一种基于卫星互联网的车联网救援系统及其救援方法

技术领域

本发明属于车联网领域，特别涉及到了一种救援系统。

背景技术

在公路上发生交通事故后，若影响到人身生命安全，相关的救援平台及系统将起到至关重要的作用。因此当道路事故发生后直到救援完成，其中报警、调度、到场、现场处置、后续善后等诸多环节，均存在诸多挑战。因此功能与性能俱佳的车载救援系统成为产业内日益增长的需求。

当前车联网产业如火如荼的发展中，通过车载通信终端和车载云服务平台的交互可以及时掌握车辆上传的动态及静态信息。当遭遇事故后，车辆基于蜂窝通信方式使用手动或自动模式通过车联网紧急救援应用联系呼叫中心，进而获得相关的救援指示与服务，并及时上传车辆位置。

当时现有技术还存在有以下缺点：

当前车载救援系统主要基于蜂窝通信，但在偏远地区或地面基站稀疏地区，由于地面基站无法完全覆盖道路，提供的通信质量较差，容易导致紧急救援系统失效；

传统卫星通信受带宽等因素限制，无法进行大体量的数据传输，因此对于视频类等数据的传输功能，存在一定的限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于卫星互联网的车联网救援系统，该系统能够弥补地面基站通信在空间维度的局限性，而且能够支持大体量的互联网数据交互。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种基于卫星互联网的车联网救援系统，该系统包括有用户车辆救援系统、救援车辆救援系统和地空一体化救援平台；用户车辆救援系统布置在被救车辆内；救援车辆无线终端布置在救援车辆内；

当地面通信通信质量差的情况下，用户车辆救援系统或/和救援车辆救援系统通过卫星通信与地面的信关站连接，信关站接入地面互联网与地空一体化救援平台连接，从而进行信息交互；

当地面通信质量好的情况下，用户车辆救援系统或/和救援车辆救援系统通过地面基站连接地空一体化平台；或通过直连通信的方式，用户车辆救援系统或/和救援车辆救援系统与周边车辆进行数据交互。

地面通信质量好的时候也可使用星基通信，主要是由于避免信道拥堵，因此可以采用基于差异性QoS服务的接入策略选择不同的网络。例如A功能使用星基实现，B功能使用地基实现等等。总之地面通信质量好的时候可以使用所有网络，但是可以提是基于差异性QoS的接入策略选择网络。通信质量好坏主要评判通信时延及丢包率等相关指标。一般判断数值参考相关的行业及团体标准。标准有很多，国际上有3GPP、5GAA，国内有CCSA，汽标委，CAICV等，每个标准指标也各不相同，具体的判定为现有技术。一般来说行业认为通信质量好，端到端时延低于200ms，丢包率不少于95％；否则为通信质量差。上述“/”为“或”。

在该系统中，将卫星互联网与车联网进行了结合，使用了融合卫星、信关站、地面通信基站、互联网平台、用户终端、救援终端多种通信载体的异构通信方式。卫星互联网不仅能够弥补地面基站通信在空间维度的局限性，而且能够支持大体量的互联网数据交互；在偏远地区或地面基站稀疏地区，也可以提供较好质量的通信，避免导致紧急救援失效。

进一步的，用户车辆救援系统包括车载无线通信模块、定位模块和功能模块，可调用车辆语音系统和视觉传感器。其中车载无线通信模块可支持蜂窝网络通信、直连通信、卫星通信等多种通信模式；定位模块支撑高精定位；该功能模块包括报警、语音视频、环境监控、救援发布等功能。

进一步的，救援车辆无线终端包括车载无线通信模块、定位模块和功能模块，可调用车辆语音系统，用于执行相关救援功能。其中功能模块包括参与调度车辆(接受调度)、实施导航、广播避让等相关功能。

进一步的，地空一体化平台为紧急救援服务的云平台，可管理并调度救援车辆、被救车辆及救援车辆进行数据交互，进行相关功能所需的计算，进行相关功能的数据转发及数据交互。

一种基于卫星互联网的车联网救援系统的救援方法，其步骤包括有

步骤1，当被救车辆接收到自动或者手动报警消息时，被救车辆感知事故并进行紧急呼叫地空一体化救援平台；

步骤2，地空一体化救援平台接收到被救车辆紧急呼叫后，确认事故情况，并与被救车辆车内人员进行沟通；在确认事故发生具体情况后，地空一体化救援平台调度周边救援车辆前往救援，并将事故相关情况同步给救援车辆；

步骤3，当救援车辆接收到地空一体化救援平台指令后，开启实时导航去往事故现场；同时，救援车辆在通往救援地点的途中开启广播避让功能；

步骤4，到达救援现场，实施救援。

进一步的，在步骤1中，当被救车辆接收到自动或者手动报警消息后，被救车辆自动触发紧急呼叫地空一体化救援平台，并语音提示用户；期间，用户可在短时间内手动取消或使用语言控制取消紧急呼叫。当被救车辆接收到的自动或者手动报警消息，可以是车内人员自己遭遇事故后，其主动报警或者被救车辆自动报警的消息；也可以是被救车辆发生事故后，其主动报警或者被救车辆自动报警的消息。

