專利名稱：一種無(wú)線電導(dǎo)航方法和(或)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及道路交通管理和信息系統(tǒng)、運(yùn)輸工具的主動(dòng)式安全系統(tǒng)，諸如無(wú) 線電通訊、無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)、防碰撞系統(tǒng)、駕駛控制系統(tǒng)之類，包括固定位置的無(wú)線電通訊 及定位和測(cè)速網(wǎng) 絡(luò)、可移動(dòng)位置的無(wú)線電通訊及定位和測(cè)速收發(fā)機(jī)、防碰撞雷達(dá)、自動(dòng)駕駛 控制器及相關(guān)設(shè)備。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用無(wú)線射頻收發(fā)機(jī)的通訊、定位和測(cè)速功能，構(gòu) 建通訊、定位和測(cè)速的網(wǎng)絡(luò)，在人或物體或運(yùn)載工具上安裝通訊、(被)定位和(被)測(cè)速、 防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)，主動(dòng)避免或減少側(cè)面碰撞、追尾撞車、異常駕駛引發(fā)的撞車等惡性交通事 故的技術(shù)。
背景技術(shù)：
無(wú)線電導(dǎo)航是目前船舶和飛機(jī)航行所必須的，現(xiàn)在全球的遠(yuǎn)程導(dǎo)航是由八個(gè)導(dǎo)航 站構(gòu)成的Omega Navigation System進(jìn)行的，這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)可以滿足船舶的導(dǎo)航需要；航空 的遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)是Loran-C Navigation System，它的有效工作距離陸上為1200海里，海面 為2000海里；軍民兩用的航空近程導(dǎo)航系統(tǒng)是Omni-range and Tactical Air Navigation System，它的有效工作距離是200海里，飛行高度是22900米，定位的準(zhǔn)確度為士0. 5海里 或士3%所測(cè)距離；此外飛機(jī)著陸時(shí)還需要航站區(qū)域著陸引導(dǎo)。最新的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)是衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，已經(jīng)完成部署的系統(tǒng)有美國(guó)的 Global Navigation System(GPS)，正在部署的有俄羅斯的 Global NavigationSatellite System(GLONASS)、歐盟的Galileo Navigation System和中國(guó)的北斗等導(dǎo)航系統(tǒng)，這些系 統(tǒng)對(duì)民用免費(fèi)開放的定位誤差小于10米。衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車的導(dǎo) 航，使駕駛者可以避免迷路。我們?cè)谶@里提供一個(gè)定位誤差約10厘米或更小的道路交通導(dǎo)航系統(tǒng)，一種優(yōu)選 的方法是基于脈沖超寬帶短距離(數(shù)十米)無(wú)線收發(fā)機(jī)，道路上行駛的車輛可以確定自己 的位置和速度，也可以從導(dǎo)航系統(tǒng)獲得其它裝備這種導(dǎo)航設(shè)備車輛的位置和速度，可以縮 小車輛的安全間距，提高道路的容量，同時(shí)可以減少或消除側(cè)面碰撞、追尾撞車等事故，高 速公路可以不再因?yàn)槟芤姸鹊投黄汝P(guān)閉，還可以在高速公路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)防碰撞駕駛，減 少或消除因駕車者短暫失去知覺和(或)錯(cuò)誤操作而引發(fā)的惡性交通事故。由于這個(gè)導(dǎo)航 系統(tǒng)和車輛間的信息交換是雙向的，因此它也是一個(gè)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。


以下首先對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書的附圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，然后再結(jié)合這些附圖對(duì)本發(fā)明 的各個(gè)實(shí)施范例進(jìn)行介紹，說(shuō)明本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在以下的附圖和說(shuō)明文字中，同樣的 數(shù)字標(biāo)識(shí)符表示相同或功能類似的信號(hào)或設(shè)備或裝置。在以下的附圖中圖1為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶發(fā)射機(jī)的發(fā)射延時(shí)示意圖。圖2為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶接收機(jī)的接收延時(shí)和被動(dòng)發(fā)射延時(shí)及時(shí)間同步延時(shí)示意圖。圖3為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線定位系統(tǒng)的定位方法示意 圖。圖4為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖5為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛定 位的示意圖。圖6為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)對(duì)行人定 位的示意圖。圖7為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的沒有無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)時(shí)車輛的無(wú) 線收發(fā)器對(duì)行人定位的示意圖。圖8為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的一組固定無(wú)線節(jié)點(diǎn)的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明主要涉及的是高精度(誤差約10厘米或更小)的短距離無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng)的 實(shí)現(xiàn)方法及其在道路交通中的應(yīng)用，其基礎(chǔ)是通過(guò)測(cè)量出無(wú)線信號(hào)在發(fā)射機(jī)天線和接收機(jī) 天線之間的傳輸時(shí)間，計(jì)算出發(fā)射機(jī)(天線)和接收機(jī)(天線)之間的距離，電磁波在空氣 中傳播的速度約為每秒2. 997*108米或每納秒29. 97厘米，如果距離測(cè)量的誤差約10厘米， 對(duì)傳輸時(shí)間的測(cè)量誤差約為300皮秒。測(cè)量?jī)蓚€(gè)無(wú)線收發(fā)機(jī)A和B之間的距離，由于A和B的時(shí)標(biāo)不同步，因此電磁波在 兩個(gè)天線之間傳播的時(shí)間只能由一個(gè)收發(fā)機(jī)測(cè)量，即收發(fā)機(jī)A/B主動(dòng)發(fā)射測(cè)距請(qǐng)求信號(hào)， 收發(fā)機(jī)B/A接收到測(cè)距請(qǐng)求信號(hào)后被動(dòng)發(fā)射測(cè)距應(yīng)答信號(hào)，收發(fā)機(jī)A/B接收到測(cè)距應(yīng)答信 號(hào)后，測(cè)量出電磁波在A和B之間往返傳播的時(shí)間，確定A和B之間的距離。