CN1438494A - 行人出行辅助系统 - Google Patents

Abstract

一种智能交通系统概念下的行人出行辅助系统。该系统建立在地标定位系统之上。由导航中心、地标网络、行人终端和行人信息辅导站组成。地标放置在任意需要明确其坐标或具有提示意义的地点的地面或近地位置上，并以醒目方式标示其所在位置。当受行人终端机发出的无线射频信号激励时，可发射其内置信息。行人终端接收后，可直接得到或经检索由下载获得的应用信息组得到该地标的应用信息。行人终端可从公交车电子站牌等各种类型的行人信息辅导站以合法身份登录导航中心并下载所经地标的应用信息组，也可经移动电话等多种形式合法登录导航中心请求服务。导航中心经各种传输媒介，直接或通过各种类型行人信息辅导站，向行人终端提供下载应用信息的服务。

Description

行人出行辅助系统

所属技术领域

本发明涉及一种智能交通系统概念下的行人出行辅助系统，属于交通和电子领域。

背景技术

智能交通系统(ITS——Intelligent Transportation System)早先由美国在20世纪60年代开始研究发展，目的是为了降低因道路交通而带来的运输成本和公害，保障道路交通安全，并因此而成立了专门的组织，建立了智能交通系统的发展战略。日本和欧洲也在其后分别开始涉足这一领域。

在20世纪80年代，人们对智能交通系统的认识有了细致的变化，加强了对行人出行辅助系统的研究。行人出行辅助系统对于人口密度很大的亚洲城市来说是具有非常现实意义的课题。但通常在这方面人们只是有简单的需求分析，而未见具体的技术措施实施。

行人在外出时，遇到的最大问题是导航问题。对于不熟悉去往目的地以及沿途的行人来说，路怎样走是必须首先解决的问题。而这也正是本地人对行人出行辅助系统不感兴趣的原因，认为那是给外地人用的。因为本地人通常不会有需要导航的问题，即使有，也会很快解决，根本不会难住他们。但这并不能说明本地人就不需要行人出行辅助系统。

当人们打开地图，开始策划出行路线时，首先要遇到的困难是必须确定陌生的目的地在地图的什么位置，然后是在错综重叠的公共交通路线网络上，解析出一条满意的搭乘公共交通工具与步行结合的出行路线。

虽然这一过程并不需要很高的技能，但即使是有很高技能的人，也无法快速解决在地图上确定一个陌生目的地位置的问题。尤其是当城市越来越大，越来越繁华，而地图却相对越来越小的时候，越来越多的信息被从地图上略去了，以至于我们找不到我们所需要的城市细节。

实际上在智能交通系统概念下，行人出行辅助系统并不只是为了解决导航问题，还有帮助行人正确和安全使用道路设施和高效率地利用公共交通系统的目的。

本发明正是为了达到上述目标而开发的。本发明的目的在于能够为在城市中生活的人群，包括盲人，实时地提供一种外出时的信息辅助系统，以帮助他们能够高效率地安全达到他们出行的目的，同时也针对一些城市历史悠久的特点，以行人出行辅助系统建立旅游景点多媒体解说系统。

 行人出行一般采用步行和搭乘公共交通车辆，有关行人出行搭乘出租车的辅助系统属于道路车辆系统，不在本发明范畴。

根据本发明的一个方案，本发明提供了一种当行人处于某个需要指导行进方向的地点时能够向行人做出行进方向提示的系统。该系统包括了随身携带的行人终端和以醒目方式安装于行人所在地附近一定范围之内的无源射频地标，以及为行人终端提供信息支持的导航中心，为行人终端从导航中心下载信息提供联接和接口的行人信息辅导站。地标以醒目的颜色或外型安装在地面或近地位置，行人可以靠近它，并将行人终端有效部位对准地标，激励地标发射内置信息并接收该信息。根据该信息的种类，行人终端选择直接输出该信息或经检索其内部存储器，并将结果在其输出装置上向行人终端持有人输出该信息。

