CN1154062C - 利用分布式机动计算系统自动收集交通状况数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

由具有多个机动计算系统的分布式机动计算系统收集交通状况数据的方法和装置。关于交通状况的数据是由这多个分布式机动计算系统的每一个进行收集的，这里这多个机动计算系统的每一个位于多个汽车中，这里的数据是所收集的数据。所收集的数据与关于交通状况的当前数据进行比较。所收集的关于交通状况的数据与当前的关于交通状况的数据之间存在的变化被识别出来。这些变化被发送到这多个机动计算系统中的那些被选定的机动计算系统。

Description

利用分布式机动计算系统自动 收集交通状况数据的方法和装置

发明背景

1.技术领域

一般而言，本发明是关于一种改进的数据处理系统，具体地说，是关于收集数据的方法和装置。更具体地说，本发明是关于通过分布式机动计算系统收集有关交通状况数据的方法和装置。

2.相关技术描述

社会上计算机的使用已经越来越盛行。这种盛行包括把个人计算机集成到车辆当中。计算机技术的应用是用来向使用者或驾驶员提供一种熟悉的环境。这样便提供了由使用者容易地使用在汽车中的计算资源的能力。此外，可以预见，汽车的购买者将能够在汽车中使用大部分在家或在办公室中使用的同样的软件部件。再有，汽车所有者将能完全地定制驾驶员信息显示，以造成一种最佳环境来满足驾驶员的需要。已经和正在开发适于汽车中使用的各种平台。许多平台以广泛认可以及正在出现的技术提供个人计算机平台的计算能力。可以应用于汽车中的广泛被接受的技术包括：移动通信蜂窝/全球系统(GSM)，全球定位系统(GPS)，以及无线数据广播(RDB)。这些装置允许驾驶员去导航、接收实时交通信息和气象预报、访问个性化信息数据库，以及进行和接收电话呼叫，还有从汽车中发送和接收电子邮件和传真。被集成到汽车计算平台的正在出现的技术包括通用串行总线(USB)和数字视频盘(DVD)。

使计算机技术适于汽车中应用的另一个关键特征是为驾驶员使用的语音识别接口(VUI)以及为乘客用的更传统的图形用户接口(GUI)。语音识别技术已在多媒体桌面个人计算机中很好地开发出来。例如，从国际商用机器公司(IBM)可以得到的Voice Type系列产品也可以用在汽车中。语音识别技术将允许驾驶员容易地控制和交互作用于车上计算机和电话应用软件，包括：生产能力(Productivity)软件，互联网浏览器以及其他应用软件，而同时允许驾驶员把手放在方向盘上而眼睛看在路上。当一些调查表明，高达12％的个人醒着的生命时间是消耗在汽车上时，故这种生产能力显得特别重要。

当前正在发展用于汽车的计算系统，利用GPS数据，交通数据、天气数据等来指导驾驶员从A点到B点，然而，收集全部这种数据是一件困难的事。以及时的方式收集这种数据则尤其困难。

所以，有一种改进的方法和装置来收集关于交通状况的数据会是很有益处的。

发明概要

本发明提供一种由具有多个机动计算系统的分布式机动计算系统收集交通状况数据的方法。关于交通状况的数据是由这多个分布式机动计算系统的每一个进行收集的，其中的多个机动计算系统的每一个位于多个汽车中，其中的数据是所收集的数据。将所收集的数据与关于交通状况的当前数据进行比较。识别出所收集的关于交通状况的数据与当前的关于交通状况的数据之间存在的变化。将这些变化发送到这多个机动计算系统中的那些被选定的机动计算系统。

图件简述

在所附权利要求中提出了相信能表征本发明的新颖的特征。然而通过参考下文中对列举的实施例所作详细描述并结合附图进行阅读会最好地理解发明本身以及本发明的最佳使用方式、进一步的目的和优点，这里：

