CN103163539A

CN103163539A - 车载测距系统

Info

Publication number: CN103163539A
Application number: CN2011104132985A
Authority: CN
Inventors: 司昊杰
Original assignee: SHANGHAI TD TELECOM TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI TD TELECOM TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明公开了一种车载测距系统及车辆测距方法，包括运算模块、算法调用模块、卫星导航模块和射频通信模块。其中，算法调用模块中设定测距算法。卫星导航模块定位车辆的经纬度信息，并且将经纬度信息传输至运算模块。运算模块调用算法调用模块中的算法，将经纬度信息编码，得到第一编码信息，并且将第一编码信息传输至射频通信模块。射频通信模块包括第一通道和第二通道，第一通道发送第一编码信息，第二通道接收周围车辆发送的第二编码信息，并且将第二编码信息传输至运算模块。运算模块比较第一编码信息和第二编码信息，并且当第一编码信息和第二编码信息的差值小于预定值时，运算模块发出报警信号。

Description

车载测距系统

技术领域

本发明涉及一种测距系统，更具体地说，涉及一种车载的测距警报系统。

背景技术

近年来，随着高速公路的发展，汽车行驶速度提高，恶性交通事故频发。因此，研究能够随时获取道路和车辆信息，并及时提醒汽车驾驶员采取措施避免危险的车距监测预警系统就成为解决公路交通安全问题的重要手段。

射频识别(RFID)现在已经发展成为21世纪最重要手段之一，其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电感或电磁耦合)或反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

卫星导航技术以及全球卫星定位系统GPS)现已全球性民用。由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，应用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解决光测点的位置(X、Y、Z)，实现对对象位置的确定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：利用射频识别技术和GPS系统来实现车距测量及报警。

为解决上述技术问题，本发明公开一种车载测距系统，包括运算模块、算法调用模块、卫星导航模块和射频通信模块。其中，算法调用模块中设定测距算法。卫星导航模块定位车辆的经纬度信息，并且将经纬度信息传输至运算模块。运算模块调用算法调用模块中的算法，将经纬度信息编码，得到第一编码信息，并且将第一编码信息传输至射频通信模块。射频通信模块包括第一通道和第二通道，第一通道发送第一编码信息，第二通道接收周围车辆发送的第二编码信息，并且将第二编码信息传输至运算模块。运算模块比较第一编码信息和第二编码信息，并且当第一编码信息和第二编码信息的差值小于预定值时，运算模块发出报警信号。

本发明还公开一种车辆测距方法，包括设定测距算法，定位车辆的经纬度信息。调用测距算法，并且将经纬度信息编码，得到第一编码信息；发送第一编码信息，并且接收周围车辆发送的第二编码信息；比较第一编码信息和第二编码信息，并且当第一编码信息和第二编码信息的差值小于预定值时，发出报警信号。

本发明具有以下优点：

本发明车载测距系统的算法调用模块可以预先设定多种测距算法，供其他模块快速调用，并且可以适用于不同的行车环境。利用卫星导航模块，可以实时获得本车的位置和附近其他车辆的位置的定位信息。通过运算模块，可以实时计算出本车与邻近车辆之间的距离。利用报警模块和显示模块，在本车和邻近车辆的车距接近时，发出声光警报来避免车祸的发生。

附图说明

图1是本发明车载测距系统的结构框架图。

图2是图1中运算模块、显示模块和报警模块的连接示意图。

图3是本发明车载测距系统的使用流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明的车载测距系统包括卫星导航模块101、射频通信模块102、运算模块103、显示模块104和报警模块105、稳压电源106和算法调用模块107。作为本发明的一个优选实施例，这里卫星导航模块101采用OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容导航芯片模块，射频通信模块102采用nRF2401无线射频通信模块，运算模块103使用MSP430F149型16位单片机，显示模块104采用LED液晶显示屏，报警模块105采用声光报警模块，稳压电源106采用LM1575芯片将车载12V电源转换为5V电源。

