CN107861144A - 一种基于rfid的智能隧道导航方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于RFID的智能隧道导航方法，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，使用射频天线接收布设于隧道内的RFID标签发送的带有当前位置信号的射频信号，其中，所述位置信号为所述RFID标签所处位置的GPS模拟信号，将所述射频信号还原成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RFID的智能隧道导航方法
技术领域
本发明涉及隧道导航领域，尤其是一种基于RFID的智能隧道导航方法。
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RFID的智能隧道导航方法，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RFID的智能隧道导航方法，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，使用射频天线接收布设于隧道内的RFID标签发送的带有当前位置信号的射频信号，其中，所述位置信号为所述RFID标签所处位置的GPS模拟信号，将所述射频信号还原成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时，进入步骤S3；若否，则判断当前道路为隧道道路时，进入步骤S4。
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所述RFID标签所发送位置信号的时间间隔和这两个所述RFID标签的位置信号，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，所述射频天线设置在车辆的底部，所述RFID标签设置在道路地面下方。
作为进一步改进，所述RFID标签与道路地面的距离为5cm-20cm。
作为进一步改进，所述射频天线的频率为13.56MHz。
作为进一步改进，所述布设于隧道内的RFID标签的间距为100m-300m。
作为进一步改进，在岔路口和弯道前50m-200m范围内，相邻两个RFID标签的间距为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。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
本发明一种基于RFID的智能隧道导航方法，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RFID标签发送的带有其当前所在位置的位置信号的射频信号，将所述射频信号还原成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RFID标签发出的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。
附图说明
附图1是本发明一种基于RFID的智能隧道导航方法的流程图。
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RFID的智能隧道导航方法，包括以下步骤：
S1，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。
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，使用射频天线接收布设于隧道内的RFID标签发送的带有当前位置信号的射频信号，其中，所述位置信号为所述RFID标签所处位置的GPS模拟信号，将所述射频信号还原成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。
为配合上述智能隧道导航方法，本实施例还提供一种用于实现上述智能隧道导航方法的导航装置，包括：
GPS导航模块，用于在非隧道的道路行驶时，根据当前的GPS定位信号和行车路线进行导航；
隧道导航模块，用于在隧道内行驶时，进行导航，包括：若干RFID标签、射频天线和解码器，若干所述RFID标签设置于隧道内部各个位置，每一所述RFID标签内均储存有其当前所在位置的位置信号，所述射频天线和所述解码器设置于车辆上。
当车辆行驶在非隧道道路上时，使用所述GPS导航模块根据当前的GPS定位信号和行车路线进行导航；当车辆进入隧道内部时，启动所述隧道导航模块，此时射频天线会发出射频信号，当所述RFID标签进入所述射频天线的辐射范围内时，所述RFID标签向所述射频天线发送带有其当前所在位置的位置信号的射频信号，其中，所述位置信号为所述RFID标签当前所处位置的GPS模拟信号，所述射频信号经所述射频天线传输到所述解码器，所述解码器将所述射频信号还原为GPS模拟信号并发送到所述GPS导航模块，所述GPS导航模块根据所述GPS模拟信号和所述行车路线进行导航。
本装置在隧道内不需要使用GPS定位信号进行定位，直接使用RFID标签发出的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。
值得注意的是，本实施例中，RFID标签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，解码器只需将射频信号一步还原为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，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时，进入步骤S3；若否，则判断当前道路为隧道道路时，进入步骤S4。
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，在步骤S4之后进一步包括：
S5，根据接收到相邻两个所述RFID标签所发送位置信号的时间间隔和这两个所述RFID标签的位置信号，获取当前车速并将当前车速反馈给驾驶员。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，通过车辆经过相邻两个RFID标签的时间间隔和这两个发送端的间距，即可计算出车辆的当前速度。提高隧道导航的安全性。
低频和高频的射频天线的读写距离一般较近，一般在1M以内，而超高频的射频天线虽然读写距离长，但其穿透性不好容易受到阻隔。本实施例中，为使射频天线与RFID标签的读写效果最佳，不会出现误读或无法读取的情况。本实施例中，所述射频天线设置在车辆的底部，所述RFID标签设置在道路地面下方。所述射频天线的射频信号竖直向下辐射，可直接读取设置在底面下方的RFID标签。在保证RFID标签不会因为过往车辆的挤压而造成损坏的前提下，为使读写效果更好。本实施例中，所述RFID标签与道路地面的距离为5cm-20cm。进一步的，本实施例中，所述RFID标签与道路地面的距离为10cm。
本实施例中，所述射频天线的频率为13.56MHz。该频段属于高频频段，其读写距离适中，同时具有良好的穿透性，除金属材料外均可以穿透，保证射频天线对RFID的读写效果最佳。
本实施例中，为使导航效果最好，同时也使RFID标签的密集率不会因为过大而造成资源的浪费，本实施中，相邻两个RFID标签的间距为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-200m范围内，相邻两个所述RFID标签的间距为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。
在一些道路上，同一匝道内会存在多个车道，本实施例中，当同一匝道内具有多个车道时，每一车道上均设有与其编号一致的所述RFID标签。GPS导航模块可以进一步根据车道的编号更精准的对车辆进行定位，同时在需要更换车道时也可提前提醒驾驶员。如需要右转前提醒驾驶员走右侧车道。
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RFID的智能隧道导航方法，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，使用射频天线接收布设于隧道内的RFID标签发送的带有当前位置信号的射频信号，其中，所述位置信号为所述RFID标签所处位置的GPS模拟信号，将所述射频信号还原成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所述的智能隧道导航方法，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时，进入步骤S3；若否，则判断当前道路为隧道道路时，进入步骤S4。
3.根据权利要求1所述的智能隧道导航方法，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所述RFID标签所发送位置信号的时间间隔和这两个所述RFID标签的位置信号，获取当前车速并将当前车速反馈给驾驶员。
4.根据权利要求1所述的智能隧道导航方法，其特征在于，所述射频天线设置在车辆的底部，所述RFID标签设置在道路地面下方。
5.根据权利要求4所述的智能隧道导航方法，其特征在于，所述RFID标签与道路地面的距离为5cm-20cm。
6.根据权利要求5所述的智能隧道导航方法，其特征在于，所述射频天线的频率为13.56MHz。
7.根据权利要求1所述的智能隧道导航方法，其特征在于，所述布设于隧道内的RFID标签的间距为100m-300m。
8.根据权利要求7所述的智能隧道导航方法，其特征在于，在岔路口和弯道前50m-200m范围内，相邻两个RFID标签的间距为50m。
9.根据权利要求2所述的智能隧道导航方法，其特征在于，所述第一阈值为的取值范围为35dB-45dB。
10.根据权利要求9所述的智能隧道导航方法，其特征在于，所述第一阈值为的取值为40dB。
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