專利名稱：地面交通用永磁體構(gòu)成的航線和信標(biāo)的方法及編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地面機(jī)動(dòng)運(yùn)載裝置的自動(dòng)控制和自動(dòng)化管理技術(shù)，它只是該技術(shù)領(lǐng)域最基礎(chǔ)的一部分即地面交通用永磁體構(gòu)成的航線和信標(biāo)的方法及編碼。
目前GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)及其它無線電導(dǎo)航系統(tǒng)能為機(jī)動(dòng)載體提供位置及導(dǎo)航信息，但它還難以滿足地面機(jī)動(dòng)運(yùn)載裝置自動(dòng)駕駛對(duì)位置精度及其它某些信標(biāo)方面的要求，雖有基本上采用主動(dòng)測(cè)控方式實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)駕駛及智能運(yùn)載機(jī)器人的報(bào)道，但這項(xiàng)技術(shù)與實(shí)用化尚有很大距離。
本發(fā)明的目的在于給出一種能夠被檢測(cè)系統(tǒng)容易識(shí)別的信息量大的可靠的道路標(biāo)志，它能夠用于測(cè)控系統(tǒng)對(duì)地面機(jī)動(dòng)載體的自動(dòng)化控制和自動(dòng)化管理。本發(fā)明可以達(dá)到測(cè)控裝置的要求，提供固定的地面導(dǎo)航、交通管理及其它信息。是實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)載體的自動(dòng)化控制和管理的重要一環(huán)，也是一項(xiàng)最基礎(chǔ)的技術(shù)內(nèi)容。
本發(fā)明包含兩部分內(nèi)容1.地面交通用永磁體構(gòu)成的磁性航線和信標(biāo)的方法a)有關(guān)問題的說明及定義航線指設(shè)定的一條機(jī)動(dòng)載體運(yùn)行的軌跡線；信標(biāo)符合一定信息編碼與傳輸格式的信息標(biāo)志；步距指航線上兩個(gè)相臨永磁體之間的間距；Hev地磁場(chǎng)的垂直分量；Ham永磁體的軸向分量；Hfm合成磁場(chǎng)；Bh高于路面400毫米，橫向偏離永磁體，軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度分量Ham(-3db)幅度半衰寬度；本發(fā)明中定義，在北半球N、S磁極自上而下，在南半球自下而上設(shè)置為正向，并用代碼“1”代表其狀態(tài)；反之為負(fù)向，并用代碼“0”代表其狀態(tài)。永磁體的編排間距稱之為步距，公路交通中的步距分A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)，分別用Sa、Sb、Sc、Sd、Se代表。其中Sa＝8M；Sb＝4M；Sc＝2M；Sd＝1M；Se＝1.5M。Sa、Sb、Sc、Sd為速度步距，Se為編碼步距。本發(fā)明中定義地磁場(chǎng)垂直分量向下為正，因而地磁場(chǎng)垂直分量北半球?yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù)。
b)永磁體的主要構(gòu)成形式永磁體采用直徑26毫米、長度280毫米(允許拼裝)圓柱體，材料選擇鐵氧體35；或采用直徑16毫米、長度280毫米(允許拼裝)釹鐵硼永磁體。永磁體充磁并經(jīng)過老化處理，裝在帶有黑(在“N”磁極端)、白色(在“S”磁極端)堵頭的外徑32或20毫米、長290毫米的PVC塑料管中，然后密封。塑料管外面涂有分檔色標(biāo)。永磁體按距N極端頭軸線方向0.6米給定點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度分檔，并用色標(biāo)表示，色標(biāo)分檔如下棕色16±0.5A/M紅色17±0.5A/M橙色18±0.5A/M黃色19±0.5A/M綠色20±0.5A/M青色21±0.5A/M蘭色22±0.5A/M紫色23±0.5A/M灰色24±0.5A/Mc)永磁體的埋設(shè)永磁體周圍路基必須穩(wěn)固，軸線與路面垂直，按照信標(biāo)的信息編碼及傳送格式，沿航線按步距要求單線排列，帶管子的永磁體在埋設(shè)時(shí)，任意連續(xù)的100只永磁體組中，僅允許連續(xù)檔次的兩種永磁體出現(xiàn)。根據(jù)道路等級(jí)、路面強(qiáng)度的不同及磁性能要求，埋設(shè)深度Ld(永磁體上部與地面的距離)可在150-250mm范圍內(nèi)選擇或調(diào)節(jié)，埋設(shè)的永磁體軸向高于路面400毫米處的磁場(chǎng)強(qiáng)度(不包含地磁場(chǎng))要求如下磁場(chǎng)強(qiáng)度Ham大于16A/M相臨步距間磁場(chǎng)強(qiáng)度差不大于1.6A/M任意100個(gè)步距內(nèi)最大與最小之差不大于2A/M任意1000個(gè)步距內(nèi)最大與最小之差不大于3A/MHam(-3db)幅度半衰寬度Bh0.6±0.1Md)步距S的選擇范圍根據(jù)道路等級(jí)、具體路況及相適應(yīng)的車速選擇步距。一般情況下，高速公路、一級(jí)公路選擇Sa步距；一級(jí)、二級(jí)公路選擇Sb步距；三級(jí)及以下等級(jí)選擇Sc步距；Sd步距用于10公里/小時(shí)以下速度及8米以下小半徑轉(zhuǎn)彎的場(chǎng)合；在編碼的路段均使用Se編碼步距。
