TWI706385B

TWI706385B - 車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法

Info

Publication number: TWI706385B
Application number: TW108137963A
Authority: TW
Inventors: 蕭淳澤; 黃承光; 薛樂山
Original assignee: 大陸商南京深視光點科技有限公司
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-10-01
Also published as: TW202117682A

Abstract

一種車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法，其主要係分別裝設於一車輛中的前端與後端，可用於車輛之間的訊號傳遞，本發明主要可藉由一光源擷取模組擷取環境光源資訊及具有深度資訊的環境影像資訊，再進一步透過訊號偵測模組識別環境光源資訊中是否具有光源訊號，而所接收的光源訊號可經過光訊號處理模組的解碼形成光源資訊進行讀取，以取得往來車輛所要傳達的資訊，再者，自身車輛可透過光訊號處理模組將欲進行發送的光訊號資訊經過編碼後，透過光訊號產生模組對外部往來車輛照射，藉此，透過上述光訊號資訊傳遞的方式，可有效達到車輛之間的訊號傳遞之功效。

Description

車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法

一種車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法，尤指一種基於光通訊架構與深度影像資訊，在車輛之間傳遞資訊的光訊號傳遞接收系統及其實施方法。

隨著交通工具的普及，使得使用者可以隨意的移動到任意目的地，而為能安全的到達目的地，越來越多廠商也開始致力於行車與交通安全，如為能提供行車時的安全防護，就有廠商提出了利用全球定位系統(Global Positioning System，GPS)的車輛感測系統，習知技術的車輛感測方式是藉由每一台車子與所搭載的GPS，進而得知道路上每一台車子的分佈狀況，接著，將路上所有車的分佈狀況發送給所有車輛，使得每一台車子都可以得知周遭車輛的相對距離與行駛速度，雖然透過GPS可以達到上述的目的，但GPS在使用上會有位置的誤差，一般而言，GPS會有8~15公尺的定位誤差，再者，GPS會受到遮蔽物(例如：高樓或山壁)的影響，使得車輛會有在該區段中是無法進行準確的定位，所以在該區段中的車子所收到的其他車輛分布狀況並非與實際情況相符，這樣一來會讓駕駛者有誤判周遭車輛的相對位置的問題；如中華民國發明專利第I356011號案中述及了一種行車即時防撞警示系統及其方法，第I356011號案採用GPS定位的方式來判斷周遭的車輛之相對位置，第I356011號案在透過廣播的方式將車輛位置傳送給其他車輛，這樣的方式將受限於GPS造成之誤差，而無法判斷兩車之正確相對關係，連帶的也會造成過多封包競爭與碰撞的問題，另外，美國專利第US 7804423B2號案(Real Time Traffic Aide)也述及了即時防止車輛碰撞的系統與方法，在第US7804423B2號案中揭示了利用影像辨識等偵測方式來判別四周的車輛，並利用無線傳輸的方式將各車輛的位置資訊傳送給其他車輛，而第US7804423B2號案是根據前述偵測的方式取得四周車輛的位置，但由於緊急事故的發生可能讓車子相對距離產生立即的變化，使得其他車輛無法立即的做出反應，進而造成後方來車也會有安全上的疑慮，並且，利用前述無線傳輸進行資訊傳遞的方式，亦容易產生訊號干擾的問題。

有鑑於上述的問題，本創作人係依據多年來開發車輛間資訊傳遞系統的經驗，針對車輛行進間傳遞資訊的方法及系統進行研究及分析，期能研發出解決上述問題的方法及系統；緣此，本創作之主要目的在於提供一種車輛之間不受地點及行進方向影響，可相互傳遞資訊的車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法。

為達上述的目的，本發明車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法，其主要係分別裝設於一車輛中的前端與後端，可用於車輛之間的訊號傳遞，本發明主要可藉由一光源擷取模組擷取環境光源資訊及影像，再進一步透過訊號偵測模組識別環境光源資訊中是否具有光源訊號，而所接收的光源訊號可經過光訊號處理模組的解碼形成光源資訊進行讀取，以取得往來車輛所要傳達的資訊，再者，自身車輛可透過光訊號處理模組將欲進行發送的光訊號資訊經過編碼後，透過光訊號產生模組對外部往來車輛照射，藉此，透過上述光訊號資訊傳遞的方式，可有效達到車輛之間的訊號傳遞之功效。

