CN118155444A - 一种基于北斗的高精度定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆行车管理技术领域，公开了一种基于北斗的高精度定位系统及方法。系统包括：北斗终端，所述的北斗终端设置在驾驶舱顶部；图像获取模块，设置在驾驶舱内，用于获取驾驶员的图像信息；重量传感器，设置在车厢底部；车厢封闭检测器，设置在所述的车厢上；控制中心，所述的控制中心包括显示器、控制面板和集成处理器，所述的控制中心与所述的图像获取模块、重量传感器和车厢封闭检测器和北斗终端分别信号连接。采用本发明的系统可以精确地确定车辆的位置信息，司机的状态信息，车辆是否存在超载和未密封的情况，对车辆的统一管理更加精准。
Description
技术领域
本发明涉及车辆行车管理技术领域，具体涉及一种基于北斗的高精度定位系统及方法。
背景技术
本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的发明内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。
目前车辆行进中的管理，尤其是大批车辆的车队、运输的物流车队等都需要精准的定位，并通过控制中心统一控制，既可以随时知晓车辆的位置信息，又可以确定车辆行驶是否正常，便于统一的管理和突发情况的及时处理。
目前的管理还是以人工的对话联系结合一些GPS定位来进行处理，但是这些技术尤其是GPS技术要依靠外部技术，容易出现信息外泄等危险，而且，这样的控制并不精确，经常出现有突发状况不能及时发现和处理。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于北斗的高精度定位系统及方法，本发明的方法可以精确地确定车辆的位置信息，司机的状态信息，车辆是否存在超载和未密封的情况，对车辆的统一管理更加精准。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种基于北斗的高精度定位系统，包括：
北斗终端，所述的北斗终端设置在驾驶舱顶部；
图像获取模块，设置在驾驶舱内，用于获取驾驶员的图像信息；
重量传感器，设置在车厢底部；
车厢封闭检测器，设置在所述的车厢上；
控制中心，所述的控制中心包括显示器、控制面板和集成处理器，所述的控制中心与所述的图像获取模块、重量传感器和车厢封闭检测器和北斗终端分别信号连接。
一种基于北斗的高精度定位方法，包括：
北斗终端获取行车路线所涉及的区域的三维空间信息，根据所述的三维空间信息创建行车路线三维图，并在所述的行车路线三维图上标识出站点、道路边界和路口区域；将所述的行车路线三维图传输至控制中心，在显示器上显示行车路线三维图并显示北斗终端对应的车辆的具体位置；重量传感器和车厢封闭检测器将监测数据发送至控制中心，若车辆未超重且车厢密闭，则允许启动车辆；车内图像获取装置获取车内司机的坐姿图像，与控制中心内存储的行车坐姿进行比对，若坐姿图像与行车坐姿的偏差大于阈值，则向司机发出警报并向所述的控制中心发送警报数据。
进一步的，用于包含多个车辆的车队的高精度定位：
步骤将行车路线三维图传输至控制中心，在显示器上显示行车路线三维图并显示北斗终端对应的车辆的具体位置，所述的车辆为车队中最前车辆和最后车辆；所述的车队的车辆的顶部均设有雷达，所述的雷达用于获取车辆与和其紧邻的前后车辆的方位信息和距离数据；控制中心根据所述的最前车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第一位置信息，将计算出的最后车辆的第一位置信息与北斗终端获取的最后车辆位置信息进行比对；控制中心根据所述的最后车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第一位置信息，将计算出的最前车辆的第一位置信息与北斗终端获取的最前车辆位置信息进行比对，若最前车辆的位置信息与最前车辆的第一位置信息偏差小于设定值，且最后车辆的位置信息与最后车辆的第一位置信息偏差小于设定值，则判定车队中的车辆位置信息准确，存储各车辆的第一位置信息并记录为各车辆的位置信息。
进一步的，通过摄像装置获取车队的图像数据，所述的图像数据包括图像和图像获取时间；将所述的图像数据传输到控制中心，控制中心根据所述的最前车辆的位置信息、图像比例信息、各车辆之间的方位信息和距离信息来计算出其余各车辆的第二位置信息，将计算出的最后车辆的第二位置信息与北斗终端获取的最后车辆位置信息进行比对；控制中心根据所述的最后车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第二位置信息，将计算出的最前车辆的第二位置信息与北斗终端获取的最前车辆位置信息进行比对，若最前车辆的位置信息与最前车辆的第二位置信息偏差小于设定值，且最后车辆的位置信息与最后车辆的第二位置信息偏差小于设定值，则判定车队中的车辆位置信息准确，存储各车辆的第二位置信息并记录为各车辆的位置信息。
