TWI454723B - 應用於無線設備之辨識裝置、辨識系統及其方法 - Google Patents

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Description

應用於無線設備之辨識裝置、辨識系統及其方法
本揭露係關於一種辨識技術，更詳而言之，係一種可辨識動態無線設備之辨識裝置、辨識系統及其方法。
隨著科技日新月異，加上網路頻寬與設備的改善，透過網路進行通訊十分普遍，在網路通訊技術中，無論是有線網路還是無線網路，兩個通訊設備僅需知悉彼此的網路位置或設備名稱，即可建立兩端通訊，此方式之通訊建立技術已相當成熟且廣泛使用。
以往通訊設備多固定於同一地方，或者採用單一基地台對手機作集中式的通訊，通常是以IP、MAC Address作為通訊時的識別ID，亦即通訊設備間連線的建立可透過IP、MAC Address等識別ID來達到識別目的。在無線網路環境中，若通訊設備是不斷移動的，且採用分散式通訊及廣播(broadcast)方式來傳送訊息，在無其他定位設備輔助下，接收端將無法正確識別發送者與自身之相對位置關係，於需要即時得知彼此相對關係之應用，如車輛安全應用，將造成問題。以車間防碰撞應用為例，本車通常希望 與相鄰車輛不斷交換行車資訊以保持安全性，但因為車輛皆不停移動，故無法得知下一時間點正確相對位置鄰車之IP或MAC Address，更無從僅以IP或MAC Address作為識別ID對鄰車發送訊息，因而造成移動中通訊設備無法彼此通訊、辨識的情況。目前多以GPS裝置定位輔助作為ID識別，也就是訊息中附帶有GPS位置資訊，但是現有GPS技術仍會有8~15公尺的誤差，在一般轎車車身僅有5m、車道寬3.5m的情況下，將會出現嚴重誤判。
因此，如何找出一種適用於移動無線通訊設備的識別技術，特別是在無法僅使用IP、MAC Address等作為識別ID，又不想受到GPS裝置可能的定位誤差影響條件下，仍可達到正確識別鄰近移動裝置之目的，將成為該技術領域之人亟欲解決之技術課題。
本揭露係提出一種應用於無線設備之辨識裝置，透過判斷無線設備所感測周邊無線設備之相對位置資訊，以識別是否為廣播訊息的接收對象。
又，本揭露係提出一種應用於無線設備之辨識系統及其方法，係透過發送端無線設備發送具有其相對位置資訊之廣播訊息，以由接收端無線設備進行識別判斷。
本揭露係提供一種應用於無線設備之辨識裝置，係包括：感測單元、處理單元、儲存單元以及無線通訊單元。該感測單元用於感測該無線設備周圍之複數其他無線設備，以產生感測資訊，處理單元依據該感測單元所產生之 感測資訊，計算該無線設備與該些其他無線設備之間的接收端相對位置資訊，而該感測資訊及該接收端相對位置資訊將儲存至儲存單元內，無線通訊單元用於接收該些其他無線設備之一者所發送之廣播訊息，其中，該廣播訊息包含相關該些其他無線設備之一者的發送端相對位置資訊之識別資料，當該無線通訊單元接收到該廣播訊息後，由該處理單元將該廣播訊息內之識別資料與該儲存單元中所儲存之接收端相對位置資訊進行比對，藉此以計算出兩者的誤差值，當該誤差值小於一容許值時，即判斷出該無線設備即為該廣播訊息的接收對象。
本揭露復提出一種應用於無線設備之辨識系統，用於提供發送端無線設備與接收端無線設備之間的識別。其中，發送端無線設備透過發送端感測單元感測該發送端無線設備周圍之複數其他無線設備，藉以產生發送端感測資訊並儲存至發送端儲存單元，接著，發送端處理單元將依據該發送端儲存單元之發送端感測資訊，計算出該發送端無線設備與該些其他無線設備之間的發送端相對位置資訊，並且將該發送端相對位置資訊轉換成識別資料後，由發送端無線通訊單元發送具有該識別資料之廣播訊息，此時，接收端無線設備之接收端感測單元同樣持續感測該接收端無線設備周圍之複數其他無線設備，藉此產生接收端感測資訊並儲存至接收端儲存單元，當接收端無線設備之接收端無線通訊單元接收到來自該發送端無線設備所發送之廣播訊息時，由接收端處理單元將所接收之廣播訊息中 之識別資料與該接收端儲存單元所儲存之接收端感測資訊進行比對，計算該識別資料與該接收端感測資訊的誤差值，且於該誤差值小於一容許值時，則判斷該接收端無線設備即為該廣播訊息的接收對象。
本揭露又提出一種應用於無線設備之辨識方法，係用於發送端無線設備與接收端無線設備之間的識別，該方法包括：(1)令該發送端無線設備或接收端無線設備感測周圍之複數其他無線設備以產生發送端感測資訊或接收端端感測資訊；(2)令該發送端無線設備依據該發送端感測資訊，計算出該發送端無線設備與該些其他無線設備之間的發送端相對位置資訊，以將該發送端相對位置資訊轉換成識別資料；(3)令該發送端無線設備發送具有該識別資料之廣播訊息；(4)令該接收端無線設備接收該廣播訊息；(5)令該接收端無線設備將該廣播訊息中之識別資料與該接收端無線設備所感測到之接收端感測資訊進行比對，以計算該識別資料與該接收端感測資訊之誤差值；以及(6)令該接收端無線設備判斷該誤差值是否小於一容許值，若是，則該接收端無線設備即為該廣播訊息的接收對象，若否，則該接收端無線設備並非該廣播訊息之預定接收對象。
