CN109041014A - 使用光调制的车辆通信系统 - Google Patents

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Abstract

使用光调制的车辆通信系统。车辆通信系统包括车载车辆通信模块和远程通信模块。车载车辆通信模块包括被配置成被调制以便传输数据的光源、控制光源的车载控制器以及车载存储器，其可操作地耦合到车载控制器，使得车载控制器可以从车载存储器获得数据用于通过光源的传输。远程通信模块包括光接收器，该光接收器对由形成车载车辆通信模块的一部分的光源提供的调制的光敏感。在一些情况下，车辆通信系统使能车辆通信模块与远程通信模块之间的双向通信。

Description

使用光调制的车辆通信系统
技术领域
本公开涉及诸如车辆通信系统之类的通信系统，所述车辆通信系统使能车辆与远离车辆的接收器之间的通信，并且更特别地涉及采用光调制的车辆通信系统。
背景技术
存在其中车辆与车辆外部位置之间的通信可能是期望的很多情况。一个示例是控制对停车设施的访问。通常，驾驶员需要伸出手去拿停车票，或者在读卡器前丢弃（waive）访问卡。这要求驾驶员打开他们的窗户或门，并且花费时间。在某些情况下，RFID读卡器消除了驾驶员手动与读取器交互的需要，但RFID可能受到堵塞（jam）和/或非法入侵（hacking），并且在相邻RFID读取器之间的交互可能存在问题。例如，如果入口RFID读取器非常靠近出口读取器，则可能存在困难。在某些情况下，车辆通过多个入口或出口可能存在问题。自动车辆牌照识别是昂贵的，且遭受牌照被复制或篡改。对于安全的、还易于使用的车辆通信系统存在需要。
发明内容
本公开一般地涉及通信系统，并且更特别地涉及诸如车辆通信系统之类的通信系统，所述车辆通信系统使能车辆与远离车辆的接收器之间的通信。在本公开的示例中，车辆通信系统利用光调制来使能车辆与远离车辆的接收器之间的通信。
说明性的车辆通信系统可以包括车载车辆通信模块和远程通信模块。车载车辆通信模块可以包括被配置成被调制以便传输数据的光源、控制光源的车载控制器以及车载存储器，其可操作地耦合到车载控制器，使得车载控制器可以从车载存储器获得数据用于通过光源的传输。
在一些情况下，车载存储器可以被配置成存储车辆内容数据。当如此提供时，车载控制器可被配置成从车载存储器取回用于向远离车辆的接收器传送的车辆内容数据。远程通信模块可以包括对形成车载车辆通信模块一部分的光源提供的调制光敏感的光接收器、可操作地与所述光接收器和存储器耦合的控制器。存储器可以存储经由光接收器和远程控制器从车载车辆通信模块接收的数据。
在本公开的另一示例中，车载车辆通信模块被配置成在被配置成发送和接收LiFi通信的远程接收器和车载车辆通信模块之间提供双向通信。说明性的车载车辆通信模块包括被配置成被调制以便传输数据的LiFi光源，以及控制LiFi光源的控制器。LiFi光接收器也可操作地耦合到所述控制器。存储器可以可操作地耦合到控制器，使得控制器可以从存储器取回用于通过LiFi光源传输的数据。在一些情况下，存储器可以被配置成存储车辆标识数据、车辆内容数据、驾驶员标识数据和/或任何其他合适的数据。控制器可以被配置成从存储器取回车辆标识数据、车辆内容数据、驾驶员标识数据和/或用于向远程接收器传送的任何其他合适的数据。
在本公开的另一示例中，车载车辆通信模块被配置成在被配置成发送和接收LiFi通信的远程设备车和载车辆通信模块之间提供双向通信。车载车辆通信模块包括LiFi光源、LiFi光接收器和可操作地连接到所述LiFi光源和LiFi光接收器的控制器。车载车辆通信模块可以被配置成控制LiFi光源和LiFi光接收器，以提供车载车辆通信模块和远程设备之间的加密通信。
在本公开的另一示例中，车载车辆通信模块被配置成在被配置成发送和接收LiFi通信的远程接收器和车载车辆通信模块之间提供双向通信。车载车辆通信模块可以包括被配置成以高速被调制以便传输数据的LiFi光源，以及控制LiFi光源的控制器。LiFi光接收器还可操作地耦合到所述控制器。摄像机可以是关于车辆的内部可训练的，并且可操作地耦合到控制器，其本身被配置成将由摄像机提供的视频传输到远程接收器。
