TW201904312A - 混合車載資通訊方法及其電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種混合車載資通訊方法及其電子裝置。其中，該混合車載資通訊方法，用於汽車的車載資通訊系統，該混合車載資通訊方法包含：允許移動裝置加入該車載資通訊系統；識別移動裝置的可用計算資源；識別可由該移動裝置的該已識別可用計算資源執行的該車載資通訊系統的任務；以及將該已識別任務分配至該移動裝置，從而使得該移動裝置的該已識別可用計算資源執行該已識別任務。本發明揭示的混合車載資通訊方法及其電子裝置可改善汽車的車載資通訊系統。

Description

混合車載資通訊方法及其電子裝置
本發明係有關於一種車載資通訊系統(telematics)。更具體地，本發明涉及一種混合車載資通訊方法及其電子裝置。
車載資通訊系統整合了汽車中的電信以及資訊處理，尤其是自動化進程。車載資通訊系統的示例包含車輛的緊急報警系統、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)導航、集成免提電話、無線安全通信以及自動駕駛輔助系統(Automatic Driving Assistance System，ADAS)。
有鑑於此，本發明揭露一種混合車載資通訊方法及其電子裝置。
本發明實施例揭露一種混合車載資通訊方法，用於汽車的車載資通訊系統，該混合車載資通訊方法包含：允許移動裝置加入該車載資通訊系統；識別移動裝置的可用計算資源；識別可由該移動裝置的該已識別可用計算資源執行的該車載資通訊系統的任務；以及將該已識別任務分配至該移動裝置，從而使得該移動裝置的該已識別可用計算資源執行該已識 別任務。
本發明另一實施例揭露一種混合車載資通訊方法，包含：允許移動裝置加入汽車的車載資通訊系統；從該汽車的內置感測器接收第一組感測器資料以及從該移動裝置接收第二組感測器資料；基於該第一組感測器資料與該第二組感測器資料生成混合感測器資料集合；以及基於該混合感測器資料集合，提供該汽車的車載資通訊應用。
本發明另一實施例揭露一種電子裝置，用於混合車載通信，該電子裝置包含：有線通信介面，用於透過有線通信媒介至少與第一移動裝置進行通信；感測器介面，用於從汽車的一個或複數個內置感測器接收資料；以及一個或複數個處理器，透過將待執行的一個或複數個任務分配至該第一移動裝置的計算資源以及透過混合該第一移動裝置與該一個或複數個內置感測器提供的感測器資料，使用該一個或複數個處理器提供該汽車的車載資通訊應用，其中，透過該有線通信介面實施任務分配。
本發明提供之混合車載資通訊方法及其電子裝置可改善汽車的車載資通訊系統。
其他實施方式與優勢將在下面作詳細描述。上述概要並非以界定本發明為目的。本發明由申請專利範圍所界定。
100‧‧‧汽車
121-126‧‧‧內置感測器
131-135‧‧‧移動裝置
110‧‧‧汽車計算樞紐
120‧‧‧ECU
141-144‧‧‧對接埠
150‧‧‧車載匯流排
160‧‧‧感測器介面
210、611、612、613‧‧‧GPS源
220‧‧‧交通控制系統
230‧‧‧蜂窩手機網路
240‧‧‧固定熱點
250‧‧‧其他汽車
400‧‧‧電子裝置
410‧‧‧介面
420‧‧‧有線通信介面
430‧‧‧無線連接
405‧‧‧一個或複數個處理器
440‧‧‧感測器資料集成模組
450‧‧‧移動裝置控制模組
460‧‧‧車載資通訊應用模組
470‧‧‧移動裝置資訊記憶體
540‧‧‧卡爾曼濾波器
900‧‧‧計算層
1100‧‧‧電子系統
1105‧‧‧匯流排
1110‧‧‧處理單元
1115‧‧‧影像處理單元
1120‧‧‧系統記憶體
1125‧‧‧網路
1130‧‧‧唯讀記憶體
1135‧‧‧永久存儲裝置
1140‧‧‧輸入裝置
1145‧‧‧輸出裝置
300、800、1001、1002‧‧‧進程
310、320、325、330、340、350、360、370、375、830、840、850、1010、1020、1030、1040、1050、1060、1070、1080‧‧‧步驟
第1圖描述了裝配混合車載資通訊系統的汽車；第2圖描述了汽車的混合車載資通訊系統中的多種不同類 型感測器資料；第3圖從概念上描述了運行混合車載資通訊系統的進程；第4圖描述了汽車計算樞紐的方塊圖；第5圖描述了透過混合一個或複數個移動裝置的感測器資料以及一個或複數個汽車內置感測器的感測器資料，改善感測器資料精度以及SNR的混合車載資通訊系統；第6圖描述了透過合併移動裝置接收的來自不同GPS源的附加GPS信號，改善GPS精度的混合車載資通訊系統；第7圖描述了混合車載資通訊系統將任務分配給接入汽車計算樞紐的一個或複數個移動裝置；第8圖從概念上描述了在混合車載資通訊系統中將任務分配給一個或複數個移動裝置的進程；第9圖描述了使用一個或複數個移動裝置的計算資源的混合車載資通訊系統，以產生雲端與汽車內置系統之間的計算層；第10圖係依據本發明實施例從概念上描述的運行混合車載資通訊系統的進程；第11圖依據本發明實施例從概念上描述了電子系統。
在說明書及後續之申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續之申請專利範圍並不以名稱之差異來作為區分元件之方式，而係以元件在功能上之差異來作為區分之準則。在通篇說明書及 後續請求項當中所提及之「包括」和「包含」係為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接之電氣連接手段。間接電氣連接手段包括透過其他裝置進行連接。
關於本發明之複數個實施例將作為詳細參考，附圖係描述本發明之實施例所作。接下來之描述係實現本發明之最佳實施例，其係為了描述本發明原理之目的，並非對本發明限制。可以理解的是，本發明實施例可由軟體、硬體、韌體或其任意結合來實現。