该地标应是分布于行人所在地区的地标群中的一个。地标分布在城市街道、小区、景点、建筑物、场馆内外甚至是盲道上，形成非接触信息交换的地标群，构成城市行人出行和交通辅助系统的基础。行人在地标附近激励地标，使地标发射其内置信息并接收识别该信息，可直接或经检索事先下载的应用信息组，得到对应该地标的应用信息，从而明确所处位置，并由下载的应用信息组提示行人下一步的运动方向。行人可由此获得出行路线和换乘公共交通汽车站点的辅助服务，景点解说以及盲道导盲等多种信息服务。

有关地标定位系统的情况请见另一发明《一种多功能地面定位系统》(申请号02104395.7)。

根据本发明的另一个方案，本发明提供了一种行人终端，该终端能够凭借当地电信设施，向导航中心以合法用户身份提出导航服务的申请，然后从导航中心下载有关本次导航服务的地标序列及对应的地标应用信息组。

根据本发明的另一个方案，本发明提供了一种行人手持装置，该装置将行人终端的功能部分内置于移动电话中，并与该移动电话的有效部分，如内部存储器、显示装置、输入键盘、中央处理器等部分进行有效的电路和信息交联，以便行人能直接利用该装置直接识别行人出行辅助系统的地标信息，并直接利用该移动电话以行人终端持有人的合法用户身份登录导航中心。同时，经该移动电话从导航中心下载满足导航需要的地标序列及应用信息组直接存储于地标识别装置可利用的存储器中，以便装置在识别地标后直接输出与该地标对应的应用信息到移动电话的屏幕或耳机上，用以向行人发出提示信息。

根据本发明的另一个方案，本发明提供了一种行人终端，该终端内置数字寻呼信息装置，可以让行人通过与该终端分离的当地电信设施，以语音或移动电话的短信息等方式，向导航中心以合法用户身份登录，并经终端内置的数字寻呼装置从导航中心下载地标序列以及对应的应用信息组。

 根据本发明的另一个方案，地标可以作为区域邮政编码的一个补充部分，可以更加准确地对城市的细节进行定位。地标内的编码信息就可以直接包含邮政编码，地标编码的其余部分可作为该邮政编码所代表的区域内的某个点或一个子区域的代号。

根据本发明的另一个方案，本发明提供了一种行人终端，该终端具有可以与计算机建立连接的数字接口，以便行人在计算机互连网上，凭借导航中心网站上提供的电子地图，按指定行走路线下载相应的地标序列和对应的应用信息组。

根据本发明的另一个方案，本发明提供了一种行人信息辅导站，该行人信息辅导站具有与行人终端通讯的接口，和与导航中心相连的数据通道，可以支持行人终端与导航中心进行信息交联，以便支持该终端经由该行人信息辅导站与导航中心进行合法身份登录并按导航需要下载地标序列和应用信息组。该行人信息辅导站可以安装在具有与导航中心相连的公共交通车站的电子站牌、智能人行道信号灯杆上、公共电话亭、邮局、宾馆、银行、售货点等便民设施内或附近的专用装置。

图1是一个完整的行人出行辅助系统的优选方案框图。

图2是一个移动电话形式的行人终端原理示意框图。

图3是一个行人下载的出行路线地标序列(局部)在电子地图上的示意。

图4是存储在行人终端存储器中的地标序列和对应的应用信息组的格式举例形式。

图5是一个具体应用的应用信息组的下载格式举例形式。

图6是结合图5应用的路线周边地标应用信息组的下载内容示例

现参照附图说明本发明的一个优选实施例(以下简称实施例)。

图1是一个完整的行人出行辅助系统框图。该实施例中的行人终端(以下简称为行人终端)具有对地标和以公共交通或地铁电子站牌为形式的行人信息辅导站的无线射频通讯方式。行人终端可以通过该通讯方式识读地标信息和通过电子站牌等行人信息辅导站登录导航中心并下载导航应用。除此而外，行人信息辅导站还可以设置在其他公共设施上，如人行道智能信号灯、公共电话亭等。

