CN105676244A - 一种便携式导航系统、工作方法及车辆 - Google Patents

一种便携式导航系统、工作方法及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种便携式导航系统、工作方法及车辆，本导航系统包括：手持显示单元，其适于可分离式的安装在汽车中控位；所述汽车中控位内设有供电接口，当手持显示单元安装在汽车中控位后，该手持显示单元的充电电池接口与供电接口相连接；以及所述导航系统的导航单元位于汽车中控台内，且导航单元通过内置的无线模块与手持显示单元相连；本发明的导航系统采用手持显示单元与导航单元分离的方式，用户可以通过手持方便查看导航路径，尤其适合位于副驾驶位置的乘客协助驾驶员进行导航。

Description

一种便携式导航系统、工作方法及车辆
技术领域
本发明涉及导航领域，具体涉及一种便携式导航系统、工作方法及安装该导航系统的车辆。
背景技术
很多轿车均配置车载导航终端，以提供的位置、速度及时间等信息，并配合高精度的导航电子地图，为用户提供导航服务，帮助用户准确、实时的在电子地图上规划行车路线，同时引导用户按规划的路线到达目的地的设备。
但是传统的车载导航终端镶嵌于车辆中控位无法取出，所以操作起来十分不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式导航系统及其工作方法，其采用分体式的结构，可以将手持显示单元从汽车中控位取出，方便手持操作。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种导航系统，包括：手持显示单元，其适于可分离式的安装在汽车中控位；所述导航系统的导航单元位于汽车中控台内，且导航单元通过内置的无线模块与手持显示单元相连。
进一步，为了根据车型对导航路径重新规划，以获得适合本车型的规划导航路径，所述导航单元，包括：处理器模块，与该处理器模块相连的GPS模块、数据存储模块；所述数据存储模块存储有地图数据、车型转弯半径数据；所述处理器模块适于根据车辆当前地点和输入的目标地点，以及结合当前车辆的转弯半径数据规划导航路径。
进一步，所述处理器模块适于预先计算出车辆当前地点和输入的目标地点之间的若干条初步规划导航路径；并在各初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径。
进一步，从车型转弯半径数据中获取本车型所对应的最小转弯半径r；所述处理器适于将最小转弯半径r与各弯道路段的弯道半径R相比较，筛选出弯道半径R大于等于最小转弯半径r的弯道路段，并根据各筛选后的弯道路段及车辆当前地点和输入的目标地点重新规划导航路径。
进一步，所述处理器模块还适于将获得的弯道路段的实时路况进行分级，即分为畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，且将四种级别作为相应的权重对弯道半径R进行修正；即R1=R*(1-kx)；式中，R1为修正后的弯道半径，k为权重系数，以分别表示畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，x为弯道修正系数，取0<x<1。
进一步，所述处理器模块还与车后轮转向系统相连；当车辆在进入弯道后，处理器模块根据从地图上获得的该弯道路段及结合当前车速，在前轮转向的基础上，自动调整后轮的转向角度，即车辆在转向时，实现后轮前束。
又一方面，为了解决上述同样的技术问题，本发明还提供了一种导航系统的工作方法。
所述工作方法包括：所述处理器模块适于根据车辆当前地点和输入的目标地点，以及结合当前车辆的转弯半径数据规划导航路径。。
进一步，所述处理器模块适于预先计算出车辆当前地点和输入的目标地点之间的若干条初步规划导航路径；并在各初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径；从车型转弯半径数据中获取本车型所对应的最小转弯半径r；所述处理器适于将最小转弯半径r与各弯道路段的弯道半径R相比较，筛选出弯道半径R大于等于最小转弯半径r的弯道路段，并根据各筛选后的弯道路段及车辆当前地点和输入的目标地点重新规划导航路径；所述处理器模块还适于将获得的弯道路段的实时路况进行分级，即分为畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，且将四种级别作为相应的权重对弯道半径R进行修正；即R1=R*(1-kx)；式中，R1为修正后的弯道半径，k为权重系数，以分别表示畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，x为弯道修正系数，取0<x<1。
本发明的有益效果是，本发明的导航系统采用手持显示单元与导航单元分离的方式，用户可以通过手持方便查看导航路径，尤其适合位于副驾驶位置的乘客协助驾驶员进行导航；并且本发明的导航系统及其工作方法还可以通过车型转弯半径数据查找与本车车型相匹配的最小转弯半径r，并从地图中初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径，以保证车辆能顺路到达目的地。