在知道了 A和B之間的距離后，就可以由一方主動(dòng)將兩者的本地時(shí)間同步，只要定 期的進(jìn)行時(shí)間同步操作，就可以保證兩者的本地時(shí)間的差別小于確定的值，滿足對(duì)同步性 能敏感的應(yīng)用需求。在應(yīng)用中，每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)不和其它無(wú)線節(jié)點(diǎn)相同的唯一識(shí)別碼，用于無(wú) 線通訊和導(dǎo)航操作。圖1為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶收發(fā)機(jī)的發(fā)射延時(shí)示意圖?！爸?動(dòng)時(shí)標(biāo)”(100)主動(dòng)發(fā)射“測(cè)距請(qǐng)求”的無(wú)線節(jié)點(diǎn)的時(shí)標(biāo)，它的周期是TTX(108)，“主動(dòng)計(jì) 數(shù)”(102)是以“主動(dòng)時(shí)標(biāo)”(100)為時(shí)鐘源的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，“發(fā)射控制”(101)信號(hào)由無(wú) 效(0)變?yōu)橛行?1)時(shí)，發(fā)射機(jī)開始發(fā)射同步信號(hào)，這時(shí)的“主動(dòng)計(jì)數(shù)”(102)的值是“同步 發(fā)射”TXT(106)，同步信號(hào)開始離開天線的時(shí)間“同步離開”TTT(107)和TXT的差就是“發(fā) 射延時(shí)” 101(105)，它等于“發(fā)射數(shù)差，10則103)乘以TTX(IOS)與“發(fā)射相差”TDP(104)相 力口，TDN表示整數(shù)倍率的“主動(dòng)時(shí)標(biāo)”周期時(shí)間，TDP表示小于發(fā)射時(shí)鐘周期的時(shí)間。發(fā)射延時(shí):TDT= TTT-TXT = TDN*TTX+TDP圖2為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶接收機(jī)的接收延時(shí)和被動(dòng)發(fā)射 延時(shí)及時(shí)間同步延時(shí)的示意圖?！氨粍?dòng)時(shí)標(biāo)”(200)被動(dòng)響應(yīng)測(cè)距的無(wú)線節(jié)點(diǎn)的時(shí)標(biāo)，它的周期是TRX(212)，“被動(dòng)計(jì)數(shù)”(202)是以“被動(dòng)時(shí)標(biāo)”(200)為時(shí)鐘源的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，由于 接收機(jī)收到的無(wú)線信號(hào)由另一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射，因此“主動(dòng)時(shí)標(biāo)”(100)和“被動(dòng)時(shí)標(biāo)”(201) 不同步，它們有一個(gè)隨時(shí)間變化的“主從相差”MSD(206)，假設(shè)兩個(gè)時(shí)鐘周期的差(一般小 于50PPM)很小，即TTX ^ TRX，“主從相差”在0至TTX/TRX之間變化，同步信號(hào)到達(dá)接收機(jī) 天線的時(shí)間“同步到達(dá)”RTT (209)和當(dāng)時(shí)的接收時(shí)鐘有“接收相差”RDP (204)，經(jīng)過(guò)“接收數(shù) 差”RDN(204) “被動(dòng)時(shí)標(biāo)” (200)的周期后，接收機(jī)檢測(cè)并鎖定接收到的同步信號(hào)，鎖定同步 信號(hào)的時(shí)間“同步鎖定” RLT (210)和“被動(dòng)時(shí)標(biāo)”有“鎖定相差” LDP (205)，RDN表示整數(shù)倍 率的“被動(dòng)時(shí)標(biāo)”周期，“接收延時(shí)” RDT (207)等于RDN乘以TRX (212)與RDP及LDP相加。
接收延時(shí)RDT= RLT-RTT = RDP+RDN*TRX+LDP接收機(jī)鎖定同步信號(hào)后，再經(jīng)過(guò)“響應(yīng)數(shù)差”0DN(208) “被動(dòng)時(shí)標(biāo)”(200)的周期 后(“響應(yīng)延時(shí)” ODT = ( 淋了！^，此時(shí)的時(shí)間是“響應(yīng)操作，…？！“^丨)，OPT = OPN^TRX或 OPT ε 0ΡΝ*ΤΤΧ，接收機(jī)被動(dòng)發(fā)射“測(cè)距應(yīng)答”信號(hào)或進(jìn)行“時(shí)間同步”操作或進(jìn)行“距離計(jì) 算”操作，被動(dòng)發(fā)射“測(cè)距應(yīng)答”信號(hào)的“發(fā)射延時(shí)”的定義和圖1中的“發(fā)射延時(shí)”的定義 相同。TDT和RDT都是可以被標(biāo)定的值。如果χ收發(fā)機(jī)天線和y收發(fā)機(jī)天線之間的距離為Y2X/X2Y，無(wú)線電波在χ和y之間 往返的傳輸時(shí)間是YTX/XTY，那么有(其中C是光速)YTX = XTY= [OPN (x/y)-TXN (x/y)]*TTX(x/y)-TDT (χ) -RDT (χ) +LDP (χ) -ODT (χ)-TDT (y) -RDT (y) +LDP (y) -ODT (y)Υ2Χ = Χ2Υ= YTX*C/2. 0=XTY*C/2.0如果用一個(gè)無(wú)線收發(fā)機(jī)w測(cè)量無(wú)線電波反射點(diǎn)和w的天線之間的距離，那么有BTff = [OPN (w) -TXN (w) ] *TTX (w)-TDT (w) -RDT (w) +LDP (w) -ODT (w)B2W = BTW*C/2. 0如果用兩個(gè)收發(fā)機(jī)χ和y測(cè)量無(wú)線電波反射點(diǎn)的位置，x/y反射測(cè)距請(qǐng)求，y/x接 收測(cè)距請(qǐng)求并反射測(cè)距應(yīng)答，那么有BTX+BTY = [OPN(x/y)-TXN(x/y)]*TTX(x/y)-TDT (χ) -RDT (χ) +LDP (χ) -ODT (χ)-TDT (y) -RDT (y) +LDP (y) -ODT (y)Β2Χ+Β2Υ = (BTX+BTY) *C/2. 0知道了無(wú)線電波在兩個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間的傳輸時(shí)間后，就可以在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行 時(shí)間同步的操作，設(shè)同步延時(shí)為TSD ε TSN*TRX，如果y被χ同步，那么有
_2]讚⑴=O浙⑴+
