基于车载无线终端的车辆分段限速方法
【专利摘要】本发明公开了基于车载无线终端的车辆分段限速方法：车辆监控平台向车载无线终端下发路段的特征参数，车载无线终端接收并存储；车辆在运行时，车载无线终端对车辆即时的位置进行定位，并调用存储器中的特征参数，与车辆即时的位置信息作对比，判断车载无线终端所处的路段；将车辆当前速度与其所处路段的限速值进行对比，判断车辆是否超速，若超速，将超速信息以及车载无线终端的位置信息上报给车辆监控平台。本发明将路段的特征参数预先下发至车载无线终端中存储，在车辆运行时，只需直接调用已存储的特征参数与车辆即时的经纬度和速度进行对比，便可实现任何路段、任何时候的车辆超速监控，不受网络信号好坏的影响，且能实现不同路段的精确监控。
【专利说明】基于车载无线终端的车辆分段限速方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于车载无线终端的车辆分段限速方法。
【背景技术】
[0002]随着近年来新建、重新修正的高速公路、国道和国际公路的增多，大大缓解了交通压力，加快了车辆流通速度，提高了运载能力。然而公路状况的整体提升却带来了另一个问题，车辆超速问题，大量的事实证明，在高速公路超速行驶是重大交通事故主要的原因之一，由此而造成的人员伤亡和财产损失更是怵目惊心。车辆超速监管机制，能给违章超速的驾驶员一定的威慑作用，用经济处罚加上罚分、吊销驾照等方式，强制驾驶员遵守交通规贝U，能在一定程度上降低事故的发生率。
[0003]目前对于超速行为，主要有两种监管方案:
[0004]1、通过车辆监控平台对车辆无线监控终端设定固定限速值。当车辆车速到达限速值时，车载无线监控终端语音提醒司机已超速，并上报超速信息到车辆监控平台，车辆监控平台统计超速信息后，对司机进行相应处罚。此方案实现简便，可以对固定路段行驶的车辆进行有效监控，然而，对于多路段无法做到精确监控。
[0005]2、由车辆监控平台根据车辆无线监控终端上报的即时经纬度，提取当前路段的限速值，再和车辆无线监控终端上报的即时速度，判断车辆是否处于超速状态。当车辆达到限速值时，车辆监控平台下发提示语音给车辆无线监控终端，提醒司机已超速。车辆监控平台统计超速信息后，对司机进行相应处罚。此方案对于多路段可以做到较为精确的监控，但对于网络信号不好的路段，由于车辆无法上传即时的车辆经纬度和速度，车辆监控平台无法即时判断车辆是否处于超速状态，也无法统计车辆的超速信息。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现多路段精确监控、不受网络信号好坏的影响、能及时上报超速信息至车辆监控平台的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，它将路段的特征参数预先下发至车载无线终端中存储，在车辆运行时，只需直接调用已存储的特征参数与车辆即时的经纬度和速度进行对比，便可实现任何路段、任何时候的车辆超速监控；能避免因网络问题导致超速信息遗漏等现象的发生；在超速时，能及时的提醒司机。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:基于车载无线终端的车辆分段限速方法，它包括如下步骤:
[0008]S1:车辆监控平台向置于车辆内的车载无线终端下发路段的特征参数，车载无线终端接收到特征参数后，存储至车载无线终端指定的存储器中；
[0009]S2:车辆在运行时，车载无线终端对车辆即时的位置进行定位，得到车载无线终端的位置信息，并调用存储器中的特征参数，与车辆即时的位置信息作对比判断，判断车载无线终端所处的路段；[0010]S3:将车辆当前速度与车辆当前所处路段的限速值进行对比，判断车辆是否超速，若超速，将超速信息以及车载无线终端的位置信息，上报给车辆监控平台。
[0011]步骤S2判断车载无线终端所处的路段，具体包括如下子步骤:
[0012]S21:车载无线终端对车辆的即时位置进行定位:车载无线终端的即时经度记为Jc,即时纬度记为\，即时 速度记为Sc,标记为坐标点C (Jc, Wc)；
[0013]S22:从存储器的特征参数中读取某条路线的其中一个路段的起始拐点、结束拐点、路段宽度和此路段的限速值:开始拐点的经度记为Jan，纬度记为Wan，标记为坐标点A(Jan，Wan);结束拐点的经度记为Jbn，纬度记为Wbn，标记为坐标点B (Jbn，wbn);路段宽度为Kn ;此路段的限速值记为Stn，其中n表示第n个路段；
