CN101751793B - 行车安全辅助网络管理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种行车安全辅助网络管理系统及其方法，是令行进中车辆于通讯范围内沟通彼此地理位置及目前行车状态，由此通讯范围内的至少一车辆会成为其它因位于无线通讯死角而导致无法彼此通讯的数个车辆的路由平台，负责将相互断讯车辆所发出车况讯号予以转介，令通讯范围内的所有车辆不因周围地形、建物或其它车辆阻挡，均得全面考虑并评断出周边对己存在潜在危险的车辆，有效解决行车安全辅助网络通讯的死角带来的缺点，并实时地且高可靠地传送高重要性封包至相对的车辆，达到有效预警的效果。

Description

行车安全辅助网络管理系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种行车安全辅助网络管理系统及其方法。

背景技术

大多交通事故的肇事原因均为突发的危险驾驶，然而驾驶者面对突发危险驾驶的处理，往往会决定是否造成交通事故或较大的交通事故。

随着行车计算机的普及，车辆增加愈来愈多电子功能，如行车记录、车况异常记录、自动刹车、倒车雷达警示、车况通讯等，其中以倒车雷达警示功能能够直接提醒驾驶者与前、后物体过近的警示，辅助驾驶者行车以确保安全。然而，倒车雷达装置仅可辅助车辆于倒车时一定范围内的障碍物体警示，但是对于车辆前行时或突发快速接近的车辆则无法提供驾驶者足够反应时间；因此，目前驾驶者并无法事先预知路上突发危险驾驶，而有充分时间避开。

有鉴于此，已有人提出可行的解决方案，即于车辆内建置有无线通讯装置及特定通讯协定，令车辆可与邻车构成移动式无线网络而相互广播各车行车讯息，如此一来，车辆得到通讯范围内其它车辆对外广播的行车讯息，进而达到预警作用。如中国大陆公告第CN1291361号发明专利，即揭示一种「使用特定网络在车辆之间通信车辆管理信息的系统和方法」，此发明专利主要令各车辆内设置有一控制器、一感测单元、一显示器及一通讯器。该感测单元又包含GPS接收机、陀螺仪、加速度传感器、天气传感器及电子地图。该GPS接收机是得知车辆位置，而陀螺仪则是检知车辆行车姿态以得知目前转向角度及角速度；又，加速度传感器则是检测车辆行车的加减速状态；至于该天气传感器则是检知车辆目前天气状态，并将其感知讯号传送至该控制器。该电子地图则可反映目前车辆行经道路的弯曲度、交通灯号讯息、道路宽度讯息、周围道路讯号及附近地区讯号等道路讯息。

上述控制器依据电子地图得到目前的道路讯息、道路弯曲度及目前交通灯号，并配合感测单元以得知目前车辆行驶的车速、方向…、煞车灯号、转向灯号等车辆行驶讯息，并通过安置于车上的无线通讯装置将该车辆行驶讯息对外广播，使邻近各车辆均能接收到该车辆行驶讯息并通过自身的安全判断逻辑判断邻车的行驶状态，当判断邻车出现异常行驶状态时，则对驾驶者提出警示；是以，各车辆除可对外广播本车的行车讯息外，亦可获得附近车辆传来的行车讯息。因此，如图14所示，若前方道路出现车祸车辆50’时，该车祸车辆50’即可将包含有此一车辆安全讯息的行车讯息传送至附近车辆51’，再由该附近车辆51’向后传送至后方车辆52’。

诚如此一发明专利所揭示车辆管理讯息技术可知，各车辆仅为单纯且持续对外广播本车行车讯息或接收其它车辆的行车讯息，但当行驶车辆数量增加时，容易造成讯息封包抢用网络通道的情形，使得讯息常常发生碰撞而传送失败，一旦行车讯息的部分封包传送失败，就必须再等待一段时间才能重新传送，丧失行车讯息时效性，因此上述发明专利提供防撞警示功效仍非完整。

又，为另一件美国公告第「US6,985,089B2」号专利案，是揭示一种「车辆间的无线通讯协定」技术，其主要应用于如上述中国大陆发明专利提出的车辆管理信息的系统中的一种通讯协定，该通讯协定是能够将本车产生的车辆讯息内容进行重要性优先权筛选再向外传送，借由减少占用通讯通道频宽，避免高重要性行车讯息传送失败；此外，为再提高传送成功率，负责传送高重要性行车讯息的车辆会增加其广播时间及次数。又，此一美国专利更进一步针对高速公路的行驶状况区分讯息优先等级，以节省讯息的封包数量而降低封包发生碰撞的可能，如当行驶于高速公路而前方有事故发生时，此时前方车辆将发送一高优先权讯息予后方邻近车辆，借以提醒该车驾驶者及早注意，避免车祸发生。由于此一美国专利是针对高速公路高速行驶车况而设计，故其筛选车辆讯息的重要性是以车辆驾驶行为的改变加以判断的。

