CN103091689B - 机动车导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机动车导航系统，包括GPS导航卫星网络、实景摄像卫星、GPS车载通信器、车载屏幕、车载标识部件；所述通信器向所述网络发送信号，使网络确定通信器的位置区域，并将该位置区域信息反馈回通信器；通信器还向实景摄像卫星发送特征信号及位置区域信息，该特征信号包括车载标识部件的标识信息；所述卫星对服务区域进行实时摄像，并以所述位置区域信息为索引，在摄取的服务区画面中找到包含标识信息中的标识的图元，再将以该图元为中心的一块子画面发送给所述通信器，再由所述通信器转交给车载屏幕。该系统可以将机动车四周的真实路况完整地展示在车内屏幕上，从而使驾驶员只需观看屏幕，即可确保交通安全。
Description
技术领域
本发明涉及电子通信领域，特别地，是涉及一种采用卫星进行通信的导航系统。
背景技术
在机动车行驶过程中，驾驶员需要同时观察左后视镜、右后视镜、中央后视镜，即便如此，前档玻璃两侧还具有一定范围的视野盲区，在复杂路况下，驾驶员不仅需要用心于三个后视镜，还需要调整自己的姿势，已观察到视野盲区，留心于车头周围的行人，这不但使得驾驶员在驾驶过程中十分疲劳，并且使得安全性受到很大的限制。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机动车导航系统，该系统可以将机动车四周的真实路况完整无遗地展示在车内显示屏上，从而使驾驶员只需观看屏幕，即可确保交通安全，大大降低了驾驶员的疲惫。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统包括GPS导航卫星网络、实景摄像卫星、GPS车载通信器、车载屏幕、车载标识部件；所述GPS车载通信器向所述GPS导航卫星网络发送反馈信号，GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信 器所在位置区域，并将该位置区域信息反馈回所述GPS车载通信器；所述GPS车载通信器还向所述实景摄像卫星发送特征信号及所述位置区域信息，该特征信号包括所述车载标识部件的标识信息；所述实景摄像卫星对服务区域进行实时摄像，并通过图像分析模块以所述位置区域信息为索引，在摄取的服务区画面中找到包含所述标识信息中的标识的图元，再将以该图元为中心的一块子画面发送给所述GPS车载通信器，再由所述GPS车载通信器转交给所述车载屏幕。
作为优选，所述GPS导航卫星网络包括至少3颗通信卫星。
作为优选，所述车载标识部件设置于车顶，且标识由M*N的矩阵色块构成，各色块的面积不小于100cm2，各色块的颜色搭配可以构成10亿种以上的不同组合。
作为优选，在所述GPS导航卫星网络和GPS车载通信器通信过程中，所述GPS车载通信器向所述GPS导航卫星网络发送反馈信号，GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信所在位置区域，该过程连续重复5次以上，然后取多次确定的GPS车载通信器所在位置区域的平均坐标，反馈回所述GPS车载通信器，再由GPS车载通信器发送给所述实景摄像卫星，从而减小GPS导航卫星网络的定位误差，减小实景摄像卫星上的图像分析模块的工作量。
作为优选，所述实景摄像卫星的分辨率不小于1013像素。
本发明的有益效果在于：当本系统启动后，首先由基于传统技术的GPS导航卫星网络和GPS车载通信器实现对机动车的初步定位，然后将初步位置信息交给所述实景摄像卫星；而所述实时摄像卫星则对一个广大的区域进行实时摄像，当其获得某个GPS车载通信器传送来的机动车的初步定位信息后，便在实时摄取的画面中确定一个子区域，在该子区域中寻找包括机动车标识信息的图元，如此，大大减小了实时摄像卫星的图像处理工作量；实时摄像卫星将以包含机动车标识信息的图元为中心的子画面实时传送给车载屏幕后，即可将机动车四周的真实路况完整无遗地展示在车内显示屏上，从而使驾驶员只需观看屏幕，即可确保交通安全，大大降低了驾驶员的疲惫。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施进一步说明：
该系统包括GPS导航卫星网络、实景摄像卫星、GPS车载通信器、车载屏幕、车载标识部件；所述GPS车载通信器向所述GPS导航卫星网络发送反馈信号，GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信器所在位置区域，具体是，根据反馈信号到达各通信卫星的时间，计算出GPS车载通信器到达各卫星的距离，从而推算出GPS车载通信器所在位置区域，亦即目标机动车所在位置区域；需要指出的是，之所以GPS导航卫星网络只能确定机动车所在位置区域，而不能得到精确位置，是由于卫星导航不可避免地会产生误差，该误差主要是由于气候等因素引发，它必然会使得电磁波在大气层中发生一系列折射问题，一般地，卫星导航的误差范围在10m数量级。
GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信所在位置区域后，将该位置区域信息反馈回所述GPS车载通信器；然后，所述GPS车载通信器向所述实景摄像卫星发送特征信号及所述位置区域信息，该特征信号包括所述车载标识部件的标识信息；所述实景摄像卫星对服务区域进行实时摄像，并通过图像分析模块以所述位置区域信息为索引，在摄取的服务区画面中找到包含所述标识信息中的标识的图元，再将以该图元为中心的一块子画面发送给所述GPS车载通信器，再由所述GPS车载通信器转交给所述车载屏幕。
所述GPS导航卫星网络包括至少3颗通信卫星，一般情况下，该卫星网络可直接采用目前的导航卫星系统，一个GPS导航仪通常可以搜到10颗左右的卫星。
所述车载标识部件设置于车顶，且标识由M*N的矩阵色块构成，各色块的面积不小于100cm2，各色块的颜色搭配可以构成10亿种以上的不同组合；为了满足需求，假设各色块可从红、橙、黄、绿、蓝、锭、紫七种颜色中任意选择，而采用6*6的矩阵色块，则该矩阵可以组合出736种不同的样式，远远大于10亿，如此，完全可以保障服务区内的每一辆车具有不同的标识信息。
并且，不妨假设各色块为正方形块，面积为100cm-2，则边长为10-1m，而一颗所述实景摄像卫星服务于一个省的区域，亦即，该卫星对一个省的区域进行实时摄像，摄取的影像中，每一帧画面函括了整个省；不妨假设为江苏省，其面积约为10万平方公里，换算成平方米为10-11m2，以正方形作近似，则边长为105.5m，要在边长为105.5m的正方形内，观测到边长为10-1m的色块，则分辨率至少需要达到106.5*106.5=1013像素，以目前的手机CCD（图像传感器）为例，面积约为0.25cm2，分辨率为1000万像素，即107像素，则采用106块手机CCD阵列即可，其总面积约为250000 cm22,即25m2，即一个5m*5m的CCD块，当然，民用手机的CCD集成精度十分有限，在军用领域，CCD的尺寸还将进一步缩小。
另外，在所述GPS导航卫星网络和GPS车载通信器通信过程中，所述GPS车载通信器向所述GPS导航卫星网络发送反馈信号，GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信所在位置区域，该过程连续重复5次以上，且该过程在0.1s内完成，然后取多次确定的GPS车载通信器所在位置区域的平均坐标，反馈回所述GPS车载通信器，再由GPS车载通信器发送给所述实景摄像卫星，从而减小GPS导航卫星网络的定位误差，减小实景摄像卫星上的图像分析模块的工作量。
当本系统启动后，首先由基于传统技术的GPS导航卫星网络和GPS车载通信器实现对机动车的初步定位，然后将初步位置信息交给所述实景摄像卫星；而所述实时摄像卫星则对一个广大的服务区（如一个省）进行实时摄像，当其获得某个GPS车载通信器传送来的机动车的初步定位信息后，便在实时摄取的画面中确定一个子区域，该子区域的面积按照目前的GPS定位系统的精度决定，一般可取3000m2，在该子区域中寻找包括机动车标识信息的图元，如，所述矩阵色块的一种组合，如此，大大减小了实时摄像卫星的图像处理工作量；实时摄像卫星将以包含机动车标识信息的图元为中心的子画面实时传送给车载屏幕后，即可将机动车四周的真实路况完整无遗地展示在车内显示屏上，从而使驾驶员只需观看屏幕，即可确保交通安全，大大降低了驾驶员的疲惫。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种机动车导航系统，该系统包括GPS导航卫星网络、GPS车载通信器、车载屏幕；所述GPS车载通信器向所述GPS导航卫星网络发送反馈信号，GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信器所在位置区域，并将该位置区域信息反馈回所述GPS车载通信器；其特征在于：该导航系统还包括实景摄像卫星、车载标识部件；所述GPS车载通信器还向所述实景摄像卫星发送特征信号及所述位置区域信息，该特征信号包括所述车载标识部件的标识信息；所述实景摄像卫星对服务区域进行实时摄像，并通过图像分析模块以所述位置区域信息为索引，在摄取的服务区画面中找到包含所述标识信息的图元，再将以该图元为中心的一块子画面发送给所述GPS车载通信器，再由所述GPS车载通信器转交给所述车载屏幕；
所述GPS导航卫星网络包括至少3颗通信卫星；
所述车载标识部件设置于车顶，且标识由6*6的矩阵色块构成，各色块的面积不小于100cm2，各色块从红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色中任意选择，各色块的颜色搭配可以构成736种不同组合；
所述实景摄像卫星的分辨率不小于1013像素；
在所述GPS导航卫星网络和GPS车载通信器通信过程中，所述GPS车载通信器向所述GPS导航卫星网络发送反馈信号，GPS导航卫星网络根据反馈信号确定GPS车载通信器所在位置区域，该过程连续重复5次以上，然后取多次确定的GPS车载通信器所在位置区域的平均坐标，反馈回所述GPS车载通信器，再由GPS车载通信器发送给所述实景摄像卫星。
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