TWI578282B - 收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統及其方法 - Google Patents

Description

收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統及其方法

一種車速控制系統及其方法，特別係指一種收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統及其方法。

路口的號誌時制之設計乃為提供用路人兼具安全與效率之交通環境。號誌時制設計不良的話，容易引起交通事故，或使車輛在號誌變換間走走停停不符合行車效率。例如，路口無提供綠燈倒數秒數時，駕駛人除了無法於號誌轉換時間接近時，在安全情況內加速通過路口，也可能因車速過快而無法安全煞停於停止線前。又如，若駕駛人無法預期路口號誌轉換時間，故無法進行行車速度的對應調整，這容易使車輛產生過多的停車等待時間而造成延滯，且不能達到順暢及有效率通過多路口之目標，也造成行車舒適度降低。

因此，號誌時制之設計必須在效率與安全間做出取捨。若欲使路口順暢及有效率，則容易造成車輛車速過快，造成危險或事故。若欲使路口安全，卻會使路過車輛車速降低，在路口前的停車等待時間增加，導致駕駛人不耐久候而違規造成危險或事故。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在車輛在交通號誌間走走停停導致駕駛人不耐的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

有鑒於先前技術存在車輛在交通號誌間走走停停導致駕駛人不耐的問題，本發明遂揭露一種收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統及其方法，其中：

本發明所揭露之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統，至少包含：無線通訊模組，用以透過無線通訊技術至交通伺服器接收車輛前方路口之燈號及燈號之持續時間；資訊收集模組，用以取得車輛所行駛路段之行車速限，及用以取得車輛之當前位置及行駛速度；停車判斷模組，用以依據車輛的當前位置與行駛速度、行車速限、前方路口的燈號與持續時間，判斷車輛是否可以不停止而通過前方路口；車速控制模組，用以依據判斷結果控制車輛之車速。

本發明所揭露之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法，其步驟至少包括：透過無線通訊技術至交通伺服器接收車輛前方路口之燈號及燈號之持續時間；取得車輛所行駛路段之行車速限；取得車輛之當前位置及行駛速度；依據車輛的當前位置與行駛速度、行車速限、前方路口的燈號與持續時間，判斷車輛是否可以不停止而通過前方路口，並依據判斷結果控制車輛之車速。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術之間的差異在於本發明透過使用無線通訊技術至交通伺服器接收車輛前方路口的燈號資訊，並收及車輛的當前位置、行駛速度與行駛路段之行車速限後，依據所取得之資料判斷車輛是否可以直接通過前方路口，並依據判斷結果控制車輛的車速，藉以解決先前技術所存在的問題，並可以達成可讓車輛順暢、安全、有效率通過路口的技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之特徵與實施方式，內容足以使任何熟習相關技藝者能夠輕易地充分理解本發明解決技術問題所應用的技術手段並據以實施，藉此實現本發明可達成的功效。

本發明可以至少依據車輛的當前位置與行駛速度、車輛前方路口的燈號、轉換順序與持續時間、以及車輛行駛路段的行車速限控制車輛的車速，使得車輛可以不停止的通過路口，或是平順地在路口前停止等待燈號變換。

以下先以「第1圖」本發明所提之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統架構圖來說明本發明的系統運作。如「第1圖」所示，本發明之系統設置於車輛100內，含有無線通訊模組110、資訊收集模組130、停車判斷模組150、以及車速控制模組170。

無線通訊模組110負責透過無線通訊技術與交通伺服器400連接。一般而言，無線通訊模組110可以使用3G/4G網路、WiFi/WiMax網路、衛星通訊網路、藍芽或近場通訊等無線通訊技術與交通伺服器400連接，但本發明所提之無線通訊技術並不以上述為限。其中，交通伺服器400可以設置在機房內，也可以設置在車輛100前方的路口周圍一定範圍內，本發明沒有特別的限制。

