技术领域
[0001] 本
发明属于
汽车电子领域中的信息交互技术领域，涉及一种基于无线通信的行车信息交互系统及方法。技术背景
[0002] 据统计，我国每年死于车祸的人数超过10万。我国的道路交通安全形势非常严峻，统计数据表明，每5分钟就有一人丧身
车轮，每1分钟都会有一人因为交通事故而伤残。每年因交通事故所造成的经济损失达数百亿元。
[0003] 近几年，随着人民生活
水平的不断提高，我国的汽车保有量不断攀升。这对我们目前道路交通管理，以及行车安全提出了新的考验。我们需要采取新的行之有效的措施，降低车祸率，保护人民群众的生命财产安全。
[0004] 车辆行驶中，司机的预判对行车安全很重要。从车祸调查来看，很多是由于司机未及时发现周围情况，未能及时采取措施而导致。例如，依山公路上急转弯，未能发现对面来车；高速公路上夜晚行车，发生车祸后的连续追尾；未注意到道路险情告示而冲出公路等。
[0005] 目前，汽车司机对周围情况的
感知有两种途径，一种是光线，即视觉，各种路牌，周围路况的视觉判断，夜晚对面来车的车灯等。第二种是听觉，即周围行车的喇叭声。在一些情况，例如，雨天，或者夜晚，视觉听觉受限时，这两种途径往往不足以保证司机的行车安全。这里提供第三种途径，无线信息警示。
[0006] 现有的车载全球
定位系统终端只是被动接受卫星
信号，存储地图信息即一些静态
位置告警信息(限速标识)，因此不能得到周围动态情况信息。
[0007] 本方案给车上装上信号发射装置，连接全球定位系统终端，将全球定位系统终端的位置信息以广播的形式发送出去，这样周围的装相同系统的车辆就可以得到这辆车的位置信息。
[0008] 另外，在路标告示牌，安装告警信息发射装置。也可以在道路施工位置，临时放置告警信息发射装置，用于提醒过往汽车司机。
[0009] 例如，在依山公路上急转弯时，对向行驶的车辆提前发送位置信息，则这两辆车在未看到对方的情况下，就可以通过全球定位系统终端知道有对向来车，可以及时减速避行。
[0010] 例如，高速公路上夜晚行车，发生车祸后，及时开启信号发射装置，警示后面车辆，这样就可以在视觉受限的情况下及时通知危险。
[0011] 也可以在道路警示标志上装全球定位系统位置发射器。
[0012] 例如，有道路险情时，用全球定位系统位置发射器，发送险情警示，就可以避免司机大意发生车祸。
[0013] 例如，在一些路段，标志一个地区的广告信息，“＊＊欢迎您，这里有......。”发明内容
[0014] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述行车安全问题，提供一种行车信息无线交互系统。
[0015] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于无线通信的行车信息交互系统。其特征在于：包括全球位置定位及显示单元、从全球定位单元获取位置信息并进行处理的信息处理单元、从信息处理单元获取信息并以无线信号在给定频带发射的无线信息发射单元。
[0016] 同时，本发明还公开了一种基于无线通信的行车信息交互系统的方法，其特征在于：
[0017] 1.一种基于无线通信的行车信息交互系统的信息发射子系统，其特征在于：包括全球位置定位及显示单元、从全球定位单元获取位置信息并进行处理的信息处理单元、从信息处理单元获取信息并以无线信号在给定频带发射的无线信息发射单元。
[0018] 2.一种基于无线通信的行车信息交互系统的信息接收子系统，其特征在于：包括接收给定频带上的无线信号的无线信息接收单元、从无线信息接收单元获取到信息并进行处理的信息处理单元、从信息处理单元获取到位置信息、方向信息及警示信息等，并进行显示及告警的显示单元。
[0019] 3.一种基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统，其特征在于：包括用于初始位置设定的位置初始化单元、全球位置定位系统定时信息获取单元、从位置初始化单元获取位置信息并进行处理的信息处理单元、从信息处理单元获取信息并以无线信号在给定频带发射的无线信息发射单元。
[0020] 4.基于无线通信的行车信息交互系统的信息发射子系统进行信息交互的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0021] 步骤一、显示单元从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)和行进方向信息(例如：以正北为零度，正东为90度，正南为180度，正西为270度)，在显示单元的显示屏上显示自我位置，并显示自我行进方向。
[0022] 步骤二、信息处理单元从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)，行进方向信息(例如：以正北为零度，正东为90度，正南为180度，正西为270度)、并从车载电子系统获取行进速度信息。
[0023] 步骤三、随机获取动态配置信道，随机获取两次发送时间间隔。
[0024] 步骤四、从全球位置定位单元获取定时信息，对系统进行时间校准。
