专利名称：基于gps的车辆报警和定位系统及方法
技术领域：
本发明涉及用于为车辆驾驶员提供基于GPS的车辆报警和位置信息的方法和装置。
背景技术：
紧急车辆需要快速而安全地穿过交通以便到达目的地。常规的紧急车辆使用警笛或紧急灯或两者，以便快速而安全地到达目的地。通常是这种情况司机在与紧急车辆同一条道路或附近道路上，却不知道该紧急车辆的存在。这可能发生在司机听觉不好、正在听汽车收音机、或在接他或她的车载电话等情况下。当出现这种情况时，在紧急车辆靠近该不知道的司机时，可能导致危险情况，可能会导致该司机与该紧急车辆或路上另一个附近车辆发生事故。
同样，当紧急车辆到十字路口时，重要的是沿不同方向靠近十字路口的所有车辆都意识到靠近的紧急车辆。再者，一些司机可能没有意识到紧急车辆的警笛和紧急灯，并且这可能导致与十字路口处或十字路口附近的紧急车辆和/或其它附近车辆发生事故。
已经提出了一些解决这个问题的解决方案。一个解决方案是在十字路口处使用光学检测器，该光学检测器检测从靠近的紧急车辆发出的光信号，由此该光学检测器可控制即将来临的交通的交通信号。该解决方案的一个缺点是，在紧急车辆从机动车辆的后面过来时没有报警。
另一解决方案是使用雷达检测器，其可检测从紧急车辆发出的信号。该解决方案的一个缺点是，雷达的错误触发可能导致司机关掉没有失效的雷达检测器。此外，对于用该解决方案的司机而言，不能获得紧急车辆的位置和距离。
又一解决方案是使紧急车辆以预定频率或频率范围发射射频(RF)信号。在此情况下，每辆机动车辆都会配备RF接收机，在紧急车辆行驶到其目的地时，该RF接收机接收由紧急车辆输出的RF信号。对该解决方案的进一步增强是利用GPS，以便提供关于紧急车辆相对于机动车辆位置的信息，由此微控制器可使用该信息，以便确定紧急车辆相对于司机的车辆的位置。可通过司机的可视区域(例如仪表板上)中四个指示灯中的一个来在机动车辆上显示紧急车辆的位置。第一个灯的启动指示紧急车辆位于司机的车辆的前方某处，第二个灯的启动指示紧急车辆位于司机的车辆的左侧某处，第三个灯的启动指示紧急车辆位于司机的车辆的右侧某处，并且第四个灯的启动指示紧急车辆位于司机的车辆的后方某处。
在授权给Donald Arbinger等人的美国专利6339382中描述了使用GPS信号和RF发射机与RF接收机的上述解决方案，其整个内容通过引用结合在本文中。然而，即使用Arbinger等人的解决方案，也没为司机提供关于紧急车辆准确位置的精确信息，并且因此司机不可能选择穿过的最佳街道，以便避开紧急车辆，并避开通常在紧急车辆行驶的街道上出现的交通阻塞。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于为机动车辆提供关于紧急车辆位置的信息的紧急车辆警报系统。所述系统包括设置在所述紧急车辆上的第一GPS接收机单元，且第一GPS接收机单元配置为接收来自至少不同GPS卫星的3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息。所述系统还包括在所述紧急车辆上提供的无线电波发射机单元，且该无线电波发射机单元配置为通过包含所述紧急车辆位置信息的紧急车辆位置信号来发送所述紧急车辆位置信息。所述系统还包括在所述机动车辆上提供的第二GPS接收单元，且该第二GPS接收单元配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息。所述系统还包括在所述机动车辆上提供的无线电波接收机单元，且该无线电波接收机单元配置为接收所述紧急车辆的所述无线电波发射机单元输出的紧急位置信号。所述系统还包括在所述机动车辆上提供的地图显示器，且该地图显示器配置为在包括在其上提供了多个街道位置的地图上，显示由车辆位置信息所提供的所述机动车辆的当前位置，且所述地图显示器配置为当所述无线电波接收机单元在相对于所述无线电波发射机单元的无线电波通信范围内时，在地图上显示紧急车辆位置信息所提供的所述紧急车辆的当前位置，该紧急车辆位置信息是从所述无线电波接收机单元接收的紧急车辆位置信号中获得的。
根据本发明的另一方面，提供了一种为其它车辆提供报警指示的紧急车辆。该紧急车辆包括GPS接收单元，该GPS接收单元配置为接收来自至少不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息。紧急车辆还包括无线电波发射机单元，该无线电波发射机单元配置为通过包括所述紧急车辆位置信息的紧急车辆位置信号来发送所述紧急车辆位置信息。该紧急车辆还包括无线电波接收单元，该无线电波接收单元配置为接收来自包括关于至少一个其它紧急车辆当前位置的信息的至少一个其它紧急车辆的无线电波信号。该紧急车辆还包括控制器，该控制器配置为基于至少3个不同的GPS信号来确定所述紧急车辆的纬度和经度位置，并基于接收的无线电波信号来确定所述至少一个其它紧急车辆的纬度和经度位置。该紧急车辆还包括地图显示器，该地图显示器配置为在包括在其上提供了多个街道位置的地图上，显示所述紧急车辆和所述至少一个其它紧急车辆的当前位置。