與步行導航與定位相似，全球定位系統(GPS)以及全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)技術為汽車導航與需要定位的應用提供絕對位置。即使當GPS由於較差信號強度而不可用或無法取得時，仍希望汽車具有可用的上述功能。這需要基於估計的慣性導航(inertial navigation)以及汽車航位推算(Automotive Dead Reckoning，ADR)。慣性導航需要感測器(例如，陀螺儀)，但上述感測器並不一定內置於汽車中。然而，在駕駛或乘客帶上車的一個或複數個移動裝置中，這些感測器通常是現成可用的。
本發明實施例提供混合車載資通訊系統(hybrid vehicle telermatics system)，其能使用汽車中移動裝置(例如，智慧手機或智慧可穿戴設備)的計算與傳感資源，從而提供改善的位置資料以及車載資通訊系統。上述系統是混合系統，能夠結合移動裝置、發動機控制單元(Engine Control Unit，ECU)以及汽車的一個或複數個內置感測器的資料，以改善汽車的 ADAS及/或車載資通訊系統。
第1圖描述了裝配混合車載資通訊系統的汽車100。汽車100裝配ECU 120以及內置感測器組合121-126。汽車上載有幾個移動裝置131-135。汽車具有能夠從內置感測器121-126、ECU 120接收感測器資料以及與移動裝置131-135進行通信的汽車計算樞紐(vehicle computation hub)110，從而為汽車100提供改善的車載資通訊系統。
汽車計算樞紐110可為汽車的計算中心，其能夠基於所接收的感測器資料及/或ECU資料執行計算，從而給使用者提供車載資訊及/或服務。汽車的車載資通訊系統通常涉及汽車的自動化，例如，GPS導航、集成免提電話、無線安全通信、緊急報警系統與ADAS。
內置感測器121-126可為汽車製造商提供的固定裝置。上述內置感測器可將各種感測器資料提供至汽車計算樞紐110，例如，上述感測器資料可為GPS資料、速度資料、加速資料、刹車資料、接近度資料以及其他類型資料或者測量結果，以向汽車使用者提供車載資通訊系統。
ECU 120是能夠控制汽車發動機上一系列制動器的電子控制單元，以確保最佳發動機性能。ECU可基於發動機的狀態、汽車的各種感測器資料以及使用者的直接輸入(方向盤、油門、刹車、控制設定等)生成上述控制。在實施例中，可將ECU 120集成在汽車計算樞紐110上，從而使得ECU使用的資料與ECU生成的資料對於汽車計算樞紐110提供車載資通訊是可用的。對某些實施例，作為汽車ECU的計算裝置 也可作為汽車的計算樞紐。
移動裝置131-135可為汽車司機或乘客帶上車的裝置。上述裝置不是汽車的固定裝置，並且通常不是汽車製造商提供的。上述裝置的性能不被汽車的原始製造所限制，反而會體現移動裝置的技術水準。
移動裝置可為智慧型電話、智慧可穿戴設備(智慧手錶、智慧手環、智慧項鍊等)、平板電腦、筆記型電腦或容易帶入汽車的另一類型計算裝置，其能夠與汽車的車載資通訊系統進行通信。每個移動裝置可具有一種或多種類型感測器，例如，磁力儀、陀螺儀以及加速度計。這些感測器協助預測估算位置及/或汽車的狀態。每個移動裝置可具有能夠增強汽車性能(例如，信號台定位、Wi-Fi室內定位、周圍環境的氣壓與溫度等)的其他感測器、通信功能以及計算資源。移動裝置也可具有專用應用程式，用以提供附加通信功能，例如，基於雲端應用、基於人工智慧應用、基於點對點應用等。
在實施例中，透過對接埠(docking port)的車載匯流排(in-vehicle bus)，移動裝置可連接汽車計算樞紐110。對接埠可為汽車的固定裝置，能夠提供充電以及穩定實體支援移動裝置(固定在汽車框架上)，其中，該移動裝置實體連接上述對接埠。這允許感測器(例如，加速度計、陀螺儀以及磁力儀)可預測地且有用地就位。例如，有些移動裝置可提供三軸磁航向，而對接埠在汽車內的位置可使得連接的移動裝置遠離靜態鐵磁或順磁干擾以及材料。對接埠也可為實體線纜，其並不固定在汽車的任何特定位置。然而，某些實施例中，一個 或複數個移動裝置並不進行實體連接。非接入的移動裝置可透過有線或無線連線與汽車計算樞紐110及/或ECU 120進行通信。
第1圖描述了連接一個或複數個移動裝置與汽車計算樞紐110的車載匯流排150。車載匯流排150可為連接對接埠141-144的高速車載匯流排。每個對接埠可位於汽車100的固定位置，從而使得實體連接對接埠的移動裝置具有汽車中已知固定方位的固定位置。也可透過感測器介面160將汽車計算樞紐110及/或ECU 120連接至內置感測器121-126，用於接收感測器資料。
如上所述，移動裝置131可實體連接對接埠141，移動裝置132可實體連接對接埠142，並且移動裝置133可實體連接對接埠143。因此，汽車計算樞紐110及/或ECU 120可透過車載匯流排150直接與移動裝置131-133進行通信。此外，由於移動裝置是實體接入的，因此，移動裝置131-133的確切位置與方向是固定的。在本示例中，並不存在移動裝置實體連接至對接埠144。移動裝置134與移動裝置135並不實體連接任何對接埠，但其通信連接(例如，無線連接)至汽車計算樞紐110及/或ECU 120。因此，移動裝置134-135在汽車中並不具有固定方向或位置。
可使用無線或有線通信技術接入車載匯流排。某些實施例可向連接車載匯流排(因此通信連接或加入汽車的車載資通訊系統)的每個移動裝置分配第二層媒體存取控制(MAC)位址，用於執行類乙太網通信。在第1圖的示例中， 車載匯流排可使用類乙太網通信，其中，每個接入的移動裝置131-135會被分配第二層MAC地址。
實施例中的系統要求接入汽車計算樞紐及/或ECU的移動裝置為受信任實體。使用者或者使用者的家庭成員可選擇使用移動裝置，用於通信連接汽車計算樞紐及/或ECU並且加入汽車的車載資通訊系統。
