Способ обеспечения безопасности дорожного движения



Способ обеспечения безопасности дорожного движения
Способ обеспечения безопасности дорожного движения

 


Владельцы патента RU 2469890:

Меньтюков Александр Андреевич (RU)
Рыбкин Владимир Васильевич (RU)

Изобретение относится к технике предотвращения столкновений транспортных средств (ТС) с пешеходами. Способ включает синхронизацию часов опорных передатчиков, измерение времени пробега радиосигнала от антенн трех или более опорных радиопередатчиков, находящихся на удалении от ТС и пешехода, до антенны радионавигационного устройства, находящегося на ТС или пешеходе, вычисление координат ТС и пешехода с помощью вычислительного устройства, передачу по радиоканалу информации о координатах ТС и пешеходов, их идентификационных номеров в информационный компьютерный центр и передачу участникам дорожного движения предупреждающих сигналов. Вдоль дорожного полотна в фиксированных точках с известными трехмерными координатами антенн устанавливают радиовышки с опорными передатчиками. Синхронизацию часов опорных радиопередатчиков с часами информационного компьютерного центра осуществляют по имеющейся между ними оптоволоконной линии связи. Создают цифровую карту дороги путем разбиения дорожного полотна на пиксели с известными трехмерными координатами, с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров. На ТС устанавливают два радионавигационных устройства, разнесенных вдоль продольной оси ТС, и по их постоянно измеряемым трехмерным координатам и по цифровой карте дороги определяют положение ТС относительно осевой линии дорожного полотна в любой момент времени. Изобретение обеспечивает повышенную безопасность дорожного движения. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области систем обеспечения безопасности дорожного движения и может быть использовано при создании конструкций транспортных средств и дорожной инфраструктуры, отвечающих повышенным требованиям безопасности.

Известен способ обеспечения безопасности дорожного движения [1], основанный на информировании водителя с помощью установки вдоль дорожного полотна пассивных дорожных знаков (предупреждающих, запрещающих, предписывающих), проведении на дорожном полотне горизонтальной разметки в виде линий, стрел, надписей, устанавливающих определенные режимы и порядок движения, проведения вертикальной разметки в виде сочетания черных и белых полос на дорожных сооружениях и элементах оборудования дорог для указания их габаритов, установку вдоль дорожного полотна видеокамер для фиксации нарушений правил дорожного движения и определения номеров автомобилей. Недостатком данного способа является низкая эффективность при движении в условиях плохой видимости из-за плохой погоды или в ночное время.

Известна система безопасности дорожного движения Advanced Automatic Crash Notification (AACN) фирмы GM, реализация которой основана на установке внутри автомобиля системы датчиков подключенных к компьютерному измерительному модулю. По сигналам с датчиков измерительный модуль определяет число пассажиров, скорость автомобиля и место удара по автомобилю при столкновениях. По величине изменения скорости автомобиля в единицу времени (ускорению) определяется степень серьезности аварии по стандартной шкале, разработанной Национальной администрацией дорожного движения на шоссейных дорогах (США). Эту информацию измерительный модуль передает по радиоканалу оператору, который принимает решение о вызове к месту аварии служб оказания помощи. Недостатком данного способа является низкая информированность водителя о ситуации на дороге, что увеличивает вероятность дорожно-транспортного происшествия.

Известен способ обеспечения безопасности дорожного движения, предложенный компанией Toyota, основанный на развертывании вдоль дорог информационных сетей, позволяющих вести обмен информацией между объектами «автомобиль-автомобиль», «автомобиль-дорога», «автомобиль-пешеход». Информационная сеть позволяет автомобилю получать информацию о показаниях светофоров, дорожных знаках, возможных препятствиях на дорогах. Эта информация докладывается водителю с помощью звуковых и визуальных сигналов [3, 4]. Недостатком данного способа является отсутствие информации о точных координатах участников дорожного движения (автомобилей и пешеходов), что снижает точность их взаимодействия на дороге и увеличивает вероятность аварии.

