CN104809915A - 基于超宽频无线定位技术的车距报警系统及报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于交通领域，提供了基于超宽频无线定位技术的车距报警系统及报警方法，车距报警系统包括贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；位于道路旁，互联且同步的至少三个基站，用于接收超宽频脉冲信号，上传接收到超宽频脉冲信号的时刻；车距报警服务器，用于根据预设的定位算法和各个基站上传的接收到超宽频脉冲信号的时刻，生成电子车牌的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出目标车辆以及附近车辆的行驶速度、车距，根据行驶速度以及车距，发出告警信息。在本发明中，基站、电子车牌之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，可减少交通事故的发生，降低交通事故发生率。

Description

基于超宽频无线定位技术的车距报警系统及报警方法

技术领域

本发明属于交通领域，尤其涉及基于超宽频无线定位技术的车距报警系统及报警方法。

背景技术

近几年来，社会经济飞速发展，城市车辆保有量持续迅猛增长，停车问题在各大中城市已很常见，并且有愈演愈烈的趋势。为了提高城市的交通安全，通过车距报警系统，提醒车辆与附近车辆的距离，以减少交通事故。

然而，现有的车距报警系统，无法对车辆进行高精度定位、定位稳定性不足，容易出现误报距离的情况，导致交通事故发生率高。其原因在于，现有的车距报警系统，一般采用以下三种定位方式，详述如下：

第一种定位方式，采用GPS定位方式，由于GPS定位是全球定位，会受到各种各样因素的影响，定位的精度较低，因此采用GPS定位方式的车距报警系统，无法对道路中的车辆进行高精度定位；

第二种定位方式，以图像识别车辆的定位方式，由于图像易受光线明暗干扰，图像的数据受道路的摄像头覆盖率的限制，因此在后台中往往难以识别出图像中的车辆，因此无法对道路中的车辆进行高精度定位；

第三种定位方式，以RFID、ZIGbee为代表的窄带无线通信定位方式，由于窄带无线通信本身受频段的限制，因此无法对道路中的车辆进行高精度定位，此外，窄带的信号易受天气或者其他信号干扰，因此容易影响车距报警系统定位的稳定性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于超宽频无线定位技术的车距报警服务器，旨在解决现有的车距报警系统，无法对车辆进行高精度定位、定位稳定性不足，容易出现误报距离的情况，导致交通事故发生率高。

本发明实施例是这样实现的，一种基于超宽频无线定位技术的车距报警系统，包括：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；

位于道路旁，互联且同步的至少三个基站，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站的车距报警服务器，用于根据预设的定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，根据多个所述电子车牌的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

本发明实施例的另一目的在于提供基于上述的车距报警系统的报警方法，包括：

所述电子车牌发送超宽频脉冲信号至所述基站；

所述基站接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述车距报警服务器；

所述车距报警服务器根据预设的定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，根据多个所述电子车牌的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

在本发明实施例中，提供了车距报警系统，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。解决了现有的车距报警系统，无法对车辆进行高精度定位、定位稳定性不足，容易出现误报距离的情况，导致交通事故发生率高的问题。有益效果在于两方面，详述如下：

一方面，由于基站与电子车牌之间，基站与基站之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，而超宽频无线通讯技术，由于采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易受干扰、安全系数高，与现有频谱其存，不会干扰现有的超宽频通信应用等特点，因此可以通过对动的电子车牌进行高精度定位，进而对道路内贴附电子车牌的车辆进行高精度定位，同时还可增强定位的稳定性。

另一方面，根据电子车牌的实时坐标以及预存的每个车辆站对应的车辆站坐标范围，定位所述车辆所在的车辆站，由于电子车牌的实时坐标的精度高，因此可以避免出现误报距离的情况，在车距报警系统正常使用的前提下，可减少交通事故的发生，降低交通事故发生率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于超宽频无线定位技术的车距报警系统的结构图；

图2是本发明实施例提供的车距报警系统的报警方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的定位目标车辆以及附近车辆的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的生成位置坐标的实现流程图；