根据本发明的又一方面，提供了一种在机动车辆上提供的紧急车辆警报系统。该系统包括GPS接收单元，该GPS接收单元配置为接收来自至少不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息。该系统还包括无线电波接收机单元，该无线电波接收机单元配置为接收由紧急车辆输出的紧急车辆位置信号。该系统还包括地图显示器，该地图显示器配置为在包括在其上提供了多个街道位置的地图上，显示所述GPS接收单元所确定的车辆位置信息所提供的所述机动车辆的当前位置，并且该地图显示器配置为当所述无线电波接收机单元在相对于所述紧急车辆的无线电波通信范围内时，在地图上显示从所述无线电波接收机单元接收的紧急车辆位置信号中所获得的所述紧急车辆的当前位置。
根据本发明的再一方面，提供了一种为机动车辆提供关于紧急车辆位置的信息的紧急车辆警报方法。该方法包括由所述紧急车辆接收来自至少不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息。该方法还包括由所述紧急车辆通过紧急车辆位置信号发送所述紧急车辆位置信息。该方法还包括由所述机动车辆接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息。该方法还包括当机动车辆在所述紧急车辆的预定距离内时，接收所述紧急车辆输出的紧急位置信号。该方法还包括在包括在其上提供了多个街道位置的地图上显示a)由车辆位置信息所提供的所述机动车辆的当前位置，以及b)从所述紧急车辆位置信号中所获得的所述紧急车辆的当前位置。
当结合附图(其中相同标号指示所有附图中的相应部分)阅读时，根据以下详细描述，本发明的实施例将变得更加明显，附图中图1是示出根据本发明第一实施例的紧急车辆中所用的组件的示意图；图2是示出根据本发明第一实施例的机动车辆中所用的组件的示意图；图3是示出根据本发明第一实施例可提供给机动车辆司机的地图显示器的示意图；图4是示出根据本发明第二实施例可提供给机动车辆司机的地图显示器的示意图；图5是根据本发明第四实施例的紧急车辆中所用的陷波滤波器的频率曲线；以及图6是示出根据本发明第五实施例可提供给机动车辆司机的地图显示器的示意图。
具体实施例方式
下面将参考
本发明的不同实施例。
现在参考图1，其示出了紧急车辆警报系统的紧急车辆单元10。紧急车辆警报系统包括一个或多个紧急车辆单元、一个或多个机动车辆以及多个全球定位系统(GPS)卫星100，每个GPS卫星都输出GPS信号14。例如可以是救火车、校车或警车的紧急车辆单元10包括紧急GPS天线16、紧急GPS接收机18、控制器19、RF发射机20、紧急RF天线22和紧急电源24。该紧急电源24为紧急车辆单元10中的电子部件供电。
现在参考图2，机动车辆单元12包括车辆GPS天线28、车辆GPS接收机30、车辆RF天线32、车辆RF接收机34、控制器36、地图显示器38以及车辆电源40。该车辆电源40为机动车辆单元12中的电子部件供电。
往回参考图1，多个GPS卫星100输出各自的GPS信号14，由此紧急GPS天线16接收来自多个GPS卫星100的至少3个GPS信号14。至少3个GPS信号14输入到紧急GPS接收机18。紧急GPS接收机18将多个GPS信号14三角形化成由特定经度和纬度描述的紧急位置信号串15。紧急位置信号串15输入到控制器19。控制器19将输出提供给RF发射机20，由此通过紧急RF天线22发送该输出。RF发射机20最好是小功率无线电发射机，其具有特殊的专用带宽，并覆盖半径约为1/2英里的区域。带宽专用性是所希望的，以使其它RF信号不干扰紧急车辆的RF发射以及一个或多个机动车辆单元的信号接收。
控制器19为紧急车辆12提供开关功能，由此当传感器输入信号23指示要输出报警信号时，控制器19将从GPS接收机18接收的位置信号串15传送到RF发射机20。一个传感器输入信号可以在校车激活其黄灯或红灯时使用，由此仅在那时将从校车输出报警信号。另一传感器输入信号可在警车以大于预定速率(例如＞65英里/小时)行驶抓捕嫌疑犯时使用。控制器19的另一输入是超控(override)信号24，甚至在传感器输入信号23处于激活状态时，也使用该超控信号使紧急报警系统无效。例如在警车在追车且不希望其它附近车辆知道该警车的当前位置(因为那些附近车辆中的一个很可能就是警车正在追捕的嫌疑犯的车辆)时，可使用该超控信号24。