[0014]S23:判断车载无线终端是否在该路段内，若在该路段内，则进入步骤S3，否则返回步骤S22，循环读取该条路线的下一个路段以及下一条路线，直至找到车载无线终端所处的路段；具体包括如下子步骤:
[0015]S231:由坐标点C向坐标点A、坐标点B两点的连线做垂线,垂足为F点，垂足F点的经度记为Jf，纬度记为Wf,坐标点记为F (Jf, Wf)；
[0016]S232:判断垂足F点是否在坐标点A和坐标点B两点连接的线段内；若在线段内，则直接计算坐标点C和垂足F点两点的距离Dis ;若垂足F点不在坐标点A和坐标点B两点连接的线段内，则分别比较垂足F点与坐标点A、坐标点B的经纬度，计算离垂足F点最近的点与坐标点C的距离Dis ；
[0017]S233:判断距离Dis的值是否小于或等于2*Kn，若小于或等于2*Kn，则表示车辆在此路段内，否则，表示车辆不在此路段内。
[0018]所述垂足F点的计算公式如下:
[0019]已知直线方程为ax+by+c=0,直线外的某点P坐标为(m, n),计算P点至直线的垂足F的坐标(xf, yf)的计算公式为:
[0020]I) xf=-(bd+ac) / (b2+a2),其中 d=an_bm ;
[0021]Z)yf=b±-^ + ni>
[0022]所述两点之间的距离Dis的计算公式为:
[0023]已知E点坐标(Ex，Ey)，F点坐标为(Fx，Fy)，则坐标E和坐标F两点之间的距离Dis为:
[0024]Dis=sin (Ex) *sin (Fx) *cos (Ey-Fy)+cos (Ex) *cos (Fx)0
[0025]所述的特征参数包括如下一种或多种组合:
[0026]I)路线ID:指不路线的名称，每个路线ID不相同；
[0027]2)路线属性:指示路线的属性；
[0028]3)起始结束时间:指示路线有效期的开始和结束时间；
[0029]4)路线总拐点数:指示路线具有的路段数目，每个路段有开始和结束两个经纬度点，称为拐点；
[0030]5)拐点ID:指不拐点的名称，每个拐点ID不相同；
[0031]6)路段ID:指示路段的名称，每个路段ID不相同；
[0032]7)拐点经纬度:指示拐点的坐标；[0033]8)路段宽度:指示路段的路宽；
[0034]9)路段属性:指示路段的属性；
[0035]10)路段行驶时间阀值:指示此路段的需要的行驶时间；
[0036]11)路段最高速度:指示此路段的限速值；
[0037]12)路段超速持续时间:指示此车辆速度达到限速值后，需要持续多久才判定为超速。
[0038]基于车载无线终端的车辆分段限速方法还包括一个当车辆超速时，车载无线终端提醒驾驶员车辆已超速的步骤。
[0039]基于车载无线终端的车辆分段限速方法还包括一个当路段上的网络信号不好时，车载无线终端将车辆超速信息进行记录存储的步骤，在网络信号恢复正常后，及时的将记录存储的车辆超速信息上报给车辆监控平台。
[0040]本发明的有益效果是:将路段的特征参数预先下发至车载无线终端中存储，在车辆运行时，只需直接调用已存储的特征参数与车辆即时的经纬度和速度进行对比，便可实现任何路段、任何时候的车辆超速监控，不受网络信号好坏的影响，且能实现不同路段的精确监控；另外，即使某些路段网络信号较差，也能将车辆的超速信息进行记录暂存，待网络信号恢复正常后，照常传送至车辆监控平台，避免因网络问题导致超速信息遗漏等现象发生；再者，在车辆超速时，能及时的提醒司机，使事故的发生率降到最低。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1为本发明的流程图；
[0042]图2为判断车载无线终端所处路段的流程图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0044]如图1所示，基于车载无线终端的车辆分段限速方法，它包括如下步骤:
[0045]S1:车辆监控平台向置于车辆内的车载无线终端下发路段的特征参数，车载无线终端接收到特征参数后，存储至车载无线终端指定的存储器中。
[0046]车辆监控平台和车载无线终端约定几种体现路段特征的特征参数，由车辆监控平台按照约定的格式将这些特征参数下发到车载无线终端。车载无线终端收到该特征参数后，存储到存储器中，运行时使用这些特征参数与车辆即时的经纬度和速度作对比判断。
[0047]这些特征参数包括如下:
[0048]I)路线ID:指示路线的名称，使用大于0的阿拉伯数字表示，每个路线ID不相同；
[0049]2)路线属性:指示路线的属性，其中包括:是否使用路线的有效期，是否将报警信息上传到平台和是否向司机提示危险信息等；
[0050]3)起始结束时间:指示路线有效期的开始和结束时间；