提供了前述发明内容以促进对本公开的特征中的一些的理解并且前述发明内容不旨在是完全的描述。可以通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为整体来获得对本公开的完全理解。
附图说明
在对结合附图的本公开的各种说明性实施例的以下描述的考虑中，可以更完整地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的示例的说明性车辆通信系统的示意性框图；
图2是根据本公开的示例的可用作车辆通信系统的一部分的说明性车载车辆通信模块的示意性框图；
图3是根据本公开的示例的可用作车辆通信系统的一部分的说明性车载车辆通信模块的示意性框图；
图4是根据本公开的示例的可用作车辆通信系统的一部分的说明性车载车辆通信模块的示意性框图；和
图5A和5B提供了根据本公开的示例的车辆通信系统的示例。
尽管本公开可经受各种修改和替代形式，但其细节已经通过示例在附图中示出并且将被详细描述。然而，应该理解的是，不旨在将本公开的方面限制于所描述的特定说明性实施例。相反，旨在涵盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
应参考附图来阅读以下具体实施方式，其中相同的附图标记表示相同的元素。不一定按比例的附图不旨在限制本公开的范围。在一些附图中，为了清楚起见，可能省略不认为是理解所图示部件中的关系所需的元素。
除非内容另有清楚地规定，否则本文中的所有数字均被假定为由术语“约”修饰。通过端点划定范围（range）的数值的记载包括纳入该范围内的所有数字（例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5）。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非内容另有清楚规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数个指代物。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非内容另有清楚规定，术语“或”通常以其包括“和/或”的意义使用。
应当注意，在说明书中对“实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定是指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，可以预期的是，除非清楚地相反说明，否则可以将所述特征、结构或特性应用于其他实施例，无论是否被明确描述。
本公开一般地涉及通信系统，并且更特别地涉及诸如车辆通信系统之类的通信系统，所述车辆通信系统使能车辆与远离车辆的接收器之间的通信。图1是使能在车辆和远离车辆的接收器之间的经由光调制的通信的说明性车辆通信系统10的示意性框图。说明性车辆通信系统10包括可以例如由车辆携带的车载车辆通信模块12，以及远程通信模块14，所述远程通信模块14例如可以相对于停车结构、安全门或任何其他合适的结构定位，用于与车载车辆通信模块12通信。
在一些情况下，车载车辆通信模块12可以包括被配置成被调制以便传输数据的光源16。在一些情况下，光源16可以内置于车辆前灯中，但这不是必需的。在一些情况下，光源16可以是发光二极管（LED）光源。在一些情况下，光源16可以是可见光源。在一些情况下，光源16可以是紫外（UV）光源或红外（IR）光源。在一些情况下，光源16可以是操作在两个或更多频带中的多频带光源，两个或更多频带诸如是可见光频带、UV光频带和IR光频带中的两个或更多个。在一些情况下，诸如可见光频带之类的一个频带可以被用于照明，而另一个频带可以被用于通信。
在一些情况下，光源16可以被配置成使得从光源16发出的光，或从光源16发出的光的至少特定波长可以以可以用于传输信息的速率被调制而不明显影响可见光。在一些情况下，光源16可以被认为是LiFi（光保真度）光源。LiFi可以被实现为与WiFi类似的双向、高速和完全联网的无线通信技术。在某些情况下，相对于其他无线通信技术，LiFi提供更高的带宽和更大的安全性。