在實施例中，安裝在移動裝置上的來自汽車製造商的應用程式可提供根證書(root certificate)，用於為汽車認證移動裝置。移動裝置可與汽車進行配對(例如，類似於藍牙耳機配對的方式)。一旦配對，則移動裝置可存取汽車的資源(例如，使用內置揚聲器以及汽車螢幕的媒體播放)，並且汽車的混合車載資通訊系統可存取移動裝置的傳感、計算及/或網路資源。
對於與汽車計算樞紐及/或ECU配對的每個移動裝置，混合汽車車載資通訊系統可與移動裝置交換資訊，並且識別移動裝置中可用的傳感、計算及/或網路資源。根據已識別的移動裝置的傳感、計算及/或網路資源的能力，汽車計算樞紐及/或ECU可識別移動裝置中其需要的一個或複數個感測器。汽車計算樞紐及/或ECU也可識別工作(例如，機器學習推理)，其可將其委託給移動裝置的計算及/或網路資源。
將參照第3圖進一步描述移動裝置的接入與斷開示例。
第2圖描述了汽車的混合車載資通訊系統中的多種不同類型感測器資料。這些感測器資料來自於汽車的一個或 複數個內置感測器及/或來自帶上車的移動裝置。附圖顯示內置感測器121-124以及移動裝置131-134提供的各種感測器資料。汽車計算樞紐110可接收內置感測器121-124以及移動裝置131-134提供的資料，以為汽車提供改善的車載資通訊系統。
內置感測器121可為從GPS源210(例如，衛星或表面基站)接收GPS資料的GPS感測器，內置感測器122可為交通資訊接收機，用於從交通控制系統220接收(例如，無線接收)交通資訊，內置感測器123可為蜂窩資料接收機，用於從蜂窩手機網路230(例如，GPRS/LTE)接收資料。蜂窩手機網路230也可提供接入互聯網及/或雲計算資源。內置感測器124可為慣性導航感測器集合，可包含磁力儀、陀螺儀以及加速度計。
在實施例中，混合車載資通訊系統可使用移動裝置的通信能力以及基於雲端的應用-基礎建設接入能力，從而透過互聯網或雲端取得資訊，例如，地圖、交通以及天氣。已獲取資訊可為即時資訊。在實施例中，系統可使用移動裝置提供的點對點及/或點對設備通信元件。
如第2圖所示，移動裝置131具有GPS功能，並且也從GPS源210接收GPS資料。因此，汽車的混合車載資通訊系統至少具有兩個GPS感測器，其中，該至少兩個GPS感測器位於汽車的兩個不同位置，並且產生兩個不同GPS資料集合。
移動裝置132可為智慧手機，用於從蜂窩網路230接收蜂窩資料。移動裝置134可透過協定(例如，Wi-Fi或 Bluetooth)進行無線資料連接。該移動裝置可透過固定熱點240接入互聯網或雲端。因此，汽車的混合車載資通訊系統具有存取互聯網的三個通信通道。
移動裝置134也能與其他汽車250進行點對點無線連接。因此，汽車100的車載資通訊系統可使用點對點連接以與其他汽車250進行通信。
第3圖從概念上描述了運行混合車載資通訊系統的進程300。在實施例中，當從一個或複數個內置感測器以及一個或複數個移動裝置中合併資料時，汽車計算樞紐110及/或ECU 120可執行進程300。在實施例中，作為汽車計算樞紐的計算裝置的處理單元集合可執行進程300。
進程300開始於初始化汽車的車載資通訊系統參數(telematics parameter)(步驟310)。這些參數涉及GPS導航、集成免提電話、無線安全通信、緊急報警系統、ADAS系統或汽車中的其他車載資通訊應用。
接著，進程300確定是否已收到該移動裝置與汽車計算樞紐相連接的通知(步驟320)。上述通知可為該移動裝置實體接入與車載匯流排連接的固定位置對接埠的通知，或者該無線裝置無線連接汽車計算樞紐110及/或ECU 120的通知。如果存在移動裝置連接汽車計算樞紐及/或ECU的通知，則進程300進入步驟325。否則，進程300進入步驟370。
在步驟325，進程300初始化、認證以及承認已連接移動裝置接入汽車的混合車載資通訊系統。汽車計算樞紐及/或ECU可執行認證進程並且與已連接移動裝置進行配對，從 而確保移動裝置是受信任實體。汽車計算樞紐及/或ECU也可與已連接移動裝置交換資訊，從而識別並確定在移動裝置中可用的功能。實施例中的上述資訊可包含中央處理單元(CPU)及/或影像處理單元(GPU)(後續可使用術語“處理器”替換表示CPU及/或GPU)性能指標、存儲容量、互聯網存取頻寬、點對點通信能力、GPS能力、陀螺儀、磁力儀、聲音識別能力、影像處理能力、顯示能力(例如，螢幕尺寸)或其他關於移動裝置的傳感、計算、網路資源的資訊。這樣允許汽車計算樞紐及/或ECU從已連接移動裝置接收資料。這樣也允許汽車計算樞紐及/或ECU使用已連接移動裝置中可用的資源。接著，進程進入步驟370。
在步驟370，進程確定是否已收到移動裝置從汽車計算樞紐及/或ECU斷開的通知，即，移動裝置從對接埠或者移動裝置與汽車計算樞紐110及/或ECU 120之間的通信連接斷開。如果不存在上述通知，則進程進入步驟330。
如果存在移動裝置斷開的通知，則進程可解除授權上述已斷開移動裝置(步驟375)，這時，移動裝置不再與計算樞紐及/或ECU配對，並且不再參與混合車載資通訊系統。汽車計算樞紐及/或ECU也可從其可用資源列表中移除已斷開移動裝置的計算資源。隨著移動裝置斷開，進程300繼續執行一個或複數個內置感測器的車載資通訊應用以及仍連接系統的一個或複數個移動裝置的車載資通訊應用。如果不存在連接混合車載資通訊系統的移動裝置，則進程300繼續執行僅具有來自一個或複數個內置感測器的資料的車載資通訊應用。該進 程進入步驟330。
在步驟330，進程從已經接入汽車計算樞紐及/或ECU的移動裝置接收感測器資料，其中，上述接入包含實體連接對接埠或無線連接。進程也可從汽車的一個或複數個內置感測器接收感測器資料(步驟340)。