图1是根据本发明的一个最佳实施例的一个计算系统的图示；

图2是描述根据本发明的一个最佳实施例的数据处理系统的方框图；

图3是根据本发明的一个最佳实施例的自动计算平台的方框图；

图4是根据本发明的一个最佳实施例在显示装置上显示的地图的图示；

图5是根据本发明的一个最佳实施例由一计算平台利用的一个处理过程的流程图；

图6是根据本发明的一个最佳实施例由一计算平台更新所用的处理过程的流程图；

图7是根据本发明的一个最佳实施例由一服务器计算机所用的处理过程的流程图；以及

图8是根据本发明的一个最佳实施例由一服务器计算机去产生路径更新所用处理过程的流程图。

最佳实施例详述

现在参考图件，特别是参考图1，图1描绘了根据本发明一个最佳实施例的计算系统100。在这个例子中，头端102与一服务器计算机104相连，后者用于收集来自计算系统100内可能存在的各种自动计算平台的数据。具体地说，服务器104可以与各种移动单元106-114通信，在所描绘的例子中这些移动单元是汽车。这些汽车每个包含一个可与服务器104通信的计算平台。在这个例子中，各移动单元之间的通信可以通过蜂窝电话系统或通过铱星电话系统或其他无线系统来实现。

在本例中，服务器计算机104和移动单元106-114之间的通信以多种不同方式实现。例如，无线电塔116提供分别到移动单元108和106的链路118和120。通信链路118和120是在无线电塔116和位于移动单元106和108的天线之间产生的射频链路。此外，服务器104可以通过通信链路122和124与移动单元110通信。通信链路122是在卫星抛物面天线126和卫星交换机128之间建立的，而卫星交换机128具有建立在卫星交换机128和移动单元110之间建立的通信链路124。通信链路122和124是基于射频的链路，是由卫星抛物面天线126发向卫星交换机128的信号及由卫星交换机128发向移动单元110的信号产生的。在本例中，无线电塔116和卫星抛物面天线126与头端102相连，并提供源于头端102或通过头端102的传输。

再有，可以经由通信链路132从卫星交换机128向卫星抛物面天线130发送信号。从卫星抛物面天线130，可以通过通信链路134、136和140向移动单元114发送信息。在本例中的通信链路134是开关142和开关144之间的链路。以这种方式，可以建立从服务器计算机104到移动单元114的路径，以造成一个包含通信链路122、132、134、136和140的路径。通信链路134是一个物理链路，例如，它可以是同轴电缆，光纤电缆，或这二者的结合。每个交换机也有一个“链路”，也称作“路由”，位于交换机内，用于通过该交换机写数据。一个“输入链路”是该链路的输入或源部分，与交换机的输入相关链，而输出链路是该链路的输出或目的地部分，与交换机的输出相关联。通信链路136是在无线电塔146和148之间建立的。在图1中无线电塔146与交换机144相连。通信链路140是在无线电塔148和移动单元114之间建立的。与移动单元112的通信可以通过包含通信链路122、132和150的路径来建立。通信链路150是在无线电塔151和移动单元112之间建立的。在本例中，卫星抛物面天线130和天线电塔151被连接于交换机142。

此外，服务器计算机104可以使用一替代路径与移动单元114通信。例如，可以利用通过通信链路152、154、136和140的路径与移动单元114通信。在本例中，链路152和154是物理链路。通信链路152建立于头端102和交换机156之间，而通信链路154建立于交换机156和交换机144之间。以这种方式，数据信号可以在服务器计算机104和移动单元106-114之间发送，这些数据信号，诸如多媒体数据，可以包括视频、图形、音频和文本。这些数据信号还可以包括关于交通状况的信息，诸如交通流量、天气、事故、建筑物以及影响交通运动的其他状况。

参考图2，一个方框图描述了根据本发明一个实施例的数据处理系统，它可以用作为一个服务器，例如图1中的服务器计算机104。数据处理系统200可以是一个对称多处理器(SMP)系统，它包括多个处理器202和204连接于系统总线206。另一种作法是可以利用单处理器系统。也连接到系统总线206上的还有存储器控制器/高速缓存208，它提供与本机存储器209的接口。I/O总线桥210与系统总线206相连并提供与I/O总线212的接口。存储器控制器/高速缓存208和I/O总线桥210可以如所描绘的那样集成。