请配合参阅图15所示，该美国专利提出的通讯协定实际应用于高速公路等快速行驶道路上功效更为显著，即当前车61’相对本车60’突然加速，则本车60’会接获前车广播驾驶行为已改变的车辆讯息，由于该前车61’位于本车60’的前方位置，故本车60’会估算该前车61’与本车60’关联性高，并立即由本车60’判断该前车已构成潜在性危险，进而警告本车驾驶者注意。

由上述说明可知，目前确实已有相关专利提出利用车辆的无线通讯功能构成一行动无线网络，借由相互交流车辆信息，进而达到快速通知不利的路况或车况，甚至预估不利于本车的潜在危险车辆；而前述二件专利所提出的技术并无法适用于各种道路状况，其中较为严重的是，当无线通讯网络遭遇地形阻挡而无法构成有效的通讯网络时，前述各项专利的功效即均无法达成；因此，有待谋求更进一步的技术以提供驾驶者可靠的车用辅助行车安全的无线通讯系统。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种行车安全辅助网络管理系统及其方法，令车辆于行经各种路况时，可不受附近地形影响均能顺利进行车辆讯息沟通，以提高驾驶安全性。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该行车安全辅助网络管理方法包含有：

持续发送本车内部行车讯息及接收外部行车讯息，其中各行车讯息包含有车速、行车方向或车辆位置等；

由所接收的外部行车讯息，判断周围车辆是否对本车构成潜在威胁，若判断为是，则进一步发出警告；

判断该外部行车讯息是否由一主节点所广播；

若否，则于一预设时间内累计已接收自其它从节点广播的行车讯息数量，并于预定时间到达时全体向外广播各自累计的行车讯息数量，并以最高累计行车讯息数量的从节点作为主节点；一旦成为主节点，则依据已接收行车讯息中得知至少一从节点的可能行车路径，借此决定构成至少一威胁关联群组，再比较各威胁关联群组的紧迫程度并给予不同优先权权重，再依据优先权重高低，筛选并过滤高权重的威胁关联群组，优先对外转介广播封包，并以优先权权重高低依序确认是否收到各威胁关联群组内数个从节点的回应封包(ACK)，若无则再重复转介广播封包给该威胁关联群组内数个从节点，直到接收到从节点的回应封包为止；及

若是，除了持续对外广播本车行车讯息外，同时接收主节点及其它从节点广播的行车讯息，依照主节点及其它从节点广播的行车讯息经防撞演算后对驾驶者进行警示。

又，本发明行车安全辅助网络管理系统包含有：

数个从节点，是相互构成连线，又各从节点是对外广播本车内部行车讯息，并接收其它从节点及主节点广播的外部行车讯息，并依据外部行车讯息判断并预警潜在威胁；

一主节点，是与数个从节点构成连线，以收集来自数个从节点的外部行车讯息，并经由一主节点推选程序而指定之；又，该主节点是依据外部行车讯息经防撞演算后，得知至少一从节点的可能行车路径，再借由该可能行驶路径以判断出车辆之间于路径上的彼此构成威胁关系，以决定构成至少一威胁关联群组，再者比较各威胁关联群组的紧迫程度并给予不同优先权权重，因而主节点即能依据优先权权重高低，筛选并过滤高权重的威胁关联群组，优先对外转介广播封包再以优先权权重高低依序确认是否收到各威胁关联群组中的数个从节点的回应封包，以了解各威胁关联群组中的各从节点是否均可收到彼此的行车讯息群组，若无则继续发出该威胁关联群组的广播封包，以提高重要广播封包的通讯可靠度。

由上述可知，本发明一旦应用于交通壅塞的路口或交流道出口时，路口车辆中一定会出现通讯能见度佳的主节点，如此一来该主节点即能汇集附近最多从节点广播的行车讯息，并立即执行防撞演算以建立至少一威胁关联群组，再以优先权权重高低过滤广播封包，令转介于车辆之间的广播封包减量，又为确保各威胁关联群组内数个从节点能成功接收广播封包，该主节点会确认各威胁关联群组内数个从节点于收到广播封包后所主动回复的一回应封包(ACK)，以提升讯息转介的可靠度；是以，本发明行车安全辅助网络管理方法能有效解决路口因障碍物阻挡车辆之间通讯所造无法预警的功效，且本方法亦能以最有效率及高可靠性的通讯方式，令各威胁关联群组内数个从节点确实能在最短时间内收到重要的广播封包，确保预警的实时性及有效性。