进一步的，控制中心将最前车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息进行比对，若偏差小于设定值，则将最前车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息的平均值作为最前车辆的第三位置信息，并按照第一位置信息和第二位置信息中接近位置信息的数据进行计算得出各车辆的第三位置信息，存储各车辆的第三位置信息并记录为各车辆的位置信息；或控制中心将最后车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息进行比对，若偏差小于设定值，则将最后车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息的平均值作为最后车辆的第三位置信息，并按照第一位置信息和第二位置信息中接近位置信息的数据进行计算得出各车辆的第三位置信息，存储各车辆的第三位置信息并记录为各车辆的位置信息。
进一步的，北斗终端获取各车辆的速度数据发送至控制中心，控制中心将各车辆的速度数据与限定速度范围进行对比，若车辆的速度数据超出所述的限定速度范围，则向司机发出提醒；若车辆的速度在限定速度范围内，则根据记录的各车辆的位置信息和北斗终端获取的各车辆的速度数据预测下一时刻最前车辆和最后车辆的位置信息，若预测下一时刻最前车辆和最后车辆的位置信息与北斗终端获取的下一时刻的最前车辆和最后车辆的位置信息偏差超过偏差范围，则获取前一时刻和后一时刻之间的路线地图，查看是否存在影响车辆行驶的因素，若存在，则重新获取最前车辆和最后车辆的位置信息。
本发明实施例具有如下有益效果：
本发明的方法可以精确地确定车辆的位置信息，司机的状态信息，车辆是否存在超载和未密封的情况，对车辆的统一管理更加精准。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请进行进一步的介绍。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。不同实施例之间可以替换或者合并组合，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施方式。
一种基于北斗的高精度定位系统，包括：
北斗终端，所述的北斗终端设置在驾驶舱顶部；
图像获取模块，设置在驾驶舱内，用于获取驾驶员的图像信息；
重量传感器，设置在车厢底部；
车厢封闭检测器，设置在所述的车厢上；
控制中心，所述的控制中心包括显示器、控制面板和集成处理器，所述的控制中心与所述的图像获取模块、重量传感器和车厢封闭检测器和北斗终端分别信号连接。
一种基于北斗的高精度定位方法，包括：
北斗终端获取行车路线所涉及的区域的三维空间信息，根据所述的三维空间信息创建行车路线三维图，并在所述的行车路线三维图上标识出站点、道路边界和路口区域；将所述的行车路线三维图传输至控制中心，在显示器上显示行车路线三维图并显示北斗终端对应的车辆的具体位置；重量传感器和车厢封闭检测器将监测数据发送至控制中心，若车辆未超重且车厢密闭，则允许启动车辆；车内图像获取装置获取车内司机的坐姿图像，与控制中心内存储的行车坐姿进行比对，若坐姿图像与行车坐姿的偏差大于阈值，则向司机发出警报并向所述的控制中心发送警报数据。
很多行车出现问题都是司机行驶中的不规范操作出现的问题，如司机疲劳驾驶造成在行驶中打盹和睡觉，司机在行驶中看手机等问题，而这些问题一般至少可以从两个方面体现出来，一个是车辆行驶的数据和司机的坐姿；本申请在行驶中监测车辆行驶数据和司机坐姿，可以在行驶出现事故前警示司机，避免不必要的事故出现。
本方法可以精确地确定车辆的位置信息，司机的状态信息，车辆是否存在超载和未密封的情况，对车辆的统一管理更加精准。
在本发明的一些实施例中，用于包含多个车辆的车队的高精度定位：
步骤将行车路线三维图传输至控制中心，在显示器上显示行车路线三维图并显示北斗终端对应的车辆的具体位置，所述的车辆为车队中最前车辆和最后车辆；所述的车队的车辆的顶部均设有雷达，所述的雷达用于获取车辆与和其紧邻的前后车辆的方位信息和距离数据；控制中心根据所述的最前车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第一位置信息，将计算出的最后车辆的第一位置信息与北斗终端获取的最后车辆位置信息进行比对；控制中心根据所述的最后车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第一位置信息，将计算出的最前车辆的第一位置信息与北斗终端获取的最前车辆位置信息进行比对，若最前车辆的位置信息与最前车辆的第一位置信息偏差小于设定值，且最后车辆的位置信息与最后车辆的第一位置信息偏差小于设定值，则判定车队中的车辆位置信息准确，存储各车辆的第一位置信息并记录为各车辆的位置信息。