[0025] 步骤五、对步骤二获取的信息在步骤三获取的信道上进行编码，并附加信息校验位，形成信息编码。
[0026] 步骤六、对步骤四的信息编码进行基带信号调制，形成调制符号。
[0027] 步骤七、在调制符号中加入参考符号。
[0028] 步骤八、对调制符号及参考符号进行信道映射，并按信息类型放大系数发大信号，调制，上变频至载波
频率，通过天线发射信号。
[0029] 5.基于无线通信的行车信息交互系统的信息接收子系统进行信息交互的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0030] 步骤一、按系统校准的时间对天线接收的信号进行
采样，并进行
模数转换。
[0031] 步骤二、对步骤一得到的数据进行信道分离。
[0032] 步骤三、对所有信道逐一判决是否信号
能量大于
门限值，如果有信号能量大于门限值，则对该信道进行信道估计，并进行均衡处理。如果信号能量小于等于门限值，则跳过该信道。
[0033] 步骤四、对步骤三的信道数据进行译码，并进行校验。
[0034] 步骤五、如果校验错误，标识为错误信号。如果校验正确，则对信号进行解析。
[0035] 步骤六、该信息解析后，将解析得到的位置信息、方向信息、以及可能存在的文字附加信息发送至显示单元。同时，如果该信息解析后，有转发标识，则将该信息发送至信息发送子模
块。
[0036] 步骤七、显示单元，显示获得信息的相对位置，方向，以及可能的文字信息。如果显示单元接收到的信息显示为错误信息，则显示单元提示“减速慢行”。显示单元判断，如果该信息是紧急或者重要信息，则用闪烁显示或者声音的方式警示。
[0037] 步骤八、跳至步骤三，直至处理完所有信道。
[0038] 6.基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统进行信息交互的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0039] 步骤一、系统初始化仪从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)和方向信息(例如：以正北为零度，正东为90度，正南为180度，正西为270度)。
[0040] 步骤二、获取静态配置信道，及信道发送周期。
[0041] 步骤三、从全球位置定位单元获取定时信息，对系统进行时间校准。
[0042] 步骤四、对步骤二获取的信息在步骤三获取的信道上进行编码，并附加信息校验位，形成信息编码。
[0043] 步骤五、对步骤四的信息编码进行基带信号调制，形成调制符号。
[0044] 步骤六、在调制符号中加入参考符号。
[0045] 步骤七、对调制符号及参考符号进行信道映射，并按信息类型放大系数发大信号，调制。
[0046] 步骤八、将步骤七得到的调整符号传输至基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统。
[0047] 步骤九、初始化结束。启动基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统。
[0048] 步骤十、基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统，获取全球位置定位时间信息，进行系统时间校准。
[0049] 步骤十一、基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统在初始化设定的周期时刻，将初始化设定的调制符号上变频至
载波频率，通过天线发射信号。
[0050] 7.基于无线通信的行车信息交互系统的信息发射子系统，基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统，在对调制符号进行映射前，需按信息类型对信息进行放大。一般警示信息，通告信息，放大系数为β0，使200米内的接受端在相对速度为400公里/小时条件下，误块率小于1％。危险警告信息，放大系数为β，使400米内的接受端在相对速度为400公里/小时条件下，误块率小于1％。
[0051] 8.发送端可以为信息携带中继转发标识。接收端在收到携带中继转发标识的信息时，判断，如果与信号发出位置距离小于150米或者大于200公里，则忽视该标识。如果与信号发出位置距离大于等于150米或者小于等于200公里，则中继转发该信息。携带中继转发标识的信息为静态信道周期性发送信息。中继转发，在原信息信道，按原信息的周期及时刻偏移进行转发。
[0052] 9.按照
权利要求1、权利要求2和权利要求3中，发送端和接收端交互的信息结构定义：
[0053] Struct{
[0054] 转发标识；
[0055] 信息编号；
[0056] 位置信息；(包含：经度、纬度和海拔高度等)
[0057] 方向信息；
[0058] 附加信息标识；
[0059] 附加信息；
[0060] 填充信息；(使信息位数为8或16的整数倍，便于处理)
[0061] 校验位；
[0062] }
