CN107728164A - 一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法 - Google Patents

一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其包括：实时监控第一车辆的卫星信号接收强度，所述第一车辆用于运输所述危化品；判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值；基于判断的结果，采用相应定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态；基于相应的当前状态，采取相应措施。通过本发明，计算车辆间的相对距离，可以消减误差，从而使计算值基本等于车辆真实距离，提高预测准确率，使得在危化品运输中出现卫星信号较弱时候使用预测算法估计车辆位置，将事故发生率降低到足够小。

Description

一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法
技术领域
本发明涉及危险化学药品运输领域，尤其涉及一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法。
背景
车载定位系统接收卫星信号时影响定位精确度的因素包含如下几个：卫星自身误差(包括卫星时钟误差，卫星星历误差)、传输延时(包括电离层延时和对流层延时)、车载定位系统接收机误差(包括接收机时钟误差、热噪声、以及地面多径时延等)。另外一个位于已知精确位置的参考基站可以向车辆广播卫星精确位置信息，车载定位系统接收机根据其自身接收到卫星定位信号计算车辆与卫星间的距离后与广播精确位置信息进行比较后再修正观测数据，这种方法可以有效降低相同的传输时延误差和卫星误差。但是，由于卫星与车辆之间的视线路径可能被阻断，信号强度下降会导致定位不及时，这无疑降低了绝对定位的精度，从而可能形成交通事故，影响危化品运输安全，对公众形成安全隐患。
发明内容
本发明提出了一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其包括：
实时监控第一车辆的卫星信号接收强度，所述第一车辆用于运输所述危化品，；
判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值；
基于判断的结果，采用相应定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态；
基于相应的当前状态，采取相应措施。
其中，若所述第一车辆的卫星信号接收强度大于或等于预定阈值，则基于所述卫星接收信号采用第一定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态。
其中，若所述第一车辆的卫星信号接收强度小于预定阈值，则基于所述星接收信号采用第二定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态。
其中，所述第一定位方法包括：
当判断第一车辆的卫星信号接收强度是否大于或等于预定阈值时，所述第一车辆发送第一状态请求，所述第一状态请求包括位置请求信息、系统时钟、车辆加速度信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标和范围阈值信息，所述位置请求信息表示所述第一车辆请求确定其自身地理位置，所述范围阈值信息表示所述第一车辆选择的地理空间范围；
基于所述第一状态请求，获取所述第一车辆的卫星定位的第一车辆的第一状态信息，并且确定在所述范围阈值内的相邻车辆的第二状态信息，所述相邻车辆的第二状态信息包括所述相邻车辆品牌、系统时钟、相邻车辆识别ID、所述相邻车辆的当前速度、所述相邻车辆的加速度、北斗卫星定位的相邻车辆位置信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标以及所述相邻车辆的类型；
基于所述第一车辆的第一状态信息和相邻车辆的第二状态信息，确定所述第一车辆与相邻车辆的距离和相对速度。
其中，所述基于所述第一车辆的第一状态信息和相邻车辆的第二状态信息，确定所述第一车辆与相邻车辆的距离和相对速度包括：
基于所述第一车辆与所述相邻车辆的共有北斗卫星仰角和距离、信号往返时间确定所述第一车辆与相邻车辆的相对位置和相对速度。
其中，所述第二定位方法包括：
当判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值时，所述第一车辆发送第二状态请求，所述第二状态请求包括位置请求信息、系统时钟、车辆加速度信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标和范围阈值信息，所述位置请求信息表示所述第一车辆请求确定其自身地理位置，所述范围阈值信息表示所述第一车辆选择的地理空间范围；
基于所述第二状态请求，获取所述第一车辆的卫星定位的第一车辆的第三状态信息，并且确定在所述范围阈值内的相邻车辆的第四状态信息，所述相邻车辆状态信息包括所述相邻车辆品牌、系统时钟、相邻车辆识别ID、所述相邻车辆的当前速度、所述相邻车辆的加速度、北斗卫星定位的相邻车辆位置信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标以及所述相邻车辆的类型；
基于所述第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值的前一时刻的第一状态信息，当前时刻的第三状态信息和当前时刻的第四状态信息，估计下一时刻所述第一车辆与所述相邻测量的相对位置估计值和相对速度的估计值。
其中，所述估计下一时刻所述第一车辆与所述相邻车辆的相对位置估计值和相对速度估计值包括：
确定状态向量、误差协方差矩阵的初值；
预测下一时刻的状态向量、误差协方差矩阵值；
状态更新，下一时刻到来，使用接收到的位置信息预测车辆与卫星的距离，并得到观测矩阵；