無線通訊模組110也負責由交通伺服器400接收車輛100之前方路口當前的燈號以及該燈號的持續時間，甚至，無線通訊模組110也可以接收車輛100之前方路口當前的燈號、所有燈號的轉換順序以及各燈號的持續時間。在部分的實施例中，無線通訊模組110還可以透過交通伺服器400取得車輛100前方路口的交通狀況。一般而言，無線通訊模組110可以向交通伺服器400發出請求，藉以接收交通伺服器400回傳之車輛100之前方路口當前的燈號、燈號的轉換順序、以及各燈號的持續時間，甚至交通狀況，但本發明並不以此為限。

資訊收集模組130負責取得車輛100的當前位置及行駛速度。一般而言，資訊收集模組130可以透過設置於車輛100上的定位系統取得車輛100的當前位置，通常為經緯度資料；資訊收集模組130也可以透過車輛100的行控系統（圖中未示）取得車輛100當前的行駛速度。但資訊收集模組130收集車輛100之當前位置與行駛速度的方式並不以上述為限。

資訊收集模組130也負責取得車輛100所行駛之路段的行車速限。資訊收集模組130可以透過無線通訊模組110將車輛100的當前位置傳送給交通伺服器400，藉以接收交通伺服器400所傳回之行車速限，資訊收集模組130也可以將車輛100的當前位置與預先建立的資料進行比對，藉以判斷車輛100之當前位置的行車速限，如現有之部分的車用導航產品。但資訊收集模組130取得車輛100之行駛路段的行車速限之方式並不以上述為限。

停車判斷模組150負責依據資訊收集模組130所取得之車輛100的當前位置與行駛速度、車輛100之行駛路段的行車速限、以及無線通訊模組110所接收之車輛100前方路口當前的燈號與該燈號的持續時間（或是車輛100之前方路口當前的燈號、所有燈號的轉換順序、與各燈號的持續時間），判斷車輛100是否可以不停止而通過路口。也就是判斷車輛100在抵達前方路口時，前方路口的燈號是否表示車輛100可以通行，或是表示車輛100需要停車等待。

停車判斷模組150可以先計算車輛100之當前位置與車輛100之前方路口間的距離，並依據車輛100之前方路口當前的燈號與該燈號的持續時間（或是車輛100之前方路口當前的燈號、所有燈號的轉換順序、與各燈號的持續時間）計算可直接通過前方路口的最大時間，再依據車輛100與前方路口間的距離、可直接通過前方路口的最大時間、以及車輛100當前的行駛速度計算建議速度，並判斷所計算出的建議速度是否超過車輛100所行駛之當前路段的行車速限。當建議速度超過行車速限，則停車判斷模組150可以判斷車輛100需要在前方路口停車，而若建議速度沒有超過行車速限，也就是小於或等於行車速限，則停車判斷模組150可以判斷車輛100可以不停車而直接通過前方路口。但停車判斷模組150判斷車輛100是否可以不停止而通過前方路口之方式並不以上述為限。

在部分的實施例中，停車判斷模組150也可以依據車輛100的當前位置與行駛速度、車輛100所行駛路段的行車速限、車輛100前方路口當前的燈號與該燈號的持續時間（或是車輛100之前方路口當前的燈號、所有燈號的轉換順序、與各燈號的持續時間）、以及車輛100前方路口的交通狀況，判斷車輛100是否可以不停止而通過前方路口。例如，即使停車判斷模組150所計算出之建議速度沒有超過行車速限，但若無線通訊模組110所接收到之前方路口的交通狀況表示路口的車輛過多，導致停車判斷模組150判斷無法保持建議速度行駛至前方路口時，停車判斷模組150也可以判斷車輛100無法不停止而通過前方路口。

車速控制模組170負責依據停車判斷模組150所產生的判斷結果控制車輛100的車速。一般而言，車速控制模組170可以透過車輛100的行控系統來控制車輛100的車速，但本發明並不以此為限。

當停車判斷模組150判斷車輛100無法直接通過前方路口，也就是車輛100需要在前方路口停止時，車速控制模組170可以在車輛100行駛一定時間、行駛一定距離、或行駛至一定地點後，控制車輛100開始減速，藉以使車輛100於前方路口前平穩的停止，而不至於太晚煞車；而當停車判斷模組150判斷車輛100可以直接通過前方路口，則車速控制模組170可以控制車輛100保持相同的行駛速度或加速至停車判斷模組150所計算出的建議速度，藉以讓車輛100的車速在不超過所行駛路段之行車速限的情況下，使車輛100不停止而順利通過前方路口。