与I/O总线相连的外围部件互连(PCI)总线桥214提供到PCI本机总线216的接口。若干个调制解调器218-220可以连于PCI总线216。典型的PCI总线应用将支持4个PCI扩展槽或加入(add-in)式连接器。通过调制解调器218和由加入式板连于PCI本机总线216的网络适配器220，可以提供到图1所示发射机的通信链路。

额外的PCI总线桥222和224为额外的PCI总线226和228提供接口，由额外PCI总线226和228可以支持额外的调制解调器或网络适配器。以这种方式，服务器200允许连接多个网络计算机。存储器映射图形适配器230和硬盘232也可以连接到I/O总线212，如所描绘的那样，或者直接连接，或者间接连接。

本领域的那些普通技术人员将会理解，图2中描绘的硬件可以变化。例如，其他外围设备，诸如光盘驱动器之类，也可以用来补充或替换所描绘的硬件。所描绘的例子不意味着对于本发明加以体系结构上的限制。

例如，图2描绘的数据处理系统可以是位于纽约州Armonk的国际商用机器公司生产的IBM RISC/System(系统)6000系统，运行高级交互执行(AIX)操作系统。

下面转向图3，描绘了根据本发明的一个实施例构成的自动计算平台的方框图。计算平台300位于一个车辆内，如汽车或卡车。计算平台300包括CPU302，它可以是嵌入式处理器，或诸如Intel公司的奔腾处理器那样的处理器。“奔腾(Pentium)”是Intel公司的商标。计算平台300还包括存储器304，它可以采取随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)的形式。

计算平台300还包含存储装置单元306。存储装置单元306可以包含一个或多个存储装置，如硬盘驱动器、闪频存储器、DVD驱动器或软盘。计算平台300还包括输入/输出(I/O)单元308，它提供到各种I/O设备的接口。在本例中，一个GPS接收机310包括在计算平台300中并通过天线312接收信号。无线单元314提供计算平台300和另一数据处理系统(例如图1中的服务器104)之间的双向通信。通信是通过天线316提供的。此外，惯性导航单元318与I/O单元308相连。惯性导航系统用于GPS接收机310不能收到适当信号或不能运行时的导航。

多种不同的传感器也连于I/O单元308。这些传感器可以包括检测速度、异常高加速度力、气袋配置、强烈的加速和减速循环、失掉航行控制、使用制动器、发生逆同步制动(anti-lock brake)、使用牵引控制、使用风挡刮水器、打开或关闭汽车灯。以及外部灯光水平的传感器。此外，传感器320可以包括检测方向盘运动、温度、门锁状态、以及窗状态的传感器。换言之，通过使用传感器320可以检测关于汽车或汽车周围的几乎任何状况或参数。

计算平台300还包括显示适配器322，它与显示器324相连。在所描述的例子中，这个显示器是触屏显示器。显示器324还可以利用投影到汽车风挡上的头顶显示器，以替代或补充触屏显示器。计算单元300还包括送话器328和扬声器330，以向驾驶员提供通过语音I/O 326打入命令和接收响应的能力，而无需使驾驶员的注意离开道路，或无需让驾驶员把手移开方向盘。

本发明提供一种方法、装置和指令用于自动检测和报告交通状况，并把这些交通状况报告中心数据库供分布式自动计算系统中的其他使用者使用。位于移动单元上的各种计算平台，如汽车和卡车，可以向中心数据库报告位于移动单元上的传感器所收集的信息。这个中心数据库可以位于一个计算机上，例如图1中的计算系统100中的服务器104。在所描述的例子中，交通状况被自动检测和报告而无需用户的干预。此外，还可以利用由用户发动的发向中心数据库的报告。在中心数据库收集的报告与关于当前交通状况的数据比较。当前交通状况与来自各计算平台的报告的交通状况之间的差别被识别出来。利用这些状况变化，更新数据可以返回给一个或多个移动单元。例如，这些更新可以包括关于各种灾害性道路或天气状况(例如冰或大雨)的警告。可以通过各计算单元报告使用逆同步制动器、牵引控制或高速风挡刮水器的发生次数来指出检测到冰或大雨。更新还可以包括为先前请求指路的用户提供替代路径。

