专利名称：一种用于固定运行线路上的车辆的定位设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于固定运行线路上的车辆的定位设备，具体的说是 一种利用无线网络进行公共交通车辆定位的设备。
背景技术：
"公交优先"近年来得到交通部门的日益重视，公共交通条件有了很大改善， 但是在提高公交效能方面仍有很大发展空间。
现有公交车通常都是独立运行，司机无法知道同一线路上其它车辆所在的 位置，不能调节本车车速并与其它车辆保持合适的相对距离。常常导致相邻两 辆公交车相距太远或者太近，甚至发生后车超过前车的情况。对于站台等车的 群众而言，不知到公交车目前所在的位置，等车时间间隔变化不定，有时候等
车时间要很久，因此失去耐心改乘其它车辆；有的时候两辆同一线路的公交车 会同时到达，导致后面一辆少载或者空载。这些情况对乘车的便利性和舒适性 产生负面影响，公交车的运力也不能被充分利用。
另一方面，目前许多公交车辆己经配备了电脑报站器，可以在车辆将要或 者到达站台的时候对乘客报站，告知目前车辆所在位置。实际上，当司机按下 报站按钮时，车辆目前所在的位置代码已经被输入到报站器中，但是现有的电 脑报站器不能向同一线路的其他车辆或者公交指挥中心报告自己所在位置，也 不能接收其它车辆的位置信息，不能起到定位和导航的作用。
此外，部分公交车上己经配备了移动数字电视，通过无线数字信号发射和 地面数字接收的方式来播放和接收电视节目，这是一个可以传递信息的无线通 讯网络。但是目前移动数字电视也不能为公交车司机提供定位和导航的功能。
GPS定位是目前最主要的定位导航技术，它能提供本车所在的绝对地理位 置，但是其缺点是成本高，定位不准确，不能知道同一线路其它公交车的相对 位置，不适于在公交车辆应用。其它的定位导航方法，比如采用红外线发送定 位信息或者电子标签定位等也因为成本等各种弊端无法推广。 发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，结合现有电脑报站器的报站功 能和无线通信技术，提供一种用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其最典 型的应用是在公共交通车辆上。
按照本实用新型提供的技术方案， 一种用于固定运行线路上的车辆的定位 设备，在车辆上安装通过无线通讯网络将车辆自身的位置信息发送给其它车辆， 并接收来自其它车辆的位置信息的定位装置。所述定位装置包括处理器、天线、 信息显示模块，还包括按键、扬声器和电源。所述处理器分别连接所述天线、 信息显示模块、按键、扬声器和电源。所述定位装置封装于外壳内。
所述定位装置发送位置信息时采用手动触发或定时触发，或通过公交车上的电脑报站器的报站按钮触发。
所述定位设备还包括用于接收来自所有车辆的位置信息并综合显示，并结 合车辆运行情况发送指挥命令到特定车辆上的定位装置的指挥系统；所述指挥 系统包括综合处理模块、天线、信息显示模块，还包括按键、扬声器和电源； 所述综合处理模块分别连接所述天线、信息显示模块、按键、扬声器和电源。 所述处理器还连接有用于司机和指挥人员进行通话的麦克风。 所述定位设备还包括用于接收对应线路上部分或所有车辆的位置信息并显 示，并根据车辆位置向等车群众预告车辆到站时间的电子站牌；所述电子站牌 包括依次连接的天线、处理电路和电子站牌显示屏；所述电子站牌设置于各公 交站台。
所述定位装置和所述指挥系统还连接有通过无线通讯网络把车辆的位置信 息发送到特定人群的手机上的通讯模块。
所述无线通讯网络采用现有的手机通讯网络或移动数字电视的通讯网络， 或单独修建。
所述信息显示模块采用发光二极管和/或液晶显示屏。 本实用新型与已有技术相比具有以下优点
本实用新型利用定位装置和无线通讯网络，实现了一个车辆群组之间的相 互通信，用约定的代码向对方报告自身所在位置，并接收来自其它车辆的位置 信息，从而实现相对定位。车辆的位置信息还可以被发送给公交指挥中心、站 台上的电子站牌和特定人群的手机为其提供参考。公交指挥中心还可以发送命 令到特定的公交车上。本实用新型典型的应用领域是为在固定线路上运行的车 辆提供定位信息，尤其是为公交车辆的定位、导航和管理提供信息。该装置成 本低，操作简单。除了报站器的必须功能，公交车司机不必对该装置进行过多 额外的操作，不影响司机的安全驾驶。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为当车B将自身位置信息发出时的信息传递路线图。 图3为各信息接收和发送对象的关系图。
