CN107655491A - 一种基于lifi的智能导航方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于LIFI的智能导航方法，包括以下步骤：获取电子地图，并根据设置的出发地和目的地规划行车路线；判断当前道路属性，所述道路属性包括非隧道道路和隧道道路，当判断当前道路为非隧道道路时，使用GPS卫星信号结合所述行车路线进行导航；当判断当前道路为隧道道路时，接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，其中，所述位置信号为所述LED灯所处位置的GPS模拟信号，将所述闪烁频率还原成GPS模拟信号，使用所述GPS模拟信号结合所述行车路线进行导航。本发明可以使车辆在没有GPS信号的隧道内也可以通过GPS模拟信号进行精准导航。

Description

一种基于LIFI的智能导航方法
技术领域
本发明涉及隧道导航领域，尤其是一种基于LIFI的智能导航方法。
背景技术
随着社会的进步，人们生活水平进一步提高，汽车的数量也迅速猛增，随之而来的是道路的愈加复杂。这无形中给车辆的行驶带来了极大的不便，GPS车载导航也就随之成为有车一族必不可少的工具。车载GPS导航，导航仪就是能够帮助用户准确定位当前位置,并且根据既定的目的地计算行程,通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的汽车驾驶辅助设备。使用者在车载GPS导航系统上任意标注两点后，导航系统便会自动根据当前的位置，为车主设计最佳路线。另外，它还有修改功能，假如用户因为不小心错过路口，没有走车载GPS导航系统推荐的最佳线路，车辆位置偏离最佳线路轨迹200米以上，车载GPS导航系统会根据车辆所处的新位置，重新为用户设计一条回到主航线路线，或是为用户设计一条从性位置到终点的最佳线路。
但由于GPS信号的穿透效果差，在进入隧道的路段时，车载导航能接收到的GPS信号很差甚至接收不到。导致车载GPS导航无法提供有效的引导，大大增加而来行车的危险。
发明内容
本发明提供一种基于LIFI的智能导航方法，旨在克服现有车载GPS导航无法再隧道内进行有效导航的现状。
本发明采用了以下技术措施：
一种基于LIFI的智能导航方法，包括以下步骤：
S1，获取电子地图，并根据设置的出发地和目的地规划行车路线；
S2，判断当前道路属性，所述道路属性包括非隧道道路和隧道道路，当判断当前道路为非隧道道路时，进入步骤S3；当判断当前道路为隧道道路时，进入步骤S4；
S3，使用GPS卫星信号结合所述行车路线进行导航；
S4，接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，其中，所述位置信号为所述LED灯所处位置的GPS模拟信号，将所述闪烁频率还原成GPS模拟信号，使用所述GPS模拟信号结合所述行车路线进行导航。
作为进一步改进，所述步骤S2中判断当前道路属性的方法为：
S21，获取GPS信号的强度；
S22，判断所述GPS信号的强度是否高于第一阈值，若是，则判断当前道路为非隧道道路，进入步骤S3；若否，则判断当前道路为隧道道路，进入步骤S4。
作为进一步改进，所述接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，将所述闪烁频率转换成GPS模拟信号的步骤包括：在单位时间内接收至少一组LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率；选取光强最大的一组所述LED灯发出的闪烁频率转换成GPS模拟信号。
作为进一步改进，在步骤S4之前进一步包括：
S41，通过射频信号激发布设于隧道内的LED灯，使其发送带有当前位置信号的闪烁频率。
作为进一步改进，在步骤S4之后进一步包括：
S5，根据接收到相邻两个LED灯所发送位置信号的时间间隔和这两个LED灯的位置信号，获取当前车速并将当前车速反馈给驾驶员。
作为进一步改进，所述布设于隧道内的发送端的间距为100m-300m。
作为进一步改进，在岔路口和弯道前50m-150m范围内，相邻两个发送端的间距为50m。
作为进一步改进，所述第一阈值为的取值范围为35dB-45dB。
作为进一步改进，所述第一阈值为的取值为40dB。
作为进一步改进，所述单位时间的取值范围为0.1s-0.3s。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