為使貴審查委員得以清楚了解本創作之目的、技術特徵及其實施後之功效，茲以下列說明搭配圖示進行說明，敬請參閱。

10:車用光訊號傳遞接收系統

10’:車用光訊號傳遞接收系統

101:中央處理模組

102:資料庫

103:光源擷取模組

104:訊號偵測模組

1031:第二光源擷取單元

105:光訊號處理模組

106:光訊號發射模組

1061:第一LED燈陣列

1062:第二LED燈陣列

1063:第三LED燈陣列

11:車輛

12:車輛

13:車輛

14:車輛

111:行車電腦主機

21:環境光源資訊偵測步驟

22:追蹤光源訊號步驟

23:接收光源訊號步驟

24:進行解碼步驟

31:監控車況步驟

32:資料庫擷取資訊步驟

33:光源訊號編碼步驟

34:進行光源訊號發送步驟

A:光源訊號

C:車況資料

D:調整資訊

第1圖，為本發明之資訊接收狀態示意圖。

第2圖，為本發明之系統組成示意圖。

第3圖，為本發明之實施示意圖(一)。

第4圖，為本發明之實施示意圖(二)。

第5圖，為本發明之實施示意圖(三)。

第6圖，為本發明之實施示意圖(四)。

第7圖，為本發明之光源訊號接收步驟示意圖。

第8圖，為本發明之光源訊號發射步驟示意圖。

第9圖，為本發明之另一實施例(一)。

第10圖，為本發明之另一實施例(二)。

請參閱「第1圖」，圖中所示為本發明之資訊接收狀態示意圖，實施示意圖(一)，請搭配參閱「第1圖」，如本圖所示，承上所述，本發明光訊號傳遞接收系統(10、10’)主要分別裝設於一車輛11的前端與後端，並與車輛11內的一行車電腦主機111形成資訊連結，而行車電腦主機111主要監控車輛11的車況，可即時得知目前車輛11的車況，例如可偵測引擎狀況、胎壓狀況、以及其他電子零件是否正常運作等狀況，常態下光訊號傳遞接收系統(10、10’)可用以接收外部車輛所發送的光源訊號A，所述的光源訊號A包含有車輛的車況資訊，當光訊號傳遞接收系統(10、10’)接收到光源訊號A時，即可透過光訊號傳遞接收系統(10、10’)完成解碼作業，以使車輛11的駕駛者可得知發送該光源訊號A的該車輛是否發生緊急事故，例如煞車故障等狀況，使車輛11的駕駛者可做出立即的反應，有效提高整體行車安全性。

請參閱「第2圖」，圖中所示為本發明之系統組成示意圖，如圖中所示的光訊號傳遞接收系統10，其主要係具有一中央處理模組101，且所述的中央處理模組101分別與一資料庫102、一光源擷取模組103、一訊號偵測模組104、一光訊號處理模組105以及一光訊號發射模組106形成資訊連結，其中，中央處理模組101用以運行車用光訊號傳遞接收系統，可驅動上述各模組之作動，並具備邏輯運算、暫存運算結果、保存執行指令位置等功能，且其可例如為一中央處理器(CPU)；資料庫102係預存有數筆車況資訊C，所述的車況資訊C主要為代表目前車況的資訊，例如車胎胎壓不足、煞車故障或是其他車輛狀況資訊；光源擷取模組103，可擷取一具有深度資訊的環境影像資訊及接收設置環境中所有的環境光源資訊，並將環境光源資訊轉變為電子訊號，其可以為一光學感測器(Optical Sensors)，例如，光電二級管傳感器(Photodiode Sensors)、熱電堆光學感測器(Thermopile Sensors)或熱釋電光學感測器(Pyroelectric Sensors)等光學感測器，亦可為感光耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)、互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器(CMOS Active pixel sensor)或一深度攝影機(Depth Camera)之其中一種；訊號偵測模組104，可接收到環境光源資訊的電子資訊，透過分析各筆電子資訊的電性特徵，識別出帶有光源資訊的光源訊號，以排除環境中其他光源，避免光訊號傳遞接收系統10接收其他光源而作出錯誤判斷及降低處理負擔，並且訊號偵測模組104識別出光源訊號後，可進一步產生及更新一訊號源追蹤清單，所述的訊號源追蹤清單為數位資訊，且訊號偵測模組103可將識別出的光源訊號建立於訊號源追蹤清單，其中，訊號源追蹤清單可包含訊號源的一訊號源識別碼，所述的訊號源識別碼用以標記訊號源追蹤清單中所列入的車輛；光訊號處理模組105，透過例如振幅偏移調變(Amplitude Shift Keying Modulation,ASK)、相位偏移調變(Phase Shift Keying Modulation,PSK)或頻率偏移調變(Frequency Shift Keying Modulation,FSK)達成編碼及解碼作業，而進行編碼作業時，係將訊號調變到某一頻率上，再傳遞給光訊號產生模組106；光訊號產生模組106，可供發射一光源訊號，其可例如為發光二極體模組、雷射光源模組、螢光燈模組或電致發光模組等發光模組，並不以前述發光模組為限，但凡可做為發光源者皆可以實施，不以此為限。

