CN101483010A - 多功能实时交通安全管理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种多功能实时交通安全管理装置及方法。其特征在于，该多功能实时交通安全管理装置包括：数字光学定位装置、数字光学定位位移轨迹模块；以及数字光学导航装置。其中该数字光学定位装置可采双光学定位设计，即在Y轴设置一Y位移模块，另于X轴设置一X位移模块；此二位移模块之光点在同一位置；一则可以避免单一光学定位的失误，再则采双定位比对法，能使定位的精准度大幅提高。

Description

多功能实时交通安全管理装置及方法

本申请是申请号为03122314.1，申请日为2003年4月25日，发明名称为“多功能实时交通安全管理装置及方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明特别涉及一种利用各种精确定位暨导航装置、不同输出显示装置、交通工具e控盒(或其与无线移动通信装置的整合式装置)、多功能安全装置等，以其精确驾驶定位技术，提供驾驶员有关导航、防撞、电子收费、前导式不塞车功能、停车空位导航暨收费、最后五分钟行驶与现场记录等等功能。

ITS(智能型运输系统)可将交通管理带入全自动e化时代，大幅增加交通运输上的安全性和便利性，是各国交通上积极发展的目标。

二十世纪中后期光电科技不断的突破，不仅在光电的输出入方面有重大的发展，连带着其它如光电通信、光电储存、激光医疗、工业检测、环保工程、定位与测距、激光武器等方面的应用，都有极大的进展。

如果利用光学原理和技术，将可在成本不高而且技术可靠的情况下，做到每条道路上不同车道的管理，使得导航、防撞、电子收费、停车空位导航暨收费、最后五分钟行车记录等功能，得以十分精确地发挥。

除此之外，配合本发明的远距安全防护装置、近距安全防护装置以及不同的输出显示装置，就能够让驾驶员在驾驶时得到完全的安全防护。

现有可应用技术：

光学干涉：应用麦克森干涉仪原理，本发明的位移模块、高度感测模块、防撞探测模块、防撞感应器模块，即应用此原理。

激光多普勒速度仪：应用光电科技中的多普勒效应(DopplerEffect)。当光源和观测点之间产生相对运动时，所测到波的频率会随着两者间的相对速度改变而改变，这即是多普勒效应。所以利用光传感器所测得信号光频的变化，便可求得移动物体的速度。

由于激光的频谱分布非常的窄，因此利用激光的多普勒效应可以用作低速(～10^-4cm/s)或是高速(～10⁺⁵cm/s)驾驶物体的速度测量工具。

利用多普勒效应来测量驾驶物体的运动速率，并不需要直接与物体接触，因此非常适合用来测量高速流体。

桑尼克效应(Sagnac Effect)(光学角速度)：本发明的数字陀螺仪模块，即利用光的桑尼克效应来测量物体的旋转角速度，所制成的光学角速度计(Optical Gyro)，主要的用途是作为驾驶装置在方向位角位移时的导航之用。

全像法则：求得物体瞬间形状变化，本发明的形体异常探测模块即使用该原理。全像记录是利用激光的干涉现象，将物体图像相位资料记录起来的方法，利用这种方法可以非接触式测量平面的倾斜程度，如果物体的形状改变时，所得到的图像会因为光的干涉而产生干涉条纹，由干涉条纹相位差的测量，可以求出物体形状变化，利用这种方法我们可以得知物体表面瞬间形状的变化。

图案匹配：本发明的微数字图像光学定位装置即应用此原理。于图像图案的辨别过程中，将输入的未知图案与预先记忆的标准图案做一比较，并决定输入图案属于那一群，而得所要辨别图案。利用图案间距离方法，就可以精确的测得物体图像位移的距离。常用的计算方式为：一)欧几里得(Euclid)距离测量。二)汉明(Hamming)距离测量。三)市区街道距离测量。四)棋盘距离测量等等。

除上述光学定位(坐标)系统之外，还可利用：

全球卫星定位系统/差分修正原理、蓝牙(定位)、无线传输技术、红外线/激光传感器、微波、压线感应器、蜂窝式移动电话定位等定位技术。

以上所需精确驾驶定位系统装置中至少一种，可单独或者互相结合使用。

无线光波通信：在无线光波通信与控制中，通常用LED发射的近红外线，且以调变方式消除电路上或背景的噪声，一般都使用ASK、FSK、及PSK等技术。

红外线探测技术：物质释放红外线的强度和物体的温度成正比，一般物体只要有0.1度(℃)的温度就可用红外线仪器探测到。如红外线热线、图像式红外线探测器都可使在黑暗中驾驶的汽车更加安全。

背景技术

目前用于交通或车辆的定位或导航装置几乎都仰赖卫星全球定位系统(GPS)取得定位或导航资料，但是卫星全球定位系统(GPS)在地面接收定位信号的时候会因为信号漂移现象而产生定位偏差，或因遮蔽物障碍而使得卫星信号接收不良。所以，如不加以修正(如通过DGPS差分修正原理、结合路网坐标定标点、放置外部校正感应器等等方法)仅能做到很粗略的道路管理，而无法由精确的定位，达到每条道路上不同车道的管理。如明明行车在桥上，车辆却显示在河中。

如不能做到车道管理，就无法很精确地让驾驶员在适当时机得到正确的道路违规等信息，并且明了前后左右的交通环境，提早做出防预的措施。

本发明是由e控盒、路网系统、精确定位及导航系统装置、摄像机及近距防撞感应器、红外线数据传输、图像红外线探测器等装置，进行车道上的交通安全管理，进而达到保障驾驶员行车(或船等交通工具)安全的目的。

本发明还提供不同装置及方法的精确定位系统，让驾驶员依其需要选择使用，并且设计不同的远距及近距安全防护装置及输出显示装置，以达到交通上完全的驾驶安全管理。

发明内容

本发明揭示一种用于交通及其它需要此发明的多功能实时交通安全管理装置及方法，包括：配置于交通工具或驾驶装置内的路网-e控盒、驾驶定位及导航装置；以及高智能路网系统装置、多功能安全装置、数字图像仪表板显示器、精确定位多功能显示器、无线移动通信装置显示器。

e控盒配置于交通工具或驾驶装置之内(可为一e控盒和无线移动通信装置的整合式装置)，主要系统装置包括：无线移动通信装置、驾驶定位暨导航装置、路网系统/功能及数据处理模块、最后五分钟行驶与现场记录装置(俗称黑盒子)等。

多功能安全装置包括：远距安全防护装置及近距安全感应及图像装置及图像红外线探测器装置。

远距安全防护装置由e控盒中驾驶定位暨导航系统和路网功能系统的结合运用，得到交通工具驾驶时，装有e控盒的邻车和本车的距离，以车身六个定位点为防撞点的预警信息，提醒驾驶员保持驾驶时的安全距离。另外，还以经过加强广角处理的摄影装置，设置于车身的适当位置以为交通安全图像的监控。

近距安全感应及图像装置则以置于适当角度的感应器、摄像机装置及图像红外线探测器装置，探测在行车速度较慢或倒车等情况时，驾驶员应该保持防撞的安全距离，并且以声音和显示器提出警告。

其显示输出装置有三种：

一、数字图像仪表板显示器，可显示车身前后左右及车前下方、车后下方的图像。

二、精确定位多功能显示器，除了必要道路信息外，还可显示交通工具在其驾驶区域非常精确的驾驶定位GIS地理信息，并且可以将地图放大或缩小以为行车导航之用。

三、无线移动通信装置显示器，利用无线移动通信装置如手机或PDA等，显示简易道路信息等。驾驶定位导航装置所提供的精确定位资料，来自于下列驾驶定位暨导航装置，至少其中之一是：数字光学定位暨导航装置、微数字图像光学定位暨导航装置、全球卫星定位系统/差分修正原理、蓝牙(定位)无线传输技术、红外线/激光传感器、微波、压线感应器、蜂窝式移动电话定位等等定位技术，以上可单独或互相结合使用。

本发明的目的包括：

(1)在规画及设计上，尽量符合低成本投资的要求，如结合e控盒及持有率较高的无线移动通信装置(如手机、PDA等)功能，达到降低装置成本、资源整合与共享的目的，以满足智能型运输系统(ITS)现在与未来的发展需求。