作为本发明的一个优选实施方式，算法调用模块107也可以集成于运算模块103中。

本发明车载测距系统工作时，各模块之间的工作关系为：

首先，算法调用模块107中预先设定多种测距算法，以适应不同的行车环境。通过卫星导航模块101获取本车的精确经纬度信息，然后对信息进行编码。编码信息主要包括本车识别序列号、经纬度信息和车速。

完成信息编码后，射频通信模块102的第一通道将编码信息发送，射频通信模块102的接收地址应设置为统一的公用地址，作为本发明的一个优选实施方式，这里规定为5位十六进制地址：0xAAAAA。同时，射频通信模块102的第二通道接收周围车辆发送的信息，将接收到的信息发送给运算模块103进行处理。

在上述射频通信模块102接收周围车辆的信息过程中，当同时接收多个信息而出现通信碰撞时，采用射频识别(RFID)防碰撞算法进行处理。

运算模块103不断接收来自射频通信模块102的车辆识别序列号、经纬度信息和车速，并按照车辆序列号对这些信息进行数据结构队列排序处理。

在运算模块103中，通过汽车测距测速算法和汽车行驶方向判定算法实时获取周围每辆车的行驶方向和车距。将周围车辆车距车速与不同车速对应的安全车距进行对照，当汽车车距小于安全距离时，运算模块103像显示模块104和报警模块105发出报警信号。

显示模块104和报警模块105收到运算模块103的报警信号后，显示模块104将车距信息显示在显示屏上，并且报警模块105发出声音和闪光向驾驶员进行报警。

作为本发明的一个优选实施例，图2所示为由运算模块103、显示模块104和报警模块105组成的报警系统。

如图2所示，运算模块103分别与显示模块104和报警模块105相连接，其中虚线框所示为报警模块105的具体电路图，包括电阻1051，PNP型三极管1052和蜂鸣器1053，这里电阻1051的阻值可以是1KΩ，PNP型三极管作为开关电路。

当运算模块103发出报警信号时，显示模块104发出闪光，蜂鸣器1053鸣响，以此向驾驶员进行报警。

作为本发明的另一个优选实施例，运算模块103的工作方式为：

首先进行系统自检和初始化设置，并通过显示模块104显示“欢迎使用”界面。

然后，运算模块103接收卫星导航模块101收到的经纬度信息，并且将该经纬度信息传输至射频通信模块102，通过控制射频通信模块102的第一通道发送。同时，射频通信模块102的第二通道接收的周围车辆的经纬度信息，运算模块103还接收该周围车辆的经纬度信息并进行处理。

在获得了本车的经纬度信息和周围车辆的经纬度信息后，运算模块103调用算法调用模块107中的测距测速模型，计算出两车之间的距离，并将两车车距与安全距离进行比较，如果车距小于安全距离，判断车辆的相对行驶方向及前后方位，若为同向且小于安全距离，则运算模块103向显示模块104和报警模块105发出报警信号。

对应上述各模块之间的工作关系，本发明的车辆测距方法可以概括为：

步骤301：预先设定测距算法

步骤302：系统启动

步骤303：显示“欢迎使用”

步骤304：读取时间和日期

步骤305：显示时间和日期

步骤306：接收卫星导航信号

步骤307：实时定位车辆经纬度

步骤308：收发经纬度信号

步骤309：计算车距S

步骤310：车距S是否小于安全距离？若是，转步骤311；若否，转步骤306

步骤311：声光报警，转步骤310

在上述步骤310中，运算模块103通过调用算法调用模块107中的算法来计算车距S。作为本发明的一个优选实施例，算法调用模块107中设定两种算法：汽车测距测速算法和汽车行驶方向判定算法。具体计算方法如下：

1.汽车测距测速算法

射频通信模块102接收到的信息主要是经纬度信息，运算模块103通过对这些信息和本车的实时经纬度信息进行动态处理，可获得每一时刻的最新车距信息。

首先对经纬度信息进行格式定义。定义纬度信息北纬为“正(+)”，南纬为“负(-)”；经度信息东经为“正(+)”，西经为“负(-)”。地球的周长大约40008km。则平均纬度1度大约等于111km。本系统采集到的经纬度信息精度为0.0001，则每万分之一单位代表距离近似等于11.1m，可满足系统精度需求。于是，可得一般测距模型：