Известна навигационно-информационная система, основанная на использовании инфраструктуры и частотных ресурсов существующих передающих телевизионных центров [12]. Работа системы основана на использовании сигналов от существующих глобальных навигационных спутниковых систем (типа ГЛОНАСС или GPS) и контрольно-корректирующей базовой станции для введения дифференциальных поправок. Система включает в себя абонентские терминалы приема информации с комплектом устройств, предназначенных для приема дифференциальных поправок, передаваемых с телевизионного центра. Недостатком системы является небольшой радиус действия, ограниченный зоной уверенного приема радиосигналов с телевизионного центра (до 200 км). Другим недостатком системы является низкая точность измерения координат абонента. Известно [8], что при использовании спутниковых систем, после введения дифференциальной поправки, погрешность определения координат стационарных объектов составляет 2 м, а подвижных объектов 5 м. К дополнительному снижению точности приводит также возможность появления неблагоприятной геометрии расположения видимых спутников (приблизительно на одной прямой).

Известен способ радионавигации и региональная система для ее осуществления [13], при реализации которого региональное радионавигационное поле создают с помощью сети из N синхронизированных станций, работающих на низкой несущей частоте 80 кГц. В данном способе, как и в других региональных системах радионавигации, используется разреженная сеть опорных передатчиков. Так для территории Казахстана предполагаемое число передатчиков равно 7. В региональных системах радионавигации, опорные передатчики, как правило, находятся за пределами прямой видимости с подвижных объектов. Поэтому для обеспечения приема сигнала от удаленного передатчика, в данном способе используется очень низкая несущая частота сигнала 80 кГц. В данном случае используется свойство радиоволн - огибать препятствия с характерным размером d, если выполняется условие λ≥d, где λ - длина волны. Так при частоте f=80 кГц λ=c/f=3.75 км, где с=2.9979·108 м/с - скорость света в вакууме, т.е. λ сравнима с размерами естественных препятствий (например, холмов). Поскольку радиоволны в данном случае распространяются не по прямой линии, то это приводит к снижению точности измерения задержки сигнала. Например, если вертикальный размер препятствия равен λ/4, то погрешность определения временной задержки Δt=λ/4c. Это означает, что координата объекта будет измерена с большой погрешностью порядка Δx=cΔt=940 м. Так известные региональные радионавигационные системы «Лоран С» (США) и «Чайка» (Россия) обладают высокой абсолютной погрешностью определения координат 120-700 м [14, 17]. Недостатком способа является также то, что синхронизация излучения станций осуществляется с помощью радиосигналов, распространяющихся в воздушной среде, что приводит к влиянию радиопомех. Также известно [14], что скорость распространения радиоволн зависит от таких физических параметров воздушной среды как влажность, температура и давление. Пространственные и временные хаотические изменения этих параметров ведут к снижению точности синхронизации излучения станций, что, в свою очередь, ведет к снижению точности измерений координат объектов.