接著，進程基於已接收資料執行計算操作以生成汽車的車載資通訊應用的輸出及/或狀態資訊(步驟350)，其中，上述已接收資料來自於接入的移動裝置以及一個或複數個內置感測器。在實施例中，進程300可透過使用下面第5圖所示的卡爾曼濾波器(Kalman filter)混合從已接入移動裝置與一個或複數個內置感測器接收的資料。接著，進程基於已生成的輸出及/或狀態資訊執行車載資通訊應用(步驟360)。然後，進程返回步驟320。
第4圖描述了汽車計算樞紐110的方塊圖。在某些實施例中，汽車計算樞紐110是包含一組或多組數位電路(例如，積體電路)的電子裝置400。在某些實施例中，汽車計算樞紐可實施為IC。
如上所述，電子裝置400可包含一個或複數個內置感測器的一個或複數個介面410、有線通信介面420以及無線通訊電路430。電子裝置400也可包含感測器資料集成模組440、移動裝置控制模組450、移動裝置資訊記憶體470以及車載資通訊應用模組460。在實施例中，感測器資料集成模組440、移動裝置控制模組450、車載資通訊應用模組460可為軟體模組，透過電子裝置400中的一個或複數個處理器405執行 其軟體指令。在實施例中，一個或複數個處理器405運行指令以執行進程300。
在實施例中，感測器資料集成模組440、移動裝置控制模組450、車載資通訊應用模組460是電子裝置400中能夠執行各自功能的分立電路集合。
一個或複數個感測器介面410可包含一系列類比、數位或混合信號電路，用於向汽車的一個或複數個內置感測器發送信號，或者從該一個或複數個內置感測器接收信號。每個感測器介面410可透過其自身通信協議與其對應內置感測器進行通信。有線通信介面420可包含一系列類比、數位或混合信號電路，用於透過車載匯流排150向移動裝置發送信號或者從移動裝置接收信號(用於與實體接入的移動裝置，例如，131-133進行通信)。在實施例中，車載匯流排支援乙太網協定，用於與移動裝置進行通信，其中，該移動裝置實體接入車載匯流排150的對接埠。無線連接430可包含一系列類比、數位或混合信號電路，用於與移動裝置進行無線通訊，其中，該無線裝置未實體接入車載匯流排，但替換地會無線連接汽車計算樞紐110(例如，移動裝置134-135)。
感測器資料集成模組440是能夠集成感測器資料的模組，其中，該感測器資料來自於一個或複數個內置感測器以及接入(實體地及/或無線地)汽車計算樞紐110的一個或複數個移動裝置。其可對已接收感測器資料執行各種處理演算法，並且為車載資通訊應用模組460產生集成資料集合。
移動裝置控制模組450是能夠與一個或複數個移 動裝置通信並對其進行控制的模組，其中，上述一個或複數個移動裝置已經接入汽車計算樞紐110。當接入移動裝置時，移動裝置控制模組450接收關於移動裝置功能的資訊，並且將上述資訊存儲在移動裝置資訊記憶體470中。移動裝置的上述資訊可包含移動裝置的CPU及/或GPU性能指標、存儲容量、互聯網存取頻寬、點對點通信能力、GPS能力、陀螺儀、磁力儀、聲音識別能力或移動裝置的傳感、計算、網路資源的資訊。取決於執行何種車載資通訊應用，移動裝置控制模組450可使用存儲在移動裝置資訊記憶體470中的資訊，確定向哪個移動裝置安排哪個任務、從哪個移動裝置收集哪些感測器資料以及向哪個移動裝置提供哪些控制資訊。然而，在某些實施例中，關於移動裝置性能的資訊可不存儲在移動裝置資訊記憶體470中而是存儲在雲端；或者當派遣任務時，移動裝置控制模組450可向一個或複數個移動裝置查詢上述性能資訊。
車載資通訊應用模組460能執行車載資通訊應用，例如，GPS導航、集成免提電話、無線安全通信、緊急報警系統、ADAS系統或汽車中的其他車載資通訊應用。車載資通訊應用模組460可使用感測器資料集成模組440提供的集成資料運行車載資通訊應用(GPS、ADAS及類似應用)。在實施例中，車載資通訊應用模組460可連接至汽車的顯示裝置，以圖像顯示各種車載資通訊應用的車載資通訊資訊。
在實施例中，一旦從一個或複數個移動裝置接收信號，則混合車載資通訊系統可透過使用卡爾曼濾波器執行感測器混合操作，以取得更佳SNR以及移除系統性偏差。第5 圖描述了透過混合一個或複數個移動裝置的感測器資料以及一個或複數個汽車內置感測器的感測器資料，改善感測器資料精度以及SNR的混合車載資通訊系統。如第5圖所示，汽車計算樞紐110從移動裝置131-135以及內置感測器121接收感測器資料(例如，GPS資料)。感測器資料集成模組440使用卡爾曼濾波器540將來自幾個來源的感測器資料混合入已混合感測器資料。
卡爾曼濾波器(也可稱為線性二次估計濾波器)是在不同空間位置及/或不同時間觀察的測量結果矩陣或組合，以生成未知變數估計值的演算法，其中，由於每個單一測量值包含統計雜訊以及其他誤差，上述估計比單獨基於單一測量值會更精確。卡爾曼濾波器可表述為Xfused=X1+K*(X2-X1)，其中，K是卡爾曼增益，Xfused是已混合測量值，以及X1與X2是兩個不同感測器的兩個測量值。(上述兩個測量值可為移動裝置與內置GPS感測器獲取的兩組GPS感測器資料)。X1也可為預測值(來自先前資料)並且X2可為新測量值。這可擴展至N個感測器(N個測量值)以及估計方法(動態模型/理論)。可將卡爾曼增益設定為0-1之間的數值，因此，Xfused的數值介於X1與X2之間。
在實施例中，混合車載資通訊系統可使用汽車上一個或複數個移動裝置的GPS信號，以改善系統GPS精度以及信噪比(SNR)。具體地，系統透過使用不同位置的感測器資料或者透過結合不同天線的信號，改善GPS精度與SNR。移動裝置的某些天線位置可比內置汽車電線的位置更利於接 收信號。
第5圖也描述了使用不同位置以及不同天線的感測器資料改善GPS精度與SNR的混合車載資通訊系統。如第5圖所示，移動裝置131-135與內置感測器121是具有接收GPS資料的天線的裝置。這些裝置位於汽車的不同位置，因此，它們的天線也位於汽車的不同位置。移動裝置131-133實體連接汽車的對接埠，並且其確切位置對汽車計算樞紐110而言為已知。在實施例中，當混合從不同天線收集的GPS資料時，感測器資料集成模組440可將對接埠的具體位置考慮進來。在實施例中，混合車載資通訊系統透過同步複數個不同感測器的複數個GPS接收天線作為天線相位陣列(antenna phased array)，改善感測器信號精度與SNR。