现在参考图2，位于紧急车辆发射范围内的每个机动车辆单元12都将通过车辆RF天线32接收紧急位置信号串15。RF接收机34从车辆RF天线32中提取模拟信号，并将其变回其原始数字数据串，该原始数字数据串被提供给控制器36。控制器36以本领域技术人员已知的方式利用该信息来确定紧急车辆单元10的精确纬度和经度。
车辆GPS天线28接收来自其视线内的多个GPS卫星100的至少3个GPS信号14。通过GPS天线28，该至少3个不同的GPS信号14被输入到车辆GPS接收机30。车辆GPS接收机30输出由控制器36接收的机动车辆位置信号串42。控制器36以本领域技术人员已知的方式使用该信息来确定机动车辆单元12的精确纬度和经度。
图3示出了根据本发明第一实施例在报警显示器38上显示的地图显示器300，由此该地图显示器300为机动车辆单元12的司机提供紧急车辆单元10的精确位置和机动车辆单元12的精确位置。地图显示器是街道地图，该街道地图示出了机动车辆单元12当前所在的街道，以及特定范围内的周围街道。例如，地图显示器300可包括从机动车辆单元12当前所在位置的3英里半径内的街道地图。地图显示器300最好具有可由操作员控制其放大或缩小的特征，以使司机可获得关于他/她的机动车辆单元12和紧急车辆单元10相对于特定地方的位置的更好的透视图。
图4示出了根据本发明第二实施例在报警显示器38上显示的地图显示器400，由此除了地图显示器之外的所有组件都与相对于第一实施例描述的组件相同。在第二实施例中，地图显示器400示出了紧急车辆单元10的当前位置410，以及紧急车辆单元10的最早位置420。使用该信息，机动车辆单元12的司机能确定紧急机动单元10前进的方向，以使机动车辆单元12的司机能确定行驶路线，以便不阻碍紧急车辆单元10的行驶路线。可在地图显示器400上用特定图标或颜色显示当前位置410，以便于将它与同样在地图显示器400上显示的先前位置420区分开。在图4中，先前位置420显示为虚线车辆图标。
在第一或第二实施例中，地图显示器300、400最好是液晶显示器(LCD)，但只要保持在本文描述的本发明范围内，就可使用在道路/街道地图上显示紧急车辆单元10和机动车辆单元12位置的其它方式。
在第一和第二实施例的优选实现中，紧急GPS天线16永久安装在所有警车、消防车、救护车、校车及其它类型的紧急/公共安全设备上。当紧急车辆单元10工作时，图1所示的组件最好经常运行，并将有起动和连续诊断周期以确保正确工作。例如，当在紧急车辆单元10中开启闪光灯时，该紧急车辆单元10将开始广播RF信号。
在本发明的第三实施例中，从不对应于机动车辆的一个或多个固定位置输出紧急位置信号串15。例如，在上午和下午，当学生走着上学或放学时，学校人行横道将有一个广播其精确纬度和经度信息的RF发射机，以便当孩子在街上走到学校或从学校返回时，机动车辆可避开该地带或小心地靠近该地带。在铁路交叉口和紧急车辆从其站点位置进入交通的位置(例如消防站)以及路面上的工作区，可使用类似的特征，以便向司机提供有关该司机所在或接近的道路上或其附近存在工人和设备的信息。同样可应用于铁路维护工人以及指定人行横道处的残疾人的人行横道。这通过使用便携式发送单元和可调的定时序列，会给残疾人提供足够的时间过街。
在第四实施例中(它是第一和第二实施例的变形)，紧急车辆单元12的精确纬度和经度将经常在1/2英里的半径内广播，除了可能必须以高速率驾驶的警车或其它类型紧急车辆的情况之外，其中这些车辆使用将自动增加覆盖更广区域(例如1英里半径)的无线电发射信号强度的速度传感器，以便根据需要提前通知汽车司机这些车辆在附近。图1示出了对应于速度信号的虚线27，该速度信号用于控制紧急RF发射机20的输出功率。该速度信号27显示为虚线，因为它不是第一实施例的一部分，而仅用在第四实施例中。在警车不希望他或她的当前位置被知道的情况下，诸如在警车正在追捕银行抢劫犯的车辆的情况下，警车具有通过超控信号24使紧急报警RF广播无效的装置，以使银行抢劫犯不会知道正试图抓捕该银行抢劫犯的警车的当前位置。
上述任一实施例中的每个机动车辆单元12都具有地图显示器，该地图显示器最好是设置在机动车辆单元12仪表板上的LCD屏幕。该LCD屏幕最好能够为要在美国销售和使用的车辆绘制整个美国大陆地图。这样，当车辆从一个州开往另一个州时，不必作出改变，以便在其它州利用该紧急车辆报警和定位系统及方法。当然，对于其它地区(诸如欧洲)，将具有欧洲所有街道位置的相应地图安装在要在欧洲使用的机动车辆单元12中。最好，每两年更新街道/道路地图，以便反映特定区域的当前道路和街道规划。
