一种隧道道路提前引导系统技术方案

本发明专利技术提供一种隧道道路提前引导系统，包括：地图数据存储模块、行车路径规划模块、GPS定位模块、GPS导航模块、隧道入口探测模块、隧道内定位模块、隧道内导航模块、隧道出口探测模块和隧道出口提示模块。优点为：当车辆接近隧道时，提前进行隧道入口位置的播报，使驾驶员做好进入隧道的准备；当车辆驶入并在隧道内行驶时，基于非GPS定位方式对车辆进行导航；当车辆将要驶离隧道时，提前进行隧道出口位置的播报，使驾驶员做好离开隧道的准备；因此，针对存在隧道的路段，全面提高车辆行驶安全性，降低行车危险；此外，对于本发明专利技术提供的非GPS定位方法，具有定位算法简单精确的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道道路提前引导系统
本专利技术属于车载导航
，具体涉及一种隧道道路提前引导系统。
技术介绍
随着汽车数量的迅猛增长以及道路的日益复杂化，车载导航已经被广泛应用；并且，随着用户量的增多，人们对于导航的多方面需求也越来越高。现有车载导航系统主要基于GPS信号进行导航，即：当用户在车载导航系统中设置路线起点和路线终点后，在车辆行驶过程中，车载导航系统通过GPS系统接收车辆实时位置信息；然后，通过对车辆实时位置信息、当前道路路况信息以及路线终点进行综合分析后，得到对车辆的行车引导信息，从而达到导航目的。然而，当车辆行驶在有隧道的路段时，由于隧道内部的GPS信号很差，有时甚至完全没有GPS信号，导致车载导航系统无法进行有效的行车引导，从而增加行车危险，具体包括以下两种情形：情形1：人体存在“暗适应”的生理反应，即：当人体长期处于明亮的环境中时，如果突然进入到黑暗环境时，需要一定的过渡时间，眼睛才能适应这种黑暗的环境，在这个过渡时间内，眼睛处于无法看清前方事物的状态。因此，当人在白天从隧道外部进入到隧道时，非常容易发生上述的“暗适应”生理现象。所以，当车辆驶入狭小的隧道内时，驾驶员经常发生“暗适应”生理现象，又由于车载导航系统在隧道内部缺乏GPS信号，因此，无法进行有效及时的行车引导，很容易造成交通事故。情形2：人体存在“明适应”的生理反应，即：当人体长期处于黑暗环境中时，如果突然进入到很明亮的环境时，同样需要一定的过渡时间，眼睛才能适应这种明亮的环境，在这个过渡时间内，眼睛处于无法看清前方事物的状态。因此，当车辆由隧道内部驶出时，驾驶员经常发生“明适应”生理现象，又由于隧道外部的道路情况通常较复杂，因此，很容易造成交通事故。由此可见，如何解决隧道路段缺乏有效的行车引导情况，提高车辆在有隧道路段的行车安全性，具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种隧道道路提前引导系统，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种隧道道路提前引导系统，包括：地图数据存储模块，用于存储电子地图；其中，所述电子地图包括道路长度信息和道路属性信息；所述道路属性信息包括两种属性：隧道道路属性和非隧道道路属性；行车路径规划模块，用于接收设定的始发地信息和目的地信息；然后，读取所述地图数据存储模块所存储的所述电子地图，按预设的路径规划算法，得到从始发地到目的地的最优行车路线；GPS定位模块，用于当能够接收到GPS信号时，实时接收车辆当前所在位置的GPS信号；然后，根据所述GPS信号，计算得到车辆当前地理位置信息，并将所述地理位置信息显示到所述电子地图的对应位置；GPS导航模块，用于比较所述GPS定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线，进行导航引导；隧道入口探测模块，用于接收设定的第1探测距离L1；在车辆行驶过程中，实时匹配所述GPS定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线；然后，读取所述最优行车路线中与车辆当前地理位置距离为L1的道路段的道路属性，判断所述道路属性是否由前一时刻的非隧道道路属性转变为当前时刻的隧道道路属性，如果判断结果为否，则继续进行隧道入口探测；如果判断结果为是，则表明所探测到的道路为隧道入口；然后，进一步读取所述电子地图，得到车辆当前地理位置距离隧道入口的距离值；隧道入口提示模块，用于当所述隧道入口探测模块探测到车辆行驶前方存在隧道时，提示车辆当前地理位置距离隧道入口的距离值；判定模块，用于根据所述隧道入口探测模块探测到的隧道入口位置，判断车辆是否驶入隧道内部；隧道内定位模块，用于当所述判定模块判断出车辆已驶入隧道内部时，基于非GPS定位算法，实时计算得到车辆地理位置信息；隧道内导航模块，用于比较所述隧道内定