Известен способ создания цифровой карты дороги путем построения графов [15]. Граф дорог является цифровой векторной картой дороги и представляет собой совокупность топологически связанных дуг и узлов, которые передают маршруты движения транспортных средств [16]. Недостатком такого способа построения цифровой карты дороги является то, что он не позволяет определять положение транспортного средства относительно осевой линии и краев дорожного полотна.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому решению является способ обеспечения безопасности дорожного движения, предложенный компанией Nis-san [5], основанный на использовании навигационной системы GPS [6, 7, 8]. При реализации данного способа пешеход снабжается специальным радионавигационным устройством (GPS-приемником), например, встроенным в мобильный телефон. Второй GPS-приемник устанавливается в автомобиле. Автомобиль и пешеход определяют свои координаты, скорость и направление движения и регулярно передают эту информацию в специальный информационный компьютерный центр. Информационный центр обрабатывает эти данные. Если возникает вероятность столкновения, информационный центр передает участникам движения предупреждающие сигналы. Недостатком данного способа является невысокая точность определения координат объектов. Типичная погрешность гражданских автономных GPS-приемников в горизонтальной плоскости составляет 15 метров. При хорошей видимости спутников она может уменьшиться до 5 метров [6]. Одна из составляющих погрешности связана с тем, что радиус орбиты навигационных спутников составляет около 20000 км и основная часть пути радиоволн проходит в ионосфере. Неконтролируемые задержки радиоволн в ионосфере приводят к ошибкам порядка 20-30 метров днем и 3-6 метров ночью. Несмотря на то, что сообщения, передаваемые с борта навигационного спутника, содержат в себе модель ионосферы, компенсация фактической задержки в лучшем случае составляет 50% [8]. Другая составляющая погрешности связана с задержками при прохождении радиоволн в тропосфере. Величина этого вида погрешности может достигать 30 метров [8]. Существует также эфемеридная погрешность, обусловленная тем, что спутник движется по орбите. Ошибка вызвана несоответствием расчетного положения спутника с фактическим. Величина этой погрешности достигает 3 метров [8]. Применение метода дифференциальной коррекции с использованием наземной базовой станции с известными координатами позволяет несколько уменьшить погрешности, обусловленные задержкой сигналов, и эфемеридные погрешности, но они все еще остаются достаточно большими. После проведения коррекции погрешность при определении координат подвижных объектов составляет 5 метров, а стационарных 2 метра [8]. Однако метод дифференциальной коррекции улучшает результаты измерений координат лишь для объектов, находящихся вблизи от базовой станции, то есть там, где сохраняются одинаковые условия прохождения радиоволн в ионосфере и тропосфере. К другим недостаткам системы GPS следует отнести влияние геометрии расположения видимых спутников на точность вычисления координат. Примером плохой геометрии, снижающей точность определения координат, является расположение спутников приблизительно на одной прямой. В городах, где имеются высокие здания, или в горах сигналы от отдельных спутников могут быть экранированы, что делает невозможным определение координат, если число видимых спутников оказывается меньше 3. В городах и горах отрицательное влияние на точность определения координат оказывают и отраженные радиоволны. В системе GPS влияние геометрии, эффекта экранировки и отраженных волн невозможно устранить или уменьшить выбором места расположения опорных радиопередатчиков, так как они установлены на спутниках, постоянно меняющих свои координаты. Из-за постоянного перемещения спутников и непостоянства скорости распространения радиосигнала между ними и наземным пунктом управления возникают трудности установки на атомных часах спутников единого (унифицированного) времени, что снижает точность измерений. К недостаткам известного способа следует также отнести и то, что система GPS не всегда доступна для гражданского пользователя. Так во время конфликта в Ираке гражданский сектор GPS был отключен [6]. Спутниковая навигационная система ГЛОНАСС российского производства имеет потенциальные технические характеристики сходные с системой GPS [9, 10]. Из-за невысокой точности определения координат участников дорожного движения при реализации известного способа продолжает оставаться высокой вероятность столкновения между автомобилями, а также между автомобилями и пешеходами.

Задачей изобретения является обеспечение безопасности дорожного движения. Поставленная задача решается предлагаемым нами способом обеспечения безопасности дорожного движения, включающем синхронизацию часов опорных радиопередатчиков, измерение времени пробега радиосигнала от антенн трех или более опорных радиопередатчиков, находящихся на удалении от транспортного средства и пешехода до антенны радионавигационного устройства, находящегося на транспортном средстве и пешеходе, вычисление координат транспортного средства и пешехода с помощью вычислительного устройства, передачу по радиоканалу информации о координатах транспортных средств и пешеходов, их идентификационных номеров в информационный центр, передачу участникам дорожного движения предупреждающих сигналов. Способ отличается тем, что вдоль дорожного полотна в фиксированных точках с известными трехмерными координатами антенн устанавливают радиовышки с опорными радиопередатчиками, синхронизацию часов опорных радиопередатчиков с часами информационного компьютерного центра осуществляют посредством периодической посылки синхронизирующих сигналов по имеющейся между ними оптоволоконной линии связи, предварительно создают цифровую карту дороги, путем разбиения дорожного полотна на пиксели с известными трехмерными координатами, с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров, на транспортном средстве устанавливают два радионавигационных устройства, разнесенных вдоль продольной оси транспортного средства, по их постоянно измеряемым трехмерным координатам и по цифровой карте дороги определяют положение продольной оси транспортного средства относительно осевой линии дорожного полотна.