本发明的有益效果是，令车辆于行经各种路况时，可不受附近地形影响均能顺利进行车辆讯息沟通，以提高驾驶安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明应用于一十字路口的示意图。

图2是本发明系统方块图。

图3是本发明各车辆广播程序的流程图。

图4是本发明防撞警示程序的自我预警流程图。

图5是本发明防撞警示程序的流程图。

图6是本发明主节点推选程序流程图。

图7是本发明防撞警示程序的执行警示流程图。

图8A、图8B是本发明二种不同行车讯息格式。

图9是本发明建立威胁关联群组流程图。

图10是本发明主节点交接程序流程图

图11是本发明应用于双向弯道的示意图。

图12是本发明应用于交流道的示意图。

图13是本发明第二较佳实施例应用于十字路口的示意图。

图14是本发明第二较佳实施例的方块图。

图15是中国大陆公告第CN1291361号发明专利图14。

图16是美国公告第「US6,985,089B2」号专利图3。

图中标号说明：

10主节点            11中央处理器

111数据储存单元     12通讯模组

13GPS模组       14交通管理单元

15车况感测单元  16警示单元

17输入单元      20从节点

21中央处理器    211数据储存单元

22GPS模组       23交通管理单元

24车况感测单元  25警示单元

26输入单元      30主节点

31中央处理器    311数据储存单元

32通讯单元      33交通管理单元

43建筑物        50’车辆

51’车辆        52’车辆

60’本车        61’前车

具体实施方式

首先请参阅图1所示，为本发明行车安全辅助网络管理系统的第一实施例的架构图。由于十字路口汇集许多车辆，亦属最易发生事故的场合，因此为方便说明本发明功效，本实施例是配合十字路口加以详述本发明的网络管理系统及方法。

本发明的网络管理系统是于车辆进入十字路口通讯范围内始架构成型，其包含有：

数个从节点20，是于十字路口有效通讯范围内相互构成连线，又各从节点20是对外广播本车的内部行车讯息，并接收其它从节点20广播的外部行车讯息；所谓从节点20是指有效通讯范围内的车辆，并依据外部行车讯息判断并预警潜在威胁；

一主节点10，是于十字路口有效通讯范围内与数个从节点20构成连线，以收集来自数个从节点20的外部行车讯息，并经由一主节点推选程序而指定之；又，该主节点10是依据外部行车讯息经防撞演算后，得知至少一从节点20的可能行车路径，再借由该可能行驶路径以判断出车辆之间于路径上的彼此构成威胁关系，而决定构成至少一威胁关联群组，其中该行车讯息可为该从节点20的车速、行车方向或车辆位置等；待取得数个外部行车讯息后，主节点10进而比较各威胁关联群组的紧迫程度并给予不同优先权权重，如此主节点10即能依据优先权权重高低，筛选并过滤高权重的威胁关联群组，并优先对外发出广播封包，之后再以优先权权重高低依序确认是否收到各威胁关联群组内数个从节点的回应封包(ACK)，以了解威胁关联群组中的各从节点20是否均可收到彼此的行车讯息，提高通讯可靠度；于本实施例中，该主节点10为移动中的车辆。又该主节点设定优先权权重的依据是包含有碰撞机率、车种及碰撞前剩余秒数参数，而该等参数对于设定优先权的比重下表是提供一种较佳评断方式：

由于大部分十字路口处均有建筑物43的设置，而建筑物43会阻挡不同车道上车辆的广播，使得车辆进入十字路口之前无法成功接收其它车辆广播行车讯息，而此时若对向车道或交错车道的车辆已构成威胁，则无从预先判断及警示驾驶者；是以，本发明的行车安全辅助网络管理系统即于从节点20进入十字路口的有效通讯范围时，通过已存在的主节点10或当主节点不存在时，由该有效通讯范围内的数个从节点20通过一主节点推选程序而选任一从节点20以作为主节点10，借此以由该主节点区分出威胁关联群组，并依其威胁程度给予不同优先权权重，并优先通知一高优先权权重威胁群组关于威胁车辆的行车讯息，以及确认是否收到该群组内的各从节点20的回应封包，借以将构成威胁车辆的位置周围于各从节点20，避免因为建筑物的阻挡而无法达到有效的预警；其中该主节点10可为一固定于道路侧的路侧机单元(Road Side Unit；RSU)或由进入路口的数个从节点20推选之。