相較於習知技術，本揭露係提出一種應用於無線設備之辨識裝置，無線設備可透過感測方式取得與周圍無線設備之間的相對位置資訊，並於接收到來自其他無線設備之識別資料時，進行相對位置資訊與識別資料比對，藉此判斷接收端是否為所接收之廣播訊息的接收對象。此外，本 揭露復提出一種應用於無線設備之辨識系統及其方法，發送端與接收端之無線設備皆進行周圍無線設備的感測，發送端依據感測資訊產生具識別資料之廣播訊息，接收端在接到廣播訊息後，將廣播訊息之識別資料與同一時間點所感測的感測資訊作比對，藉此判斷接收端是否為該廣播訊息的預定接收對象，如此即便無IP或MAC Address可作為通訊時之識別ID，或者無GPS裝置或圖資可輔助定位時，也可藉由讓無線設備進行感測，透過相對位置資訊比對來解決移動狀態無線設備的ID識別問題，當然也適用於靜止之可移動無線設備。
1、3‧‧‧應用於無線設備之辨識裝置
10、30‧‧‧感測單元
11、31‧‧‧處理單元
12、32‧‧‧儲存單元
13、33‧‧‧無線通訊單元
4‧‧‧應用於無線設備之辨識系統
40‧‧‧發送端無線設備
400‧‧‧發送端感測單元
401‧‧‧發送端處理單元
402‧‧‧發送端儲存單元
403‧‧‧發送端無線通訊單元
41‧‧‧接收端無線設備
410‧‧‧接收端感測單元
411‧‧‧接收端處理單元
412‧‧‧接收端儲存單元
413‧‧‧接收端無線通訊單元
100‧‧‧感測訊號
200、200’‧‧‧廣播訊息
310‧‧‧動態誤差補償模組
A、B、C、D‧‧‧移動裝置
S701~S706‧‧‧步驟
第1圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識裝置的系統示意圖；第2A和2B圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識裝置具體實施例之示意圖；第3圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識裝置另一實施例的系統示意圖；第4A和4B圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識裝置進行動態誤差補償之示意圖；第5圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識裝置中訊息格式之示意圖；第6圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識裝置中發送端與接收端之示意圖；以及第7圖係為本揭露之應用於無線設備之辨識方法之步 驟圖。
以下藉由特定的具體實施形態說明本揭露之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本揭露之優點與功效。然本揭露亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。
第1圖係說明本揭露之應用於無線設備之辨識裝置的系統示意圖。如圖所示，應用於無線設備之辨識裝置1提供在無GPS裝置或圖資定位輔助下，透過感測資訊取得相對位置關係，藉此讓無線設備可識別所接收之廣播訊息是否為傳送給自己的廣播訊息，特別是針對移動中的無線設備，當然亦適用於靜態的無線設備。該應用於無線設備之辨識裝置1係包括感測單元10、處理單元11、儲存單元12和無線通訊單元13。
需說明的，這裡所述無線設備可為接收端或發送端，換言之，若是發送廣播訊息為發送端，接收廣播訊息者為接收端，無論是接收端或發送端的無線設備皆會感測周圍的其他無線設備，並於接收到廣播訊息進行比對以判斷自己是否為該廣播訊息的接收對象。下面將以無線設備為接收端之例子來說明。
感測單元10係用於感測無線設備周圍之複數其他無線設備，以產生感測資訊。具體而言，感測單元10可透過但不限定超音波、雷射雷達、紅外線雷達、毫米波雷達、影像擷取、短距無線感測或光通訊等感測技術，對周圍環 境進行感測，所感測到的感測訊號100稱之為感測資訊，而該感測資訊可至少包括相對距離、角度、時間、航向或速度等。
處理單元11係依據感測單元10所取得之感測資訊計算該無線設備與該些其他無線設備之間的接收端相對位置資訊。為了識別的目的，將必須先知道無線設備與周圍其他無線設備之間的相對關係，因此，處理單元11將依據感測單元10所取得之感測資訊進行計算，以得到接收端相對位置資訊。
儲存單元12係用於儲存來自感測單元10之感測資訊以及來自處理單元11之接收端相對位置資訊，由於在此實施例中，無線設備為接收端腳色，因而接收端相對位置資訊將協助在接收到廣播訊息後的比對判斷。