При этом целесообразно по всей длине дороги равномерно располагать несколько информационных компьютерных центров, сообщающихся между собой и с опорными радиопередатчиками посредством радио, кабельных и оптоволоконных линий связи.

На каждой радиовышке опорных радиопередатчиков целесообразно устанавливать радиоприемник с ретранслятором и информацию от транспортного средства или пешехода передавать по радиоканалу на ближайший из этих радиоприемников, а затем ретранслировать по оптоволоконной линии связи в ближайший компьютерный информационный центр.

В информационном компьютерном центре необходимо устанавливать атомные часы и синхронизировать с ними часы опорных передатчиков и унифицированное время передавать по радио на радионавигационное устройство, расположенное на транспортном средстве и пешеходе и использовать при вычислениях их координат.

В информационном компьютерном центре необходимо вести подсчет транспортных средств, движущихся по пересекающимся дорогам и вырабатывать сигналы для оптимального управления светофорами на перекрестках и информацию о показаниях светофоров передавать транспортным средствам и пешеходам.

Для реализации функции автопилота на транспортном средстве необходимо устанавливать электропривод руля, электропривод педали газа, электропривод педали тормоза, электропривод педали сцепления, управление которыми осуществляют при помощи вычислительного устройства транспортного средства с использованием трехмерной цифровой карты дороги с дорожными знаками и измеренных на транспортном средстве его трехмерных координат и положения продольной оси относительно осевой линии дорожного полотна, а также поступающей из информационного компьютерного центра информации о координатах других участников дорожного движения. Кроме того, для получения дополнительной информации о препятствиях на дороге на транспортном средстве целесообразно устанавливать радиоволновые и ультразвуковые радары, лазерные дальномеры и видеокамеры для кругового обзора.

Для обеспечения безопасности вождения транспортного средства при нарушении нормального режима работы двигателя или потере водителем адекватности управление транспортным средством осуществляется из информационного компьютерного центра. При этом транспортное средство управляемое автопилотом, автоматически паркуется по программе, заложенной в автопилоте.

Контроль работы транспортного средства целесообразно проводить путем непрерывного слежения за температурой работающего двигателя, давлением масла, количеством топлива, а адекватность водителя целесообразно определять с помощью расположенных в салоне транспортного средства устройств слежения за физическим состоянием водителя таких, как датчик частоты пульса, датчик температуры тела, датчик частоты дыхания, видеокамера для определения состояния открытия-закрытия глаз. Кроме того, в салоне транспортного средства устанавливают датчики для определения содержания в атмосфере вредных веществ, например угарного и углекислого газов, а также паров топлива, алкоголя, наркотических веществ. В случае выхода хотя бы одного из контролируемых параметров за допустимые пределы, принимается решение об остановке транспортного средства.

На фиг.1 показана схема измерения координат участников дорожного движения.

На фиг.2 показана схема измерения временной задержки радиосигнала, приходящего от опорного радиопередатчика, по одинаковым участкам псевдослучайного кода в передатчике и в радионавигационном устройстве.

На фиг.1 и фиг.2: 1, 2, 3, 4 - блоки опорных радиопередатчиков с антеннами, установленные на радиовышках 5, 6, 7, 8; 9, 10 - транспортные средства; 11, 12 - пешеходы; 13, 14 - дорожное полотно; 15 - информационный компьютерный центр с радиовышкой 16; 17 - псевдослучайный код в радионавигационном устройстве на транспортном средстве или пешеходе; 18 - псевдослучайный код, передаваемый опорным радиопередатчиком; t - ось времени, ti - временная задержка сигнала.