车载控制器18可以被配置成控制光源16。车载存储器20可以可操作地耦合到车载控制器18，使得车载控制器18可以从车载存储器20取回数据用于通过光源16的传输。在一些情况下，车载存储器20可以被配置成存储车辆内容数据。可以被存储在车载存储器20内的车辆内容数据的说明性但非限制性的示例包括与当前正被车辆携带的货物的清单有关的清单信息。在一些情况下，车辆内容数据可以包括与车辆的驾驶员和/或车辆的乘客有关的信息。
在一些情况下，车载存储器20可以被配置成存储车辆标识数据。在一些情况下，车载控制器18可以被配置成从车载存储器20取回车辆内容数据和/或车辆标识数据，以用于向远程接收器的传送。在一些情况下，车载车辆通信模块12可以包括其自己的电源（未示出）。在一些情况下，车载车辆通信模块12可以可操作地耦合到车辆动力（power）。
在一些情况下，车载车辆通信模块12可以包括可操作地耦合到车载控制器18的摄像机22。在一些情况下，摄像机22可以关于车载车辆通信模块12所位于的车辆的内部来训练。在一些情况下，可以关于车辆的货物区域来训练摄像机22，并且车辆内容数据可以包括由摄像机22提供的视频，该视频可以经由光源16传输到远程接收器。在一些情况下，可以关于车辆的驾驶员和/或乘客训练摄像机22，并且由摄像机22提供的视频可以经由光源16被传输到远程接收器以用于驾驶员验证或诸如此类。在某些情况下，可能包括多台摄像机和/或静止照相机。
在一些情况下，车载车辆通信模块12可以包括车载光接收器24，其可操作地耦合到车载控制器18，使得车载车辆通信模块12可以从远程源接收信息。在一些情况下，例如，车载车辆通信模块12可以被配置成经由车载光接收器24接收来自远程通信模块14的请求，以传输指定的信息。在一些情况下，车载车辆通信模块12可以被配置成经由车载光接收器24接收任何合适的信息，例如天气信息、紧急车辆通知、诸如道路危险之类的道路信息、绕道、附近企业目录/方向、GPS地图和其他道路信息。在一些情况下，车载控制器18可以被配置成将接收到的信息以便于驾驶员或乘客阅读和理解的方式呈现在合适的显示器上。例如，车载车辆通信模块12可以包括显示器（未示出）。
在一些情况下，车载光接收器24可以接收来自位于或沿着道路的远程设备的信息，诸如在停止灯中、在高架高速公路灯中、在其他车辆中、在汽油泵（gas pump）中或在加油站处和/或在其他合适的位置处的远程设备。光接收器可以是LiFi接收器。例如，在一些情况下，车载光接收器24可以接收诸如来自沿着道路的其他车辆和/或设备的信息，其促进无人车辆操作。
在一些情况下，车载车辆通信模块12可以被配置成经由车载光接收器24接收信息，诸如但不限于分配的装载码头（loading dock）、到分配的装载码头的地图、支付细节、装载（laden）经签署的账单（bill）、交通信息、紧急车辆通知以及诸如此类。在一些情况下，如需要的话，诸如驾驶员之类的用户可以开启和关闭车载车辆通信模块12。
在一些情况下，车载车辆通信模块12可以将信息传输到远程设备。例如，车载车辆通信模块12可以传输数据，诸如装载细节、车辆数据，诸如描述、牌照、VIN（车辆标识号码）、驾驶员信息，包括驾驶员的照片、（一个或多个）乘客的现场图片和/或货物区域、运输订单、装载的账单、要递送到该位置的所有物品的完整清单、车辆重量、车辆尺寸（例如车辆高度、宽度、长度）、诸如当前里程（mileage）之类的车辆维护信息和在特定时间段期间采取的GPS路线。在一些情况下，所传输的数据可以包括速度信息，诸如但不限于一天期间行进的最大速度、平均速度等。对于一些应用，车载车辆通信模块12可以将来自车辆的支付信息传送到远程设备以针对货物和/或服务进行支付。例如，在停车设施应用中，车载车辆通信模块12可以将支付信息传送给远程设备以获得对停车设施的访问。在另一个示例中，在加油站处，车载车辆通信模块12可以将支付信息传送给远程设备以为泵入车辆中的汽油进行支付。这些只是一些示例而已。