请配合参阅图2所示，由于主节点10及从节点20均设置于行驶中的车辆，其中主节点10及从节点20分别包含有：

一中央处理器11，是内建有主节点推选及交接程序、广播程序及防撞警示程序；又该中央处理器11是进一步连接有数据储存单元111，其储存有车辆识别码，当设定为主节点10时，即执行主节点交接程序，若为从节点20时，则执行主节点推选程序；

一通讯模组12，是与中央处理器11连接并与相同通讯通道(channel)及协定(protocol)的通讯模组双向连线，借以接收外部行车讯息后输出至中央处理器11，以及将中央处理器11输出的行车讯息对外广播；又，如图8A所示，各行车讯息格式至少包含有坐标位置、车速、行车方向、发送时间及本车识别码；

一GPS模组13，是连接至中央处理器11，是接收卫星定位讯号，并至少撷取其中坐标、时间及速度数据予该中央处理器11；

一交通信息单元14，是连接至该中央处理器11，是储存有路口地理信息(如路口的地理坐标)及交通管理信息(如交通号志灯号、变换灯号时间、道路速限指示、道路施工、交通事件等)；

车况感测单元15，是反映本车或车外环境状态予中央处理器11；如，方向灯灯号、雨刷状态、胎压值、车灯启闭状态等；

一警示装置16，是连接至中央处理器11，由中央处理器11驱动警示装置提醒驾驶者；于本实施例中该警示装置为一显示器，又可为蜂鸣器等元件；

一输入装置17，是连接至中央处理器11，供驾驶者设定或取消警示装置的警示讯号。

上述中央处理器11是连接有GPS模组13，故可取得本车行进时的坐标位置、车速、行车方向等数据。以下进一步说明中央处理器11执行广播程序的步骤，请参阅图3所示，开始50后中央处理器11会取得通道使用权51，再取得本车的坐标位置、车速、行车方向等数据，并储存于数据储存单元的车辆动态数据库中52，之后再将该等数据以封包形式包装成行车讯息并对外广播53，完成后即交还通道使用权，于延迟一段时间后再回到第一步骤，如此重复地持续对外广播本车的行车讯息54。

因此，再如图4所示，各车辆中央处理器11亦周期性地接收邻车的行车讯息并执行防撞警示程序，以随时在不同道路中达到自我预警功效。即开始后60中央处理器11会取得通道使用权61，以等待接收周围车辆传送的行车讯息62，一旦有行车讯息被接收，则立即更新至数据储存单元的车辆动态数据库中63，并由中央处理器配合该车辆动态数据库进行周围车辆的轨迹预测64，再判断本车是否受到周围车辆威胁65，若否则回到第二步骤；反之，则驱动警示装置以提示驾驶者即将产生碰撞66。然而，诚如图1十字路口周边的建筑物43所在位置，即将进入或即将驶离十字路口的车辆，纵使有此一自我预警功能，但仍因为建筑物的阻挡而无法取得所有车辆的行车讯息以进行作出有效胁威性的判断，故无法达到实时预警作用。

因此，再如图5所示，中央处理器11于执行上述自我预警功能70外，会随时判断当从节点是否即将进入如十字路口等交通壅塞的路口71，若判断为是，则开始判断是否接收到来自主节点广播的行车讯息72，以反映出更为实时且有效的预警效果。意即，当该中央处理器11依照GPS模组及交通信息单元判断本车即将驶入十字路口时，于此一情况下，该中央处理器11立即判断是否接收到一主节点广播的行车讯息。