(2)以在车道上的交通控管，及车道上的驾驶安全管理为最终目的。例如大货车不得驾驶内车道、违规预警，以及不同车道的车辆防撞预警。

(3)达到十分慎密的驾驶安全保护措施，如利用交通工具六点防撞预警系统、防撞图像系统和图像红外线探测器，达到较远距离防撞预警功效；再利用感应器、摄像机图像及图像红外线探测器达到近距离防撞预警功效。

(4)以图像、地图及短信等简单容易的传达方式提供信息给驾驶员。

(5)提供驾驶员十分精确的驾驶定位信息，使得驾驶员不但知道自己身处的区域，甚至知道自己身处的车道和定位点。如此才真正有利于交通工具的导航及管理。

(6)不仅提供一般行车记录，更还提供交通工具停车之前的最后五分钟行车安全记录，以及熄火前几个小时的现场图像及安全防护资料，为意外事件鉴定提供更为有效的判断资料。

(7)为导航及自动收费提供更为安全可靠的驾驶定位资料。

(8)使得道路上所有装设本发明装置的车辆，连结成为道路安全侦防网，可应警方要求提供邻车驾驶资料，以协助警方缉拿不法之徒。

(9)以本发明的多功能安全装置辅助车辆左右两侧等的后视镜，以解决驾驶员行车视线死角的问题，同时除了前后左右行车环境之外，也将车前后的下方障碍物显示在数字图像仪表板显示器上。

(10)本发明装置特别针对驾驶员，设计简单又方便的功能操作方式，如位于方向盘中央的数字功能操控板、音控导航选择等等。

(11)为使夜间驾驶安全起见，本发明装置也提供红外线热成像夜视功能，以保障驾驶员夜间或视线不良时驾驶无碍。

(12)本发明可视驾驶员需要选择其所需装置和功能，不但在实时交通信息和导航信息的提供上极为便利，而且周全考虑驾驶员习惯，提供最佳交通安全防护措施。

附图说明

图1为本发明的多功能实时交通安全管理的装置及方法简图

图2为本发明的数字光学定位暨导航装置简图

图3为本发明的微数字图像光学定位暨导航装置简图

图4为本发明的车下方防撞及图像装置简图

图5为本发明的前后防撞及图像装置简图

图6为本发明的多功能后视镜安全装置简图

图7为本发明的防撞及图像处理装置简图

图8为本发明的多功能方向盘组件简图

图9为本发明的数字功能操控板简图

图10本发明的最后五分钟行驶与现场记录装置简图

图11为无线移动通信工具显示器简图

图12为精确定位多功能显示器简图

附图组件符号说明：

1    e控盒(车辆)装置

2    无线移动通信装置

3    高智能路网系统装置

4    驾驶定位暨导航装置

5    数字光学定位暨导航装置

6    微数字图像光学定位暨导航装置

7    其它定位及导航装置

8    路网系统/功能及数据处理模块

9    多功能安全装置

10   原仪表板数据接收模块

11   防撞及图像处理装置

12   交通安全管理模块

13   数据数字化处理模块

14   数字功能操控板

15   数字图像仪表板显示器

16   资料记录与输出处理模块

17   最后五分钟行驶与现场记录装置

18   无线移动通信工具显示器

19    精确定位多功能显示器

20    红外线/各种输出输入功能端子

21    数字光学定位装置

22    高度感测模块

23    Y位移模块

24    X位移模块

25    数字光学定位坐标产生模块

26    数字经纬坐标产生模块

27    数字光学定位位移轨迹模块

28    数字光学定位位移轨迹处理及记录模块

29    数字光学导航装置

30    速度测量模块

31    数字陀螺仪模块

32    防撞探测模块

33    形体异常探测模块

34    新定位暨导航数据模块

35    微数字图像光学定位装置

36    微数字图像模块

37    车下方防撞及图像装置

38    扇形式广角防撞感应器装置

39    加强式广角灯光装置

40    加强式广角俯视摄像机装置

41    图像信号处理模块

42    前后防撞及图像装置

43    摄像机(近、中、远镜头)装置

44    强化摄像机镜头保护装置

45    多功能后视镜安全装置

46    后视镜组件装置

47    后视镜支架组件装置

48    摄像机组装置

49    红外线传输/接收器装置

50   交通安全实时监控模块

51   防撞感应处理模块

52   防撞感应资料记录模块

53   数字图像处理模块

54   数字图像资料记录模块

55   红外线传输控管模块

56   红外线传输接收模块

57   红外线传输接收记录模块

58   红外线传输输出记录模块

59   红外线传输发射模块

60   多功能方向盘组件

61   半圆开放式方向盘(也可改用全圆式搭配)

62   喇叭

63   方向盘握把

64   方向盘支架

65   可拆式方向盘旋转握把

66   无线鼠标装置

67   文字数字键

68   车祸键

69   故障键

70   遭劫键

71   驾驶里程归零键

72   预留键

73   预留键

74   选择后视镜

75   后视微调键(左/右)

76   后视微调键(上/下)

77   车前景

78   车后景

79   变焦(近、中、远)

80   夜视键

81    左后视景

82    前车下景

83    麦克风

84    左前轮景

85    右前轮景

86    正常键

87    右后视景

88    车后下景

89    调整数字图像仪表板显示器

90    数字图像仪表板显示器～亮度

91    数字图像仪表板显示器～位偏

92    无线上网显示器选择

93    无线网络影音传输

94    DVD/CD影音播放

95    电视台节目收播

96    高智能路网信息系统

97    无线移动通信系统更换

98    最后五分钟行驶与现场记录输出

99    原设计景

100   全景

101   二分景

102   三分景

103   四分景

104   六分景

105   防撞感应数据接收模块

106   数字图像资料接收模块

107   汽车六点防撞资料接收模块

108   交通安全资料记录处理模块

109   最后五分钟行驶记录模块

110   现场记录模块

111   图像红外线探测器装置

112  红外线热成像处理模块

具体实施方式

依据本发明的多功能实时交通安全管理装置及方法，包括e控盒(车辆)装置1、高智能路网系统装置3、及多功能安全装置9等，为主要的结构装置，其连结方式、操作及功能详述如下：

(一)多功能实时交通安全管理装置

连结方式及操作

本发明的e控盒(车辆)装置1，包括一无线移动通信装置2(如手机、PDA)；以及驾驶定位暨导航装置4、路网系统/功能及数据处理模块8、资料记录与输出处理模块16、最后五分钟行驶与现场记录装置17、无线移动通信装置显示器18、精确定位多功能显示器19、红外线/各种输出输入功能端子20。

而该驾驶定位暨导航装置4，又包括：数字光学定位暨导航装置5、微数字图像光学定位暨导航装置6、其它定位及导航装置7。

本发明的多功能安全装置9，包括原仪表板资料接收模块10、防撞及图像处理装置11、交通安全管理模块13、数字功能操控板14、数字图像仪表板显示器15。激活e控盒(车辆)装置，并且还激活交通工具引擎，有下列激活装置及步骤：

(1)如使用非车上固定式e控盒(有固定无线移动通信装置)，须将无线移动通信装置2(如手机、PDA等)和e控盒联机。

(2)显示器的屏幕自动转换成高智能路网的网页画面，并出现选项供驾驶员选择，如要激活开车，则输入车号及密码。

(3)输入车号及使用密码(密码可变更)。

引擎激活后，首先透过无线移动通信装置2，与高智能路网系统装置3联机，让e控盒(车辆)装置1随时都处于无线移动通信上网的状态，从无线移动通信装置的发话处、基地台与机房的位置，取得驾驶通话位置点的电信区域代码资料。

图1为一显示本发明的多功能实时交通安全管理的装置及方法简图，当e控盒(车辆)装置1完成了与高智能路网系统装置3连线作业的后，便进入驾驶定位暨导航装置4。由于科技进步，可采用的驾驶定位与导航技术很多，在本发明的驾驶定位及导航装置4上，依实际需求和成本考虑，采取弹性方式，供使用者选择，除了数字光学定位暨导航装置5、微数字图像光学定位暨导航装置6之外，也可使用其它定位暨导航装置7，如：全球卫星定位系统/差分修正原理、蓝牙(定位)无线传输技术、红外线/激光传感器、微波、压线感应器、蜂窝式移动电话定位等定位技术。以上至少其中之一，可单独或互相结合使用。换句话说，只要能产生精确的驾驶定位资料，都可以与本发明连结使用，以扩大应用范围。

e控盒(车辆)装置1将交通工具的位置坐标与储存于路网系统/功能及数据处理模块中的定标点对比，带出所需交通资料，再透过e控盒内的无线移动通信，或一般封包无线电服务(如GPRS、3G、4G等)技术，将此交通工具位置的信息传输给高智能路网系统装置3，供作导航及加值服务之用。而e控盒(车辆)装置1也可与道路行控中心联机，以进行实时交通管理。