本发明一种基于LIFI的智能导航方法，分为两种导航模式，一种是在非隧道道路上，所能接收到的GPS定位信号良好，故使用GPS卫星信号结合所述行车路线进行导航。一种是在隧道道路上，所能接收到的GPS定位信号极差，甚至接收不到GPS定位信号，此时，通过接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，将所述闪烁频率还原成GPS模拟信号，使用所述GPS模拟信号结合所述行车路线进行导航。本方法在隧道内不需要使用GPS定位信号进行定位，直接使用LED灯发出的GPS模拟信号，即使在没有GPS定位信号的隧道内也能实现精准定位导航，大大提高在隧道内的行车安全。
同时，本方法不需在隧道内额外加设大量设备，只需在原有的LED灯上安装控制芯片即可。因为LED灯在正常闪烁时能达到每秒数百万次，使用LIFI技术进行信号传输时，也不会对隧道内的照明造成影响。
附图说明
附图1是本发明一种基于LIFI的智能导航方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，实施例中，一种基于LIFI的智能导航方法，包括以下步骤：
使用GPS导航装置，获取电子地图，输入出发地与目的地，并根据设置的出发地和目的地规划行车路线。所述GPS导航装置为现有的车载GPS导航仪或手机等可接收GPS定位信号的终端均可。
判断当前道路属性，所述道路属性包括非隧道道路和隧道道路，当判断当前道路为非隧道道路时，使用GPS卫星信号结合所述行车路线进行导航；当判断当前道路为隧道道路时，接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，其中，所述位置信号为所述LED灯所处位置的GPS模拟信号，将所述闪烁频率还原成GPS模拟信号，使用所述GPS模拟信号结合所述行车路线进行导航。
本实施例中，所述LED灯设置在隧道内部，每一LED灯均设有一个控制芯片。所述控制芯片内储存有其当前所在位置的位置信号，所述控制芯片控制所述LED灯发出带有所述位置信号的闪烁频率。用于接收所述闪烁频率的装置为，设置在车辆上的光敏传感器和解码器，所述光敏传感器用于检测所述LED灯发出的闪烁频率，并传输到所述解码器，所述解码器用于将所述闪烁频率还原为GPS模拟信号并发送到所述GPS导航装置，所述GPS导航装置使用所述GPS模拟信号结合所述行车路线进行导航。
现有的隧道内部均设有LED灯用于内部照明，实际上LED灯是在一直闪烁的，其闪烁频率能达到每秒数百万次，肉眼是无法分辨的，但光敏传感器却可以识别这种闪烁，控制芯片控制LED灯发出带有所述位置信号的闪烁频率，光敏传感器接收这个频率并通过解码器还原为GPS模拟信号再传输给GPS导航装置，即可完成隧道内的精准导航。
值得注意的是，本实施例中，控制芯片中储存的位置信号是GPS导航模块可直接使用的GPS模拟信号，而不是简单的坐标信息，这样，解码器只需将闪烁频率一步还原为GPS模拟信号即可，而不需要再将坐标信息转换为GPS模拟信号，提高操作效率，使导航的实时性更佳。
本实施例中，判断当前道路属性的方法为：
获取GPS信号的强度，并判断所述GPS信号的强度是否高于第一阈值，若是，则判断当前道路为非隧道道路，若否，则判断当前道路为隧道道路。GPS信号的穿透能力较弱，在隧道内部时GPS信号会很弱或接收不到，所以可以根据GPS信号的强弱来判断当前所处的道路属性。本实施例中，所述第一阈值为35dB-45dB，进一步的，所述第一阈值为40dB。
本实施例中，所述接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，将所述闪烁频率转换成GPS模拟信号的步骤包括：在单位时间内接收至少一组LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率；选取光强最大的一组所述LED灯发出的闪烁频率转换成GPS模拟信号。
因为LED灯的光线是发散性的，若多个LED灯的距离较近，光敏传感器会同时或在单位时间内接收到多组LED灯发出的闪烁频率，而实际上要使用的仅为距离车辆最近的一组即可，同时接收到多组闪烁频率就会对系统造成干扰。故本实施例中，当所述光敏传感器在单位时间内接收到多组所述LED灯发出的闪烁频率时，选取光强最大的一组所述LED灯发出的闪烁频率传输到所述解码器。本实施例中，所述单位时间为0.1s-0.3s。
本实施例中也提供一种其他的解决办法来避免多组闪烁频率的互相干扰。方案如下：
通过射频信号激发布设于隧道内的LED灯，使其发送带有当前位置信号的闪烁频率。
