一种车载导航系统和方法

1.一种车载导航系统，其特征在于，包括：第一探测模块、处理控制模块以及与所述处理控制模块连接的第二探测模块、无线通信模块、定位模块，其中，
所述第一探测模块安装在红绿灯处，用于实时获取红绿灯剩余工作时长信息，并将所述剩余工作时长信息发送至所述无线通信模块；
所述无线通信模块用于接收所述剩余工作时长信息并上报至所述处理控制模块；
所述第二探测模块用于获取车辆从当前位置到所述红绿灯处的距离信息并上报至所述处理控制模块，所述第二探测模块为超声波探测器，所述超声波探测器包括依次连接的超声波发射器、超声波接收器、计时器以及安装在所述红绿灯处的超声波挡板，所述超声波发射器用于发射超声波到所述超声波挡板上，所述超声波挡板用于将所述超声波反射至所述超声波接收器，所述超声波接收器用于接收所述超声波，所述计时器用于记录所述超声波发射到返回的传播时间并计算出车辆从当前位置到所述红绿灯处的距离信息，将所述距离信息上报至所述处理控制模块；
所述定位模块用于实时向所述处理控制模块上报车辆的经纬度位置信息；
所述处理控制模块用于根据所述位置信息计算车辆当前的运行速度，并根据所述距离信息和所述运行速度信息计算出车辆从当前位置运行至所述红绿灯处的行驶时间，比较判断所述行驶时间与所述红绿灯剩余工作时长信息之间的时间差，并发出不同的提示信息，其中，当时间差为所述行驶时间大于绿灯工作时长或小于红灯剩余工作时长时，表明该车辆可能遇到红灯，处理控制模块发出减速的提示信息；当时间差为所述行驶时间小于和/或等于所述绿灯剩余工作时长或大于和/或等于红灯剩余工作时长时，表明该车辆前方路灯为绿灯，可正常通行，处理控制模块发出正常通行的提示信息；当时间差为所述行驶时间等于黄灯剩余工作时长时，表明该车辆行驶到红绿灯处时刚好为红灯，需刹车，处理控制模块发出刹车的提示信息。
2.根据权利要求1所述的所述车载导航系统，其特征在于，还包括显示模块，与所述处理控制模块连接，所述显示模块用于显示所述提示信息。
3.根据权利要求1所述的车载导航系统，其特征在于，还包括语音模块，与所述处理控制模块连接，所述语音模块用于语音播报所述提示信息。
4.根据权利要求1所述的车载导航系统，其特征在于，还包括存储模块，与所述处理控制模块连接，所述存储模块用于存储所述红绿灯信息、所述距离信息。
5.根据权利要求1所述的车载导航系统，其特征在于，所述第一探测模块包括与红绿灯连接的时长检测模块以及与所述时长检测模块连接的无线通讯发射模块，所述时长检测模块用于获取所述红绿灯剩余工作时长信息，所述无线通讯发射模块用于与无线通信模块进行通信连接。
6.一种车载导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1.安装在红绿灯处的第一探测模块实时获取红绿灯剩余工作时长信息，并将所述红绿灯剩余工作时长信息通过无线通信模块发送至处理控制模块；
A2.第二探测模块获取车辆从当前位置至所述红绿灯处的距离信息，并将所述距离信息上报至所述处理控制模块，所述第二探测模块为超声波探测器，所述超声波探测器包括依次连接的超声波发射器、超声波接收器、计时器以及安装在所述红绿灯处的超声波挡板，所述超声波发射器用于发射超声波到所述超声波挡板上，所述超声波挡板用于将所述超声波反射至所述超声波接收器，所述超声波接收器用于接收所述超声波，所述计时器用于记录所述超声波发射到返回的传播时间并计算出车辆从当前位置到所述红绿灯处的距离信息，将所述距离信息上报至所述处理控制模块；
A3.定位模块实时获取车辆的经纬度位置信息，并将所述位置信息上报至所述处理控制模块；
B.所述处理控制模块根据所述位置信息计算车辆当前的运行速度信息，根据所述距离信息和所述运行速度信息计算出所述车辆从当前位置运行至所述红绿灯处的行驶时间，比较判断所述行驶时间与所述红绿灯剩余工作时长信息之间的时间差，发出不同的提示信息；
所述步骤B中比较时间差具体还包括：
比较判断所述行驶时间与接收到的所述红绿灯剩余工作时长信息中的红灯、绿灯或黄灯的剩余工作时长之间的时间差，根据所述时间差来发出执行减速、正常通行或刹车的提示信息；
所述减速提示信息为当所述行驶时间大于所述绿灯剩余工作时长或小于红灯剩余工作时长时，所述处理控制模块发出减速的提示信息；所述正常通行提示信息为当所述行驶时间小于和/或等于所述绿灯剩余工作时长或大于和/或等于所述红灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出正常通行的提示信息；所述刹车提示信息为当所述行驶时间等于所述黄灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出刹车的提示信息。