無線通訊單元13用於接收該些其他無線設備之一者所發送之廣播訊息200，而無線通訊單元13可採用但不限於短距離通訊(DSRC)、Wi-Fi、藍芽、射頻辨識(RFID)、光通訊、3G、LTE、LTE-A等無線通訊技術。前述之廣播訊息200係包含相關該些其他無線設備之一者的發送端相對位置資訊之識別資料，該識別資料即記錄有相對位置資訊，包括相對距離、角度、時間、航向或速度等，待無線通訊單元13接收廣播訊息200後，處理單元11將該廣播訊息200內之識別資料與該儲存單元12所儲存之接收端相對位置資訊進行比對，藉此計算出兩者的誤差值，這裡所述之比對，具體而言，即將發送端所取得相對位置關係與 接收端所取得相對位置關係進行比對，以判斷兩個無線設備是否彼此為感測過程中的對應關係，因此，在該誤差值小於一預定容許值時，可確定無線設備即為該廣播訊息200的接收對象。
此外，處理單元11亦為該應用於無線設備之辨識裝置1的控制核心，因此，處理單元11可控制無線通訊單元13進行訊息的接收與發送，且可控制感測單元10執行周圍物件的感測。
第2A和2B圖係說明本揭露之應用於無線設備之辨識裝置具體實施例之示意圖。於此具體說明前述辨識裝置的具體實施狀態，並進一步說明識別資料所指為何。
如第2A圖所示，假設移動裝置A往正北前進(與正北方向夾角0°)、B朝向與正北順時針夾角30°前進，兩移動裝置以相同速度V等速前進，且移動裝置A、B時間同步，移動裝置A、B上分別設辨識裝置，此時，移動裝置A、B上之感測單元，於固定時間點感測周圍物體相對距離、角度等，其中，移動裝置A在時間點10：10：01時，感測到與移動裝置B的距離L1、角度θ 1，例如距離L1為14.012m、角度θ 1為45.123°，移動裝置A之辨識裝置將該些感測資訊整合成識別資料，透過廣播訊息發送出去，而移動裝置B同樣在時間點10：10：01時，有感測到移動裝置A的距離L2為14.013m、角度θ 2為255.121°，當移動裝置B收到移動裝置A的廣播訊息後，比對兩者之識別資料以判斷對方是否為欲尋找的對象，而比對即可以 (|L1-L2|<d1)且(|θ 1-θ 2|<180°±d2)之誤差判斷式來判斷，其中，d1為距離誤差容許值，而d2為角度誤差容許值，舉例來說，第2A圖中移動裝置A和移動裝置B速度皆為V，因而僅需判斷兩者感測的距離(L1、L2)和角度(θ 1、θ 2)的相對關係，而d1、d2即是考量感測時的可能誤差所提供的容許範圍，d1、d2的容許範圍可以依據移動裝置所裝設感測單元(如感測設備)的設定與出廠時實際精準度而有所不同。移動裝置之速度則可利用速度感測器、或利用OBD介面取得車輛內建速度資料、或利用GPS裝置量測之速度等任何可取得移動裝置速度之方法。亦即透過兩相對識別資料相減並判斷是否小於一容許值，以確認移動裝置B是否為該廣播訊息的接收對象。簡言之，只要移動裝置A及移動裝置B在同一時間點皆有感測到感測資訊，若移動裝置A及移動裝置B所感測到的對象是彼此的話，則兩者將同一時間的識別資料作比對後其誤差值應不會過大，因此，兩者有同一時間點的感測資訊即可作為判斷是否為接收對象的比對依據。若於通訊範圍內出現一個以上可能結果，則可透過一次以上比對，或縮小誤差值得出唯一解。
再進一步說明，具體實施時，以移動裝置A為中心的區域內可能包含其他移動裝置，例如該圖所示的移動裝置C和移動裝置D，移動裝置C同樣以速度V往正東方向前進，在時間點10：10：01時，感測到與移動裝置A的距離L3為18.022m及角度θ 3為312.222°，由於移動裝置A所感測 內容為移動裝置B，故移動裝置A所發送的廣播訊息是針對移動裝置B，或者移動裝置A同時亦感測到移動裝置C、D但選擇只與移動裝置B通訊，在此情況下，當移動裝置C接收來自移動裝置A所發送的廣播訊息時，移動裝置C將以同一時間點10：10：01的相關資料進行比對，發現距離和角度都非在誤差範圍內，因此，可知移動裝置C所接收到的廣播訊息並非是給自己的，故會捨棄該廣播訊息。舉例來說，移動裝置C要判斷自己是否為訊息接收對象，假設此時預設之距離誤差容許值d1為1m，角度誤差容許值d2為5°，當移動裝置C接收到移動裝置A的廣播訊息時，由距離的誤差判斷式|L3-L1|=18.022-14.012=4.01，可得到移動裝置A、C所感測到距離差為4.010m，明顯大於容許值d1，而由角度的誤差判斷式|θ 3-θ 1|=312.222-45.123=267.099)可得到移動裝置A、C所感測到對應角度差大約為87°，明顯大於容許值d2，因而可判斷出移動裝置C並非移動裝置A所要發送訊息的對象，故移動裝置C將捨棄來自移動裝置A的廣播訊息。