第三方面，本发明还提供了一种车辆，以解决车辆转弯困难的技术问题。
所述车辆的车头设有多排前轮，且各排前轮分别对应独立的转向装置和驱动装置，且各转向装置和驱动装置均与车载电子ECU系统相连，该车载电子ECU系统与所述的导航系统相连。
进一步，所述车载电子ECU系统与车载全景摄像装置相连，且拍摄车辆转弯姿态；当车辆进入弯道后，先通过第一排前轮作为主转向轮做出转弯动作，其后侧各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向；若车身在转弯过程中偏离本车道，则从前往后依次控制各排前轮分为作为主转向轮，其余各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向，使车辆保持在当前车道进行转向；以及当车辆出弯道时，恢复第一排前轮作为主转向轮。
本发明的有益效果是，本发明的车辆通过多排前轮从前往后依次控制各排前轮分为作为主转向轮，其余各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向，能有效的修正转弯半径，避免车辆压线，尤其能避免车尾发生甩尾现象。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的导航系统的原理框图；
图2为模拟的城市道路路径；
图3a是本发明的车辆的转弯示意图一；
图3b是本发明的车辆的转弯示意图二；
图3c是本发明的车辆的转弯示意图三。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，实施例1提供了一种导航系统，包括：手持显示单元，其适于可分离式的安装在汽车中控位；所述导航系统的导航单元位于汽车中控台内，且导航单元通过内置的无线模块与手持显示单元相连。
具体的，手持显示单元包括：触摸屏，与该触摸屏相连的从处理器模块，以及与该从处理器模块相连的从无线模块。即，手持显示单元可以将导航单元操作、导航等设置、数据显示在触摸屏上。用户可以通过手持显示单元以进行相应导航操作。
所述无线模块、从无线模块均可以采用WiFi模块。
优选的，所述汽车中控位内设有供电接口，当手持显示单元安装在汽车中控位后，该手持显示单元的充电电池接口与供电接口相连接。
导航系统在行车过程中起到关键性作用，能对起始位置到目标位置进行路径规划，但是传统的路径规划，往往考虑的因素有高速、拥堵程度、行车时间等，但是忽略了车辆转弯半径与路径中的弯道半径是否匹配，故会出现按照导航规划的路径行驶后，发现有个弯道，车辆无法顺利转弯，造成进退两难。
为了解决上述技术问题，所述导航单元包括：处理器模块，与该处理器模块相连的GPS模块、数据存储模块；所述数据存储模块存储有地图数据、车型转弯半径数据；所述处理器模块适于根据车辆当前地点和输入的目标地点，以及结合当前车辆的转弯半径数据规划导航路径。
所述处理器模块和从处理器模块例如且不限于采用嵌入式芯片。
具体的，所述车型转弯半径数据包括但不限于各种类型车辆的长、宽，轴距，车辆转弯半径等数据；所述处理器可以通过人际交互界面输入车型，并且从车型转弯半径数据中查找与该车型相匹配的转弯半径数据，并将该转弯半径数据作为导航规划导航路径的重要依据。
各种类型车辆中：中型车8.00～12.00、铰接车10.50～12.50、普通消防车9.00、大型消防车12.00、登高消防车12.00、一些特种消防车辆16.00～20.00，单位：米。
所述处理器模块适于预先计算出车辆当前地点和输入的目标地点之间的若干条初步规划导航路径；并在各初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径，该规划导航路径可以为一条或若干条，以供驾驶员进行选择。
图2为模拟的城市道路路径，A为车辆当前地点、B为目标地点、其余各点分别表示城市中各转弯路段。
设定车辆当前地点A到目标地点B的路径有：ACDFEB、AKJIHGB、ACDFIHGB，若转弯路段H的转弯半径较小，为6m，若选择当前车辆为某一中型车辆，最小转弯半径r为8m，则转弯路段H的转弯半径小于8m，故本导航系统在ACDFEB、AKJIHGB、ACDFIHGB三个路径中剔除与转弯路段H有关的相应规划导航路径，因此选择ACDFEB到达目的地B。
并且，可选的，所述处理器还适于选定满足车型转弯要求的各弯道路段，且根据车辆当前地点和输入的目标地点，以用时最少或路程最短为条件，并根据上述各弯道路段重新规划导航路径，以获得最优规划导航路径。
通过从车型转弯半径数据中选定当前车辆的车型，即获得本车型所对应的车辆长、宽、轴距，最小转弯半径r。
所述处理器适于将最小转弯半径r与各弯道路段的弯道半径R相比较，筛选出弯道半径R大于等于最小转弯半径r的弯道路段，并根据各筛选后的弯道路段及车辆当前地点和输入的目标地点重新规划导航路径。