1.若未接收到主节点10广播的行车讯息，则于一预设时间T内执行该主节点推选程序，以下进一步说明主节点推选程序的详细步骤，并请配合参阅图6所示：

开始80；

收集预定时间内的数个从节点广播的外部行车讯息81，计算目前所在位置所能接收到的行车讯息数量，并于该预设时间T到达时82，连同本车识别码对外广播该行车信息数量V_N、与地理中心的距离(d_center)及发出时间t83，此时，该中央处理器11即可判断本车是否为行车信息数量最高者84，若为非，则维持目前从节点85，若为是，则进一步判断是否尚有其它相同为最高行车信息数量的从节点86，若确认均无，则本车身份由从节点设定成主节点88；反之，则进一步比对本车与其它相同最高行车信息数量的从点节的与地理中心的距离(d_center)是否最短87，若是，则代表位于路口收讯最佳的地理位置，将本车身份由从节点改为主节点88，若否则由其它从节点选任为主节点，而本车仍维持从节点85。所谓地理中心距离诚如图1所示，以十字路口的中央为中心，车辆与十字路口中央之间的间距，为方便计算，可以以十字路口中央为中心，向外以不同半径r1；r2；r3圈画出不同数道同心圆，因此各车辆可由目前所在位置回报座落于各道同心圆位置。一旦车辆由从节点20设定成为主节点10后，则该主节点10依据从节点20行车讯息再经防撞演算后，计算出一从节点20的至少一可能行驶路径，而借该可能行驶路径以判断出车辆之间于路径上的彼此构成威胁关系，以建立至少一威胁关联群组，若依据各从节点20的该可能行驶路径所建构出的该威胁关联群组为数个，亦即存在二个以上的威胁关联群组，则依据其威胁程度对该些威胁关联群组进行不同优先权权重的分配，再依据优先权权重高低，筛选并过滤高权重的威胁关联群组，优先对外发出广播封包，如图8A所示，该广播封包格式是含有：坐标位置、车辆速度、行车方向、封包发送时间及列于目前威胁关联群组的所有车辆识别码。当从节点收到此一广播封包，并读取到其所属的其车辆识别码时，该从节点要立即发出一回复确认封包ACK，如图8B所示，借此可确认于该高权重威胁关联群组中的各从节点均可收到彼此的行车讯息而进行警示，若未收到，则再重复发送，如此一来对于高权重威胁关联群组的从节点20能确实实时收到主节点的有效警示。

2.若本车的中央处理器已收到主节点10广播的行车讯息，除持续对外广播本车行车讯息，并且同时接收主节点及其它从节点广播的行车讯息，依照主节点及其它从节点广播的行车讯息经防撞演算后对驾驶者进行警示；以下进一步说明进行警示的详细步骤，并请配合参阅图7所示：

开始90后会取得通道使用权91，以先等待接收周围车辆传送的行车讯息92，一旦有行车讯息被接收，则立即更新至数据储存单元的车辆动态数据库中93，并由中央处理器配合该车辆动态数据库进行周围车辆的轨迹预测，再以本车目前坐标位置为中心，产生与本车相关的威胁关联群组信息94，再将目前接收到的威胁关联群组的广播封包中威胁关联群组读出95，再以本车识别码判断本车是否列为该威胁关联群组的其中一员96；若是，则由该驱动警示装置以提示驾驶者即将产生碰撞，并回复该主节点一回复确认封包97；若否，则回到第二步骤91，直到从节点驶离十字路口为止。又，请配合参阅图8B所示，该回复确认封包格式是包含有：主节点车辆识别码、原封包发送时间、本车识别码及封包发送时间。

由上述本实施例的说明可知，当车辆即将进入十字路口时，经本发明网络管理系统会推选出一从节点作为主节点，该主节点特征在于可接收到十字路口最多车辆广播的讯息，并进一步将接收到许多车辆行车讯息进行威胁冲突关系评估，意即将行车讯息加以筛选行车讯息后，立即通知其已为威胁关联群组中的一员。由于主节点经由推选决定后，即代表其正位于十字路口接收行车讯息最顺畅的位置；因此，本发明网络管理系统即可确保车辆进入十字路口时，可不因路边建筑物的阻挡仍旧能顺利且立即警示驾驶者。

请参阅图9所示，以下进一步说明上述主节点建立威胁关联群组的详细步骤：

首先于开始101后，接收周围车辆的行车讯息102，将最新周围行车讯息存入数据储存单元的车辆动态数据库中103，由中央处理器配合车辆动态数据库进行车辆的轨迹预测，并依照各车辆预测而得的轨迹判断是否彼此有威胁冲突104，若是，则建立威胁关联群组105，若判断未有威胁冲突，即回至持续接收周围行车讯息的步骤中102。一旦数个威胁关联群组被建立，则该主节点中央处理器即以其目前地理位置为中心，产生列名于各威胁关联群组车辆的信息，并排列各群组的紧迫程度，进行高低优先权权重分配106，再依照优先权高低取出广播车辆信息的车辆所在的威胁关联群组107，将威胁关联群组中各车辆的车辆识别码及其所接收到的讯息填入广播封包中，并开始广播高可靠度广播封包108。于广播后必须等待该等车辆的全部回复109，否则将持续广播直到收到回复讯息为止，完成后再广播次要权重的威胁关联群组，直到所有威胁群组均广播并收到回复确认封包为止，再回到第二步骤102，如此重复直到本车身份由主节点设定回从节点为止。