如果χ被y同步，那么有 同步無(wú)線節(jié)點(diǎn)發(fā)射的時(shí)間同步請(qǐng)求信號(hào)中包含發(fā)射時(shí)間計(jì)數(shù)TXN和計(jì)算TSN需要 的數(shù)據(jù)，被同步無(wú)線節(jié)點(diǎn)收到時(shí)間同步請(qǐng)求信號(hào)后，在時(shí)間“響應(yīng)操作，，OPT (211)將“被動(dòng) 計(jì)數(shù)”(202)的值設(shè)置為TXN+TSN。用測(cè)距法定位一個(gè)目標(biāo)，如果測(cè)量沒有誤差，只有一個(gè)觀察點(diǎn)時(shí)，可以確定目標(biāo)在 以觀察點(diǎn)為球心、半徑為測(cè)量結(jié)果的定位球面上，是不完全定位；有兩個(gè)觀察點(diǎn)(不在一 起)時(shí)，可以確定目標(biāo)在兩個(gè)定位球面相交匯的圓周上(極限情況是一個(gè)點(diǎn))，也是不完全 定位；有三個(gè)觀察點(diǎn)(不在一條直線上)時(shí)，可以確定目標(biāo)在三個(gè)定位球面相交匯的兩個(gè)點(diǎn) 上，還是不完全定位；如果有四個(gè)觀察點(diǎn)(不在一個(gè)平面內(nèi))時(shí)，可以確定目標(biāo)在四個(gè)定位 球面相交匯的一個(gè)點(diǎn)上，是完全定位，因此不再需要更多的觀察點(diǎn)。如果有測(cè)量誤差，有三 個(gè)觀察點(diǎn)時(shí)，只能近似的確定目標(biāo)在兩個(gè)小區(qū)域內(nèi)，有四個(gè)觀察點(diǎn)時(shí)，只能近似的確定目標(biāo) 在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，一個(gè)優(yōu)選的方法實(shí)例是用最小二乘法確定一個(gè)點(diǎn)作為目標(biāo)的近似位置， 這個(gè)點(diǎn)到四個(gè)定位球面距離的平方和具有最小值，用更多的觀察點(diǎn)測(cè)量可以減少隨機(jī)定位 誤差，多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果平均也可以減少隨機(jī)定位誤差。對(duì)一個(gè)物體最簡(jiǎn)單的近似是當(dāng)作一個(gè)剛體，有六個(gè)自由度，可以將它的運(yùn)動(dòng)分解 為質(zhì)心的平移運(yùn)動(dòng)和繞質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。用測(cè)距法定位一個(gè)剛體，如果沒有測(cè)量誤差，剛體 上有一個(gè)被觀察點(diǎn)時(shí)，無(wú)法確定剛體圍繞這個(gè)觀察點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)，剛體上有兩個(gè)被觀察點(diǎn)(不 在一起)時(shí)，無(wú)法確定剛體圍繞這兩個(gè)觀察點(diǎn)連接線的旋轉(zhuǎn)，剛體上有三個(gè)被觀察點(diǎn)(不在 一條直線上)時(shí)，無(wú)法確定通過(guò)這三個(gè)觀察點(diǎn)的平面的法線方向，剛體上有四個(gè)被觀察點(diǎn) (不在一個(gè)平面內(nèi))時(shí)，剛體被完全定位。當(dāng)有測(cè)量誤差時(shí)，定位結(jié)果和被觀察點(diǎn)之間的幾 何約束有誤差，一個(gè)優(yōu)選的方法是用最小二乘法確定滿足幾何約束的位置近似作為被觀察 點(diǎn)的定位結(jié)果，被觀察點(diǎn)測(cè)量和近似定位結(jié)果的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間距離的平方和具有最小值，用 更多的觀察點(diǎn)測(cè)量可以減少隨機(jī)定位誤差，多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果平均也可以減少隨機(jī)定位誤 差。圖3為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線定位系統(tǒng)的定位方法示意 圖。A、B、C、D四個(gè)無(wú)線收發(fā)器構(gòu)成一個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)，a、b、c是三個(gè)安裝在被測(cè)物體x上 的無(wú)線收發(fā)器，由幾何約束可以知道，如果要用測(cè)距法完全約束確定一個(gè)點(diǎn)的空間位置，需 要不在一個(gè)平面內(nèi)的四個(gè)測(cè)量點(diǎn)，由于距離測(cè)量有誤差，實(shí)際上我們不能分別直接得到a、 b、c點(diǎn)的位置，只能用最小二乘法或類似的方法得到一個(gè)近似位置，這個(gè)近似位置和實(shí)際位 置有一個(gè)最大誤差，也就是說(shuō)，測(cè)量位置肯定在以實(shí)際位置為中心最大誤差為半徑的球體 內(nèi)，圖3中圍繞a、b、c三個(gè)點(diǎn)的圓就是表示這個(gè)誤差球的。雖然可以近似的確定a、b、c三 個(gè)點(diǎn)的位置，但還是不能完全確定x的全部6個(gè)自由度，還需要在a、b、c三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的平面 外再安裝一個(gè)無(wú)線收發(fā)器d(圖3中沒有畫出)并且由A、B、C、D四個(gè)無(wú)線收發(fā)器確定d的 位置，才能夠完全確定x的空間位置。如果不能滿足完全定位的約束條件，就是欠約束狀態(tài)，需要有其它非測(cè)距的約束 條件加入，才能夠完全定位，圖7所示的情況，因?yàn)橹挥星跋虻能囕d無(wú)線節(jié)點(diǎn)可以和頭盔上 的無(wú)線節(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系，所以帶無(wú)線頭盔的人肯定在車輛的前方，這樣只要有三個(gè)不在一條 直線上的測(cè)距約束就可以完全確定帶頭盔的人和車輛的相對(duì)位置。
用測(cè)距法可以完全確定一個(gè)物體的位置，如果能夠確定物體位置隨時(shí)間的變化， 就可確定物體的速度，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的方法是用多項(xiàng)式擬合局部被觀察點(diǎn)的位置隨時(shí) 間變化的曲線，將多項(xiàng)式對(duì)時(shí)間求微分即可得到被觀察點(diǎn)的速度，還可以用計(jì)算機(jī)建模和 仿真中廣泛使用的各種數(shù)值積分方法(Gear方法、Rimge-Kutta方法等)預(yù)測(cè)被觀察點(diǎn)未來(lái) 的位置和速度。有了確定目標(biāo)物體位置和速度的方法和(或)裝置，再加上時(shí)間同步的方 法和(或)裝置，就可以建立一個(gè)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的人或物體或運(yùn)載工具等導(dǎo)航。圖4為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖中樹狀的物體(以大寫字母標(biāo)注)是表示安裝導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的固定位置物 體，沿著道路等間距或不等間距分布，保證一小段道路范圍內(nèi)的固定位置無(wú)線節(jié)點(diǎn)可以構(gòu) 成完全定位的無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng)，在運(yùn)載工具沿著道路移動(dòng)時(shí)，在任意時(shí)刻其附近的固定無(wú)線 節(jié)點(diǎn)對(duì)其構(gòu)成定位和測(cè)速的導(dǎo)航系統(tǒng)。圖中汽車狀的物體(以小寫字母標(biāo)注)是表示被導(dǎo) 航的運(yùn)載工具，其上固定位置安裝多個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，道路沿途的導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)其定位并提供道 路上行駛的全部運(yùn)載工具的相關(guān)信息，這種無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng)可以安裝在任何場(chǎng)合，如鐵路、公 路、水路航道尤其是通過(guò)橋梁之下的航道、城市道路、停車場(chǎng)、貨場(chǎng)、建筑物的通道、室內(nèi)等 等。構(gòu)成無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的室外固定無(wú)線節(jié)點(diǎn)還可以由太陽(yáng)能電源供電，遠(yuǎn)距離的通 訊可以通過(guò)無(wú)線接力傳送至區(qū)域中心，再在區(qū)域中心通過(guò)有線(電纜、光纖等)或無(wú)線(遠(yuǎn) 距離)方式接入公眾通信網(wǎng)絡(luò)。