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线，进行导航引导；隧道出口探测模块，用于接收设定的第2探测距离L2；当车辆在隧道内部行驶过程中，实时匹配所述隧道内定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线；然后，读取所述最优行车路线中与车辆当前地理位置距离为L2的道路段的道路属性，判断所述道路属性是否由前一时刻的隧道道路属性转变为当前时刻的非隧道道路属性，如果判断结果为否，则继续进行隧道出口探测；如果判断结果为是，则表明所探测到的道路为隧道出口；然后，进一步读取所述电子地图，得到车辆当前地理位置距离隧道出口的距离值；隧道出口提示模块，用于当所述隧道出口探测模块探测到车辆行驶前方距离为L2的道路段为隧道出口时，提示车辆当前地理位置距离隧道出口的距离值。优选的，所述隧道内定位模块包括：车辆初始位置记录单元，用于当所述车辆行驶到隧道入口时，记录通过所述GPS定位模块定位到的车辆位置坐标，该车辆位置坐标即为：用于对车辆在隧道内部位置定位的车辆初始位置；车辆行驶角度记录单元，用于当所述车辆初始位置记录单元记录所述车辆初始位置后，实时记录车辆行驶角度；车辆行驶距离记录单元，用于当所述车辆初始位置记录单元记录所述车辆初始位置后，实时记录车辆在隧道内从所述初始位置开始的车辆行驶距离；车辆实时位置计算单元，用于对所述车辆初始位置、所述车辆行驶角度和所述车辆行驶距离进行综合计算，得到车辆在隧道内的实时位置。优选的，所述车辆行驶角度记录单元具体用于：当所述车辆初始位置记录单元记录所述车辆初始位置后，记录车辆在所述车辆初始位置时的方向盘角度值；之后，当车辆在隧道内部行驶的过程中，每当方向盘角度发生变化时，记录方向盘角度变化值α和方向盘角度调整时间。优选的，所述车辆行驶距离记录单元具体用于：当所述车辆初始位置记录单元记录所述车辆初始位置后，实时记录车辆从所述车辆初始位置开始的车轮转数n；又由于车轮半径r为已知值；因此，车辆行驶距离S＝2*r*π*n。优选的，所述车辆行驶距离记录单元具体用于：当所述车辆初始位置记录单元记录所述车辆初始位置后，以车辆在所述车辆初始位置为计时原点，实时记录车辆从所述车辆初始位置开始的车速v以及时间的对应关系；进而计算得到车辆相对于车辆初始位置的行驶距离S。优选的，所述隧道内定位模块包括：基站位置存储单元，用于存储分布在隧道道路周围一定范围内的多个基站的基站ID和基站位置信息的对应关系；发射单元，用于向隧道道路周围发射无线探测信号，同时，记录发射所述无线探测信号的发射时间点T0；接收单元，用于接收最先接收到的两个无线响应信号；将所述两个无线响应信号依次记为：第1无线响应信号和第2无线响应信号；其中，所述无线响应信号指：各个基站在接收到所述无线探测信号时立即返回的无线响应信号；所述无线响应信号中携带有基站ID；同时，记录所述第1无线响应信号和所述第2无线响应信号的接收时间点，分别记为T1和T2；解析单元，用于对所述第1无线响应信号和所述第2无线响应信号进行解析，得到第1基站ID和第2基站ID；再通过查找所述基站位置存储单元，得到所述第1基站ID的位置坐标A(Xa,Ya)和所述第2基站ID的位置坐标B(Xb,Yb)；假设车辆当前位置为坐标C(Xc,Yc)；则：由于无线信号传播速度为常量W，可计算得到：直线AC的长度＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道道路提前引导系统，其特征在于，包括：地图数据存储模块，用于存储电子地图；其中，所述电子地图包括道路长度信息和道路属性信息；所述道路属性信息包括两种属性：隧道道路属性和非隧道道路属性；行车路径规划模块，用于接收设定的始发地信息和目的地信息；然后，读取所述地图数据存储模块所存储的所述电子地图，按预设的路径规划算法，得到从始发地到目的地的最优行车路线；GPS定位模块，用于当能够接收到GPS信号时，实时接收车辆当前所在位置的GPS信号；然后，根据所述GPS信号，计算得到车辆当前地理位置信息，并将所述地理位置信息显示到所述电子地图的对应位置；GPS导航模块，用于比较所述GPS定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线，进行导航引导；隧道入口探测模块，用于接收设定的第1探测距离L1；在车辆行驶过程中，实时匹配所述GPS定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线；然后，读取所述最优行车路线中与车辆当前地理位置距离为L1的道路段的道路属性，判断所述道路属性是否由前一时刻的非隧道道路属性转变为当前时刻的隧道道路属性，如果判断结果为否，则继续进行隧道入口探测