图4为电子站牌或公交车辆上显示当前公交车辆位置的一种形式。 图5为公交车辆上显示当前公交车辆位置的第二种形式。 图6为公交车辆上显示当前公交车辆位置的第三种形式。 图7为公交车辆上显示当前公交车辆位置的第四种形式。 图8为公交车辆上显示当前公交车辆位置的第五种形式。 图9为定位装置用来输入位置信息的一种形式。 图IO为定位装置的一种控制及显示面板。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型所述定位装置通过无线通讯网络将车辆自身的位 置信息发送给其它车辆，并接收和显示来自其它车辆的位置信息，从而达到相对定位的目的。所述定位装置包括处理器、天线、信息显示模块，还包括按键、 扬声器和电源；所述处理器分别连接所述天线、信息显示模块、按键、扬声器 和电源；所述定位装置封装于外壳内。
所述处理器可采用包含单片机系统的电路板，完成和天线之间的信号发送 和接收以及信号的处理。所述处理器还可以连接报站模块，代替公交车上的电 脑报站器；还可以连接扩展通讯接口，如RS232接口、 CAN总线和网口；也可 以连接麦克风，用于与车辆指挥中心的指挥系统进行通话。
所述信息显示模块可采用液晶显示屏(LCD)和发光二极管(LED)或其 中之一。
所述车辆指挥中心的指挥系统接收来自所有车辆的位置信息并综合显示， 并结合车辆运行情况发送指挥命令到特定车辆上的定位装置。所述指挥系统包 括综合处理模块、天线、信息显示模块，还包括按键、扬声器和电源；所述综 合处理模块分别连接所述天线、信息显示模块、按键、扬声器和电源。
所述指挥系统和所述车辆上的定位装置大部分一样，区别在于指挥系统还
包括一套电脑设备，可以借助专用软件对所有的车辆位置综合显示、分析、统
计、保存、打印等功能。即所述综合处理模块可采用包含单片机系统的电路板
与所述电脑设备的结合。所述电脑设备可以包括一套多媒体外设，如麦克风、 音箱等等。
本实用新型的工作过程涉及五个部分
第一部分，在公交车辆上的定位装置，其本质上是一种新型的车载电脑报 站器，可在现有电脑报站器的基础上进行功能扩展，添加了天线、信息发送/接 收、定位和信息显示功能，将本车的位置信息发送给同一线路上其它车辆和公 交指挥中心，并接收和显示同一线路其它车辆的位置信息和来自公交指挥中心 的指令。
第二部分，为该系统的信息发送和接收提供服务的无线通讯网络，该网络
可以单独修建，更可以利用现有的手机通讯网络(比如基于GPRS，CDMA或者 3G技术的无线通讯网络)或者移动数字电视的通讯网络。
第三部分，在公交指挥中心的指挥系统，它接收来自于所有公交车辆的位 置信息并综合显示，并结合实际情况发送命令到特定公交车辆上的定位装置， 对应车辆的司机收到命令后可以对其车速甚至行驶路线进行调整。
第四部分，在站台上的电子站牌。该站牌带有信息接收功能，可以接收该 线路上部分或者所有公交车辆的位置信息并显示，还可以根据目前车辆位置向 等车群众预告车辆到站时间。
第五部分，特定人群的手机及配套软件，可以把公交车辆的位置信息发送 到特定人群的手机上为其赶乘公交车提供信息。
在该系统中，第一部和第二部分是必须的；第三部分，第四部分和第五部 分是可选的。
将本实用新型中的第一部分用于公交车上有三种形式。第一，去掉车上原 有的只具有报站功能的报站器，从新安装这种新型的车载电脑报站器，即该装置同时具有报站、信息发送和接收、定位以及显示位置信息等功能；第二，保 留车上现有的电脑报站器，将本实用新型做成配套装置使用，通过具有标准协 议的接口 (比如RS232接口或者CAN总线)将车辆的位置信息从报站器读取到 本实用新型的定位装置中，此时该定位装置不需要报站功能，只需要信息发送 和接收、定位以及显示位置信息等功能；第三，如果保留车上现有的电脑报站 器并且没有标准通讯接口不能输出位置信息，也可以按照第二种形式将本实用 新型做成独立的装置使用，这种情况下该定位装置还要有单独的信息输入模块， 每次车辆到站司机使用报站器报站时还需要将车辆位置信息输入到该装置中， 需要额外的操作。第三种形式的应用价值比较小，第一种和第二种形式的应用 价值比较高。
一种典型的情况如图2所示，在同一条公交线路上共有4辆公交车正在运 行，按照先后顺序分别命名为车A，车B,车C和车D。每辆车配有本实用新型中 的定位装置，该装置同时集成了报站器的功能，与此同时公交指挥中心有一套 对应的指挥系统，在每个站台上有电子站牌，相互之间借助无线通讯网络通讯。 假设该公交线路共有25个站台，依次标记为l， 2， 3，......直到25。相邻2辆