图2所示的是本实施例中的行人终端，它具有采用移动电话向导航中心登录服务的功能。这种行人终端外型及功能与普通移动电话无异，只是内置了地标识别装置，因而具备行人终端的功能。该类型行人终端还可以凭借移动电话自身的数据接口与计算机相连，以便行人在导航中心的专业网站上用电子地图自行设置路线并下载。在这种行人终端中，地标识别装置与移动电话共用存储器、输入和输出装置以及外接数据接口，地标识别装置的专用天线可以安装在移动电话背部的电池座上方或充电电池背面。

地标可以安放在居民小区的各个角落，每个楼和小区外边的马路边上，公共交通车站站牌、地铁车站内、电话亭、人行道地转上、电线杆上、盲道上、各种公共场馆内外以及公园的各个景点处，并以明显标记提示地标的安装位置，以提示行人获取当地信息的位置。地标最大密度可以间隔1米甚至十几厘米，最小密度可以50米甚至更大。也可以将城市按50米间隔等距井格形安放地标。

地标是由无源非接触射频识别标志构成。其物理构造为一个微芯片和一个发射和接收共用的天线。地标的工作能量来自于行人终端天线发出的激励信号。地标接收天线接收该激励信号后，一方面将激励信号中的数字信息作为来自行人终端的工作指令提取出来，一方面将激励信号中的能量转化为电能储存在电容中，以作为发射自身内置信息的各种能量。

地标在接收到行人终端的工作指令后，其内置的微型操作系统会驱动自身的电路将存储在存储器中的编码或直接信息经自身的调制解调器编码后发射出去。所发射的编码可以包括非接触射频识别装置自身的厂制编码。该编码是全世界同类产品中唯一的，不会与其他地标的厂制编码相同，即使是不同厂家生产的非接触射频识别装置。除厂制编码外，地标还发射内置应用编码，该编码是由应用提供商确定的。

地标的直接信息是存储在其存储器中的电子文档，可以直接由行人终端接收并作为可执行内容在行人终端上的输出装置上直接输出。存储直接信息的地标和没有存储直接信息的地标在以编码为形式的间接信息上标示其区别。当行人终端接收地标的间接信息后，行人终端会按规定检查间接信息，如果表示地标中还有直接信息，行人终端会再次与地标建立通讯，并指示地标发射直接信息。

如果行人终端接收地标间接信息表示该地标没有直接信息，行人终端会在已下载到其内部存储器中的地标序列中查询具有相同编码的地标记录。如表1所示，在地标序列中的每个地标编号后，都对应有与当时应用有关的应用信息内容。在查到该地标后，其对应的应用信息被以与地标直接信息同样的处理方式交行人终端输出装置输出给终端持有人。

行人终端的输出装置包括显示屏幕和音响装置。直接信息可以是文字内容的文档，也可以是多媒体音像文档。行人可以丰富的形式获得有关该地标资料。如果一个标准的厂制芯片的内部存储器无法完整地容纳一个较大的多媒体文件，可以用几个芯片安装在一个地标内，由行人终端对它们进行顺序读取，然后再在行人终端内拼接成一个完整的多媒体文档。游览景点处的多媒体解说词可以采用这种方式。

非接触射频识别标志作为一类产品的总称已在现代生活中被广泛应用。以非接触射频卡为形式的公共交通车辆电子车票以及高速公路不停车电子收费卡等多种方式，早已应用在我们的生活中。其详细的工作过程和工作原理不再赘述。

当地电信机构提供的有线电话装机地址可以具体到某个建筑物或公共电话亭。建筑物和公共电话亭都可以在近地位置安放地标。在导航中心的计算机系统的数据库中，存储着所有地标的安装位置、地标编号。必要时地标可以充当门号牌或楼层号牌。所有地标可以在导航中心的电子地图上直接显示出来。当接到行人终端报告的启始地和目的地时，导航中心经路由计算软件，确定一条由地标按顺序连接起来的步行路线。如果行人指定搭乘公交车的方式，导航中心需要根据公交车行驶路线，优化选择换乘路线，并穿插在确定的两个地标之间。这两个地标就是搭乘公交车的上车站站牌地标和下车站站牌地标。路线确定之后，导航中心根据地标数据库的信息，将路线转化为地标序列，并根据序列中的地标次序，逐个建立地标应用信息，构成如表2所示的地标应用信息组。

