CN108413932A - 汽车导航系统高度信息识别探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车导航系统高度信息识别探测方法，一、获取等高线图数据、高架桥位置及高度信息数据、移动通信基站位置及高度信息数据并存储在手机数据库中；二、手机卫星导航系统通过GPS获取汽车当前位置坐标后向移动通信基站发送该位置坐标和发送时刻数据；三、移动通信基站接收到位置坐标和发送时刻数据，向该手机返回该移动通信基站的水平位置坐标、高度坐标和返回时刻；四、手机数据处理单元计算出该移动通信基站信号接收点高度、汽车到该移动通信基站信号接收点水平距离；五、手机处理器时间数据与预先设定的阀值作对比判断是否正确；不正确重复第二步至第四步，正确进行路线导航规划。本发明优点在于实现快速、准确导航。

Description

汽车导航系统高度信息识别探测方法

技术领域

本发明涉及车载卫星导航系统，尤其是涉及汽车导航系统高度信息识别探测方法。

背景技术

目前，汽车导航系统一般包括以下模块：汽车位置探测模块、路径规划模块、误差补偿模块和智能语音提醒模块。汽车位置探测模块是汽车导航系统的基础模块，在汽车行驶过程中，能否实现对行驶路线的准确导航直接影响汽车能否准确到达目的地。

已有的汽车位置探测技术主要是基于车载GPS来进行位置定位并获取汽车位置信息，但存在的不足是获取的汽车位置信息在高度定位方面偏差较大，无法识别汽车是否在高架桥上，使得导航路线规划错误，无法准确导航。究其原因是：当汽车行驶在是两个相交叉的高架桥上，或行驶在高架桥下方的道路上，由于相交叉高架桥之间或高架桥与其下方道路的高度差≥3m，此时汽车导航系统无法识别汽车行驶在那架高架桥上、或无法识别行驶在高架桥上还是行驶在该高架桥下方的道路上，这将将造成汽车导航系统发生误判现象，致使给出的导航行驶路线出现错误，无法准确导航。

发明内容

本发明目的在于提供一种汽车导航系统高度信息识别探测方法，利用手机SIM卡的移动4G网络具有双向数据传输的功能，通过手机与移动信号基站的水平距离、传输距离和移动信号接收基站的高度数据，准确给出行驶车辆的具体位置信息。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的汽车导航系统高度信息识别探测方法，包括下述步骤：

第一步、首先通过国家地理管理部门获取等高线图数据、市政规划管理部门获取各城市每个高架桥的位置及高度信息数据、各移动信号运营商获取每个移动通信基站的位置及高度信息数据，并把上述数据存储在支持4G网络传输的手机数据库中；

第二步、所述手机的卫星导航系统开启工作时，根据驾驶者输入的目的地信息，所述卫星导航系统通过GPS获取汽车当前的水平位置坐标（x₁，y₁）数据，然后通过4G网络向移动通信基站发送该位置坐标（x₁，y₁）数据和该发送时刻t₀数据；

第三步、接收到上述位置坐标（x₁，y₁）数据和发送时刻t₀数据的移动通信基站，向该手机的卫星导航系统返回该移动通信基站的水平位置坐标（x₂，y₂）数据、高度坐标h_B数据和返回时刻t₁数据；该手机将收到的水平位置坐标（x₂，y₂）数据、高度坐标h_B数据和返回时刻t₁数据暂存在手机的缓存器中；

第四步、手机的数据处理单元按照公式计算出上述数据的传输时间差t_s，并按照公式 计算出该移动通信基站信号接收点的高度h_B、汽车到该移动通信基站信号接收点之间的直线距离s、汽车到该移动通信基站信号接收点的水平距离d；然后根据公式计算出汽车的高度h，将上述数据暂存在手机缓存器中；其中，v_c是电磁波的传播速度，h_L是汽车与该移动通信基站信号接收点之间的水平高度差；

第五步、手机的处理器分别将缓存器中暂存的时间数据t_s与预先设定的判定阀值t=1ms（因一个大功率的移动通信基站覆盖范围为10km，电磁波传输速度为3×10⁸m/s，加上数据延迟时间，故传输时间最大为1ms）作对比，判断该时间数据t_s是否正确；不正确重复第二步至第四步，正确进行下一步；

第六步、手机的处理器将缓存器中暂存的汽车高度信息h与数据库中存储的各个高架桥的高度数据作比较，判断该高度值信息h在哪一个高架桥上，若不符合任一高架桥的高度数据，重复第三步至第五步；若符合，卫星导航系统继续进行汽车行驶路线导航规划。

第六步中，判断该高度信息h在哪一个高架桥上分三种情况：

a、若汽车高度信息h高于手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值时，重复第三步至第五步；

b、若汽车高度信息h与手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值相差±70cm，则系统判定为该汽车在此高架桥上，卫星导航系统继续进行汽车行驶路线导航规划；

c、若汽车高度信息h低于手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值时，重复第三步至第五步。

本发明优点在于将支持4G网络传输的手机SIM卡的移动数据4G网络双向数据传输应用于导航系统中，使车辆以较低能耗实现快速、准确导航；手机人人都有而且不易受到环境的影响，因此本发明实现简单、开发成本低，只需在原有手机导航软件上编写相应的算法即可，不需重新开发一个软件，方便快捷。