Способ основан на измерении времени (t) пробега радиосигнала от антенн трех или более опорных радиопередатчиков до антенн радионавигационных устройств, расположенных на транспортных средствах и пешеходах. Поскольку скорость распространения радиоволн (ν) в воздушной среде является практически постоянной величиной и близка к скорости света в вакууме (2.99792458×108 м/с) [11], то это позволяет определить расстояния L1, L2, L3, L4 от антенн опорных радиопередатчиков с известными координатами до антенн радионавигационных устройств, расположенных на транспортном средстве или пешеходе:

где t1, t2, t3, t4 - временные задержки радиосигналов, посланных от опорных радиопередатчиков 1, 2, 3, 4. Поскольку координаты антенн опорных радиопередатчиков известны, то после решения геометрической задачи находятся координаты транспортного средства или пешехода в выбранной системе координат.

Способ осуществляют следующим образом. Опорные радиопередатчики с антеннами располагают вдоль дорожного полотна в таких точках, чтобы с любого участка дорожного полотна осуществлялась прямая радиовидимость антенн не менее чем трех опорных передатчиков (например, четырех), расположенных не на прямой линии (фиг.1). Используя высокоточные атомные часы (например, цезиевые или водородные), установленные в информационном компьютерном центре 15 с радиовышкой 16, вначале производят синхронизацию атомных или кварцевых часов, установленных в блоках опорных радиопередатчиков 1, 2, 3, 4, размещенных на радиовышках 5, 6, 7, 8. Для этого по каналу связи (например, по оптоволоконной линии или по коаксиальному электрическому кабелю) в блок опорного радиопередатчика 1 посылаются синхронизирующие сигналы. В результате на часах в блоке радиопередатчика устанавливается время, одинаковое со временем атомных часов, находящихся в информационном компьютерном центре 15 (унифицированное время). Аналогичным образом, устанавливается унифицированное время и на часах, расположенных в блоках опорных радиопередатчиков 2, 3, 4 с абсолютной погрешностью не более 1 наносекунды. Опорные радиопередатчики, работающие на несущей частоте (2-15) ГГц, периодически передают навигационный сигнал с периодом повторения не реже 1 мс. Навигационный сигнал включает в себя идентификационный номер опорного радиопередатчика, трехмерные координаты его антенны, координаты антенн радионавигационных устройств ближайших участников дорожного движения и их идентификационные номера, собственное время опорного радиопередатчика, а также псевдослучайный код 18, который используется для измерения временной задержки радиосигнала на пути между антенной радиопередатчика и антенной радионавигационного устройства, установленного на транспортном средстве 9, 10 или на пешеходе 11, 12. Приняв навигационные сигналы от 3-х и более радиопередатчиков, радионавигационное устройство с помощью вычислительного устройства по величине временной задержки сигнала вначале определяет псевдодальности до опорных радиопередатчиков по формулам (1), (2), (3), (4). Псевдодальность представляет собой радиус сферы, в центре которой расположена антенна опорного радиопередатчика. Затем методом последовательных приближений вычислительное устройство корректирует время на своих часах до тех пор, пока все сферы не пересекутся в одной точке. После проведения этой операции псевдодальности превращаются в дальности, то есть в истинные расстояния от антенны радионавигационного устройства до антенн каждого опорного радиопередатчика 1, 2, 3, 4. Используя известные дальности и известные координаты опорных радиопередатчиков, вычислительное устройство решает геометрическую задачу и определяет окончательные координаты антенны радионавигационного устройства. Для получения двухмерных координат вычислительному устройству необходимо обработать сигналы от трех опорных радиопередатчиков, а для получения трехмерных координат - от четырех. Аналогичным образом, определяются координаты антенны и второго радионавигационного устройства, расположенного на транспортном средстве. По разностям координат антенн двух радионавигационных устройств с использованием цифровой карты дороги определяют положение продольной оси транспортного средства относительно осевой линии дорожного полотна. Вычисленные координаты транспортного средства и его положение относительно дорожного полотна по радиоканалу и оптоволоконной линии связи передаются в компьютерный информационный центр 15. Туда же передаются и результаты измерений всех датчиков, расположенных в салоне транспортного средства. Используя вычисленные координаты транспортного средства и известное положение продольной оси транспортного средства относительно осевой линии дорожного полотна, вычислительное устройство транспортного средства отображает силуэт данного автомобиля на мониторе на фоне цифровой карты дороги. На этом же мониторе отображаются движущиеся силуэты и других участников дорожного движения (в том числе недоступных для визуального контроля при движении в тумане или в ночное время) на основе информации, переданной из компьютерного информационного центра. Цифровая карта дороги предварительно создается путем разбиения дорожного полотна 13, 14 на пиксели с площадью не более 0.1 м×0.1 м=0.01 м2. На основе геодезических измерений каждому пикселю присваиваются свои уникальные координаты (широта, долгота, высота над уровнем моря). На цифровой карте дороги также отображаются дорожные знаки, горизонтальная и вертикальная разметка и характерные ориентиры (дома и другие объекты). При приближении транспортного средства к дорожному знаку, его вычислительное устройство, используя цифровую карту дороги, голосом и визуально на мониторе, сообщает водителю о значении дорожного знака или разметки. Цифровая карта дороги предварительно заносится в память вычислительного устройства транспортного средства в составе программного обеспечения. Аналогичная цифровая карта дороги размещается и в памяти компьютера информационного компьютерного центра. Используя всю совокупность информации, поступающей от участников дорожного движения (индивидуальные координаты, показания датчиков), информационный компьютерный центр вырабатывает для каждого из участников дорожного движения регулирующие сигналы, например, «уменьшить скорость», «пропустить», «остановиться» и другие. Для повышения быстродействия телеметрическую информацию от участников дорожного движения и регулирующие сигналы целесообразно передавать на несущей частоте, отличающейся от несущей частоты навигационного сигнала.

