CN109856648B - 一种网约车计程计时检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网约车计程计时检测装置及方法。该装置包括：卫星导航信号模拟器，用于输出模拟卫星导航信号；卫星信号回放设备，用于采集模拟卫星导航信号并输出回放信号；屏蔽箱，接收回放信号，并传输给放置在其内部的被测移动终端；处理器，用于接收所述导航定位模块输出的位置信息以及所述回放信号，基于所述位置信息计算模拟里程、提取所述回放信号中的标准里程以及计算所述模拟里程相对于所述标准里程的误差。根据本发明的网约车计程计时检测装置及方法主要用于检测人员在外场对网约车司机使用的移动终端导航定位模块进行功能和性能指标的快速监督检测。该检测装置具有轻便、易操作、适应外场供电方式、检测快速等特点。

Description

一种网约车计程计时检测装置及方法

技术领域

本发明涉及互联网约车技术领域，具体地，涉及一种网约车计程计时检测装置及方法。

背景技术

在国内，目前市场上主流的网络预约出租汽车(以下简称“网约车”)平台主要有滴滴出行(优步)、易到用车、首汽约车、神州优车等企业，这几家平台几乎占据了整个网约车市场90％以上的交易量。目前上述服务平台均设在北京，利用互联网技术为分布在全国多个城市的网约车提供里程、时间、轨迹路线的计算、修正、存贮、仲裁、管理等服务。

各网约车平台计程计时计量方式和算法差距较大，各网约车服务平台采用不同的计程计时计算、修正算法，直接导致网约车贸易结算依据的里程和时间信息不同。服务平台所采用的算法是否精准直接影响到网约车计程计时的准确可靠性。此外，网约车终端定位性能参差不齐导致计程计时结果差异大，由于不同平台公司管理制度不同，网约车司机使用定位终端(主要是手机)的情况千差万别，其定位性能也参差不齐，导致计程计时结果差异大。

因此，有必要开发一种能够对网约车移动终端的定位模块进行功能和性能指标检测的装置及方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

网约车在方便人们出行的同时，也带来了诸多隐患。由于网约车的运营管理方式与传统出租车不同，其运营车辆上不安装经过计量检测的计价器，而是以司机使用的移动或车载的卫星定位终端作为其行驶里程和时间的测量设备，但该类设备未经过计量检测，产品质量参差不齐，测量准确度无法保证，故存在较大的贸易结算风险，该问题已经成为社会关注的焦点。网约车作为一个异军突起的新兴产业，世界各地对网约车合法性规定也各有不同，因此对于网约车计程计时在世界上也没有可借鉴的技术和相关标准规范，与之相匹配的计量技术在行业内尚处于空白状态，因此以卫星导航计量技术为基础，研发适用于网约车的计程计时计量技术，开展网约车计程计时计量技术研究、研发网约车计程计时检测装置显得尤为必要。为了解决上述问题，本发明提出了一种网约车计程计时检测装置及方法。

根据本发明的一方面，提出一种网约车计程计时检测装置，包括：

卫星导航信号模拟器，用于生成具有已知标准里程的测试场景，并基于所述测试场景输出模拟卫星导航信号；

卫星信号回放设备，与所述卫星信号模拟器连接，用于采集所述卫星信号模拟器的模拟卫星导航信号并输出回放信号；

屏蔽箱，通过天线接收所述卫星信号回放设备回放输出的回放信号，并传输给放置在其内部的被测移动终端；其中，所述被测移动终端中的导航定位模块基于所述回放信号输出位置信息；

处理器，通过所述屏蔽箱上的ADC接口与所述被测移动终端连接，用于接收所述导航定位模块输出的位置信息、基于所述位置信息计算模拟里程、提取所述回放信号中的标准里程以及计算所述模拟里程相对于所述标准里程的误差。