接著以一個實施例來解說本發明的運作系統與方法，並請參照「第2A圖」本發明所提之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法流程圖。在本實施例中，假設本發明包含在車輛100的行控系統中，但本發明並不以此為限。

在車輛100行駛時，無線通訊模組110可以透過無線通訊技術至交通伺服器400至少接收車輛100前方路口的燈號與該燈號的持續時間（步驟210）。在本實施例中，假設無線通訊模組110可以嘗試使用WiFi技術中的Adhoc模式與設置在前方路口的交通伺服器400連接，並在成功與前方路口的交通伺服器400連接後，向交通伺服器400請求車輛前方路口當前的燈號、所有燈號的轉換順序與各燈號的持續時間。

在無線通訊模組110接收到車輛100前方路口的燈號與持續時間後，資訊收集模組130可以取得車輛100的當前位置以及行駛速度（步驟230）。在本實施例中，假設資訊收集模組130可以透過車輛100的衛星定位模組取得車輛100當前的經緯度資料（當前位置），並依據連續兩次取得的經緯度資料與時間間隔計算車輛100的行駛速度。

在資訊收集模組130取得車輛100的當前位置以及行駛速度（步驟230）後，資訊收集模組130可以取得車輛100所行駛之路段的行車速限（步驟250）。在本實施例中，假設資訊收集模組130可以透過無線通訊模組110向交通伺服器400查詢，也可以依據所取得之車輛100的當前位置至預先建立的資料庫中查詢車輛100之行駛路段的行車速限。

在無線通訊模組110接收車輛100之前方路口的燈號與燈號的持續時間（步驟210），且資訊收集模組130取得車輛100的當前位置、行駛速度、以及車輛100之行駛路段的行車速限（步驟230、步驟250）後，停車判斷模組150可以依據資訊收集模組130所取得之車輛100的當前位置、行駛速度、車輛100之行駛路段的行車速限，以及無線通訊模組110所接收到之車輛100之前方路口的燈號與燈號的持續時間判斷車輛100是否可以不停止而通過前方路口，並由車速控制模組170依據停車判斷模組150所產生的判斷結果控制車輛100的車速（步驟270）。

在本實施例中，假設停車判斷模組150與車速控制模組170可以如「第2B圖」之流程所示，停車判斷模組150先計算車輛100之當前位置與車輛100之前方路口間的距離（步驟271）。在本實施例中，假設停車判斷模組150可以依據資訊收集模組130所收集到之車輛100的當前位置至預先建立知道路資料庫中查找車輛100之前方路口的位置資料，並依據車輛100之當前位置的位置資訊與所查找出之前方路口的位置資料計算兩者間的距離。

停車判斷模組150也可以依據前方路口的燈號與持續時間計算可通過前方路口的最大時間（步驟272）。在本實施例中，停車判斷模組150可以依據無線通訊模組110所接收到之前方路口的燈號、前方路口所有燈號的轉換順序、以及各個燈號的持續時間計算最大時間，例如，當前方路口為綠燈，持續時間為28秒，則停車判斷模組150所計算出之最大時間即為28秒，而若前方路口為黃燈，燈號轉換順序為綠燈、黃燈、紅燈、綠燈，且各燈號的持續時間分別為黃燈3秒、綠燈77秒、紅燈69秒，則停車判斷模組所計算出之最大時間為149（3+69+77）秒。

在停車判斷模組150計算出車輛100之當前位置與前方路口間的距離以及通過前方路口的最大時間後，可以依據所計算出之距離與最大時間、以及資訊收集模組130所收集到之車輛100當前的行駛速度計算建議速度（步驟273）。在本實施例中，假設停車判斷模組150可以依據所計算出之距離與最大時間計算基準速度，並依據車輛100當前的行駛速度與所計算出之基準速度的差值進行微調，例如額外考量車輛100由當前行駛速度增加至基準速度的所需時間，藉以計算出建議速度。