将路网系统/功能及数据处理模块8所产生的各种资料，与多功能安全装置9相结合，使得行车安全防护措施更为具体化。如防撞及图像处理装置11的资料经路网系统/功能及数据处理模块8，输出处理之后，资料再回传，透过交通安全管理模块12、资料数字化处理模块13、数字功能操控板14等的处理后，将资料传至资料记录与输出处理模块16，即进入最后五分钟行驶与现场记录装置17(俗称黑盒子)。

功能说明

激活装置具有防窃功能，如果车号或密码与输入的资料不符时，经过三次错误输入，e控盒即停止操作，并将警告信息，透过一般封包无线电服务传给事先已设定的手机或电话号码，并传给邻近的行控中心，以降低交通工具遭窃风险。

营运者所提供各项服务的信息储存于高智能路网系统装置3中，透过一般封包无线电服务技术将各种信息传输至e控盒(车辆)装置1，然后依驾驶员需求而使用该e控盒的各项功能。

高智能路网系统装置3的交通工具所在位置地区，可通过无线移动通信装置2自动检索电信区域代码后，自动下载或更新的高智能路网地图，及道路、车道等资料信息，以解决跨国、跨区道路资料更换、更新的问题。

本发明的e控盒(车辆)装置1及多功能安全装置9的各种系统功能详述于后。

(二)e控盒(车辆)装置1

连结方式及操作

(1)一无线移动通信装置2，用于接收传输各项高智能路网系统及其功能资料。为了节省使用者购置成本，此装置可为一手机或PDA等装置，或者一e控盒和手机或PDA等无线移动通信装置在结构和功能上的整合式装置。

(2)可以无线移动通信装置2发话基地台位置代码，取得该交通工具所在的电信区域代码，并因此自动下载更新在此区域内的交通资料，以提供驾驶员所需。

(3)驾驶定位暨导航装置4经由精确定位技术取得该交通工具的精确定位资料后，与路网系统/功能及数据处理模块8的中的路网定标点相对比，带出与该道路定标点坐标最近值的交通信息提供给驾驶员；或依所选用定位系统的特性，提供交通信息给驾驶员。

(4)经由资料记录与输出处理模块16，视所需资料分别处理输出至最后五分钟行驶与现场记录装置17、无线移动通信装置显示器18、精确定位多功能显示器19，以及多功能安全装置9的数字图像仪表板显示器15之上。

功能说明

无线移动通信装置2，用于e控盒(车辆)装置1对外无线移动通信、上网或传输资料，如各种GSM/GPRS(或3G/卫星)手机、蓝牙、无线PDA/驾驶计算机等，凡具有无线通信或可上网的交通辅助工具皆可，该可上网的交通辅助工具包括一无线驾驶装置和e控盒(车辆)在构造和功能上的整合式装置；

驾驶定位暨导航装置4，用于接收、探测、计算交通工具的坐标位置、距离、高度、速度、导航等资料；并以其数字陀螺仪取得交通工具在驾驶时的角速度、旋转角度(驾驶方位)、角加速度、静态定向、测定北向、相对真北夹角等资料，以便用于交通工具的导航。本发明的驾驶定位装置与经过排序的路网定标点，进行资料对比(或实际接触)，以带出该定标点(坐标最近值)所提供的信息；或依所选用驾驶定位系统的特性，提供交通所需信息给驾驶员；

交通工具(如汽车)在出厂或保养维修时，先进行实际定标点的定位校正，以后驾驶时即根据驾驶定位暨导航装置4所获得的精确定位资料驾驶。若因违规或故障被拖至拖吊场、修理厂时，则必须重新上网下载该拖吊场和修理厂的精确定位资料，以校正交通工具的起始坐标资料重新出发；路网系统/功能及数据处理模块8，主要功能是将已下载或更新的高智能路网系统资料与驾驶定位及导航资料，整体处理与运用，经过程序对比计算与功能设定，使驾驶员可以在适当时机和地点，取得道路、车道等实时路况信息。同时，还有许多加值功能以满足驾驶员的需求，如：汽车六点防撞、最佳路线导行、电子里程收费、寻找停车位、行车违规警告、最后五分钟行驶记录等等多项功能设计；

路网系统/功能及数据处理模块8所产生的各种资料，可以与多功能安全装置9结合，使得行车安全防护功能更加完善；

资料记录与输出处理模块16分别将所处理的资料视其需求，输出至不同的显示器，或者记录装置。例如：最后五分钟行驶与现场记录装置17、无线移动通信装置显示器18、精确定位多功能显示器19上；或通过红外线各种输出功能端子20的输出端输出到8；或连接其它外部的设备。

上述各主要组件装置的连结操作方式与功能，将详述于后。红外线传输/接收器装置49是为e控盒的传输辅助器，可独立操作，也可视需求增删。此装置可在短距离内和外部红外线感应设备相互感应，达到数据传输的功能。用于辅助e控盒缓解频繁的无线移动通信量，并解决数据传输的时间差问题。也可采用定点式直接交通数据传输，达到多元化交通控管的目的。例如高速公路入出口匝道感测(用于高速公路道路管理、电子里程收费)、路边及封闭式停车场导航及收费管理、都市交通管理(车流量、红绿灯显示)、车辆门禁出入管理、定位及导航资料校正等等。

(三)多功能安全装置9

连结方式及操作

(1)原仪表板资料接收模块10用来接收交通工具原来仪表板上的所有信息。

(2)防撞及图像处理装置11除了以其内部的各种防撞图像处理装置，进行防撞预警之外，也和e控盒内路网系统/功能及数据处理模块8相结合，将其所结合的各种记录供应给最后五分钟行驶与现场记录装置17。

(3)交通安全管理模块12，用于处理交通安全上危险评估的问题，其内的程序储存一些安全判断模式，判断防撞及图像处理装置11所探测处理的资料，然后将所判断的资料，交给资料数字化处理模块13转为数字化数据。

(4)数据数字化处理模块13，内设应用程序模块，可将各种不同资料，统一转成标准的数字化数据库。

功能说明

主要组件功能简述如下：

防撞及图像处理装置11，其主要功能是以其摄影及感应器装置，呈现驾驶员行车时所需外界状况，或者驾驶员视线死角上的外界状况，同时以感应器装置探测可能会妨碍行车的障碍物，再以图像红外线热成像感应或是预警方式对驾驶员提出警告。其主要组件的连结操作方式与功能，将详述于后。

交通安全管理模块12将防撞及图像处理装置11所有资料判断处理之后，适当地提出警告，使驾驶员可掌握驾驶时的各种状况。

资料数字化处理模块13建立标准数字化数据库，提供本发明所有程设模块存取之用，不但符合应用功能上的速度需求，也可简化数据流。如：数字功能操控板14上的各种组件号码，每一个组件号码就是一个应用程序，是一种简化的处理程序及方法，让驾驶员很容易操作。

(四)驾驶定位暨导航装置4

连结方式及操作

本发明装置为配合驾驶员不同的需求，特别弹性化提供各种精确驾驶定位系统装置以供选择使用。如：数字光学定位暨导航装置5、微数字图像光学定位暨导航装置6、其它定位及导航装置7。

其它定位及导航装置7包括：全球卫星定位系统/差分修正原理、蓝牙(定位)无线传输技术、红外线/激光传感器、微波、压线感应器、蜂窝式移动电话定位等定位技术。

以上所需精确驾驶定位系统装置至少一种，可单独或者互相结合使用。而其驾驶定位资料及道路信息提供方式也依不同定位系统的特性处理。

数字光学定位暨导航装置5的主要组件装置包括：数字光学定位装置21、数字光学定位位移轨迹模块27，以及数字光学导航装置29。

(1)数字光学定位装置21

此装置可采双光学定位设计，一则可以避免单一光学定位的失误，再则采双定位对比法，能使定位的精确度大幅提高。此装置结合高度感测模块22、Y位移模块23、X位移模块24、数字光学定位坐标产生模块25，以及数字经纬坐标产生模块26。

(2)数字光学定位位移轨迹模块27，可视需求使用，是结合高度感测模块22、Y位移模块23、X位移模块24、数字光学定位位移轨迹处理及记录模块28等所组成，所得到的数字光学定位资料，直接提供数字光学导航装置29中的新定位暨导航资料模块34处理。