车之间理想的路程间隔大约是6个站台。此时，车A、车B、车C和车D分别 到达了站台l、 7、 13和19，对应位置的LED就被打开，其它没有公交车的站 台对应位置的LED就被关闭。当车B到达站台13时，车B的司机按下报站按 钮报站，同时车辆的位置信息被输入到该定位装置中，信息发送模块采用手动 触发或者定时自动触发的方式将信息发出。该信息包括车B的代码，所在站台 的代码，也可以包括车B到达该站台的时间，信息发送时间，以及其它有益信 息，比如道路堵塞信息，车辆故障求救信息，车辆满载或者空载信息等。这些 信息借助无线通讯网络(比如中国移动)被发送给前面的车A，后面的车C，车 D及公交指挥中心，此外，这些信息也被发送到该路线中的全部站台或者部分 站台(比如仅仅发送给车B前面的站台14至18，可以减少网络流量)。还可以 将这些信息发送到指定人群的手机上。
信息相互发送的关系如图3所示。每辆车都采用上述的方法进行操作。该 装置的信息接收模块会实时的接收来自其它车辆的位置信息和公交指挥中心的 指令。该装置的信息显示模块可以采用信号灯或者数字、字母等容易察看和理 解的方式显示接收到的信息。这样每辆车上该装置的显示面板上就可以显示全 部4辆车的位置信息，本车司机就可以掌握其它3辆车的位置及相关信息，可 以适当调节本车车速从而达到与前后公交车辆保持合适的相对距离或者时间间 隔。
如图4、图5和图6所示，用LED来显示公交车所在位置。图4是在站台 上的电子站牌或者在公交车辆上显示当前公交车辆位置的一种形式，这里用站 01，站02,......站25等来表示对应的站台名字，实际应用中应该用真实的站台
名字来替换。圆形的位置是表示LED，用LED的开和关来表示当前位置是否有 公交车辆。图5是在公交车辆上该装置显示当前公交车辆位置的第二种形式， 与图4相比用数字代替了站台名字，对显示的内容进行了简化。图6是在公交车辆上该装置显示当前公交车辆位置的第三种形式，可以单排布置，也可以多
排布置，与图5相比省略了站台数字，对显示的内容进行了进一步的简化。
如图7、图8所示，用数字的形式来显示公交车所在位置。图7是在公交车 辆上该装置显示当前公交车辆位置的第四种形式，直接用数字来显示该线路上 公交车所在的站台序号，这里的Ol, 07， 13， 19分别表示车A,车B，车C和车D 分别在第l站台，第7站台，第13站台和第19站台。图8是在公交车B上该 装置显示当前公交车辆位置的第五种形式，这里的数字用来表示公交车之间的 站台数量的差。12表示车B和车D相差12个站台，左侧的6表示车B和车C 相差6个站台，0表示车B和车B本身相差0个站台，右侧的6表示车B和车 A相差6个站台，以此类推。
将站台位置输入到该装置中的方法可以借鉴现有公交车报站器的操作方 法。通常，公交车报站器的操作面板上有"+"和"-"两个功能按键和一个显示屏幕， 如图9所示，这里的"13"表示该车目前所在的位置是第13站台。通过"+"和"-" 按键将站台号输入该装置。比如，车辆到达站台1，就按一次"+"按键，屏幕显 示"r'，报站器的喇叭会播报站台l对应的站名；到达站台2，就再按一次"+"按 键，屏幕显示"2"，报站器的喇叭会播报站台2对应的站名。依次类推，当到达 站台13时，已经按了 13次"+"，屏幕显示"13"，报站器的喇叭会播报站台13 对应的站名。如果因为误操作多按了一次"+"按键，可以按一次"-"按键来改正输 入。
图IO是在公交车辆上该装置的一种典型的信息输入及显示面板。在面板上 半部分有两排LED,序号从1到30，分别表示第1到第30站台。LED的数量 和布局可以根据实际需要来增减和修改。图中的1， 7， 13， 19号LED亮，表 示这些站台有公交车到达，其它灯熄灭表示这里没有公交车。图中的"13"表示该 装置所在的公交车目前到达了第13站台。这里采用了上述的第一种应用模式， 即该装置集成了电脑报站器。司机通过按"+"或者"-"按键进行报站和车辆位置信 息的更新，同时触发了该装置中的信息发送模块将包含本车位置的信息通过无 线通讯网络发出。
通常情况下，司机会在车辆到达下一站之前的行进过程中按下"+"按键进行 报站，如果同时更新车辆位置信息那么时间就不够精确。更为完善的方法是引 入车速信号作为辅助判断条件，当司机按下"+"按键时并不马上更新车辆位置信 息，当车速降为零(意味着车辆到站停靠)的时候再更新车辆位置信息，这样 更新位置的时间才是准确的。这个时候再触发信息发送模块将位置信息发出就 更为合理。
控制面板上的"A1"， "A2"，到"A5，，可以是报站器通常的播报信息按键，可 以触发播报常用语音，比如"车辆上下桥，请乘客把好扶手"，"车辆拐弯......"，