其具体实施方法为，在每一LED灯处设置一个射频天线，所述射频天线与所述控制芯片电连接，所述射频天线会向一定范围内发射射频信号。同时，车辆上进一步包括RFID标签，当带有所述RFID标签的车辆进入所述射频天线的辐射范围时，射频信号会激活所述RFID标签，所述RFID标签内的启动指令就会发送到所述射频天线，所述启动指令经所述射频天线传输到所述控制芯片，所述控制芯片控制所述LED灯发出带有所述位置信号的闪烁频率。这样，只有在车辆进入射频天线的辐射范围后，LED灯才会向所述光敏传感器发送带有所述位置信号的闪烁频率，不会出现同时接收到多组闪烁频率的情况，避免相互干扰。
因为隧道内部接收不到卫星发送的GPS导航信号，所以在导航时无法计算车辆的当前速度，这样无疑会加大隧道导航的危险性。本实施例中，根据接收到相邻两个LED灯所发送位置信号的时间间隔和这两个LED灯的位置信号，获取当前车速并将当前车速反馈给驾驶员，提高隧道导航的安全性。
本实施例中，为使导航效果最好，不用在隧道的每一个LED灯上都安装控制芯片，本实施中，相邻两个用于发生带有位置信号的闪烁频率的LED灯的间距为100m-300m。
岔路口和弯道为事故多发区域，本实施例中，为提高岔路口和弯道区域的安全性，在岔路口和弯道前50m-150m范围内，相邻两个用于发生带有位置信号的闪烁频率的LED灯的间距为50m，当车辆快要进入岔路口和弯道区域时提醒用户减慢车速。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于LIFI的智能导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取电子地图，并根据设置的出发地和目的地规划行车路线；
S2，判断当前道路属性，所述道路属性包括非隧道道路和隧道道路，当判断当前道路为非隧道道路时，进入步骤S3；当判断当前道路为隧道道路时，进入步骤S4；
S3，使用GPS卫星信号结合所述行车路线进行导航；
S4，接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，其中，所述位置信号为所述LED灯所处位置的GPS模拟信号，将所述闪烁频率还原成GPS模拟信号，使用所述GPS模拟信号结合所述行车路线进行导航。
2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述步骤S2中判断当前道路属性的方法为：
S21，获取GPS信号的强度；
S22，判断所述GPS信号的强度是否高于第一阈值，若是，则判断当前道路为非隧道道路，进入步骤S3；若否，则判断当前道路为隧道道路，进入步骤S4。
3.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述接收布设于隧道内的LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率，将所述闪烁频率转换成GPS模拟信号的步骤包括：在单位时间内接收至少一组LED灯发送的带有当前位置信号的闪烁频率；选取光强最大的一组所述LED灯发出的闪烁频率转换成GPS模拟信号。
4.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，在步骤S4之前进一步包括：
S41，通过射频信号激发布设于隧道内的LED灯，使其发送带有当前位置信号的闪烁频率。
5.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，在步骤S4之后进一步包括：
S5，根据接收到相邻两个LED灯所发送位置信号的时间间隔和这两个LED灯的位置信号，获取当前车速并将当前车速反馈给驾驶员。
6.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述布设于隧道内的LED灯的间距为100m-300m。
7.根据权利要求6所述的导航方法，其特征在于，在岔路口和弯道前50m-150m范围内，相邻两个LED灯的间距为50m。
8.根据权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述第一阈值为的取值范围为35dB-45dB。
9.根据权利要求8所述的导航方法，其特征在于，所述第一阈值为的取值为40dB。
10.根据权利要求3所述的导航方法，其特征在于，所述单位时间的取值范围为0.1s-0.3s。
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