S = \sqrt{{[(E_{2} - E_{1}) a]}^{2} {] [(W_{2} - W_{1}) a]}^{2}}

其中，E1和E2分别表示本车和其他车辆的经度信息，W1和W2分别表示本车和其他车辆的纬度信息，a表示经纬度1°代表长度，约1.11×105m。对于特殊情况，例如在东经180°与西经180°分界区域，需在运算前进行经度换算处理。本车车速的计算，可应用上述测距模型对本车测得的两次经纬度计算得出卫星导航模块101的经纬度扫描周期T内车辆移动距离，从而得出车速V。

2.汽车行驶方向判定算法

在实际情况中，周围汽车行驶方向与本车主要有同向和相向两种情况。此两种情况的经纬度变化方向完全相反。则设某车多个时刻的经纬度信息矩阵分别为[A1，B1]，[A2，B2]…[An，Bn]，通过判断[An，Bn]的正负，及与[An-1，Bn-1]的值进行比较，可判断其大致的行驶方向。用矩阵表示汽车行驶方向，其中E、W、S、N分别表示东、南、西、北方向。设汽车驶向的方向为1，若其他汽车与本车行驶方向相同，将代指两车行驶方向的矩阵相减，即可得到冷矩阵。通过对冷矩阵进行判别，可粗略获知周围汽车与本车的相对行驶方向，还可得知周围汽车在本车前后的方位。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种车载测距系统，其特征是，包括：

运算模块、算法调用模块、卫星导航模块和射频通信模块；

所述算法调用模块中设定测距算法；

所述卫星导航模块设置为定位车辆的经纬度信息，并且将所述经纬度信息传输至所述运算模块；

所述运算模块设置为调用所述算法调用模块中的算法，将所述经纬度信息编码，得到第一编码信息，并且将所述第一编码信息传输至所述射频通信模块；

所述射频通信模块包括第一通道和第二通道，所述第一通道发送所述第一编码信息，所述第二通道接收周围车辆发送的第二编码信息，并且将所述第二编码信息传输至所述运算模块；

所述运算模块比较所述第一编码信息和所述第二编码信息，并且当所述第一编码信息和所述第二编码信息的差值小于预定值时，所述运算模块发出报警信号。

2.如权利要求1所述的车载测距系统，其特征是：

所述运算模块包括单片机、嵌入式系统或车载电脑。

3.如权利要求1所述的车载测距系统，其特征是，包括：

报警模块，接收所述运算模块发出的报警信号，并且相应地发出声音或光线。

4.如权利要求1所述的车载测距系统，其特征是，包括：

显示模块，显示所述运算模块的状态及处理结果。

5.如权利要求1所述的车载测距系统，其特征是：

所述算法调用模块包括汽车测距测速算法和汽车行驶方向判定算法。

6.一种车载测距系统，其特征是，包括：

运算模块、卫星导航模块、射频通信模块；

所述运算模块设置为将所述经纬度信息编码，得到第一编码信息，并且将所述第一编码信息传输至所述射频通信模块；

7.如权利要求6所述的车载测距系统，其特征是，包括：

8.如权利要求6所述的车载测距系统，其特征是，包括：

显示模块，显示所述运算模块的状态及处理结果。

9.如权利要求6所述的车载测距系统，其特征是：

所述运算模块包括单片机、嵌入式系统或车载电脑。

10.一种车辆测距方法，其特征是，包括：

设定测距算法；

定位车辆的经纬度信息；

调用所述测距算法，并且将所述经纬度信息编码，得到第一编码信息；

发送所述第一编码信息，并且接收周围车辆发送的第二编码信息；

比较所述第一编码信息和所述第二编码信息，并且当所述第一编码信息和所述第二编码信息的差值小于预定值时，发出报警信号。

11.如权利要求10所述的车辆测距方法，其特征是：

所述报警信号触发声音或光线警报。

12.如权利要求10所述的车辆测距方法，其特征是：

显示所述第一编码信息和所述第二编码信息的比较结果。

13.如权利要求10所述的车辆测距方法，其特征是：

所述测距算法包括汽车测距测速算法和汽车行驶方向判定算法。