可以理解的是，这里所有的位置信息的计算得出的基础都是北斗获得的最前车辆或最后车辆的位置信息，如果一旦这个基础出现偏差，则计算结果也会产生偏差，为了减少这个偏差，在本实施例中采用的是最前车辆和最后车辆两次运算，两次运算结果都和监测结果误差较小时，才认为数据可信，也就是用最前车辆的位置信息计算最后车辆的第一位置信息，用最后车辆的位置信息计算最前车辆的第一位置信息，后面的实施例也是相同的操作。
当然，如果还想进一步提高准确度，可以对最前车辆、最后车辆进行多个北斗终端进行定位，通过多组数据进行比较筛选，得到准确数据，多组检测数据进行筛选计算得到准确数据的方法有很多，比如平均值法，还可以在求平均值之前剔除偏离较大的数据，这些都是常规操作，在此不再赘述。
采用三维空间数字地图，将重点区域如十字路口等位置重点标注，在无重要标注的路段应当是最前车辆和最后车辆的位置相对稳定，而雷达数据与北斗终端共同获取的数据的一致性比对，更能确定跟踪车辆位置的准确性。
可以预知的是，雷达和北斗都是远程数据的交互来定位，其存在信号干扰是经常出现的，进而导致位置偏差，比如，北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。北斗三号卫星导航系统提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区中免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。定位精度为10m有时是不理想的，采用北斗终端和雷达进行互相验证，增加准确度。
在本发明的一些实施例中，通过摄像装置获取车队的图像数据，所述的图像数据包括图像和图像获取时间；将所述的图像数据传输到控制中心，控制中心根据所述的最前车辆的位置信息、图像比例信息、各车辆之间的方位信息和距离信息来计算出其余各车辆的第二位置信息，将计算出的最后车辆的第二位置信息与北斗终端获取的最后车辆位置信息进行比对；控制中心根据所述的最后车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第二位置信息，将计算出的最前车辆的第二位置信息与北斗终端获取的最前车辆位置信息进行比对，若最前车辆的位置信息与最前车辆的第二位置信息偏差小于设定值，且最后车辆的位置信息与最后车辆的第二位置信息偏差小于设定值，则判定车队中的车辆位置信息准确，存储各车辆的第二位置信息并记录为各车辆的位置信息。
当然，也可以采用图像分析的方法得出各个车辆的第二位置信息，进而判断数据的准确性。
在本发明的一些实施例中，控制中心将最前车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息进行比对，若偏差小于设定值，则将最前车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息的平均值作为最前车辆的第三位置信息，并按照第一位置信息和第二位置信息中接近位置信息的数据进行计算得出各车辆的第三位置信息，存储各车辆的第三位置信息并记录为各车辆的位置信息；或控制中心将最后车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息进行比对，若偏差小于设定值，则将最后车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息的平均值作为最后车辆的第三位置信息，并按照第一位置信息和第二位置信息中接近位置信息的数据进行计算得出各车辆的第三位置信息，存储各车辆的第三位置信息并记录为各车辆的位置信息。
要值得说明的是：三种方式对比更能增强数据的准确性。
在本发明的一些实施例中，北斗终端获取各车辆的速度数据发送至控制中心，控制中心将各车辆的速度数据与限定速度范围进行对比，若车辆的速度数据超出所述的限定速度范围，则向司机发出提醒；若车辆的速度在限定速度范围内，则根据记录的各车辆的位置信息和北斗终端获取的各车辆的速度数据预测下一时刻最前车辆和最后车辆的位置信息，若预测下一时刻最前车辆和最后车辆的位置信息与北斗终端获取的下一时刻的最前车辆和最后车辆的位置信息偏差超过偏差范围，则获取前一时刻和后一时刻之间的路线地图，查看是否存在影响车辆行驶的因素，若存在，则重新获取最前车辆和最后车辆的位置信息。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上介绍仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于北斗的高精度定位系统，其特征在于：包括：