当两辆和更多紧急车辆(诸如两辆警车)在同一区域时，诸如当它们从不同方向靠近同一个十字路口时，本发明也是有用的。在此情况下，使用上述系统和方法，将为每辆警车提供其它警车的当前位置，并因此可极大地避免可能的碰撞。该实例中的警车将包括图1所示的所有特征，以及图2所示的RF天线32和地图显示器38(以便接收来自其它附近紧急车辆的报警信号)。
此外，紧急车辆将使用陷波滤波器，该滤波器具有图5所示的输出信号-频率特性500。将沿图2的RF天线32和RF接收机34之间的通信路径提供陷波滤波器，由此该陷波滤波器将陷波出(notchout)由紧急车辆自身的紧急报警系统发出的任何RF发射(中心频率为f1，陷波带宽为d)，同时通过来自其它紧急车辆的紧急信号，该其它紧急车辆以不同于该紧急车辆所用频率的频率来输出RF报警信号。
在优选实现中，上述不同实施例的报警显示器38通常将是空白的，并将在检测到紧急信号时激活。这些不同实施例的系统和方法还可包括将提供合成语音的音频输出，该合成语音在听觉上告知司机紧急车辆和/或其它指定紧急位置(例如残疾人道路交叉口、学校交叉口)位于哪里以及紧急车辆移动的方向。在优选实现中，无论汽车收音机是开还是关，系统都工作。如果汽车磁带放音机或汽车光盘(CD)播放机开着，则根据本发明的系统将超控这些其它音频功能，以便不分散驾驶员对可能即将到来的紧急情况的注意力。在一个实现中，当驾驶员的车辆开动时(例如，当将钥匙接合到点火位置时)，根据本发明的系统经常工作在等待模式，由此不需要操作员输入以激活根据本发明的系统。最好通过机动车辆单元12的无线电扬声器或备选配置中的独立扬声器，来输出提供给驾驶员的合成语音，以便在听觉上警告驾驶员道路上的紧急情况。上述GPS特征可包括当前在许多私人和商务车辆模型上存在的导航特征，由此每当检测到紧急车辆时，这些特征将自动取消。
分配给紧急车辆RF发射的频带最好足够大，以便容纳彼此靠近工作的几个不同的紧急车辆。例如，如果分配的频带是从3.100MHz至3.200MHz，则100kHz的频带宽度是可用的。如果每辆紧急车辆分配有5kHz的紧急信号带宽(包括防护频带)，则多达20辆紧急车辆可彼此靠近地工作，而不会引起关于在机动车辆单元12处检测这20辆紧急车辆输出的各自紧急信号的任何问题。作为一个示例，可在工作频带内随机选择紧急车辆所用的特定频率范围，以便减少两辆紧急车辆工作在正好同一频率范围内并彼此非常靠近地工作的机会。同样，通过使用具有如图5所示输入/输出特性500的陷波滤波器，紧急车辆可输出其自身的紧急信号，同时接收来自其它紧急车辆的紧急信号(其用于在紧急车辆仪表板上的地图显示器上绘制那些其它紧急车辆的位置)。
下面将参考图6描述本发明的第五实施例。第五实施例与上述任何先前实施例兼容。在确定紧急车辆在机动车辆驾驶员即将到来的驾驶路线上时，或反之亦然，第五实施例为机动车辆驾驶员提供更明显的警告。控制单元基于为该控制单元提供的GPS信息，来确定机动车辆所在的当前道路。控制单元还基于从关于之前描述的其它实施例所描述的紧急车辆的RF信号的接收，来确定该机动车辆附近的紧急车辆所在的当前道路。和其它实施例类似，在地图显示器上示出机动车辆和紧急车辆的位置。然而，在如下情况与其它实施例不同，当确定机动车辆在紧急车辆的特定范围内时(例如在紧急车辆的1/3英里内)，并且当还确定机动车辆行驶在与紧急车辆所在的同一道路上时，或者当存在紧急车辆和机动车辆将从不同道路来到同一个十字路口的可能性时。逻辑电路(图2中控制器36的一部分)基于当前位置确定机动车辆行驶的速度和方向，并基于当前位置来确定紧急车辆行驶的速度和方向，不管这两个车辆是否可能在(或接近)同一时间驶向同一个十字路口。如果是这种情况，则在一个实施例中，地图显示器将包括“红线”，该红线将其各自街道上的机动车辆和紧急车辆连接到它们可能相遇的那个十字路口。例如，如果紧急车辆的路线与机动车辆的路线垂直，则在地图显示器上通过红线加亮该十字路口。
在一个可能的实现中，屏幕显示将是彩色的，由此紧急车辆将显示为“三角形”，最好是红色的，其中三角点用于示出紧急车辆行驶的方向。机动车辆也将显示为“三角形”，但具有不同的颜色，诸如绿色。这样，驾驶员就能在地图显示器上容易地识别出他/她的车辆，同时容易地识别出紧急车辆。在固定紧急位置的情况下，诸如学校地带或残疾人交叉口或道路维护场所，将使用不同类型的图标(例如柱状)和不同的颜色(例如蓝色)在地图显示器上显示这些位置。在这些例子中的任一个中，当紧急情况经过时(例如在机动车辆到达所讨论的十字路口之前，紧急车辆从不同方向通过该十字路口)，虽然仍然接收来自紧急车辆的RF发射，并且仍在地图显示器上示出该紧急车辆的“三角形”图标，但也从该地图显示器上移除“红线”。