图5是本发明实施例提供的测出行驶速度的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1是本发明实施例提供的基于超宽频无线定位技术的车距报警系统的结构图，详述如下：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌1；

位于道路旁，互联且同步的至少三个基站2，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站2的车距报警服务器3，用于根据定位算法和各个所述基站2上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，根据多个所述电子车牌1的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

其中，附近车辆为与所述车辆相近的车辆。

其中，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，有两种实现方式，具体为：

根据所述行驶速度、所述车距以及预设的时间阈值，判断所述车距是否过近，或者，根据所述行驶速度、所述车距以及预设的车距阈值，判断所述车距是否过近。

其中，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，有两种实现方式，详述如下：

第一种实现方式：

根据所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，生成行驶相对速度；

根据所述行驶相对速度以及所述车距，生成消除车距的时间，判断所述消除车距的时间是否小于预设的时间阈值；

当所述消除车距的时间小于预设的时间阈值，表示所述车距过近；

当所述消除车距的时间不小于预设的时间阈值，表示所述车距没有过近。

第二种实现方式：当所述车距小于预设的车距阈值，表示所述车距过近；

当所述车距不小于预设的车距阈值，表示所述车距没有过近。

其中，在所述至少三个基站2中，基站2与基站之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

其中，所述基站2和车距报警服务器之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

其中，所述电子车牌1贴附在车辆的挡风玻璃上，通过超宽频天线，无方向地发送超宽频脉冲信号。

其中，所述车距报警服务器3还用于存储所述电子车牌1和所述车辆的对应关系。

需说明的是，所述车辆的位置坐标包括二维坐标和三维坐标。

当采用三个基站时，可算出二维坐标，当采用四个以上的基站时，可算出三维坐标。

需说明的是，连于所述基站2的车距报警服务器3，可以将执行的方法分开两部分，由两个服务器来实现，详述如下：

一定位服务器，用于根据预设的定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标。

一告警服务器，根据多个所述电子车牌1的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

在本发明实施例中，基站2与电子车牌1之间，基站2与基站之间的信号传递采用超宽频无线定位技术，具有低功耗、超宽频的特点，借助这种传送技术可以对移动的电子车牌1进行高精度定位。

实施例二

本实施例主要描述了车距报警服务器与基站之间的连接关系，详述如下：

车距报警服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述车距报警服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

通过至少三个基站中的一个基站发送同步脉冲给其它基站，即可完成基站与基站之间的同步。

其中，车距报警服务器与基站之间，存在两种连接方式，详述如下：

第一种连接方式：

所述车距报警服务器3直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

需说明的是，所述车距报警服务器3直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，表示所述车距报警服务器3与基站之间的连接链路是直连链路，中间没有数据交换设备。

需说明的是，所述车距报警服务器3直连基站的数量，可以为一个，也可以为多个。

当所述车距报警服务器3连接基站的数量为一个时，与所述车距报警服务器3相连接的基站可理解为主基站，剩下的基站为辅基站，主基站与辅基站之间级联。主基站汇总并上传其它辅基站接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

当所述车距报警服务器3直连基站的数量为多个时，车距报警服务器3汇总并统计所述三个基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

第二种连接方式：

所述车距报警服务器3通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

其中，所述数据交换设备为进行电子数据交换的设备，包括路由器、交换机、光端机、光纤收发器中的至少一种。

需说明的是，所述车距报警服务器3通过数据交换设备连接基站的数量，可以为一个，也可以为多个。

当所述车距报警服务器3通过数据交换设备连接基站的数量为一个时，与所述车距报警服务器3相连接的基站可理解为主基站，剩下的基站为辅基站，主基站与辅基站之间级联。主基站汇总并上传其它辅基站接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

当所述车距报警服务器3通过数据交换设备连接基站的数量为多个时，车距报警服务器3汇总并统计所述三个基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻。

需说明的是，车距报警服务器3通过数据交换设备连接至少三个基站中的一个基站或者多个基站时，基站和车距报警服务器3之间的组网架构，包括以下架构中的任意一种，详述如下：