(3)数字光学导航装置29结合速度测量模块30、数字陀螺仪模块31、防撞探测模块32、形体异常探测模块33、新定位暨导航数据模块34等所组成，产生新定位坐标暨导航资料。

功能说明

数字光学定位暨导航装置5的功能在于产生原始数字光学定位坐标资料，以供交通工具在驾驶中取得精确的定位资料；或与导航资料合并使用，产生定位与导航资料。

高度感测模块22可用光学干涉仪测量的方式，取得垂直与平面间的精确高度距离资料。由于驾驶定位点的高度易随着平面的高低改变，会影响数字光学定位装置21的精确度，造成定位点资料中断或偏离。所以为保持数字光学定位装置21连续性定位资料的精确度，须要借助高度感测模块22来调整数字光学定位高度距离与微数字图像焦距，以取得在驾驶时精确的定位点坐标资料。此模块测量垂直角度与平面间的高度距离数据，供Y位移模块23、X位移模块24等定位组件调整其位置点。

Y位移模块23用光学测量的方式，取得本模块Y轴与平面间的位移距离。内部另有微调反射镜模块装置，以适时调整反射镜的角度来改变聚焦点，配合平面高度的变化，以取得精确的光学定位资料。

X位移模块24由光学测量的方式，取得本模块X轴与平面间的位移距离。内部另有微调反射镜模块装置，以适时调整反射镜的角度来改变聚焦点，配合平面高度的变化，以取得精确的光学定位资料。

数字光学定位坐标产生模块25，以Y位移模块23与X位移模块24共同的聚焦点，为X、Y坐标值的中心点，其产生的X、Y位移距离数据，经过本模块重新运算之后，得到一组数字光学定位坐标(X，Y)值，此为原始数字双光学定位Y、X坐标资料。

数字经纬坐标产生模块26的数字图像是以有限的像素构成；本模块采用正格子所围成的像素汇集组成。以数字图像的像素进行逻辑运算，其结果则成为运算后的2值图像坐标(X，Y)。本模块只要取得一个Y、X坐标资料、经纬度间隔参数及经纬度边距参数等资料，就可自动产生以该Y、X坐标资料为中心的数字经纬坐标图(即原始数字光学定位坐标资料)。若要改变数字经纬坐标产生模块26的定位坐标值，可以从此处输入正确的定点定位坐标资料更新值，来作为定点定位坐标值的校正动作。

数字光学定位暨导航装置5在使用时，可通过网络、驾驶装置、校正场地(如新车出厂或汽车维修厂)或其它设备等方式，取得指定的某一定点定位坐标资料更新值输入，将定点所在地所存放的精确定位经纬坐标值读出来，进而取代原来的原始数字光学定位坐标资料的Y、X坐标值，以符合使用者欲使用的数字双光学导航装置29的地理信息用途，或用于其它定位或地理信息等方面的用途。

数字光学定位位移轨迹模块27是为了防范数字光学定位装置21的定位组件故障，影响到本发明装置的整体操作与功能，但可视需求使用。当光学定位位移轨迹资料到达数字光学导航装置29的新定位暨导航资料模块34时，会先检查数字光学定位装置21的光学定位资料是否为零，或定位资料是否异常。若为正常时，便会将位移轨迹资料自动记录下来，然后停止动作，并依此做循环记录。若为异常时，便会去读取数字陀螺仪模块31的方位资料，通过定位预测运算程序的计算，得到数字光学定位装置21的预测定位资料，然后用此资料来取代数字光学定位装置21的异常光学定位资料以继续运行。当数字光学定位装置21及微数字图像光学定位装置35的光学定位资料发生异常现象无法使用时，数字光学定位位移轨迹模块27的定位数据，可以用来作为定位资料的参考，让本发明装置得以顺利继续运行。

数字光学定位位移轨迹处理及记录模块28将本模块内的Y位移模块23、X位移模块24等位移资料记录，并直接将所有位移资料转传至数字光学导航装置29内的新定位暨导航资料模块34中，去做各种的定位确认、检查与替换工作，让本发明装置的定位资料永无一失。

所以，数字光学定位位移轨迹模块27一方面具有定位位移轨迹记录的功效，另一方面有存取备份光学定位资料的用途，以防范数字光学定位资料的异常，使本发明装置永不会发生失误现象。

数字光学导航装置29的功能在于产生新定位坐标暨导航资料34，以提供驾驶工具精确的定位与导航资料。数字光学导航装置29由数字光学定位装置21或微数字图像光学定位装置35，得到原始数字光学定位坐标资料，经运算处理后，产生新定位坐标暨导航资料34，这些资料便可用于交通工具，通过交通路网的定标点对比运行，可以使驾驶员获得许多加值服务，也可在人、车、路上达到有效管理。

速度测量模块30利用光学的多普勒效应来测量驾驶物体的运动速率，并不需要直接与物体接触，因此非常适合用来测量流体，将所测得的速度直接传至防撞探测模块32、形体异常探测模块33等供其在速度上的参数使用，并且暂存在新定位暨导航数据模块34中。

数字陀螺仪模块31利用光学的桑尼克效应(Sagnac Effect)～光学角速度计(Optical Gyro)，来测量物体的旋转方位、角速度、加速度等导航上所需的资料，并暂存在新定位暨导航数据模块34中。

防撞探测模块32由光学干涉仪测量距离的方式，感应到与前方平面的距离，随着车辆驾驶的速度与方位的改变，通过行车安全距离运算程序，自动调整安全距离的警告信息，以提醒驾驶员保持安全距离。

形体异常探测模块33配合驾驶时的速度、方位、角速度等，并利用用全像法则～激光的干涉现象，将前方物体图像的方位资料记录起来，利用这种非接触式测量平面的倾斜程度，可求出前方物体瞬间形状的变化，如果能提早发现物体的形状发生改变时，可以实时发出警告，减速慢行或停止前进，以避免交通意外事件的发生。

车辆驾驶时，可探测前方道路、桥梁、隧道、山路、落石区等路面上有无凹凸物、车祸现场、障碍物等不利驾驶的物体。火车驾驶到交道之前，可由此探测交道上有无障碍物。火车驾驶时，也可探测前方铁轨的变化，如铁轨异常弯曲、变形、脱轨、凹陷、有无障碍物等。飞机飞行高度防撞系统、船只航行防撞探测系统等等。

新定位暨导航数据模块34用于暂存、综合与整理各种定位及导航所收到的资料，经处理之后，所产生的新定位坐标暨导航资料，即成为有系统的数字化资料输出模式，以供交通工具定位导航及交通管理使用。

数字光学导航装置29中的防撞探测模块32、形体异常探测模块33等功能，可视需求增删。

微数字图像光学定位暨导航装置6的主要组件装置包括：

微数字图像模块36、高度感测模块22、Y位移模块23、X位移模块24、数字光学定位坐标产生模块25、数字经纬坐标产生模块26等组件，以上与数字光学定位装置21内的组件符号功能相同，在此不再重述。

只有微数字图像模块36不同，故解说如下：

本模块是利用图案匹配的图像辨识学原理的方式，通过像间距运算的方式，取得图像位移时的距离，因此产生X、Y位移距离资料。

功能说明

在原始定位坐标资料取得方面，可分为两种模式：

(1)定位装置21

(2)像光学定位装置35

可依其不同的功能与需求，单独使用或是两者混合使用。微数字图像光学定位装置35的功能在于产生原始数字光学定位坐标资料，以供在驾驶中，取得精确的定位资料。或与导航资料合并使用，产生定位与导航资料。

(3)其它定位及导航装置7

是指除了上述之外的定位及导航装置，包括：

全球卫星定位系统/差分修正原理、蓝牙(定位)无线传输技术、红外线/激光传感器、微波、压线感应器、蜂窝式移动电话定位等定位技术。

以上所需精确驾驶定位系统装置至少一种，可单独或者互相结合使用。而其驾驶定位资料及道路信息提供方式也依不同定位系统的特性处理。

(五)防撞及图像处理装置11

连结方式及运行

防撞及图像处理装置11是多功能安全装置9的重要装置，包括三种安全装置：车下方防撞及图像装置37、前后防撞及图像装置42、多功能后视镜安全装置45，以及交通安全实时监控模块50、红外线传输控管模块55。