所述处理器模块还适于将获得的弯道路段的实时路况进行分级，即分为畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，且将四种级别作为相应的权重对弯道半径R进行修正；即R1=R*(1-kx)；式中，R1为修正后的弯道半径，k为权重系数，以分别表示畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，x为弯道修正系数，取0<x<1。
其中，所述权重系数k的取值例如取0、1、2、3以分别与畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别相对应，弯道修正系数x的取值可以根据经验值来获得，例如取0.1。比如弯道半径R为50m，在畅通时，R1=50m；在缓行时，R1=45m；在拥挤时，R1=40m；在拥堵时，R1=35m；即，在路径规划时，本导航系统还适于根据实时路况，调整对转弯半径进行修正，以满足车辆转弯要求，进而实现对路径重新规划。
还是以图2为例，若设定车辆当前地点A到目标地点B的路径有：ACDFEB、AKJIHGB、ACDFIHGB，若转弯路段H不满足当前车辆转弯半径要求，以及由于D路段发生拥堵，造成转弯半径修正后也无法车辆转弯半径要求，则本导航系统重新规划导航路径，即AKJIFEB，以满足车辆通行要求。
其中，实时路况可以通过3G/4G模块从道路监控服务器中获取。
所述处理器模块还与车后轮转向系统相连；当车辆在进入弯道后，处理器模块根据从地图上获得的该弯道路段及结合当前车速，在前轮转向的基础上，自动调整后轮的转向角度，即车辆在转向时，实现后轮前束。
实施例2
在实施例1基础上，本实施例2提供了一种导航系统的工作方法。
所述工作方法包括：所述处理器模块适于根据车辆当前地点和输入的目标地点，以及结合当前车辆的转弯半径数据规划导航路径。。
所述处理器模块适于预先计算出车辆当前地点和输入的目标地点之间的若干条初步规划导航路径；并在各初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径。
从车型转弯半径数据中获取本车型所对应的最小转弯半径r；所述处理器适于将最小转弯半径r与各弯道路段的弯道半径R相比较，筛选出弯道半径R大于等于最小转弯半径r的弯道路段，并根据各筛选后的弯道路段及车辆当前地点和输入的目标地点重新规划导航路径。
所述处理器模块还适于将获得的弯道路段的实时路况进行分级，即分为畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，且将四种级别作为相应的权重对弯道半径R进行修正；即R1=R*(1-kx)；式中，R1为修正后的弯道半径，k为权重系数，以分别表示畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，x为弯道修正系数，取0<x<1；其中，所述权重系数k的取值例如取0、1、2、3以分别与畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别相对应，弯道修正系数x的取值可以根据经验值来获得，例如取0.1。
具体的，当转弯路段比较拥挤时，显然对于大型车辆来说，转弯半径会受到影响，因此，在导航时，必须对此种路段进行预判，避免车辆进入该弯道后，出现转弯受阻。
本发明通过R1=R*(1-kx)公式，有效的根据路况修正了弯道半径，使车辆能有效避免车辆驶入相应路段，造成拥堵。
实施例3
如图3a、图3b和图3c所示，在实施例1上，本实施例3提供了一种车辆。
所述车辆的车头设有多排前轮，且各排前轮分别对应独立的转向装置和驱动装置，且各转向装置和驱动装置均与车载电子ECU系统相连，该车载电子ECU系统与所述的导航系统相连。
所述车载电子ECU系统与车载全景摄像装置相连，且拍摄车辆转弯姿态，具体的检测车辆是否在当前车道，并把检测结果反馈至车载电子ECU系统。
当车辆进入弯道后，先通过第一排前轮作为主转向轮做出转弯动作，其后侧各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向；若车身在转弯过程中偏离本车道，则从前往后依次控制各排前轮分为作为主转向轮，其余各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向，使车辆保持在当前车道进行转向；以及当车辆出弯道时，恢复第一排前轮作为主转向轮。
所述车身偏离车道可以通过车载全景摄像装置获知。
图3a示出了在第一排前轮作为主转向轮时的转弯半径r1，以及该车辆转弯半径与弯道外侧的距离L1；以及从车尾转弯轨迹d1来看，车尾可能会碰触到弯道外侧，造成压线或者碰到障碍物。
图3b示出了在第二排前轮作为主转向轮时的转弯半径r2，以及该车辆转弯半径与弯道外侧的距离L2；以及从车尾转弯轨迹d2来看，车尾转外轨迹较d1有了较大改善。
图3c示出了在第三排前轮作为主转向轮时的转弯半径r3，以及该车辆转弯半径与弯道外侧的距离L3；从车尾转弯轨迹d3来看，车尾不会碰触到弯道外侧，避免压线或者碰到障碍物。
