CN106289278A - 用于危险路况提示的导航系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于危险路况提示的导航系统，包括导航仪、激光雷达定位装置和监控中心，导航仪设于目标车辆上，激光雷达定位装置设于危险路况提示地点，用于对设定区域内的目标车辆进行扫描监测，监控中心获得目标车辆的距离和角度信息；用于危险路况提示的导航方法，主要包括以下步骤：通过激光雷达定位装置和主控电路板获得目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息并发送给导航仪；导航仪将目标车辆的位置和方位角以及激光雷达定位装置位置显示在电子地图上。尤其在大雾或降水等恶劣天气情况下，通过激光雷达定位装置和导航仪仍能准确获取危险路况所在位置，为行车人员提供极大的安全保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种导航系统，具体涉及用于危险路况提示的导航系统及方法。
背景技术
车载导航仪能够帮助用户进行准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，通过电子地图显示和语音提示等方式引导用户行至目的地的仪器的行车辅助设备。汽车的遍及和道路的不断构建，城内、城际间的经济往来愈加频频，活动的区域也越来越大，车载GPS导航仪有很多种解决方案能够满足车载的需求，但是还有很多细节方面有待优化，为人们生活出行带来方便。车辆行驶在一些危险路段发生交通事故的概率更大，此外，在道路或道路旁进行施工时，道路需要封锁一段时间，在施工现场只是安置简单的道路施工标识，车辆往往在导航系统的引导下到达施工路段封锁端才发现道路无法正常通行，需要重新返回做导航路线规划。尤其是行车人员对道路状况比较陌生，或者在夜间、大雾等恶劣天气出行情况下，在危险路段或施工路段极易发生交通事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是行车人员对道路状况比较陌生，或者在夜间、大雾等恶劣天气出行情况下，在危险路段或施工路段极易发生交通事故，目的在于提供用于危险路况提示的激光雷达系统及方法，在车辆进入危险路况的激光雷达监测区域内时，能够及时将当前路况提醒给行车人员，有利于预防交通事故的发生。
本发明通过下述技术方案实现：
用于危险路况提示的导航系统，包括导航仪、激光雷达定位装置和监控中心，所述导航仪设于目标车辆上，所述激光雷达定位装置设于危险路况提示地点，用于对设定区域内的目标车辆进行扫描监测，所述监控中心用于接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆的距离和角度信息；
导航仪包括：信息接收模块，用于通过无线数据传输接收监控中心发送的关于目标车辆的距离和角度信息；GPS定位器，用于对设有导航仪的目标车辆进行定位，并将定位信息发送给数据处理模块；电子罗盘，用于对设有导航仪的目标车辆进行定位方位角，并将定位信息发送给数据处理模块；数据处理模块用于接收导航仪的定位信息和监控中心的定位信息，计算获取设有导航仪的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置位置信息并传送给电子地图；电子地图用于显示设有导航仪的目标车辆的位置和方位角以及激光雷达定位装置的位置；
激光雷达定位装置包括：激光发射模块，用于发射脉冲激光，并将反映脉冲激光发射时间的信号发送至主控电路模块；激光接收模块，用于接收从被检测区域反射回的脉冲激光，并将反映接收脉冲激光的时间的信号发送至主控电路模块；旋转模块，用于通过旋转利用激光发射模块发射的脉冲激光扫描被监测区域中的各个位置，将从被监测区域各个位置反射回的脉冲激光依次收集到所述激光接收模块中，并将旋转角度信息发送给主控电控模块；
监控中心包括：主控电路模块，用于接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息；信息发送模块，用于将目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息传送给导航仪。
优选地，所述导航仪还包括电子陀螺仪，用于补偿和校正电子罗盘。
用于危险路况提示的导航方法，包括以下具体步骤：
步骤1，设有导航仪的车辆进入危险路段的监测区域成为目标车辆；
步骤2，通过激光雷达定位装置对设定区域内的目标车辆进行扫描监测，并将扫描数据发送给主控电路板，扫描数据包括反映脉冲激光发射时间的信号、反映接收脉冲激光的时间的信号和旋转角度信息；激光雷达定位装置设于危险路况提示地点；