圖5為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛定 位的示意圖。每個(gè)樹狀物(500)上一上一下安裝了兩個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)(圖5中用大寫字母標(biāo) 注)，這樣只要有三個(gè)樹狀物(500)就可以構(gòu)成一個(gè)完全定位的無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng)，冗余無(wú)線節(jié) 點(diǎn)的測(cè)距結(jié)果可以用來(lái)降低測(cè)量誤差(最小二乘和統(tǒng)計(jì)平均)。汽車狀(501)物體表示任 意的機(jī)械和(或)電力和(或)其它動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)載工具，任意時(shí)刻保證有四個(gè)不在一個(gè) 平面內(nèi)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)(圖5中用小寫字母標(biāo)注)響應(yīng)無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)距請(qǐng)求，這個(gè)運(yùn)載工 具就可以被完全定位。車輛上安裝的無(wú)線收發(fā)器也可以自行構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng) 和(或)防碰撞雷達(dá)。圖6為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)對(duì)行人定 位的示意圖。站立的人占位面積小，往往只要配帶一個(gè)便攜式無(wú)線收發(fā)器，便攜式無(wú)線收發(fā) 器可以和頭盔(600)、外套、馬甲、配飾等安裝在一起，過(guò)往通過(guò)固定位置導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)或車載導(dǎo) 航網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)行人，必要時(shí)自動(dòng)采取強(qiáng)制措施避免碰撞事故的發(fā)生，在道路上行走的兒童、道 路維護(hù)人員等帶上這種便攜式無(wú)線收發(fā)器，就可以有更安全的交通環(huán)境。圖7為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的沒有無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)時(shí)車輛上安 裝的無(wú)線收發(fā)器對(duì)行人定位的示意圖。裝備超寬帶無(wú)線導(dǎo)航收發(fā)器的車輛在沒有導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò) 時(shí)，自行構(gòu)成局域?qū)Ш骄W(wǎng)絡(luò)，對(duì)配帶便攜式無(wú)線收發(fā)器的行人進(jìn)行定位，避免碰撞發(fā)生。車 輛自行構(gòu)成的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)防碰撞雷達(dá)，每個(gè)無(wú)線收發(fā)器接收和處理自身或其它收發(fā) 器發(fā)出的測(cè)距請(qǐng)求的反射回波，辨別出障礙人或物體的位置以避免碰撞。雖然有車輛安裝 的防碰撞雷達(dá)可以防止碰撞，但其對(duì)障礙物種類的辨別能力低，也需要較高性能的數(shù)據(jù)處 理能力，而且還沒有其它功能，本發(fā)明的方法不但具有更多和更強(qiáng)的功能，也具有更好的性 能價(jià)格比。圖8為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例設(shè)計(jì)的超寬帶無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的一組固定無(wú)線節(jié)點(diǎn)的安裝示意圖。圖中800是高速公路兩側(cè)的護(hù)欄，801是車輛行駛的道路的邊 界線，802是分道線，803指示的是行車方向，804是道路兩邊的緊急停車帶，在立柱805高 度高于道路限制高度的地方安裝有橫梁806，定位無(wú)線節(jié)點(diǎn)807分為兩行、每個(gè)行車方向有 四列安裝在橫梁806上，多個(gè)定位無(wú)線節(jié)點(diǎn)是保證在任何情況下都可以對(duì)車輛進(jìn)行完全定 位，在橫梁806之上的立柱805上還可以安裝天線陣列808，用于信息的中等距離無(wú)線接力 傳送，立柱805的頂端可以安裝太陽(yáng)能電池陣列809，為本地全部無(wú)線節(jié)點(diǎn)供電。導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò) 和過(guò)往車輛及行人之間的信息交換(無(wú)線通訊)任務(wù)既可以由定位無(wú)線節(jié)點(diǎn)807承擔(dān)，也 可以另由專用的無(wú)線節(jié)點(diǎn)承擔(dān)。用本發(fā)明提供的方法在高速公路上進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)，道路兩側(cè)的邊界和護(hù)欄、道路中 間的分道線、每個(gè)行車方向的緊急停車帶及其邊界等都是運(yùn)載工具的控制中心決策時(shí)需要 考慮的因素，在城市道路上的情況更加復(fù)雜，需要考慮更多的因素，其它應(yīng)用領(lǐng)域也都有特 殊的環(huán)境和要求。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的方法是確定一個(gè)短距離無(wú)線導(dǎo)航協(xié)議，定義局域和 (或)全局的參考坐標(biāo)系，各種信息的分類、描述、存儲(chǔ)和交換均規(guī)定相應(yīng)的協(xié)議，這些信息 包括1.場(chǎng)地、道路、航道等相關(guān)的幾何約束等信息；2.需要被定位的人或物體或運(yùn)載工具 的幾何尺寸、位置和速度等信息；3.固定位置和移動(dòng)位置的無(wú)線節(jié)點(diǎn)和母體的相對(duì)幾何約 束的信息；4.交通通道及其附近的地理信息等(這為某些導(dǎo)航服務(wù)的功能所需要)。優(yōu)選 實(shí)例如用二次曲面描述道路路面，用二次曲線描述道路護(hù)欄、邊界和分道線等。用本發(fā)明提供的方法防止碰撞交通事故時(shí)，需要對(duì)安全與否有明確的定義，本發(fā) 明的一個(gè)優(yōu)選的方法是制定一個(gè)安全交通導(dǎo)航協(xié)議，制定對(duì)場(chǎng)地、道路、航道、環(huán)境和氣候 狀況等的相關(guān)信息確定分類、描述、存儲(chǔ)和交換的協(xié)議，確定各種不同情況下運(yùn)載工具的速 度限制值協(xié)議，確定各種不同的情況下人和(或)物體和(或)運(yùn)載工具之間的安全距離 協(xié)議，對(duì)碰撞隱患，即預(yù)測(cè)位置的占位出現(xiàn)沖突時(shí)，人、物體和運(yùn)載工具占用預(yù)測(cè)位置的優(yōu) 先權(quán)協(xié)議等。例如在任何情況下行人都有最高的占位優(yōu)選權(quán)，強(qiáng)制使運(yùn)載工具無(wú)法和行人 爭(zhēng)搶預(yù)測(cè)的位置，減少或消除對(duì)行人的碰撞事故。