另外，移動裝置D同樣以速度V往正西方向前進，在時間點10：10：01時，感測到與移動裝置A的距離L4為14.333m及角度θ 4為65.121°，由於移動裝置A所感測內容為移動裝置B，或者移動裝置A同時亦感測到移動裝置C、D但選擇只與移動裝置B通訊，故移動裝置A所發送的廣播訊息是針對移動裝置B，在此情況下，當移動裝置D接收來自移動裝置A所發送的廣播訊息時，移動裝置D 將以同一時間點10：10：01的相關資料進行比對，發現雖然兩者距離在誤差範圍內，但比對角度後發現超出誤差範圍，故移動裝置D知悉所接收到的廣播訊息並非是給自己的，同樣會捨棄該廣播訊息。舉例來說，移動裝置D要判斷自身是否為訊息接收對象，同樣地，假設目前預設之距離誤差容許值d1為1m，角度誤差容許值d2為5°，當移動裝置D接收到移動裝置A的廣播訊息時，由距離的誤差判斷式(|L1-L2|<d1)可得到移動裝置A、D所感測到距離差為0.321m，明顯小於容許值d1，表示移動裝置D符合移動裝置A預感測對象的距離，再由角度的誤差判斷式(| θ 1-θ 2|<180°±d2)可得到移動裝置A、D所感測到對應角度差大約為20°，並非小於容許值d2，因而移動裝置D可判斷出自身非訊息接收對象，同樣會捨棄來自移動裝置A的廣播訊息。
前述之識別資料是屬於通訊識別符，亦即該識別資料所包含資訊為相對距離、角度等數值，可為明碼或經編碼過之數字符號。此外，識別資料也可以是模糊識別符，模糊識別符係指任何可表示某一相對位置周圍範圍之方法，如將可能誤差表示方法亦加入其中。當接收端接收到包含模糊識別符之廣播訊息時，處理單元將透過模糊識別符演算法對該模糊識別符進行解碼，藉此產生發送該廣播訊息之無線設備的發送端相對位置資訊與可能範圍，之後，同樣由處理單元將其與該接收端相對位置資訊進行比對處理。
如第2B圖所示，假設移動裝置A、B朝同一方向(正北夾角0°)，以相同速度V等速前進，且移動裝置A、B時間同步，而移動裝置A、B上各設有感測單元，可於固定時間點感測周圍物體相對距離、角度等，移動裝置A之辨識裝置將所感測到資料，例如時間點10：10：01、距離L1為14.012m、角度θ 1為45.123°，經過模糊識別符演算法轉換後成為模糊識別符(Fuzzy ID)，而移動裝置B同樣在時間點10：10：01時，有感測到移動裝置A的距離L2為14.013m、角度θ 2為255.121°，當移動裝置B接收到來自移動裝置A之廣播訊息時，透過模糊識別符演算法將模糊識別符解碼，並模糊比對在時間點10：10：01時，所感測到之相對物體位置結果是否小於一容許值，藉此判斷移動裝置B是否為接收端。
舉例來說，如第2A圖所示，若裝置A欲以通訊識別符與裝置B通訊，則可直接在訊息中以明碼方式表示接收端為在絕對時間10：10：01，相對距離14.012 m，相對角度45.123°者，則通訊識別符可為”T10：10：01L14.012A45.123”(以T開頭字母表示絕對時間，以L開頭字母表示相對距離，A開頭字母表示相對角度)。又例如，若裝置A欲以模糊識別符與裝置B通訊，則可直接在訊息中以明碼方式表示接收端為相對位置與可能誤差之容許範圍者，如欲傳給在絕對時間10：10：01，相對距離14.012±0.005範圍內，相對角度45.123±0.005範圍者，則可以模糊識別符”T10：10：01L14.012d.005A45.123d.005”表示之(以T開頭 字母表示絕對時間，以L開頭字母表示相對距離，A開頭字母表示相對角度，以d表示可能誤差容許範圍)。以上僅為可能實施例，亦可將以上識別符以各種習方式編碼或予以加密，以保持資料容錯性或安全性。
第3圖係說明本揭露之應用於無線設備之辨識裝置另一實施例的系統示意圖。於本實施例中，應用於無線設備之辨識裝置3同樣提供無GPS裝置或圖資定位輔助下，透過感測資訊取得相對位置關係，藉此無線設備可識別所接收之廣播訊息是否為傳送給自己的廣播訊息，其中，應用於無線設備之辨識裝置3之感測單元30、處理單元31、儲存單元32和無線通訊單元33與第1圖所述之感測單元10、處理單元11、儲存單元12和無線通訊單元13功能相同，這裡將不贅述，本實施例與第1圖差異在於處理單元31可產生廣播訊息200’，以及處理單元31復包括動態誤差補償模組310。
由於前面已說明無線設備可為接收端或發送端，亦即當無線設備作為發送端時將可發送廣播訊息200’。詳言之，感測單元30可感測感測訊號100以得到感測資訊，處理單元31可依據該感測資訊得到無線設備與其他無線設備之間的接收端相對位置資訊，若無線設備為發送端時，處理單元31可把該接收端相對位置資訊轉換成該無線設備之識別資料，該識別資料將透過無線通訊單元33發送出去，亦即廣播訊息200’具有該無線設備之識別資料。由上可知，每一個無線設備除了接收外部其他無線設備來的廣 播訊息200外，同時也會產生無線設備自己本身的廣播訊息200’。
此外，處理單元31之動態誤差補償模組310可提供無線設備因不同步移動下所產生的誤差，具體而言，當感測單元30所感測之接收端相對位置資訊之時間點與所接收之廣播訊息200之識別資料的時間點不同時，則動態誤差補償模組310將該感測單元30所感測之不同時間點之接收端相對位置資訊，可透過如內插法、外插法等插值法，或者任何可能估算公式來計算以產生對應該廣播訊息之識別資料的時間點之修正相對位置資訊，如此，處理單元31可以修正相對位置資訊與該廣播訊息200之識別資料進行比對。由上可知，動態誤差補償模組310提供了兩移動裝置間，彼此因不同步所造成的感測數據不同步而無法直接判斷的情況，若感測時間點不同時，則要透過動態誤差補償模組310計算出同一感測時間點的資料，方可進行比對，若因兩移動裝置的移動速度不同所造成的不同步，則動態誤差補償模組310可能要透過時間速度差估算法來計算出兩者可直接比對的資料，後面第4A和4B圖將分別舉例說明如何進行動態誤差補償。
