专利名称：一种汽车限速警示系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种车用的限速警示系统，尤其涉及一种利用GPS导航技术对驾 驶人进行限速警示的系统和方法。
背景技术：
在汽车越来越多的今天，道路越来越拥挤，路况也越来越复杂，因超速造 成的交通事故频发。在交通法规严格的背后还存在着硬件设施的不完善等诸多 问题，突出有以下几个方面问题
(1) 驾驶人在行驶过程中驾驶视线与仪表盘视角太大，查看仪表会分散驾 驶人的注意力。
(2) 驾驶人在行驶过程中针对路边的限速警令标志，由于驾驶人的视线和 路况等问题，会造成对这些限速警令标志的疏忽，因此不能起到理想的效果。
(3) 经过调查发现，大多数驾驶人在行驶过程中只是凭感觉速度开车，在 没有提示的情况下往往忽说汽车速度的快慢，不经意间导致超速行驶。
针对上述问题，现有技术提供了一种导航设备上用的语音提示装置，当汽 车超速后该装置对驾驶人进行语音提示，此种提示方式不足之处在于当驾驭人 听到语音提示时，实际上对于汽车本身来说已经处于超速状态，驾驶人即使迅 速做出降低车速的反应，不过由于物体惯性的原理，所以汽车是不可能立即被 降速，甚至在降速过程中车牌号就有可能已被电子警察记录违章。另外，此种 语音提示装置不能提示车速过低的情况，从而导致由于车速过低使道路通行率 降低。
因此，现有技术的语音提示装置至少存在以下缺点只有在超速临界点时才
有相应的提示，因此提示的及时性较差，不能实时地、动态地反映出汽车速度 牧自
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能够实时地、动态地反映出汽车速度信息 的限速警示系统和方法。
为实现以上发明目的，本发明提供了一种汽车限速警示系统，所述的限速
警示系统包括 一种汽车限速警示系统，其特征在于，所述的限速警示系统包 括存储单元，用于存储各道路的方位标示以及限速标准；GPS定位测速单元， 负责收集当前汽车速度信息和当前方位标示并输出给控制单元；控制单元，根 据当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，并判断当前汽车运行速 度所处的速度段区间，根据所述判断结果输出相应的报警信号；报警信号发射 单元，接收控制单元发出或输出信号；概念色光发生器，接收报警信号发射单 元的信号并输出相应的警示光；其中，所述的存储单元、GPS定位测速单元和报 警信号发射单元分别与控制单元连接。
优先地，所述的概念色光发生器包括报警信号接收单元，接收所述报警 信号发射单元的报警信号；至少一个门电路单元，负责对接收的报警信号进行 逻辑判断；至少一个概念色光发生单元，负责发出不同颜色的警示光；与每个 概念色光发生单元独立对应的驱动单元，对每个概念色光发生单元进行控制； 其中，所述的报警信号接收单元、门电路单元、驱动单元和概念光发生单元依 次连接。
优先地，所述的概念色光发生器还包括自动调光单元，根据环境光亮度调 节警示光的亮度，该自动调光单元与所述的驱动单元相连。
优先地，所述的概念色光发生器发出红、黄、绿三种警示光，其中，红色警 示光代表超速段概念，黄色警示光代表临界超速段概念，绿色警示光代表安全 速度段概念。
优先地，所述的:R警信号发射单元与所述的概念色光发生器通过无线方式进 行数据传输。
优先地，所述的数据传输方式为红外线传输、微波传输、激光传输、无线电 波传输或超声波传输的任何一种。优先地，所述的报警信号发射单元与所述的概念色光发生器通过有线方式进
行数据传專lr。
优先地，所述的数据传输方式为光纤传输、CAN总线传输或Modbus网络传 输的任何一种。
同时，本发明还提供了 一种汽车限速警示系统的限速方法，该汽车限速警示 系统包括控制单元，存储单元，GPS定位测速单元，报警信号发射单元，概念 色光发生器，还包括步骤
a、 所述GPS定位测速单元通过接收GPS卫星数据信号经计算获取当前汽车 的运行速度和方位标示并输出给控制单元；
b、 所述控制单元根据当前道路的方位标示并从存储单元获取当前道路的限 速标准；
c、 根据当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，并判断当前汽 车运行速度所处的速度段区间，根据所述判断结果通过报警信号发射单元将报 警信号传递给概念色光发生器；
d、 所述概念色光发生器根据所述报警信号输出相应的警示光。 由于本发明所述的汽车限速警示系统和方法一方面，能够实时地、动态地反
映出汽车速度信息，因此从根本上解决了超速提示不及时的问题。另一方面， 能够使驾驶人在合理的范围内尽可能提高车速，从而提高道路的通行率。