从图3a至图3c可以明显看出r1＞r2＞r3，L1＜L2＜L3，以及车尾轨迹改善，因此本设计有效的改善了车辆的转弯半径，并且可以使车辆保持在本车道内进行转弯，避免压线，尤其是能避免车尾部出现甩尾现象，避免车尾部压线。
所述导航系统还可以根据车辆在地图的位置判断车辆是否进入转弯路段，且对车辆转弯进行预判，通过车载电子ECU系统及时开启车辆转向灯；以及当车辆出转弯路段后，保持直行时，所述导航系统根据车辆在地图上的位置及时关闭转向灯。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种导航系统，其特征在于，包括：
手持显示单元，其适于可分离式的安装在汽车中控位；
所述导航系统的导航单元位于汽车中控台内，且导航单元通过内置的无线模块与手持显示单元相连。
2.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述导航单元包括：处理器模块，与该处理器模块相连的GPS模块、数据存储模块；
所述数据存储模块存储有地图数据、车型转弯半径数据；
所述处理器模块适于根据车辆当前地点和输入的目标地点，以及结合当前车辆的转弯半径数据规划导航路径。
3.根据权利要求2所述的导航系统，其特征在于，所述处理器模块适于预先计算出车辆当前地点和输入的目标地点之间的若干条初步规划导航路径；
并在各初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径。
4.根据权利要求3所述的导航系统，其特征在于，从车型转弯半径数据中获取本车型所对应的最小转弯半径r；
所述处理器适于将最小转弯半径r与各弯道路段的弯道半径R相比较，筛选出弯道半径R大于等于最小转弯半径r的弯道路段，并根据各筛选后的弯道路段及车辆当前地点和输入的目标地点重新规划导航路径。
5.根据权利要求4所述的导航系统，其特征在于，所述处理器模块还适于将获得的弯道路段的实时路况进行分级，即分为畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，且将四种级别作为相应的权重对弯道半径R进行修正；即R1=R*(1-kx)；
式中，R1为修正后的弯道半径，k为权重系数，以分别表示畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，x为弯道修正系数，取0<x<1。
6.根据权利要求5所述的导航系统，其特征在于，所述处理器模块还与车后轮转向系统相连；
当车辆在进入弯道后，处理器模块根据从地图上获得的该弯道路段及结合当前车速，在前轮转向的基础上，自动调整后轮的转向角度，即车辆在转向时，实现后轮前束。
7.一种根据权利要求2所述的导航系统的工作方法，其特征在于，
所述处理器模块适于根据车辆当前地点和输入的目标地点，以及结合当前车辆的转弯半径数据规划导航路径。
8.根据权利要求7所述的导航系统的工作方法，其特征在于，
所述处理器模块适于预先计算出车辆当前地点和输入的目标地点之间的若干条初步规划导航路径；
并在各初步规划导航路径中查找相应弯道路段，且根据本车型所对应的转弯半径数据筛选各弯道路段，即获得适合本车型的弯道路段所对应的规划导航路径；
从车型转弯半径数据中获取本车型所对应的最小转弯半径r；
所述处理器适于将最小转弯半径r与各弯道路段的弯道半径R相比较，筛选出弯道半径R大于等于最小转弯半径r的弯道路段，并根据各筛选后的弯道路段及车辆当前地点和输入的目标地点重新规划导航路径；
所述处理器模块还适于将获得的弯道路段的实时路况进行分级，即分为畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，且将四种级别作为相应的权重对弯道半径R进行修正；即R1=R*(1-kx)；
式中，R1为修正后的弯道半径，k为权重系数，以分别表示畅通、缓行、拥挤、拥堵四种级别，x为弯道修正系数，取0<x<1。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆的车头设有多排前轮，且各排前轮分别对应独立的转向装置和驱动装置，且各转向装置和驱动装置均与车载电子ECU系统相连，该车载电子ECU系统与权利要求1所述的导航系统相连。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车载电子ECU系统与车载全景摄像装置相连，且拍摄车辆转弯姿态；
当车辆进入弯道后，先通过第一排前轮作为主转向轮做出转弯动作，其后侧各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向；
若车身在转弯过程中偏离本车道，则从前往后依次控制各排前轮分为作为主转向轮，其余各排前轮均作为从动轮跟随主转向轮转向，使车辆保持在当前车道进行转向；以及
当车辆出弯道时，恢复第一排前轮作为主转向轮。
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