如第4A圖所示，假設移動裝置A、B朝同一方向(正北夾角0°)、以相同速度V等速前進，且移動裝置A、B時間同步，移動裝置A、B上分別設辨識裝置，此時，移動裝置A、B之感測單元，於固定時間點感測周圍物體相對距離、角度等，其中，移動裝置A在時間點10：10：01時， 感測到移動裝置B的距離L1為14.012m、角度θ 1為45.123°，移動裝置B在收到廣播訊息後，僅有時間點10：10：00、距離L2’為14.013m、角度θ 2’為225.121°之相對位置資訊，以及時間點10：10：02、距離L2”為14.012m、角度θ 2”為225.122°之相對位置資訊，此時，第3圖的處理單元31之動態誤差補償模組310可進行誤差補償，由於移動裝置A、B的速度相同，因而無需考量速度不同可能造成的誤差，僅需考量找出同一感測時間點的資料即可，動態誤差補償模組310可透過內插法θ 2=(θ 2’+θ 2”)/2以及L2=(L2’+L2”)/2計算出時間點10：10：01的資訊，透過L2=(L2’+L2”)/2可計算出距離L2為14.0125m，透過θ 2=(θ 2’+θ 2”)/2可計算出角度θ 2為225.1215°等修正相對位置資訊，如此，移動裝置B之辨識裝置透過處理單元將兩相對識別資料相減，利用(|L1-L2|<d1)且(| θ 1-θ 2|<180°±d2)之誤差判斷式來判斷，其中，d1為距離誤差容許值，d2為角度誤差容許值，藉此確認移動裝置B是否為該廣播訊息的接收對象，至於誤差判斷方式如第2A或2B圖說明內容所示，於此不再贅述。
此外，於第3圖所述之動態誤差補償模組310，在感測單元30所感測之接收端相對位置資訊之時間點與所接收之廣播訊息200之識別資料的時間點不同時，可將感測單元30所感測之不同時間點之接收端相對位置資訊，透過時間速度差估算法以產生對應廣播訊息200之識別資料的時間點之修正相對位置資訊，以供處理單元31對修正相對 位置資訊與該廣播訊息200之識別資料進行比對。
如第4B圖所示，此具體實施例是說明時間、速度差下的誤差補償機制，假設移動裝置A、B朝同一方向(正北夾角0°)、各自以速度Va、Vb等速前進，且移動裝置A、B時間同步，移動裝置A、B上分別設辨識裝置，此時，移動裝置A、B之感測單元，於固定時間點感測周圍物體相對距離、角度等，其中，移動裝置A在時間點10：10：01時，感測到移動裝置B的距離L1為14.012m、角度θ 1為45.123°，移動裝置B在收到廣播訊息後，僅有時間點10：10：00、距離L2為14.013m、角度θ 2為225.121°之相對位置資訊，透過時間速度差估算法，例如：θ 2’=tan-1 (L2xsin θ 2)/(Lxcos θ 2+(Vb-Va)x(T2-T1))以及L2’=(L2xcos θ 2+(Vb-Va)x(T2-T1))/cos θ 2，以估算時間點10：10：01之修正相對位置資訊，舉例來說，由於移動裝置B的速度Vb大於移動裝置A的速度Va，導致移動裝置B移動的比移動裝置A快，因而僅用移動裝置B在T1時間點所感測到資料將造成判斷錯誤，如此的移動裝置A、B感測資訊不同步，可透過動態誤差補償模組310進行誤差補償，藉由考量速度因素來計算出可能的距離、角度，動態誤差補償模組310可透過L2’=(L2xcos θ 2+(Vb-Va)x(T2-T1))/cos θ 2計算出距離L2’，透過θ 2’=tan-1 (L2xsin θ 2)/(Lxcos θ 2+(Vb-Va)x(T2-T1))計算出角度θ 2’，換言之，若僅以移動裝置B在T1時間點所取得L2和θ 2進行計算將導致計算錯誤，因而考量Va、Vb因素求得移動裝置B在T2時間點 下的L2’和θ 2’，此修正後的相對位置資訊即為可供判斷的相對識別資料。接著，移動裝置B之辨識裝置透過處理單元將兩相對識別資料相減，即利用(|L1-L2’|<d1)且(| θ 1-θ 2’|<180°±d2)之誤差判斷式來判斷，其中，d1為距離誤差容許值，而d2為容許值角度誤差，藉此確認移動裝置B是否為該廣播訊息的接收對象，同樣地，誤差判斷方式如第2A或2B圖說明內容所示，於此不再贅述。