图1为本发明一个优先实施例的框图
图2为本发明概念色光发生器的一个实施例的框图。
图3为本发明汽车限速警示系统的限速方法一个实施例的流程图。
具体实施例方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作 进一步详细的it明。 实施例1
请参阅图1,为本发明所述限速警示系统的一个优先实施例的框图，包括一 个控制单元，负责对各种信号进行比较和处理，具体地说，控制单元首先根据 当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，如安全速度段和超速段， 但速度段的数量并不是唯一的，显而易见地是，可以根据用户需要设定三个速 度段，如安全速度段、超速段以及临界速度段，所谓的临界段完全可以根据驾
驶人个人喜好将此段设为与限速标准一定的比例，比如说限速标准的正负5%区 间或者正负8%区间都是可以的，然后控制单元判断当前汽车运行速度所处的速 度段区间，根据所述判断结果输出相应的概念色光；存储单元，用于存储各道 路的方位标示以及限速标准；GPS定位测速单元，负责收集汽车速度信息和当前 方位标示并输出给控制单元；报警信号发射单元，负责发送或输出报警信号； 概念色光发生器，接收报警信号发射单元的信息并根据车速输出警示光。
所述的存储单元与控制单元相连接，存储单元的介质可以是闪存介质(如 SD卡、miniSD卡、CF卡)、磁盘介质(如普通笔记本上安装的移动硬盘)等。 存储单元存储了各类电子地图数据，包括每一条道路的地理位置信息以及每一 条道路的限速标准信息。
所述的GPS定位测速单元与控制单元连接，GPS定位测速单元实际作用为 GPS信号接收机，接收GPS卫星数据信号通过单位时间内汽车的位移，计算出汽 车的三维位置和行驶速度，并且将信息传递给控制单元。
所述的报警信号发射单元与控制单元连接，作为一个报警信号发射装置， 本实施例优先采用的红外线发射装置，实际为一红外线发射二极管，受控制单 元控制，根据控制单元的指令发出红外线。采用红外线发射装置具有成本低， 抗干扰等优点。
请参阅图2,所示的概念色光发生器，该概念色光发生器包括报警信号接收单元，接收所述报警信号发射单元的报警信号；至少一个门电路单元，负责对 接收的报警信号进行逻辑判断；至少一个概念色光发生单元，负责发出不同颜 色的警示光；与每个相克念色光发生单元独立对应的驱动单元，对每个纟既念色光 发生单元进行驱动控制；所述的报警信号接收单元、门电路单元、驱动单元和 概念光发生单元依次连接。报警信号接收单元接收报警信号发射单元的报警信 号，正如前所述报警信号发射单元采用红外线发光二极管，因此该接收单元采 用的是与此匹配的红外线接收装置(如红外线接收头)，将接收到的红外线转换 成电信号，并且将此电信号传递给门电路单元，由门电路对报警信号进行逻辑 判断，并通过门电路触发驱动单元对概念色光发生单元进行驱动，扭无念色光发 生单元为LED发光二极管，具体地说，本实施例所述的概念色光发生器具有三 个LED发光二极管，分别为红色LED发光二极管、黄色LED发光二极管和绿色 LED发光二极管，相应地是，概念色光发生器具有三个对应于发光二极管独立的 驱动单元以及具有三个独立的门电路单元控制驱动单元。显而易见地是，LED发 光二极管的数量不是唯一的，可以根据不同用户需要设为一个、二个、三个、
四个......N个，因此所述的门电i 各和驱动单元也为相匹配的一个、二个、三个、
四个......N个。
此外，为了使发光二极管的光线适应白天和夜间人眼的感光灵敏度，每个 驱动单元还连接有一个自动调光单元，该单元可以将环境光的光信号转换成电 信号，并传递给驱动单元，从而实现了驱动单元根据环境光亮度对发光二极管 的亮度进行调节。
需要说明的是本实施例省略了对其它一些元硬件及软件的说明如为整个 系统提供电源的电源单元，操作系统，应用软件，驱动程序，由于这些软、硬 件其工作原理，连接方式均属于本领域的公知技术，本领域的技术人员完全能 够理解出它们的工作原理，并且它们也不是本发明的创新之处，故申请人不将 对它们——作详细描述。
以下阐述本实施例所述的汽车限速警示系统的工作原理。
所述的GPS定位测速单元接收GPS卫星发出的GPS信号，精确定位汽车所在的地理位置信息和汽车的速度信息；其次，根据地理位置信息通过存储单元