一種對(duì)運(yùn)載工具之間的預(yù)測(cè)占位沖突仲 裁的優(yōu)選方法是優(yōu)先采用簡(jiǎn)單的方法處理潛在占位沖突，即二者采取措施的復(fù)雜度之和最防止異常駕駛(醉酒、疲勞瞌睡、生病、誤操作等)引起碰撞事故的一個(gè)優(yōu)選方法 是不鑒別是否是異常操作，因?yàn)殍b別異常操作需要復(fù)雜的信息采樣和處理，往往有高企的 成本而且準(zhǔn)確率低，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方法是只進(jìn)行潛在碰撞可能預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果 實(shí)時(shí)保持和可能碰撞的目標(biāo)之間的距離大于安全剎車距離，這個(gè)安全剎車距離的值是由當(dāng) 時(shí)的氣候、環(huán)境及速度等因素決定的，運(yùn)載工具實(shí)時(shí)調(diào)整速度(如減速防止碰撞、加速防止 被碰撞)甚至停車，如運(yùn)載工具有高性能的處理和預(yù)測(cè)能力，改變行車方向也是可以實(shí)施 的措施。本發(fā)明的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展其功能的方法是將其 和其它公眾通訊網(wǎng)絡(luò)相銜接，可以因此而實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用，而且這些應(yīng)用主要是用軟件實(shí) 現(xiàn)，一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用實(shí)例是車輛的防盜，當(dāng)車主發(fā)現(xiàn)車輛被盜竊時(shí)，可以通過(guò)公眾通訊網(wǎng)絡(luò) 和本發(fā)明的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)追蹤和(或)發(fā)現(xiàn)和(或0遙控被盜的車輛。以上介紹了本發(fā)明專利的基本方法和裝置，裝置的分類有通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)、便攜 式的無(wú)線節(jié)點(diǎn)、車載或船載的移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，這些裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)行人、車輛、貨物的定位，也可以實(shí)現(xiàn)下面介紹的優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例。在高速公路上的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例是沿途鋪設(shè)本發(fā)明專利提供的無(wú)線通訊和導(dǎo)航方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，在車輛上安裝移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，道路維護(hù)和管理人員等配戴便攜式無(wú)線 節(jié)點(diǎn)，這個(gè)系統(tǒng)有如下功能1.自動(dòng)計(jì)費(fèi)和收費(fèi)車輛進(jìn)入、沿途、離開高速公路的過(guò)程和時(shí)間都留下了記錄， 計(jì)費(fèi)和收費(fèi)都可以自動(dòng)完成，不再需要停車收費(fèi)；2.突發(fā)交通事故和(或)道路堵塞處理手動(dòng)報(bào)告或自動(dòng)鑒別事故和(或)道路 堵塞，手動(dòng)或自動(dòng)醫(yī)療求助和報(bào)警，自動(dòng)向沿途車輛發(fā)出通報(bào)和警告，必要時(shí)自動(dòng)強(qiáng)制減速 或停車，防止發(fā)生連環(huán)撞車事故；3.車輛間距自動(dòng)控制根據(jù)車輛與前后車輛的間距和相對(duì)速度，自動(dòng)強(qiáng)制變速甚 至停車，避免追尾和連環(huán)撞車，也可以縮短安全車距，提高高速公路的流量，同時(shí)行駛不受 道路能見度的影響，在能見度低(大霧尤其是瞬發(fā)的大霧)時(shí)不用封閉高速公路；4.車輛自動(dòng)防碰撞行駛自動(dòng)鑒別車輛與障礙物或其它車輛的碰撞隱患，自動(dòng) 變換速度和方向，必要時(shí)停車，減少或消除因駕車者短暫對(duì)車輛失去控制而引發(fā)的碰撞事 故；5.行人安全保護(hù)車輛在出現(xiàn)可能碰撞佩戴便攜式移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)行人的隱患時(shí)， 自動(dòng)強(qiáng)制減速甚至停車，有效保護(hù)行人安全；6.違章行駛自動(dòng)警告和記錄對(duì)超速行駛、違章?lián)尩?、飚車等行為自?dòng)發(fā)出警告 并記錄，發(fā)現(xiàn)碰撞隱患時(shí)強(qiáng)制變速甚至停車；7.移動(dòng)通訊為車輛提供車載無(wú)線電話和車載無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。在城市 道路上的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例是沿途鋪設(shè)本發(fā)明的無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，在車輛上安裝移動(dòng) 無(wú)線節(jié)點(diǎn)，道路維護(hù)和交通管理人員和兒童等配帶便攜式無(wú)線節(jié)點(diǎn)，每個(gè)交通信號(hào)和標(biāo)志 都是一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，這個(gè)系統(tǒng)有如下功能1.突發(fā)交通事故和(或)道路堵塞處理手動(dòng)報(bào)告或自動(dòng)鑒別出事故和(或)道 路堵塞，手動(dòng)或自動(dòng)醫(yī)療求助和報(bào)警，自動(dòng)向沿途車輛發(fā)出通報(bào)和(或)警告，必要時(shí)強(qiáng)制 減速或停車，防止發(fā)生連環(huán)撞車事故；2.行人安全保護(hù)車輛在出現(xiàn)可能碰撞佩戴便攜式移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)行人的隱患時(shí)， 可以自動(dòng)強(qiáng)制減速甚至停車，有效保護(hù)行人安全；3.違章行駛自動(dòng)警告和記錄對(duì)超速行駛、違章?lián)尩馈㈧嚨刃袨樽詣?dòng)發(fā)出警告 并記錄，發(fā)現(xiàn)碰撞隱患時(shí)強(qiáng)制變速甚至停車；4.移動(dòng)通訊為車輛提供車載無(wú)線電話和車載無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。5.位置跟蹤和移動(dòng)通訊例如，家長(zhǎng)和學(xué)?？梢噪S時(shí)知道學(xué)齡兒童的位置并與之 保持聯(lián)系，出租車調(diào)度機(jī)構(gòu)可以隨時(shí)知道出租車的位置及是否空載等，為顧客提供更方便 的叫車服務(wù)；6.公交車服務(wù)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)向公交車通報(bào)其位置，公交車自動(dòng)報(bào)站，在途公交車的 信息也自動(dòng)傳送給車輛調(diào)度室和相關(guān)的公交車站，顯示裝置實(shí)時(shí)顯示在途車輛的位置信 息；7.智能交通信號(hào)根據(jù)路口附近各個(gè)方向等待的車輛類型和數(shù)量，自適應(yīng)的切換 交通信號(hào)，使通過(guò)車輛的平均等待時(shí)間最少，特種車輛(救護(hù)車、消防車、運(yùn)鈔車、警車等)能夠以更快的速度通行；8.