"车辆停靠请当心"等语音信息。控制面板上的"B1"、 "B2"到"B5"按键可以是需 要发送的关于车辆状态的信息，比如"堵车"，"车辆故障"，"车辆满载"，"车辆 空载"等信息，这些信息可以连同车辆位置信息一起被发出。这些按键的数量和 对应的内容可以根据实际需要来增减和修改。将本实用新型用于公交车定位有如下益处。第一，公交车司机可以获得同 一条线路上前后公交车辆的所在位置，可以适当调节本车车速从而达到与前后 公交车辆保持合适的相对距离或者时间间隔。第二，公交指挥中心能够得到所
有公交车辆目前所在的位置和运行状况，可以为综合调度，考勤管理，运营管 理(比如车速控制)等目的提供依据。第三，站台上的电子站牌可以接收该线 路上部分或者所有公交车辆的位置信息并显示，还可以根据目前车辆位置向等 车群众预告车辆到站时间。第四，特定人群可以通过手机得到该线路上的公交 车辆所在位置，可以为赶乘公交车提供参考。
本实用新型最主要的应用领域是对公交车的定位导航，还适用于其它有固 定行车路线的车辆，比如轨道交通，公司为员工提供的通勤班车以及物流公司 的载货汽车。
权利要求1、一种用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其特征是在车辆上安装通过无线通讯网络将车辆自身的位置信息发送给其它车辆，并接收来自其它车辆的位置信息的定位装置；所述定位装置包括处理器、天线、信息显示模块，还包括按键、扬声器和电源；所述处理器分别连接所述天线、信息显示模块、按键、扬声器和电源；所述定位装置封装于外壳内。
2、 根据权利要求1所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其特征 在于，所述定位装置发送位置信息时采用手动触发或定时触发，或通过公交车 上的电脑报站器的报站按钮触发。
3、 根据权利要求1所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其特征在于，所述定位设备还包括用于接收来自所有车辆的位置信息并综合显示，并 结合车辆运行情况发送指挥命令到特定车辆上的定位装置的指挥系统；所述指挥系统包括综合处理模块、天线、信息显示模块，还包括按键、扬声器和电源; 所述综合处理模块分别连接所述天线、信息显示模块、按键、扬声器和电源。
4、 根据权利要求1所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其特征 在于，所述处理器还连接有用于司机和指挥人员进行通话的麦克风。
5、 根据权利要求1所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其特征 在于，所述定位设备还包括用于接收对应线路上部分或所有车辆的位置信息并 显示，并根据车辆位置向等车群众预告车辆到站时间的电子站牌；所述电子站 牌包括依次连接的天线、处理电路和电子站牌显示屏；所述电子站牌设置于各 公交站台。
6、 根据权利要求1和3所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其 特征在于，所述定位装置和所述指挥系统还连接有通过无线通讯网络把车辆的 位置信息发送到特定人群的手机上的通讯模块。
7、 根据权利要求1或6所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其 特征在于，所述无线通讯网络采用现有的手机通讯网络或移动数字电视的通讯 网络，或单独修建。
8、 根据权利要求1和3所述的用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其 特征在于，所述信息显示模块采用发光二极管和/或液晶显示屏。
专利摘要本实用新型涉及一种用于固定运行线路上的车辆的定位设备，其包括安装在车辆上的定位装置，公交指挥中心的指挥系统，以及站台上的电子站牌。其优点是利用定位装置和无线通讯网络，实现了一个车辆群组之间的通信，用约定的代码向对方报告自身所在位置，并接收来自其它车辆的位置信息，从而实现相对定位；车辆的位置信息还可以被发送给公交指挥中心、站台上的电子站牌和特定人群的手机为其提供参考；公交指挥中心还可以发送命令到特定的公交车上。本实用新型典型的应用领域是为在固定线路上运行的车辆提供定位信息，尤其是为公交车辆的定位、导航和管理提供信息。其成本低，操作简单。
文档编号G08G1/123GK201331845SQ20092003795
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者东 邓 申请人:东 邓