优选地，所述卫星信号回放设备包括：

卫星信号采集模块，用于采集所述卫星信号模拟器的模拟卫星导航信号，并将所采集的数据存储于存储器中；

卫星信号回放模块，用于将所述存储器中待回放场景的数据文件根据不同频点进行回放输出。

优选地，所述卫星信号采集模块包括射频信号调理模块、模数转换模块、数据处理模块；

所述射频信号调理模块包括用于将模拟卫星导航信号分为M路的分路器，以及M路用于对射频信号进行下变频、滤波和功率调理的射频信号调理单元；

所述模数转换模块包括M路模数转换单元，用于分别对M路射频信号调理单元输出的信号进行模数转换，生成M路数字信号；

所述数据处理模块包括M路用于分别对M路数字信号进行数据下变频、抽取滤波以及数据组帧的数字处理单元，以及用于将M路数据进行汇集以生成打包数据的数据打包单元。

优选地，所述数字处理单元还用于对帧数据进行频点和时间标记。

优选地，M路模数转换单元共用采样时钟。

优选地，所述卫星回放模块包括数据处理模块、数模转换模块、射频信号调理模块；

所述数据处理模块包括用于将打包数据分成N路频点数据的数据拆包单元以及用于分别对N路频点数据进行数据解频、插值滤波、数字上变频以生成数字中频信号的频点信号处理单元；

所述模数转换单元包括N路数模转换单元，用于分别对N路数字中频信号进行数模转换，生成N路模拟中频信号；

所述射频信号调理模块包括N路用于分别对N路模拟中频信号进行滤波、上变频、功率控制的射频信号调理单元，以及用于将N路射频信号合路的合路器。

优选地，N路数模转换单元共用采样时钟。

优选地，所述卫星信号采集模块通过PXIe总线向所述存储器发送数据，所述卫星信号回放模块通过PXIe总线从所述存储器读取数据。

根据本发明的另一方面，提出一种网约车计程计时检测方法，包括：

1)生成具有已知标准里程的测试场景，并基于测试场景输出模拟卫星导航信号；

2)连续采集模拟卫星导航信号不少于设定时间，并输出回放信号；

3)在实验室条件下将所述回放信号发送至被测移动终端，所述被测移动终端基于所述回放信号输出位置信息；

4)基于所述位置信息计算模拟里程；

5)从所述回放信号中提取标准里程；

6)计算所述模拟里程相对于所述标准里程的误差。

优选地，在步骤3)中通过以下方式实现实验室条件：

将所述被测移动终端放置在屏蔽箱中，以屏蔽空间中的卫星定位信号；

所述屏蔽箱通过接收天线接收步骤1)中输出的模拟卫星导航信号；

所述被测移动终端仅接收所述屏蔽箱中的模拟卫星导航信号。

本发明具有以下有益技术效果：

根据本发明的网约车计程计时检测装置及方法主要用于检测人员在外场对网约车司机使用的移动终端导航定位模块进行功能和性能指标的快速监督检测。该检测装置具有轻便、易操作、适应外场供电方式、检测快速等特点。

本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置的结构图；

图2示根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置中的卫星信号采集模块的结构图；

图3示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置中的卫星信号回放模块的结构图；

图4示出安装在被测移动终端中的软件主界面；

图5示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置的使用流程图；

图6示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测方法的流程图。

主要附图标记：

10、卫星导航信号模拟器，20、卫星信号回放设备，30、屏蔽箱，40、处理器，50、被测移动终端；

100、射频信号调理模块，200、模数转换模块，300、数据处理模块，400、存储器，500、数据处理模块，600、数模转换模块，700、射频信号调理模块；

110、分路器，111…11M、第1射频信号调理单元…第M射频信号调理单元，121…12M、第1模数转换单元…第M模数转换单元，131…13M、数字处理单元，130、数据打包单元；

140、数据打包单元，141…14N、第1频点信号处理单元…第N频点信号处理单元，151…15N、第1数模转换单元…第N数模转换单元，161…16N、第1射频信号调理单元…第N射频信号调理单元，160合路器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置的结构图。如图1所示，该网约车计程计时检测装置包括卫星导航信号模拟器10、卫星信号回放设备20、屏蔽箱30和处理器40。

其中，卫星导航信号模拟器10用于生成具有已知标准里程的测试场景，并基于所述测试场景输出模拟卫星导航信号；

卫星信号回放设备20与卫星信号模拟器10连接，用于采集卫星信号模拟器10的模拟卫星导航信号并输出回放信号；

屏蔽箱30通过天线接收卫星信号回放设备20回放输出的回放信号，并传输给放置在其内部的被测移动终端50；其中，被测移动终端50中的导航定位模块基于回放信号输出位置信息；

处理器40通过屏蔽箱30上的ADC接口与被测移动终端50连接，用于接收导航定位模块输出的位置信息、基于位置信息计算模拟里程、提取回放信号中的标准里程以及计算模拟里程相对于标准里程的误差。

