CN102044145A - 车辆与实体通信 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆与实体通信。具体地，提供了车辆与行人的通信系统，其包括具有用于传送车辆的全球定位的发射器和接收器的基于车辆的设备。发射器将车辆的全球位置作为车辆定期信标消息的一部分来进行广播。基于行人的设备由行人携带。基于行人的设备具有用于将行人的全球位置作为行人定期信标信息的一部分进行传送的发射器和接收器。车辆关于行人的位置感知由基于车辆的设备或基于行人的设备中的至少一个基于车辆相对于行人的定位来进行评估。基于行人和车辆的相应全球位置向车辆或行人中的至少一个提供指示了车辆或行人的存在的提醒。

Description

车辆与实体通信
技术领域
实施例总体上涉及车辆与行人通信。
背景技术
在某些情形(如城市交通)中，车辆在与行人很接近的情况下行驶时必须安全行驶且行人必须觉察到周围的车辆。行人通常由于运行的发动机的声音以及例如那些以较高速度行驶的车辆的轮胎噪音而感知到很接近他们的车辆。但是，由于车辆日益变得更加安静，行人不太可能听见很接近的车辆，特别是以较低速度行驶的车辆。发动机的噪音降低是由于内燃发动机中改善的噪音抑制以及混合动力车辆和电动车辆的出现。电动车辆在一些运转条件下(例如，低速)可能产生很小或不产生发动机噪音或轮胎噪音。驾驶者启动喇叭以提醒行人存在车辆尽管是有效的，但通常被认为是一种无礼或令人厌恶的行为，并且还需要车辆驾驶者进行手动干预。另外，骑自行车的人通常被沿相同方向行驶的车辆靠近和经过并且可能不会意识到车辆正在靠近直到车辆很接近该骑自行车的人为止。车辆喇叭的提示声可能进一步惊吓骑自行车的人而导致自行车的不希望或摇晃的操纵。因此，需要更好地预警自行车上的行人或车辆经过的步行行人，并需要更好地预警车辆的驾驶者在车辆附近存在的行人。对主要依靠车辆声音提示进行安全行走和寻路的视力有障碍的行人而言，这样的需要被认为是特别重要的。
发明内容
本发明的实施例的一个优点是有效进行通信从而对车辆的驾驶者和其附近的行人相互进行提醒。使用全球定位在车辆与行人之间进行自动通信以便确定接近和潜在的相互作用。
本文所述的实施例的一个优点是在车辆与行人之间有效交换位置和方向信息，以便增强行人的安全感知。本文所述的实施例还向车辆驾驶者提供关于存在行人的通知和提醒，并向行人提供关于存在车辆的通知和提醒。“存在”是指包括方向、接近程度和/或其它位置相关信息。
本发明的一个实施例设想了一种车辆与行人通信系统，其包括具有用于传送车辆的全球定位的发射器和接收器的基于车辆的设备。发射器将车辆的全球位置作为车辆定期信标消息的一部分进行广播。基于行人的设备由行人携带。基于行人的设备具有用于将行人的全球位置作为行人定期信标信息的一部分进行传送的发射器和接收器。车辆相对于行人的位置感知由基于车辆的设备或基于行人的设备中的至少一个基于车辆相对于行人的定位来进行评估。基于行人和车辆的相应全球位置，向车辆或行人中的至少一个提供提醒以指示车辆或行人的存在。
本发明涉及以下技术方案。
1.一种车辆与行人的通信系统，包括：
基于车辆的设备，具有用于传送所述车辆的全球定位的发射器和接收器，所述发射器将所述车辆的全球位置作为车辆定期信标消息的一部分来进行广播；
由行人携带的基于行人的设备，所述基于行人的设备具有用于将所述行人的全球位置作为行人定期信标消息的一部分进行传送的发射器和接收器；
其中，所述车辆相对于所述行人的位置感知由所述基于车辆的设备或所述基于行人的设备中的至少一个基于所述车辆相对于所述行人的定位来评估，并且其中，基于所述行人和所述车辆的相应全球位置向所述车辆或所述行人中的至少一个提供提醒，以指示所述车辆或行人的存在。
2.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述基于车辆的设备包括用于确定所述车辆的全球位置的位置确定设备。
3.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述车辆包括用于向所述基于车辆的设备提供全球定位数据的位置确定设备。
4.根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于在所述位置确定设备与所述基于车辆的设备之间通信的短程无线通信链路。