2.地面交通用永磁體構(gòu)成的磁性航線和信標(biāo)的編碼a)有關(guān)問題的說明這里著重闡述地面交通磁性航線和信標(biāo)技術(shù)在公路交通領(lǐng)域應(yīng)用中，一般編碼原則及數(shù)據(jù)傳輸格式，比較典型的狀態(tài)和控制的確定與編碼等。經(jīng)過一個(gè)步距傳送一位二進(jìn)制編碼。一個(gè)信標(biāo)在公路上的標(biāo)定位置是信標(biāo)信息幀中的停止位或停止符的最末一位。除有信息幀的航線段外，其余航線段每位編碼均為“1”狀態(tài)。公路(道路)的交會(huì)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，將可能產(chǎn)生信標(biāo)編碼的不連續(xù)，須在這里設(shè)置直接編碼信標(biāo)及網(wǎng)絡(luò)保持標(biāo)識(shí)信標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)保持狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)保持標(biāo)識(shí)字段編碼值相同；網(wǎng)絡(luò)交會(huì)狀態(tài)，各不同網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)保持標(biāo)識(shí)字段編碼值互不相同。通過間接編碼可用遞推方法求出相對(duì)應(yīng)的直接編碼。
b)數(shù)據(jù)傳輸有兩種格式b1)多車道線路信息幀傳輸格式根據(jù)地面交通磁性航線和信標(biāo)技術(shù)及機(jī)動(dòng)載體運(yùn)行的具體特點(diǎn)，多車道線路信標(biāo)編碼數(shù)據(jù)采用無定波特率、無定長、串行移位幀傳輸格式。每一信息幀(信標(biāo))中數(shù)據(jù)段的長、短取決于“C/I”位及后續(xù)的D0～D7位。最短的信息幀為11位，最長的信息幀為67位(方案二)，數(shù)據(jù)段D0～Dn必須是整數(shù)字節(jié)，低位在先。這種信息幀傳輸格式稱為“M”制式，其格式為B0位為起始位，代碼為“0”；B1位為“C/I”控制/信息標(biāo)志位，代碼分別為“1/0”；B2～Bn+2為數(shù)據(jù)(D0～Dn)；Bn+3最末位為停止位，代碼為“1”。
b2)單車道線路數(shù)據(jù)傳遞格式根據(jù)單車道一道兩向運(yùn)行的具體特點(diǎn)，對(duì)原多車道數(shù)據(jù)傳輸幀格式作如下更改原起始位“0”用標(biāo)識(shí)符“011111100”代替，原停止位用標(biāo)識(shí)符“101111110”代替，并對(duì)連同“C/I”位一起的數(shù)據(jù)采用“零位插入技術(shù)”處理。其處理方法是當(dāng)數(shù)據(jù)串中“0”位后連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)“1”時(shí)，插入一個(gè)“0”，從而保證數(shù)據(jù)串中不出現(xiàn)標(biāo)識(shí)符“011111100”或“101111110”。檢測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)接受到的數(shù)據(jù)串做“零位刪除技術(shù)”處理，過程與“零位插入”相反，以恢復(fù)原數(shù)據(jù)。在設(shè)置編碼信標(biāo)時(shí)，無論正向或反向信標(biāo)，每幀相間間距應(yīng)在9位以上。這種數(shù)據(jù)傳輸格式稱為“S”制式，其格式為B0-B8九位起始標(biāo)識(shí)符“011111100”；B9位為“C/I”控制/信息標(biāo)志位，代碼分別為“1/0”；B10～Bn+10位為數(shù)據(jù)(D0～Dn)；Bn+11～Bn+19九位停止標(biāo)識(shí)符“101111110”；
信息幀在檢測(cè)系統(tǒng)反向運(yùn)行條件下，逐位逆向傳入檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)把字符“011111101”認(rèn)定為信息幀逆向輸入起始標(biāo)志，把字符“001111110”認(rèn)定為信息幀逆向輸入停止標(biāo)志。從而，摒棄這組輸入。這就使得反向輸入的信標(biāo)編碼能夠被檢測(cè)系統(tǒng)正確識(shí)別。
c)信標(biāo)的信息編碼在公路交通中，按功能信標(biāo)大致可分為兩大類一類主要是面向自動(dòng)駕駛裝置，向其提供諸如限定速度、向左或向右轉(zhuǎn)彎及半徑、上坡或下坡及坡度等控制信息的信標(biāo)，特點(diǎn)是要求簡(jiǎn)明、快速、可靠，稱其為控制信標(biāo)，其編碼稱控制信息字段；另一類主要是指面向?qū)Ш窖b置或駕駛員的信標(biāo)，向它提供諸如交通警告或提示、交通管理或?qū)Ш叫畔⒓捌渌崾拘畔?，稱其為提示信標(biāo)，其編碼稱提示信息字段。在控制信息字段中，有一個(gè)字節(jié)、兩個(gè)字節(jié)和三個(gè)字節(jié)形式之分；在提示信息字段中，根據(jù)其規(guī)模、構(gòu)成形式、功能特點(diǎn)的不同，又分為公路交通信標(biāo)、城市交通信標(biāo)和交通管理信標(biāo)?？刂菩畔⒆侄沃苯犹峁┛刂菩畔?，而提示信息需要采用數(shù)據(jù)庫的管理形式，提示信息字段僅形成諸多信息組的代碼。對(duì)應(yīng)三種不同形式的提示信標(biāo)，其數(shù)據(jù)庫分別為公路交通信息庫、城市交通信息庫、交通管理信息庫。
c1)控制信息字段在信息幀中，C/I位是控制/信息標(biāo)志位，C/I＝1代表所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是控制信息字段。C/I位后續(xù)的D0-D7位為控制信息字段的第一字節(jié)，低位在先，各位所代表的狀態(tài)定義如下D0-D2限定速度標(biāo)志位；D3-D4道路狀態(tài)標(biāo)志位；00平直；01轉(zhuǎn)彎；10有坡直行；11有坡轉(zhuǎn)彎；D5轉(zhuǎn)向標(biāo)志位；0左轉(zhuǎn)彎；1右轉(zhuǎn)彎；D6上、下坡標(biāo)志位；0下坡；1上坡；D7控制字段單字節(jié)/雙字節(jié)標(biāo)志位；0單字節(jié)