在一些情况下，远程通信模块14可包括对由车载车辆通信模块12的光源16提供的调制光敏感的光接收器26，以及可操作地与光接收器26耦合的远程控制器28。远程存储器30可以可操作地耦合到远程控制器28。在一些情况下，远程存储器30可以被配置成存储经由光接收器26和远程控制器28从车载车辆通信模块12接收的数据。在一些情况下，远程存储器30可基于批准的车辆的车辆标识数据来存储批准的车辆的数据库，使得远程通信模块14可以授权对仅批准车辆的安全区域的车辆访问。在一些情况下，远程通信模块14可以包括远程光源32，使得远程通信模块14本身可以将信息有时传送到车辆的车载车辆通信模块12。
图2是可以例如被用作诸如图1中示出的说明性车辆通信系统10之类的车辆通信系统的一部分的说明性车载车辆通信模块40的示意性框图。在图2中，说明性车载车辆通信模块40被配置成在被配置成发送和接收LiFi通信的远程接收器和说明性车载车辆通信模块40之间提供双向通信。说明性车载车辆通信模块40包括LiFi光源42，其被配置成调制光输出以便传输数据。控制器44可操作地耦合到LiFi光源42并控制LiFi光源42。LiFi光接收器46也可操作地耦合到控制器44。存储器48可以可操作地耦合到控制器44，使得控制器44可以从存储器48获得用于通过LiFi光源42传输的数据。在一些情况下，存储器48可以被配置成存储车辆标识数据、车辆内容数据、驾驶员标识数据和/或任何其他合适的数据。控制器44可以被配置成取回车辆标识数据、车辆内容数据、驾驶员标识数据和/或用于向远程接收器传送的任何其他合适的数据。在一些情况下，例如，车辆内容数据可以包括与用于递送的货物的清单有关的清单信息。在一些情况下，车辆标识数据、车辆内容数据、驾驶员标识数据和/或任何其他合适的数据可以包括图片和/或视频。
图3是车载车辆通信模块50的示意性框图，车载车辆通信模块50被配置成在被配置成发送和接收LiFi通信的远程设备和车载车辆通信模块50之间提供双向通信。车载车辆通信模块50包括LiFi光源52、LiFi光接收器54以及可操作地耦合到LiFi光源52并且耦合到LiFi光接收器54的控制器56。控制器56可以被配置成控制LiFi光源52和LiFi光接收器54，以便提供车载车辆通信模块50和远程设备之间的加密通信。控制器56可以存储或访问诸如一个或多个加密密钥57之类的加密信息，一个或多个加密密钥57用于加密和/或解密在车载车辆通信模块50和远程设备之间的通信。在一些情况下，加密密钥57可以使能与另一个设备的加密证书的交换，并且因此可以用于促进安全通信。在一些情况下，为了安全，诸如加密密钥57之类的加密密钥具有有限的使用期限（life span），并且被定期更新或替换。在一些情况下，仅加密经由LiFi光源52传输的数据。在一些情况下，仅加密经由LiFi光接收器接收的数据。在一些情况下，经由LiFi光源52传输的数据和经由LiFi光接收器接收的数据两者都被加密。
在一些情况下，远程设备可以可操作地耦合到因特网，并且加密通信可以为车载车辆通信模块50提供安全的因特网接入。这可以例如由卡车驾驶员用于在卡车停止处、在交通灯处或具有连接到因特网的兼容LiFi远程设备的任何其他位置获得安全的因特网接入。在一些情况下，加密通信可以包括多频带通信。例如，LiFi光源和/或LiFi光接收器54可支持在可见光频带、UV光频带和IR光频带中的两个或更多频带上的加密通信。
图4是说明性车载车辆通信模块60的示意性框图，该说明性车载车辆通信模块60被配置成在被配置成发送和接收LiFi通信的远程设备和说明性车载车辆通信模块600之间提供双向通信。说明性车载车辆通信模块60包括LiFi光源62，LiFi光源62被配置成以高速被调制以便传输数据。控制器64控制LiFi光源。LiFi光接收器66可操作地耦合到控制器64。摄像机68可以是关于车辆内部可训练的并且可以可操作地耦合到控制器64。控制器64可以例如被配置成向远程接收器传输由摄像机68提供的视频。