根据网约车在城市运营条件下可能遇到的高速环路、辅路、市区道路、机场、车站、工业园区、住宅小区等道路环境，通过卫星导航信号模拟器10制作具有已知标准里程的测试场景。所生成的测试场景包含这些复杂的道路环境，并且还包含轨道误差、卫星钟差和信号传输层误差模型，根据实际情况设置不同的干扰因素，尽可能覆盖所有可能出现的环境条件，以更使测试场景最大程度地接近真实环境。此外，卫星导航信号模拟器应尽可能制作尽可能多的标准检测场景库，包括动态复杂场景和定点高精度场景。卫星导航信号模拟器10基于测试场景输出模拟卫星导航信息。

卫星信息回放设备20连续采集卫星导航信号不少于设定时间，例如15分钟，以记录形式将模拟卫星导航信号存储于设备内部，并在实验室环境下将所记录的场景回放给车载终端，也即被测移动终端，完成在实验室环境下对卫星导航终端实际使用性能的测试。

通过以下方式实现在实验室环境下将记录的场景回放给被测移动终端：

将被测移动终端放置在屏蔽箱30内部，该屏蔽箱屏蔽除卫星信号回放设备20以外的一切信号，仅接收卫星信号回放设备20，从而避免了该被测移动终端接收真实的卫星导航信号以及其他干扰信号。该屏蔽箱上的ADC接口与被测移动终端连接，用于接收被测移动终端输出的信号，并将该信号传输至处理器以进行数据处理。

被测移动终端中的导航定位模块基于所接收到的回放信号能够输出位置信息，处理器40基于该位置信息即能够计算模拟里程，并且接收回放信号，从该回放信号中提出标准里程；基于所得到时模拟里程和标准里程，处理器40计算模拟里程相对于标准里程的误差，并且，处理器40还能够基于标准里程所对应的标准时间以及被测移动终端所得到的计程时间，计算计程时间相对于标准时间的误差，从而使实了对网约车计程计时装置的检测。

在一个示例中，卫星信号回放设备20包括卫星信号采集模块和卫星信号回放模块。其中，卫星信号采集模块用于采集所述卫星信号模拟器的模拟卫星导航信号，并将所采集的数据存储于存储卡中；卫星信号回放模块用于将所述存储卡中待回放场景的数据文件根据不同频点进行回放输出。

卫星信号回放设备采用集成化设计，采用单通道采集、回放频点信号工作模式。图2示出了本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置中的卫星信号采集模块的结构图。如图2所示，该卫星信号采集模块包括射频信号调理模块100、模数转换模块200、数据处理模块300、存储器400。其中，射频信号调理模块100包含分路器110和M路射频信号调理单元，分别是第10射频信号调理单元111、第2射频信号调理单元112、…、第M射频信号调理单元11M；模数转换模块200包括M路模数转换单元，分别是第1模数转换单元121、第2模数转换单元122、…、第M模数转换单元12M；数据处理模块300包括M路模数转换单元和数据打包单元130，M路模数转换单元分别是第1模数转换单元131、第2模数转换单元132、…、第M模数转换单元。

具体地，该卫星信号采集模块通过天线接收包含所有频点的导航信号，由分路器110将输入的信号分成M路，分别送给M个通道的射频信号调理单元，完成下变频、滤波、功率调理，得到适合采集的高质量信号；之后发送给M通道的模数转换单元以进行模数转换。为了保证所采集的各个频点的信号在时间和相位上严格一致，M通道的模数转换单元共用采样时钟。完成数字化后的信号都发送给数据处理模块300，其主要功能可以在FPGA中完成，FPGA包含M个处理通道，每个通道能够完成1个频点信号的数据的提取，采集数据进入到某个通道后先进行数字下变频(DDC)，将中频数据变成基带数据，然后进行抽取滤波，接着对得到的数据进行组帧打上频点和时间标记，各个频点数据将汇集到数据打包单元130，根据数据传输和存储协议进行打包，然后通过高速数据输出接口送到大容量存储设备存储器400中存储下来。