的存储的道路方位标示，确定此路段的限速标准；然后，通过控制单元根据当 前汽车运行速度和所述的限速标准确定速度段，以限速标准60公里每小时，临 界速度段为限速标准的正负5%为例，那么安全速度段为低于57公里每小时，临 界速度段为57至63公里每小时，超速速度段为大于63公里每小时，上述正负 5%只是举例性说明，并不对本发明的保护范围作任何的限定，驾'使人设为正负 8%,甚至正负20%都是可以的；再由控制单元判断当前速度所处的速度段，并输 出相应的报警信号，当概念色光发生器的报警信号接收单元接收到相应的报警 信号后，将此信号传递给相应的门电路单元，由门电路单元控制相应的驱动单 元；最后由驱动单元对相应的概念光发生单元进行驱动，即发出相应颜色的警 示光，本发明的实施例所迷的警示光优先采用红色警示光(代表超速速度段的 概念光)、黄色警示光(代表临界速度段的概念光)和绿色警示光(代表安全速 度段的概念光)。 实施例2
所述的报警信号发射单元为微波发射装置，所述的报警信号接收单元为微 波接收装置，其余同实施例1相同。 实施例3
所述的报警信号发射单元为激光发射装置，所述的报警信号接收单元为激 光接收装置，其余同实施例1相同。 实施例4
所述的报警信号发射单元为无线电波发射装置，所述的报警信号接收单元 为无线电波接收装置，其余同实施例l相同。 实施例5
所述的报警信号发射单元为超声波发射装置，所述的报警信号接收单元为 超声波接收装置，其余同实施例l相同。 实施例6
所述的报警信号发射单元为光纤输出装置，所述的报警信号接收单元为光纤输入装置，其余同实施例1相同。
实施例7
所述的报警信号发射单元为CAN总线输出装置，所述的报警信号接收单元 为CAN总线输入装置，其余同实施例1相同。 实施例8
所述的报警信号发射单元为Modbus网络输出装置，所述的报警信号接收单 元为Modbus网络输入装置，其余同实施例1相同。 实施例9
所述的报警信号通过现有的GPS导航设备的外壳发出概念色光，其余同实 施例1相同。
本发明所述的汽车限速警示系统的限速方法，如图3所示，所述的汽车限 速警示系统包括控制单元，存储单元，GPS定位测速单元，报警信号发射单元， 概念色光发生器，还包括如下步骤
Sl:所述GPS定位测速单元通过GPS卫星获取当前汽车的运行速度和方位 标示并输出给控制单元。
GPS定位测速单元接收GPS卫星发出的GPS信号，精确定位汽车所在的地理 位置信息和汽车的速度信息，并将信息输出给控制单元。
限速标准。
S3:根据当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，并判断当前 汽车运行速度所处的速度段区间，根据所述判断结果通过报警信号发射单元将 报警信号传递给概念色光发生器。
具体地说，通过控制单元根据当前汽车运行速度和所述的限速标准确定速 度段，还是以前面所述的限速标准60公里每小时，临界速度段为限速标准的正 负5%为例，那么安全速度段为低于57公里每小时，临界速度段为57至63公里 每小时，超速速度段为大于63公里每小时，上述正负5%只是举例性说明，并不对本发明的保护范围作任何的限定，驾驶人设为正负8%,甚至正负20%都是可 以的；再由控制单元判断当前速度所处的速度段，并输出相应的报警信号 S4:所述概念色光发生器根据报警信号输出警示光。
所述的概念色光发生器包括报警信号接收单元，接收所述报警信号发射单 元的报警信号；至少一个门电路单元，负责对接收的报警信号进行逻辑判断； 至少一个概念色光发生单元，负责发出不同颜色的警示光；与每个概念色光发 生单元独立对应的驱动单元，对每个概念色光发生单元进行控制；概念色光发 生器的报警信号接收单元接收到相应的报警信号后，将此信号传递给相应的门 电路单元，由门电3各单元控制相应的驱动单元；最后由驱动单元对相应的概念 光发生单元进行驱动，即发出相应颜色的警示光，所述的警示光优先采用红色 警示光(代表超速速度段的概念光)、黄色警示光(代表临界速度段的概念光) 和绿色警示光(代表安全速度段的概念光)。
另外，申请人将所述的概念色光发生器封装于透明的汽车装饰物内，例如 汽车香水瓶中、汽车的玻璃制品玩具中，达到美观大方的效果。申请人还可以 在概念色光发生器内安装数码管在发出警示光的同时能够显示出此时的行驶速 度。申请人还可以将该概念光发生器设置于挡风玻璃下，通过挡风玻璃作为反 射介质， 一方面给驾驶人提供速度提示；另一方面，通过挡风玻璃反射出警示 光。申请人甚至可以在所述的感念光发生器中增加音频单元，在警示光发出的 同时增加短声警告的提示方式。