本发明在为各种旅行的用户重新选择路径方面特别有用。大部分地图信息通常本机存储在汽车中的CD、DVD或其他存储介质上。然而，在旅行的起点，或许在较长旅行过程中的其他时刻，计算平台可以与一服务器计算机相连，以得到这些地区当前交通和天气状况的更新信息。这一信息可用于给驾驶员指出在有问题地区的路径，以便更快地到达驾驶员的目的地。然而，如果服务器计算机识别出驾驶员的前进非常地慢或快，如果给出了最后一次报告的状况，计算平台可以自动地通过适当的无线连接连到服务器计算机上，并通知服务器计算机特定路段的状况已经改变。这些新的状况可被转发到旅途中的其他驾驶员或尚未到达麻烦地区的那些人，或有还有收到不只一个查询报告或用其他方式证实新信息的那些人，以把原因归于车辆问题或某人在以不合理的方式驾驶。

现在参考图4，图中描绘了根据本发明的一个实施例在显示装置(例如计算平台300中的显示器324)上显示的地图图示。在本例中，地图400把起点402和目的地点404显示在地图400上。在本例中，已向驾驶员提供了路径406以指导驾驶员从起点402到达目的地点404。当前，驾驶员位于点406。路段408是路410的一段，位于路段408内的其他计算平台报告了这一路段有分布广泛的问题。在这种情况下，位于路段408中的计算平台将向服务器发送回关于交通状况的数据，于是服务器识别出路段408作为有问题地区。

通常，驾驶员会被指示通过路径412到达目的地，但在这种情况下，由于在路段408中检测到了问题，而这段路是沿着路径412的，于是标识出一条替代路径414，并作为更新发送给用户。以这种方式，用户可以避免路段408中的问题，并仍能以合理的时间量达到目的地点404。在识别替代路径时，所识别出的替代路径通常是那些不比原来路径需要更长时间才能到达的路径。

现在参考图5，描绘了根据本发明的一个最佳实施例由计算平台所用处理过程的流程图。处理过程的开始是从连于计算平台或与计算平台通信的传感器中提取数据(步骤500)。接下来，确定是否已检测到一个异常状况(步骤502)。异常状况可以包括多种场合(situations)。例如，检测到一个气袋配置会是一个异常状况的一例。在高速公路上车辆从每小时65英里突然减速到零也会被认为是一个异常状况。使用高速风挡刮水器也可被认为是指示不好天气或恶劣天气的一种异常状况。

如果检测到一个异常状况，则关于这些交通状况的数据被传送到服务器(步骤504)，然后处理过程返回步骤500。如果未识别出异常状况，则确定从传感器接收的数据是否达到某种选定的阈值(步骤506)。例如，这个阈值可以是在设定时间段上制动器啮合次数超过一选定次数。这一阈值可被用于指示不好的交通状况。或者，这个阈值可以是一个时间段，在这个时间段之后数据总是发送到服务器以供分析。这种场合涉及发送数据，例如温度、汽车速度、或大范围地变换行车道。大范围地变换行车道可以通过检测方向盘运动和车速来指示。如果达到阈值，则数据被发送到服务器(步骤504)，然后处理过程返回到步骤500。否则，处理过程返回到步骤500。

现在参考图6，图中描绘了根据本发明的一个实施例由“计算平台更新”使用的处理过程的流程图。过程以从服务器计算机接收一个更新开始(步骤600)。可以通过向连到自动计算平台的无线单元进行射频传送来接收这种更新。当收到更新时，它便被呈现给用户(步骤602)，然后处理过程终止。能以多种不同方式将更新呈现给用户。例如，它的形式可以是指示替代路径，例如图4中的地图400中的替代路径414。此外，如果能根据收集的数据导出延迟，则可把延迟长度呈现出来。用户可以认可或选择这替代路径。在这种情况下，替代路径替代原始路径，并继续使用替代路径进行导航和追踪。或者，可以用口头的或视觉构成其他呈现方式。可以用口头呈现方式向驾驶员报告更新告警，例如正在到来的坏天气状况。