1雙字節(jié)；D8停止標(biāo)志位；0停止；1運(yùn)行；D9禁行標(biāo)志位；0禁行；1通行；D10陡坡標(biāo)志位；0緩坡；(0°-5°)1陡坡；(5°以上)D11協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎標(biāo)志位；0非協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎；1協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎；D12轉(zhuǎn)彎半徑上、下偏離標(biāo)志位；0下偏離；1上偏離；D13偏離擋數(shù)標(biāo)志位；0偏離一擋；1偏離兩擋；D14多道線路標(biāo)志位；0多道線路；1單道線路；D15保留位；D16-D21轉(zhuǎn)彎步距數(shù)；D22保留位；D23保留位；限定速度上限按下式求出V＝2.5×2NKm/H式中N＝(D2、D1、D0)BCD＝0-7，限定速度共分八擋，即Nv＝0-7，各擋速度容差為V(0)＝0～2.5Km/H；V(1)＝2.5～5 Km/H……依次類推。
道路轉(zhuǎn)彎半徑R同樣分八擋，即Nr＝0～7，在協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎的設(shè)置條件下，與限定速度擋次一一對(duì)應(yīng)。協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎條件下各擋轉(zhuǎn)彎半徑在道路設(shè)計(jì)中統(tǒng)一規(guī)定。
在永磁體的設(shè)置中，速度步距S與限定速度擋Nv對(duì)應(yīng)關(guān)系為Nv＝6～7選擇S＝8M；Nv＝4～5選擇S＝4M；Nv＝3選擇S＝2M；Nv＝0～2選擇S＝1M。
在單字節(jié)的控制信息字段情況下，轉(zhuǎn)彎默認(rèn)為協(xié)調(diào)大轉(zhuǎn)彎，坡度默認(rèn)為緩坡。
對(duì)于存在Nr＝0～4轉(zhuǎn)彎擋的控制字段，擴(kuò)展了第三字節(jié)，稱其為擴(kuò)展控制字段。其中D16-D21六位表示轉(zhuǎn)彎步距數(shù)。
控制字段中D11＝0表明該轉(zhuǎn)彎為非協(xié)調(diào)型轉(zhuǎn)彎，D12位表明了轉(zhuǎn)彎擋Nr相對(duì)于限定速度擋Nv是向上偏離還是向下偏離，D13位表明了偏離量。
c2)提示信息字段提示信息字段的第一字節(jié)提示信息字段的第一字節(jié)提供了該提示信息字段的類別及其它信息，其構(gòu)成形式為D2D1D0提示信息字段的類型標(biāo)志000短交通管理信息字段001長交通管理信息字段010里程信標(biāo)間接編碼011里程信標(biāo)直接編碼100間接編碼標(biāo)志101直接編碼標(biāo)志110網(wǎng)絡(luò)連續(xù)標(biāo)志111保留D3城市/公路交通信標(biāo)(方案二為保留)0城市交通信標(biāo)1公路交通信標(biāo)D4交會(huì)節(jié)點(diǎn)/普通節(jié)點(diǎn)標(biāo)志0交會(huì)節(jié)點(diǎn)標(biāo)志1普通節(jié)點(diǎn)標(biāo)志D5遞增/遞減標(biāo)志位0遞增1遞減D7D6網(wǎng)絡(luò)級(jí)別標(biāo)志位00一級(jí)網(wǎng)絡(luò)01二級(jí)網(wǎng)絡(luò)10三級(jí)網(wǎng)絡(luò)11四級(jí)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)D2D1D0為“000”狀態(tài)，表明該提示信息字段是短交通管理信息字段，信息代碼由該字節(jié)的D3-D7位提供；
當(dāng)D2D1D0為“001”狀態(tài)，表明該提示信息字段是長交通管理信息字段，由兩個(gè)字節(jié)組成，信息代碼D3-D15位提供；當(dāng)D2D1D0為“010”狀態(tài)，表明該提示信息字段是里程信標(biāo)間接編碼，在這種情況下，D5＝0表明里程屬遞增形式；D5＝1表明里程屬遞減形式；當(dāng)D2D1D0為“011”狀態(tài)，表明該提示信息字段是里程信標(biāo)直接編碼，信標(biāo)編碼給出的是里程的真實(shí)值。該提示信息字段由兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成，里程由D3-D15十三位二進(jìn)制數(shù)表示，最大可表示8191公里；當(dāng)D2D1D0為“100”狀態(tài)，表明該提示信息字段采用的是間接編碼。在這種情況下，D5＝0表明編碼屬遞增形式，D5＝1表明編碼屬遞減形式；當(dāng)D2D1D0為“101”狀態(tài)，表明該提示信息字段采用的是直接編碼；當(dāng)D2D1D0為“110”狀態(tài)，表明該提示信息字段的D3-D7是網(wǎng)絡(luò)保持標(biāo)識(shí)代碼，該提示信息字段稱網(wǎng)絡(luò)保持標(biāo)識(shí)字段；在不是交通管理信息字段的情況下，D3-D7所代表的提示信息字段的類型如下D3＝0時(shí)，表明該提示信息字段是城市交通信息型；D3＝1時(shí)，表明該提示信息字段是公路交通信息型；D4＝0時(shí)，表明該提示信息字段是公路交會(huì)節(jié)點(diǎn)型信標(biāo)；D4＝1時(shí)，表明該提示信息字段是其它節(jié)點(diǎn)型信標(biāo)；D7、D6是網(wǎng)絡(luò)級(jí)別標(biāo)志位，D7D6＝00時(shí)，表明該提示信息幀是一級(jí)網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；D7D6＝01時(shí)，表明該提示信息幀是二級(jí)網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；D7D6＝10時(shí)，表明該提示信息幀是三級(jí)網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；D7D6＝11時(shí)，表明該提示信息幀是四級(jí)網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)。