[0063] 发送端和接收端交互的信息可以进行分类编号，每个编号对应不同的固定内容。这样可以减少空口传输的信息量，在显示单元按编号显示对应的固定内容，便于阅读。例如：编号1，对应“车祸现场，减速慎行”；编号2，对应“前方道路施工，请绕行”；编号3，对应“前方道路施工，减速通过”，等。
[0064] 10.信息在可分为不同信道的一个频带上发送，接收端在同一个频带上检测接收信息；频带上在信道分为静态配置信道和动态信道；静态配置信道用于周期性发送信息；动态信道为随机获取，短时间暂时占用发送信息。
[0067] 2、信息交互简单，信息交互实时性好，安全迅速。例如，时速100公里/小时的汽车，每秒行进27.8米；而相对方向两辆时速为100公里/小时的汽车，每秒相对行进55.6米。因此信息交互的实时性非常重要。
[0068] 3、对交换信息分类，用不同的信道，不同的能量级别进行发送，可提高安全性，减少信息及信号干扰。
[0069] 4、信号中继功能，能使紧急信息短时间内传播出去。
[0070] 综上所述，本发明设计新颖合理、系统复杂度低、信息传递实时性高、且运营成本低。中国有几十万公里的公路，世界公路总里程更是超过百万公里，而这些公里大多缺少安全信息警示系统。本发明公开了一种基于无线通信的行车信息交互系统及方法，通过无线信息交互使汽车司机能更清楚的了解周围的行车环境，对可能的危险情况做出提前判断。可以有效降低危险发生的概率，具有显著的经济效益和社会效益。
[0071] 下面通过
附图和
实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0072] 图1为本发明基于无线通信的行车信息交互系统的信息发射子系统的工作原理
框图。
[0073] 图2为本发明基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统的工作原理框图。
[0074] 图3为本发明基于无线通信的行车信息交互系统的信息接收子系统的工作原理框图。
[0075] 图4为本发明行驶汽车间的无线信息交互示意图。
[0076] 图5为行驶汽车接收道路警示牌发送无线信息示意图。
[0077] 图6为车祸现场车辆发送无线告警信息示意图。
[0078] 图7为车内位置显示系统显示信息示意图。
具体实施方式
[0079] 本发明可以分为三个不同的子系统，分别如图1、图2、图3所示。如图1为基于无线通信的行车信息交互系统的信息发射子系统，如图2为基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统，和如图3为基于无线通信的行车信息交互系统的信息接收子系统。图2为一种简化系统，用于降低系统成本。
[0080] 1.在如图4的行驶汽车间的无线信息交互场景中，车辆都可以成为接收方或者发送方，交互过程分如下：
[0081] (1)信息发送过程：
[0082] 步骤一、显示单元从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)和行进方向信息(例如：以正北为零度，正东为90度，正南为180度，正西为270度)，在显示单元的显示屏上显示自我位置，并显示自我行进方向。
[0083] 步骤二、信息处理单元从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)，行进方向信息(例如：以正北为零度，正东为90度，正南为180度，正西为270度)、并从车载电子系统获取行进速度信息。
[0084] 步骤三、随机获取动态配置信道，随机获取两次发送时间间隔。
[0085] 步骤四、从全球位置定位单元获取定时信息，对系统进行时间校准。
[0086] 步骤五、对步骤二获取的信息在步骤三获取的信道上进行编码，并附加信息校验位，形成信息编码。
[0087] 步骤六、对步骤四的信息编码进行基带信号调制，形成调制符号。
[0088] 步骤七、在调制符号中加入参考符号。
[0089] 步骤八、对调制符号及参考符号进行信道映射，并按信息类型放大系数发大信号，调制，上变频至载波频率，通过天线发射信号。
[0090] (2)信息接收过程
[0091] 步骤一、按系统校准的时间对天线接收的信号进行采样，并进行模数转换。
[0092] 步骤二、对步骤一得到的数据进行信道分离。
[0093] 步骤三、对所有信道逐一判决是否信号能量大于门限值，如果有信号能量大于门限值，则对该信道进行信道估计，并进行均衡处理。如果信号能量小于等于门限值，则跳过该信道。
[0094] 步骤四、对步骤三的信道数据进行译码，并进行校验。
[0095] 步骤五、如果校验错误，标识为错误信号。如果校验正确，则对信号进行解析。
[0096] 步骤六、该信息解析后，将解析得到的位置信息、方向信息、以及可能存在的文字附加信息发送至显示单元。同时，如果该信息解析后，有转发标识，则将该信息发送至信息发送子模块。
[0097] 步骤七、显示单元，显示获得信息的相对位置，方向，以及可能的文字信息。如果显示单元接收到的信息显示为错误信息，则显示单元提示“减速慢行”。
[0098] 步骤八、跳至步骤三，直至处理完所有信道。