5.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述基于行人的设备包括用于确定所述行人的全球位置的定位设备。
6.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于向所述车辆的驾驶者提供行人信息的输出设备。
7.根据技术方案6所述的系统，其特征在于，所述输出设备被集成在所述基于车辆的设备中。
8.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述基于行人的设备被集成在便携式简便设备中。
9.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述便携式简便设备为移动电话。
10.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述便携式简便设备为钥匙扣。
11.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于向所述行人提供车辆感知的警告设备。
12.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备被集成在所述基于行人的设备中。
13.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备向所述行人提供安全相关的警告。
14.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，向所述行人提供的所述安全相关警告包括可能的碰撞警告。
15.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备远离所述基于行人的设备，所述基于行人的设备经由短程无线通信链路与所述警告设备通信。
16.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备为触觉带。
17.根据技术方案16所述的系统，其特征在于，所述触觉带指示靠近的车辆的方向。
18.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备被集成在步行手杖内。
19.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备被集成在骑车用头盔内。
20.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备被集成在所述行人的服装内。
21.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述警告设备包括照明设备，其中所述警告设备同时提醒车辆的驾驶者存在所述行人。
22.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，警告设备包括定向照明，其中至少一个前灯移动以照亮进行通信的行人。
23.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述基于车辆的设备向所述基于行人的设备传送所述车辆的靠近方向和靠近速度。
24.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，信号从所述基于行人的设备传送到所述基于车辆的设备，以指示行人在相应位置横穿道路的意图。
附图说明
图1是车辆与行人(V2P)通信系统的框图。
图2是由行人携带的警告设备的实例。
图3是车辆与行人之间的提醒通知相互作用的图示。
图4是行人穿戴的照明服装的图示。
图5是具有用于照亮行人的可转向前灯的车辆的图示。
具体实施方式
图1中示出了车辆与行人(V2P)通信系统10。V2P通信系统10包括车辆系统12和行人系统14，其均具有相互自动通信以提供全球定位和其它安全相关信息以使它们相互之间知道存在、方向、接近程度和其它位置相关信息的通信设备。应当理解的是，文中所用的用语“行人”包括站立、步行、慢跑的行人，或使用位于道路上或很接近道路的非机动车形式的运输工具(例如，自行车)的人员。