附图说明

图1是本发明方法的流程框图。

图2是本发明所述卫星导航系统的汽车高度信息探测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1、2所示，本发明所述的汽车导航系统高度信息识别探测方法，包括下述步骤：

第一步、首先通过国家地理管理部门获取等高线图数据、市政规划管理部门获取各城市每个高架桥1、2的位置及高度信息数据、各移动信号运营商获取每个移动通信基站3的位置及高度信息数据，并把上述数据存储在支持4G网络传输的手机数据库中；

第二步、所述手机的卫星导航系统开启工作时，根据驾驶者输入的目的地信息，所述卫星导航系统通过GPS获取汽车4当前的水平位置坐标（x₁，y₁）数据，然后通过4G网络向移动通信基站3发送该位置坐标（x₁，y₁）数据和该发送时刻t₀数据；

第三步、接收到上述位置坐标（x₁，y₁）数据和发送时刻t₀数据的移动通信基站3，向该手机的卫星导航系统返回该移动通信基站3的水平位置坐标（x₂，y₂）数据、高度坐标h_B数据和返回时刻t₁数据；该手机将收到的水平位置坐标（x₂，y₂）数据、高度坐标h_B数据和返回时刻t₁数据暂存在手机的缓存器中；

第四步、手机的数据处理单元按照公式计算出上述数据的传输时间差t_s，并按照公式 计算出该移动通信基站3信号接收点5的高度h_B、汽车4到该移动通信基站3信号接收点5的水平距离d、汽车4到该移动通信基站3信号接收点5之间的直线距离s；然后根据公式计算出汽车的高度h，将上述数据暂存在手机缓存器中；其中，v_c是电磁波的传播速度，h_L是汽车4与该移动通信基站3信号接收点5之间的水平高度差；

第五步、手机的处理器分别将缓存器中暂存的时间数据t_s与预先设定的判定阀值t=1ms（因一个大功率的移动通信基站3覆盖范围为10km，电磁波传输速度为3×10⁸m/s，加上数据延迟时间，故传输时间最大为1ms）作对比，判断该时间数据t_s是否正确；不正确重复第二步至第四步，正确进行下一步；

第六步、手机的处理器将缓存器中暂存的汽车4高度信息h与数据库中存储的各个高架桥1、2的高度数据作比较，判断汽车4高度信息h在哪一个高架桥上，判断规则如下：

a、若汽车高度信息h高于手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值时，重复第三步至第五步；

b、若汽车高度信息h与手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值相差±70cm，则系统判定为该汽车在此高架桥上，卫星导航系统继续进行汽车行驶路线导航规划；（因大多数轿车高度为150cm-170cm，驾驶员坐在驾驶位置时手机的高度为70cm左右，而且两个高架桥之间的高度差至少为3m）；

c、若汽车高度信息h低于手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值时，重复第三步至第五步。

Claims (2)

1.一种汽车导航系统高度信息识别探测方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步、首先通过国家地理管理部门获取等高线图数据、市政规划管理部门获取各城市每个高架桥的位置及高度信息数据、各移动信号运营商获取每个移动通信基站的位置及高度信息数据，并把上述数据存储在支持4G网络传输的手机数据库中；

第二步、所述手机的卫星导航系统开启工作时，根据驾驶者输入的目的地信息，所述卫星导航系统通过GPS获取汽车当前的水平位置坐标（x₁，y₁）数据，然后通过4G网络向移动通信基站发送该位置坐标（x₁，y₁）数据和该发送时刻t₀数据；

第三步、接收到上述位置坐标（x₁，y₁）数据和发送时刻t₀数据的移动通信基站，向该手机的卫星导航系统返回该移动通信基站的水平位置坐标（x₂，y₂）数据、高度坐标h_B数据和返回时刻t₁数据；该手机将收到的水平位置坐标（x₂，y₂）数据、高度坐标h_B数据和返回时刻t₁数据暂存在手机的缓存器中；

第四步、手机的数据处理单元按照公式计算出上述数据的传输时间差t_s，并按照公式 计算出该移动通信基站信号接收点的高度h_B、汽车到该移动通信基站信号接收点之间的直线距离s、汽车到该移动通信基站信号接收点的水平距离d；然后根据公式计算出汽车的高度h，将上述数据暂存在手机缓存器中；其中，v_c是电磁波的传播速度，h_L是汽车与该移动通信基站信号接收点之间的水平高度差；

第五步、手机的处理器分别将缓存器中暂存的时间数据t_s与预先设定的判定阀值t=1ms作对比，判断该时间数据t_s是否正确；不正确重复第二步至第四步，正确进行下一步；

第六步、手机的处理器将缓存器中暂存的汽车高度信息h与数据库中存储的各个高架桥的高度数据作比较，判断该高度值信息h在哪一个高架桥上，若不符合任一高架桥的高度数据，重复第三步至第五步；若符合，卫星导航系统继续进行汽车行驶路线导航规划。

2.根据权利要求1所述的汽车导航系统高度信息识别探测方法，其特征在于：第六步中，判断该高度信息h在哪一个高架桥上分三种情况：

a、若汽车高度信息h高于手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值时，重复第三步至第五步；

b、若汽车高度信息h与手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值相差±70cm，则系统判定为该汽车在此高架桥上，卫星导航系统继续进行汽车行驶路线导航规划；

c、若汽车高度信息h低于手机数据库中存储的、卫星导航系统规划行驶路线中的高架桥高度值时，重复第三步至第五步。