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，应当指出的是本发明的保护范围 并不局限于此，只要通过警告光对某一速度段内进行提示的装置和方法，以及 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变 化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该 以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1、一种汽车限速警示系统，其特征在于，所述的限速警示系统包括存储单元，用于存储各道路的方位标示以及限速标准；GPS定位测速单元，负责收集当前汽车速度信息和当前方位标示并输出给控制单元；控制单元，根据当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，并判断当前汽车运行速度所处的速度段区间，根据所述判断结果输出相应的报警信号；报警信号发射单元，接收控制单元发出或输出信号；概念色光发生器，接收报警信号发射单元的信号并输出相应的警示光；其中，所述的存储单元、GPS定位测速单元和报警信号发射单元分别与控制单元连接。
2、 根据权利要求1所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所述的概念色 光发生器包括报警信号接收单元，接收所述报警信号发射单元的报警信号； 至少一个门电路单元，负责对接收的报警信号进行逻辑判断； 至少一个概念色光发生单元，负责发出不同颜色的警示光； 与每个概念色光发生单元独立对应的驱动单元，对每个概念色光发生单元 进行控制；其中，所述的报警信号接收单元、门电路单元、驱动单元和概念光发生单 元依次连接。
3、 根据权利要求2所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所述的概念色 光发生器还包括自动调光单元，根据环境光亮度调节警示光的亮度，该自动 调光单元与所述的驱动单元相连。
4、 根据权利要求l所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所述的概念色 光发生器发出红、黄、绿三种警示光，其中，红色警示光代表超速段概念，黄 色警示光代表临界超速段概念，绿色警示光代表安全速度段概念。
5、 根据权利要求1至4任一项所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所
6、 根据权利要求5所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所述的数据传 输方式为红外线传输、微波传输、激光传输、无线电波传输或超声波传输的任 何一种。
7、 根据权利要求1至4任一项所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所述的报警信号发射单元与所述的概念色光发生器通过有线方式进行数据传输。
8、 根据权利要求7所述的汽车限速警示系统，其特征在于，所述的数据传 输方式为光纤传输、CAN总线传输或Modbus网络传输的任何一种。
9、 一种根据权利要求1所述的汽车限速警示系统的限速方法，该汽车限速 警示系统包括控制单元，存储单元，GPS定位测速单元，报警信号发射单元， 概念色光发生器，其特征在于还包括步骤a、 所述GPS定位测速单元通过接收GPS卫星数据信号经计算获取当前汽车 的运行速度和方位标示并输出给控制单元；b、 所述控制单元根据当前道路的方位标示并从存储单元获取当前道路的限 速标准；c根据当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，并判断当前汽车 运行速度所处的速度段区间，根据所述判断结果通过报警信号发射单元将报警 信号传递给概念色光发生器；d、所迷概念色光发生器根据所述报警信号输出相应的警示光。
全文摘要
一种汽车限速警示系统，所述的限速警示系统包括一种汽车限速警示系统，其特征在于，所述的限速警示系统包括存储单元，用于存储各道路的方位标示以及限速标准；GPS定位测速单元，负责收集当前汽车速度信息和当前方位标示并输出给控制单元；控制单元，根据当前汽车运行速度和限速标准划分至少两个速度段，并判断当前汽车运行速度所处的速度段区间，根据所述判断结果输出相应的报警信号；报警信号发射单元，接收控制单元发出或输出信号；概念色光发生器，接收报警信号发射单元的信号并输出相应的警示光；其中，所述的存储单元、GPS定位测速单元和报警信号发射单元分别与控制单元连接。本发明还公开了一种汽车限速警示系统的限速方法。采用本发明后一方面，能够实时地、动态地反映出汽车速度信息，从根本上解决了超速提示不及时的问题。另一方面，能够使驾驶人在合理的范围内尽可能提高车速，从而提高道路的通行率。
文档编号B60Q9/00GK101612914SQ20091003360
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者朱跃明 申请人:朱跃明