一、基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接路由器的数据分发端口，路由器的数据分发端口通过网线连接车距报警服务器3；

二、基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接交换机的数据分发端口，交换机的数据分发端口通过网线连接车距报警服务器3；

三、基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光端机的输入端，光端机的输出端通过网线连接车距报警服务器3；

四、基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光纤收发器的输入端，光纤收发器的输出端，通过网线连接车距报警服务器3。

实施例三

图2是本发明实施例提供的车距报警系统的报警方法的实现流程图，所述报警方法包括：

S201，所述电子车牌1发送超宽频脉冲信号至所述基站2；

S202，所述基站2接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述车距报警服务器3；

S203，所述车距报警服务器根据预设的定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌1的实时坐标，根据多个所述电子车牌1的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

其中，所述定位算法包括到达时间(Time of Arrival，TOA)算法和到达时间差(Time Difference of Arrival，TOA)算法中的至少一种。

其中，所述根据所述电子车牌1的实时坐标以及预存的每个车辆站对应的车辆站坐标范围，定位所述车辆所在的车辆站，播报所述车辆站，具体为：

根据所述电子车牌1的实时坐标以及预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，生成所述车辆的位置坐标；

根据所述车辆的位置坐标以及预存的每个车辆站对应的车辆站坐标范围，定位所述车辆所在的车辆站，播报所述车辆站。

其中，所述车距报警服务器3还用于存储所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数。

其中，调用预存的所述电子车牌1在所述车辆上的贴附位置和所述车辆的模型参数，生成所述贴附位置和所述模型参数的相对距离，根据相对距离以及所述电子车牌1的实时坐标，生成所述车辆的位置坐标。

在本发明实施例中，基站2与电子车牌1之间，基站与基站之间的信号传递采用超宽频无线通讯技术，而超宽频无线通讯技术，由于采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易受干扰、安全系数高，与现有频谱其存，不会干扰现有的超宽频通信应用等特点，因此可以通过对移动的电子车牌1进行高精度定位，进而对道路内贴附电子车牌1的车辆进行高精度定位，同时还可增强定位的稳定性。

实施例四

图3是本发明实施例提供的定位目标车辆以及附近车辆的实现流程图，详述如下：

S301，获取设定的目标电子车牌；

S302，在多个所述电子车牌1的实时坐标中，提取所述目标电子车牌的实时坐标，定位目标车辆；

S303，根据其它电子车牌1的实时坐标定位附近车辆，所述其它电子车牌1为多个所述电子车牌1中除所述目标电子车牌以外的电子车牌1。

在本发明实施例中，定位目标车辆以及附近车辆，后续可以减少坐标的计算量，增强了基于超宽频无线定位技术的车距报警系统的智能化程度。

实施例五

图4是本发明实施例提供的生成位置坐标的实现流程图，详述如下：

S401，在多个所述电子车牌1的实时坐标中，提取设定的目标电子车牌的实时坐标，并调用预存的目标电子车牌在所述目标车辆上的贴附位置和所述目标车辆的模型参数，得到所述目标车辆的位置坐标；

S402，在多个所述电子车牌1的实时坐标中，提取其它电子车牌1的实时坐标，并调用预存的其它电子车牌1在所述其它车辆上的贴附位置和所述其它车辆的模型参数，得到所述其它车辆的位置坐标，所述其它电子车牌1为多个所述电子车牌1中除目标电子车牌以外的电子车牌1。

在本发明实施例中，由于引入了模型参数，因此可以生成各种类型车辆的的位置坐标，在后续的车距计算的过程中，不受车辆的大小形状的影响，从而提高了后续的车距计算的准确度。

