車載式道路安全用電子警示系統的製作方法

2023-05-03 16:27:36

專利名稱：車載式道路安全用電子警示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種道路交通運行安全的電子信息防護系統。
(二)
背景技術：
世界衛生組織2004年的研究結果表明，道路交通事故比鐵路、空難事故嚴重得多，造成 的死亡人數甚於戰爭，每年道路交通死亡人數約120萬人，導致傷殘約5千萬人，造成的經濟 損失約佔各國G D P的1 %至3 %。為此，各國政府無不把預防和減少交通事故作為重要的 執政目標。在中國，隨著公路建設的飛速發展和汽車社會的到來，交通安全也成為政府和民 眾日益關心的議題。我國汽車保有量約佔全世界的2%，但道路交通事故死亡人數卻佔全世 界的10%，連續十年年高居世界第一。近年來，連續數年死亡人數超過l Q萬人，平均每天 死亡3 0 0人，相當於每天有一架民航客機失事。安全事故給人民生命財產造成了重大損失 ，給傷亡者家屬帶來了巨大的悲痛，也對我國經濟社會發展，公路基礎設施建設和國際聲譽 造成很大負面影響。如果按發展中國家道路交通事故損失佔GDP的P/。的最低模式計算，我國 GDP總量約為20多萬億元，每年道路交通事故經濟損失超過2000億元。
眾所周知，造成群死群傷的重特大道路交通事故時有發生，特別是我國正處於汽車社會的 形成初期，因開車打盹、駕駛差異和天氣原因而造成的多車追尾和衝出路側的道路交通事故 更是層出不窮。因此，利用衛星精確定位、無線寬帶和移動計算等高新技術手段開發新一代 電子信息交通安全警示產品和技術是具有重大現實利益的。
(三)

發明內容
本發明的目的是提出一種車載式道路安全用電子警示系統，要解決預防車輛追尾、側碰 和衝出道路等嚴重交通事故的問題。 本發明的技術方案
這種車載式道路安全用電子警示系統，包括置於車輛內的顯示終端，各顯示終端利用由 衛星和地面站組成的衛星定位系統，不間斷地接收衛星定位系統發出的信號，其特徵在於 該系統中還包括建立在路側的無線寬帶專用網絡，上述無線寬帶專用網絡由路側無線信號發 射塔、路側光纜和資料庫計算中心組成，用於接收路上各車輛的運行數據，資料庫計算中心 內有道路特徵資料庫和道路安全運行模型軟體包，並根據道路安全運行模式程序的計算，不 間斷地向各車輛發送道路特徵數據，上述道路特徵數據存儲在資料庫計算中心內，包括有按
5照GPS定位分區劃分的道路平曲線、豎曲線、行車道寬度、限速信息、出口位置、車道數、 車道形態、周圍車輛位置、路肩標線和路肩寬度；
上述顯示終端是裝有無線移動網卡的車載式道路安全電子護身符終端，也稱電子終端 "護身符"或簡稱"護身符"，該終端在接收衛星定位系統的定位信號後，不間斷地將衛星 和地面站信號所計算出的車輛位置、時間和速度數據傳輸給路側無線專用網的資料庫計算中 心，以供所有車輛共享彼此定位數據；
同時，車載式道路安全電子護身符終端不間斷地於行進中接收並讀取無線寬帶專用網絡 發出的道路特徵數據，在車輛移動中與路側無線信號發射塔實現雙向實時數據流交換；
車載式道路安全電子護身符終端內裝載有汽車安全駕駛軟體包，汽車安全駕駛軟體包可 以生成供車輛運行的數字公路環境，顯示屏上根據接收的信息顯示實時道路運行環境、車道 形態和周圍車輛的運行位置，當前後車輛距離太近或當車輛即將駛離自身車道時，資料庫計 算中心應用道路安全運行計算程序在瞬間完成移動計算，並通過路側無線信號發射塔和路側 光纜將危險情況判斷結果數據發送至車載式道路安全電子護身符終端，通過汽車安全駕駛軟 件包和音響裝置向相關駕駛員發出警示信息，以預防交通事故的發生。