提示信標(biāo)有兩種劃分方案方案一提示信標(biāo)分三種類型，分別稱為公路交通信標(biāo)、城市交通信標(biāo)、交通管理信標(biāo)，對(duì)應(yīng)了三種不同類型的提示信息字段；方案二提示信標(biāo)分兩種類型，分別稱為公路(含城市道路)交通信標(biāo)、交通管理信標(biāo)，對(duì)應(yīng)了兩種不同類型的提示信息字段。
方案一、公路交通中信標(biāo)編碼的構(gòu)成形式在公路線路上有三種特定點(diǎn)一、城市(在某條公路線路上用一特定點(diǎn)標(biāo)定它)；二、公路交會(huì)點(diǎn)；三、公路線路上的其它信標(biāo)設(shè)置點(diǎn)。這些點(diǎn)泛稱公路線路上的節(jié)點(diǎn)，連接這些節(jié)點(diǎn)的線路泛稱網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于國家統(tǒng)一標(biāo)定的干線公路，仍沿用原公路編號(hào)，稱一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用16位二進(jìn)制代碼表示；與干線公路有交會(huì)點(diǎn)的支線公路稱二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；與上述支線公路有交會(huì)點(diǎn)的公路稱三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示。一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用16位二進(jìn)制代碼表示；二級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用12位二進(jìn)制代碼表示；三級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用8位二進(jìn)制代碼表示。與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)以上交會(huì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)只定義為其中代碼值最小的一條網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一條道路只定義一次。完整的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編碼由D0-D55七個(gè)字節(jié)組成，其結(jié)構(gòu)形式為從第2字節(jié)開始，即D8-D23十六位為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D24-D35十二位為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D36-D47十二位為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼。當(dāng)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)(即機(jī)動(dòng)載體運(yùn)行在一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上)，D24-D39十六位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D36-D47十二位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D48-D55八位為節(jié)點(diǎn)代碼。以上敘述的是網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼，凡是節(jié)點(diǎn)須設(shè)置信標(biāo)，同一網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼應(yīng)是連續(xù)的。
城市交通中信標(biāo)編碼的構(gòu)成形式城市交通中信標(biāo)編碼采用一、二、三級(jí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成形式。城市中的行政單位、道路交會(huì)點(diǎn)、交通管理及其它信標(biāo)設(shè)置點(diǎn)均稱作節(jié)點(diǎn)，連接這些節(jié)點(diǎn)的城市道路稱作網(wǎng)絡(luò)。