[0051]4)路线总拐点数:指示路线具有的路段数目，每个路段有开始和结束两个经纬度点，称为拐点；
[0052]5)拐点ID:指示拐点的名称，使用大于0的阿拉伯数字表示，每个拐点ID不相同；[0053]6)路段ID:指示路段的名称，使用大于0的阿拉伯数字表示，每个路段ID不相同；
[0054]7 )拐点经纬度:指示拐点的坐标；
[0055]8)路段宽度:指示路段的路宽，车辆的坐标在路宽范围内，表示车辆在此路段内；
[0056]9)路段属性:指示路段的属性，其中包括:是否使用路段的行驶时间，是否限速等
信息；
[0057]10)路段行驶时间阀值:指示此路段的需要的行驶时间；
[0058]11)路段最高速度:指示此路段的限速值；
[0059]12)路段超速持续时间:指示此车辆速度达到限速值后，需要持续多久才判定为超速。
[0060]S2:车辆在运行时，车载无线终端对车辆即时的位置进行定位，得到车载无线终端的位置信息，并调用存储器中的特征参数，与车辆即时的位置信息作对比判断，判断车载无线终端所处的路段。
[0061]如图2所示，判断车载无线终端所处的路段，具体包括如下子步骤:
[0062]S21:车载无线终端对车辆的即时位置进行定位:车载无线终端的即时经度记为Jc,即时纬度记为\，即时速度记为S。,标记为坐标点C (Jc, Wc);这些参数每I秒钟更新一次；
[0063]S22:从存储器的特征参数中读取某条路线的其中一个路段的起始拐点、结束拐点、路段宽度和此路段的限速值:开始拐点的经度记为Jan，纬度记为Wan，标记为坐标点A(Jan，Wan);结束拐点的经度记为Jbn，纬度记为Wbn，标记为坐标点B (Jbn，wbn);路段宽度为Kn ;此路段的限速值记为Stn，其中n表示第n个路段；
[0064]S23:判断车载无线终端是否在该路段内，若在该路段内，则进入步骤S3，否则返回步骤S22，循环读取该条路线的下一个路段以及下一条路线，直至找到车载无线终端所处的路段；具体包括如下子步骤:
[0065]S231:由坐标点C向坐标点A、坐标点B两点的连线做垂线,垂足为F点，垂足F点的经度记为Jf，纬度记为Wf,坐标点记为F (Jf, Wf)；
[0066]S232:判断垂足F点是否在坐标点A和坐标点B两点连接的线段内；若在线段内，则直接计算坐标点C和垂足F点两点的距离Dis ;若垂足F点不在坐标点A和坐标点B两点连接的线段内，则分别比 较垂足F点与坐标点A、坐标点B的经纬度,若坐标点A离垂足F点最近，则将坐标点A的经纬度赋值给垂足F点，若坐标点B离垂足F点最近,则将坐标点B的经纬度赋值给垂足F点，再计算已赋值后的垂足F点与坐标点C的距离Dis ；
[0067]S233:判断距离Dis的值是否小于或等于2*Kn，若小于或等于2*Kn，则表示车辆在此路段内，否则，表示车辆不在此路段内。
[0068]所述垂足F点的计算公式如下:
[0069]已知直线方程为ax+by+c=0,直线外的某点P坐标为(m, n),计算P点至直线的垂足F的坐标(xf, yf)的计算公式为:
[0070]I) xf=-(bd+ac) / (b2+a2),其中 d=an_bm ;
[0071]2) y/ =^ + n0
[0072]所述两点之间的距离Dis的计算公式为:[0073]已知E点坐标(Ex，Ey)，F点坐标为(Fx，Fy)，则坐标E和坐标F两点之间的距离Dis为:
[0074]Dis=sin (Ex) *sin (Fx) *cos (Ey-Fy)+cos (Ex) *cos (Fx)0
[0075]S3:将车辆当前速度S。与车辆当前所处路段的限速值Stn进行对比，判断车辆是否超速，若车辆当前速度S。大于或等于车辆当前所处路段的限速值Stn，则表示车辆超速，将超速信息以及车载无线终端的位置信息，上报给车辆监控平台。
[0076]作为优选的，基于车载无线终端的车辆分段限速方法还包括一个当车辆超速时，车载无线终端提醒驾驶员车辆已超速的步骤，以使得事故的发生率降到最低。
[0077]基于车载无线终端的车辆分段限速方法还包括一个当路段上的网络信号不好时，车载无线终端将车辆超速信息进行记录存储的步骤，在网络信号恢复正常后，及时的将记录存储的车辆超速信息上报给车辆监控平台。
【权利要求】
1.基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:它包括如下步骤: S1:车辆监控平台向置于车辆内的车载无线终端下发路段的特征参数，车载无线终端接收到特征参数后，存储至车载无线终端指定的存储器中； S2:车辆在运行时，车载无线终端对车辆即时的位置进行定位，得到车载无线终端的位置信息，并调用存储器中的特征参数，与车辆即时的位置信息作对比判断，判断车载无线终端所处的路段； S3:将车辆当前速度与车辆当前所处路段的限速值进行对比，判断车辆是否超速，若超速，将超速信息以及车载无线终端的位置信息，上报给车辆监控平台。