一种车载导航系统和方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及车辆导航领域，尤其涉及一种车载导航系统和方法。\n背景技术\n[0002] 随着汽车的迅速的普及，基于卫星导航技术，地理信息系统和现代的通信技术的智能导航系统在日常生活中起着越来越重要的作用。在城市中汽车闯红灯造成的交通违规事情时有发生，给人们的生命和财产造成重大的危害，为了减少违规闯红灯的事故发生，就需要一种防止闯红绿灯的新型车载导航终端来解决。\n[0003] 目前的导航终端仅能根据存储在其电子地图上的红绿灯信息对司机进行提示，而存储的电子地图不能时刻更新，且导航中提示的距离也是由GPS（Global Positioning System）测算的，由于GPS信号有延迟，所以距离不是特别准确，易因导航提示不准确而导致交通事故。\n[0004] 因此，需要提出一种实时检测红绿灯信息且精确测定车辆与红绿灯之间距离的导航系统和方法。\n发明内容\n[0005] 本发明的主要目的在于，针对现有技术中存在的导航终端对交通信息提示不精确的缺陷，提出了一种为驾驶员提供更准确交通信息提示的车载导航系统和方法。\n[0006] 本发明提供的一种车载导航系统和方法，该导航系统包括：第一探测模块、处理控制模块以及与所述处理控制模块连接的第二探测模块、显示模块、无线通信模块、定位模块；\n[0007] 其中，所述第一探测模块用于实时获取红绿灯剩余工作时长信息，并将所述剩余工作时长信息发送至所述无线通信模块；所述无线通信模块用于接收所述剩余工作时长信息并上报至所述处理控制模块；所述第二探测模块用于获取车辆从当前位置到所述红绿灯处的距离信息并上报至所述处理控制模块；所述定位模块实时获取车辆的经纬度位置信息并上报至所述处理控制模块；所述处理控制模块根据所述位置信息计算车辆当前的运行速度信息，并根据所述距离信息和所述运行速度信息计算出车辆从当前位置运行至所述红绿灯处的行驶时间，比较判断所述行驶时间与所述红绿灯剩余工作时长信息之间的时间差，并发出不同的提示信息。\n[0008] 上述的车载导航系统还包括显示模块，与所述处理控制模块连接，所述显示模块用于显示所述提示信息。\n[0009] 上述的车载导航系统还包括语音模块，与所述处理控制模块连接，所述语音模块用于语音播报所述提示信息。\n[0010] 上述的车载导航系统还包括存储模块，与所述处理控制模块连接，所述存储模块用于存储所述红绿灯信息、所述距离信息。\n[0011] 上述的车载导航系统中所述第二探测模块为超声波探测器。\n[0012] 上述的车载导航系统中所述超声波探测器包括依次连接的超声波发射器、超声波接收器、计时器以及安装在所述红绿灯处的超声波挡板，所述超声波发射器用于发射超声波到所述超声波挡板上，所述超声波挡板用于将所述超声波反射至所述超声波接收器，所述超声波接收器用于接收所述超声波，所述计时器用于记录所述超声波发射到返回的传播时间并计算出车辆从当前位置到所述红绿灯处的距离信息，将所述距离信息上报至所述处理控制模块。\n[0013] 上述的车载导航系统中所述第一探测模块包括与红绿灯连接的时长检测模块以及与所述时长检测模块连接的无线通讯发射模块，所述时长检测模块用于获取红绿灯剩余工作时长信息，所述无线通讯发射模块用于与无线通信模块进行通信连接。\n[0014] 一种车载导航方法，包括以下步骤：\n[0015] A1.第一探测模块实时获取红绿灯剩余工作时长信息，并将所述红绿灯剩余工作时长信息通过无线通信模块发送至处理控制模块；\n[0016] A2.第二探测模块获取车辆从当前位置至所述红绿灯处的距离，并将所述距离信息上报至所述处理控制模块；\n[0017] A3.定位模块实时获取车辆的经纬度位置信息，并将所述位置信息上报至所述处理控制模块；\n[0018] B.所述处理控制模块根据所述位置信息计算车辆当前的运行速度信息，根据所述距离信息和所述运行速度信息计算出所述车辆从当前位置运行至所述红绿灯处的行驶时间，比较判断所述行驶时间与所述红绿灯剩余工作时长信息之间的时间差，发出不同的提示信息。