在實施例中，混合車載資通訊系統透過合併能接收衛星信號(例如，基於俄羅斯格洛納斯系統或中國北斗系統)的一個或複數個移動裝置的附加GPS信號，改善GPS精度。系統也可透過合併A-GPS系統的GPS資料(透過一個或複數個移動裝置存取的互聯網)，改善GPS精度。
第6圖描述了透過合併移動裝置接收的來自不同GPS源的附加GPS信號，改善GPS精度的混合車載資通訊系統。可將移動裝置連接至汽車計算樞紐及/或ECU，並且實體接入或者不是實體接入。如第6圖所示，內置感測器121從GPS源611接收GPS信號，移動裝置134從GPS源612接收GPS信號以及移動裝置131從GPS源613接收GPS信號。GPS源611、612、613是使用不同衛星集合或不同通信協定的不同 GPS系統(例如，北斗系統或格洛納斯系統)的來源。在某些實施例中，汽車計算樞紐110可透過使用卡爾曼濾波器將不同GPS系統的信號混合入已混合GPS信號。在某些實施例中，汽車計算樞紐110可使用GPS源611作為GPS資料的主源，即，車載資通訊應用模組首先使用GPS源611的資料，並且僅當GPS源611失敗時才切換至GPS源612或613。
在實施例中，混合車載資通訊系統可識別一特定移動裝置處理得更好的任務，並且將這些任務分配至此移動裝置處理(例如，聲音識別及/或由於聲音識別導致的動作)。在實施例中，混合車載資通訊系統可使用一個或複數個移動裝置的CPU及/或GPU作為分散及/或平行計算資源，並且將不同任務分配至不同移動裝置執行。
從計算方面來看，移動裝置(例如，智慧手機)通常具有非常高的計算能力以及影像處理能力。因此，將資料傳送至一個或複數個移動裝置以按照分散方式卸下計算或影像處理任務，不僅改善測量精度，也提供協助處理。例如，設置在儀表板的前向攝影機可記錄汽車前方的攝影機感測器流，與此同時，將側面或後面的攝影機感測器流分配至運行軟體演算法的智慧手機以計算三維環境的透視圖、距離及其他方面。連接汽車計算樞紐及/或ECU的移動裝置的CPU與GPU可分享上述前面與後面圖像部分的計算量。也可分擔模式匹配任務，猶如整個混合車載資通訊系統執行平行計算。
第7圖描述了混合車載資通訊系統將任務分配給接入汽車計算樞紐110的一個或複數個移動裝置。車載資通訊 應用模組460可運行一個或複數個車載資通訊應用，其需要完成任務佇列。移動裝置控制模組450可識別上述任務，並且將其分配至移動裝置131-135執行。
移動裝置控制模組450向移動裝置資訊記憶體470查詢每個移動裝置的可用計算資源的資訊。接著，移動裝置控制模組450基於任務性質、移動裝置的計算資源能力以及移動裝置的當前負載，為每個任務識別移動裝置。
例如，在實施例中，汽車計算樞紐110識別一個或複數個移動裝置的最快或最閒CPU處理最密集計算任務。在實施例中，汽車計算樞紐110可透過檢查存儲在移動裝置資訊記憶體470中的資訊，識別移動裝置的資源。
在實施例中，移動裝置資訊也可指示哪些移動裝置實體連接對接埠，因此，比僅僅連接的那些移動裝置具有更快的連接汽車計算樞紐110的速度。在這種情況下，實體接入移動裝置131-133，從而使得移動裝置控制模組450將需要與計算樞紐有更多數據流量的任務分配給移動裝置131-133，而不是移動裝置134-135。
第8圖從概念上描述了在混合車載資通訊系統中將任務分配給一個或複數個移動裝置的進程800。在實施例中，當汽車計算樞紐110執行其車載資通訊應用時，執行進程800。在實施例中，作為汽車計算樞紐的計算裝置或電子設備(例如，裝置400)的一個或複數個處理器(例如，處理器405)可執行進程800。在實施例中，進程800是進程300的一部分，即，其為汽車計算樞紐執行的部分進程，以透過混合一個或複 數個移動裝置的信號以及透過將車載資通訊任務分配給一個或複數個移動裝置，提供車載資通訊應用。
進程800開始於至少一個移動裝置接入汽車計算樞紐110並且向混合車載資通訊系統提供傳感、計算及網路資源的資訊。如第8圖所示，進程800開始於進程300的步驟370後，其中進程300已經執行了移動裝置的接入與斷開操作，並且已經與一個或複數個移動裝置交換了資訊。
進程800開始於識別分配給一個或複數個移動裝置(連接汽車計算樞紐及/或ECU)的車載資通訊任務(步驟830)。如第8圖所示，可將特定車載資通訊任務(例如，影像處理)分配給移動裝置的更快更新的計算資源。進程也可識別一個或複數個已連接移動裝置的傳感、計算及網路資源，認為上述一個或複數個已連接移動裝置是執行已識別車載資通訊任務的最合適裝置(步驟840)。
接著，進程將每個已識別車載資通訊任務分配至已連接移動裝置的對應已識別傳感、計算或網路資源(步驟850)。在實施例中，進程可根據透過車載匯流排150或無線連接發送需要資料與指令將每個任務分配至已分配移動裝置。接著，進程返回步驟320。
在實施例中，混合車載資通訊系統使用移動裝置的CPU處理並提供汽車請求的部分資料。具體地，配置移動裝置的CPU或GPU以執行汽車內置系統的機器學習推論，因此，汽車的內置系統不必為所需資料存取雲端。這種配置可產生汽車與雲端之間的計算層。本發明的上述配置方法提供隱私 性並且減少存取延遲。
第9圖描述了使用一個或複數個移動裝置的計算資源的混合車載資通訊系統，以產生雲端與汽車內置系統之間的計算層。如第9圖所示，混合車載資通訊系統已經配置移動裝置131以執行機器學習推論，並且建立互聯網與汽車的一個或複數個內置系統之間的計算層900。移動裝置131從互聯網學習資訊，並且像緩存存儲一樣存儲已學習資訊。車載資通訊應用模組460運行正常使用內置感測器123的應用，以從互聯網獲取資訊(例如，透過蜂窩網路)。然而，在移動裝置131建立的計算層900允許車載資通訊應用模組460在不使用內置感測器123存取互聯網的情況下從移動裝置131獲取相同資料。