(1)车下方防撞及图像装置37

本发明装置结合扇形式广角防撞感应器装置38、加强式广角俯视摄像机装置40、图像红外线探测器装置111及加强式广角灯光装置39等组件；

为了减少装置点及取得车前、后最大的安全角度范围，所以在防撞感应设计及装置上，选择在同一个定位点上，以平行反向斜角度的方式装置左、右防撞感应器模块，中间则以平行正前方的方式来装置防撞感应器模块，由这三个防撞感应器模块共同组成扇形式广角防撞感应器装置38；

在图像取得方面采取向下俯视斜角角度设计的加强式广角俯视摄像机装置40，为了扩大横向平面图像摄取的范围，在摄像机组的镜头前，加装窄平宽的凸透镜；

图像红外线探测器装置111以其上万个像素探测不同温度分布的物体图像；

加强式广角灯光装置39组件是采用广角凸透镜的灯罩设计，让光线可以采用平行宽度的方式，以扇形面的范围向前、左、右发光，以补足摄像机所需光线。

通过图像信号处理模块41的数字图像处理，输出显示在数字图像仪表板显示器15上。

(2)前后防撞及图像装置42

本发明装置结合摄像机(近、中、远镜头)装置43、图像红外线探测器装置111、防撞探测模块32、形体异常探测模块33；

摄像机(近、中、远镜头)装置43，是具有可调焦距的摄像机装置，有高像素与画质，经过图像信号处理模块41的处理之后，可以取得更为稳定清晰的画面图像；

图像红外线探测器装置111具有夜视功能；

防撞探测模块32用于探测与前方平面所接触到的距离资料；

形体异常探测模块33随着驾驶速度，在驾驶安全有效的距离点上，自动探测平面形体的变化；上述二种模块的警告信息资料显示在数字图像仪表板显示器15的画面上。

(3)多功能后视镜安全装置45

本发明装置的主要组件装置如下：

后视镜组件装置46包括：后视镜、后视镜外壳、方向灯、电动式微调左/右/上/下后视镜方向、可折式后视镜支架等组件；

后视镜支架组件装置47为一体成形结构，外形美观，体积小不占空间；

摄像机组装置48；

图像红外线探测器装置111；

扇形式广角防撞感应器装置38，以探测交通工具两侧边为主要防撞与图像范围；

红外线传输/接收器装置49将数据传输到红外线传输控管模块55处理。

(4)红外线传输控管模块55连结红外线传输接收模块56、红外线传输接收记录模块57、红外线传输输出记录模块58、红外线传输发射模块59；

通过红外线传输感应设备的传输与接收功能，可将车内资料快速传输到外部装设的红外线感应设备上，以供其它用途；另外也可通过装置在外部的红外线感应装置，将欲传进车内的资料，通过本发明装置将外界的资料传进来，以收取定点的外部信息；

红外线传输属于独立作业，通过红外线传输控管模块55的控管，可以得知红外线传输的功能与运行是否正常，若发现其出现问题时，将会发出警告显示于数字图像仪表板显示器15上，告知驾驶员红外线运行不成功。

红外线传输控管模块55也负责辨别红外线信号是发射还是接收的信号，若是感测到外界信号时，就通过红外线传输接收模块56的处理，将红外线信号转成计算机可处理的数字化资料，然后将资料储存于红外线传输接收记录模块57内，以供e控盒(车辆)装置中的路网系统/功能及数据处理模块8读取；

如欲利用红外线输出数字化资料，则经该路网系统/功能及数据处理模块8处理后，先储存于红外线传输输出记录模块58内，一旦感测到外部红外线需求的信号时，即自动将欲输出资料，经红外线传输发射模块59传输给外部。

(5)交通安全实时监控模块50连结防撞感应处理模块51、防撞感应资料记录模块52、数字图像处理模块53、红外线热成像处理模块112；以及数字图像资料记录模块54；将防撞感应处理模块51所感应到的防撞距离数据与本模块内已设定的安全距离参数值做一对比，若在此参数值设定范围内，立即发出警告显示于数字图像仪表板显示器15上，提醒驾驶员注意，同时将此资料存放在感应防撞资料记录模块52内，以供应其它装置读取。

另外，也将数字图像处理模块53或红外线热成像处理模块112所得到的图像通过数字图像信号处理，将图像电子信号经过滤、检知、放大，转换成数字图像信号资料，再经数字图像分割处理的作业程序，分割由不同地方摄取的图像。经分割处理的图像，依不同的分割画面版本，分别储存于数字图像资料记录模块54内，以供其它装置读取。

功能说明

图4显示车下方防撞及图像装置37，其功能在于车前、后下方视线死角上的安全防护，取得车前、后下方最大范围的防撞资料。装置点的位置以车前、后保险杆中间上方位置为佳，在此位置可以最少的装置点，达到最大防撞感应及图像的范围。

本发明装置主要用于低速驾驶、转弯、倒车、人车混合地区驾驶、狭窄通道、山路、窄桥、和小溪、乱石区等处驾驶，当感应到物体时，会发出警告信息，并将资料显示在数字图像仪表板显示器15上，以消除驾驶时无法掌控的安全问题。

图5显示前后防撞及图像装置42，本发明装置主要功能是保障交通工具在中、高速驾驶时的安全。其特点是以防撞探测模块32探测与前方平面所接触到的距离资料，利用驾驶时的速度与测得的距离，作为有效保持驾驶安全距离的计算基础，达到预警、防撞的目的。其警告显示在数字图像仪表板显示器15上，以提醒驾驶员注意驾驶时的安全距离。

形体异常探测模块33主要用途是随着驾驶速度快慢，在安全有效距离点上，自动探测平面形体的变化，当发现有异状时，主动发出警告，并将异状情形及距离点，显示在数字图像仪表板显示器15上，以提醒驾驶员注意，避免交通意外事件的发生。例如路面凹凸不平、沟渠、路障、塌陷、落石、车祸现场、小动物等都可事先探测到。另外，本发明装置还设计有图像红外线探测器装置111(其使用可视需求而定)，用以辅助本发明装置在夜间或外界视线不良时使用。

图6显示后视镜组件装置46，其方向灯、电动式微调、可折式后视镜支架等组件，对驾驶员而言都是贴心设计。本发明装置的功能是可辅助传统后视镜，通过摄像机组装置48及图像红外线探测器装置111的运行，可取得稳定、清晰的图像，使驾驶员不必左顾右盼，正视前方数字图像仪表板显示器15的画面图像，就可将交通工具两侧情况一览无遗。

其扇形式广角防撞感应器装置38，本发明装置主要功能是保障交通工具在低速驾驶时的安全。所探测的防撞范围以交通工具两侧边为主，以消除驾驶员在驾驶时两侧视线上的盲点。本发明装置用于交通工具低速驾驶、转弯、倒车、人车混合、狭窄通道、山路、窄桥等处驾驶时的防撞预警。当在两侧防撞感应的范围内感应到平面物体时，将会发出警告，其警告资料，也会显示在数字图像仪表板显示器15上。

红外线传输/接收器装置49不用通过无线移动通信工具设备，可直接感测到外部的红外线传输资料。一则可缓解频繁的无线移动通信量，也可解决数据传输上的时间差问题。再则可采用定点式的直接数据传输，发挥多元化交通控管功能。

随着科技的进步发展，红外线数据传输(Infrared DataAssociation～IrDA)产品，具有体积小、低耗电、传输速度更快等优点，可用于高速公路入、出口匝道感测(用于高速公路道路管理、电子里程收费)、路边及封闭式停车场寻找/导行/进出及收费管理、都市交通管理(车流量、红绿灯显示)、车辆门禁进出入管理、定位及导航资料校正、导行路线指引、警察巡逻、窃车侦查、路边电子检查等。

以上图4、图5、图6的各种装置，都受到图12交通安全实时监控模块50的监控，以得知防撞感应、图像摄取等装置的功能与运行是否正常，若这些装置运行出了问题，即发出警告显示于数字图像仪表板显示器15上告知驾驶员。

(六)交通安全管理模块12

连结方式及运行

交通安全管理模块12是智能型组件，专门处理交通安全评估方面的问题，其内预先设计许多判断模式，如：整体性安全考虑的状况评估模式、警告与处理模式等等；

防撞及图像处理装置11所得到的各种有关交通安全资料，经过本模块综合处理之后，提供整体性的交通安全评估资料给驾驶员，让驾驶员随时能够掌控内外部行车环境、道路状况等，以确保行车安全；

