一种用于公路上的定位系统的制作方法

本发明涉及一种定位装置，特别是涉及一种用于公路上的定位系统。

背景技术

随着智能驾驶技术的逐渐完善，距离完全实用的时间越来越近，但智能驾驶是一种高度复杂的决策系统，对数据的准确度和低延迟的要求越来越高，特别是驾驶时对位置信息的准确性和实时性的要求越来越高，而传统的gps定位系统的存在信号搜索时间长，定位精度低，且民用的gps有诸多限制等问题。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于公路上的定位系统，解决了汽车需要高精度定位的问题，解决了定位时间过长的问题，解决了自动驾驶位置数据提供的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于公路上的定位系统，包括授时系统、多个设置于高速公路上的若干定位桩、设置于公路上的汽车授时装置、安装于汽车上的汽车定位接收装置，授时系统通过光纤通信装置与定位桩信号相连，授时系统通过有线通信电路与汽车授时装置信号相连，汽车授时装置通过无线通信装置与汽车定位接收装置信号相连，定位桩通过无线通信装置与汽车定位接收装置信号相连。

进一步地，本发明公开了一种用于公路上的定位系统的优选结构，所述授时系统包括用于信息处理的8086芯片，8086芯片连接有原子钟；8086芯片连接有用于光通信的光纤通信电路，授时系统包括有线通信电路，授时系统通过有线通信电路与汽车授时装置信号相连；授时系统通过光纤通信电路与定位桩信号相连。

进一步地，所述汽车授时装置包括中央处理器、超声测距仪，中央处理器通过串行接口电路与超声测距仪信号相连；中央处理器连接有无线通信电路，中央处理器通过无线通信电路连接有授时天线，中央处理器连接有有线通信电路，汽车授时装置通过有线通信电路与授时系统信号相连。

进一步地，所述汽车定位接收装置包括微处理单元，微处理单元通过无线通信电路连接有通信天线；汽车定位接收装置可通过通信天线与汽车授时装置和授时系统信号相连；微处理单元通过通信接口与外界相连通。

进一步地，所述定位桩在高速公路的绿化带的设置间隔是高速公路两侧的设置间隔的一半，在公路方向上相邻定位桩的间距相同；定位桩包括支撑柱，支撑柱顶部设置有正六边形柱体的外壳，外壳的六个侧面均设置有天线阵列，外壳内设置有无线通信电路，无线通信电路与天线阵列信号连接；所述外壳内设置有控制系统，控制系统包括中央处理单元，中央处理单元连接有位置基准数据模块，位置基准数据模块内存储有准确的位置信息。

进一步地，所述中央处理单元连接有gps模块，所述中央处理单元连接有光纤通信电路，光纤通信电路通过光纤与授时系统信号相连；中央处理单元通过无线通信电路与天线阵列信号连接；中央处理单元通过天线阵列向外播送位置基准数据模块中存储的位置信息和时间信息；包括电源模块，电源模块向控制系统提供电能。

进一步地，所述汽车定位接收装置还包括电源电路，电源电路为整个设备提供电能；汽车授时装置包括电源模块，电源模块向汽车授时装置提供电能。

进一步地，所述超声测距仪内设置有声波接收汇音器，声波接收汇音器的底部为抛物线形的反射罩，反射罩的焦点处设置有第二超声传感器；超声测距仪内设置有声波发射汇音器，声波发射汇音器的底部为标准反射曲面，反射曲面的焦点处设置有第一超声传感器。

进一步地，所述第一超声传感器通过电缆连接有超声驱动单元，超声驱动单元的信号输入端连接有中控单元；第二超声传感器通过电缆连接有超声接收单元，超声接收单元的信号输出端与中控单元信号相连。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过设置本装置，能为汽车提供高精度的位置信息，保证自动驾驶位置数据源安全准确；

2.铜鼓设置本装置，解决了定位时间过长的问题，提高了位置信息的时间准确性，提高了自动驾驶的安全性。

附图说明

图1是定位桩结构示意图；

图2是定位桩安装分布示意图；

图3是汽车授时装置结构示意图；

图4是超声测距仪结构示意图；

图5是授时系统结构框图；

图6是定位系统结构框图；

图中标记：1是支撑柱，2是外壳，3是天线阵列，4是右车道，5是绿化带，6是左车道，7是定位桩，8是公路，9是汽车，10是支撑架，11是授时天线，12是超声测距仪，13是声波发射汇音器，14是输出电路，15是中控单元，16是超声驱动单元，17是超声接收单元，18是声波接收汇音器，19是第二超声传感器，20是第一超声传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图6所示，一种用于公路上的定位系统，包括授时系统、多个设置于高速公路上的若干定位桩7、设置于公路上的汽车授时装置、安装于汽车上的汽车定位接收装置，授时系统通过光纤通信装置与定位桩7信号相连，授时系统通过有线通信电路与汽车授时装置信号相连，汽车授时装置通过无线通信装置与汽车定位接收装置信号相连，定位桩7通过无线通信装置与汽车定位接收装置信号相连。

进一步地，本发明公开了一种用于公路上的定位系统的优选结构，所述授时系统包括用于信息处理的8086芯片，8086芯片连接有原子钟；8086芯片连接有用于光通信的光纤通信电路，授时系统包括有线通信电路，授时系统通过有线通信电路与汽车授时装置信号相连；授时系统通过光纤通信电路与定位桩7信号相连。