[0099] 2.在如图5的行驶汽车接收道路警示牌发送无线信息交互场景中，行驶的汽车为信息接收方，道路警示牌为信息发送方，交互过程分如下：
[0100] (1)道路警示牌信息发送过程
[0101] 步骤一、系统初始化仪从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)和方向信息(例如：以正北为零度，正东为90度，正南为180度，正西为270度)。
[0102] 步骤二、获取静态配置信道，及信道发送周期。
[0103] 步骤三、从全球位置定位单元获取定时信息，对系统进行时间校准。
[0104] 步骤四、对步骤二获取的信息在步骤三获取的信道上进行编码，并附加信息校验位，形成信息编码。
[0105] 步骤五、对步骤四的信息编码进行基带信号调制，形成调制符号。
[0106] 步骤六，在调制符号中加入参考符号。
[0107] 步骤七、对调制符号及参考符号进行信道映射，并按信息类型放大系数发大信号，调制。
[0108] 步骤八、将步骤七得到的调整符号传输至基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统。
[0109] 步骤九、初始化结束。启动基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统。
[0110] 步骤十、基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统，获取全球位置定位时间信息，进行系统时间校准。
[0111] 步骤十一、基于无线通信的行车信息交互系统的简化信息发射子系统在初始化设定的周期时刻，将初始化设定的调制符号上变频至载波频率，通过天线发射信号。
[0112] (2)信息接收过程
[0113] 步骤一、按系统校准的时间对天线接收的信号进行采样，并进行模数转换。
[0114] 步骤二、对步骤一得到的数据进行信道分离。
[0115] 步骤三、对所有信道逐一判决是否信号能量大于门限值，如果有信号能量大于门限值，则对该信道进行信道估计，并进行均衡处理。如果信号能量小于于等于门限值，则跳过该信道。
[0116] 步骤四、对步骤三的信道数据进行译码，并进行校验。
[0117] 步骤五、如果校验错误，标识为错误信号。如果校验正确，则对信号进行解析。
[0118] 步骤六、该信息解析后，将解析得到的位置信息、方向信息、以及可能存在的文字附加信息发送至显示单元。同时，如果该信息解析后，有转发标识，则将该信息发送至信息发送子模块。
[0119] 步骤七、显示单元，显示获得信息的相对位置，方向，以及可能的文字信息。如果显示单元接收到的信息显示为错误信息，则显示单元提示“减速慢行”。
[0120] 步骤八、跳至步骤三，直至处理完所有信道。
[0121] 3.在如图6车祸现场车辆发送无线告警信息交互场景中，车祸车辆为信息发送方，行驶车辆为信息接收方，交互过程分如下：
[0122] (1)车祸车辆告警信息发送过程
[0123] 步骤一、显示单元从全球位置定位单元获取位置信息(例如：经度、纬度和海拔高度)和行进方向信息为NULL(表示静止)，在显示单元的显示屏上显示自我位置，并显示自我行进方向。
[0124] 步骤二、信息处理单元从全球位置定位单元获取位置信息(经度、纬度和海拔高度)，行进方向信息为NULL(表示静止)、速度表示为0。
[0125] 步骤三、随机获取可用的周期性静态配置信道。
[0126] 步骤四、从全球位置定位单元获取定时信息，对系统进行时间校准。
[0127] 步骤五、对步骤二获取的信息在步骤三获取的信道上进行编码，并附加信息校验位，形成信息编码。
[0128] 步骤六、对步骤四的信息编码进行基带信号调制，形成调制符号。
[0129] 步骤七，在调制符号中加入参考符号。
[0130] 步骤八、对调制符号及参考符号进行信道映射，并按信息类型放大系数发大信号，调制，上变频至载波频率，通过天线发射信号。
[0131] (2)信息接收过程
[0132] 步骤一、按系统校准的时间对天线接收的信号进行采样，并进行模数转换。
[0133] 步骤二、对步骤一得到的数据进行信道分离。
[0134] 步骤三、对所有信道逐一判决是否信号能量大于门限值，如果有信号能量大于门限值，则对该信道进行信道估计，并进行均衡处理。如果信号能量小于等于门限值，则跳过该信道。
[0135] 步骤四、对步骤三的信道数据进行译码，并进行校验。
[0136] 步骤五、如果校验错误，标识为错误信号。如果校验正确，则对信号进行解析。
[0137] 步骤六、该信息解析后，将解析得到的位置信息、方向信息、以及可能存在的文字附加信息发送至显示单元。同时，如果该信息解析后，有转发标识，则将该信息发送至信息发送子模块。
[0138] 步骤七、显示单元，显示获得信息的相对位置，方向，以及可能的文字信息。如果显示单元接收到的信息显示为错误信息，则显示单元提示“减速慢行”。
[0139] 步骤八、跳至步骤三，直至处理完所有信道。
[0140] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