第5圖係說明本揭露之應用於無線設備之辨識裝置中訊息格式之示意圖。如圖所示，係說明無線設備所傳遞廣播訊息之訊息格式，移動裝置A在時間點10：10：01時，感測到移動裝置B的距離L1為14.012m、角度θ 1為45.123°，而移動裝置B在時間點10：10：01時，感測到移動裝置B的距離L2為14.013m、角度θ 2為225.121°，因而，第5圖左側即表示傳遞的請求訊息和回覆訊息，其中，移動裝置A所發送之請求訊息紀錄來自AA-1111(可能是車牌號碼、引擎號碼、駕駛者身分識別或其他足以代表移動裝置之特定編號)，且欲傳送至距離14.012m、角度45.123°的接收者以及距離14.322m、角度100.223°的接收者，之後，移動裝置B接收到該請求訊息並比對無誤後可回傳回覆訊息，該回覆訊息中可記錄來自BB-2222，並載明傳送至AA-1111，可由請求訊息得到發送者為何。同理，若A感測到多個感測資訊或接收到多筆請求訊息時，則A也想發送訊息給周圍多個無線裝置時，例如周邊其他移動裝置，則可透過第3圖的處理單元31將多個接收移動裝置之識別 資料寫入於請求訊息中，例如：要傳送給移動裝置B是『送至：距離14.012m、角度45.123°』，而要傳送給其他移動裝置同一請求訊息時，則可增加如此欄位的欲傳送對象資料，藉此達到一對多之通訊，例如，移動裝置A所發出的請求訊息中，除了要傳送給移動裝置B的『送至：距離14.012m、角度45.123°』外，還記載了要傳給移動裝置C的『送至：距離14.322m、角度100.223°』的訊息，若要加入其他欲傳送對象時，則可於請求訊息紀錄中再新增『送至：距離○m、角度○°以及感測時間為何』的紀錄，藉此增加欲傳送對象。因此，當移動裝置C接收到來自移動裝置A所發出的請求訊息，並經比對發現該請求訊息的接收者為自己，故會儲存並處理所接收到請求訊息，並於之後回傳回覆訊息(圖未示)。
此外，本揭露提出一種應用於無線設備之辨識系統，如第6圖所示，用於說明本揭露之應用於無線設備之辨識裝置中發送端與接收端之示意圖。
請參閱第6圖，應用於無線設備之辨識系統4係包含發送端無線設備40及接收端無線設備41，透過本揭露之識別技術，可使發送端無線設備40及接收端無線設備41透過感測資訊進行識別。
發送端無線設備40係包括發送端感測單元400、發送端處理單元401、發送端儲存單元402以及發送端無線通訊單元403。其中，發送端感測單元400用於感測該發送端無線設備40周圍之複數其他無線設備(如接收端無線設 備41)以產生發送端感測資訊，並儲存至發送端儲存單元402，而發送端處理單元401將依據該發送端儲存單元402之發送端感測資訊，計算出該發送端無線設備40與該些其他無線設備之間的發送端相對位置資訊，以將該發送端相對位置資訊轉換成識別資料，最後，透過發送端無線通訊單元403發送具有該識別資料之廣播訊息。
接收端無線設備41係包括接收端感測單元410、接收端處理單元411、接收端儲存單元412以及接收端無線通訊單元413。其中，接收端感測單元410用於感測該接收端無線設備41周圍之複數其他無線設備(如發送端無線設備40)以產生接收端感測資訊，並儲存至接收端儲存單元412，當接收端無線通訊單元413接收到來自該發送端無線設備40所發送之廣播訊息後，由接收端處理單元411將所接收之廣播訊息中之識別資料及該接收端儲存單元412所儲存之接收端感測資訊作比對，以計算該識別資料與該接收端感測資訊的誤差值，且於該誤差值小於一容許值時，則判斷該接收端無線設備41即為該廣播訊息的接收對象。
前述之廣播訊息之識別資料同樣可為模糊識別符或通訊識別符，通訊識別符即是記錄有相對距離、角度等資料，而模糊識別符可由處理單元透過模糊識別符演算法進行計算以產生發送該廣播訊息之該發送端無線設備的發送端相對位置資訊，接著透過比對即可得到接收端是否為預定接收者。
需說明的，接收端無線設備41同樣透過接收端感測單 元410感測周圍物件，該些感測資訊將轉換成接收端無線設備41之廣播訊息，換言之，發送端無線設備40及接收端無線設備41兩者的腳色是可以互換的，也就是皆可接收外來的廣播訊息，也可發送自己所產生的廣播訊息。
請參閱第7圖，係說明本揭露之應用於無線設備之辨識方法之步驟圖。如第7圖所示，於步驟S701中，係令該發送端無線設備及接收端無線設備感測周圍之複數其他無線設備以產生發送端感測資訊及接收端端感測資訊。也就是，發送端無線設備與接收端無線設備皆會進行其外部周圍物件的感測，而該相對位置資訊係至少包括相對距離、角度、時間、航向及速度。接著進至步驟S702。
於步驟S702中，係令該發送端無線設備依據該發送端感測資訊，計算出該發送端無線設備與該些其他無線設備之間的發送端相對位置資訊，以將該發送端相對位置資訊轉換成識別資料。具體而言，發送端無線設備可依據感測資訊取得與周圍其他無線設備之間的發送端相對位置資訊，該發送端相對位置資訊被轉成識別資料，該識別資料可為模糊識別符或通訊識別符。接著進至步驟S703。
於步驟S703中，係令該發送端無線設備發送具有該識別資料之廣播訊息。於此，發送端無線設備將對外發送廣播訊息，而廣播訊息將帶有識別資料，以供接收端接收後可進行比對。接著進至步驟S704。
