CN1565896A - 一种基于gps技术的汽车交通管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的技术是汽车交通管理方法，特别是一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：无线发送接收单元发送的地理信息进行编码；而对于无线发送接收单元接收地理信息进行解码。所述的编码方式是将某一种车辆的车号作为编码，经确认的其它车辆编码的地理位置信息才能被接收进行处理，并显示距离信息。这种基于GPS技术的汽车交通管理方法，它可以实现随时了解(一般在0.1秒时间)在高速公路行驶中前后车辆的距离及距离变化，同时不受环境影响。

Description

一种基于GPS技术的汽车交通管理方法

技术领域：本发明涉及的技术是汽车交通管理方法，特别是一种基于GPS技术的汽车交通管理方法。

背景技术：汽车在高速公路行驶中，在同一车道应保持前后两车距离100米以上，为了保证这一要求的实现，让司机随时观测到和保持这一距离，交通管理部门在高速公路两侧安装有路距警示牌。正常天气状态下，随时都可以通过路距警示牌达到保持车距的目的，但在阴雨、大雾天气常因为无法准确估计前后车的距离而发生交通事故。

精确的车距测量需要精确的测量仪器，依靠人的眼睛进行测距不是最终办法。一种实现精确距离测量的方法最初被提出并被实施是采用激光器，激光器能发出很强的光束并保证在很远距离确保能量集中在一点上，用激光器可以实现较远目标距离的精确测量，但由于光速是以30万公里/秒的速度传播，用激光测量距离需要复杂的电路、精密的光学定位、准直装置才能保证较短距离下的距离测量。整个装配的成本很高，只能在一些专用车辆上进行装备。另一种是采用超声技术进行距离测量，采用这一技术可以做到价廉物美，但这一技术只能实现几十米距离精确测量，100米以上空气中距离测量由于受到多种因素影响既使实现使用也会受到限制。

GPS是一种全球定位技术，这一技术应用在交通管理中，使车辆的交通管理产生了革命性的进步。在这一点上正如人们目前已经开发和使用的自动汽车导航装置，也就是汽车电子地图。人们利用它可以随时了解汽车所在的位置并给出汽车的行驶路线，无论是在你所熟悉地方还是在你所陌生的地方，你都会做到这一点，因为电子地图已经输入进去各个地方的地理信息，它不需要你有好的记忆能力，就能轻松做到以前你必须通过很长时间记忆所做的事情。

存贮这些地理信息和处理这些信息需要大的存贮器和复杂的处理电路实现，这会增加固定成本，另一方面这些信息又经常需要更改，因为城市交通正在发生着距大的变化，因而必需随时根据交通的变化进行信息的更新。否则电子地图就无法给出正确的提示，而交通管理需要的是正确的行驶路线。

发明内容：本发明的一个目的是提供一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，它可以实现随时了解(一般在0.1秒时间)在高速公路行驶中前后车辆的距离及距离变化，同时不受环境影响。

本发明的另一个目的是提供一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，它可以方便实现在不同地理位置电子地图信息库的更新。

本发明最大的目的是实现上述目的的同时，使成本价控制在一般车辆都能接受和使用状态下。

为实现上述目的，本发明一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：它至少包括第一车辆及第一车辆安装的GPS接收单元，安装在第一车辆上的无线发射接收单元、信息处理单元、供给以上单元的电源；安装在第二车辆的GPS接收单元、安装在第二车辆的无线发射接收单元、信息处理单元、供给以上单元的电源；

第一车辆的GPS接收单元用于接收第一车辆的位置信息，并将这一提供给第一车辆的信息处理单元，第一车辆的无线发射接收单元一方面用于接收由第二车辆GPS接收单元接收的地理坐标信息，并由第二车辆无线发送接收单元发送的地理坐标信息；另一方面将第一车辆的位置信息发射出去提供给其它车辆，第一车辆信息处理单元将第一车辆的位置信息与第二车辆的位置信息进行计算以得到第一车辆与第二车辆的距离并在第一车辆上进行显示。

由于在车辆行进中，同时在其附近行驶着数辆车，如果这些车辆都装有同样的装置，对于接收到的信息需要进行准确识别，这需要无线发送接收单元发送的地理信息进行编码；而对于无线发送接收单元接收地理信息进行解码。

一种较为合理的编码方式是将某一种车辆的车号作为编码，这样当接收到的其它车辆地理位置信息时，司机容易很快通过眼睛确定是是与前方那一辆车保持距离。

完成上述任务需要信息处理单元接收一确认命令后，经确认的其它车辆编码的地理位置信息才能被接收进行处理，并显示距离信息。

由于无线发射接收单元可以接收无线电信息，因此通过无线发射接收单元可以接收一定面积内的地理位置信息库，当接收到这一面积内的地理位置信息库时，信息处理单元将接收到的这一地理位置信息库进行显示。这样在一个车辆中的信息处理单元需要的存贮器将会节省很多，只要不同地区的地理信息库是相同格式的，满足相同的规范要求，采用这样的方式，可以带来很多的灵活性，各地方可以随时将更新的地理信息路线图进行更改。