\n[0019] 上述的车载导航方法中所述步骤B中比较时间差具体还包括：\n[0020] 比较判断所述行驶时间与接收到的所述红绿灯剩余工作时长信息中的红灯、绿灯或黄灯的剩余工作时长，根据所述时间差来发出执行减速、正常通行或刹车的提示信息；所述减速提示信息为当所述行驶时间大于所述绿灯剩余工作时长或小于红灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出减速的提示信息；所述正常通行提示信息为当所述行驶时间小于和/或等于所述绿灯剩余工作时长或大于和/或等于所述红灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出正常通行的提示信息；所述刹车提示信息为当所述行驶时间等于所述黄灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出刹车的提示信息。\n[0021] 实施本发明一种车载导航系统及方法的有益效果在于：通过设置第一探测模块实时获取红绿灯的信息，设置第二探测模块获取车辆的当前位置与红绿灯之间的距离，比较红绿灯剩余工作时长与车辆运行至红绿灯的运行时长，向司机发出减速、正常通行、刹车等提示信息。采用本发明可实时获取红绿灯信息，可精确测出车辆与红绿灯之间的距离，最终可向司机提供精确的提示信息，减少闯红灯事故的发生。\n附图说明\n[0022] 下面将结合附图及实施例对本发明一种车载导航系统和方法作进一步说明，附图中：\n[0023] 图1为本发明提供的一种车载导航系统的较佳实施例示意图；\n[0024] 图2为图1中第一探测模块10的结构框图；\n[0025] 图3为本发明提供的一种车载导航方法的工作流程图。\n具体实施方式\n[0026] 以下详细说明本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。\n此外，并非旨在受限于前述技术领域、背景技术或以下详细说明中提出的任何明确的或包含的理论。\n[0027] 参考图1至图2，为本发明提供的一种车载导航系统较佳实施例示意图。该导航系统较佳与车辆结合使用，例如轿车、货车、工程车辆等等，主要用于防止车辆发生闯红灯等交通事故。通过该车载导航系统对临近交通灯的车辆进行导航并进行信息提示，安装该车载导航系统后可以大大减少和预防车辆发生闯红灯等交通事故。该导航系统包括：第一探测模块10、处理控制模块20、第二探测模块30、显示模块40、语音模块50、定位模块60、无线通信模块70、存储模块80。其中，安装在红绿灯处的第一探测模块10包括依次连接的时长检测模块101、无线通讯发射模块102。该时长检测模101块与红绿灯计时控制电路连接，用于实时获取红绿灯剩余工作时长信息。该无线通讯发射模块102用于与无线通信模块70进行通信连接，将红绿灯剩余工作时长信息通过无线通信网络发送至无线通信模块70，再经无线通信模块70上报至处理控制模块20。处理控制模块20可为MCU处理器，用于根据定位模块\n60上报的位置信息在一定时间段内的变化的距离与该时间段计算出车辆当前的运行速度；\n还用于对所有上报和接收到的信息进行处理以及控制所有与其连接的模块工作，并发出不同的提示信息。第二探测模块30用于获取车辆从当前位置到该红绿灯处的距离。本实施例中提供的第二探测模块30为超声波探测器，但也可以为红外探测器、激光探测器等等。该超声波探测器包括安装在车辆内部的依次连接的超声波发射器、超声波接收器、计时器以及安装在所述红绿灯处的超声波挡；超声波发射器用于发射超声波，该超声波接收器用于接收超声波，超声波挡板可以为任意形状，用于阻挡超声波使其反射回至超声波接收器，计时器用于记录超声波从发射到返回的传播时间，并根据传播时间和超声波的传播速度计算出超声波的传播距离，该传播距离的1/2即为车辆从当前位置到红绿灯处的距离，将该车辆从当前位置到红绿灯处的距离信息上报至处理控制模块20。因为超声波探测器是公知技术所以未在本说明书中给出附图。显示模块40可为LCD显示屏、触摸屏等，用于显示处理控制模块20发出的各种提示信息，还可显示电子地图信息实现导航功能可视化。语音模块50可为语音播放器、喇叭等，用于语音播报处理控制模块20发出的提示信息，以语音方式提醒用户。定位模块60可为卫星信号接收器，可接收GPS卫星信号或者北斗卫星信号等等，用于定位车辆的当前位置，获取车辆的经纬度位置信息并向处理控制模块上报，还可结合导航系统中的电子地图实现导航功能。无线通信模块70还可与远端的计算机或者移动终端实现无线通信，用于远程控制该导航系统。