在另一个可能的实现中，地图显示器包括加亮特征，其中例如用红色示出表示紧急车辆位置的图标，而用中性色(例如白色背景上的黑色)示出地图显示器上的所有其它特征。用这个实现，当检测到可能即将到来的状况时，以更明确的方式警告机动车辆驾驶员。例如，在图6中，如果机动车辆在“主要街道”上的位置510A处，并且紧急车辆在地图显示器600上“第一街道”上的位置12处，则在此情况下，在地图显示器600上不会提供该紧急车辆的加亮。然而，如果机动车在“第一街道”上的位置510B处，并且紧急车辆在地图显示器600上“第一街道”上的位置12处，则例如用红色突出紧急车辆，而用较中性的颜色(例如白色背景上的黑色)突出地图显示器的其它部分。这样，将在视觉上警告机动车辆驾驶员关于其即时驾驶路线上的紧急车辆，并在其它状况不会进行视觉上警告。在另一可能性中，当紧急车辆行驶在与机动车辆相同的道路上并在该机动车辆后面时(由此假设紧急车辆以更高的速率驾驶)，将提供相似类型的“较高级警报”。
在第五实施例的另一可能实现中，地图显示器将提供更高级别的街道或路线的视觉加亮，其与接收车辆的路线或路线交叉点一致。在确定紧急车辆非常靠近机动车辆时，上述“红线”特征可用于在地图显示器上提供额外级别的加亮，不考虑紧急车辆和机动车辆是否在同一道路上。例如，当确定紧急车辆在机动车辆的1/4英里内时，紧急车辆图标将用红色加亮，并将在地图显示器上闪烁。
同样，在第五实施例的备选配置中，将声音警报提供给机动车辆驾驶员，该声音警报提供关于紧急车辆当前位置以及紧急车辆行进方向(如果它在移动)的声音信息(例如通过语音合成器和扬声器)。在第五实施例中，只给机动车辆驾驶员一个较大的报警(视觉上通过地图显示器上的红色指示和/或听觉上通过警报)，该报警关于对非常接近机动车辆驾驶员的即将到来的紧急情况进行警告的需要。这样，机动车辆驾驶员不必经常看地图显示器，由于机动车辆驾驶员没完全把注意力集中在驾驶上，所以经常看显示器会导致事故的发生。
下面提供了本发明的可能用途。警告紧急接线生和值班巡警他们需要援助的位置，或在巡警的情况下，他们可能必须阻止交通违规者。当激活他们的紧急车辆报警系统时(例如通过打开警车上的报警灯)，在规定区域内广播他们的位置。校车司机启动他们的黄灯，并然后启动红灯，以在学校或靠近孩子家的公车站让孩子们上下车。车辆经常必须进入交通的消防站、警察局等将具有永久安装的发射机，以警告进入车道的交通驾驶员，以使驾驶员可采取适当行动。通过打开消防站的车库门，或通过考虑到RF紧急发射机人工操作的某其它装置，可激活在消防站永久安装的发射机。
下面描述可使用本发明的一个可能场景。消防站号109收到在“蝗虫大街”1010的火警电话，由此需要一个救火车和一个紧急医疗专家(EMT)组。当打开消防站的门时，激活街上永久安装的发射机。消防站附近的驾驶员激活其LCD屏幕，其中地图示出了他们的位置和紧急发射机的位置。合成语音将警告每个驾驶员“前方1/4英里紧急车辆驶进车道”。驾驶员将查看他或她的LCD屏幕上的地图，并将看到消防站的位置在他或她右侧的两个街区处。基于该信息，驾驶员将避开消防站所在的道路。LCD屏幕上提供的信息还可用于警告驾驶员残疾人交叉口、车道工人、铁路工人以及道路上的设备。在又一实施例中，根据本发明的系统将用于控制水路上的导航，以便最小化与其它船只的可能碰撞，并帮助分开水路上的船只。在再一实施例中，根据本发明的系统将用于供给飞机防撞系统。
当紧急车辆进入交通时，它们将开始广播它们的位置。驾驶员的系统将通知他们“你前方1/8英里有紧急交通”。再者，这可以在驾驶员右侧的两个街区处，但系统将示出驾驶员的前进和紧急车辆的路线。如果紧急车辆转到与该驾驶员相同的路线，则这会显示在驾驶员的LCD屏幕上，并且合成语音会说“前方右侧有紧急交通”。在本文描述的某些实施例中，驾驶员的LCD屏幕上存在的“红线”将出现在正行驶的街道上，给出了他或她可能被紧急车辆(广播车辆)采用的路线影响的立即确认。此外，可为驾驶员提供音频警报，诸如声明“前方有固定的紧急车辆”的警报。再者，通过查看LCD屏幕和/或收听驾驶室中提供的声音报警，司机将知道到哪里去找巡警以便避免事故。
在校车的情况下，当司机开启黄灯序列时，发射机开始广播信号，该信号具有其位置、方向以及将发射机标识为校车的附加无线电代码。司机将听到“前方1/4英里有校车”，并且该司机的地图显示器会显示公车位置和司机的位置，以使司机能够意识到该状况。如果两辆车都在同一街道上，或者如果它们从不同街道向同一个十字路口靠近，则出现“红线”。