再者，防撞及图像处理装置11的防撞感应器组件仅有个别感应功能，无法自动判断整体性行车安全，所以必需借助此交通安全管理模块，针对不同防撞点，控管不同的有效防撞安全距离，以避免意外事件发生。

图7即显示交通安全实时监控模块50等模块，将所处理好的资料输入交通安全管理模块12(如图1)中进行判断。

功能说明

交通安全管理模块12的功能，举例说明如下：

例如当车前方有物体接近(暂定1m)时，若驾驶员并没有看到，经此模块的判断，即发出前方防撞的警告。本发明在交通工具上共装置了六个防撞与图像位置点如组件车下方防撞及图像装置37及多功能后视镜安全装置45，形成以交通工具为中心的安全防护网，让驾驶员轻松掌控行车状况。

其次，通过整体安全评估将危险等级予以判断后，交通安全管理模块12将复杂的资料及状态，以最简单的方式告诉驾驶员。

例如防撞感应或图像故障时，可就其不同装置的位置点，发出不同程度的警告，以提醒驾驶员此种故障在安全危害上的等级。如右侧的组件45发生故障无法使用时，发出第一级的连续性警告通知，如：“一级维修通知！请尽快修复！”。

例如整体性的驾驶安全评估作业，虽然同样是在近距离发出防撞的警告，但是在“车速”不同之下，所出现的警告等级就会不同：

如在时速20公里以下低速驾驶，只出现“注意！”的警告。

如时速40～60公里，会出现“请注意！”及“请保持驾驶安全距离！”。

如在时速60公里以上高速，会出现“请特别注意！”及“请保持一定驾驶安全距离！”，一直重复出现，直到改善为止。

通过不同的警告提醒，可以让驾驶员感受到危险程度。

若以功能来区分，本发明在防撞安全管理上可分为两大功能系统：

(1)远距安全防护功能系统

此功能系统包括：

a.交通工具六点防撞预警功能，此功能的运行由e控盒(车辆)装置1中的路网系统/功能及数据处理模块主导，并将交通工具六个位置点的防撞警告，经由交通安全管理模块12处理后，输出显示在数字图像仪表板显示器15上，也同时直接输出显示在无线移动通信装置显示器18、精确定位多功能显示器19上。

b.将前后防撞及图像装置42的防撞资料，输出显示于数字图像仪表板显示器15上。

上述远距安全防护功能系统均将其资料或图像记录于最后五分钟行驶与现场记录装置17中。

(2)近距安全防护感应功能系统

此功能系统为近距离感应器防撞预警功能系统，包括：

多功能后视镜安全装置45、车下方防撞及图像装置37。

上述功能输出显示于数字图像仪表板显示器15，并且将图像及资料记录于最后五分钟行驶与现场记录装置17中。

(七)本发明的输出显示方式

连结方式及运行

本发明的输出显示方式包括：无线移动通信装置显示器18、精确定位多功能显示器19、数字图像仪表板显示器15。

本发明的精确驾驶定位功能系统，使得上述三种显示器均能提供驾驶员高效能的驾驶信息服务。

(1)无线移动通信工具显示器18

接收来自资料记录与输出处理模块16的各种资料，并显示在其屏幕上。

(2)数字图像仪表板显示器15

接收来自资料数字化处理模块13的图像及数字等记录，以及资料记录与输出处理模块16的各种所需资料记录，并将其显示在驾驶员前方的数字图像仪表板上。

(3)精确定位多功能显示器19

接收来自资料记录与输出处理模块16的各种资料，并显示在其屏幕上。

功能说明

一.图11显示无线移动通信工具显示器18由于显示屏幕的范围不大、字体较小，所以它只是简单的显示一些路网信息或其它短信，以供驾驶员参考。虽然显示资料较简单，但是因为成本较低，所以可为有成本考虑的驾驶员选用；

其所显示的信息包括：

接收状况、网络状态、日期时间、来电显示电话号码或短信、路况信息、驾驶资料(如：车号、速度、限高标准、经纬方位等)、导航资料、收费信息、汽车六点防撞资料等等。

二、图12显示精确定位多功能显示器19可由其高效能的驾驶定位信息显示，提供驾驶员导航上的高水平服务。

其功能说明如下：

(1)显示器显示内容：

数字地图(显示驾驶定位)、实时路况信息、手机信息来电显示(电话号码、短信等)日期、时间、驾驶资料(如：车号、速度、限高标准、经纬方位等)、导航资料、汽车六点防撞资料、收费信息等等。

(2)GIS移动地理信息的特殊功能：

本发明装置用于GIS移动地理信息的资料显示时，可以通过无线鼠标装置66或者显示器上附带的放大缩小键，进行不同功能选项，例如：数字地图的缩放(将交通工具定位点放大缩小至极限)、点选功能等。由于可提供精确定位信息，因此能在点选放大图式之后，由此显示器上清楚看到本车在数字地图上的确切驾驶定位点(如某条道路的某地标前)，并且依据此精确定位进行导航服务。

本发明装置的GIS移动地理信息显示方式，以程序设计将地图分为十六区块(长4区块 X 宽4区块)，以及5 X 5条经纬线显示；每一区块都有其代码及区位数码，让驾驶员易于与人沟通自己的位置。

本发明装置的另一功能是以地图显示器中央红色边线区块为数字地图的中心区，交通工具只要超出中心区的红色边线，其数字地图即自动驾驶，使交通工具所在的位置，永远保持为中心区；此功能使驾驶员只须在中心区找其定位即可，缩小寻找的范围。

本发明装置也可将GIS地理信息的画面通过无线移动通信装置或红外线/各种输出输入功能端子，把资料传送出去，以告诉他人自己的驾驶定位。

本发明装置为数字图像显示器，除了交通用途之外，也可当成计算机的显示器使用。可显示多种不同性质的信息，如：地理信息(GIS)、计算机文书处理、作为DVD/CD的输出显示器等。

三、图8显示数字图像仪表板显示器15提供道路驾驶安全管理上的高效能服务，使得驾驶员在行车安全上获得保障。此装置可替代驾驶员前方的原仪表板，除了显示原有的汽车仪表板信息之外，还可以显示路网的路况、定位及方向、里程电子收费、各种防撞图像画面、夜视画面及警告信息等信息，使得驾驶员由本发明装置，随时能掌握驾驶时的各种交通状况。

此显示装置的功能可由其搭配组件得知，其组件和功能详述如下：

(1)多功能方向盘组件60包括组件：半圆开放式方向盘61、喇叭62、方向盘握把63、方向盘支架64、可拆式方向盘旋转握把65、数字功能操控板14等。

图8显示半圆开放式方向盘61不会挡到数字图像仪表板显示器15的显示内容，也不会影响操作数字功能操控板14。

此装置的方向旋转盘和中间的操控板采分离式设计，方向盘可旋转，但操控板是固定不动的装置。驾驶员可依其需求分开操作。如驾驶员不习惯半圆式方向盘设计，也可改为全圆式，其它搭配组件不变。

特殊设计的喇叭62共有两处喇叭键，一处在半圆开放式方向盘61的握把处左、右前端，是为配合方向盘握把63的使用。另一处则在数字功能操控板14左右两侧的下方位置上，如采用全圆式方向盘，则可使用此种设计。

方向盘握把63根据人体力学设计，在方向盘内侧上方位置处，特别设计有让手指紧握的凹处，使操作者易于操控。

方向盘支架64是支撑并带动整个半圆开放式方向盘61的结构主体，其体积要小而轻，并且能够承受强大撞击力。

可拆式方向盘旋转握把65，也是为半圆开放式方向盘61特别设计的搭配装置。如果不需要可以拆除。

(2)数字功能操控板14

图9显示本发明装置上有40个已设定好的各种不同功能的应用程序按键；该板也可视使用者的便利性安装在其它地方；现将其组件列举如下：

一、无线鼠标装置66：用于精确定位多功能显示器19的多种功能用途选择。

二、文字数字键67：输入文字数字于无线移动通信装置显示器，有多种功能用途选择。

三、车祸键68：只要发生车祸按下此键，就会自动发出车祸的信息，将车祸的的定位点、车号、手机号码等基本资料，通知最近的交通行控中心或警察单位。同时也将车祸定位点的通报，通过行控中心的数据传输，提供车祸信息给会受到影响的交通工具。