图3示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置中的卫星信号回放模块的结构图。如图3所示，该卫星信号回放模块包括存储器400、数据处理模块500、数模转换模块600和射频信号调理模块700。其中，数据处理模块500包括数据打包单元140和N路频点信号处理单元，包括第1频点信号处理单元141、第2频点信号处理单元142、…、第N频点信号处理单元14N；数模转换模块600包括N路数模转换单元，分别是第1数模转换单元151、第2数模转换单元152、…、第N数模转换单元15N；射频信号调理模块700包括N路射频信号调理单元和合路器160。N路射频信号调理单元包括第1射频信号调理单元161、第2射频信号调理单元162、…、第N射频信号调理单元16N。

N的数值优选与M相等，也可以根据实际情况以及具体要求来设置。

卫星信号回放模块在单通道回放7个频点信号时，首先根据设置的需要回放的频点和场景，通过PXIe总线从大容量高速存储卡，即存储器400中读取相应的数据文件，根据不同频点完成数据拆包，将不同频点的数据送给不同的处理通道，每个处理通道完成一个频点信号处理。在每个通道中首先完成数据解帧，将数据中的频点信号、时间信息等冗余数据去掉，然后进行插值滤波，再进行数字上变频得到数字中频信号，然后送给数模转换单元完成数模转换得到模拟中频信号，模拟中频信号送给射频信号调理单元，完成滤波、上变频、功率控制和合路后由射频接口输出。

被测移动终端通过USB线缆与处理器，例如便携式计算机连接，检测人员通过便携式计算机对该被测移动终端安装APP软件以进行测试。在测试完成阶段便携式计算机控制被测移动终端的软件对测试数据通过USB数据线进行上传。被测移动终端软件主要控制被测移动终端按照便携式计算机的控制，开启卫星定位数据监测功能。被测移动终端软件每次测试获取里程、时间和每个1秒钟时间间隔的位置信息。移动终端软件主要界面如图4所示。

图5示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测装置的使用流程图。如图5所示，包括步骤S101～步骤S107。

使用流程包括测试系统准备阶段、测试阶段和数据上传阶段。

测试系统准备阶段包括步骤S101～步骤S103。在步骤S101中，进行测试准备；在步骤S102中，测试系统线缆连接；在步骤S103中，进行系统自检，如果自检不成功则重新执行步骤S102，如果自检成功则执行步骤S104，安装被测移动终端软件。

在测试阶段，检测人员通过便携式计算机控制卫星移动终端进入测试阶段，同时操作卫星回放设备进入测试场景，开始测试。在测试阶段，检测人员可以通过操作卫星回放设备随时对测试场景播放的测试信号暂停和停止。

具体地，测试阶段包括步骤S105和步骤S106。在步骤S105中，测试设备开始测试；在步骤S106中，判断测试是否完成，如果未完成则继续执行步骤S105，如果完成则执行步骤S107。

在完成测试之后，检测人员通过操作便携式计算机控制卫星移动终端，对检测数据进行上传，如图5中的步骤S107。数据上传之后，检测人员对数据进行保存和处理。

本发明还提出了一种网约车计程计时检测方法。图6示出根据本发明的示例性实施方案的网约车计程计时检测方法的流程图。如图所示，该方法包括步骤S11～步骤S16。

在步骤S11中，生成具有已知标准里程的测试场景，并基于测试场景输出模拟卫星导航信号；

在步骤S12中，连续采集模拟卫星导航信号不少于设定时间，并输出回放信号；

在步骤S13中，在实验室条件下将所述回放信号发送至被测移动终端，所述被测移动终端基于所述回放信号输出位置信息；

在步骤S14中，基于所述位置信息计算模拟里程；

在步骤S15中，从所述回放信号中提取标准里程；

在步骤S16中，计算所述模拟里程相对于所述标准里程的误差。

在一个示例中，通过以下方式实现实验室条件：

将所述被测移动终端放置在屏蔽箱中，以屏蔽空间中的卫星定位信号；

所述屏蔽箱通过接收天线接收步骤S11中输出的模拟卫星导航信号；

所述被测移动终端仅接收所述屏蔽箱中的模拟卫星导航信号。

应用示例

利用卫星导航信号模拟器制作不同的已知标准里程场景信号(试验路段)，利用本发明提出的计程计时检测装置对多家网约车被测移动终端开展里程测量，验证各网约车平台移动终端计程计时的准确度，某型号的两台终端计程、计时误差试验结果如表1、表2所示。

