、车辆编组行驶、交通管理等

5、具有可设置的车辆标识，驾驶员可以通过此功能设置可以让其他车辆识别的车辆标识，方便团队或组织间相互识别。

附图说明

结合附图，对本发明做进一步的说明：

图1为本发明结构示意图；

其中，1为主控芯片；2为卫星定位模块；3为无线通信模块；4为声光报警模块；5为电子地图；6为求助按钮；7为CAN通信模块；8为CAN总线；9为制动信号；10为转向信号；11为紧急灯信号；12为关键系统的故障信号；13为雷达模块。

具体实施方式

本发明的设计构思是，解决现有技术中行驶车辆无法获知探测盲区，以及获取的数据只能供车辆内部的系统使用，无法和周围车辆或设备间共享数据等技术问题；为具有相同功能的周围车辆提供预警和参考，通过现代化的探测和网络传输手段获取相关数据，并通过高效能的计算芯片进行快速计算，得出合理的处置方案，或者向驾驶者提供报警；另外，通过在前车辆实地测出或获得的准确数据，将该组数据通过网络通信发出，使后续车辆得到预先提示，起到很好的预警功能。

本发明中所涉及到的各种模块及相关功能，均为现有技术中可以实现的单个模块和模块的功能。本发明重点保护的是将上述技术问题和功能集成考虑，将现有模块和根据现有模块的功能，进行有机的结合，相互之间发挥更大的效能，给出了本领域针对解决本发明技术问题的具体技术方案，推动了技术的进步，效果显著。

如图1所示，本发明所提供的技术方案为，一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，所述车际网络通信管理系统包括主控芯片1、车载网络通信模块、CAN通信模块7、雷达模块13、声光报警模块4，

所述车载网络通信模块包括卫星定位模块2和无线通信模块3，所述车际网络通信管理系统通过卫星定位模块2获取车辆的经纬坐标，所述主控芯片1分别与卫星定位模块2、无线通信模块3、声光报警模块4、雷达模块13、CAN通信模块7等连接，其中，

a、所述主控芯片1通过卫星定位模块2获取车辆的经纬坐标，

b、根据所述主控芯片1设定的程序对车辆经纬坐标的变化进行计算得到车辆的速度矢量，

c、根据车际网络通信管理系统在车辆上的安装位置和车辆的长度、宽度信息计算出车身顶点的经纬坐标；

所述车载网络通信模块通过所述无线通信模块3可以发出和接收信息，其中，

a、所述无线通信模块3将车辆的经纬坐标和车辆状态信息发送出去，

b、所述无线通信模块3可以接收到其他具有相同功能的车际网络通信管理系统的车辆发出的信息；

所述车载网络通信模块将根据所述卫星定位模块2和无线通信模块3所获得的信息对驾驶员进行报警提示或通过执行机构直接对车辆进行速度控制。

所述车际网络通信管理系统在通过卫星定位模块2获取到车辆经纬坐标后，通过对车辆经纬坐标的变化进行计算得到车辆的速度矢量，根据系统在车辆上的安装位置、车辆的长度和宽度计算出车身顶点的经纬坐标。

所述CAN通信模块7与车辆的CAN总线8连接，并通过CAN总线8获取车辆信号，所述车辆信号包括车辆的制动信号9、转向信号10、紧急灯信号11、车辆关键系统的故障信号12，所述车辆关键系统的故障信号12包括制动系统故障信号、转向系统故障信号、动力传动系统故障信号。

本发明所提供的技术方案内部具有CAN通信模块7和车辆CAN总线8连接，并通过车辆CAN总线8获取车辆的制动信号9、转向信号10、紧急灯信号11、车辆关键系统的故障信号12(如制动系统、转向系统、动力传动系统)。

所述车际网络通信管理系统还与车载电子地图5和求助按钮6连接，所述所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块3接收和发送所述车辆信号后，将获取的这些数据发送给计算模块，并将周围车辆的位置和车辆状态信息显示在所述电子地图5上。任意车辆间通过无线通信模块3通信时无需主控系统或基站，均可自由通信且无数量限制。

当所述车际网络通信管理系统无法和其他车辆进行通信时，可以通过所述雷达模块13测量本车与前后车辆的相对位置；并根据本车的经纬坐标和相对位置计算出周围车辆的经纬坐标显示在电子地图5上。

所述车际网络通信管理系统根据当前车辆和周围车辆的车身顶点的经纬坐标、速度矢量，并将这些信息发给计算模块，用于车辆的主动避障和辅助变道；所述车际网络通信管理系统通过计算周围车辆的相对位置变化，提醒驾驶员在行驶方向上可能会出现的危险因素，并在危险将要发生时，主动进行速度控制。

所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块3和道路交通管理系统进行相互通信。道路交通管理系统可根据获得的周围车辆的经纬坐标计算道路上的车流密度，进而优化交通信号，提高路口车辆的通行效率。

所述车际网络通信管理系统根据周围车辆的经纬坐标，计算车辆所处路段的车辆密度；并根据周围车辆的车速计算车辆是否处于拥堵状态，

当车辆处于拥堵状态时，所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块3向外发送拥堵信息数据；

所述车际网络通信管理系统发送的拥堵数据中包含拥堵的位置信息，当其他系统接收到来自同一路段的三个以上的车辆发送的拥堵信息后，确认此路段拥堵，计算与拥堵点的距离；

当与拥堵点的距离在设定的范围内时，所述车际网络通信管理系统对所接收的所有拥堵信息进行综合，转化为某条路段上的拥堵信息显示在电子地图5上并进行转发传递，形成由拥堵点向外辐射的接力链；