四、故障键69：功能同车祸键68，传递故障待援的信息给所选择的维修厂或拖车厂。

五、遭劫键70：功能如同车祸键68，传递遭劫信息给警察单位。

六、驾驶里程归零键71：将数字图像仪表板显示器15上的驾驶里程数归零，让里程从头开始计数。

七、预留键72：保留此按键，供日后其它新增的功能使用。

八、预留键73：保留此按键，供日后其它新增的功能来使用。

九、选择后视镜74：选择需要微调的左、右侧边后视镜。

十、后视微调键(左/右)75：微调某个后视镜左、右的横向位移方向。

十一、后视微调键(上/下)76：微调某个后视镜上、下的纵向位移方向。

十二、车前景77：通过前后防撞及图像装置42，可以取得车前景的图像画面。

十三、车后景78：通过前后防撞及图像装置42，可以取得车后景的图像画面。

十四、变焦(近、中、远)79：调整前后防撞及图像装置42的近、中、远图像。

十五、夜视键80：当夜间或外界视线不良的时候，可以按此红外线热成像处理的图像功能键，以保障驾驶安全。(视需求增删)

十六、左后视景81：通过多功能后视镜安全装置45，取得左侧边后视景的图像画面。

十七、前车下景82：通过车下方防撞及图像装置37，取得车前景的图像画面。

十八、麦克风83：用于无线移动通信手机通话时，或用于网络电话。

十九、左前轮景84：通过多功能后视镜安全装置45，取得左前轮景的图像画面。

二十、右前轮景85：通过多功能后视镜安全装置45，取得左前轮景的图像画面。

二十一、正常键86：将夜视功能取消，让车前景的图像恢复正常使用状态。

二十二、右后视景87：通过多功能后视镜安全装置45，取得右侧边后视景的图像画面。

二十三、车后下景88：通过车下方防撞及图像装置37，取得车后景的图像画面。

二十四、调整数字图像仪表板显示器89：此装置用于调整数字图像仪表板显示器的功能。

二十五、数字图像仪表板显示器～亮度90：此装置用于调整数字图像仪表板显示器的亮度，以避免因光线明暗度造成视线不良。

二十六、数字图像仪表板显示器～位偏91：此装置用于调整数字图像仪表板显示器的图像位置偏移。

二十七、无线上网显示器选择92：选择无线上网时的显示器，如：数字图像仪表板显示器15，或是精确定位多功能显示器19。

二十八、无线网络影音传输93：将车上的图像声音，通过无线驾驶上网的方式传输出去。

二十九、DVD/CD影音播放94：通过本发明装置播放DVD/CD等的影音于精确定位多功能显示器19。

三十、电视台节目收播95：通过本发明装置接收无线电视台节目，并显示于精确定位多功能显示器19。

三十一、高智能路网信息系统96：通过本发明装置接收高智能路网信息系统信息，显示于精确定位多功能显示器19，以进行导航等功能。

三十二、无线移动通信系统更换97：通过本发明装置的切换，可选择使用GSM/GPRS(或3G/4G)/卫星无线通信等的通信方式，以保持无线移动通信通话品质。

三十三、最后五分钟行驶与现场记录输出98：通过本发明装置的控制，可以保障个人隐私权。并且提供原始驾驶资料给警察单位以为意外事故的鉴定。

三十四、原设计景99：同时出现八个图像画面，供驾驶员驾驶时参考。

三十五、全景100：可选择任何一个单一图像的画面，供驾驶员驾驶时参考。

三十六、二分景101：可选择任何二个单一图像的画面，供驾驶员驾驶时参考。

三十七、三分景102：可选择三个单一图像的画面，供驾驶员驾驶时参考。

三十八、四分景103：可选择四个单一图像的画面，供驾驶员驾驶时参考。

三十九、六分景104：可选择六个单一图像的画面，供驾驶员驾驶时参考。

四十、喇叭62：用于对外警示。

(八)最后五分钟行驶与现场记录装置17

连结方式及运行

最后五分钟行驶与现场记录装置17(俗称黑盒子)是本发明的一个重要装置。

其主要组件名称如下：

(1)防撞感应数据接收模块105：用于接收各种有关防撞感应资料的记录。

(2)数字图像资料接收模块106：用于接收各种有关数字图像资料的记录。

(3)汽车六点防撞资料接收模块107：用于接收汽车六点防撞资料的记录。

(4)交通安全资料记录处理模块108：用于将需要分类处理的资料，分别转存于最后五分钟行驶记录模块109或现场记录模块110等内，并确保转存资料的完全性。

(5)最后五分钟行驶记录模块109：将实时的防撞感应、数字图像、汽车六点防撞等资料自动记录下来，并以自动循环的方式，记录下在最后五分钟内驾驶时的原始资料。当交通工具的驾驶速度大于零的时候，会自动激活本发明装置，开始记录。当其速度等于零的时候，就会自动关闭本发明装置，停止记录，以确保资料不会被消除。

(6)现场记录模块110：其记录的方式与最后五分钟

驾驶记录模块109相同，而唯一不同的处，就是只有在关掉交通工具引擎或是停止正常供电的时候，才会停止记录作业。其自动循环记录的有效时间可长达六个小时以上(视交通工具的功能、用途与需求而定)，以确保忠实记录完全的驾驶交通安全资料。

功能说明

最后五分钟行驶与现场记录装置17(俗称黑盒子)是本发明的一个重要装置，不但可提供十分完全而精确的驾驶数据记录，也可将现场图像存录供作意外事故鉴定的依据，或作为其它用途的证据资料。

当交通工具驾驶时，本发明装置会存入以下各种数字、文字、图像等记录资料：

(1)交通工具资料记录

如车籍资料、驾驶员资料、日期、停止驾驶时间、引擎关闭时间、最后五分钟开始及结束记录时间、驾驶电话号码、有无违规资料等等。

(2)驾驶状况记录

如车速、道路资料、交通工具定位资料、路网定标点资料、车辆定位资料、六点防撞资料(包括六点邻车位置资料)、左后视图像及防撞感应状况、右后视图像及防撞感应状况、车前图像及防撞感应状况、车后图像及防撞感应状况、车前下方图像及防撞感应状况、车后下方图像及防撞感应状况、左前车轮图像及防撞感应状况、右前车轮图像及防撞感应状况等。

因为在停车(不关引擎)时仍然自动记录四周环境的图像及防撞感应状况，因此也可为其它事故纠纷的图像存证。

以上说明以汽车为例但不限于汽车，还包括各种路上驾驶工具、机车、铁路运输工具、捷运交通工具、船只、航空装备等交通工具，以及其它虽不以交通为用途，但需要用到此项发明的各种驾驶工具及其设备。

Claims (24)

1、一种多功能安全装置，其特征在于，包括：

原仪表板资料接收模块、防撞及图像处理装置、交通安全管理模块、资料数字化处理模块、数字功能操控板；以及

数字图像仪表板显示器等组件；

2、根据权利要求1所述的多功能安全装置，其中各组件的功能如下：

原仪表板资料接收模块用来接收交通工具原来仪表板上的所有信息；

防撞及图像处理装置以其内部的各种防撞图像处理装置，进行防撞预警以及记录储存；

交通安全管理模块，用于处理交通安全上危险判断，其内储存的安全判断模式，可判断防撞及图像处理装置所探测处理的资料，然后将所判断的资料，交给资料数字化处理模块转为数字化数据；

数据数字化处理模块，内设应用程序模块，可将各种不同资料，统一转化成标准的数字化数据库。

3、根据权利要求1所述的多功能安全装置，还包括下列功能：

防撞及图像处理装置，其主要功能是以其摄影、图像红外线探测器装置及感应器装置，呈现驾驶员行车时所需外界状况，或者驾驶员视线死角上的外界状况，同时以感应器装置探测可能会妨碍行车的障碍物，再以图像或是预警标志对驾驶员提出警告；

交通安全管理模块将防撞及图像处理装置所有资料判断处理之后，适当地提出警告，使驾驶员可掌握驾驶时的各种状况；

资料数字化处理模块建立标准数字化数据库，提供本发明所有程序模块存取之用，不但符合应用功能上的速度需求，也可简化数据流；如：数字功能操控板上的各种组件号码，每一个组件号码就是一个应用程序，是一种简化的处理程序及方法，让驾驶员很容易操作。