於步驟S704中，係令該接收端無線設備接收該廣播訊息。也就是發送端無線設備發送廣播訊息，由於同一時間 可能每個無線設備都發送，故接收端無線設備可能接收到來自多個發送端無線設備之廣播訊息，例如第2A圖所示，移動裝置A、B、C、D都可發出廣播訊息，而在合理範圍內(依感測設備能力)移動裝置A可接收到移動裝置B、C、D的廣播訊息，至於廣播訊息發送給周圍多個無線裝置的方式，可參考第5圖該段內容。接著進至步驟S705。
於步驟S705中，係令該接收端無線設備將該廣播訊息中之識別資料與該接收端無線設備所感測到之接收端感測資訊進行比對，以計算該識別資料與該接收端感測資訊之誤差值。詳言之，接收端無線設備在接收到廣播訊息後，將與本身所感測到之接收端感測資訊進行比對，並計算兩者誤差值。接著進至步驟S706。
於步驟S706中，係令該接收端無線設備判斷該誤差值是否小於一容許值，若是，則該接收端無線設備即為該廣播訊息的接收對象，若否，則該接收端無線設備並非該廣播訊息之預定接收對象。由上可知，誤差值若小於預定容許值時，則可確認接收端無線設備為該廣播訊息的接收對象，反之，則表示接收端無線設備並非該廣播訊息的預定接收對象，接收端無線設備將無視該廣播訊息。
此外，於步驟S705中，更包括透過動態誤差補償方法以補償發送端無線設備與該接收端無線設備在時間差或速度差下的動態誤差。這裡即提出透過動態誤差補償方法，主要是對不同步之兩無線設備可能造成的時間差或速度差等情況進行誤差補償，詳細內容如第4A和4B圖相關內容 所述。
另外，於步驟S706中，更包括該接收端無線設備若是該廣播訊息的接收對象時，由該接收端無線設備發送回覆訊息以與該發送端無線設備連線通訊。也就是，接收端無線設備確認為該廣播訊息的接收對象時，將回傳回覆訊息以與發送端無線設備產生連線通訊。
綜上所述，本揭露係提出一種應用於無線設備之辨識裝置，以及一種應用於無線設備之辨識系統及其方法，發送端無線設備與接收端無線設備都進行感測，接收端在接到發送端所發送之廣播訊息後，將廣播訊息之識別資料與同一時間點所感測的感測資訊作比對，藉此判斷接收端是否為該廣播訊息的預定接收對象，如此避免無IP或MAC Address作為通訊識別ID或無GPS裝置或圖資可輔助定位時的裝置辨識，換言之，解決廣播行為下，移動無線通訊裝置識別問題，本揭露可應用於各式可移動裝置通訊、車輛通訊、車輛協同式安全等各種應用之訊息傳遞及裝置識別。
上述實施形態僅例示性說明本揭露之原理及其功效，而非用於限制本揭露。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本揭露之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。因此，本揭露之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧應用於無線設備之辨識裝置
10‧‧‧感測單元
11‧‧‧處理單元
12‧‧‧儲存單元
13‧‧‧無線通訊單元
100‧‧‧感測訊號
200‧‧‧廣播訊息

Claims (17)

  1. 一種應用於無線設備之辨識裝置，係包括：感測單元，係用於感測該無線設備周圍之複數其他無線設備，以產生感測資訊；處理單元，係依據該感測資訊計算該無線設備與該些其他無線設備之間的接收端相對位置資訊；儲存單元，係用於儲存該感測資訊及該接收端相對位置資訊；以及無線通訊單元，係用於接收該些其他無線設備之一者所發送之廣播訊息，而該廣播訊息包含相關該些其他無線設備之一者的發送端相對位置資訊之識別資料，其中，該處理單元係將該廣播訊息內之識別資料與該儲存單元中儲存之接收端相對位置資訊進行比對以計算出誤差值，且於該誤差值小於一容許值時，則判斷該無線設備即為該廣播訊息的接收對象。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該廣播訊息所包含之識別資料為模糊識別符或通訊識別符。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該處理單元透過模糊識別符演算法對該模糊識別符進行計算以產生發送該廣播訊息之其他無線設備的發送端相對位置資訊，以供該處理單元對該發送端相對位置資訊與該接收端相對位置資訊進行比對。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該感測單元係透過超音波、雷射雷達、紅外線雷達、毫米波雷達、影像擷取、短距無線感測或光通訊，以取得該感測資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該無線通訊單元係採用短距離通訊(DSRC)、Wi-Fi、藍芽、3G/LTE/LTE-A、光通訊或射頻辨識(RFID)、光通訊之無線通訊技術。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該發送端相對位置資訊或該接收端相對位置資訊係至少包括相對距離、角度、時間、航向或速度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該處理單元更依據該接收端相對位置資訊產生對應該無線設備之識別資料，以供該無線通訊單元發送具有該無線設備之識別資料的廣播訊息。