同时导航中心还要应行人要求在确定路线周边一定距离之内的地标组，并建立相应的应用信息组，以便指导行人趋向指定的路线，如表3所示。最后计算机系统将整个地标序列与地标应用信息组按用户登录信息所规定的下载方式，发回至行人终端。行人如果偏离预定路线，可以借助周边地标信息指导行人返回到指定路线对应的地标点。

图3是一个行人从导航中心申请的自公共交通汽车下车后的步行路线。图中A为公共交通汽车的下车站，F是目的地。A→B→C→D→E→F是行人从导航中心下载的行走路线。C1、C2和C3是该路线地标序列中C点的周边地标。同理有D1、D2、E1、E2和F1。图3示例中行人只申请了一级周边地标辅助，如果申请二级或三级，则可以将d3列入对D2的周边地标序列中。

 路由计算软件是电子地图的基本应用工具，Dijkstra法是一种著名路由计算方法，其工作原理在此不再赘述。

由于行人信息辅导站借助公共交通的电子站牌，为行人方便与导航中心联系提供了保障。行人外出都采用短距离步行与长距离搭乘公共交通工具的方式，因此与之相关最密切的就是公共交通车站站牌。目前公共交通的电子站牌已经具有能够预报车辆进站时间和车辆目前行驶位置的功能。这些电子站牌以有线或无线的方式，具有与公共交通运管中心实时通讯的能力，因此这些电子站牌作为行人出行辅助系统的信息交换站是很合适的。这些电子站牌上也有与行人终端进行通讯的无线射频通讯装置，区别在于该无线射频通讯装置与地标相比除了是个有源装置之外，它还能与行人终端进行内容更为复杂的通讯。

在与行人终端的通讯过程中，电子站牌上的无线射频装置的表现就像地标对行人终端一样是在行人终端的主动之下采用被动方式工作的。但也有其主动的方面。比如它会主动规避多个行人终端对它同时访问所造成的冲突，主动训练多个行人终端更好地建立循序访问的机制。

类似更复杂的情况发生在游览景点区。一群游客各自手持行人终端蜂拥在游览景点地标周围竟相在由多个非接触射频识别标志组成的一个地标点上索取景点解说词或多媒体文件时的情形。由多个独立的非接触射频识别标志组成的一个地标在随机而来的多个行人终端要求访问的指令面前可能会无所是从，因为不同的非接触射频识别标志对不同的行人终端要求访问的响应不同，而这些非接触射频识别标志又工作在相同的频点上，由此产生的混乱可想而知。而当这种情况发生在作为行人终端的电子站牌处时，电子站牌可以督促所有其周围的行人终端在他们之间建立循序访问的机制。

在非接触射频卡技术中，当一个读卡器面对多个射频卡时，读卡器可以对射频卡建立循序访问的机制。这种机制称为防冲突机制。有关这一机制的具体工作原理在此不做详细论述。

理论上存在这种多机对多卡的防冲突机制工作程序，但几乎任何一个射频卡芯片厂家都未能在自己的产品中建立这种防冲突机制，因为几乎所有的读卡器几乎都是为了在“离群索居”的状态下工作的，从未想过要在多读卡器和多卡的这种“孩子们哭，大人们叫”的混乱环境下工作。但无可否认的是，人类在这种情况下是可以建立循序对话的秩序的，因此作为模仿人类工作的机器也必然能够“学会”人类的这种交流技巧。