城市交通智能調(diào)度和疏導(dǎo)駕車者將目的地告訴通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，通訊和導(dǎo)航 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)獲取車輛的當(dāng)前位置，用高性能計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行分析和規(guī)劃，結(jié)合優(yōu)化控制全部 交通信號(hào)，為每一輛車設(shè)計(jì)出最優(yōu)路徑，縮短全部車輛的平均在途時(shí)間。在鐵路上的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例是沿途鋪設(shè)本發(fā)明的無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，鐵路維 護(hù)和道口管理人員等配戴便攜式無(wú)線節(jié)點(diǎn)，在火車即將來(lái)臨時(shí)向便攜式移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)佩戴 者發(fā)出警告，尤其是對(duì)處于火車行駛占位空間里的人員發(fā)出緊急警報(bào)，如果跨越鐵路道口 的道路上有無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)時(shí)，警告信息可以同時(shí)傳送給過(guò)往鐵路道口附近的車輛。在水運(yùn)航道上的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例是在航標(biāo)燈平臺(tái)上安裝本發(fā)明的無(wú)線通訊和 導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，在船舶上安裝移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，這樣即使在能見度低時(shí)也可以確保船舶在航道上 航行，尤其可以在橋梁下的航道上可以完全避免船舶碰撞橋墩的事故。在鐵路貨場(chǎng)、公路貨場(chǎng)、港口貨場(chǎng)的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例是在場(chǎng)地上安裝本發(fā)明的 無(wú)線通訊和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，在車輛和吊車臂上安裝移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)的人員配帶便攜式 無(wú)線節(jié)點(diǎn)，避免發(fā)生各種碰撞事故。在汽車停車場(chǎng)的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用實(shí)例是在停車場(chǎng)內(nèi)安裝本發(fā)明的無(wú)線通訊和導(dǎo)航 網(wǎng)絡(luò)，在車輛上安裝移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，工作人員佩戴便攜式無(wú)線節(jié)點(diǎn)，車下人員也可以佩戴便 攜式無(wú)線節(jié)點(diǎn)，減少或避免發(fā)生人身碰撞事故。此外如果車輛擁有電子控制的方向、油門、 離合器、剎車、變速箱等，還可以實(shí)現(xiàn)完全遙控停車或自動(dòng)停車。
權(quán)利要求
一種可測(cè)距的無(wú)線收發(fā)裝置，包括a.可操作的可以唯一識(shí)別的無(wú)線收發(fā)器；b.可操作的表達(dá)和(或)標(biāo)定和(或)存儲(chǔ)和(或)交換本機(jī)發(fā)射延時(shí)(TDT)和(或)接收延時(shí)(RDT)和(或)(被動(dòng))響應(yīng)延時(shí)(ODT)等信息的方法和(或)裝置；c.可操作的接收機(jī)獲取并輸出接收到的幀同步信號(hào)和本地接收采樣時(shí)鐘的鎖定相差(LDP)的方法和(或)裝置。d.可操作的發(fā)起測(cè)距請(qǐng)求和(或)發(fā)起時(shí)間同步請(qǐng)求和(或)響應(yīng)測(cè)距請(qǐng)求和(或)響應(yīng)時(shí)間同步請(qǐng)求的方法和(或)裝置。
2.一種無(wú)線測(cè)距的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的可測(cè)距的任意兩個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)(x，y)；b.可操作的x/y節(jié)點(diǎn)主動(dòng)發(fā)射測(cè)距請(qǐng)求(DMR(χ)/DMR(y))信號(hào)并記憶其發(fā)射時(shí)間 (TXT(x)/TXT(y))的方法和(或)裝置;c.可操作的y/x節(jié)點(diǎn)被動(dòng)發(fā)射包含如權(quán)利要求1描述的TDT(y) /TDT (x)、RDT (y) / RDT(x)、ODT (y)/ODT(x)、LDP (y)/LDP(x)等信息的測(cè)距應(yīng)答(DMA(y)/DMA(χ))信號(hào)的方法 和(或)裝置；d.可操作的x/y節(jié)點(diǎn)接收到y(tǒng)/x節(jié)點(diǎn)的測(cè)距應(yīng)答(DMA(y)/DMA(χ))后計(jì)算兩節(jié)點(diǎn)間距 離Υ2Χ/Χ2Υ的方法和(或)裝置。
3.一種無(wú)線測(cè)距的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的可測(cè)距的任意一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)w；b.可操作的w節(jié)點(diǎn)發(fā)射自測(cè)距請(qǐng)求(SDMR)信號(hào)并記憶其發(fā)射時(shí)間(TXT)的方法和 (或)裝置；c.可操作的w節(jié)點(diǎn)接收和處理本機(jī)發(fā)射的自測(cè)距請(qǐng)求(SDMR)的多徑反射回波(RFW) 并計(jì)算各個(gè)反射點(diǎn)和w之間的距離集合(B2W)的方法和(或)裝置；
4.一種無(wú)線時(shí)間同步的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求2描述的或其它類似的確定同步無(wú)線節(jié)點(diǎn)m和被同步無(wú)線節(jié)點(diǎn) s之間距離的方法和(或)裝置；b.可操作的m節(jié)點(diǎn)向s節(jié)點(diǎn)發(fā)射包含發(fā)射時(shí)間(TXT(m)、)如權(quán)利要求l.b描述的 TDT(m)等信息的時(shí)間同步請(qǐng)求(TSR(m))的方法和(或)裝置；c.可操作的s節(jié)點(diǎn)接收到m節(jié)點(diǎn)的TSR后計(jì)算同步延時(shí)(TSD)并將節(jié)點(diǎn)本地時(shí)間設(shè)置 為TXT+TSD的方法和(或)裝置。
5.一種無(wú)線定位的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的可測(cè)距的N(N> 0)無(wú)線節(jié)點(diǎn)按照確定 的幾何約束(SGC)固定位置安裝；b.可操作的采用如權(quán)利要求2描述的或其它類似的方法和(或)裝置測(cè)量一個(gè)可移動(dòng) 無(wú)線節(jié)點(diǎn)和定位系統(tǒng)中每個(gè)固定無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間距離集合(M2S)的方法和(或)裝置；c.可操作的根據(jù)SGC、M2S等信息欠約束(需要附加其它約束)或完全約束或過(guò)約束 的確定可移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的空間位置(POS)的方法和(或)裝置。