车辆系统12包括用于控制与行人14的通信的基于车辆的设备16(例如，V2X通信设备)。基于车辆的设备16包括车载计算机。车载计算机可被用来经由发射器和接收器(或用于接收和传输数据消息和文件的类似设备)在车辆12与行人14之间传送数据消息。专用短程通信协议(DSRC)18可被用来在相应的V2P通信网络上提供车辆12与行人14之间的数据传递。通信协议可包括但不必限于现有的DSRC协议、Wi-Fi或蓝牙。DSRC 18可被用来下载地图数据、传递文件、提供社交网络或者与车辆、基础设施和行人的其它车辆通信。车辆12还可包括与车载计算机联接的安全相关设备和非安全相关设备，以便处理传输到车辆12和从车辆12传输的安全相关和非安全相关的数据。
V2P无线消息可作为标准定期信标消息传输。车辆所传输的无线消息可包括关于环境感知状况的数据，所述环境感知状况涉及由相应的远程车辆感测到的车辆位置、车辆运动/动态参数(其可表示碰撞威胁可能性)、交通或道路事件。同样，行人可传输表示其位置和方向的标准定期信标消息。目的是向互相相对接近的车辆和行人都提供提前的警告，使得可避免任何可能的碰撞。例如，如果行人在道路弯曲部分周围行走，则行人可能不容易被在该弯曲部分周围行驶的车辆的驾驶者看到，直到行人在视线内为止，而在黑暗、低照明条件或恶劣天气条件期间更加难以看到行人。在行人变成车辆驾驶者可看见的点，并且考虑行驶的车辆的速度，这可能导致对行人作出反应的距离小于最佳距离。在弯曲部分遭遇行人的车辆当在行人处于视线内之前就被提供提前的行人警告时，可允许驾驶者在预期到行人的情况下更谨慎地驾驶(例如，转向远离行人)或降低其速度。类似地，如果行人感知到靠近的车辆，则行人可采取预防措施，如自行离开道路以避免任何类型的碰撞。
基于车辆的设备16和DSRC 18可利用各种构架集成在车辆12内。各种构架包括独立式构架、连接式构架和嵌入式构架。各种构架也可为被动系统或主动系统。被动系统不向设备的使用者提供任何类型的反馈，而主动系统将向车辆驾驶者提供通知或提醒。
在总体以20示出的独立式构架中，不需要外部接口。亦即，支持车辆系统12与行人14之间的通信和功能性所需的设备被集成在一个模块中。独立式构架包括基于车辆的设备16、DSRC 18和全球定位系统(GPS)设备22。如果独立式设备20是主动的，则独立式构架20能够向行人14广播车辆位置和移动并向驾驶者提供关于行人14的信息和提醒。可使用视频技术如显示器24(例如，LED屏)、使用音频技术如扬声器26、或使用触觉技术如触觉设备28来提供提醒。
在总体以30示出的嵌入式构架中，V2P通信系统的车辆侧系统由原始设备制造商安装在车辆中。该系统通过无线通信设备32和/或通过有线通信系统34(如控制器局域网络(CAN))与整个车辆中的各种构件进行交互。这些构件可包括直接感测构件36(如GPS设备、位置传感器和致动器)。
在主动嵌入式构架中，使用视频显示器38、音频设备40或触觉设备42向车辆的操作员提供信息。通过本文中所述的任何设备向车辆的驾驶者提供的信息可传送与行人的存在、行人碰撞威胁、行人的接近方向和/或其它位置相关信息等的信息。
视频显示器38可包括驾驶者信息中心(DIC)，其视频地传送关于车辆12附近的一个或多个行人的信息。DIC可包括LCD显示器、平视显示器或视频地向车辆的驾驶者提供关于行人的信息的任何其它设备。
音频设备40通过使用包括但不限于专用扬声器、立体声系统扬声器或耳机这样的音频输出设备来提供传送给车辆的操作员的信息。包括声音类型、强度、频率或脉冲的音频技术可被用来识别存在、位置、方向或车辆与行人之间的碰撞可能性信息。另外，可使用合成的人类语音来传送此信息。此外，远程安装在车辆上的外部扬声器可被用来向接近车辆的行人提供音频信息或警告。
触觉设备42通过物理的身体感觉/刺激向车辆驾驶者传送信息，并且可被结合在车辆座椅、方向盘、衣服、个人用品或车辆的其它表面中。安装在车辆中的触觉设备42可基于包括但不限于配重马达、变换器、智能材料、致动器、或可向人员施加感觉/刺激的其它电气系统之类的技术。