步骤3，主控电路板接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息并发送给导航仪；
步骤4，导航仪通过GPS定位器和电子罗盘获取设有所述导航仪的目标车辆的位置和方位角，并接收通过激光雷达定位装置和主控电路板获得的目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息，计算获取设有导航仪的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置位置信息并显示在电子地图上。
优选地，所述步骤4还包括通过电子陀螺仪对电子罗盘进行补偿校正。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明用于危险路况提示的导航系统及方法，在车辆进入危险路况的激光雷达监测区域内时，能够及时将当前路况提醒给行车人员，有利于预防交通事故的发生；
2、本发明用于危险路况提示的导航系统及方法，尤其在大雾或降水等恶劣天气情况下，通过激光雷达定位装置和导航仪仍能准确获取危险路况所在位置，为行车人员提供极大的安全保障。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为用于危险路况提示的导航系统的结构示意图；
图2为用于危险路况提示的导航方法的流程图。
附图中标记及对应的零部件名称：1-导航仪，11-信息接收模块，12-GPS定位器，13-电子罗盘，14-电子陀螺仪，15-数据处理模块，16-电子地图，2-激光雷达定位装置，21-激光发射模块，22-激光接收模块，23-旋转模块，3-监控中心，31-主控电路模块，32-信息发送模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明用于危险路况提示的导航系统，包括导航仪1、激光雷达定位装置2和监控中心3。导航仪1设于目标车辆上；激光雷达定位装置2设于危险路况提示地点，用于对设定区域内的目标车辆进行扫描监测；监控中心用于接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆的距离和角度信息。
导航仪1包括：信息接收模块11，用于通过无线数据传输接收监控中心3发送的关于目标车辆的距离和角度信息；12GPS定位器，用于对设有导航仪1的目标车辆进行定位，并将定位信息发送给数据处理模块15；电子罗盘13，用于对设有导航仪1的目标车辆进行定位方位角，并将定位信息发送给数据处理模块15；电子陀螺仪14，用于补偿和校正电子罗盘13；数据处理模块15用于接收导航仪1的定位信息和监控中心3的定位信息，计算获取设有导航仪1的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置位置信息并传送给电子地图16；电子地图16用于显示设有导航仪1的目标车辆的位置和方位角以及激光雷达定位装置的位置2。
激光雷达定位装置2包括：激光发射模块21，用于发射脉冲激光，并将反映脉冲激光发射时间的信号发送至主控电路模块31；激光接收模块22，用于接收从被检测区域反射回的脉冲激光，并将反映接收脉冲激光的时间的信号发送至主控电路模块31；旋转模块23，用于通过旋转利用激光发射模块发射的脉冲激光扫描被监测区域中的各个位置，将从被监测区域各个位置反射回的脉冲激光依次收集到所述激光接收模块2中，并将旋转角度信息发送给主控电控模块31。
监控中心3包括：主控电路模块31，用于接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆相对于激光雷达定位装置2的距离和角度信息；信息发送模块32，用于将目标车辆相对于激光雷达定位装置2的距离和角度信息传送给导航仪1。
实施例2
如图2所示，为通过实施例1的所述的导航系统实现危险路况提示的导航方法的流程：
步骤101，开始；
步骤102，自主设定激光雷达定位装置监测区域范围；
步骤103，设有导航仪的目标车辆进入激光雷达定位装置的监测区域，激光雷达定位装置设于危险路况提示地点，本实施例为设于道路施工提示点；
步骤104，激光雷达定位装置对监测区域进行扫描；
步骤105，激光雷达定位装置将扫描数据发送给主控电路板，扫描数据包括：反映脉冲激光发射时间的信号、反映接收脉冲激光的时间的信号和旋转角度信息，主控电路板为现有技术，可采用FPGA控制电路板；
步骤106，主控电路板计算获取目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息；
