專利名稱：車輛定位系統(tǒng)及其專用的車載裝置和路邊設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛定位技術(shù)，涉及一種車輛定位系統(tǒng)及其專用的車載裝置和路邊設(shè)施。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代交通系統(tǒng)中，車輛定位技術(shù)是正在不斷發(fā)展中的智能交通系統(tǒng)(ITS)的核心技術(shù)。ITS主要由交通信息管理中心、路邊系統(tǒng)、車內(nèi)系統(tǒng)、需求管理系統(tǒng)和交通管理控制系統(tǒng)等組成。這些系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)一般都依賴實(shí)時(shí)的車輛定位信息。因此，車輛定位技術(shù)在ITS中應(yīng)用非常廣泛。通常，人們希望車輛的定位精度越高、定位的可靠性越高越好，但同時(shí)又希望成本盡可能低廉。因此，研究如何在成本較低的前提下獲得較高精度的定位信息是非常有意義的。
在目前的車輛定位技術(shù)研究中，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)是很常用的車輛定位手段。但由于GPS系統(tǒng)本身在技術(shù)原理上的缺陷，使車輛定位的精度很不理想。即使采用基站修正技術(shù)，所獲得的定位精度也很難滿足某些特定的車輛控制要求。比如，對(duì)非常近的前后車距的控制和預(yù)警，以及對(duì)某些軌道交通在岔道處的交匯車輛安全并線的控制過程等等都需要依靠非常精確可靠的車輛定位技術(shù)的支持。
現(xiàn)在還有在路面連續(xù)預(yù)埋等距磁性路標(biāo)的車輛引導(dǎo)和定位方式，但這種方式同樣存在定位不準(zhǔn)容易受到干擾的問題，而且實(shí)施難度比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種精確、可靠、容易實(shí)施且成本低廉的車輛定位系統(tǒng)以及應(yīng)用于該系統(tǒng)的專用的車載裝置和路邊設(shè)施。
本發(fā)明提出了一種新型車輛定位系統(tǒng)，其必要特征是該系統(tǒng)包括一系列以規(guī)定高度和位置固定安裝在路邊的表面具有包含編碼信息的可見圖案的標(biāo)志帶；所述的編碼信息中包括該標(biāo)志帶所在位置的相對(duì)于某基準(zhǔn)點(diǎn)的路徑距離信息以及該路段的參數(shù)信息；該系統(tǒng)還包括安裝在車輛上的光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置，光信息讀取裝置從上述的沿路布置的標(biāo)志帶上讀取編碼信息，并經(jīng)過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置依據(jù)相關(guān)編碼協(xié)議解讀出標(biāo)志帶的位置信息。
上面所述的道路設(shè)施可以是包括一系列以規(guī)定高度和位置固定安裝在路邊的表面具有包含編碼信息的可見圖案的標(biāo)志帶；所述的編碼信息中包括該標(biāo)志帶所在位置的相對(duì)于某基準(zhǔn)點(diǎn)的路徑距離信息以及該路段的參數(shù)信息。
作為本發(fā)明提出的車輛定位系統(tǒng)的車載裝置包括光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置，光信息讀取裝置從沿路布置的特定標(biāo)志帶上的圖案中讀取編碼信息，并經(jīng)過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置依據(jù)相關(guān)編碼協(xié)議解讀出標(biāo)志帶的位置信息以及該路段的參數(shù)信息。
進(jìn)一步地，該車在裝置中可以包括能射向所述的沿路布置的特定標(biāo)志帶方向的光源。
以上所述的標(biāo)志帶的設(shè)置和制作方式可以有多種選擇，比如，將預(yù)先印制的印刷物貼在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)造的固定基底上，或者在現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)測(cè)算并即時(shí)印制或者繪制在預(yù)造的固定基底上。所述的車輛上的光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置所依賴的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，可以直接利用已有技術(shù)中的類似的光電探測(cè)技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、編解碼技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