进一步的，在步骤2中，在确认事故情况时，地空一体化救援平台工作人员通过远程调用车辆的视觉传感器，查看车内及车外环境，确认事故发生的具体情况及具体位置。

进一步的，在步骤2中，与被救车辆车内人员进行沟通时，通过语音方式或语音视频方式与车内人员进行沟通。

进一步的，在步骤3中，当救援车辆开启实时导航去往事故现场时，实时导航在传统最优路线的计算策略的基础上，使用基于卫星拍摄的实时地理信息，根据机器学习算法识别卫星拍摄的实时画面，判断当前最优路线上是否存在阻碍通信的情况，通过地空一体化救援平台的实时计算，进而实时优化导航路线。

进一步的，在步骤2中，在地空一体化救援平台调度周边救援车辆前往救援之外，地空一体化救援平台通过互联网网站发布实时救援动态，协助周边社会人员根据营救难易程度进行志愿救援。

检测事故发生地5公里范围内的路侧通信单元，地空一体化救援平台将救援信息发送至最近路侧通信单元，请求路侧通信单元广播救援信息；

此外被救车辆内用户救援系统通过直连通信方式向周边车辆发送请求救援信息。

本发明的有益效果在于，在该系统中，将卫星互联网与车联网进行了结合，使用了融合卫星、信关站、地面通信基站、互联网平台、用户终端、救援终端多种通信载体的异构通信方式。卫星互联网不仅能够弥补地面基站通信在空间维度的局限性，而且能够支持大体量的互联网数据交互；在偏远地区或地面基站稀疏地区，也可以提供较好质量的通信，避免导致紧急救援失效。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的系统框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提出一种基于卫星互联网的车联网救援系统。

本系统主要包括用户车辆救援系统、救援车辆救援系统和地空一体化救援平台。其中被救车辆和救援车辆均需要支持本系统的相关功能。

用户车辆救援系统布置在被救车辆内，包括车载无线通信模块、定位模块和功能模块，可调用车辆语音系统和视觉传感器。

救援车辆无线终端布置在救援车辆内，包括车载无线通信模块、定位模块和功能模块，可调用车辆语音系统，用于执行相关救援功能。

地空一体化平台为紧急救援服务的云平台，可以管理并调度救援车辆，被救车辆及救援车辆进行数据交互，进行相关功能所需的计算，进行相关功能的数据转发及数据交互。

本系统的通信模式如下图2所示，用户车辆救援系统或救援车辆救援系统通过卫星通信与地面的信关站连接，信关站接入地面互联网与地空一体化救援平台连接，从而进行信息交互，该通信方式主要弥补地面基站不足。当地面通信质量较好的情况下，用户车辆救援系统或救援车辆救援系统可通过地面基站连接地空一体化平台，或通过直连通信的方式，与周边车辆进行数据交互。

本系统可实现的救援功能如下：

报警：当车内人员遭遇事故后，可通过手动或自动的方式紧急呼叫地空一体化救援平台。当被救车辆遭遇事故后，车辆检测到事故发生将自动触发紧急呼叫，并语音提示用户；若出现误触发现象，用户可在3秒内手动取消或使用语言控制取消紧急呼叫。用户可在任何时间内手动触发紧急呼叫功能。

语音视频：当地空一体化救援平台接收到用户车辆紧急呼叫后，通过语音方式或语音视频方式与车内人员进行沟通。此外用户车辆与救援车辆之间、救援车辆与地空一体化救援平台之间均可进行语音沟通。在救援车辆排出后，救援车辆可以对被救车内人员进行相关的自救指导及心理安抚。

环境监控：若车内人员丧失语音沟通能力，或无法表述清楚，地空一体化救援平台人员可通过远程调用车辆的视觉传感器(摄像头等)，查看车内及车外环境，已确认事故发生的具体情况及具体位置。此外救援车辆系统也可对被救车辆启动环境监控功能，以保证在出车过程中掌握被救车辆的实时动态，提前进行相关营救策略。

调度车辆：在确认事故发生具体情况后，地空一体化救援平台将紧急调度周边救援车辆前往救援，并将事故相关情况同步给救援车辆。

实时导航：当救援车辆接收到地空一体化救援平台指令后，开启实时导航去往事故现场。实时导航在传统最优路线的计算策略的基础上，使用基于卫星拍摄的实时地理信息，根据机器学习算法识别卫星拍摄的实时画面，判断当前最优路线上是否存在拥堵、其他事故发生、山体坍塌道路损毁等阻碍通信的情况，通过地空一体化救援平台的实时计算，进而实时优化导航路线。此外，通过机器学习方式识别事故发生点周边地理信息，规划导航路线的最后一公里。

救援发布：地空一体化救援平台通过互联网网站发布实时救援动态，周边社会人员可根据营救难易程度进行志愿救援。若事故发生地5公里范围内存在路侧通信单元，地空一体化救援平台将救援信息发送至最近路侧通信单元，请求路侧通信单元广播救援信息。此外用户救援系统可通过直连通信方式向周边车辆发送请求救援信息。

广播避让：救援车辆在通往救援地点的途中可开启广播避让功能，除开启声光提醒外，同时基于直连通信的方式向周边车辆发送V2X消息，请求周边车辆避让。基于通信的广播方式与传统单纯声光请求避让方式相比，对于无人驾驶汽车来说，可能无法正确识别救援车辆的声光状态，而对于收到的V2X消息可以准确识别，进而进行避让。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。