Приведем пример осуществления способа согласно изобретению. Вдоль участка дороги нами были установлены 4 опорных передатчика 1, 2, 3,4, работающих на частотах (2-15) ГГц, соединенных между собой и информационным компьютерным центром 15 оптоволоконной линией связи. При этом координаты передающих антенн в выбранной прямоугольной системе координат составили:

1. x1=398,3 м; y1=315,1 м; z1=210,2 м;

2. x2=421,5 м; y2=-347,7 м; z2=205,1 м;

3. x3=918,6 м; y3=318,4 м; z3=207,6 м;

4. x4=911,7 м; y4=-305,2 м; z4=208,3 м,

где ось ОХ направлена вдоль осевой линии дорожного полотна (для простоты расчетов выбран прямолинейный участок дороги), ось OY лежит в горизонтальной плоскости, ось OZ направлена вертикально вверх и z=0 соответствует уровню моря. При испытаниях радионавигационное устройство располагалось на транспортном средстве и имело заранее известные координаты антенны х0=551,3 м, y0=1,90 м, z0=192,3 м. После проведения синхронизации часов опорных передатчиков по часам информационного компьютерного центра, а затем часов радионавигационного устройства методом последовательных приближений, измеренные временные задержки сигналов от четырех опорных передатчиков, соответственно, составили:

t1=1164,0 нс; t2=1244,7 нс; t3=1618,3 нс; t4=1580,7 нс.

При этом, согласно выражений (1), (2), (3), (4), вычисленные дальности составили:

L1=348,95 м; L2=373,16 м; L3=485,14 м; L4=473,88 м.

По известным дальностям, после решения геометрической задачи, получены следующие координаты антенны радионавигационного устройства:

x0=551,2 м; y0=1,97 м; z0=192,1 м.