所述的編碼圖案的具體實(shí)施方式
也具有許多種選擇，可以充分利用現(xiàn)有的條形碼技術(shù)。比如，所述的標(biāo)志帶上的編碼信息的載體可以是多條相互平行的編碼圖案帶，其中包括由連續(xù)設(shè)置的等距的色塊構(gòu)成的尺形定位帶，還有至少一條由不連續(xù)設(shè)置的若干段條形碼構(gòu)成的條形碼帶。
與現(xiàn)有的GPS車輛定位系統(tǒng)以及類似的遠(yuǎn)程無線定位系統(tǒng)相比，本發(fā)明提出的車輛定位系統(tǒng)及其專用的車載裝置和路邊設(shè)施具有容易實(shí)施、成本低廉、便于維護(hù)、定位精確、可靠性高、不受天氣影響等明顯的優(yōu)勢(shì)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理設(shè)計(jì)的一種車輛定位系統(tǒng)的專用標(biāo)志帶；圖2是圖1所示編碼圖案帶結(jié)合在高速公路兩側(cè)防護(hù)欄表面時(shí)的立體圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，這是根據(jù)本發(fā)明原理設(shè)計(jì)的一種車輛定位系統(tǒng)的專用標(biāo)志帶[1]。該標(biāo)志帶[1]的寬度約8厘米，其表面有類似條形碼的上中下三條由黑白色塊交錯(cuò)構(gòu)成的編碼圖案帶(如圖8所示)。其中，下方的編碼圖案帶是由10厘米長(zhǎng)的黑白色塊連續(xù)交錯(cuò)構(gòu)成的分米尺帶[2]，中間的編碼圖案帶是由間隔1米的10厘米長(zhǎng)的黑色圖塊構(gòu)成的米尺帶[3]，上面的編碼圖案帶是由不連續(xù)分布的以約定規(guī)則編碼后的條形碼帶[4]。
在車身側(cè)面的對(duì)應(yīng)位置安裝了可以在行駛中連續(xù)觀測(cè)圖1所示標(biāo)志帶表面圖案的光信息讀取裝置。光信息讀取裝置能夠在車輛運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)地讀取到的標(biāo)志帶[1]表面的三條圖案帶[2][3][4]上的黑白色塊，并轉(zhuǎn)換為序列電信號(hào)后傳送給車載的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置，進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理和解碼，解譯出有用的行車數(shù)據(jù)。行車數(shù)據(jù)中包括車輛定位信息和該路段的參數(shù)信息。
車載的光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置是根據(jù)米尺帶[3]和分米尺帶[2]上的黑白色塊的變化速率和累積數(shù)值實(shí)時(shí)檢測(cè)出車輛離開某基準(zhǔn)點(diǎn)的路距的。它可以得出任意時(shí)刻的精確到至少0.1米的車輛定位信息和實(shí)時(shí)的車速變化信息。
行車數(shù)據(jù)中還包括根據(jù)條形碼帶[4]上的不同的條形碼段經(jīng)解碼后獲得的多種路段特征信息。路段特征信息可以包括以下內(nèi)容當(dāng)前軌路路段的名稱代碼、等級(jí)代碼、定位基準(zhǔn)點(diǎn)起始位置數(shù)據(jù)、前方岔道口位置和代碼、前方坡道位置和代碼、前方彎道位置代碼、前方?？空疚恢煤痛a以及其他有必要向車輛提供的特征信息。運(yùn)行中的車輛上的車載光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置可以實(shí)時(shí)獲得的上述行車數(shù)據(jù)。
如果車輛上同時(shí)具備與交通控制中心實(shí)時(shí)通訊的裝置，那么，通過本發(fā)明提供的車輛定位系統(tǒng)獲得的行車數(shù)據(jù)將可以實(shí)時(shí)地傳送給交通控制中心，從而使交通控制中心能夠宏觀地監(jiān)督整條道路上的各個(gè)具備此功能的車輛的實(shí)時(shí)位置信息，并能夠通過盡可能及時(shí)地反饋信息通知相關(guān)車輛進(jìn)行必要的駕駛操作。車輛上的司機(jī)或者自動(dòng)行駛系統(tǒng)也可以根據(jù)實(shí)時(shí)獲得的行車數(shù)據(jù)和控制指令對(duì)照系統(tǒng)已掌握的最新版本的包括當(dāng)前路段的路網(wǎng)電子地圖以及本行程的預(yù)定目標(biāo)和預(yù)定路徑信息，連續(xù)地監(jiān)測(cè)、控制和調(diào)整車輛的運(yùn)行狀態(tài)。