在发射机位于固定位置(诸如定时交叉口)的情况下，司机将听到“前方1/4英里学校地带”，并且司机可采取适当的行动慢行。在另一实施例中，根据本发明的系统可与“安柏警报(Amber Alert)”系统一起使用，安柏警报系统普遍为司机提供关于在车辆中可能有被偷小孩的车辆的信息(例如牌照及车辆样式和型号)。在该实施例中，当产生安柏警报时，则驾驶员的车辆接收该信息(例如经由RF或蜂窝发射)，并在车辆的地图显示器上将安柏警报信息显示为文本消息。在一个可能实现中，只要车辆在工作(并且只要该车辆正在接收安柏警报信息)，安柏警报就将显示在地图显示器上。在另一个可能的实现中，只在接收到该信息后的预定周期(诸如5分钟)内，在地图显示器上显示安柏警报。如果驾驶员随后在另一位置遇到同一安柏警报，则不会重新激活在地图显示器上显示该信息，除非根据之前在地图上显示的那个信息，发现一部分安柏警报信息已经改变了。
虽然在此已经描述了不同的实施例，但遵循本发明的教学，在不脱离所附权利要求书中阐述的本发明精神和范围的前提下，对于本领域技术人员而言，上述实施例的修改可变得明显。例如，根据本发明的方法和系统可适用于完全数字的通信系统，由此在这种情况下不需要空中接收信息的模数转换。再者，只要保持在本发明的范围内，就可利用用于在超过上述使用射频范围的有限范围内发送空中信息的其它频段(例如红外频段)。此外，其它可能的通信装置(包括Wi/Fi或蜂窝网络)也可用于为机动车辆驾驶员提供紧急车辆位置信息，由此机动车辆将接收通过这些通信路径接收的信息，以及机动车辆的GPS接收机所接收的GPS信息。
权利要求
1.一种用于为机动车辆提供关于紧急车辆位置的信息的紧急车辆警报系统，所述系统包括第一GPS接收机单元，设置在所述紧急车辆上，并配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息；发射机单元，设置在所述紧急车辆上，并配置为通过包括所述紧急车辆位置信息的紧急车辆位置信号来发送所述紧急车辆位置信息；第二GPS接收机单元，设置在所述机动车辆上，并配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息；接收机单元，设置在所述机动车辆上，并配置为接收所述紧急车辆的所述发射机单元输出的所述紧急位置信号；以及地图显示器，设置在所述机动车辆上，并配置为在地图上显示所述车辆位置信息所提供的所述机动车辆的当前位置，并配置为当所述接收机单元在相对于所述发射机单元的通信范围内时，在所述地图上显示所述紧急车辆位置信息所提供的所述紧急车辆的当前位置，所述紧急车辆位置信息是从所述接收机单元接收的所述紧急车辆位置信号中获得的。
2.如权利要求1所述的紧急车辆警报系统，其中在确定所述紧急车辆在相对于所述机动车辆的特定位置时，所述地图显示器将所述紧急车辆作为具有不同视觉特性的图标显示在所述地图上。
3.如权利要求1所述的紧急车辆警报系统，其中在确定所述紧急车辆在相对于所述机动车辆的特定位置时，所述地图显示器包括视觉指示器。
4.如权利要求1所述的紧急车辆警报系统，其中在确定所述紧急车辆在距所述机动车辆的预定距离内时，所述地图显示器包括视觉指示器。
5.如权利要求3所述的紧急车辆警报系统，其中所述视觉指示器对应于在所述地图显示器上提供的指示所述紧急车辆将来路线的红线。
6.如权利要求3所述的紧急车辆警报系统，其中所述视觉指示器对应于表示所述紧急车辆的图标，所述图标根据所述紧急车辆相对于所述机动车辆的位置而改变。
7.如权利要求6所述的紧急车辆警报系统，其中所述图标根据所述紧急车辆相对于所述机动车辆的位置而改变颜色。
8.如权利要求3所述的紧急车辆警报系统，其中所述视觉指示器对应于表示所述紧急车辆的图标，所述图标根据所述紧急车辆相对于所述机动车辆的速度而改变。
9.如权利要求8所述的紧急车辆警报系统，其中所述图标根据所述紧急车辆相对于所述机动车辆的速度而改变颜色。
10.如权利要求1所述的紧急车辆警报系统，其中所述紧急车辆是警车、消防车和校车中的一种。
11.如权利要求1所述的紧急车辆警报系统，还包括声音报警单元，配置为在所述接收机单元接收到所述紧急车辆位置信号时，在所述机动车辆的车厢内输出声音警报。
12.如权利要求11所述的紧急车辆警报系统，其中所述声音报警单元配置为输出计算机生成的语音，所述计算机生成的语音提供关于特定街道位置和所述紧急车辆相对于所述机动车辆的移动方向的信息。