第10圖係依據本發明實施例從概念上描述的運行混合車載資通訊系統的進程1001與1002。在實施例中，當執行車載資通訊應用時，汽車計算樞紐110及/或ECU 120皆執行進程1001與1002。在實施例中，用作汽車計算樞紐及/或ECU的計算裝置或電子設備(例如，裝置400)的一個或複數個處理器(例如，處理器405)執行進程1001與1002。在實施例中，汽車計算樞紐及/或ECU透過執行第3圖與8的進程300與800的步驟，執行進程1001與1002。
進程1001用於將任務分配至接入混合車載資通訊系統的一個或複數個移動裝置，從而使得一個或複數個移動裝置的可用計算資源執行已分配任務。進程1001開始於允許移動裝置加入汽車的車載資通訊系統(步驟1010)。在實施例中， 進程1001透過執行進程300的步驟310、320、325允許移動裝置加入車載資通訊系統，從而接收移動裝置的接入通知，並且初始化、認證、承認移動裝置接入汽車的計算樞紐及/或ECU。進程1001也從移動裝置接收資訊以識別移動裝置的可用計算資源(步驟1020)。
進程1001識別車載資通訊系統的任務，其中，透過一個或複數個移動裝置的已識別可用計算資源執行上述任務(步驟1030)。接著，進程1001將已識別任務分配至移動裝置，從而使得移動裝置的已識別可用計算資源執行已識別任務(步驟1040)。在實施例中，進程1001透過執行進程800的步驟840與850識別並分配任務。接著，進程1001結束。
在實施例中，汽車可包含一個或複數個內置感測器，並且車載資通訊系統可基於一個或複數個內置感測器的資料執行車載資通訊應用。
在實施例中，已識別任務可包含語音辨識與語音辨識觸發的動作或命令。
在實施例中，進程1001可透過無線連接、汽車線纜的有線連接、作為汽車固定裝置的對接埠，與移動裝置進行通信。
在實施例中，為了允許移動裝置加入車載資通訊系統，進程1001可認證存儲在移動裝置中的證書。
在實施例中，已識別計算資源包含能夠執行影像處理的GPU，並且已識別任務可包含影像處理任務。
在實施例中，移動裝置是第一移動裝置並且任務 是第一任務。在這種情況下，進程1001允許第二移動裝置加入車載資通訊系統。進程1001也從第二移動裝置接收資訊，識別第二移動裝置的可用計算資源。進程1001可進一步識別第二移動裝置的已識別可用計算資源執行的車載資通訊系統的第二任務。此外，進程1001可將已識別第二任務分配給第二移動裝置，從而使得在處理已識別第一任務的同時，第二移動裝置的已識別可用計算資源執行第二任務。
對於車載資通訊應用，進程1002混合從一個或複數個內置感測器以及一個或複數個移動裝置收集的感測器資料。進程1002開始於允許移動裝置加入汽車的車載資通訊系統(步驟1010)。接著，進程從汽車的內置感測器接收第一組感測器資料(步驟1050)並且從移動裝置接收第二組感測器資料(步驟1060)。
然後，進程1002基於第一組與第二組感測器資料生成已混合感測器資料集合(步驟1070)。在實施例中，進程1002利用第5圖所示的卡爾曼濾波器混合第一組與第二組感測器資料。進程1002基於已混合感測器資料集合向汽車提供車載資通訊應用(例如，ADAS以及導航)(步驟1080)。進程1002結束。
在實施例中，第一組感測器資料包含GPS資料。
在實施例中，在基於第一組與第二組感測器資料生成已混合感測器資料集合中，進程1002使用卡爾曼濾波器。
在實施例中，第一組與第二組感測器資料包含來自不同GPS系統的GPS資料。
在實施例中，進程1002也可透過有線連接以及對接埠(作為汽車的固定裝置)與移動裝置進行通信。在這種情況下，移動裝置可實體連接對接埠。
在實施例中，第二組感測器資料包含移動裝置的磁力儀提供的測量值。
在實施例中，進程1002也可允許複數個移動裝置加入車載資通訊系統，並且將該複數個移動裝置進行同步操作，以形成天線相位陣列。
上述特徵與應用可以軟體進程進行實施，其中，軟體進程為記錄在電腦可讀存儲介質(也可稱為電腦可讀介質)的指令集合。當一個或複數個計算或處理單元(例如，一個或複數個處理器、處理器核心或其他處理單元)執行上述指令時，處理單元會執行指令中指示的動作。電腦可讀介質的示例包含，但不限於，光碟驅動器、快閃記憶體、隨機存取記憶體晶片、硬碟驅動器、可擦除程式設計唯讀記憶體、電子可擦除程式設計唯讀記憶體等。電腦可讀介質不包含經過無線或有線連接的載波與電信號。
在本說明書中，術語“軟體”包含唯讀記憶體中的固件，或者存儲在磁記憶體中的應用程式，其中上述可讀入記憶體並由處理器進行處理。另外，在實施例中，可將複數個軟體實施為較大程式的子部分，其他軟體為明確的軟體部分。在實施例中，可將複數個軟體實施為分立程式。最後，結合實施為軟體發明的任意分立程式集合位於本發明的保護範圍中。在實施例中，當安裝軟體程式以在一個或複數個電子系統 中運作時，定義一個或複數個具體機器執行軟體進程的操作。
第11圖根據本發明實施例從概念上描述了電子系統1100。電子系統1100可為電腦(例如，桌上型電腦、個人電腦、平板電腦等)、手機、個人數位助理或者任意其他電子裝置。電子系統可包含各種類型電腦可讀介質以及各種類型電腦可讀介質的介面。電子系統1100包含匯流排1105、處理單元1110(例如，類似CPU的處理器)、影像處理單元(GPU)1115、系統記憶體1120、網路1125、唯讀記憶體1130、永久存儲裝置1135、輸入裝置1140以及輸出裝置1145。
匯流排1105可統一表示通信連接電子系統1100的複數個內部裝置的所有系統、外圍、晶片集匯流排。例如，匯流排1105通信連接處理單元1110與GPU 1115、唯讀記憶體1130、系統記憶體1120、永久存儲裝置1135。