Таким образом, абсолютная погрешность определения координат в горизонтальной плоскости в направлении оси ОХ составила 0,1 м, в направлении оси OY - 0,07 м, а в направлении оси OZ - 0,2 м.

Таким образом, по сравнению с известным способом, использование предлагаемого способа позволяет в несколько раз повысить точность определения координат транспортных средств и пешеходов, что, в свою очередь, ведет к повышению безопасности дорожного движения.

Источники информации

1. Правила дорожного движения / (http://ppdd.ru). 2009 г.

2. Автоматическая система спасения для автомобиля - благо или новая опасность? (http://www.algonet.ru/?ID=223565). 2002 г.

3. Тихонов А. Новая система безопасности от Toyota Motor: Intelligent Transportation System (http:/www.carox.ru/?g0=news@nid=1031). 2009 г.

4. Toyota работает над системой безопасности дорожного движения (http://itnewss.com/36313.html), 2009 г.

5. Система безопасности дорожного движения на основе GPS (http://www.gogps.ru/news/view/17), 2009 г.

6. GPS / (http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS), 2009 г.

7. Липкин И.А. Спутниковые навигационные системы, М.: Вузовская книга, 2001 г.

8. Глинских А. Системы глобального позиционирования (http://www.ci.ru/inform22_00/p06gps.htm), 2002 г.

9. ГЛОНАСС (http://ru.wikipedia.org/wiki/ГЛОНАСС), 2009 г.

10. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. - Под редакцией А.И.Перова, В.Н.Харисова, 3-е изд. перераб. - М.: Радиотехника, 2005 г.

11. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - М.: «Наука», 1989 г.

12. Патент RU 2365061 С2, H04N 7/08, 27.08.2009.

13. Патент RU 2164694 С2, 27.03.2001, G01S 5/02, 27.03.2001.

14. Сафонов Р.А. Оценка возможности учета геофизических параметров атмосферы при решении навигационных задач в импульсно-фазовой навигационной системе (http://referatwork.ru/refs/source/ref-112673.html).

15. Патент RU 2377658 C1, G08G 1/0969, G01C 21/34, 14.11.2008.

16. ГИС ПАНОРАМА - Граф дорог. Создание, редактирование и поиск кратчайших маршрутов (http://www.gisinfo.ru/products/editroad.htm).

17. Иванюк B.C., Кульпанович А.П., Федукевич С.А. Радиотехнические системы обеспечения полетов авиации: особенности построения и функционирования, требования к параметрам и перспективы развития. - Минск: ВАРБ, 2008.