在信息向外传递的过程中若某一车辆接受到拥堵信息后，计算与拥堵点的距离超出设定的范围后将不向外传递拥堵信息。

所述车际网络通信管理系统具有向周围车辆发送求助信号的功能：

当车辆发生故障抛锚后，通过无线通信模块3向周围车辆发送求助信息，并通过周围车辆的中继作用向外传播，车辆在接收到的求助信息后向故障车辆救援。

所述无线通信模块3在发送数据时具有动态的车辆标识，标记在当前局域网络内的车辆发出的经纬度坐标、速度矢量、车身顶点的经纬坐标、制动信号9、转向信号10、紧急灯信号11和车辆关键系统的故障信号12，用于其他车辆上的系统识别数据的来源，所述车辆标识可由通信系统随机分配，或者由驾驶员自主设置。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统包括主控芯片(1)、车载网络通信模块、CAN通信模块(7)、雷达模块(13)、声光报警模块(4)，

所述车载网络通信模块包括卫星定位模块(2)和无线通信模块(3)，所述车际网络通信管理系统通过卫星定位模块(2)获取车辆的经纬坐标，所述主控芯片(1)分别与卫星定位模块(2)、无线通信模块(3)、声光报警模块(4)、雷达模块(13)、CAN通信模块(7)等连接，其中，

a、所述主控芯片(1)通过卫星定位模块(2)获取车辆的经纬坐标，

b、根据所述主控芯片(1)设定的程序对车辆经纬坐标的变化进行计算得到车辆的速度矢量，

c、根据车际网络通信管理系统在车辆上的安装位置和车辆的长度、宽度信息计算出车身顶点的经纬坐标；

所述车载网络通信模块通过所述无线通信模块(3)可以发出和接收信息，其中，

a、所述无线通信模块(3)将车辆的经纬坐标和车辆状态信息发送出去，

b、所述无线通信模块(3)可以接收到其他具有相同功能的车际网络通信管理系统的车辆发出的信息；

所述车载网络通信模块将根据所述卫星定位模块(2)和无线通信模块(3)所获得的信息对驾驶员进行报警提示或通过执行机构直接对车辆进行速度控制。

2.根据权利要求1所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统在通过卫星定位模块(2)获取到车辆经纬坐标后，通过对车辆经纬坐标的变化进行计算得到车辆的速度矢量，根据系统在车辆上的安装位置、车辆的长度和宽度计算出车身顶点的经纬坐标。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述CAN通信模块(7)与车辆的CAN总线(8)连接，并通过CAN总线(8)获取车辆信号，所述车辆信号包括车辆的制动信号(9)、转向信号(10)、紧急灯信号(11)、车辆关键系统的故障信号(12)，所述车辆关键系统的故障信号(12)包括制动系统故障信号、转向系统故障信号、动力传动系统故障信号。

4.根据权利要求3所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统还与车载电子地图(5)和求助按钮(6)连接，所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块(3)接收和发送所述车辆信号后，将获取的这些数据发送给计算模块，并将周围车辆的位置和车辆状态信息显示在所述电子地图(5)上。

5.根据权利要求4所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，当所述车际网络通信管理系统无法和其他车辆进行通信时，可以通过所述雷达模块(13)测量本车与前后车辆的相对位置；并根据本车的经纬坐标和相对位置计算出周围车辆的经纬坐标显示在电子地图(5)上。

6.根据权利要求5所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统根据当前车辆和周围车辆的车身顶点的经纬坐标、速度矢量，并将这些信息发给计算模块，用于车辆的主动避障和辅助变道；所述车际网络通信管理系统通过计算周围车辆的相对位置变化，提醒驾驶员在行驶方向上可能会出现的危险因素，并在危险将要发生时，主动进行速度控制。

7.根据权利要求6所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块(3)和道路交通管理系统进行相互通信。

8.根据权利要求7所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统根据周围车辆的经纬坐标，计算车辆所处路段的车辆密度；并根据周围车辆的车速计算车辆是否处于拥堵状态，

当车辆处于拥堵状态时，所述车际网络通信管理系统通过无线通信模块(3)向外发送拥堵信息数据；

所述车际网络通信管理系统发送的拥堵数据中包含拥堵的位置信息，当其他系统接收到来自同一路段的三个以上的车辆发送的拥堵信息后，确认此路段拥堵，计算与拥堵点的距离；

当与拥堵点的距离在设定的范围内时，所述车际网络通信管理系统对所接收的所有拥堵信息进行综合，转化为某条路段上的拥堵信息显示在电子地图(5)上并进行转发传递，形成由拥堵点向外辐射的接力链；

在信息向外传递的过程中若某一车辆接受到拥堵信息后，计算与拥堵点的距离超出设定的范围后将不向外传递拥堵信息。

9.根据权利要求8所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述车际网络通信管理系统具有向周围车辆发送求助信号的功能：

当车辆发生故障抛锚后，通过无线通信模块(3)向周围车辆发送求助信息，并通过周围车辆的中继作用向外传播，车辆在接收到的求助信息后向故障车辆救援。

10.根据权利要求9所述的一种应用于机动车的车际网络通信管理系统，其特征在于，所述无线通信模块(3)在发送数据时具有动态的车辆标识，标记在当前局域网络内的车辆发出的经纬度坐标、速度矢量、车身顶点的经纬坐标、制动信号(9)、转向信号(10)、紧急灯信号(11)和车辆关键系统的故障信号(12)，用于其他车辆上的系统识别数据的来源，所述车辆标识可由通信系统随机分配，或者由驾驶员自主设置。