实施例六

图5是本发明实施例提供的测出行驶速度的实现流程图，详述如下：

S501，在预设时间内，根据所述目标车辆的实时坐标的变化值，测量所述目标车辆通过的距离，得到所述目标车辆的行驶速度；

S502，在预设时间内，根据每个所述附近车辆的实时坐标的变化值，测量所述附近车辆通过的距离，得到所述附近车辆的行驶速度。

其中，预设时间可以为用户自设，也可以系统默认。

优选地，预设时间为1s。

在本发明实施例中，测出行驶速度，后续可以根据行驶速度判断车辆何时会消除车距，增强了基于超宽频无线定位技术的车距报警系统的智能化程度。

实施例七

本实施例描述了发送告警信息的实施流程，详述如下：

当所述车辆的前后车距过近时，向车载终端发送告警信息，所述车载终端包括目标车辆的车载终端、所述附近车辆的车载终端中的至少一种。

在本发明实施例中，向车载终端发送告警信息，以使车载终端播放或者显示告警信息，提醒车主，减少交通事故。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现。所述的程序可以存储于可读取存储介质中，所述的存储介质，如随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦写可编程存储器、寄存器等。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于超宽频无线定位技术的车距报警系统，其特征在于，包括：

贴附在车辆上，发送超宽频脉冲信号的电子车牌；

位于道路旁，互联且同步的至少三个基站，用于接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻；

连于所述基站的车距报警服务器，用于根据预设的定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，根据多个所述电子车牌的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

2.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的车距报警系统，其特征在于，在所述至少三个基站中，基站与基站之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

3.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的车距报警系统，其特征在于，所述基站和车距报警服务器之间，采用有线的网络模式或者无线的网络模式互联，所述有线的网络模式包括光纤网络、双绞线组成的以太网、同轴电缆组成的以太网中的至少一种，所述无线的网络模式包括WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中的至少一种。

4.如权利要求1所述的基于超宽频无线定位技术的车距报警系统，其特征在于，所述车距报警服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述车距报警服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。

5.一种基于权利要求1所述的车距报警系统的报警方法，其特征在于，所述报警方法包括：

所述电子车牌发送超宽频脉冲信号至所述基站；

所述基站接收所述超宽频脉冲信号，上传接收到所述超宽频脉冲信号的时刻至所述车距报警服务器；

所述车距报警服务器根据预设的定位算法和各个所述基站上传的接收到所述超宽频脉冲信号的时刻，生成所述电子车牌的实时坐标，根据多个所述电子车牌的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，根据所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，测出所述目标车辆与附近车辆的车距，根据所述行驶速度以及所述车距，判断所述车距是否过近，当所述车距过近时，发出告警信息。

6.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于，所述定位算法包括到达时间TOA算法和到达时间差TDOA算法中的至少一种。

7.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于，所述根据多个所述电子车牌的实时坐标，定位目标车辆以及附近车辆，具体为：

获取设定的目标电子车牌；

在多个所述电子车牌的实时坐标中，提取所述目标电子车牌的实时坐标，定位目标车辆；

根据其它电子车牌的实时坐标定位附近车辆，所述其它电子车牌为多个所述电子车牌中除所述目标电子车牌以外的电子车牌。

8.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于，所述生成所述目标车辆以及附近车辆的位置坐标，具体为：

在多个所述电子车牌的实时坐标中，提取设定的目标电子车牌的实时坐标，并调用预存的目标电子车牌在所述目标车辆上的贴附位置和所述目标车辆的模型参数，得到所述目标车辆的位置坐标；

在多个所述电子车牌的实时坐标中，提取其它电子车牌的实时坐标，并调用预存的其它电子车牌在所述其它车辆上的贴附位置和所述其它车辆的模型参数，得到所述其它车辆的位置坐标，所述其它电子车牌为多个所述电子车牌中除目标电子车牌以外的电子车牌。

9.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于，所述测出所述目标车辆以及附近车辆的行驶速度，具体为：

在预设时间内，根据所述目标车辆的实时坐标的变化值，测量所述目标车辆通过的距离，得到所述目标车辆的行驶速度；

在预设时间内，根据每个所述附近车辆的实时坐标的变化值，测量所述附近车辆通过的距离，得到所述附近车辆的行驶速度。

10.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于，所述当所述车辆的前后车距过近时，发出告警信息，具体为：

当所述车辆的前后车距过近时，向车载终端发送告警信息，所述车载终端包括目标车辆的车载终端、所述附近车辆的车载终端中的至少一种。