13.一种用于紧急车辆的紧急车辆警报系统，包括GPS接收机单元，配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息；发射机单元，配置为通过包括所述紧急车辆位置信息的紧急车辆位置信号来发送所述紧急车辆位置信息；接收机单元，配置为接收来自至少一个其它紧急车辆的信号，所述信号包括关于所述其它紧急车辆当前位置的信息；控制器，配置为基于所述至少3个不同的GPS信号来确定所述紧急车辆的纬度和经度位置，并基于所述接收机单元接收的信号来确定所述其它紧急车辆的纬度和经度位置；以及地图显示器，配置为在地图上显示所述紧急车辆和所述其它紧急车辆的当前位置。
14.如权利要求13所述的紧急车辆警报系统，其中在确定所述其它紧急车辆在相对于所述紧急车辆的特定位置时，所述地图显示器将所述其它紧急车辆作为具有不同视觉特性的图标显示在所述地图上。
15.如权利要求13所述的紧急车辆警报系统，其中在确定所述其它紧急车辆在相对于所述紧急车辆的特定位置时，所述地图显示器包括视觉指示器。
16.如权利要求13所述的紧急车辆警报系统，其中在确定所述其它紧急车辆在所述其它紧急车辆的预定距离内时，所述地图显示器包括视觉指示器。
17.如权利要求15所述的紧急车辆警报系统，其中所述视觉指示器对应于在所述地图显示器上提供的指示所述其它紧急车辆将来路线的红线。
18.如权利要求15所述的紧急车辆警报系统，其中所述视觉指示器对应于表示所述其它紧急车辆的图标，所述图标根据所述其它紧急车辆相对于所述紧急车辆的位置而改变。
19.如权利要求16所述的紧急车辆警报系统，其中所述视觉指示器对应于表示所述其它紧急车辆的图标，所述图标根据所述其它紧急车辆相对于所述紧急车辆的速度而改变。
20.如权利要求13所述的紧急车辆警报系统，其中所述其它紧急车辆是警车、消防车和校车中的一种。
21.如权利要求13所述的紧急车辆警报系统，还包括声音报警单元，配置为在所述紧急车辆接收到所述其它紧急车辆输出的信号时，在所述紧急车辆的车厢内输出声音警报。
22.如权利要求21所述的紧急车辆警报系统，其中所述声音报警单元配置为输出计算机生成的语音，所述计算机生成的语音提供关于特定街道位置和所述其它紧急车辆相对于所述紧急车辆的移动方向的信息。
23.一种用于机动车辆的紧急车辆警报系统，所述系统包括GPS接收机单元，配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息；接收机单元，配置为接收紧急车辆输出的紧急车辆位置信号；地图显示器，配置为在地图上显示所述GPS接收机单元所确定的所述车辆位置信息所提供的所述机动车辆的当前位置，并配置为当所述接收机单元在相对于所述紧急车辆的通信范围内时，在所述地图上显示从所述接收机单元接收的所述紧急车辆位置信号中所获得的所述紧急车辆的当前位置。
24.如权利要求23所述的紧急车辆警报系统，其中当确定所述紧急车辆在距所述机动车辆的预定距离内时与当确定所述紧急车辆距所述机动车辆大于预定距离时相比，所述地图显示器将所述紧急车辆作为具有不同视觉特性的图标显示在所述地图上。
25.如权利要求23所述的紧急车辆警报系统，其中所述紧急车辆是警车、消防车和校车中的一种。
26.如权利要求23所述的紧急车辆警报系统，还包括声音报警单元，配置为在所述接收机单元接收到所述紧急车辆位置信号时，在所述机动车辆的车厢内输出声音警报。
27.如权利要求23所述的紧急车辆警报系统，其中所述声音报警单元配置为输出计算机生成的语音，所述计算机生成的语音提供关于特定街道位置和所述紧急车辆相对于所述机动车辆的移动方向的信息。
28.一种紧急车辆警报方法，为机动车辆提供关于紧急车辆位置的信息，所述方法包括由所述紧急车辆接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息；由所述紧急车辆通过紧急车辆位置信号发送所述紧急车辆位置信息；由所述机动车辆接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息；当所述机动车辆在所述紧急车辆的预定距离内时，接收所述紧急车辆输出的所述紧急位置信号；在地图上显示a)所述车辆位置信息所确定的所述机动车辆的当前位置，以及b)根据所述紧急车辆位置信号中的信息所确定的所述紧急车辆的当前位置。
29.如权利要求18所述的方法，其中所述显示步骤包括将所述机动车辆的当前位置作为第一图标显示在所述地图上，并将所述紧急车辆的当前位置作为第二图标显示在所述地图上，并且其中第二图标具有与第一图标不同的视觉特性。
30.如权利要求18所述的方法，其中在确定所述紧急车辆在相对于所述机动车辆的特定位置时，所述地图显示器提供视觉指示器。
31.如权利要求28所述的方法，其中在确定所述紧急车辆在距所述机动车辆的预定距离内时，所述地图显示器提供视觉指示器。