步骤107，主控电路板通过信息发送模块将目标车辆相对于与激光雷电定位装置的位置和角度信息发送给目标车辆的导航仪；其中信息发送模块为现有技术，可采用CTCS无线通信接口传输信息；
步骤108，导航仪接收目标车辆相对于激光雷电定位装置的距离和角度信息，并传送给导航仪的数据处理模块；
步骤109，导航仪通过GPS定位器和电子罗盘获取设有所述导航仪的目标车辆的位置和方位角信息，并传送给导航仪的数据处理模块；
步骤110，通过数据处理模块计算获取设有所述导航仪的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置的位置，即设有所述导航仪的目标车辆的定位信息和危险路况提示地点的位置信息，其中数据处理模块为现有技术，可采用SiRFstar III处理模块；
步骤111，将设有所述导航仪的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置信息显示在电子地图上，即将设有所述导航仪的目标车辆的定位信息和危险路况提示地点的位置信息。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.用于危险路况提示的导航系统，其特征在于，包括导航仪（1）、激光雷达定位装置（2）和监控中心（3），所述导航仪（1）设于目标车辆上，所述激光雷达定位装置（2）设于危险路况提示地点，用于对设定区域内的目标车辆进行扫描监测，所述监控中心（3）用于接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆的距离和角度信息；
导航仪（1）包括：信息接收模块（11），用于通过无线数据传输接收监控中心（3）发送的关于目标车辆的距离和角度信息；（12）GPS定位器，用于对设有导航仪（1）的目标车辆进行定位，并将定位信息发送给数据处理模块（15）；电子罗盘（13），用于对设有导航仪（1）的目标车辆进行定位方位角，并将定位信息发送给数据处理模块（15）；数据处理模块（15）用于接收导航仪（1）的定位信息和监控中心（3）的定位信息，计算获取设有导航仪（1）的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置位置信息并传送给电子地图（16）；电子地图（16）用于显示设有导航仪（1）的目标车辆的位置和方位角以及激光雷达定位装置的位置（2）；
激光雷达定位装置（2）包括：激光发射模块（21），用于发射脉冲激光，并将反映脉冲激光发射时间的信号发送至主控电路模块（31）；激光接收模块（22），用于接收从被检测区域反射回的脉冲激光，并将反映接收脉冲激光的时间的信号发送至主控电路模块（31）；旋转模块（23），用于通过旋转利用激光发射模块发射的脉冲激光扫描被监测区域中的各个位置，将从被监测区域各个位置反射回的脉冲激光依次收集到所述激光接收模块（2）中，并将旋转角度信息发送给主控电控模块（31）；
监控中心（3）包括：主控电路模块（31），用于接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆相对于激光雷达定位装置（2）的距离和角度信息；信息发送模块（32），用于将目标车辆相对于激光雷达定位装置（2）的距离和角度信息传送给导航仪（1）。
2.根据权利要求1所述的用于危险路况提示的导航系统，其特征在于，所述导航仪（1）还包括电子陀螺仪（14），用于补偿和校正电子罗盘（13）。
3.用于危险路况提示的导航方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤1，设有导航仪的车辆进入危险路段的监测区域成为目标车辆；
步骤2，通过激光雷达定位装置对设定区域内的目标车辆进行扫描监测，并将扫描数据发送给主控电路板，扫描数据包括反映脉冲激光发射时间的信号、反映接收脉冲激光的时间的信号和旋转角度信息；激光雷达定位装置设于危险路况提示地点；
步骤3，主控电路板接收和处理激光雷达定位装置的扫描数据，获得目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息并发送给导航仪；
步骤4，导航仪通过GPS定位器和电子罗盘获取设有所述导航仪的目标车辆的位置和方位角，并接收通过激光雷达定位装置和主控电路板获得的目标车辆相对于激光雷达定位装置的距离和角度信息，计算获取设有导航仪的目标车辆的定位信息和激光雷达定位装置位置信息并显示在电子地图上。
4.根据权利要求3所述的用于危险路况提示的导航方法，其特征在于，所述步骤4还包括通过电子陀螺仪对电子罗盘进行补偿校正。
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