使用误差协方差矩阵，结合观测矩阵计算增益矩阵；
计算车辆与共有卫星的距离的观测值和预测值；
计算状态向量和误差协方差矩阵的估计值。
其中，所述基于相应的当前状态，采取相应措施包括：
若所述第一车辆与最相邻车辆之间的相对位置小于第一距离阈值时，则向所述第一车辆发出报警；
若所述第一车辆与某相邻车辆的相对速度高于第二速度阈值时，则向所述第一车辆和该相邻车辆发出报警。
通过本发明，计算车辆间的相对距离，可以消减误差，从而使计算值基本等于车辆真实距离，提高预测准确率，使得在危化品运输中出现卫星信号较弱时候使用预测算法估计车辆位置，将事故发生率降低到足够小。
附图说明
图1为与本发明实施例一致的一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法的流程图。
具体实施例
如图1所示，本发明提出了一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其包括：
实时监控第一车辆的卫星信号接收强度，所述第一车辆用于运输所述危化品，；
判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值；
基于判断的结果，采用相应定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态；
基于相应的当前状态，采取相应措施。
其中，若所述第一车辆的卫星信号接收强度大于或等于预定阈值，则基于所述卫星接收信号采用第一定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态。
其中，若所述第一车辆的卫星信号接收强度小于预定阈值，则基于所述星接收信号采用第二定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态。
其中，所述第一定位方法包括：
当判断第一车辆的卫星信号接收强度是否大于或等于预定阈值时，所述第一车辆发送第一状态请求，所述第一状态请求包括位置请求信息、系统时钟、车辆加速度信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标和范围阈值信息，所述位置请求信息表示所述第一车辆请求确定其自身地理位置，所述范围阈值信息表示所述第一车辆选择的地理空间范围；
基于所述第一状态请求，获取所述第一车辆的卫星定位的第一车辆的第一状态信息，并且确定在所述范围阈值内的相邻车辆的第二状态信息，所述相邻车辆的第二状态信息包括所述相邻车辆品牌、系统时钟、相邻车辆识别ID、所述相邻车辆的当前速度、所述相邻车辆的加速度、北斗卫星定位的相邻车辆位置信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标以及所述相邻车辆的类型；
基于所述第一车辆的第一状态信息和相邻车辆的第二状态信息，确定所述第一车辆与相邻车辆的距离和相对速度。
其中，所述基于所述第一车辆的第一状态信息和相邻车辆的第二状态信息，确定所述第一车辆与相邻车辆的距离和相对速度包括：
基于所述第一车辆与所述相邻车辆的共有北斗卫星仰角和距离、信号往返时间确定所述第一车辆与相邻车辆的相对位置和相对速度。
其中，所述第二定位方法包括：
当判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值时，所述第一车辆发送第二状态请求，所述第二状态请求包括位置请求信息、系统时钟、车辆加速度信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标和范围阈值信息，所述位置请求信息表示所述第一车辆请求确定其自身地理位置，所述范围阈值信息表示所述第一车辆选择的地理空间范围；
基于所述第二状态请求，获取所述第一车辆的卫星定位的第一车辆的第三状态信息，并且确定在所述范围阈值内的相邻车辆的第四状态信息，所述相邻车辆状态信息包括所述相邻车辆品牌、系统时钟、相邻车辆识别ID、所述相邻车辆的当前速度、所述相邻车辆的加速度、北斗卫星定位的相邻车辆位置信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标以及所述相邻车辆的类型；
基于所述第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值的前一时刻的第一状态信息，当前时刻的第三状态信息和当前时刻的第四状态信息，估计下一时刻所述第一车辆与所述相邻测量的相对位置估计值和相对速度的估计值。
其中，所述估计下一时刻所述第一车辆与所述相邻车辆的相对位置估计值和相对速度估计值具体为：
确定状态向量、误差协方差矩阵的初值；
预测下一时刻的状态向量、误差协方差矩阵值；
状态更新，下一时刻到来，使用接收到的位置信息预测车辆与卫星的距离，并得到观测矩阵；
使用误差协方差矩阵，结合观测矩阵计算增益矩阵；
计算车辆与共有卫星的距离的观测值和预测值；
计算状态向量和误差协方差矩阵的估计值。
上述过程的第二步到第六步为一次状态更新过程，在提供了第一步的初始值的情况下，可以不断更新以迭代的方式得到下一刻预测值，不需要记录观测值或者估计的历史信息。
其中，所述基于相应的当前状态，采取相应措施包括：
若所述第一车辆与最相邻车辆之间的相对位置小于第一距离阈值时，则向所述第一车辆发出报警；
若所述第一车辆与某相邻车辆的相对速度高于第二速度阈值时，则向所述第一车辆和该相邻车辆发出报警。
本发明的实施例可以采取全部硬件实施例、全部软件实施例或者包含硬件和软件单元的实施例的形式。在优选实施例中，本发明由软件实现，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等等。此外，本发明可以采取可从提供程序代码的计算机可用或计算机可读媒体中访问的计算机程序产品的形式，该程序代码用于由计算机或任何指令执行系统使用或者与计算机或任何指令执行系统相结合。
