CN102555902A - 一种汽车安全多功能限速报警装置 - Google Patents

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王其
杨常松
张自嘉
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Abstract

本发明公开了一种汽车安全多功能限速报警装置，包括GPS接收机、微惯性导航仪、PC工控机、显示器以及报警器，在所述的PC工控机内存储有道路地图数据库，所述的PC工控机信号输入端分别与所述的GPS接收机和微惯性导航仪的信号输出端连接，所述的PC工控机接收所述GPS接收机和微惯性导航仪获取的车辆运行速度信息并与道路地图数据库内道路的限速信息比较，所述的报警器与所述的PC工控机连接用于发出报警信息。本发明解决了汽车限速报警在隧道以及高楼密集的城市收不到信号的情况下的限速报警，结构简单。汽车超速判定准确可靠，提高了汽车行驶的安全性以及可靠性。

Description

一种汽车安全多功能限速报警装置
技术领域：
本发明涉及一种汽车行驶速度自动监测报警装置，尤其适合高安全场合汽车限速报警以及恶劣环境或者封闭信号屏蔽环境下的汽车限速报警。 
背景技术：
随着人民生活水平的提高，汽车普及率也越来越高，但是随之而来的交通事故也越来越多。根据权威部门统计，每年超过一半的交通事故起因于汽车超速行驶，所以交通部门根据各路段的状况，设有汽车行驶的最高时速以及高速公路上的最低时速，并且针对不同的路况，行驶速度的限制也不同。目前，国内外较多采用雷达测速装置对违章超速行驶车辆实施测速，并结合现场测速、堵截和处罚等措施，控制和处罚违章驾驶人员，维护道路的畅通和交通安全。超速现象通过交通部门的实时监控以及测速得到一定的缓解，但是测速装置只是部分路段，导致非测速路段驾驶速度更快，不能完全杜绝由于超速引起的交通事故。
发明内容：
本发明的目的是针对目前不同路段速度限制不同，能在不同路段及时提供有效的超速或者低速行驶的警报，使得车辆尽可能安全行驶。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种汽车安全多功能限速报警装置，其特征在于：包括GPS接收机、微惯性导航仪、PC工控机、显示器以及报警器，在所述的PC工控机内存储有道路地图数据库，所述的PC工控机信号输入端分别与所述的GPS接收机和微惯性导航仪的信号输出端连接，所述的PC工控机接收所述GPS接收机和微惯性导航仪获取的车辆运行速度信息并与道路地图数据库内道路的限速信息比较，所述的报警器与所述的PC工控机连接用于发出报警信息。
所述的GPS接收机接收来自导航GPS卫星发出的信号，包括：车辆位置、速度以及方向，并负责向微惯性导航仪进行传递对准。
微惯性导航仪包括三个硅微陀螺仪和三个石英加速度计，三个硅微陀螺仪和三个石英加速度计分别沿着相互垂直的三个空间轴分布。
所述的限速信息包括行驶最低限值和最高限值。
GPS接收机使用XW-RTK OEM模块，石英加速度计使用XW-AS1920石英加速度计，硅微陀螺仪使用CRG20 微机械陀螺。
本发明涉及一种汽车安全多功能限速报警装置，通过由GPS接收机、微惯性导航仪、地图显示器、地图数据库、PC104工控机、报警器组成。
工作原理：车辆行驶过程中，在GPS卫星信号较好时，使用GPS进行导航定位，车辆获得位置信息以及速度信息，并可以将实时信息显示在显示屏上，通过GPS获得的车辆速度信息与数据库中预先存储的行驶道路速度信息进行比较，如果高于行驶速度最高限值，则报警器发出警报，提醒超速。如果低于行驶速度最低限值，则报警器发出警报，提醒速度较低，注意靠边，打警示灯。
如果GPS卫星信号很弱，甚至没有的时候，比如车辆驶入隧道、涵洞、高层楼宇之间、茂密树林遮挡的时候，此时通过***自动切换到惯性导航模式，启动微惯性导航仪，并通过微惯性导航仪获得车辆的位置、速度信息，可以显示在显示器上通过微惯性导航仪获得的车辆速度信息与数据库中预先存储的速度信息进行比较，如果高于行驶速度最高限值，则报警器发出警报，提醒超速。如果低于行驶速度最低限值，则报警器发出警报，提醒速度较低，注意靠边，打警示灯。
本发明的优点是：将无论在卫星信号较好或者没有卫星信号的条件下，都可以及时提醒驾驶人员注意车辆行驶速度，保证行车安全。
附图说明
图1汽车安全限速报警装置原理框图。
图2加速度计与陀螺仪的装配示意图。
图3加速度计与陀螺仪组合惯性测量单元与车辆安装关系图。
图4捷联微惯性导航仪算法原理框图。
其中：1、GPS接收机；2、微惯性导航仪；3、PC工控机；4、显示器；5、报警器；6、按钮；7、微惯性测量单元；8、石英加速度计；9、微机械陀螺仪。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
本发明的目的是针对目前不同路段速度限制不同，能在不同路段及时提供有效的超速或者低速行驶的警报，使得车辆尽可能安全行驶。
本发明涉及一种汽车安全多功能限速报警方法及装置，通过由GPS接收机1、微惯性导航仪2、显示器6、PC104工控机3、报警器5组成，在PC工控机内存储有道路地图数据库， PC工控机3信号输入端分别与GPS接收机1和微惯性导航仪2的信号输出端连接， PC工控机3接收GPS接收机1和微惯性导航仪2获取的车辆运行速度信息并与道路地图数据库内道路的限速信息比较，所述的报警器5与所述的PC工控机2连接用于发出报警信息。
工作原理：车辆行驶过程中，在GPS卫星信号较好时，使用GPS进行导航定位，车辆获得位置信息以及速度信息，并可以将实时信息显示在显示屏上，通过GPS获得的车辆速度信息与数据库中预先存储的行驶道路速度信息进行比较，如果高于行驶速度最高限值，则报警器发出警报，提醒超速。如果低于行驶速度最低限值，则报警器发出警报，提醒速度较低，注意靠边，打警示灯。
如果GPS卫星信号很弱，甚至没有的时候，比如车辆驶入隧道、涵洞、高层楼宇之间、茂密树林遮挡的时候，此时通过***自动切换到惯性导航模式，启动微惯性导航仪，并通过微惯性导航仪获得车辆的位置、速度信息，可以显示在显示器上通过微惯性导航仪获得的车辆速度信息与数据库中预先存储的速度信息进行比较，如果高于行驶速度最高限值，则报警器发出警报，提醒超速。如果低于行驶速度最低限值，则报警器发出警报，提醒速度较低，注意靠边，打警示灯。
本发明的优点是：将无论在卫星信号较好或者没有卫星信号的条件下，都可以及时提醒驾驶人员注意车辆行驶速度，保证行车安全。