由于主节点终究会驶离该十字路口，因此本发明网络管理系统对于主节点交接程序请参阅图1及图10所示，主节点的中央处理器依照GPS模组，开始后随时判断目前是否往十字路口边界A驶离501。一旦判断驶离，则立即自车辆动态数据库中搜寻十字路口的中心边界是否存在其它从节点驶入502，若有，估算数个从节点中停留于此十字路口时间长短，并直接挑选停留时间最长的从节点作为主节点503，并设回从节点身份504；若无，则代表路口中心边界无其它从节点505。再者，目前主节点的中央处理器继续判断十字路口外围区域是否存在其它从节点506，若有，则选取即将在最短时间内进入路口中心区域的从节点作为主节点507，而本车身份则由目前主节点设定为从节点504；若无，则待其驶离路口区域后直接设定回到从节点504。令下段时间进入十字路口的车辆重新执行主节点推选程序，重新选任新主节点。

请配合参阅图11及图12所示，分别为本发明网络管理系统应用于双向弯道及交流道位置时的状态，由于各车辆的中央处理器设置GPS模组及交通信息单元，故可获得各个弯道及路口的地理中心位置，并决定出不同权重范围区域，以图10的双向弯道来说，可如图1所示十字路口采用数道由内至外的同心圆方式定义不同程度的驶进及驶离状态，供指定主节点权重分配用；至于图11交流道并不适合以三道同心圆方式加以定义不同程度的驶进及驶离状态，而应视车辆密集程度加以画分内中外三区域，以合理分配指定主节点的权重。

请参阅图13所示，为本发明第二较佳实施例，本发明网络管理系统的主节点30为路侧机单元RSU为之，亦可架设于如路口的号志灯或路旁的标识牌等，至于从节点20则仍为行动中的车辆，而如图14所示，于本实施例中各车辆相较于第一较佳实施例其中央处理器11不必内建主节点推选程序；至于该路侧机单元则包含有：

一中央处理器31，是内建有主节点推选程序、广播程序及防撞警示程序；又该中央处理器是进一步连接有数据储存单元311，其储存有车辆识别码；

一通讯模组32，是与中央处理器连接并与相同通讯通道及协定的通讯模组双向连线，以接收外部行车讯息后输出至中央处理器31，以及将中央处理器31输出的行车讯息对外广播；又，如图8A所示，各行车讯息格式至少包含有坐标位置、车速、行车方向、发送时间及本车识别码；

一交通信息单元33，是连接至该中央处理器31，是储存有路口地理信息(如路口的地理坐标)及交通管理信息(如交通号志灯号、变换灯号时间、道路速限指示、道路施工、交通事件等)。

由于本实施例是以路侧机单元作为主节点30，因此当驶进路口的车辆均得接收到主节点30广播的行车讯息，而不必内建主节点推选程序，因此当车辆进入路侧机单元的有效通讯范围内，该路侧机单元即执行如图9所示的建立威胁关联群组程序，因此车辆可于进入路口后均可接收路侧机单元广播的行车讯息，并执行图7判断本车是否被通知为威胁关联群组一员；若是，则中央处理器会驱动警示装置提醒构成威胁车辆的位置，获得实时预警效果。

持续发送本车内部行车讯息及接收外部行车讯息，其中各行车讯息是包含有车速、行车方向或车辆位置等；

由所接收的外部行车讯息，判断周围车辆是否对本车构成潜在威胁，若判断为是，则进一步发出警告；

判断该外部行车讯息是否由一主节点所广播；

若否，则于一预设时间内累计已接收自其它从节点广播的行车讯息数量，并于预定时间到达时全体向外广播各自累计的行车讯息数量，并以最高累计行车讯息数量的从节点作为主节点；一旦成为主节点，则依据已接收行车讯息中得知至少一从节点的可能行车路径，借此决定构成至少一威胁关联群组，再比较各威胁关联群组的紧迫程度并给予不同优先权权重，再依据优先权重高低，筛选并过滤高权重的威胁关联群组，优先对外转介广播封包，并以优先权权重高低依序确认是否收到各威胁关联群组内数个从节点的回应封包ACK，若无则再重复转介广播封包给该威胁关联群组内数个从节点，直到接收到从节点的回应封包为止；

若是，除了持续对外广播本车行车讯息外，同时接收主节点及其它从节点广播的行车讯息，依照主节点及其它从节点广播的行车讯息经防撞演算后对驾驶者进行警示。

因此，本发明辅助网络管理系统及其方法是主要于通讯范围内推举出一个能接收到大部分车辆广播行车讯息的主节点，再由此一主节点立即执行防撞演算以建立至少一威胁关联群组，再以优先权权重高低过滤转介广播封包，除令车辆之间的广播封包减量外，又可接收到具有时效性及重要性的行车讯息，提升各车辆执行预警效率。又为确保各威胁关联群组内数个从节点收到广播封包，提高可靠度，该主节点会强迫各威胁关联群组内数个从节点于收到广播封包后再回复一回应封包。由于主节点对外广播封包仅是将其接收到外部行车讯息予以转介，最终仍是由各车辆自行判断是否构成威胁加以预警。