道路編碼首先從一級(jí)網(wǎng)絡(luò)開始，城市主要干道及過境公路段定義為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)；與一級(jí)網(wǎng)絡(luò)交會(huì)的具有雙相通過能力的道路定義為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)；與二級(jí)網(wǎng)絡(luò)交會(huì)的道路定義為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)；其余未定義的道路均定義為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)以上交會(huì)點(diǎn)的道路只定義為其中代碼值最小的一條網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一條道路只定義一次。完整的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編碼由D0-D55七個(gè)字節(jié)組成，其結(jié)構(gòu)形式為從第2字節(jié)開始，即D8-D23十六位為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D24-D35十二位為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D36-D47十二位為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼。當(dāng)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)(即機(jī)動(dòng)載體運(yùn)行在一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上)，D24-D39十六位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D36-D47十二位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D48-D55八位為節(jié)點(diǎn)代碼。以上敘述的是城市交通網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼，凡是節(jié)點(diǎn)須設(shè)置信標(biāo)，同一條網(wǎng)絡(luò)上相臨節(jié)點(diǎn)的直接編碼應(yīng)是連續(xù)的。
交通管理信標(biāo)編碼的構(gòu)成形式一般的情況下，這些信標(biāo)信息具有必讀性強(qiáng)、重讀性高、信息量小的特點(diǎn)。交通管理信息代碼構(gòu)成形式為交通管理信息字段分長、短兩種。短交通管理信息字段由提示信息字段第一字節(jié)中的D3-D7位確定，代表重要且出現(xiàn)頻率高的32種交通管理或提示信息；長交通管理信息字段由D3-D15位確定，可代表8192種交通管理或提示信息。
方案二、公路交通中信標(biāo)編碼的構(gòu)成形式方案二采用四級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。在公路線路上有四種特定點(diǎn)一、城市(在某條公路線路上用一特定點(diǎn)標(biāo)定它)；二、公路(含城市道路，下同)交會(huì)點(diǎn)；三、公路線路上的其它信標(biāo)設(shè)置點(diǎn)；四、行政單位，這些點(diǎn)泛稱公路線路上的節(jié)點(diǎn)，連接這些節(jié)點(diǎn)的線路泛稱網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于國家統(tǒng)一標(biāo)定的干線公路，仍沿用原公路編號(hào)，稱一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，并且地區(qū)級(jí)以上城市定義一條主干道為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一級(jí)網(wǎng)絡(luò)用16位二進(jìn)制代碼表示；與干線公路有交會(huì)點(diǎn)的支線公路稱二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；與上述支線公路有交會(huì)點(diǎn)的公路稱三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；與稱為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)有交會(huì)點(diǎn)的公路為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用8位二進(jìn)制代碼表示；其余未定義的道路均定義為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用8位二進(jìn)制代碼表示；一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用16位二進(jìn)制代碼表示；二級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用12位二進(jìn)制代碼表示；三級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用8位二進(jìn)制代碼表示；四級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用8位二進(jìn)制代碼表示。與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)以上交會(huì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，只定義為其中代碼值最小的一條網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一條道路只定義一次。