图5A和5B示出了说明性的车辆访问控制系统70，其可使用诸如在图1中示出的说明性车辆通信系统10之类的车辆通信系统。说明性车辆访问控制系统70可控制对安全区域的访问，安全区域诸如停车设施、接受递送的仓库设施、政府设施和/或任何其他安全区域。在诸如停车设施之类的一些情况中，LiFi通信可以将支付信息从车辆传送到说明性车辆访问控制系统70。
如例如在图5B中所见，说明性车辆访问控制系统70安装在停车设施处。说明性车辆访问控制系统70包括内置于车辆74的每个前灯76中的LiFi源72。在一些情况下，LiFi源72可以与前灯76分开。说明性车辆访问控制系统70包括LiFi接收器78，LiFi接收器78内置于门80中或否则相对于门80是固定的。在这个示例中，LiFi源72能够传输由LiFi接收器78接收的车辆标识代码或其他数据。对门80进行升降的门控制器82可以从LiFi接收器78接收车辆标识代码或其他数据，并且可以与批准的车辆的数据库进行比较。如果代码匹配，则门控制器82升起门80并允许车辆74继续行进。
本领域技术人员将认识到，本公开可以以除本文中所描述和预期的特定实施例以外的多种形式来表现。因此，可以在不脱离所附权利要求书中所描述的本公开的范围和精神的情况下做出形式和细节上的偏离。

Claims (10)

1.一种车辆通信系统，其使能车辆与远离车辆的接收器之间的通信，车辆通信系统利用光调制进行通信，车辆通信系统包括：
车载车辆通信模块，包括：
光源，其被配置成被调制以便传输数据；
车载控制器，其控制光源；
车载存储器，其可操作地耦合到车载控制器，使得车载控制器可以从车载存储器获得数据，用于通过光源的传输；
车载存储器还被配置成存储车辆内容数据；
车载控制器被配置成从车载存储器取回用于向远离车辆的接收器传送的车辆内容数据；和
远程通信模块，包括：
光接收器，其对由形成车载车辆通信模块的一部分的光源提供的调制的光敏感；
远程控制器，其与光接收器可操作地耦合；
远程存储器，其可操作地耦合到远程控制器；
远程存储器被配置成存储经由光接收器和远程控制器从车载车辆通信模块接收的数据。
2.根据权利要求1所述的车辆通信系统，其中，光源包括车辆前灯。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的车辆通信系统，其中，光源包括可见光源以及紫外（UV）光源和红外（IR）光源中的一个或多个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆通信系统，其中，车辆内容数据包括以下中的一个或多个：
与车辆当前携带的货物的清单有关的清单信息；
与车辆的驾驶员有关的信息；和
与车辆的乘客有关的信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆通信系统，其中，车载车辆通信模块还包括摄像机，并且车辆内容数据包括由摄像机提供的视频。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆通信系统，其中，车载车辆通信模块还包括车载光接收器，所述车载光接收器可操作地耦合到车载控制器，使得车载车辆通信模块被配置成接收来自远程源的信息。
7.根据权利要求6所述的车辆通信系统，其中，车载通信模块被配置成经由车载光接收器接收针对车载通信模块的、来自远程通信模块的请求以传输指定信息。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的车辆通信系统，其中，车载通信模块还被配置成经由车载光接收器接收来自其他车辆的接近信息。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆通信系统，其中，车载通信模块还被配置成经由车载光接收器接收来自相对于道路布置的光源的信息。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的车辆通信系统，其中，远程通信模块还包括远程光源，使得远程通信模块本身可以传送信息。
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