上述車載式道路安全電子護身符終端有一個外殼，其外殼內有集成電路板、揚聲器和麥 克風，外殼上有按鍵、顯示屏和車載電源接口。
顯示屏用於顯示汽車安全駕駛模型程序生成的前方道路數字運行環境，包括道路平曲 線、豎曲線、行車道寬度、限速信息、出口位置、車道數、車道形態、周圍車輛位置、路肩 標線和路肩寬度；
所述集成電路板中包括以下部分
微處理器預置有作業系統，對數據進行處理並對處理過程進行控制；
內存模塊用於存儲汽車安全駕駛軟體包和道路數字運行環境的地圖和數據；
服務程序模塊用於存儲所需的服務程序和服務信息；
道路安全運行模塊用於存儲接收道路安全運行程序和數據；
衛星GPS天線接收衛星GPS信號；
GPS模塊將衛星GPS信號轉換成車輛定位數據；
無線通訊模塊包括無線移動網卡，用於不間斷地於行進中接收並讀取無線寬帶專用網 絡發出的道路特徵數據和危險情況判斷結果，並向無線寬帶專用網絡發送衛星GPS信號發來 的車輛定位數據，在車輛移動中與路側無線信號發射塔實現雙向實時數據流交換；
車載電源接口接車載電源。
6上述警示信息可以是利用揚聲器發出的聲音警示信息、利用顯示屏發出的圖像警示信息，或是上述二者的混合警示信息。
上述無線網卡可是PCI無線網卡、PCMCIA無線網卡或USB無線網卡，無線網卡和路側無線寬帶專用網絡具有高速移動性和寬帶特性。
上述衛星GPS天線可以是內置天線或外置天線。
上述顯示屏可以是3英寸至7英寸的觸摸式液晶顯示屏。
上述按鍵位於顯示屏兩側，包括與移動網際網路連結、並為道路使用者提供增值服務的視頻、地圖、天氣、呼叫、音樂、定票、風景、預定餐飲和住宿的圖標。上述外殼可以採用硬塑或鋁材，厚度從10毫米到40毫米。
上述汽車安全駕駛軟體包將數字公路環境中的標誌和標線顯示到"護身符"的屏幕上，或者不顯示出來而虛擬地運行在程序背後。
這種道路安全電子信息裝置是基於移動網際網路和移動計算理念，通過衛星精確定位技術和移動計算技術，利用道路基本幾何特徵進行綜合計算，以判別車輛的運行狀態；當發生危險時，瞬間發出警告，以預防重特大交通事故的發生。
鑑於高安全性和高可靠性要求，本裝置需要無線寬帶專網的支撐，而且專網的高速移動性要穩定可靠。
鑑於移動計算速度和數據共享的要求，本裝置需要強大計算能力的資料庫計算中心作為支撐。
本發明的工作原理當汽車駛上道路後，置於車身內的電子終端"護身符"通過衛星定位系統獲取自己所處道路GPS分區和具體位置，然後通過無線連接到路側信號發射塔和路側光纜組成的無線寬帶專用網絡不間斷地讀取存儲在資料庫計算中心的前進方向上的道路特徵數據；"護身符"內的汽車安全駕駛軟體包將道路數據生成供本身車輛運行的數字公路環境，如車道數、車道寬度、平曲線和縱曲線等。汽車安全駕駛軟體包可以將數字公路環境中的標誌和標線顯示到"護身符"的屏幕上，也可以不顯示出來而虛擬地運行在程序背後。
同時，置於車身內的"護身符"不間斷地接收衛星定位系統發出的GPS信號，並將定位數據通過路側無線專用網傳給資料庫計算中心以供所有車輛共享彼此數據。在同一道路上或同一車道上，當前後車輛距離太近或當車輛即將駛離自身車道時，資料庫計算中心的道路安全運行模型軟體包可以在瞬間(l秒以內)完成移動計算並回傳數據並通過"護身符"音響裝置向相關駕駛員發出警告，以預防交通事故的發生。
本發明從以人為本，生命第一的理念出發，由置於車身內的電子終端"護身符"，路側2009