完整的四級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編碼由D0-D63八個(gè)字節(jié)組成，其結(jié)構(gòu)形式為從第2字節(jié)開始，即D8-D23十六位為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D24-D35十二位為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D36-D47十二位為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；D48-D55八位為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼。當(dāng)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)(即機(jī)動(dòng)載體運(yùn)行在一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上)，D24-D39十六位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D36-D47十二位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D48-D55八位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D56-D63八位為節(jié)點(diǎn)代碼。以上敘述的是網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼，凡是節(jié)點(diǎn)須設(shè)置信標(biāo)，同一網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼應(yīng)是連續(xù)的。以上所述是方案二與方案一的差別部分，其余部分與方案一完全相同。
地面交通磁性航線和信標(biāo)所提供的離散化磁性軌跡，以及加載其上的信息編碼，能被相適應(yīng)的檢測(cè)裝置所檢測(cè)。向其提供固定的地面交通信息，以用于地面機(jī)動(dòng)載體的自動(dòng)控制和交通管理。它促使機(jī)動(dòng)載體從目前的人工駕駛狀態(tài)向自動(dòng)駕駛狀態(tài)的過渡。與其它的可能被用于確定航線和信標(biāo)的技術(shù)相比，它具有系統(tǒng)可靠性高、經(jīng)濟(jì)有效的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種地面交通用永磁體構(gòu)成的磁性航線和信標(biāo)的方法，其特征在于a)將永磁體充磁并經(jīng)老化處理后，按其磁場(chǎng)強(qiáng)度分檔，裝在帶有黑、白色堵頭的塑料管中，密封，黑色堵頭在“N”磁極端，白色堵頭在“S”磁極端，塑料管外涂有磁場(chǎng)強(qiáng)度分檔色標(biāo)；b)道路上埋設(shè)永磁體的步距選擇一般情況下，高速公路、一級(jí)公路選擇8M，一級(jí)、二級(jí)公路選擇4M，三級(jí)以下的公路選擇2M，10公里/小時(shí)以下速度及8米以下小半徑轉(zhuǎn)彎的場(chǎng)合選擇1M，編碼步距選擇1.5M；在永磁體的設(shè)置中，速度步距S與限定速度擋Nv對(duì)應(yīng)關(guān)系為Nv是6～7時(shí)，選擇S為8M；Nv是4～5時(shí)，選擇S為4M；Nv是3時(shí)；選擇S為2M；Nv是0～2時(shí)，選擇S為1M；c)永磁體軸向垂直于道路表面，沿航線單線排列，信標(biāo)編碼中的“1”用“S”磁極朝下狀態(tài)表示，信標(biāo)編碼中的“0”用“N”磁極朝下狀態(tài)表示；埋設(shè)深度150-250毫米，埋設(shè)的永磁體在路面上方400毫米處不包含地磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度要求如下磁場(chǎng)強(qiáng)度Ham大于16A/M相臨步距間磁場(chǎng)強(qiáng)度差不大于1.6A/M任意100個(gè)步距內(nèi)最大與最小之差不大于2A/M任意1000個(gè)步距內(nèi)最大與最小之差不大于3A/MHam(-3db)幅度半衰寬度Bh0.6±0.1M
2.一種地面交通用永磁體構(gòu)成的磁性航線和信標(biāo)的編碼，其特征在于a)數(shù)據(jù)傳輸格式經(jīng)過一個(gè)步距傳送一位二進(jìn)制編碼，除有信息幀的航線段外，其余航線段每位編碼均為“1”狀態(tài)；一個(gè)信標(biāo)在公路上的標(biāo)定位置是信標(biāo)信息幀中的停止位或停止符的最末一位；多車道線路信標(biāo)編碼數(shù)據(jù)采用無定波特率，無定長，串行移位幀傳輸格式，每一信息幀中數(shù)據(jù)段的長、短取決于“C/I”位及后續(xù)的數(shù)據(jù)第一字節(jié)，即D0～D7位。在信息幀中，第1位為起始位，代碼為“0”，第2位為“C/I”控制/信息標(biāo)志位，代碼分別為“1/0”，其后D0～Dn為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)必須是整數(shù)字節(jié)，最末位為停止位，代碼為“1”；單車道線路數(shù)據(jù)傳遞格式對(duì)原多車道數(shù)據(jù)傳輸幀格式作如下更改原起始位“0”用標(biāo)識(shí)符“011111100”代替，原停止位“1”用標(biāo)識(shí)符“101111110”代替，并對(duì)連同“C/I”位一起的數(shù)據(jù)采用“零位插入技術(shù)”處理，其處理方法是當(dāng)數(shù)據(jù)串中“0”位后連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)“1”時(shí)，插入一個(gè)“0”，從而保證數(shù)據(jù)串中不出現(xiàn)標(biāo)識(shí)符“011111100”或“101111110”，在設(shè)置編碼信標(biāo)時(shí)，無論正向或反向信標(biāo)，每幀相間間距應(yīng)在9位以上；b)控制信標(biāo)的編碼在信息幀中，C/I位是控制/信息標(biāo)志位，C/I＝1代表所傳輸?shù)氖强刂菩畔⒆侄?