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該處理單元復包括動態誤差補償模組，當該感測單元所感測之接收端相對位置資訊之時間點與所接收之廣播訊息之識別資料的時間點不同時，係將該感測單元所感測之不同時間點之接收端相對位置資訊透過估測計算以產生對應該廣播訊息之識別資料的時間點之修正相對位置資訊，以供該處理單元對該修正相對位置資訊與該廣播訊息之識別資料進行比對。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之應用於無線設備之辨識裝置，其中，該動態誤差補償模組係於該感測單元所感測之接收端相對位置資訊之時間點與所接收之廣播訊息之識別資料的時間點不同時，將該感測單元所感測之不同時間點之接收端相對位置資訊透過時間速度差估算法產生對應該廣播訊息之識別資料的時間點之修正相對位置資訊，以供該處理單元對該修正相對位置資訊與該廣播訊息之識別資料進行比對。
  10. 一種應用於無線設備之辨識系統，係包括：發送端無線設備，其包括：發送端感測單元，係用於感測該發送端無線設備周圍之複數其他無線設備以產生發送端感測資訊，並儲存至發送端儲存單元；發送端處理單元，係用於依據該發送端儲存單元之發送端感測資訊，計算出該發送端無線設備與該些其他無線設備之間的發送端相對位置資訊，以將該發送端相對位置資訊轉換成識別資料；及發送端無線通訊單元，係用於發送具有該識別資料之廣播訊息；以及接收端無線設備，其包括：接收端感測單元，係用於感測該接收端無線設備周圍之複數其他無線設備以產生接收端感測資訊，並儲存至接收端儲存單元； 接收端無線通訊單元，係用於接收來自該發送端無線設備所發送之廣播訊息；及接收端處理單元，係用於將所接收之廣播訊息中之識別資料與該接收端儲存單元所儲存之接收端感測資訊進行比對，以計算該識別資料與該接收端感測資訊的誤差值，且於該誤差值小於一容許值時，則判斷該接收端無線設備即為該廣播訊息的接收對象。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之應用於無線設備之辨識系統，其中，該廣播訊息所包含之識別資料為模糊識別符或通訊識別符。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之應用於無線設備之辨識系統，其中，該接收端處理單元透過模糊識別符演算法對該模糊識別符進行計算以產生發送該廣播訊息之該發送端無線設備的發送端相對位置資訊，以供該接收端處理單元對該發送端相對位置資訊與該接收端相對位置資訊進行比對。
  13. 一種應用於無線設備之辨識方法，係用於發送端無線設備與接收端無線設備之間的識別，該方法包括：(1)令該發送端無線設備及接收端無線設備感測周圍之複數其他無線設備以產生發送端感測資訊及接收端端感測資訊；(2)令該發送端無線設備依據該發送端感測資訊，計算出該發送端無線設備與該些其他無線設備之 間的發送端相對位置資訊，以將該發送端相對位置資訊轉換成識別資料；(3)令該發送端無線設備發送具有該識別資料之廣播訊息；(4)令該接收端無線設備接收該廣播訊息；(5)令該接收端無線設備將該廣播訊息中之識別資料與該接收端無線設備所感測到之接收端感測資訊進行比對，以計算該識別資料與該接收端感測資訊之誤差值；以及(6)令該接收端無線設備判斷該誤差值是否小於一容許值，若是，則該接收端無線設備即為該廣播訊息的接收對象，若否，則該接收端無線設備並非該廣播訊息之預定接收對象。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之應用於無線設備之辨識方法，其中，該發送端相對位置資訊係至少包括相對距離、角度、時間、航向及速度。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之應用於無線設備之辨識方法，其中，該廣播訊息所包含之識別資料為模糊識別符或通訊識別符。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之應用於無線設備之辨識方法，其中，於該步驟(5)中，復包括透過動態誤差補償方法以補償發送端無線設備與該接收端無線設備在時間差或速度差下的動態誤差。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之應用於無線設備之辨識 方法，其中，於該步驟(6)中，復包括該接收端無線設備若是該廣播訊息的接收對象時，由該接收端無線設備發送回覆訊息以與該發送端無線設備連線通訊。
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