存储模块80可为任何类型的合适存储器，包括各种类型的动态随机存取存储器（DRAM）、各种类型的静态RAM（SRAM）、以及各种类型的非易失性存储器（PROM、FPROM和闪存），用于存储电子地图信息、所述红绿灯信息以及所述距离信息。\n[0028] 进一步详细说明本发明提供的一种车载导航系统较佳实施例的工作原理。第一探测模块10中的时长检测模块101与红绿灯计时控制电路连接，实时获取红绿灯的剩余工作时长信息，再通过第一探测模块10中的无线通讯发射模块102将这些信息发送至无线通信模块70，并由其上报至处理控制模块20。超声波发射器安装于车辆顶部，发射超声波至超声波挡板，超声波挡板将该超声波反射回至该超声波接收器，同时计时器记录超声波发射到返回的传播时间，并根据传播时间和超声波的传播速度计算出超声波的传播距离，该传播距离的1/2即为车辆从当前位置到红绿灯处的距离。计时器将该车辆从当前位置到红绿灯处的距离信息上报至处理控制模块20。定位模块60实时获取车辆的经纬度位置信息并上报至处理控制模块20。处理控制模块20根据车辆的经纬度位置的变化及运行的时间计算出车辆当前的运行速度。处理控制模块20根据车辆当前位置到红绿灯处的距离，以及根据车辆的当前运行速度计算出车辆从当前位置行驶到红绿灯处的行驶时间。处理控制模块20将获取的红绿灯的剩余工作时长与行驶时间进行比较并计算出时间差。当时间差为所述行驶时间大于绿灯工作时长或小于红灯剩余工作时长时，表明该车辆可能遇到红灯，处理控制模块20发出减速的提示信息；当时间差为所述行驶时间小于和/或等于所述绿灯剩余工作时长或大于和/或等于红灯剩余工作时长时，表明该车辆前方路灯为绿灯，可正常通行，处理控制模块20发出正常通行的提示信息；当时间差为所述行驶时间等于黄灯剩余工作时长时，表明该车辆行驶到红绿灯处时刚好为红灯，需刹车，处理控制模块20发出刹车的提示信息。处理控制模块20发出的正常通行、减速或刹车的提示信息都将显示在显示模块40上，同时语音模块50将对这些提示信息进行语音播报以提醒用户。最终处理控制模块20处理的所有信息都存储在存储模块90中。\n[0029] 在车辆被盗时，该导航系统的定位模块60确定车辆的当前位置，并将位置信息通过无线通信模块70发送至远处的服务器或移动终端，便于用户时刻掌握车辆的动态。同时，远处的服务器或移动终端通过无线通信网络发送控制车辆动作的指令至无线通信模块70，如断电、熄火等指令。该无线通信模块70将接收到得控制车辆动作的指令信息上报至处理控制模块20。处理控制模块20对该指令信息进行解析，同时发出指令，调用相关接口，完成指令包含的动作。由于本发明技术关键是对车辆进入红绿灯区域内的信息进行导航和采集信息，所以对定位模块60和无线通信模块70的技术特征不做详细描述。\n[0030] 参考图2，为本发明提供的一种导航方法，包括以下步骤：\n[0031] A1.第一探测模块实时获取红绿灯剩余工作时长信息，并将所述红绿灯剩余工作时长信息通过无线通信模块发送至处理控制模块；\n[0032] A2.第二探测模块获取车辆从当前位置至所述红绿灯处的距离，并将所述距离信息上报至所述处理控制模块；\n[0033] A3.定位模块实时获取车辆的经纬度位置信息，并将所述位置信息上报至所述处理控制模块；\n[0034] B.所述处理控制模块根据所述位置信息计算车辆当前的运行速度信息，并对接收到的所述红绿灯剩余工作时长信息、所述距离信息以及所述运行速度信息进行处理，根据所述距离信息和所述运行速度信息计算出所述车辆从当前位置运行至所述红绿灯处的行驶时间，比较判断所述行驶时间与所述红绿灯剩余工作时长信息之间的时间差，发出不同的提示信息并显示。\n[0035] 比较判断所述行驶时间与接收到的所述红绿灯剩余工作时长信息中红灯、绿灯或黄灯的剩余工作时长，根据所述时间差来发出执行减速、正常通行或刹车的提示信息；所述减速提示信息为当所述行驶时间大于所述绿灯剩余工作时长或小于红灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出减速的提示信息；所述正常通行提示信息为当所述行驶时间小于和/或等于所述绿灯剩余工作时长或大于和/或等于所述红灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出正常通行的提示信息；所述刹车提示信息为当所述行驶时间等于所述黄灯剩余工作时长时，所述处理控制模块将发出刹车的提示信息。\n[0036] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。