在总体以50示出的连接式构架中，连接式构架内的相应设备能够向车辆操作员提供可利用直接感测构件36和已经安装在车辆12上的其它设备的全功能系统。在连接式构架中，基于车辆的设备16可与GPS和其它感测设备交互，并激活警告设备，如LCD显示设备24、扬声器26和触觉设备28。连接式设备利用车辆12内的短程无线通信链路52来激活视频、音频和触觉设备。这些通信链路包括但不限于蓝牙、ZigBee或NFC。结果，连接式构架利用现有的车辆感测设备和输出设备来收集、处理和广播基于车辆的信息和基于行人的信息。因此，甚至可利用独立式构架或连接式构架改造未配备的设备，以提供V2P通信系统的运用的期望方案。
行人系统14是为前述行人如步行行人、慢跑者、骑自行车的人和利用非机动车形式的运输工具的其他人员提供的。该系统对如前所述低速行驶的更安静的车辆附近存在的视觉有障碍的行人而言特别实用。与车辆系统12相似，行人系统14也可使用独立式构架、嵌入式构架或连接式构架。
在行人独立式构架中，基于行人的设备60包括确定其位置和方向并与车辆12通信所需的所有构件。如果该系统为主动系统，那么向行人14提供警告。在行人独立式构架中，基于行人的设备包括内置定位设备62。定位设备62可包括GPS或其它定位辅助传感器(如加速计或陀螺仪64)以便确定方向信息。该信息由控制器66或类似的处理设备收集和处理。使用发射器和接收器或收发器来广播和接收信息。如果使用被动独立式系统，则基于行人的设备60向车辆12广播其位置以及潜在地广播其方向信息，但不向行人提供关于该行人附近车辆的反馈。在主动独立式系统中，车辆定位和方向系统被基于行人的设备60接收，并且内置式警告设备70可被用来通知行人利用与附近车辆12相关的各种类型信息。内置式警告设备70可提供视频警告、音频警告或触觉警告。
在行人嵌入式构架中，基于行人的设备60被结合在行人正在使用的运输设备中。在骑自行车的人的实例中，包括基于行人的设备60和其它支持设备在内的各种设备都可被集成在自行车内(例如，由制造商)。定位感测设备60、控制器60和警告设备70无需集成在单个模块内；相反，一个或多个单独的设备可远程定位在自行车上，经由无线或有线通信链路互相交互。行人嵌入式构架例如可由原始设备制造商或售后安装人员安装。
在行人连接式构架中，该构架使用经由短程无线通信链路彼此通信的分散设备。无线通信链路也可传送命令信号以开始向行人发出通信信息(例如，警告)。行人连接式构架与其它分布式构件进行双向通信。基于行人的设备可被携带在行人的口袋内或由行人穿戴。例如，如果许可诸如“车辆很接近地靠近”之类的提醒，则基于行人的设备可经由短程无线通信链路向警告设备传输信号以便启动提醒。
基于行人的设备可为可携带在人身上的任何便携式设备。术语“携带”是指包括由行人握住、袋装、附连在行人身上或由行人穿戴。如果便携式设备是通常一直被携带在人身上的设备，包括但不限于移动电话、PDA、手表、眼镜、钥匙、钥匙扣(keyfob)、钱包、手杖和耳机，则将是有益的。警告设备可包括但不限于耳机、眼镜和触觉服装(例如，皮带)。在行人身上携带的这些设备的示例在图2中示出。提醒警告可以是视频的、音频的或触觉的。视频警告例如可通过在眼镜镜片上投射图像或在自行车的后视镜或骑自行车的人的头盔上投射图像来产生。同样，可使用耳机来提供音频警告。也可通过将触觉设备结合在鞋子、袜子、脚踝带、手腕带、额带、内衣、裤子、皮带、衬衫、背心、外套、帽子、手套、裤子或短裤中，从而将信息传送到行人。对于非服装的设备，可利用行人总是携带的上述那些相应的设备来产生触觉警告或音频警告。
向行人提供的诸如警告之类的信息可为恒定的警报或提示音这么简单，或者可更加复杂，以提供额外的信息，如车辆的接近程度、方向或细节消息(例如，“碰撞威胁可能性”)。例如，耳机或类似设备可产生合成语音，或可产生表示车辆如图3所示那样靠近的相应方向的声音(例如，耳机的一个听筒中的声音)。类似地，行人可穿戴触觉带。该带将在与靠近的车辆的方向相关的部位提供触觉提醒。例如，如果车辆从后面靠近，则在带的后侧上产生触动感觉使得行人在他们背部有感觉。类似地，如果车辆从右边靠近，则触觉带如图3所示在人员身体的右侧上产生感觉。类似地，向车辆提供与行人的位置和方向有关的信息，其中可借助于视频、音频或触觉通信传送位置和方向。