2.根据权利要求1所述的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:步骤S2判断车载无线终端所处的路段，具体包括如下子步骤: S21:车载无线终端对车辆的即时位置进行定位:车载无线终端的即时经度记为J。，即时纬度记为W。,即时速度记为S。,标记为坐标点C (Jc, Wc)； S22:从存储器的特征参数中读取某条路线的其中一个路段的起始拐点、结束拐点、路段宽度和此路段的限速值:开始拐点的经度记为Jan，纟韦度记为Wan，标记为坐标点A(Jan，Wan);结束拐点的经度记为Jbn，纬度记为wbn，标记为坐标点B (Jbn, Wbn);路段宽度为Kn ;此路段的限速值记为Stn，其中n表示第n个路段； S23:判断车载无线终端是否在该路段内，若在该路段内，则进入步骤S3，否则返回步骤S22，循环读取该条路线的下一个路段以及下一条路线，直至找到车载无线终端所处的路段；具体包括如下子步骤: S231:由坐标点C向坐标点A、坐标点B两点的连线做垂线,垂足为F点，垂足F点的经度记为Jf，纬度记为Wf，坐标点记为F (Jf, Wf)； S232:判断垂足F点是否在坐标点A和坐标点B两点连接的线段内；若在线段内，则直接计算坐标点C和垂足F点两点的距离Dis ;若垂足F点不在坐标点A和坐标点B两点连接的线段内，则分别比较垂足F点与坐标点A、坐标点B的经纬度，计算离垂足F点最近的点与坐标点C的距离Dis ； S233:判断距离Dis的值是否小于或等于2*Kn，若小于或等于2*Kn，则表示车辆在此路段内，否则，表示车辆不在此路段内。
3.根据权利要求2所述的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:所述垂足F点的计算公式如下: 已知直线方程为ax+by+c=0，直线外的某点P坐标为(m，n)，计算P点至直线的垂足F的坐标(xf, yf)的计算公式为:
1)xf=- (bd+ac) / (b2+a2)，其中 d=an_bm ； 2)Yf=b(x-m)/a+ nD
4.根据权利要求2所述的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:所述两点之间的距离Dis的计算公式为: 已知E点坐标(Ex，Ey), F点坐标为(Fx，Fy),则坐标E和坐标F两点之间的距离Dis为:
Dis=sin (E?) *sin (Fx) *cos (Ey-Fy) +cos (Ex) *cos (Fx)0
5.根据权利要求1或2所述的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:所述的特征参数包括如下一种或多种组合: 1)路线ID:指示路线的名称，每个路线ID不相同； 2)路线属性:指示路线的属性； 3)起始结束时间:指示路线有效期的开始和结束时间； 4)路线总拐点数:指示路线具有的路段数目，每个路段有开始和结束两个经纬度点，称为拐点； 5)拐点ID:指示拐点的名称，每个拐点ID不相同； 6)路段ID:指示路段的名称，每个路段ID不相同； 7)拐点经纬度:指示拐点的坐标； 8)路段宽度:指示路段的路宽； 9)路段属性:指示路段的属性； 10)路段行驶时间阀值:指示此路段的需要的行驶时间； 11)路段最高速度:指示此路段的限速值； 12)路段超速持续时间:指示此车辆速度达到限速值后，需要持续多久才判定为超速。
6.根据权利要求1所述的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:它还包括一个当车辆超速时，车载无线终端提醒驾驶员车辆已超速的步骤。
7.根据权利要求1所述的基于车载无线终端的车辆分段限速方法，其特征在于:它还包括一个当路段上的网络信号不好时，车载无线终端将车辆超速信息进行记录存储的步骤，在网络信号恢复正常后，及时的将记录存储的车辆超速信息上报给车辆监控平台。
【文档编号】G08G1/052GK103680153SQ201310676043
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月7日 优先权日:2013年12月7日
【发明者】王春波, 罗传军 申请人:成都亿盟恒信科技有限公司