北斗终端，所述的北斗终端设置在驾驶舱顶部；
图像获取模块，设置在驾驶舱内，用于获取驾驶员的图像信息；
重量传感器，设置在车厢底部；
车厢封闭检测器，设置在所述的车厢上；
控制中心，所述的控制中心包括显示器、控制面板和集成处理器，所述的控制中心与所述的图像获取模块、重量传感器和车厢封闭检测器和北斗终端分别信号连接。
2.一种基于北斗的高精度定位方法，采用权利要求1所述的系统完成，其特征在于：包括：
北斗终端获取行车路线所涉及的区域的三维空间信息，根据所述的三维空间信息创建行车路线三维图，并在所述的行车路线三维图上标识出站点、道路边界和路口区域；将所述的行车路线三维图传输至控制中心，在显示器上显示行车路线三维图并显示北斗终端对应的车辆的具体位置；重量传感器和车厢封闭检测器将监测数据发送至控制中心，若车辆未超重且车厢密闭，则允许启动车辆；车内图像获取装置获取车内司机的坐姿图像，与控制中心内存储的行车坐姿进行比对，若坐姿图像与行车坐姿的偏差大于阈值，则向司机发出警报并向所述的控制中心发送警报数据。
3.根据权利要求2所述的基于北斗的高精度定位方法，其特征在于，用于包含多个车辆的车队的高精度定位：
步骤将行车路线三维图传输至控制中心，在显示器上显示行车路线三维图并显示北斗终端对应的车辆的具体位置，所述的车辆为车队中最前车辆和最后车辆；所述的车队的车辆的顶部均设有雷达，所述的雷达用于获取车辆与和其紧邻的前后车辆的方位信息和距离数据；控制中心根据所述的最前车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第一位置信息，将计算出的最后车辆的第一位置信息与北斗终端获取的最后车辆位置信息进行比对；控制中心根据所述的最后车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第一位置信息，将计算出的最前车辆的第一位置信息与北斗终端获取的最前车辆位置信息进行比对，若最前车辆的位置信息与最前车辆的第一位置信息偏差小于设定值，且最后车辆的位置信息与最后车辆的第一位置信息偏差小于设定值，则判定车队中的车辆位置信息准确，存储各车辆的第一位置信息并记录为各车辆的位置信息。
4.根据权利要求3所述的基于北斗的高精度定位方法，其特征在于，通过摄像装置获取车队的图像数据，所述的图像数据包括图像和图像获取时间；将所述的图像数据传输到控制中心，控制中心根据所述的最前车辆的位置信息、图像比例信息、各车辆之间的方位信息和距离信息来计算出其余各车辆的第二位置信息，将计算出的最后车辆的第二位置信息与北斗终端获取的最后车辆位置信息进行比对；控制中心根据所述的最后车辆的位置信息、各车辆之间的方为信息和距离信息来计算出其余各车辆的第二位置信息，将计算出的最前车辆的第二位置信息与北斗终端获取的最前车辆位置信息进行比对，若最前车辆的位置信息与最前车辆的第二位置信息偏差小于设定值，且最后车辆的位置信息与最后车辆的第二位置信息偏差小于设定值，则判定车队中的车辆位置信息准确，存储各车辆的第二位置信息并记录为各车辆的位置信息。
5.根据权利要求4所述的基于北斗的高精度定位方法，其特征在于，控制中心将最前车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息进行比对，若偏差小于设定值，则将最前车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息的平均值作为最前车辆的第三位置信息，并按照第一位置信息和第二位置信息中接近位置信息的数据进行计算得出各车辆的第三位置信息，存储各车辆的第三位置信息并记录为各车辆的位置信息；或控制中心将最后车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息进行比对，若偏差小于设定值，则将最后车辆的位置信息、第一位置信息和第二位置信息的平均值作为最后车辆的第三位置信息，并按照第一位置信息和第二位置信息中接近位置信息的数据进行计算得出各车辆的第三位置信息，存储各车辆的第三位置信息并记录为各车辆的位置信息。
6.根据权利要求4所述的基于北斗的高精度定位方法，其特征在于，北斗终端获取各车辆的速度数据发送至控制中心，控制中心将各车辆的速度数据与限定速度范围进行对比，若车辆的速度数据超出所述的限定速度范围，则向司机发出提醒；若车辆的速度在限定速度范围内，则根据记录的各车辆的位置信息和北斗终端获取的各车辆的速度数据预测下一时刻最前车辆和最后车辆的位置信息，若预测下一时刻最前车辆和最后车辆的位置信息与北斗终端获取的下一时刻的最前车辆和最后车辆的位置信息偏差超过偏差范围，则获取前一时刻和后一时刻之间的路线地图，查看是否存在影响车辆行驶的因素，若存在，则重新获取最前车辆和最后车辆的位置信息。
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