[发明专利]一种无线测距及车辆防撞预警方法和系统

说明书

本发明提供了一种无线测距及车辆防撞预警方法和系统，发射端以最大发射功率P_max发射电磁波；接收端接收发射端的电磁波信号，计算一个信号周期内收到的信号强度大于等于设置的门槛临界值∆P的时长∆t或计数器数值，根据时长∆t或计数器数值来确定接收端与发射端的距离；发射端发射的电磁波信号满足一个信号周期内发射功率函数的单调性，并单一频率辐射；以接收端车辆为原点，使用三点定位原理测出发射端车辆两次以上位置，如果发射车辆两次位置所在直线经过接收车辆安全行驶范围，且距离逐渐减小，告知司机提前做出预警。硬件电路实现比较容易，硬件成本低；无需考虑发射端与接收端时间同步问题，无需考虑电磁波速的影响，测量误差非常小。

技术领域

本发明涉及一种无线测距及车辆防撞预警方法和系统，特别是涉及一种适用于车辆无线测距防撞领域的无线测距及车辆防撞预警方法和系统。

背景技术

无线测距技术在生产生活中大量应用，特别是在汽车预警方面。现有汽车测距技术方式包括定向雷达反射波（红外线、超声雷达等）、询问——应答式、单向测距（见申请号201210296473.1）都存在应用的不足：

定向雷达反射波测距：由于信号受到最近车辆或者建筑物的阻挡，只能知晓相邻最近车辆的运行状况，无法提前知晓稍远处的交通状况，如高速公路连环追尾事故。

询问——应答式：根据文献资料，这种以倍频反馈方式一对一应答最突出缺点：1、时间占用较大，比较浪费时间，2、工作频率不单一，在车流量密集区域进行测距时，系统频带占用较宽，对于现在稀缺的频带资源这种方式不可取，3、并且该询问——应答式测距方式受电磁波的巨大波速和系统的延时影响，造成测距误差较大。

单向测距（见申请号201210296473.1）：这种方式也存在严重不足：1、根据文献，发射时间是从频率中获取，不同时间有不同频率，所以对本身稀缺的频带占用较大，很浪费频带；2、由于系统运行时间差异，信号接收终端和信号发射端很难保证时间精确同步，并且该测距方式受电磁波的巨大波速的影响，造成测量误差较大；3、频带很宽对于硬件的实现和成本都是一个难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种信号不受阻挡，时效性好，占用频率唯一，测量误差小，实现成本更低的广播式无线测距及车辆防撞预警方法和系统。

本发明采用的技术方案如下：一种无线测距方法，发射端以最大发射功率P_max发射电磁波信号，接收端接收发射端的电磁波信号，并记录一个信号周期内收到的信号强度大于等于设置的门槛临界值∆P的时长∆t，或收到信号强度大于等于∆P这段时间，计数器进行计数获得计数值，根据时长∆t或计数器数值来确定接收端与发射端之间的距离；

所述发射端发射的电磁波信号采用可变功率，满足一个信号周期内发射功率与时间关系函数的单调性，以保证在一个射频周期内△P传播方向的单一性，不产生折返和驻留；

所述发射端发射的电磁波信号采用单一频率辐射（一个单一的发射频率）。

当发射端以一个最大发射功率P_max向外辐射电磁波时，随着该电磁波传输距离的增加，每个接收端接收到的信号强度的逐渐变弱，如果在不同距离上的所有接收端，设定一个统一的门槛临界值∆P，则随着传输距离的增加，一个信号周期内，每个接收端接收到的信号强度满足门槛临界值∆P的响应时间时长∆t逐渐减小，因此，能够根据响应时间时长∆t、最大发射功率P_max及其门槛临界值∆P的对应关系来求得发射端与接收端之间的距离r。

采用单一频率广播式辐射，节约了频带资源，并且硬件电路实现比较容易，节约硬件成本；发射电磁波采用可变功率和信号强度门槛临界值△P，由于接收端计时或计数条件是信号强度大于等于门槛临界值△P这一段时间作为计时或计数，因此无需考虑发射端与接收端时间同步问题，无需考虑电磁波速的影响，测量误差非常小，理论值可以精确到毫米甚至更小。