信號發射塔和後臺資料庫計算中心組成。置於車身內的電子終端"護身符"由計算機作業系統，衛星定位系統GPS晶片，顯示屏，音響，通訊裝置和汽車安全駕駛軟體包構成。後臺資料庫計算中心由道路特徵資料庫和道路安全運行模型軟體包構成。其核心是將傳統公路設計和運行技術與移動計算和GPS精確定位等高新技術結合在一起，通過無線寬帶專用網絡進行數據傳輸而預防車輛追尾、駛離道路和側碰事故。可大大地提升公路安全的整體運行環境，從而起到主動預防重特大交通事故的作用，保護司機和乘客生命安全和降低車輛財產損失的作用，適用於各種露天道路的交通事故的主動預防。
(四)


下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖l是本發明的系統示意圖。圖2是本發明的"護身符"顯示屏示意圖。圖3是本發明的"護身符"結構框圖。
附圖標記l一外殼、2 —顯示屏、3 —按鍵、4一車輛、5 —衛星、6 —地面站、7 —路側無線信號發射塔、8 —路側光纜、9一資料庫計算中心。
(五)
具體實施例方式
參見圖1所示，這種車載式道路安全用電子警示系統，包括置於車輛內的顯示終端，各顯示終端利用由衛星5和地面站6組成的衛星定位系統，不間斷地接收衛星定位系統發出的信號，其特徵在於該系統中還包括建立在路側的無線寬帶專用網絡，上述無線寬帶專用網絡由路側無線信號發射塔7、路側光纜8和資料庫計算中心9組成，用於接收路上各車輛4的運行數據，資料庫計算中心9內有道路特徵資料庫和道路安全運行模型軟體包，並根據道路安全運行模式程序的計算，不間斷地向各車輛發送道路特徵數據，上述道路特徵數據存儲在資料庫計算中心9內，包括有按照GPS定位分區劃分的道路平曲線、豎曲線、行車道寬度、限速信息、出口位置、車道數、車道形態、周圍車輛位置、路肩標線和路肩寬度。無線信號發射塔所應用的技術應至少在3G以上，必須滿足高速移動性接入(約150公裡/小時)，和同時傳輸上萬車輛所需數據的通訊能力。資料庫計算中心應具備強大的數據計算和存儲能力。路側無線寬帶專用網絡必須具有高速移動性和寬帶特性。資料庫計算中心包含有按照GPS定位分區劃分的道路平曲線、豎曲線、行車道寬度、路肩寬度、限速等道路基本特徵數據和道路安全運行模式計算程序。
上述顯示終端是裝有無線移動網卡的車載式道路安全電子護身符終端，也稱電子終端"護身符"，該終端在接收衛星定位系統的定位信號後，不間斷地將衛星和地面站信號所計
8算出的車輛位置、時間和速度數據傳輸給路側無線專用網的資料庫計算中心，以供所有車輛共享彼此定位數據。
同時，車載式道路安全電子護身符終端不間斷地於行進中接收並讀取無線寬帶專用網絡發出的道路特徵數據，在車輛移動中與路側無線信號發射塔7實現雙向實時數據流交換。
車載式道路安全電子護身符終端內裝載有汽車安全駕駛軟體包，汽車安全駕駛軟體包可以生成供車輛運行的數字公路環境，顯示屏2上根據接收的信息顯示實時道路運行環境、車道形態和周圍車輛的運行位置，當前後車輛距離太近或當車輛即將駛離自身車道時，資料庫計算中心9應用道路安全運行計算程序在瞬間完成移動計算，並通過路側無線信號發射塔7和路側光纜8將危險情況判斷結果數據發送至車載式道路安全電子護身符終端，通過汽車安全駕駛軟體包和音響裝置向相關駕駛員發出警示信息，以預防交通事故的發生。"護身符"對司機提供的警示可以是聲音的，也可以是圖像的，或是二者混合的。
參見圖2所示，上述車載式道路安全電子護身符終端有一個外殼，其外殼內有集成電路板、揚聲器和麥克風，外殼1上有按鍵3、顯示屏2和車載電源接口。
圖2所示顯示屏上是汽車安全駕駛模型程序生成的前方道路數字運行環境，包括限速、出口位置、車道數、車道和路肩標線等。顯示屏上兩側圖標是為道路使用者提供視頻、地圖、天氣、音樂、預定餐飲和住宿等增值服務的移動網際網路應用。