参考图7，图中描绘了根据本发明的一个最佳实施例由服务器计算机所用的处理过程的流程图。该处理过程的开始是确定从移动单元报告数据的传输是否开始(步骤700)。如果未检测到传输，则过程返回步骤700。一旦检测到接收一个传输，则从移动单元接收交通状况数据(步骤702)。然后存储从移动单元接收的数据(步骤704)。然后该处理过程对数据过滤(步骤706)。本例中对数据的过滤涉及确定该数据是否应被传送过程供比较。这种过滤用于考虑车辆的问题以及各个驾驶员的不负责任的驾驶。例如，如果50辆车中只有一辆在一特定地区停下，那么这两车可能是在经受机械问题。这与所有50辆车均已停在该路上的情况形成对照。

然后，所收到的移动单元报告的关于交通状况的数据与当前交通状况数据进行比较(步骤708)。接下来，识别出交通状况的变化(步骤710)。然后这些变化被存储(步骤712)。本例中对变化的存储涉及更新数据库中的当前交通数据。

接下来，确定是否需要更新(步骤714)。如果需要一个更新，则产生一个更新(步骤716)。在一些情况中，交通状况的变化可能不需要把更新发送到各移动单元。例如，如果所检测到的变化只是速度的稍许改变，则把这种变化记载下来，但不需要更新。另一方面，如果通过从各移动单元收到关于交通状况的数据中识别出恶劣的天气状况，则可能以天气告警的形式建立一个更新。然后，识别出要接收这一更新的移动单元(步骤718)。这种识别可以通过识别受影响地区内的单元或通过识别有各种指路请求的单元来完成。然后将更新发送到识别出或选择出的移动单元(步骤720)，然后过程返回到步骤700。再参考步骤714，如果不需要一个更新，则过程也返回到步骤700。

现在参考图8，图中描述了根据本发明的一个最佳实施例由服务器计算机用于产生路径更新的处理过程的流程图。当在图7的步骤714中确定需要一个更新时，便产生这一更新。图8中的处理过程是图7的步骤714中可能产生的一个更新的更详细举例。该处理过程以识别出先前已由一驾驶员请求的一条路径作为开始(步骤800)。然后，利用数据库识别出该路径的状况(步骤802)。接下来，根据关于沿该路交通状况的数据确定是否需要一条新的路径(步骤804)。如果需要一条新路径，则识别出一条替代路径(步骤806)。将替代路径与当前路径比较(步骤808)。这一比较步骤用于确定该替代路径是否需要比当前路径更长的时间才能达到驾驶员的目的地。确定这替代路径是否优于当前路径(步骤810)。如果这替代路径较优，则建立一个更新(步骤812)，然后处理过程终止。然后这一更新将被发送到在步骤800中识别出的请求特定路径的驾驶员。再参考步骤810，如果替代路径并不优于当前路径，则处理过程终止。作为可选功能，可以建立一个更新去警告驾驶员会有一些延迟而且不存在更好的替代路径。

再参考步骤804，如果不需要一条新路径，则处理过程也终止。

重要的是需要指出，尽管已在全功能数据处理系统的范围内描述了本发明，但本领域普通技术人员将会理解，本发明的处理过程能以指令的计算机可读介质的形式以及多种形式分发，而且不管实际用于完成这种分发的承载信号介质的具体类型如何，本发明同样地适用。计算机可读介质的举例包括可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、RAM和CD-ROM，以及传输型介质，如数字的或模拟的通信链路。

为了说明和描述的目的，已对本发明进行了描述，但并不想以所公开的形式对本发明包罗无遗，也不想把本发明限定于所公开的形式。对于本领域的普通技术人员而言，许多修改和变化是显然的。虽然所描绘的例子是直接针对汽车的，但本发明的处理过程也可以适用于其他类型的车辆，如公共事业实用车辆，或卡车车队中的卡车。选择和描述的实施例是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并使本领域其他普通技术人员能理解为适用于所考虑的特定用途作出各种修改的各种实施例。

Claims (24)

