[發明專利]一種無線測距及車輛防撞預警方法和系統

有效

• 申請號: 201710308117.X
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107064921B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 袁學明
• 申請（專利權）人: 袁學明
• 主分類號: G01S13/32
• 分類號: G01S13/32;G01S13/931
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 郭彩紅

本發明提供了一種無線測距及車輛防撞預警方法和系統，發射端以最大發射功率P_max發射電磁波；接收端接收發射端的電磁波信號，計算一個信號周期內收到的信號強度大于等于設置的門檻臨界值?P的時長?t或計數器數值，根據時長?t或計數器數值來確定接收端與發射端的距離；發射端發射的電磁波信號滿足一個信號周期內發射功率函數的單調性，并單一頻率輻射；以接收端車輛為原點，使用三點定位原理測出發射端車輛兩次以上位置，如果發射車輛兩次位置所在直線經過接收車輛安全行駛范圍，且距離逐漸減小，告知司機提前做出預警。硬件電路實現比較容易，硬件成本低；無需考慮發射端與接收端時間同步問題，無需考慮電磁波速的影響，測量誤差非常小。

技術領域

本發明涉及一種無線測距及車輛防撞預警方法和系統，特別是涉及一種適用于車輛無線測距防撞領域的無線測距及車輛防撞預警方法和系統。

背景技術

無線測距技術在生產生活中大量應用，特別是在汽車預警方面。現有汽車測距技術方式包括定向雷達反射波（紅外線、超聲雷達等）、詢問——應答式、單向測距（見申請號201210296473.1）都存在應用的不足：

定向雷達反射波測距：由于信號受到最近車輛或者建筑物的阻擋，只能知曉相鄰最近車輛的運行狀況，無法提前知曉稍遠處的交通狀況，如高速公路連環追尾事故。

詢問——應答式：根據文獻資料，這種以倍頻反饋方式一對一應答最突出缺點：1、時間占用較大，比較浪費時間，2、工作頻率不單一，在車流量密集區域進行測距時，系統頻帶占用較寬，對于現在稀缺的頻帶資源這種方式不可取，3、并且該詢問——應答式測距方式受電磁波的巨大波速和系統的延時影響，造成測距誤差較大。

單向測距（見申請號201210296473.1）：這種方式也存在嚴重不足：1、根據文獻，發射時間是從頻率中獲取，不同時間有不同頻率，所以對本身稀缺的頻帶占用較大，很浪費頻帶；2、由于系統運行時間差異，信號接收終端和信號發射端很難保證時間精確同步，并且該測距方式受電磁波的巨大波速的影響，造成測量誤差較大；3、頻帶很寬對于硬件的實現和成本都是一個難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種信號不受阻擋，時效性好，占用頻率唯一，測量誤差小，實現成本更低的廣播式無線測距及車輛防撞預警方法和系統。

本發明采用的技術方案如下：一種無線測距方法，發射端以最大發射功率P_max發射電磁波信號，接收端接收發射端的電磁波信號，并記錄一個信號周期內收到的信號強度大于等于設置的門檻臨界值?P的時長?t，或收到信號強度大于等于?P這段時間，計數器進行計數獲得計數值，根據時長?t或計數器數值來確定接收端與發射端之間的距離；

所述發射端發射的電磁波信號采用可變功率，滿足一個信號周期內發射功率與時間關系函數的單調性，以保證在一個射頻周期內△P傳播方向的單一性，不產生折返和駐留；

所述發射端發射的電磁波信號采用單一頻率輻射（一個單一的發射頻率）。

當發射端以一個最大發射功率P_max向外輻射電磁波時，隨著該電磁波傳輸距離的增加，每個接收端接收到的信號強度的逐漸變弱，如果在不同距離上的所有接收端，設定一個統一的門檻臨界值?P，則隨著傳輸距離的增加，一個信號周期內，每個接收端接收到的信號強度滿足門檻臨界值?P的響應時間時長?t逐漸減小，因此，能夠根據響應時間時長?t、最大發射功率P_max及其門檻臨界值?P的對應關系來求得發射端與接收端之間的距離r。

采用單一頻率廣播式輻射，節約了頻帶資源，并且硬件電路實現比較容易，節約硬件成本；發射電磁波采用可變功率和信號強度門檻臨界值△P，由于接收端計時或計數條件是信號強度大于等于門檻臨界值△P這一段時間作為計時或計數，因此無需考慮發射端與接收端時間同步問題，無需考慮電磁波速的影響，測量誤差非常小，理論值可以精確到毫米甚至更小。