顯示屏用於顯示汽車安全駕駛模型程序生成的前方道路數字運行環境，包括道路平曲線、豎曲線、行車道寬度、限速信息、出口位置、車道數、車道形態、周圍車輛位置、路肩標線和路肩寬度；上述顯示屏是3英寸至7英寸的觸摸式液晶顯示屏。上述按鍵位於顯示屏兩側，包括與移動網際網路連結、並為道路使用者提供增值服務的視頻、地圖、天氣、呼叫、音樂、定票、風景、預定餐飲和住宿的圖標。上述外殼可以採用硬塑或鋁材，厚度從10毫米到40毫米。上述汽車安全駕駛軟體包將當前道路運行環境並將車道形態、周圍車輛、數字公路環境中的標誌和標線顯示到"護身符"的屏幕上，或者不顯示出來而虛擬地運行在程序背後。
參見圖3所示，所述集成電路板中包括以下部分
微處理器即中央處理器CPU，預置有作業系統，對數據進行處理並對處理過程進行控
制；
內存模塊用於存儲汽車安全駕駛軟體包和道路數字運行環境的地圖和數據；
服務程序模塊用於存儲所需的服務程序和服務信息；
道路安全運行模塊用於存儲接收道路安全運行程序和數據；
9衛星GPS天線接收衛星GPS信號；
GPS模塊將衛星GPS信號轉換成車輛定位數據；
無線通訊模塊包括無線移動網卡，用於不間斷地於行進中接收並讀取無線寬帶專用網 絡發出的道路特徵數據和危險情況判斷結果，並向無線寬帶專用網絡發送衛星GPS信號發來 的車輛定位數據，在車輛移動中與路側無線信號發射塔7實現雙向實時數據流交換；上述無
線網卡可以是PCI無線網卡、PCMCIA無線網卡或USB無線網卡，無線網卡具有高速移動性和寬 帶特性。上述衛星GPS天線可以是內置天線或外置天線。 車載電源接口接車載電源。
權利要求
權利要求1一種車載式道路安全用電子警示系統，包括置於車輛內的顯示終端，各顯示終端利用由衛星(5)和地面站(6)組成的衛星定位系統，不間斷地接收衛星定位系統發出的信號，其特徵在於該系統中還包括建立在路側的無線寬帶專用網絡，上述無線寬帶專用網絡由路側無線信號發射塔(7)、路側光纜(8)和資料庫計算中心(9)組成，用於接收路上各車輛的運行數據，資料庫計算中心(9)內有道路特徵資料庫和道路安全運行模型軟體包，並根據道路安全運行模式程序的計算，不間斷地向各車輛發送道路特徵數據，上述道路特徵數據存儲在資料庫計算中心(9)內，包括有按照GPS定位分區劃分的道路平曲線、豎曲線、行車道寬度、限速信息、出口位置、車道數、車道形態、周圍車輛位置、路肩標線和路肩寬度；上述顯示終端是裝有無線移動網卡的車載式道路安全電子護身符終端，也稱電子終端「護身符」，該終端在接收衛星定位系統的定位信號後，不間斷地將衛星和地面站信號所計算出的車輛位置、時間和速度數據傳輸給路側無線專用網的資料庫計算中心，以供所有車輛共享彼此定位數據；同時，車載式道路安全電子護身符終端不間斷地於行進中接收並讀取無線寬帶專用網絡發出的道路特徵數據，在車輛移動中與路側無線信號發射塔(7)實現雙向實時數據流交換；車載式道路安全電子護身符終端內裝載有汽車安全駕駛軟體包，汽車安全駕駛軟體包可以生成供車輛運行的數字公路環境，顯示屏(2)上根據接收的信息顯示實時道路運行環境、車道形態和周圍車輛(4)的運行位置，當前後車輛距離太近或當車輛即將駛離自身車道時，資料庫計算中心(9)應用道路安全運行計算程序在瞬間完成移動計算，並通過路側無線信號發射塔(7)和路側光纜(8)將危險情況判斷結果數據發送至車載式道路安全電子護身符終端，通過汽車安全駕駛軟體包和音響裝置向相關駕駛員發出警示信息，以預防交通事故的發生。