；如果判断结果为是，则表明所探测到的道路为隧道入口；然后，进一步读取所述电子地图，得到车辆当前地理位置距离隧道入口的距离值；隧道入口提示模块，用于当所述隧道入口探测模块探测到车辆行驶前方存在隧道时，提示车辆当前地理位置距离隧道入口的距离值；判定模块，用于根据所述隧道入口探测模块探测到的隧道入口位置，判断车辆是否驶入隧道内部；隧道内定位模块，用于当所述判定模块判断出车辆已驶入隧道内部时，基于非GPS定位算法，实时计算得到车辆地理位置信息；隧道内导航模块，用于比较所述隧道内定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线，进行导航引导；隧道出口探测模块，用于接收设定的第2探测距离L2；当车辆在隧道内部行驶过程中，实时匹配所述隧道内定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线；然后，读取所述最优行车路线中与车辆当前地理位置距离为L2的道路段的道路属性，判断所述道路属性是否由前一时刻的隧道道路属性转变为当前时刻的非隧道道路属性，如果判断结果为否，则继续进行隧道出口探测；如果判断结果为是，则表明所探测到的道路为隧道出口；然后，进一步读取所述电子地图，得到车辆当前地理位置距离隧道出口的距离值；隧道出口提示模块，用于当所述隧道出口探测模块探测到车辆行驶前方距离为L2的道路段为隧道出口时，提示车辆当前地理位置距离隧道出口的距离值。...

【技术特征摘要】
1.一种隧道道路提前引导系统，其特征在于，包括：地图数据存储模块，用于存储电子地图；其中，所述电子地图包括道路长度信息和道路属性信息；所述道路属性信息包括两种属性：隧道道路属性和非隧道道路属性；行车路径规划模块，用于接收设定的始发地信息和目的地信息；然后，读取所述地图数据存储模块所存储的所述电子地图，按预设的路径规划算法，得到从始发地到目的地的最优行车路线；GPS定位模块，用于当能够接收到GPS信号时，实时接收车辆当前所在位置的GPS信号；然后，根据所述GPS信号，计算得到车辆当前地理位置信息，并将所述地理位置信息显示到所述电子地图的对应位置；GPS导航模块，用于比较所述GPS定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线，进行导航引导；隧道入口探测模块，用于接收设定的第1探测距离L1；在车辆行驶过程中，实时匹配所述GPS定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线；然后，读取所述最优行车路线中与车辆当前地理位置距离为L1的道路段的道路属性，判断所述道路属性是否由前一时刻的非隧道道路属性转变为当前时刻的隧道道路属性，如果判断结果为否，则继续进行隧道入口探测；如果判断结果为是，则表明所探测到的道路为隧道入口；然后，进一步读取所述电子地图，得到车辆当前地理位置距离隧道入口的距离值；隧道入口提示模块，用于当所述隧道入口探测模块探测到车辆行驶前方存在隧道时，提示车辆当前地理位置距离隧道入口的距离值；判定模块，用于根据所述隧道入口探测模块探测到的隧道入口位置，判断车辆是否驶入隧道内部；隧道内定位模块，用于当所述判定模块判断出车辆已驶入隧道内部时，基于非GPS定位算法，实时计算得到车辆地理位置信息；隧道内导航模块，用于比较所述隧道内定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线，进行导航引导；隧道出口探测模块，用于接收设定的第2探测距离L2；当车辆在隧道内部行驶过程中，实时匹配所述隧道内定位模块定位到的车辆当前地理位置信息和所述行车路径规划模块规划得到的最优行车路线；然后，读取所述最优行车路线中与车辆当前地理位置距离为L2的道路段的道路属性，判断所述道路属性是否由前一时刻的隧道道路属性转变为当前时刻的非隧道道路属性，如果判断结果为否，则继续进行隧道出口探测；如果判断结果为是，则表明所探测到的道路为隧道出口；然后，进一步读取所述电子地图，得到车辆当前地理位置距离隧道出口的距离值；隧道出口提示模块，用于当所述隧道出口探测模块探测到车辆行驶前方距离为L2的道路段为隧道出口时，提示车辆当前地理位置距离隧道出口的距离值。2.根据权利要求1所述的隧道道路提前引导系统，其特征在于，所述隧道内定位模块包括：车辆初始位置记录单元，用于当所述车辆行驶到隧道入口时，记录通过所述GPS定位模块定位到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴兵，迟丽丽，张海波，
申请(专利权)人：沈阳美行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21