Claims (5)

1.一种汽车安全多功能限速报警装置，其特征在于：包括GPS接收机（1）、微惯性导航仪（2）、PC工控机（3）、显示器（4）以及报警器（5），在所述的PC工控机（3）内存储有道路地图数据库，所述的PC工控机（3）信号输入端分别与所述的GPS接收机（1）和微惯性导航仪（2）的信号输出端连接，所述的PC工控机（3）接收所述GPS接收机（1）和微惯性导航仪（2）获取的车辆运行速度信息并与道路地图数据库内道路的限速信息比较，所述的报警器与所述的PC工控机（3）连接用于发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种汽车安全多功能限速报警装置，其特征在于：所述的GPS接收机（1）接收来自导航GPS卫星发出的信号，包括：车辆位置、速度以及方向，并负责向微惯性导航仪进行传递对准。
3.根据权利要求1所述的一种汽车安全多功能限速报警装置，其特征在于：微惯性导航仪（2）包括三个硅微陀螺仪（9）和三个石英加速度计（8），三个硅微陀螺仪（9）和三个石英加速度计（8）分别沿着相互垂直的三个空间轴分布。
4.根据权利要求1所述的一种汽车安全多功能限速报警装置，其特征在于：所述的限速信息包括行驶最低限值和最高限值。
5.根据权利要求1所述的一种汽车安全多功能限速报警装置，其特征在于：GPS接收机使用XW-RTK OEM模块，石英加速度计使用XW-AS1920石英加速度计，硅微陀螺仪使用CRG20 微机械陀螺。
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