32.如权利要求28所述的方法，其中所述紧急车辆是警车、消防车和校车中的一种。
33.如权利要求28所述的方法，还包括当所述机动车辆接收到所述紧急车辆位置信号时，在所述机动车辆的车厢内输出声音警报。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述声音警报提供关于特定街道位置和所述紧急车辆相对于所述机动车辆的移动方向的信息。
35.一种用于为机动车辆提供关于紧急车辆位置的信息的紧急车辆警报系统，所述系统包括第一GPS接收机单元，设置在所述紧急车辆上，并配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述紧急车辆的紧急车辆位置信息；发射机单元，设置在所述紧急车辆上，并配置为通过包括所述紧急车辆位置信息的紧急车辆位置信号来发送所述紧急车辆位置信息；第二GPS接收机单元，设置在所述机动车辆上，并配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息；接收机单元，设置在所述机动车辆上，并配置为接收所述紧急车辆的所述发射机单元输出的所述紧急位置信号；以及控制单元，设置在所述紧急车辆上，配置为使所述发射机单元以依赖于所述紧急车辆速度的信号强度发送所述紧急车辆位置信号，其中所述信号强度随所述紧急车辆速度的增加而增加。
36.一种设置在多个紧急车辆上的紧急车辆警报系统，每个所述紧急车辆都包括第一GPS接收机单元，配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的各紧急车辆的紧急车辆位置信息；发射机单元，配置为通过包括所述紧急车辆位置信息的紧急车辆位置信号来发送所述各紧急车辆的所述紧急车辆位置信息；接收机单元，配置为接收另一所述紧急车辆的所述发射机单元输出的所述紧急位置信号，其中所述接收机单元包括频率滤波器，所述频率滤波器配置为阻止所述接收机单元接收的所述各紧急车辆的所述紧急车辆位置信号，同时允许所述接收机单元接收的所述另一紧急车辆的所述紧急车辆位置信号。
37.一种用于为机动车辆提供关于特定位置的信息的紧急车辆警报系统，所述系统包括第一GPS接收机单元，设置在所述特定位置，并配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述特定位置；发射机单元，设置在所述特定位置，并配置为发射包括第一信息和第二信息的输出信号，其中第一信息对应于所述特定位置，第二信息对应于所述特定位置处存在的紧急情况类型；第二GPS接收机单元，设置在所述机动车辆上，并配置为接收来自至少3个不同GPS卫星的至少3个不同的GPS信号，并确定作为其结果的所述机动车辆的车辆位置信息；接收机单元，设置在所述机动车辆上，并配置为接收所述发射机单元的所述输出信号；以及地图显示器，设置在所述机动车辆上，配置为在地图上显示所述车辆位置信息所提供的所述机动车辆的当前位置，并配置为当所述接收机单元在相对于所述发射机单元的通信范围内时，在所述地图上显示所述接收机单元所获得的所述特定位置，其中所述地图显示器将图标显示在对应于所述特定位置的地图位置处，所述图标表示所述特定位置处存在的所述紧急情况类型。
38.如权利要求37所述的系统，其中所述紧急情况类型对应于临时工作区。
39.如权利要求38所述的系统，其中当所述临时工作区移到另一位置时，所述发射机单元可移动到所述另一位置，以便在所述地图显示器上表示所述临时工作区的当前位置。
40.如权利要求37所述的系统，其中所述地图显示器显示文本。
全文摘要
一种用于为机动车辆提供关于紧急车辆位置信息的紧急车辆警报系统，包括第一GPS接收机单元，所述单元设置在紧急车辆上，并从GPS卫星接收GPS信号，并确定该紧急车辆的紧急车辆位置信息。该系统还包括无线电波发射机单元，其设置在紧急车辆上，并通过紧急车辆位置信号发送紧急车辆位置信息。该系统还包括第二GPS接收机单元，该单元设置在机动车辆上，并从GPS卫星接收GPS信号，并确定该机动车辆的车辆位置信息。该系统还包括无线电波接收机单元，该单元设置在机动车辆上，并接收紧急车辆的无线电波发射机单元输出的紧急位置信号。该系统还包括地图显示器，该地图显示器在包括多个街道位置、机动车辆当前位置以及紧急车辆当前位置的地图上显示。紧急车辆显示为地图上的图标，由此该图标根据紧急车辆相对于机动车辆的位置具有不同的视觉特性。
文档编号G01C21/26GK1761979SQ200480007339
公开日2006年4月19日 申请日期2004年1月20日 优先权日2003年1月21日
发明者拜伦·金, D·A·扬西 申请人:拜伦·金