本发明由于将GPS全球定位技术与无线发射接收技术结合，在一个车辆上不仅接收自身车辆的地理坐标信息，同时还通过无线发射接收电路接收其它车辆的地理坐标信息，通过两车辆的地理坐标差值来显示相对距离，因此可以可服其它测距存在的许多问题。其次，由于增加无线接收发射单元，除完上述任务外，还可方便的接收不同地区地理路线图信息，这样可以降低存贮器的存贮量，大大降低成本，同时使地理信息显示更科学更合理。

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

附图说明：图1是本发明实施例1电路方框图。

图2是本发明实施例2电路方框图。

图3是实施例说明示意图1。

图4是实施例说明示意图2。

图5是信息处理单元工作过程示意图之一。

图6是信息处理单元工作过程示意图之二。

图7是信息处理单元工作过程示意图之三。

图8是信息处理单元工作过程示意图之四。

图9是信息处理单元工作过程示意图之五。

图10是信息处理单元工作过程示意图之六。

图中，1、第一车辆；2、第二车辆；3、第3车辆；4、第n车辆；5、GPS接收单元；6、无线发射接收单元；7、信息处理单元；8、显示器；9、天线1；10、天线2；11、按键；12、处理器；13、电源转换器；14、存贮器；15、差频电路；16、光标。

具体实施方式：如图1所示，由车辆上安装的GPS接收单元5，无线发射接收单元6，信息处理单元7，供给以上单元的电源13被固定在电路板上，并装配在壳体内，将壳体放置在司机容易观看的地方。信息处理单元7至少由处理器12、按键11、存贮器14、LCD显示器8组成，GPS接收单元5接收本车辆的位置信息，并将这一信息交给信息处理单元7中的处理器12处理，GPS接收单元5与处理器12的接口电路较为简单，它们采用RS232接口协议。无线发射接收单元6则接收其它车辆检测到的其它车辆地理位置信息，接收的地理位置信息同样交给信息处理单元7处理。无线发射接收单元6与信息处理单元7中的处理器12接口也较为简单，采用两线制，一发一收，常用的这种单元电路都以模块电路出现。如nRF401，或86RF211等。附图1中的9、10分别是GPS接收单元5的天线1，无线发射接收单元6的天线2，由于它们工作在不同频率，因此天线的结构有所不同。信息处理单元7将本车辆的位置信息与其它车辆的位置信息进行计算以得到本车辆与其它车辆的距离，将此距离通过LCD显示器8进行实时显示。

GPS接收单元5每接收一次地理信息以不大于0.1秒的时间为好，因为在高速公路上行驶的车辆速度较高，一般大于100公里以上，有的达200公里以上，以200公里计算，0.1将行驶5米的距离。

大量的统计证明，汽车所发生的交通事故的80％以上只要在事发前的0.1秒有所提示都会被改变，因此上述时间的设计有利于避免交通事故的发生。

一种提前给出前面车辆出现问题的方法也可由前方车辆无线发射接收单元6发射的无线电信号产生，它所采用技术是多普勒效应。多普勒效应在我们日常生活中是非常普遍的，如汽车远离和接近我们时发出变频声。同样，无线发射接收单元6发射的无线电信号具有多普勒效应，它可以提供预测前方车辆出现问题的信息，它的频率也要随着车速的变化有所变化，检测它们的频率变化就可迅速知道所发生的问题。

通过检测前方车辆与本车辆的多普勒频移还可以给出更为精确的距离信息，它可克服低性能GPS定位精度不高的问题，如用GPS作为第一次粗定位，前方车辆与本车辆的多普勒频移作为细定位，则能作到非常高的灵敏度。

解决和实现上述问题，需要信息处理单元7增加差频电路15和检测差频输出信号的步聚。

图2是具有差率检测和输出电路的实施例电路图，信息处理单元7至少由处理器12、按键11、存贮器14、LCD显示器8、差频电路15组成，在这一实施例中，无线发射接收单元6接收其它车辆检测到的其它车辆地理位置信息的同时，同时由差频电路15检测两车辆的无线频移差值，通过无线频移差值计算两车之间的距离。

图2与图1给出的电路不同之处是增加了差频电路15。图9是通过检测前方车辆与本车辆的多普勒频移迅速给出一种提示的显示画面。

如图3所示，依靠无线发射接收单元6发射无线信号，如不采取信息编码将无法保证本发明的实施，这是由于在车辆行进中，同时在其附近行驶着数辆车，图中，第一车辆1附近有第二车辆2、第三车辆3、第N车辆4，如果第一车辆1、第二车辆2、第三车辆3、第N车辆4不经信息编码，则第一车辆1接收到的第二车辆2信息同时会受到第三车辆3、第N车辆4的干扰。

因此本发明的实施需要所有的车辆的无线发送接收单元6按照同一编码格式进行输出，每个车辆的编码是不相同的，这需要无线发送接收单元6接收地理信息过程中增加解码程序。

每个车辆较为合理的编码是将某一种车辆的车号作为它的唯一编码，如图3中第一车辆1中的B25889、第二车辆2中T67856、第三车辆3中的B56432、第N车辆4中的B56758，无线发送接收单元6接收到第二车辆2中T67856和第N车辆4中的B56758地理坐标时，通过LCD显示器和键盘锁定要保持距离的车辆。