根據這些記憶體單元，處理單元1110可找出待執行指令以及待處理資料，從而執行本發明的進程。在不同實施例中，處理單元可為單一處理器或多核處理器。可將許多指令傳輸給GPU 1115，並由其進行執行。GPU 1115可分流各種計算，或者補充處理單元1110提供的影像處理。
唯讀記憶體1130存儲處理單元1110以及電子裝置其他模組所需的靜態資料與指令。另一方面，永久存儲裝置1135是讀寫存儲裝置。本裝置是即使電子系統1100關閉時仍存儲指令與資料的非易失性記憶體。本發明實施例使用海量存儲裝置(例如，磁片或光碟以及其相應磁碟機)作為永久存儲裝置1135。
其他實施例使用移動存儲裝置(例如，軟碟、快閃記憶體等以及其相應磁碟機)作為永久存儲裝置。類似永久存儲裝置1135，系統記憶體1120是讀寫存儲裝置。然而，不像永久存儲裝置1135，系統記憶體1120是易失性讀寫記憶體，例如，隨機存取記憶體。系統記憶體1120存儲處理器在執行時間需要的指令與資料。在實施例中，可將本發明的進程存儲在系統記憶體1120、永久存儲裝置1135及/或唯讀記憶體1130中。例如，各種存儲單元包含本發明實施例的處理多媒體的指令。處理單元1110從這些存儲單元找出待執行指令與待處理資料，從而執行實施例的進程。
匯流排1105也連接輸出裝置1140與輸出裝置1145。輸入裝置1140允許使用者與電子系統通信資訊並選擇命令。輸入裝置1140可包含字母數位鍵盤以及定點設備(也可稱為“游標控制裝置”)、攝影機(例如，攝像頭)、麥克風或用於接收語音命令的相似裝置等。輸出裝置1145可顯示電子系統生成的圖像或輸入資料。輸入裝置1145可包含印表機與顯示裝置(例如，陰極射線管或液晶顯示器)、揚聲器或類似音訊輸出裝置。實施例可包含例如觸控式螢幕的裝置，即可作為輸入裝置也可作為輸出裝置。
最後，如第11圖所示，匯流排1105也透過網路介面卡(未示出)將電子系統1100耦接至網路1125。在這種情況下，電腦可為電腦的部分網路(例如，局域網、廣域網路、內聯網、互聯網)。可結合本發明使用電子系統1100的任意或全部元件。
許多實施例包含電子元件，例如，微處理器、將電腦程式指令存儲在機器可讀或電腦可讀媒介(也可稱為電腦可讀存儲介質、機器可讀介質、機器可讀存儲介質)中的記憶體。電腦可讀介質的示例包含，但不限於，RAM、ROM、唯讀光碟(CD-ROM)、唯讀數位通用光碟(例如，DVD-ROM、雙層DVD-ROM)、各種可記錄/可重寫DVD(例如，DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等)、快閃記憶體(例如，SD卡、迷你SD卡、微SD卡等)、磁及/或固態硬碟、唯讀及可記錄藍光碟、高密度光碟、任意其他光介質或磁介質、軟碟。電腦可讀介質可存儲至少一個處理單元執行的電腦程式，並且上述電腦程式包含執行各種操作的指令集合。電腦程式或電腦代碼的示例包含機器代碼(例如編譯器產生的機器代碼)以及包含高層代碼的檔(其由電腦、電子元件或使用解譯器的微處理器執行)。
上述內容首先涉及執行軟體的微處理器或多核處理器，但許多實施例也可由一個或複數個積體電路執行，例如，專用積體電路(ASIC)或場可程式設計邏輯陣列(FPGA)。在實施例中，該積體電路執行存儲在其中的指令。此外，許多實施例執行存儲在可程式設計邏輯裝置(PLD)、ROM或RAM設備中的軟體。
如本發明說明書所使用的，術語“電腦”、“伺服器”、“處理器”與“記憶體”皆涉及電子或其他技術裝置。這些術語不包含用戶或用戶組。為了描述的目的，術語顯示意味著在電子裝置上顯示。如本發明說明書所使用的，術語“電腦可讀介質”、“電腦可讀媒介”、“及其可讀介質”可 完全被限定在按照電腦可讀形式存儲資訊的有形物理元件。這些術語不包含任何無線信號、有線下載信號以及任意其他短暫信號。
根據上述特定細節已經揭示了本發明的內容，本領域技術人員在不脫離本發明精神情況下可按照其他特定形式實施本發明。此外，複數個附圖(第3圖、第8圖與第10圖)概念性地描述了進程。並不一定按照所示的確定循序執行進程的特定操作。可不按照連續操作的方式執行上述特定操作，並且在不同實施例中可執行不同特定操作。而且，使用幾個子進程或者較大巨集進程的一部分，實施進程。因此，本領域技術人員可以理解本發明並不限定於上述描述細節，而是由申請專利範圍書限定範圍。
本文有時會描述不同的元件包含在其他不同元件內，或同其他不同元件相連接。應當理解的是，這種結構關係僅僅作為示例，事實上，也可透過實施其他結構以實現相同功能。從概念上講，任何可實現相同功能的元件配置均是有效地“相關聯的”以此實現所需功能。因此，本文為實現某特定功能所組合的任意兩個元件均可看作是彼此“相關聯的”，以此實現所需功能，而不管其結構或者中間元件如何。類似地，以這種方式相關聯的任意兩個元件也可看作是彼此間“操作上相連接的”或“操作上相耦合的”以此實現所需功能，並且，能夠以這種方式相關聯的任意兩個元件還可看作是彼此間“操作上可耦合的”用以實現所需功能。操作上可耦合的具體實例包括但不限於實體上可配對的和/或實體上交互的元件和/ 或無線地可交互的和/或無線地相互交互的元件和/或邏輯上交互的和/或邏輯上可交互的元件。
此外，對於本文所使用的任何複數和/或單數形式的詞語，本領域的熟練技術人員可根據語境和/或應用場景是否合適而將複數轉換至單數和/或將單數轉換至複數。為清晰起見，此處即對中單數/複數之間的各種置換作出明確規定。