圖2是圖1所示標(biāo)志條應(yīng)用在高速公路兩側(cè)金屬型材護(hù)欄[5]中央內(nèi)凹處的外觀狀態(tài)。
本發(fā)明既可以應(yīng)用在公路交通系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用在多種軌道交通系統(tǒng)中。比如地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛的軌道運(yùn)輸系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種車輛定位系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括一系列以規(guī)定高度和位置固定安裝在路邊的表面具有包含編碼信息的可見圖案的標(biāo)志帶[1]；所述的編碼信息中包括該標(biāo)志帶[1]所在位置的相對(duì)于某基準(zhǔn)點(diǎn)的路徑距離信息以及該路段的參數(shù)信息；該系統(tǒng)還包括安裝在車輛上的光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置，光信息讀取裝置從上述的沿路布置的標(biāo)志帶[1]上讀取編碼信息，并經(jīng)過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置依據(jù)相關(guān)編碼協(xié)議解讀出標(biāo)志帶[1]的位置信息。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛定位系統(tǒng)的專用路邊設(shè)施，其特征是該路邊設(shè)施包括一系列以規(guī)定高度和位置固定安裝在路邊的表面具有包含編碼信息的可見圖案的標(biāo)志帶[1]；所述的編碼信息中包括該標(biāo)志帶[1]所在位置的相對(duì)于某基準(zhǔn)點(diǎn)的路徑距離信息以及該路段的參數(shù)信息。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛定位系統(tǒng)的專用車載裝置，其特征是該車載裝置包括光信息讀取裝置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置，光信息讀取裝置從沿路布置的特定標(biāo)志帶[1]上的圖案中讀取編碼信息，并經(jīng)過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和處理裝置依據(jù)相關(guān)編碼協(xié)議解讀出標(biāo)志帶[1]的位置信息以及該路段的參數(shù)信息。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛定位系統(tǒng)的專用車載裝置，其特征是具有射向所述的沿路布置的特定標(biāo)志帶[1]方向的光源。
5.如權(quán)利要求1所述車輛定位系統(tǒng)，其特征是所述的標(biāo)志帶[1]上的編碼信息的載體是多條相互平行的編碼圖案帶[2][3][4]，其中包括由連續(xù)設(shè)置的等距的色塊構(gòu)成的尺形定位帶[2][3]，還有至少一條由不連續(xù)設(shè)置的若干段條形碼構(gòu)成的條形碼帶[4]。
6.如權(quán)利要求2所述的路邊設(shè)施，其特征是所述的標(biāo)志帶[1]上的編碼信息的載體是多條相互平行的編碼圖案帶[2][3][4]，其中包括由連續(xù)設(shè)置的等距的色塊構(gòu)成的尺形定位帶[2][3]，還有至少一條由不連續(xù)設(shè)置的若干段條形碼構(gòu)成的條形碼帶[4]。
全文摘要
針對(duì)現(xiàn)有的如GPS之類的車輛定位系統(tǒng)的定位精度不足，可靠性不高的問題，本發(fā)明提出了依靠車載的帶有光電檢測(cè)和處理系統(tǒng)的車載裝置和路邊的類似條形碼的帶有編碼信息的連續(xù)的標(biāo)志帶[1]來獲得車輛的定位數(shù)據(jù)。這種車輛定位系統(tǒng)及其專用的車載裝置和路邊設(shè)施具有容易實(shí)施、成本低廉、便于維護(hù)、定位精確、可靠性高、不受天氣影響等優(yōu)點(diǎn)，更適合在高速公路、自動(dòng)軌道交通系統(tǒng)中應(yīng)用。
文檔編號(hào)G08G1/123GK1641712SQ20041010136
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者于君 申請(qǐng)人:于君