为了说明起见，计算机可用或计算机可读媒体可以是可以包含、存储、通信、传播、或运送程序的任何装置，所述程序用于由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备相结合。该媒体可以是电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或是传播媒体。计算机可读媒体的例子包括半导体或固体存储器、磁带、可移除计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。目前的光盘的例子包括致密盘—只读存储器(CD-ROM)、致密盘—读/写(CD-R/W)和DVD。
适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括至少一个通过系统总线直接或间接与存储单元耦合的处理器。存储单元可以包括在程序代码实际执行期间被部署的本地存储器、海量存储装置和高速缓冲存储器，所述高速缓冲存储器提供至少某种程序代码的临时存储装置以减少在执行期间代码必须从海量存储装置进行检索的次数。输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指示设备等)可以被直接地或通过中间I/O控制器耦合至系统。网络适配器也可耦合至系统以使数据处理系统能够变得通过中间的私人或公众网络耦合至其它数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡仅是一部分目前可用类型的网络适配器。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其包括：
实时监控第一车辆的卫星信号接收强度，所述第一车辆用于运输所述危化品；
判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值；
基于判断的结果，采用相应定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态；
基于相应的当前状态，采取相应措施。
2.如权利要求1所述基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其中若所述第一车辆的卫星信号接收强度大于或等于预定阈值，则基于所述卫星接收信号采用第一定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态。
3.如权利要求1所述基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其中若所述第一车辆的卫星信号接收强度小于预定阈值，则基于所述星接收信号采用第二定位方法确定所述第一车辆和相邻车辆的当前状态。
4.如权利要求2所述基于北斗系统的危化品车辆运输方法，所述第一定位方法包括：
当判断第一车辆的卫星信号接收强度是否大于或等于预定阈值时，所述第一车辆发送第一状态请求，所述第一状态请求包括位置请求信息、系统时钟、车辆加速度信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标和范围阈值信息，所述位置请求信息表示所述第一车辆请求确定其自身地理位置，所述范围阈值信息表示所述第一车辆选择的地理空间范围；
基于所述第一状态请求，获取所述第一车辆的卫星定位的第一车辆的第一状态信息，并且确定在所述范围阈值内的相邻车辆的第二状态信息，所述相邻车辆的第二状态信息包括所述相邻车辆品牌、系统时钟、相邻车辆识别ID、所述相邻车辆的当前速度、所述相邻车辆的加速度、北斗卫星定位的相邻车辆位置信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标以及所述相邻车辆的类型；
基于所述第一车辆的第一状态信息和相邻车辆的第二状态信息，确定所述第一车辆与相邻车辆的距离和相对速度。
5.如权利要求4所述基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其中所述基于所述第一车辆的第一状态信息和相邻车辆的第二状态信息，确定所述第一车辆与相邻车辆的距离和相对速度包括：
基于所述第一车辆与所述相邻车辆的共有北斗卫星仰角和距离、信号往返时间确定所述第一车辆与相邻车辆的相对位置和相对速度。
6.如权利要求3所述基于北斗系统的危化品车辆运输方法，所述第二定位方法包括：
当判断第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值时，所述第一车辆发送第二状态请求，所述第二状态请求包括位置请求信息、系统时钟、车辆加速度信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标和范围阈值信息，所述位置请求信息表示所述第一车辆请求确定其自身地理位置，所述范围阈值信息表示所述第一车辆选择的地理空间范围；
基于所述第二状态请求，获取所述第一车辆的卫星定位的第一车辆的第三状态信息，并且确定在所述范围阈值内的相邻车辆的第四状态信息，所述相邻车辆状态信息包括所述相邻车辆品牌、系统时钟、相邻车辆识别ID、所述相邻车辆的当前速度、所述相邻车辆的加速度、北斗卫星定位的相邻车辆位置信息、相关观测北斗卫星传输信号的信噪比、相关观测北斗卫星的仰角、相关观测北斗卫星轨道坐标以及所述相邻车辆的类型；
基于所述第一车辆的卫星信号接收强度是否小于预定阈值的前一时刻的第一状态信息，当前时刻的第三状态信息和当前时刻的第四状态信息，估计下一时刻所述第一车辆与所述相邻测量的相对位置估计值和相对速度的估计值。
7.如权利要求1所述基于北斗系统的危化品车辆运输方法，其中所述基于相应的当前状态，采取相应措施包括：
若所述第一车辆与最相邻车辆之间的相对位置小于第一距离阈值时，则向所述第一车辆发出报警；
若所述第一车辆与某相邻车辆的相对速度高于第二速度阈值时，则向所述第一车辆和该相邻车辆发出报警。
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