並且，本領域的熟練技術人員可以理解的是，一般地，本文所使用的詞語，特別是所附申請專利範圍如申請專利範圍主體中所使用的詞語通常具有“開放性”意義，例如，詞語“包括”應該理解為“包括但不限於”，詞語“具有”應當理解為“至少具有”等等。本領域的熟練技術人員可進一步理解的是，若某引入式申請專利範圍列舉意圖將某一具體數值包含進去，則這種意圖將明確地列舉於該申請專利範圍中，如果沒有列舉，則這種意圖即不存在。為幫助理解，可舉例如，所附申請專利範圍可能包含引入式短語如“至少一個”和“一個或複數個”來引入申請專利範圍列舉。然而，這種短語不應使該申請專利範圍列舉被解釋為：對不定冠詞“一個”的引入意味著將包含有這種引入式申請專利範圍列舉的任何特定申請專利範圍限制為僅包含一個這種列舉的實施方式，甚至當同一申請專利範圍時包括引入式短語“一個或複數個”或“至少一個”和不定冠詞如“一個”時同樣符合這樣情況，亦即，“一個”應該解釋為“至少一個”或“一個或複數個”。同樣的，使用定冠詞來引入申請專利範圍列舉同理。另外，即使某一引入式申請專利範圍列舉中明確列舉了一個具體數 值，本領域的熟練技術人員應當認識到，這種列舉應該理解為至少包括所列舉的數值，例如，僅“兩個列舉”而沒有任何其他限定時，其意味著至少兩個列舉，或兩個或複數個列舉。此外，如使用了類似“A、B和C等中的至少一個”，則本領域的熟練技術人員通常可以理解的是，如“具有A、B和C中至少一個的系統”將包括但不限於只具有A的系統、只具有B的系統、只具有C的系統、具有A和B的系統、具有A和C的系統、具有B和C的系統，和/或具有A、B和C的系統等等。若使用了類似“A、B或C等中至少一個”，則本領域熟練技術人員可以理解的是，如“具有A、B或C中至少一個的系統”將包括但不限於只具有A的系統、只具有B的系統、只具有C的系統、具有A和B的系統、具有A和C的系統、具有B和C的系統，和/或具有A、B和C的系統等等。本領域技術人員可進一步理解，無論是說明書、申請專利範圍書或附圖中所出現的幾乎所有連接兩個或複數個替代性詞語的析取詞語和/或短語，均應理解為考慮到了所有的可能性，即包括所有詞語中某一個、兩個詞語中任一個或包括兩個詞語。例如，短語“A或B”應該理解為包括可能性：“A”、“B”或“A和B”。
以上已經描述了本發明的各個實施例以對本發明做出解釋，然而，可在不背離本發明的範疇和精神的前提下對各個實施例做出多種修改。因此，本文所公開的各個實施例不應理解為具有限制意義，真實的範疇和精神透過所附申請專利範圍進行限定。

Claims (10)

  1. 一種混合車載資通訊方法，用於汽車的車載資通訊系統，該混合車載資通訊方法包含：識別移動裝置的可用計算資源；識別該移動裝置的該已識別可用計算資源可執行的該車載資通訊系統的任務；以及將該已識別任務分配至該移動裝置，從而使得該移動裝置的該已識別可用計算資源執行該已識別任務。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的混合車載資通訊方法，其中，該汽車包含一個或複數個內置感測器，其中，該車載資通訊系統基於該一個或複數個內置感測器的資料，運行車載資通訊應用。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的混合車載資通訊方法，其中，該移動裝置係第一移動裝置並且該已識別任務係第一任務，並且其中該混合車載資通訊方法進一步包含：允許第二移動裝置加入該車載資通訊系統；識別該第二移動裝置的第二可用計算資源；識別該第二移動裝置的該已識別第二可用計算資源可執行的該車載資通訊系統的第二任務；以及將該已識別第二任務分配至該第二移動裝置，從而使得在執行該第一任務的同時，該第二移動裝置的該已識別第二可用計算資源執行該已識別第二任務。
  4. 一種混合車載資通訊方法，包含：允許移動裝置加入汽車的車載資通訊系統； 從該汽車的內置感測器接收第一組感測器資料以及從該移動裝置接收第二組感測器資料；基於該第一組感測器資料與該第二組感測器資料生成混合感測器資料集合；以及基於該混合感測器資料集合，提供該汽車的車載資通訊應用。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的混合車載資通訊方法，其中，該第一組感測器資料包含全球定位系統資料。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的混合車載資通訊方法，其中，該基於該第一組感測器資料與該第二組感測器資料生成該混合感測器資料集合的步驟包含：應用卡爾曼濾波器。
  7. 一種電子裝置，用於混合車載通信，該電子裝置包含：有線通信介面，用於透過有線通信媒介至少與第一移動裝置進行通信；感測器介面，用於從汽車的一個或複數個內置感測器接收資料；以及一個或複數個處理器，透過將待執行的一個或複數個任務分配至該第一移動裝置的計算資源以及透過混合該第一移動裝置與該一個或複數個內置感測器提供的感測器資料，使用該一個或複數個處理器提供該汽車的車載資通訊應用，其中，透過該有線通信介面實施任務分配。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中，進一步包含：無線通信介面，用於透過無線通信媒介至少與第二移動裝 置進行通信，其中，該一個或複數個處理器進一步將一個或複數個任務分配至該第二移動裝置。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中，該一個或複數個處理器進一步執行下列操作：允許該第一移動裝置與該一個或複數個處理器進行通信連接；識別該第一移動裝置的可用計算資源；識別該第一移動裝置的該已識別可用計算資源可執行的任務；以及將該已識別任務分配至該第一移動裝置，從而使得該第一移動裝置的該已識別可用計算資源執行該已識別任務。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中，該第一移動裝置的該已識別可用計算資源包含能執行影像處理的影像處理單元，並且其中，該一個或複數個處理器進一步將一個或複數個影像處理任務分配給該第一移動裝置。
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