在停車判斷模組150計算出建議速度後，可以接著判斷所計算出的建議速度是否超過資訊收集模組130所收集到之車輛100之行駛路段的行車速限（步驟275）。若建議速度超過行車速限，則車速控制模組170可以控制車輛100在行駛一定時間、行駛一定距離、或行駛至一定地點後開始減速，藉以讓車輛100可以在前方路口前停止（步驟277）；而若建議速度沒有超過行車速限，則車速控制模組170可以控制車輛保持行駛速度或將車速增加至建議速度，藉以讓車輛100可以不在前方路口前停止而直接通過前方路口（步驟278）。

如此，透過本發明，車輛100便可以順暢有效率的地通過前方路口，避免車輛100的駕駛人搶黃燈而造成的危險。

另外，在上述的實施例也可以如「第2C圖」之流程所示，無線通訊模組110可以在透過無線通訊技術至交通伺服器400至少接收車輛100前方路口的燈號與該燈號的持續時間（步驟210）後，同樣至交通伺服器400取得車輛100前方路口的交通狀況（步驟220）。

並在資訊收集模組130取得車輛100的當前位置與行駛速度（步驟230），以及車輛100之行駛路線的行車速限（步驟250）後，停車判斷模組150可以依據資訊收集模組130所收集到之車輛100的當前位置、行駛速度、車輛100行駛路線之行車速限、以及無線通訊模組110所接收到之車輛100前方路口的燈號、燈號的持續時間、與交通狀況，判斷車輛100是否可以不停止而直接通過前方路口，並由車速控制模組170依據停車判斷模組150的判斷結果控制車輛100的車速（步驟280）。例如，若在前方路口等待通過的車輛過多，導致在一次燈號轉換的期間無法讓所有等待的車輛都通過，則停車判斷模組150可以判斷車輛100無法直接通過前方路口，則車速控制模組170可以依據車輛的當前位置、行駛速度、與車輛預期的停止位置計算車輛的行駛速度，藉以控制車輛100平穩的在前方路口前停車等待號誌變換。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於具有透過無線通訊技術至交通伺服器接收車輛前方路口的燈號資訊，並收及車輛的當前位置、行駛速度與行駛路段之行車速限後，依據所取得之資料判斷車輛是否可以直接通過前方路口，並依據判斷結果控制車輛的車速之技術手段，藉由此一技術手段可以來解決先前技術所存在車輛在交通號誌間走走停停導致駕駛人不耐的問題，進而達成可讓車輛順暢、安全、有效率通過路口的技術功效。

再者，本發明之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法，可實現於硬體、軟體或硬體與軟體之組合中，亦可在電腦系統中以集中方式實現或以不同元件散佈於若干互連之電腦系統的分散方式實現。

雖然本發明所揭露之實施方式如上，惟所述之內容並非用以直接限定本發明之專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之精神和範圍的前提下，對本發明之實施的形式上及細節上作些許之更動潤飾，均屬於本發明之專利保護範圍。本發明之專利保護範圍，仍須以所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧車輛