6.一種無(wú)線定位的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的可測(cè)距的N(N > 0)無(wú)線節(jié)點(diǎn)按照確定的幾何約束(SGC)固定位置安裝；b.可操作的采用如權(quán)利要求3描述的或其它類似的方法和(或)裝置測(cè)量任意一個(gè)無(wú) 線電波反射點(diǎn)和定位系統(tǒng)中每個(gè)固定無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間距離集合(B2S)的方法和(或)裝置；c.可操作的根據(jù)SGC、B2S等信息欠約束(需要附加其它約束)或完全約束或過(guò)約束 的確定無(wú)線電波反射點(diǎn)的空間位置(POS)的方法和(或)裝置。
7.一種無(wú)線測(cè)速的方法和(或)裝置，包括a.可操作的采用如權(quán)利要求5描述的或其它類似的方法和(或)裝置測(cè)量出距離集合 (M2S)隨時(shí)間變化的時(shí)變集合(MVT)的方法和(或)裝置；b.可操作的根據(jù)SGC、MVT等信息欠約束(需要附加其它約束)或完全約束或過(guò)約束 的確定可移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的矢量速度(MMV)的方法和(或)裝置。
8.一種無(wú)線測(cè)速的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求6描述的或其它類似的方法和(或)裝置測(cè)量出距離集合 (B2W)隨時(shí)間變化的時(shí)變集合(BVT)的方法和(或)裝置；b.可操作的根據(jù)SGC、BVT等信息欠約束(需要附加其它約束)或完全約束或過(guò)約束 確定回波反射點(diǎn)和測(cè)速裝置之間的相對(duì)速度(BMV)的方法和(或)裝置。
9.一種無(wú)線被定位和被測(cè)速的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的可測(cè)距的任意η(數(shù)量，η > 0)無(wú)線節(jié)占.b.可操作的將η無(wú)線節(jié)點(diǎn)按照確定的幾何約束(sgc)安裝在確定的幾何尺寸(obj)的 人身上或物體上的方法和(或)裝置；C.可操作的輸出幾何約束(Sgc)和幾何尺寸(Obj)等信息的方法和(或)裝置。
10.一種運(yùn)載工具，包括a.可操作的機(jī)械和(或)電力和(或)其它動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的可以承載人和(或)物體的裝置；b.可操作的如權(quán)利要求9描述的和(或)如權(quán)利要求5和(或)7描述的和(或)如 權(quán)利要求6和(或)8描述的和(或)其它類似的方法和(或)裝置；
11.一種無(wú)線通訊和導(dǎo)航的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，包括a.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的可測(cè)距的任意G(數(shù)量，G> 0)無(wú)線節(jié) 點(diǎn)按照確定的幾何約束(NET)固定位置安裝；b.可操作的利用“GPS/GL0NASS/GALILE0/北斗/其它”衛(wèi)星接收機(jī)或如權(quán)利要求4描 述的或類似的方法和(或)裝置將全部無(wú)線節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)間同步的方法和(或)裝置。c.可操作的如權(quán)利要求5和(或)7描述的或其它類似的方法和(或)裝置確定如權(quán) 利要求9和(或)10描述的人或物體或運(yùn)載工具等的位置(坐標(biāo)、方向)和(或)速度(平 移速度、轉(zhuǎn)動(dòng)速度)的方法和(或)裝置；d.可操作的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的方法和(或)裝置。
12.如權(quán)利要求11描述的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，但對(duì)如權(quán)利要求11.a描述的無(wú)線節(jié)點(diǎn)采 用可操作的太陽(yáng)能裝置供電。
13.如權(quán)利要求11和(或)12描述的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，但包括與公眾通訊網(wǎng)絡(luò)(有 線、無(wú)線)接口的方法和(或)裝置。
14. 一種無(wú)線導(dǎo)航協(xié)議，包括a.可操作的坐標(biāo)參照系和(或)時(shí)間參照系；b.可操作的道路和(或)航道和(或)場(chǎng)地的幾何約束信息的表達(dá)和(或)存儲(chǔ)和 (或)交換的協(xié)議；c.可操作的人和(或)物體和(或)運(yùn)載工具等的尺寸和(或)位置和(或)速度等 信息的表達(dá)和(或)存儲(chǔ)和(或)交換的協(xié)議。d.可操作的人和(或)物體和(或)運(yùn)載工具等附帶的無(wú)線節(jié)點(diǎn)的幾何約束信息的表 達(dá)和(或)存儲(chǔ)和(或)交換的協(xié)議；
15.一種交通安全協(xié)議，包括a.可操作的場(chǎng)地和(或)道路和(或)航道和(或)環(huán)境和(或)氣候等狀況信息的 分類和(或)定義；b.可操作的人和(或)物體和(或)運(yùn)載工具等位置的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先權(quán)協(xié)議；c.可操作的人和(或)物體和(或)運(yùn)載工具的速度限制和(或)調(diào)整協(xié)議；d.可操作的人和(或)物體和(或)運(yùn)載工具之間的安全距離控制協(xié)議。
16.一種交通信號(hào)的方法和(或)裝置，包括a.可操作的交通信號(hào)可視輸出方法和(或)裝置；b.可操作的交通信號(hào)切換的方法和(或)裝置；c.可操作的如權(quán)利要求1描述的或其它類似的無(wú)線節(jié)點(diǎn)。
17.一種交通管理的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，包括a.可操作的如權(quán)利要求11或12或13描述的或其它類似的無(wú)線通訊和導(dǎo)航的方法和 (或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的如權(quán)利要求14描述的或其它類似的無(wú)線導(dǎo)航協(xié)議；c.可操作的如權(quán)利要求15描述的或其它類似的交通安全協(xié)議；d.可操作的如權(quán)利要求16描述的或其它類似的交通信號(hào)的方法和(或)裝置；e.可操作的場(chǎng)地和(或)道路和(或)航道交通規(guī)則和(或)應(yīng)急事件處理的方法和 (或)裝置。
18.—種運(yùn)載工具間距控制的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求10描述的或其它類似的運(yùn)載工具；b.可操作的如權(quán)利要求17描述的或其它類似的交通管理的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；c.可操作的和障礙物和(或)相鄰交通工具間距信息的輸出方法和(或)裝置；d.可操作的調(diào)整與相鄰的運(yùn)載工具間距的方法和(或)裝置。
19.如權(quán)利要求18的方法和(或)裝置，但采用可操作的自動(dòng)控制方法和(或)裝置 調(diào)整與相鄰的運(yùn)載工具的間距。
20.一種運(yùn)載工具的自動(dòng)防止碰撞的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求19描述的或其它類似的方法和(或)裝置；b.可操作的如權(quán)利要求15描述的或其它類似的交通安全協(xié)議；c.可操作的啟動(dòng)和(或)退出自動(dòng)防止碰撞狀態(tài)以及相關(guān)的信息輸入和(或)輸出的 方法和(或)裝置。