，在C/I位后續(xù)的D0-D7位為控制信息字段的第一字節(jié)，D8-D15位為第二字節(jié)，D16-D23位為第三字節(jié)，低位在先，各位所代表的狀態(tài)如下D0-D2限定速度標(biāo)志位D3-D4道路狀態(tài)標(biāo)志位00平直01轉(zhuǎn)彎10有坡直行11有坡轉(zhuǎn)彎D5轉(zhuǎn)向標(biāo)志位0左轉(zhuǎn)彎1右轉(zhuǎn)彎D6上、下坡標(biāo)志位0下坡1上坡D7控制字段單字節(jié)/雙字節(jié)標(biāo)志位0單字節(jié)1雙字節(jié)D8停止標(biāo)志位0停止1運(yùn)行D9禁行標(biāo)志位0禁行1通行D10陡坡標(biāo)志位0緩坡1陡坡D11協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎標(biāo)志位0非協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎1協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎D12轉(zhuǎn)彎半徑上、下偏離標(biāo)志位0下偏離1上偏離D13偏離擋數(shù)標(biāo)志位0偏離一擋1偏離兩擋D14多道線路標(biāo)志位0多道線路1單道線路D15保留位D16-D21轉(zhuǎn)彎步距數(shù)D22保留位D23保留位c)提示信標(biāo)的編碼c1)提示信息字段的第一字節(jié)，各位所代表的狀態(tài)如下D2D1D0提示信息字段的類型標(biāo)志000短交通管理信息字段001長交通管理信息字段010里程信標(biāo)間接編碼011里程信標(biāo)直接編碼100間接編碼標(biāo)志101直接編碼標(biāo)志110網(wǎng)絡(luò)連續(xù)標(biāo)志111保留D3城市/公路交通信標(biāo)0城市交通信標(biāo)1公路交通信標(biāo)D4交會(huì)節(jié)點(diǎn)/普通節(jié)點(diǎn)標(biāo)志0交會(huì)節(jié)點(diǎn)標(biāo)志1普通節(jié)點(diǎn)標(biāo)志D5遞增/遞減標(biāo)志位0遞增1遞減D7D6網(wǎng)絡(luò)級(jí)別標(biāo)志位00一級(jí)網(wǎng)絡(luò)01二級(jí)網(wǎng)絡(luò)10三級(jí)網(wǎng)絡(luò)11四級(jí)網(wǎng)絡(luò)c2)公路交通中提示信標(biāo)編碼的構(gòu)成形式1(不含城市道路)在公路線路上給出三種特定點(diǎn)分別是城市、公路交會(huì)點(diǎn)、公路線路上的其它信標(biāo)設(shè)置點(diǎn)，連接這些點(diǎn)的線路組成網(wǎng)絡(luò)；國家統(tǒng)一標(biāo)定的干線公路，用原公路編號(hào)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用16位二進(jìn)制代碼表示；與干線公路有交會(huì)點(diǎn)的支線公路為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；與上述支線公路有交會(huì)點(diǎn)的公路為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用16位二進(jìn)制代碼表示，二級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用12位二進(jìn)制代碼表示，三級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用8位二進(jìn)制代碼表示；與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)以上交會(huì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)只定義為其中代碼值最小的一條網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一條道路只定義一次；完整的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編碼由D0-D55七個(gè)字節(jié)組成，其結(jié)構(gòu)形式為從第2字節(jié)開始，即D8-D23十六位為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼，D24-D35十二位為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼，D36-D47十二位為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D24-D39十六位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D36-D47十二位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D48-D55八位為節(jié)點(diǎn)代碼；以上是網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼，同一網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼應(yīng)是連續(xù)的；c3)公路交通中提示信標(biāo)編碼的構(gòu)成形式2(含城市道路)在公路線路上給出四種特定點(diǎn)，分別是城市、公路交會(huì)點(diǎn)、公路線路上的其它信標(biāo)設(shè)置點(diǎn)、行政單位，連接這些點(diǎn)的線路組成網(wǎng)絡(luò)；國家統(tǒng)一標(biāo)定的干線公路，用原公路編號(hào)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，地區(qū)級(jí)以上城市定義一條主干道為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一級(jí)網(wǎng)絡(luò)用16位二進(jìn)制代碼表示；與干線公路有交會(huì)點(diǎn)的支線公路為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；與支線公路有交會(huì)點(diǎn)的公路稱三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用12位二進(jìn)制代碼表示；與三級(jí)網(wǎng)絡(luò)有交會(huì)點(diǎn)的公路為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)，用8位二進(jìn)制代碼表示；其余未定義的道路均定義為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用8位二進(jìn)制代碼表示；一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用16位二進(jìn)制代碼表示，二級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用12位二進(jìn)制代碼表示，三級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用8位二進(jìn)制代碼表示，四級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用8位二進(jìn)制代碼表示；與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)以上交會(huì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，只定義為其中代碼值最小的一條網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)，一條道路只定義一次；完整的四級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編碼由D0-D63八個(gè)字節(jié)組成，其結(jié)構(gòu)形式為從第2字節(jié)開始，即D8-D23十六位為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼，D24-D35十二位為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼，D36-D47十二位為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼，D48-D55八位為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D24-D39十六位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D36-D47十二位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D48-D55八位為節(jié)點(diǎn)代碼；當(dāng)節(jié)點(diǎn)為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，D56-D63八位為節(jié)點(diǎn)代碼；以上是網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼，同一網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的直接編碼應(yīng)是連續(xù)的；c4)交通管理提示信標(biāo)編碼交通管理信息字段分長、短兩種，分別由一個(gè)字節(jié)、兩個(gè)字節(jié)組成，短交通管理信息字段由D3-D7位確定，代表重要且出現(xiàn)頻率高的32種交通管理或提示信標(biāo)信息，長交通管理信息字段由D3-D15位確定，代表8192種交通管理或提示信標(biāo)信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及地面機(jī)動(dòng)運(yùn)載裝置的自動(dòng)控制和自動(dòng)化管理技術(shù)領(lǐng)域。它采用永磁體,按照一定間距沿一定軌跡單線排列,其N、S磁極正或反向垂直于路面且符合一定信息編碼與傳輸格式埋設(shè),從而構(gòu)成地面交通磁性航線和信標(biāo)。本發(fā)明可以達(dá)到測(cè)控裝置的要求,提供固定的地面導(dǎo)航、交通管理及其它信息。是實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)載體的自動(dòng)化控制和管理的重要一環(huán)。
文檔編號(hào)G01S3/00GK1252527SQ9812376
公開日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1998年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月27日
發(fā)明者李善伯 申請(qǐng)人:李善伯