110‧‧‧無線通訊模組

130‧‧‧資訊收集模組

150‧‧‧停車判斷模組

170‧‧‧車速控制模組

400‧‧‧交通伺服器

步驟210‧‧‧透過無線通訊技術至交通伺服器接收車輛前方路口之燈號及燈號之持續時間

步驟220‧‧‧至交通伺服器取得路口之交通狀況

步驟230‧‧‧取得車輛之當前位置及行駛速度

步驟250‧‧‧取得車輛所行駛之路段之行車速限

步驟270‧‧‧依據當前位置、行駛速度、行車速限、燈號、及持續時間判斷車輛是否可以不停止而通過路口，並依據判斷結果控制車輛之車速

步驟271‧‧‧計算當前位置與路口間之距離

步驟272‧‧‧依據燈號與持續時間計算可通過路口之最大時間

步驟273‧‧‧依據距離、最大時間、及行駛速度計算建議速度

步驟275‧‧‧判斷建議速度是否超過行車速限

步驟277‧‧‧控制車輛於行駛一定時間、行駛一定距離、或行駛至一定地點後開始減速，藉以使車輛於路口前停止

步驟278‧‧‧控制車輛保持行駛速度或加速至建議速度，藉以使車輛不停止而通過路口

步驟280‧‧‧依據當前位置、行駛速度、行車速限、燈號、持續時間、及交通狀況判斷車輛是否可以不停止而通過路口，並依據判斷結果控制車輛之車速

第1圖為本發明所提之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統架構圖。 第2A圖為本發明所提之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法流程圖。 第2B圖為本發明所提之控制車輛速度之詳細方法流程圖。 第2C圖為本發明所提之另一種收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法流程圖。

步驟210‧‧‧透過無線通訊技術至交通伺服器接收車輛前方路口之燈號及燈號之持續時間

步驟230‧‧‧取得車輛之當前位置及行駛速度

步驟250‧‧‧取得車輛所行駛之路段之行車速限

步驟270‧‧‧依據當前位置、行駛速度、行車速限、燈號、及持續時間判斷車輛是否可以不停止而通過路口，並依據判斷結果控制車輛之車速

Claims (8)

1. 一種收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法，係應用於一車輛之行控系統，該方法至少包含下列步驟：透過無線通訊技術至一交通伺服器接收該車輛前方一路口之一燈號及該燈號之一持續時間；取得該車輛之一當前位置及一行駛速度；取得該車輛所行駛之路段之一行車速限；及依據該當前位置、該行駛速度、該行車速限、該燈號、及該持續時間判斷該車輛是否可以不停止而通過該路口，並依據判斷結果控制該車輛保持該行駛速度或加速以通過該路口或控制該車輛減速以於該路口前停止。
2. 如申請專利範圍第1項所述之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法，其中依據判斷結果控制該車輛減速以於該路口前停止之步驟為控制該車輛於行駛一定時間、行駛一定距離、或行駛至一定地點後開始減速，藉以使該車輛於該路口前停止。
3. 如申請專利範圍第1項所述之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法，其中依據判斷結果控制該車輛保持該行駛速度或加速以通過該路口之步驟，更包含控制該車輛之車速在不超過該行車速限下使該車輛不停止而通過該路口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之方法，其中依據該當前位置、該行駛速度、該行車速限、該燈號、及該持續時間判斷該車輛是否可以不停止而通過該路口之步驟為計算該當前位置與該路口間之一距離，依據該燈號與該持續時間計算可通過該路口之一最大時間， 依據該距離、該最大時間、及該行駛速度計算一建議速度，並判斷該建議速度是否超過該行車速限。
5. 一種收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統，係應用於一車輛，該系統至少包含：一無線通訊模組，用以透過無線通訊技術至一交通伺服器接收該車輛前方一路口之一燈號及該燈號之一持續時間；一資訊收集模組，用以取得該車輛之一當前位置及一行駛速度，及用以取得該車輛所行駛之路段之一行車速限；一停車判斷模組，用以依據該當前位置、該行駛速度、該行車速限、該燈號、及該持續時間判斷該車輛是否可以不停止而通過該路口；及一車速控制模組，用以依據判斷結果控制該車輛保持該行駛速度或加速以通過該路口或控制該車輛減速以於該路口前停止。
6. 如申請專利範圍第5項所述之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統，其中該車速控制模組是控制該車輛於行駛一定時間、行駛一定距離、或行駛至一定地點後開始減速，藉以使該車輛於該路口前停止。
7. 如申請專利範圍第5項所述之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統，其中該車速控制模組是控制該車輛之車速在不超過該行車速限下使該車輛不停止而通過該路口。
8. 如申請專利範圍第5項所述之收集車輛與路口資訊以控制車輛速度之系統，其中該停車判斷模組是計算該當前位置與該路口間之一距離，依據該燈號與該持續時間計算可通過該路口之一最大時間，並依據該距離、該最大時間、及該行駛速度計算一建議速度，並判斷該建議速度是否超過該行車速限。