2.根據權利要求l所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特徵在 於上述車載式道路安全電子護身符終端有一個外殼，其外殼內有集成電路板、揚聲器和麥 克風，外殼(1)上有按鍵(3)、顯示屏(2)和車載電源接口顯示屏用於顯示汽車安全駕駛模型程序生成的前方道路數字運行環境，包括道路平 曲線、豎曲線、行車道寬度、限速信息、出口位置、車道數、車道形態、周圍車輛位置、路 肩標線和路肩寬度；所述集成電路板中包括以下部分微處理器預置有作業系統，對數據進行處理並對處理過程進行控制；內存模塊用於存儲汽車安全駕駛軟體包和道路數字運行環境的地圖和數據；服務程序模塊用於存儲所需的服務程序和服務信息；道路安全運行模塊用於存儲接收道路安全運行程序和數據；衛星GPS天線接收衛星GPS信號；GPS模塊將衛星GPS信號轉換成車輛定位數據；無線通訊模塊包括無線移動網卡，用於不間斷地於行進中接收並讀取無線寬帶專用 網絡發出的道路特徵數據和危險情況判斷結果，並向無線寬帶專用網絡發送衛星GPS信號發 來的車輛定位數據，在車輛移動中與路側無線信號發射塔(7)實現雙向實時數據流交換； 車載電源接口接車載電源。
3.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特 徵在於上述警示信息是利用揚聲器發出的聲音警示信息、利用顯示屏發出的圖像警示信 息，或是上述二者的混合警示信息。
4.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特 徵在於上述無線網卡是PCI無線網卡、PCMCIA無線網卡或USB無線網卡，無線網卡和路側無 線寬帶專用網絡具有高速移動性和寬帶特性。
5.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特 徵在於上述衛星GPS天線是內置天線或外置天線。
6.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特 徵在於上述顯示屏是3英寸至7英寸的觸摸式液晶顯示屏。
7.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特 徵在於上述按鍵位於顯示屏兩側，包括與移動網際網路連結、並為道路使用者提供增值服務的視頻、地圖、天氣、呼叫、音樂、定票、風景、預定餐飲和住宿的圖標。
8.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特徵在於上述外殼(1)可以採用硬塑或鋁材，厚度從10毫米到40毫米。
9.根據權利要求1或2所述的車載式道路安全用電子警示系統，其特徵在於上述汽車安全駕駛軟體包將數字公路環境中的標誌和標線顯示到"護身符"的屏幕上，或者不顯示出來而虛擬地運行在程序背後。
全文摘要
一種車載式道路安全用電子警示系統，包括建立在路側的無線寬帶專用網絡，上述無線寬帶專用網絡由路側無線信號發射塔、路側光纜和資料庫計算中心組成，用於接收路上各車輛的運行數據，同時不間斷地向各車輛發送道路特徵數據，置於車輛內的車載式道路安全電子護身符終端在接收衛星定位系統的定位信號後，不間斷地將衛星和地面站信號所計算出的車輛位置、時間和速度數據傳輸給路側無線專用網的資料庫計算中心，以供所有車輛共享彼此定位數據；同時於行進中不間斷地接收並讀取無線寬帶專用網絡發出的道路特徵數據，當前後車輛距離太近或當車輛即將駛離自身車道時向相關駕駛員發出警示信息，以預防車輛追尾、駛離道路和側碰等交通事故的發生。
文檔編號G08G1/0962GK101488287SQ200910300498
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者濤 曲 申請人:濤 曲