表1

表2

试验终端编号	起点被测终端(时钟示值)	起点标准(时钟示值)	终点被测终端(时钟示值)	终点标准(时钟示值)	计时误差(<sub>s</sub>)
						1号	09:04:47	09:04:47	09:38:12	09:38:12	0
2号	09:04:47	09:04:47	09:38:12	09:38:12	0
						1号	13:22:52	13:22:52	14:20:28	14:20:28	0
2号	13:22:52	13:22:52	14:20:28	14:20:28	0
						1号	16:28:06	16:28:06	16:51:41	16:51:41	0
2号	16:28:06	16:28:06	16:51:41	16:51:41	0

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种网约车计程计时检测装置，其特征在于，包括：

卫星导航信号模拟器，用于生成具有已知标准里程的测试场景，并基于所述测试场景输出模拟卫星导航信号；

卫星信号回放设备，与所述卫星信号模拟器连接，用于采集所述卫星信号模拟器的模拟卫星导航信号并输出回放信号；

屏蔽箱，通过天线接收所述卫星信号回放设备回放输出的回放信号，并传输给放置在其内部的被测移动终端；其中，所述被测移动终端中的导航定位模块基于所述回放信号输出位置信息；

处理器，通过所述屏蔽箱上的ADC接口与所述被测移动终端连接，用于接收所述导航定位模块输出的位置信息以及所述回放信号，基于所述位置信息计算模拟里程、提取所述回放信号中的标准里程以及计算所述模拟里程相对于所述标准里程的误差。

2.根据权利要求1所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，所述卫星信号回放设备包括：

卫星信号采集模块，用于采集所述卫星信号模拟器的模拟卫星导航信号，并将所采集的数据存储于存储卡中；

卫星信号回放模块，用于将所述存储卡中待回放场景的数据文件根据不同频点进行回放输出。

3.根据权利要求2所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，所述卫星信号采集模块包括射频信号调理模块、模数转换模块、数据处理模块；

所述射频信号调理模块包括用于将模拟卫星导航信号分为M路的分路器，以及M路用于对射频信号进行下变频、滤波和功率调理的射频信号调理单元；

所述模数转换模块包括M路模数转换单元，用于分别对M路射频信号调理单元输出的信号进行模数转换，生成M路数字信号；

所述数据处理模块包括M路用于分别对M路数字信号进行数据下变频、抽取滤波以及数据组帧的数字处理单元，以及用于将M路数据进行汇集以生成打包数据的数据打包单元。

4.根据权利要求3所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，所述数字处理单元还用于对帧数据进行频点和时间标记。

5.根据权利要求3所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，M路模数转换单元共用采样时钟。

6.根据权利要求2所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，所述卫星回放模块包括数据处理模块、数模转换模块、射频信号调理模块；

所述数据处理模块包括用于将打包数据分成N路频点数据的数据拆包单元以及用于分别对N路频点数据进行数据解频、插值滤波、数字上变频以生成数字中频信号的频点信号处理单元；

所述数模转换模块包括N路数模转换单元，用于分别对N路数字中频信号进行数模转换，生成N路模拟中频信号；

所述射频信号调理模块包括N路用于分别对N路模拟中频信号进行滤波、上变频、功率控制的射频信号调理单元，以及用于将N路射频信号合路的合路器。

7.根据权利要求6所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，N路数模转换单元共用采样时钟。

8.根据权利要求2所述的网约车计程计时检测装置，其特征在于，所述卫星信号采集模块通过PXIe总线向所述存储器发送数据，所述卫星信号回放模块通过PXIe总线从所述存储器读取数据。

9.一种网约车计程计时检测方法，其特征在于，包括：

1)生成具有已知标准里程的测试场景，并基于测试场景输出模拟卫星导航信号；

2)连续采集模拟卫星导航信号不少于设定时间，并输出回放信号；

3)在实验室条件下将所述回放信号发送至被测移动终端，所述被测移动终端基于所述回放信号输出位置信息；

4)基于所述位置信息计算模拟里程；

5)从所述回放信号中提取标准里程；

6)计算所述模拟里程相对于所述标准里程的误差；

在步骤3)中通过以下方式实现实验室条件：

将所述被测移动终端放置在屏蔽箱中，以屏蔽空间中的卫星定位信号；

所述屏蔽箱通过接收天线接收步骤1)中输出的模拟卫星导航信号；

所述被测移动终端仅接收所述屏蔽箱中的模拟卫星导航信号。

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