21.一種運(yùn)載工具的無(wú)線遙控駕駛的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求17描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的如權(quán)利要求10描述的或其它類似的運(yùn)載工具；c.可操作的運(yùn)載工具自動(dòng)的啟動(dòng)和(或)變速和(或)變向和(或)停止和(或)鎖 定的方法和(或)裝置；d.可操作的駕駛控制命令和(或)運(yùn)載工具的狀態(tài)和(或)運(yùn)載工具的環(huán)境等信息的 無(wú)線輸入和(或)輸出的方法和(或)裝置。
22.如權(quán)利要求21描述的或類似的方法和(或)裝置，但采用可操作的自動(dòng)控制的決 策方法和(或)裝置產(chǎn)生駕駛控制命令。
23.一種停車場(chǎng)遙控停車的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求21描述的或其它類似的方法和(或)裝置；b.可操作的駕駛控制命令和(或)車輛的狀態(tài)和(或)車輛所處的環(huán)境等信息無(wú)線輸 入和(或)輸出(顯示)的方法和(或)裝置。
24.一種停車場(chǎng)自動(dòng)停車的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求22描述的或其它類似的方法和(或)裝置；b.可操作的停車場(chǎng)內(nèi)道路和停車位置的幾何約束等信息的表達(dá)和(或)存儲(chǔ)和(或) 傳送的方法和(或)裝置；c.可操作的停車位置選擇的方法和(或)裝置；d.可操作的停車場(chǎng)自動(dòng)停車決策的方法和(或)裝置。
25.一種行人防止碰撞的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求9描述的或其它類似的方法和(或)裝置以及可操作的將其佩 戴在人身上的方法(或)裝置；b.可操作的如權(quán)利要求5和(或)6和(或)7和(或)8描述的或其它類似的方法和 (或)裝置。c.可操作的運(yùn)載工具自動(dòng)強(qiáng)制避免碰撞行人的方法和(或)裝置。
26.—種交通信息服務(wù)的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，包括a.可操作的如權(quán)利要求17描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)；c.可操作的交通運(yùn)行狀況和(或)違規(guī)事例和(或)事故隱患和(或)事故狀況等信 息的表達(dá)和(或)記錄和(或)統(tǒng)計(jì)和(或)傳送和(或)輸出的方法和(或)裝置。
27.一種交通信息的注冊(cè)服務(wù)系統(tǒng)，包括a.可操作的如權(quán)利要求26描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的注冊(cè)用戶接口的信息輸入和(或)輸出的方法和(或)裝置。
28.—種人或車輛位置跟蹤的方法和(或)系統(tǒng)，包括a.可操作的如權(quán)利要求26或27描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的如權(quán)利要求9或10描述的或其它類似的方法和(或)裝置；c.可操作的相關(guān)信息的輸入和(或)輸出的方法和(或)裝置。
29.一種公交車自動(dòng)報(bào)站的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求26或27描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的如權(quán)利要求10描述的或其它類似的公交車；5c.可操作的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和(或)公交車輛路線信息數(shù)據(jù)庫(kù)；d.可操作的報(bào)站信息的輸出和(或)顯示的方法和(或)裝置。
30.一種在途公交車輛的信息自動(dòng)顯示的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求26或27描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和(或)公交車輛路線信息數(shù)據(jù)庫(kù)；c.可操作的公交在途車輛信息的自動(dòng)輸出和(或)顯示的方法和(或)裝置。
31.一種城市交通智能調(diào)度系統(tǒng)，包括a.可操作的如權(quán)利要求26描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的車輛目的地及其它選擇等信息輸入和(或)交通調(diào)度信息等輸出的方法和 (或)裝置；c.可操作的自適應(yīng)的交通信號(hào)切換的方法和(或)裝置；d.可操作的調(diào)度和(或)疏導(dǎo)決策的方法和(或)裝置。
32.—種車輛防盜的方法和(或)裝置，包括a.可操作的如權(quán)利要求11描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的通過(guò)公眾通訊網(wǎng)絡(luò)追蹤和(或)發(fā)現(xiàn)和(或)遙控車輛的方法和(或)裝置。
33.一種移動(dòng)通訊的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，包括a.可操作的如權(quán)利要求11描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的用戶語(yǔ)音和(或)圖像和(或)數(shù)據(jù)等信息的輸入和(或)輸出接口。
34.一種無(wú)線車載計(jì)算機(jī)通訊的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)，包括a.可操作的如權(quán)利要求11描述的或其它類似的方法和(或)網(wǎng)絡(luò)；b.可操作的用戶車載計(jì)算機(jī)的接口方法和(或)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)線電導(dǎo)航的方法，根據(jù)這種方法可以實(shí)現(xiàn)一種智能交通管理的網(wǎng)絡(luò)，提高道路交通的安全性能，在高速公路上應(yīng)用可以減少甚至消除連環(huán)撞車事故，高速公路不再會(huì)因?yàn)槟芤姸鹊投黄汝P(guān)閉；在過(guò)橋航道上應(yīng)用可以減少甚至消除船舶碰撞橋墩的事故；在鐵路上應(yīng)用可以為道路維護(hù)人員和道口管理人員提供有效的安全保護(hù)；在城市道路上應(yīng)用可以為行人提供更多的安全保護(hù)，也可以實(shí)現(xiàn)交通智能調(diào)度，減少車輛平均在途時(shí)間。在這種方法中，無(wú)線收發(fā)器被安裝在交通通道的沿途，構(gòu)成無(wú)線電導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)，對(duì)過(guò)往的佩戴或安裝無(wú)線收發(fā)器的人、車輛或船舶等進(jìn)行定位和測(cè)速，測(cè)量的結(jié)果被傳送給移動(dòng)的人、車輛或船舶等，車輛或船舶可以預(yù)測(cè)未來(lái)是否可能有占位沖突，如可能有占位沖突則采取相應(yīng)的措施，從而避免發(fā)生碰撞事故。本發(fā)明給出的無(wú)線電導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，可以和其它公眾通訊網(wǎng)絡(luò)相銜接，更多的應(yīng)用可以建立在這個(gè)集通訊和導(dǎo)航為一體的平臺(tái)之上。
文檔編號(hào)G01S1/02GK101881819SQ20091013599
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者劉伯安 申請(qǐng)人:劉伯安