1.用于从具有多个车辆计算系统的分布式车辆计算系统中收集有关交通状况的数据的一种方法，该方法包含以下由计算机实现的步骤：

从所述多个分布式车辆计算系统之中的每一个分布式车辆计算系统中收集有关交通状况的数据，其中所述多个车辆计算系统之中的每一个车辆计算系统位于多个车辆中，其中所述数据是所收集的数据；

将所收集的数据与有关交通状况的当前数据进行比较；

识别在有关交通状况的所收集的数据与有关交通状况的当前数据之间存在的变化；以及

将这些变化发送给所述多个车辆计算系统之中被选定的车辆计算系统。

2.如权利要求1的方法，还包含：

利用这些变化来更新有关交通状况的当前数据。

3.如权利要求1的方法，其中有关交通状况的当前数据被存储在一个存储装置中。

4.如权利要求1的方法，其中所述多个车辆计算系统之中被选定的车辆计算系统是所述多个车辆计算系统的全体。

5.如权利要求1的方法，还包含：

根据先前的旅行路径请求，在所述多个车辆计算系统之中选择被选定的车辆计算系统。

6.如权利要求5的方法，其中选择的步骤包括：

根据预定的车辆位置，在所述多个车辆计算系统之中选择被选定的车辆计算系统。

7.如权利要求5的方法，其中选择的步骤包括：

根据车辆计算系统在所述多个车辆计算系统中的位置，在所述多个车辆计算系统之中选择被选定的车辆计算系统。

8.如权利要求1的方法，其中收集数据的步骤是通过监测位于包含所述多个车辆计算系统的所述多个车辆内的传感器来实现的。

9.如权利要求8的方法，其中所述传感器包括用于监视逆同步制动器的传感器。

10.如权利要求8的方法，其中所述传感器包括用于监视风挡刮水器的传感器。

11.如权利要求8的方法，其中所述传感器包括用于监视温度的传感器。

12.如权利要求1的方法，其中所述多个车辆是多个汽车。

13.如权利要求1的方法，其中所述多个车辆是多个卡车。

14.用于从具有多个车辆计算系统的分布式车辆计算系统中收集有关交通状况的数据的一种数据处理系统，该数据处理系统包含：

收集装置，用于从所述多个分布式车辆计算系统之中的每一个车辆计算系统中收集有关交通状况的数据，其中所述多个车辆计算系统之中的每一个车辆计算系统位于多个车辆中，其中所述数据是所收集的数据；

比较装置，用于将所收集的数据与有关交通状况的当前数据进行比较；

识别装置，用于识别在有关交通状况的所收集的数据与有关交通状况的当前数据之间存在的变化；以及

发送装置，用于将这些变化发送给所述多个车辆计算系统之中选定的车辆计算系统。

15.权利要求14的数据处理系统，还包含：

更新装置，用于利用这些变化来更新有关交通状况的当前数据。

16.如权利要求14的数据处理系统，其中有关交通状况的当前数据被存储在一个存储装置中。

17.如权利要求14的数据处理系统，其中所述多个车辆计算系统之中选定的车辆计算系统是所述多个车辆计算系统的全体。

18.如权利要求14的数据处理系统，还包含：

选择装置，用于根据先前的旅行路径请求，在所述多个车辆计算系统之中选择被选定的车辆计算系统。

19.如权利要求18的数据处理系统，其中选择装置包括：

用于根据预定的汽车位置在所述多个车辆计算系统之中选择被选定的车辆计算系统的选择装置。

20.如权利要求18的数据处理系统，其中选择装置包括：

用于根据车辆计算系统在所述多个车辆计算系统之中的位置在所述多个车辆计算系统之中选择被选定的车辆计算系统的选择装置。

21.如权利要求14的数据处理系统，其中收集数据是通过监测位于包含所述多个车辆计算系统的所述多个车辆内的传感器来实现的。

22.如权利要求21的数据处理系统，其中所述传感器包括监视逆同步制动器的传感器。

23.如权利要求21的数据处理系统，其中所述传感器包括监视风挡刮水器的传感器。

24.如权利要求21的数据处理系统，其中所述传感器包括监视温度的传感器。

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