 建立这种机制的关键是在行人终端之间建立顺序访问地标的默契，然后就可以遵循单机对多卡的正常方式工作了。

除了与地标和行人信息辅导站进行通讯之外，采用同样的通讯方式，行人终端还可以与智能人行道信号灯和智能公共设施进行通讯。比如行人终端内都有合法持有人的身份数据，像身份证号码，起码有年龄参数。对智能人行道信号灯来说，知道了过路的行人年龄，就可以根据一个统计标准，按年龄段的方式，调整人行道信号灯的绿灯时间，按过路人群中行动不便的行人年龄开启足够长的通行时间，以便兼顾老年和年幼的行人。这样可以在保障行人具有充足的过路时间的基础上，尽可能减少车辆的等待时间。

另外，在智能人行道信号灯内有时钟和处理器，以及与交通管理结构的数据通路。如果过路行人都在过路前的等待时间里使用行人终端在智能人行道信号灯上登录，人行道信号灯就可以统计过路人数，以确定开启行人通行的时机。日复一日的统计结果，可以使交通管理机构了解在一天的什么时候会有多少人从马路哪边过往马路的对面，从而为交通管理结构提供宝贵的行人交通信息资料。

本行人辅助系统定位精度高、建网费用低，易于维护和开发应用，可广泛用于行人和车辆的导航、游客导游以及盲人导盲等领域。

Claims (7)

1.一种智能交通系统概念下的行人出行辅助系统，由导航中心、地标网络、行人终端、行人信息辅导站组成，其特征是：

a)地标放置在任意需要明确其坐标或具有提示意义的地点的地面或近地位置上，并以醒目

  方式标示其所在位置，当受行人终端机发出的无线射频信号激励时，可发射其内置信息；

b)行人终端接受该信息后，可以直接信息方式得到或以间接信息方式经检索其存储器内的

  应用信息组得到该地标的应用信息并输出；

c)行人终端可以采用从行人信息辅导站，以不限定的通讯方式登录导航中心请求服务，并

  下载所经地标的应用信息组；

d)行人终端还可以在多个行人终端同时读取一个地标时，在行人终端之间建立循序访问地

  标的防冲突机制，以便保证多个行人终端同时读取一个地标时，不会出现因相互干扰而

  读取失败的情况；

e)导航中心经各种传输媒介，直接或通过各种类型行人信息辅导站，向行人终端提供下载

  应用信息的服务，并可以接受行人终端以有线电话号码作为目的地指定信息，根据当地

  电信有线电话装机地址信息，在电信装机用户授权后，为申请该目的地的被授权行人终

  端确定目的地对应的地标，制定导航路线所包含的地标序列以及应用信息组。

2.根据权利要求1所述的行人终端，其特征是：内置可读取非接触射频标志的识别装置，并且其内部的存储器中存储着与所能正确识别的非接触射频标志相关的信息，用这些信息解释这些非接触射频标志安装所在地或位置的意义。

3.根据权利要求1所述的地标内置信息，其特征是：地标编码形式的内置信息，可作为区域邮政编码的扩展部分，也可作为用于检索行人终端中已下载应用信息组的检索条件。

4.根据权利要求1所述的行人信息辅导站，其特征是：具有与行人终端通讯的接口和与导航中心连接的数据通道，可以协助行人终端与导航中心进行信息交流。

5.根据权利要求1所述的导航中心，其特征是：以不限定的方式，至少可以支持以因特网、公共移动通讯系统网络、无线电通讯和寻呼方式下载应用信息服务到行人终端。

6.根据权利要求2所述的行人终端，还可以具有其他形式，其特征是：地标识别装置可内置于移动电话内，地标应用信息存储于其内部的存储器中，并可以由该移动电话直接登录导航中心并下载更新应用信息内容，移动电话的显示屏和听筒可作为地标应用信息的输出装置。

7.根据权利要求2所述的行人终端，还可以具有其他形式，其特征是：其内置数字寻呼装置，可以让行人使用与行人终端相分离的设施，以不限定的方式向导航中心申请服务，并通过该数字寻呼装置下载更新地标序列和应用信息组。

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