1. Способ обеспечения безопасности дорожного движения, включающий синхронизацию часов опорных передатчиков, измерение времени пробега радиосигнала от антенн трех или более опорных радиопередатчиков, находящихся на удалении от транспортного средства и пешехода, до антенны радионавигационного устройства, находящегося на транспортном средстве или пешеходе, вычисление координат транспортного средства и пешехода с помощью вычислительного устройства, передачу по радиоканалу информации о координатах транспортных средств и пешеходов, их идентификационных номеров в информационный компьютерный центр, передачу участникам дорожного движения предупреждающих сигналов, отличающийся тем, что вдоль дорожного полотна в фиксированных точках с известными трехмерными координатами антенн устанавливают радиовышки с опорными радиопередатчиками, синхронизацию часов опорных радиопередатчиков с часами информационного компьютерного центра осуществляют по имеющейся между ними оптоволоконной линии связи, создают цифровую карту дороги путем разбиения дорожного полотна на пиксели с известными трехмерными координатами, с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров, на транспортном средстве устанавливают два радионавигационных устройства, разнесенных вдоль продольной оси транспортного средства, и по их постоянно измеряемым трехмерным координатам и по цифровой карте дороги определяют положение транспортного средства относительно осевой линии дорожного полотна в любой момент времени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по всей длине дороги равномерно располагают несколько информационных компьютерных центров, сообщающихся между собой и с опорными радиопередатчиками посредством радио, кабельных и оптоволоконных линий связи.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на каждой радиовышке опорных радиопередатчиков устанавливается радиоприемник с ретранслятором, и информация от транспортного средства или пешехода передается по радиоканалу на ближайший из этих радиоприемников, а затем ретранслируется по оптоволоконной линии связи в ближайший информационный компьютерный центр.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в информационном компьютерном центре устанавливают атомные часы, с которыми синхронизируют часы опорных радиопередатчиков, и унифицированное время передают по радио на радионавигационное устройство, расположенное на транспортном средстве и пешеходе, и используют при вычислении их координат.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в информационном компьютерном центре ведут подсчет транспортных средств, движущихся по пересекающимся дорогам, и вырабатывают сигналы для оптимального управления светофорами на перекрестках, информацию о показаниях светофоров по радиоканалу передают транспортным средствам и пешеходам.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для реализации функции автопилота на транспортном средстве устанавливают электропривод руля, электропривод педали газа, электропривод педали тормоза и электропривод педали сцепления, управление которыми осуществляют при помощи вычислительного устройства транспортного средства с использованием трехмерной цифровой карты дороги с дорожными знаками и светофорами и измеренных на транспортном средстве его трехмерных координат, положения продольной оси транспортного средства относительно осевой линии дорожного полотна, а также поступающей из информационного компьютерного центра информации о координатах других участников дорожного движения, кроме того, для получения дополнительной информации о препятствиях на дороге на транспортном средстве устанавливают радиоволновые и ультразвуковые радары, лазерные дальномеры и видеокамеры для кругового обзора.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для обеспечения безопасности дорожного движения при нарушении нормального режима работы двигателя или потере водителем адекватности управление транспортным средством осуществляется из информационного компьютерного центра, либо транспортное средство автоматически паркуется по программе системы автопилота.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что ведут непрерывное слежение за температурой работающего двигателя транспортного средства, давлением масла, количеством топлива и определение физического состояния водителя путем размещения внутри салона транспортного средства устройств контроля частоты пульса, температуры тела, органов зрения, дыхания, а также содержания вредных веществ в атмосфере внутри салона транспортного средства, например угарного и углекислого газов, паров топлива, алкоголя, наркотических веществ и по результатам измерений принимают решение по продолжению движения или остановке транспортного средства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам автоматики с использованием собственного излучения объектов и может быть использовано для создания аппаратуры, служащей для предотвращения столкновений транспортных средств.

Изобретение относится к технике предотвращения дорожно-транспортных происшествий. .

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к системам предупреждения столкновения автомобиля при движении в транспортном потоке. .

Изобретение относится к области организации безопасности дорожного движения и может быть использовано как автоматическая система торможения транспортного средства.

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к способам и устройствам повышения активной безопасности транспортных средств, и может быть использовано в бортовой локальной информационно-вычислительной сети транспортного средства.

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в автоматических устройствах управления транспортным средством. .

Изобретение относится к системам автоматики с использованием собственного излучения объектов и может быть использовано для создания аппаратуры, служащей для предотвращения столкновений и наездов автомобилей и других транспортных средств.

Изобретение относится к устройствам отображения карты. .

Изобретение относится к навигации с помощью наземных средств. .

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения плоских декартовых координат и углового положения тележки мобильного робота при его перемещении по горизонтальной поверхности в заданном помещении.

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения пространственного положения по всем трем декартовым координатам и угловой ориентации по всем трем возможным направлениям вращения вокруг осей тележки мобильного робота при ее перемещении по поверхностям, близким к горизонтальным, например по напольным покрытиям производственных помещений.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения координат, скорости и угловых величин объекта в автоматических системах управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания средств измерения координат, скорости и угловых величин объекта в автоматических системах управления.

Изобретение относится к функциональным элементам систем автоматического управления /САУ/. .

Изобретение относится к навигационным измерениям и может быть использовано для определения текущих прямоугольных координат по информации о пройденном пути и угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса.
Наверх