4、根据权利要求1所述的多功能安全装置，其中防撞及图像处理装置包括：

车下方防撞及图像装置、前后防撞及图像装置、多功能后视镜安全装置、交通安全实时监控模块；以及

红外线传输控管模块。

5、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中车下方防撞及图像装置还包括：

扇形式广角防撞感应器装置、加强式广角俯视摄像机装置、图像红外线探测器装置；以及

加强式广角灯光装置等组件；

其各组件所处理的图像资料，通过图像信号处理模块的数字图像处理，输出显示在数字图像仪表板显示器上。

6、根据权利要求5所述的多功能安全装置，其中所述的扇形式广角防撞感应器装置的设计及功能包括：

为了减少装置点及取得车前、车后最大的安全角度范围，在防撞感应设计及装置上，选择在同一个定位点上，以平行反向斜角度的方式装置左、右防撞感应器模块，中间则以平行正前方的方式来装置防撞感应器模块，由这三个防撞感应器模块共同组成扇形式广角防撞感应器装置。

7、根据权利要求5所述的多功能安全装置，其中所述的加强式广角俯视摄像机装置的设计及功能包括：

在图像取得方面采取向下俯视斜角角度设计的加强式广角俯视摄像机装置，为了扩大横向平面图像摄取的范围，所以在摄像机组的镜头前，加装窄平宽的凸透镜。

8、根据权利要求5所述的多功能安全装置，其中所述的图像红外线探测器装置的设计及功能包括：

图像红外线探测器装置以其上万个像素探测不同温度分布的物体图像。

9、根据权利要求5所述的多功能安全装置，其中所述的加强式广角灯光装置的设计及功能包括：

加强式广角灯光装置组件是采用广角凸透镜的灯罩设计，让光线可以采平行宽度的方式，以扇形面的范围向前、左、右发光，以补足摄像机所需光线。

10、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中前后防撞及图像装置还包括下列组件装置：

摄像机(近、中、远镜头)装置、防撞探测模块、形体异常探测模块、图像红外线探测器装置。

11、根据权利要求10所述的多功能安全装置，所述的摄像机(近、中、远镜头)装置，是具有可调焦距的摄像机装置，有高像素与画质，经过图像信号处理模块的处理之后，可以取得更为稳定清晰的画面图像。

12、根据权利要求10所述的多功能安全装置，所述的防撞探测模块用于探测与前方平面所接触到的距离资料；

形体异常探测模块随着驾驶速度，在驾驶安全有效的距离点上，自动探测平面形体的变化；

上述二种模块的警告信息资料显示在数字图像仪表板显示器的画面上。

13、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中多功能后视镜安全装置还包括：

后视镜组件装置，具有后视镜、后视镜外壳、方向灯、电动式微调左/右/上/下后视镜方向、可折式后视镜支架等组件；

后视镜支架组件装置为一体成型结构，外形美观，体积小不占空间；

摄像机组件装置；

图像红外线探测器装置；

扇形式广角防撞感应器装置以探测交通工具两侧边为主要防撞与图像范围；

红外线传输/接收器装置将数据传输到红外线传输控管模块处理。

14、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中红外线传输控管模块还包括：

红外线传输接收模块、红外线传输接收记录模块、红外线传输输出记录模块、红外线传输发射模块；

15、根据权利要求4所述的多功能安全装置，所述的红外线传输控管模块的功能包括：

通过红外线传输感应设备的传输与接收功能，可将车内资料快速传输到外部装设的红外线感应设备上，以供其它用途；另外也可通过装置在外部的红外线感应装置，将欲传进车内的资料，通过本发明装置将外界的资料传进来，以收取定点的外部信息；

红外线传输属于独立作业，通过红外线传输控管模块的控管，可以得知红外线传输的功能与运性是否正常，若发现其出现问题时，将会发出警告显示于数字图像仪表板显示器上，告知驾驶员红外线运行不成功；

红外线传输控管模块也负责辨别红外线信号是发射还是接收的信号，若是感测到外界发射信号时，就通过红外线传输接收模块的处理，将红外线信号转成计算机可处理的数字化资料，然后将资料储存于红外线传输接收记录模块内，以供应e控盒(车辆)装置中的路网系统/功能及数据处理模块读取；

如欲利用红外线输出数字化资料，则经所述的路网系统/功能及数据处理模块处理后，先储存于红外线传输输出记录模块内，一旦感测到外部红外线接收的信号时，即自动将欲输出数据，经红外线传输发射模块传输给外部。

16、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中交通安全实时监控模块包括：

防撞感应处理模块、数字图像处理模块、防撞感应资料记录模块、数字图像资料记录模块；以及

红外线热成像处理模块。

17、根据权利要求16所述的多功能安全装置，所述的交通安全实时监控模块的功能包括：

将防撞感应处理模块所感应到的防撞距离数据与本模块内已设定的安全距离参数值做一对比，若在此参数值设定范围内，立即发出警告显示于数字图像仪表板显示器上，提醒驾驶员注意，同时将此资料存放在感应防撞资料记录模块内，以供其它装置读取；

另外，也将数字图像处理模块所得到的图像通过数字图像信号处理，将图像电子信号经过滤、检知、放大，转换成数字图像信号资料，再经数字图像分割处理的作业程序，分割由不同地方摄取的图像；经分割处理的图像，依不同的分割画面版本，分别储存于数字图像资料记录模块内，以供应其它装置读取；

图像红外线探测器装置则用于辅助本发明装置，在夜间或外界视线不良时使用。

18、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中所述的车下方防撞及图像装置的功能包括：

车前、后下方视线死角上的安全防护，取得车前、后下方最大范围的防撞资料；装置点的位置以车前、后保险杆中间上方位置为佳，在此位置可以最少的装置点，达到最大防撞感应及图像的范围。

19、根据权利要求18所述的多功能安全装置，其中所述的车下方防撞及图像装置还用于：

低速驾驶、转弯、倒车、人车混合地区驾驶、狭窄通道、山路、窄桥、小溪、乱石区等处驾驶时，当感应到物体时，会发出警告信息，并将资料显示在数字图像仪表板显示器上，以消除驾驶时无法掌控的安全问题。

20、根据权利要求4所述的多功能安全装置，其中所述的前后防撞及图像装置的功能包括：

保障交通工具在中、高速驾驶时的安全；其特点是以防撞探测模块探测与前方平面所接触到的距离资料，利用驾驶时的速度与测得的距离，作为有效保持驾驶安全距离的计算基础，达到预警、防撞的目的；另外通过图像红外线探测装置，可以弥补夜间或视线不良时的驾驶安全问题；

其警告显示在数字图像仪表板显示器上，以提醒驾驶员注意驾驶时的安全距离。

21、根据权利要求10所述的多功能安全装置，其中所述的形体异常探测模块的功能包括：

随着驾驶速度快慢，在安全有效距离点上，自动探测平面形体的变化，当发现有异状时，主动发出警告，并将异状情形及距离点，显示在数字图像仪表板显示器上，以提醒驾驶员注意，避免交通意外事件的发生；例如路面凹凸不平、沟渠、路障、塌陷、落石、车祸现场、小动物等都可事先探测到。

22、根据权利要求13所述的多功能安全装置，其中所述的后视镜组件装置还包括下列功能：

可辅助传统后视镜，通过摄像机组装置的运行，取得稳定、清晰的图像，使驾驶员不必左顾右盼，正视前方数字图像仪表板显示器的画面图像，就可将交通工具两侧情况一览无遗，可提高行车安全度；

图像红外线探测装置，可以弥补夜间或视线不良时的驾驶安全问题；

其扇形式广角防撞感应器装置的主要功能是保障交通工具在低速驾驶时的安全；所探测的防撞范围以交通工具两侧边为主，以消除驾驶员在驾驶时两侧视线上的盲点；

本发明装置用于交通工具低速驾驶、转弯、倒车、人车混合、狭窄通道、山路、窄桥等处驾驶时的防撞预警；当在两侧防撞感应的范围内感应到平面物体时，将会发出警告，其警告资料，也会显示在数字图像仪表板显示器上。

23、根据权利要求16所述的多功能安全装置，所述的防撞及图像处理装置内的各种组件装置，都受到交通安全实时监控模块的监控，以得知防撞感应、图像摄取、图像红外线传感器等装置的功能与运行是否正常，若这些装置运行出了问题，即发出警告显示于数字图像仪表板显示器上告知驾驶员。

24、根据权利要求2所述的多功能安全装置，其中所述的交通安全管理模块的功能包括：

利用其内部预先设计的许多判断模式，如：整体性安全考虑的状况评估模式、警告与处理模式等等，处理交通安全评估方面的问题。

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