综上所述，本发明行车安全辅助网络管理方法能有效解决路口因障碍物阻挡车辆之间通讯所造无法预警的功效，且本方法亦能以最有效率及高可靠性的通讯方式，令各威胁关联群组内数个从节点确实能在最短时间内收到重要的广播封包，确保预警的实时性及有效性。

Claims (19)

1.一种行车安全辅助网络管理系统，其特征在于，包括：

数个从节点，是于有效通讯范围内相互构成连线，各从节点是对外广播本车的内部行车讯息，并接收其它从节点广播的外部行车讯息，并依据外部行车讯息判断并预警潜在威胁；

一主节点，是于路口有效通讯范围内与数个从节点构成连线，以收集来自数个从节点的外部行车讯息，并广播行车讯息；又，该主节点是依据数个外部行车讯息经防撞演算后，得出至少一从节点的一行驶路径，再借由该行驶路径以判断出车辆之间于路径上的彼此构成威胁关系，以建立至少一威胁关联群组，并依据各威胁关联群组的威胁程度，指派优先权的高低，并以高优先权至低优先权群组的次序依序对各威胁关联群组内的数个从节点发送广播封包，一直到各威胁关联群组的所有从节点均发出一回复确认封包为止。

2.根据权利要求1所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述各从节点包含有：

一中央处理器，是内建有主节点推选模块、广播模块及防撞警示模块；又该中央处理器是进一步连接有一数据储存单元，其储存有车辆识别码；其中该主节点推选模块是于数个从节点中推选出该主节点；

一通讯模组，是与该从节点中央处理器连接并与相同通讯通道及协定的通讯模组双向连线，借以接收外部行车讯息后输出至该从节点中央处理器，以及将该从节点中央处理器输出的行车讯息对外广播；又，各行车讯息格式至少包含有坐标位置、车速、行车方向、发送时间及本车识别码；

一GPS模组，是连接至该从节点中央处理器，是接收卫星定位讯号，并至少撷取其中坐标、时间及速度数据予该从节点中央处理器；及

一警示装置，是连接至该从节点中央处理器，由该从节点中央处理器驱动警示装置提醒驾驶者。

3.根据权利要求2所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述各从节点进一步包含有：

一交通信息单元，是连接至该从节点中央处理器，是储存有路口地理信息及交通管理信息；及

一车况感测单元，是连接至该从节点中央处理器，以反映本车或本车外在环境状态予该中央处理器。

4.根据权利要求2所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点及各从节点均设置于车辆上。

5.根据权利要求2所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点为一路侧机单元，所述各从节点均设置于车辆上。

6.根据权利要求5所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点包含有：

一中央处理器，是内建有一广播模块及防撞警示模块；又该主节点中央处理器是进一步连接有数据储存单元，其储存有车辆识别码；

一通讯模组，是与该主节点中央处理器连接并与相同通讯通道及协定的通讯模组双向连线，借以接收外部行车讯息后输出至该主节点中央处理器，以及将该主节点中央处理器输出的行车讯息对外广播；及

一交通信息单元，是连接至该主节点中央处理器，是储存有路口地理信息及交通管理信息。

7.根据权利要求4所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述各从节点的主节点推选模块包含有：

收集预定时间内的数个从节点广播的外部行车讯息，计算目前所在位置所能接收到的行车讯息数量，并于预设时间到达时，连同本车的车辆识别码对外广播该行车讯息数量、与地理中心的距离及发出时间；

判断本车收集的行车讯息数量是否较其它从节点为高；

若无，则仍维持从节点身份；

若有，则判断是否有与其它相同行车讯息数量的从节点存在，若否，则由从节点改设成为主节点；反之，则以本车与该相同行车讯息数量的从节点的与地理中心的距离进行比对，若本车与地理中心的距离为最短，则由从节点设定为主节点，反之，则维持从节点身份。

8.根据权利要求4或7所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点包含有：

一中央处理器，是内建有主节点交接模块、广播模块及防撞警示模块；又该主节点中央处理器是进一步连接有一数据储存单元，其储存有车辆识别码；

一通讯模组，是与该主节点中央处理器连接并与相同通讯通道及协定的通讯模组双向连线，借以接收外部行车讯息后输出至该主节点中央处理器，以及将该主节点中央处理器输出的行车讯息对外广播；又，各行车讯息格式至少包含有坐标位置、车速、行车方向、发送时间及本车识别码；