在该V2P通信系统中，在车辆与行人之间传送的信息包括但不限于如GPS所确定的位置、接近程度、靠近速度、靠近方向、制动状态和制动强度的指示、转向信号指示、道路拥堵估计。在基础设施与行人之间传送的信息包括但不限于，交叉路线的数量和横穿的估计时间这样的指示，以及对交叉点的几何形状(例如，路缘和环岛)的描述。此外，可向行人提供车辆类型(例如，内燃发动机、混合动力、电动)。虽然大部分行人同时使用视觉和听觉来确定车辆是否靠近或很接近，但视觉有障碍的行人依赖于能够听见车辆。对于最近出现的更为安静的车辆(例如，混合动力车辆、电动车辆和更安静的内燃发动机车辆)，人们将日益难以通过聆听车辆声音(特别是当低速行驶时)来察觉车辆是否靠近或很接近。另外，行人执行操纵的意图可通过口头请求、用户发起的请求、预测的行人路线、行人在交叉点的检测、以及表示期望行走路线的任何姿态(例如，感测视觉有障碍的人员的手杖的移动方向)来传送。此外，使用手杖的行人可将手杖指向相应方向，并且可关于与沿手杖指向的方向靠近的车辆的任何相互作用来启动触觉反馈。应当理解的是，可采用不同于手杖的设备。
该V2P通信系统还可帮助方便驾驶者在黑暗、低照明或恶劣天气条件期间察觉行人。例如，如果V2P通信系统交换信息并且判断行人很接近车辆(例如步行、奔跑或骑自行车的行人)，则基于行人的设备可照亮或闪亮行人穿戴的发光设备以便在视觉上增强行人。图4示出了嵌入服装中并且选择性地通电以便于在黑暗中视觉识别行人的LED 72。在黑暗、低照明或恶劣天气条件期间选择性地使LED通电与一直对LED供电相比维持了电源的长效。
图5示出了使用可转向前灯来辅助方便照亮行人的实施例，其也帮助提醒行人。通常汽车前灯如总体以74表示聚焦在车辆的正前方。该V2P通信系统辅助方便在黑暗、低照明或不利天气条件期间使用可转向前灯来识别行人。如果行人在黑暗、低照明或恶劣天气条件期间位于路肩上，则前灯可如总体以76表示那样沿水平和/或竖直方向自动移动以瞄准并照亮行人。该系统可使单个前灯瞄准行人或使两个前灯都瞄准行人。此外，角灯或雾灯在夜间可照亮或闪烁以在辅助驾驶者视觉定位行人的过程中增加可见度。
虽然已详细描述本发明的特定实施例，但熟悉本发明所涉及的领域的人员将想到各种可供选择的设计和实施例以便实施由权利要求所限定的本发明。

Claims (10)

1.一种车辆与行人的通信系统，包括：
基于车辆的设备，具有用于传送所述车辆的全球定位的发射器和接收器，所述发射器将所述车辆的全球位置作为车辆定期信标消息的一部分来进行广播；
由行人携带的基于行人的设备，所述基于行人的设备具有用于将所述行人的全球位置作为行人定期信标消息的一部分进行传送的发射器和接收器；
其中，所述车辆相对于所述行人的位置感知由所述基于车辆的设备或所述基于行人的设备中的至少一个基于所述车辆相对于所述行人的定位来评估，并且其中，基于所述行人和所述车辆的相应全球位置向所述车辆或所述行人中的至少一个提供提醒，以指示所述车辆或行人的存在。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于车辆的设备包括用于确定所述车辆的全球位置的位置确定设备。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆包括用于向所述基于车辆的设备提供全球定位数据的位置确定设备。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于在所述位置确定设备与所述基于车辆的设备之间通信的短程无线通信链路。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于行人的设备包括用于确定所述行人的全球位置的定位设备。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于向所述车辆的驾驶者提供行人信息的输出设备。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述输出设备被集成在所述基于车辆的设备中。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于行人的设备被集成在便携式简便设备中。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述便携式简便设备为移动电话。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于向所述行人提供车辆感知的警告设备。
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