进一步地，所述汽车授时装置包括中央处理器、超声测距仪，中央处理器通过串行接口电路与超声测距仪信号相连；中央处理器连接有无线通信电路，中央处理器通过无线通信电路连接有授时天线11，中央处理器连接有有线通信电路，汽车授时装置通过有线通信电路与授时系统信号相连。

进一步地，所述汽车定位接收装置包括微处理单元，微处理单元通过无线通信电路连接有通信天线；汽车定位接收装置可通过通信天线与汽车授时装置和授时系统信号相连；微处理单元通过通信接口与外界相连通。

进一步地，所述定位桩7在高速公路的绿化带5的设置间隔是高速公路两侧的设置间隔的一半，在公路方向上相邻定位桩7的间距相同；定位桩7包括支撑柱1，支撑柱1顶部设置有正六边形柱体的外壳2，外壳2的六个侧面均设置有天线阵列3，外壳2内设置有无线通信电路，无线通信电路与天线阵列3信号连接；所述外壳2内设置有控制系统，控制系统包括中央处理单元，中央处理单元连接有位置基准数据模块，位置基准数据模块内存储有准确的位置信息。外壳2采用防水的塑料制成，外壳2的防水级别达到ip68。支撑柱1采用刚性好的钢柱或者钢筋混凝土柱制成。

进一步地，所述中央处理单元连接有gps模块，所述中央处理单元连接有光纤通信电路，光纤通信电路通过光纤与授时系统信号相连；中央处理单元通过无线通信电路与天线阵列3信号连接；中央处理单元通过天线阵列3向外播送位置基准数据模块中存储的位置信息和时间信息；包括电源模块，电源模块向控制系统提供电能。

进一步地，所述汽车定位接收装置还包括电源电路，电源电路为整个设备提供电能；汽车授时装置包括电源模块，电源模块向汽车授时装置提供电能。

进一步地，所述超声测距仪12内设置有声波接收汇音器18，声波接收汇音器18的底部为抛物线形的反射罩，反射罩的焦点处设置有第二超声传感器19；超声测距仪12内设置有声波发射汇音器13，声波发射汇音器13的底部为标准反射曲面，反射曲面的焦点处设置有第一超声传感器20。

进一步地，所述第一超声传感器20通过电缆连接有超声驱动单元16，超声驱动单元16的信号输入端连接有中控单元15；第二超声传感器19通过电缆连接有超声接收单元17，超声接收单元17的信号输出端与中控单元15信号相连。

在绿化带上设置较多的定位桩7可提高其覆盖范围，降低定位桩7的数量。位置信息根据设备的安装位置点进行计算得出，精度达到毫米级别。

中央处理单元通过天线阵列3向外播送位置基准数据模块中存储的位置信息和时间信息。定位桩7的设置密度要求是，在公路上的任意一点都能接收到4个及以上定位桩7的信号。

具体使用时，将定位桩7固定安装在预设的点位上，并将基准位置信息和时间信息输入到位置基准数据模块中。启动设备，授时系统通过光纤通信电路向定位桩7发出一串不循环的脉冲信息给定位桩7，发出信息的时刻为t1，定位桩7接收到后，立即返回相同的信号，并加上设备响应时间t1，授时系统接收到信号的时刻为t2，则信号传递时间为t2=(t2-t1-t1)/2;授时系统发出时间信息为当前时刻加上t2作为修正，传递给定位桩7。授时系统按照同样的方式向汽车授时装置发送准确的时间。

具体运行过程，当汽车经过汽车授时装置时，首先接收装置与汽车授时装置进行通信匹配，发出自身的速度信息。授时系统通过超声测距仪12检测车辆的速度和距离，将速度与车辆所发出的速度值相匹配，确定车辆身份。然后中央处理单元根据超声测距仪12测量出的距离，计算出授时天线11与车辆的距离，补偿距离所产生的时间差，将补偿后的时间信息发送给相应的车辆，这样就能实现准确的授时。接收系统的微处理单元通过无线通信电路接收到授时天线11发出的时间，刚好就是准确的时间。这样，汽车和定位桩7具有相同的时间坐标。

定位桩7的中央处理单元读取位置基准数据模块中的位置信息，并通过天线阵列3将其广播出来，其广播频率为1.2ghz-2.4ghz；采用1.2ghz-2.4ghz的频率。汽车接收装置通过通信电路接收信息。

播放的信号序列包括头标识码和尾部标识码，如1101；头标识码和尾部标识码之间加入有时间信息和位置信息。

汽车定位接收装置根据时间系统，在相同时间点产生定位桩7所发出的头标识码或尾部标识码相同的序列，两个序列进行比较，根据相位差就能确定其相差的时间t1;则汽车与定位桩7之间的距离是l1，l1=c*t1，c为光速。同理，检测到四个定位桩7的信号，并计算出距离l2、l3、l4；根据距离l1、l2、l3、l4和位置信息即可计算出汽车的坐标。

由于广播频率为1.2ghz-2.4ghz，且定位桩7的距离与汽车的距离较短，距离小于500m，可通过较短的编码就能实现时间差的测量，测量精度可以达到厘米级；时间延迟在1毫秒以内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。