一GPS模组，是连接至该主节点中央处理器，是接收卫星定位讯号，并至少撷取其中坐标、时间及速度数据予该主节点中央处理器；及

一警示装置，是连接至该主节点中央处理器，由该主节点中央处理器驱动警示装置提醒驾驶者。

9.根据权利要求8所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点进一步包含有：

一交通信息单元，是连接至该主节点该中央处理器，是储存有路口地理信息及交通管理信息；及

一车况感测单元，是连接至该主节点中央处理器，以反映本车或本车外在环境状态予该主节点中央处理器。

10.根据权利要求9所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点的主节点交接模块包含有：

依照GPS模组回报坐标位置，判断本车是否往路口边界驶离；一旦判断驶离，则搜寻路口的中心边界是否存在其它从节点驶入；

若有，估算数个从节点中停留于此路口时间长短，并直接挑选停留时间最长的从节点作为主节点，并自主节点设定为从节点身份；若无，则代表路口中心边界无其它从节点，并执行下一步骤；

判断路口外围区域是否存在其它从节点，

若有，则选取即将在最短时间内进入路口中心区域的从节点作为主节点；若无，待其驶离路口区域后直接设定回到从节点。

11.根据权利要求6所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点建立数个威胁关联群组方式是包含有：

接收外部行车讯息，将最新周围行车讯息存入数据储存单元的车辆动态数据库中；

由该主节点中央处理器配合车辆动态数据库进行车辆的轨迹预测，并依照各车辆预测而得的轨迹判断是否彼此有威胁冲突；

若是，则建立威胁关联群组；及

若否，则判断未有威胁冲突，不建立威胁关联群组。

12.根据权利要求8所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点建立数个威胁关联群组方式包含有：

接收外部行车讯息，将最新周围行车讯息存入数据储存单元的车辆动态数据库中；

由该主节点中央处理器配合车辆动态数据库进行车辆的轨迹预测，并依照各车辆预测而得的轨迹判断是否彼此有威胁冲突；

若是，则建立威胁关联群组；

若否，则判断未有威胁冲突，不建立威胁关联群组。

13.根据权利要求9所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述主节点建立数个威胁关联群组方式包含有：

接收外部行车讯息，将最新周围行车讯息存入数据储存单元的车辆动态数据库中；

由该主节点中央处理器配合车辆动态数据库进行车辆的轨迹预测，并依照各车辆预测而得的轨迹判断是否彼此有威胁冲突；

若是，则建立威胁关联群组；及

若否，则判断未有威胁冲突，不建立威胁关联群组。

14.根据权利要求11所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述各行车讯息至少包含有坐标位置、车速、行车方向、发送时间及本车识别码。

15.根据权利要求6所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述各行车讯息至少包含有坐标位置、车速、行车方向、发送时间及本车识别码。

16.根据权利要求9所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述路口地理信息包含有路口的地理坐标，而该交通管理信息则包含有交通号志灯号、变换灯号时间、道路速限指示、道路施工及交通事件。

17.根据权利要求6所述的行车安全辅助网络管理系统，其特征在于：所述路口地理信息包含有路口的地理坐标，而该交通管理信息则包含有交通号志灯号、变换灯号时间、道路速限指示、道路施工及交通事件。

18.一种行车安全辅助网络管理方法，其特征在于，其包括：

持续发送本车内部行车讯息及接收外部行车讯息，其中各行车讯息包含有车速、行车方向或车辆位置；

由所接收的外部行车讯息，判断周车是否对本车构成潜在威胁，若判断为是，则进一步发出警告；

判断该外部行车讯息是否由一主节点所广播；

若否，则于一预设时间内累计已接收自其它从节点广播的行车讯息数量，并于预定时间到达时全体向外广播各自累计的行车讯息数量，并以最高累计行车讯息数量的从节点作为主节点；一旦成为主节点，则依据已接收行车讯息中得知至少一从节点的可能行车路径，借此决定构成至少一威胁关联群组，再比较各威胁关联群组的紧迫程度并给予不同优先权权重，再依据优先权重高低，筛选并过滤高权重的威胁关联群组，优先对外转介广播封包，并以优先权权重高低依序确认是否收到各威胁关联群组内数个从节点的回应封包，若无则再重复转介广播封包给该威胁关联群组内数个从节点，直到接收到从节点的回应封包为止；及

若是，除了持续对外广播本车行车讯息外，同时接收主节点及其它从节点广播的行车讯息，依照主节点及其它从节点广播的行车讯息经防撞演算后对驾驶者进行警示。

19.根据权利要求18所述的行车安全辅助网络管理方法，其特征在于：于判断所述外部行车讯息是否由一主节点所广播的步骤中，若出现数个从节点为最高累计行车讯息数量时，则以最近路口地理中心的从节点为主节点。

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