图10是通过LCD显示器前方车辆的一个画面，可通过按键进行选定第二车辆2中T67856，最终选定保持与第二车辆2的距离。这时LCD显示器8将显示与前面车辆的距离。如图5所示。当然最好的办法是实现自动跟踪，这需要GPS接收单元有高的精度和分辩力或提升成本价格。综上所述，完成上述任务需要信息处理单元接收一确认命令后，经确认车辆编码的地理位置信息才能被接收进行处理，并显示距离信息。

由于无线发射接收单元6可以接收无线电信息，因此通过无线发射接收单元6可以接收一定面积内的地理位置信息库，当接收到这一面积内的地理位置信息库时，信息处理单元将接收到的这一地理位置信息库进行显示。地理位置信息库是按一定点阵组成的信息库，它的每一点都为矢量点，这些矢量点集合构成了某个地方的路线图和线路名。无线发射接收单元6当进入一个地区时，会由安装在收费站或固定点的一个发射装置给路过的车辆。

图4给出了第一车辆1路过一个安装有发射该地区交通路线信息库的示意图。

图7是进入A区的显示画面。

由于不同地区的地理信息库是相同格式的，满足相同的规范要求，采用这样的方式，可以带来很多的灵活性，各地方可以随时将更新的地理信息路线图进行更改。

图6给出一种在正常状态通过LCD显示器8显示的画面，从画面上可以看出它与现有的GPS定位没有什么不同，方块光标16给出了当前汽车所在位置。但通过细读本发明的描述，不难发现LCD显示器8显示的画面是随着地理位置的变化随时更新的，只要在许多固定点安装无线发射装置，并能向路过车辆发射地理信息库的信息，就能达到不增加内存量的情况下，实现全国交通自动进入、自动切换。

本发明由于将GPS定位和无线发射接收发射装置结合起来，它们自成一个系统，无线发射接收单元处理信息的时间很快，小于0.1秒，它与利用现有的无线网络有本质区别。无需经过较长时间的认证等待，因为长时间等待系统是无法使用的。参见图8，本发明的另一个由技术带来的好处是，如后面车辆需要超车时，只要向前方车辆发出超车信号，前面车辆将很快显示这一信息，告诉前面车辆的司机。

Claims (9)

1、本发明一种基于GPS技术的汽车交通管理方法其方法特征是：它至少包括第一车辆及第一车辆安装的GPS接收单元，安装在第一车辆上的无线发射接收单元信息处理单元、供给以上单元的电源安装在第二车辆的GPS接收单元、安装在第二车辆的无线发射接收单元、信息处理单元、供给以上单元的电源；

第一车辆的GPS接收单元用于接收第一车辆的位置信息并将这一提供给第一车辆的信息处理单元。第一车辆的无线发射接收单元一方面用于接收由第二车辆GPS接收单元接收的地理坐标信息并由第二车辆无线发送接收单元发送的地理坐标信息另一方面将第一车辆的位置信息发射出去提供给其它车辆第一车辆信息处理单元将第一车辆的位置信息与第二车辆的位置信息进行计算以得到第一车辆与第二车辆的距离并在第一车辆上进行显示。

2、根据权利要求1所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：无线发送接收单元发送的地理信息进行编码；而对于无线发送接收单元接收地理信息进行解码。

3、根据权利要求2所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：所述的编码方式是将某一种车辆的车号作为编码

4、根据权利要求2所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：经确认的其它车辆编码的地理位置信息才能被接收进行处理，并显示距离信息。

5、根据权利要求1所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：信息处理单元(7)至少由处理器(12)、按键(11)、存贮器(14)、LCD显示器(8)组成，GPS接收单元(5)接收本车辆的位置信息，并将这一信息交给信息处理单元(7)中的处理器(12)处理，无线发射接收单元(6)则接收其它车辆检测到的其它车辆地理位置信息，接收的地理位置信息同样交给信息处理单元(7)处理。

6、根据权利要求5所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：LCD显示器(8)显示的画面是随着地理位置的变化随时更新的，只要在许多同定点安装无线发射装置，并能向路过车辆发射地理信息库的信息，就能达到不增加内存量的情况下，实现全国交通自动进入、自动切换。

7、根据权利要求1所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：如后面车辆需要超车时，只要向前方车辆发出超车信号，前面车辆将很快显示这一信息，告诉前面车辆的司机。

8、根据权利要求6所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：地理位置信息库是按一定点阵组成的信息库它的每一点都为矢量点，这些矢量点的集合构成了某个地方路线图和线路名。

9、根据权利要求1所述的一种基于GPS技术的汽车交通管理方法，其方法特征是：信息处理单元(7)至少由处理器(12)、按键(11)、存贮器(14)、LCD显示器(8)、差频电路(15)组成，在这一实施例中，无线发射接收单元(6)接收其它车辆检测到的其它车辆地理位置信息的同时，同时由差频电路(15)检测两车辆的无线频移差值，通过无线频移差值计算两车之间的距离。

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