請參閱「第3圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖(一)，請搭配參閱「第2圖」，如圖中所示的車輛11，其常態下行駛在道路時，車輛11可透過光源擷取模組103擷取具有深度資訊的環境影像資訊及接收設置環境中所有的環境光源資訊，再經由訊號偵測模組104進行光源訊號A的辨識，並透過光源擷取模組103進行光源訊號A發射源的追蹤，如本圖所示的車輛12、13，其為已經被追蹤的光源訊號A發射源，並列入訊號源追蹤清單，使車輛11可持續接收車輛12、13所發射的光源訊號A，以即時掌握車輛12、13的車況；再請搭配參閱「第4圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖(二)，如本圖所示的車輛14，承上所述，光源擷取模組103每隔一段時間即偵測可能的光源訊號A發射源，當光源擷取模組103發現新的車輛(如本圖所示的車輛14)，會將其列入訊號源追蹤清單開始追蹤，經過一段時間後，原本追蹤的車輛12已經離開光源擷取模組103的視野，因此車輛12即從訊號源追蹤清單移除停止追蹤，並繼續追蹤已知的車輛13、14。

請參閱「第5圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖(三)，請搭配參閱「第2圖」，如圖中所示的車輛11、12、13，常態下車輛11係位於車輛12、13之間，而各車輛(11、12、13)的前後兩端分別設置有光訊號傳遞接收系統(10、10’)，如本圖所示，車輛11可同時接收車輛12、13所發送的光源訊號A，車輛11主要透過兩端的光訊號傳遞接收系統(10、10’)，分別接收車輛12後方所發射的光源訊號A，以及車輛13前方所發出的光源訊號A，並經過訊號偵測模組103識別出光源訊號A後列入訊號源追蹤清單持續追蹤車輛12、13的車況，並透過光源擷取模組104接收光源訊號A，再進一步利用光訊號處理模組105將光源訊號A完成解碼作業取得光源資訊，以使車輛11可以即時掌握車輛12、13的車況。

請參閱「第6圖」，圖中所示為本發明之實施示意圖(四)，請搭配參閱「第2圖」，由上述可知，光訊號傳遞接收系統(10、10’)係與車輛11的行車電腦主機111形成資訊連結，可透過行車電腦主機111掌控車輛11的車況，而當車輛11發生故障的狀況時，光訊號傳遞接收系統10即可透過行車電腦主機111得知目前故障狀況，並透過發送光源訊號A的方式告知其他車輛，例如目前車輛11的胎壓不足，而光訊號傳遞接收系統10即可由行車電腦主機111得知目前車輛11胎壓不足，並進一步經由中央處理模組101擷取資料庫102符合胎壓不足的車況資訊C，並進一步將車況資訊C傳送至光訊號處理模組105進行編碼作業後形成光源訊號A，再經由光訊號產生模組106將光源訊號A發送出去，使外部的其他車輛可得知車輛11目前的車況。

請參閱「第7圖」，圖中所示為本發明之光源訊號接收步驟示意圖，如圖，本實施例揭露一種車用光訊號傳遞接收系統的實施方法，可接收光源訊號，其實施步驟如下：(1)環境光源資訊偵測步驟21：利用光源擷取模組103擷取具有深度資訊的環境影像資訊及接收設置於環境中所有的環境光源資訊，並透過訊號偵測模組104識別出環境光源資訊中帶有光源資訊的光源訊號； (2)追蹤光源訊號步驟22：透過光源擷取模組103進行光源訊號發射源的追蹤，並列入訊號源追蹤清單，以持續接收外部車輛所發射的光源訊號；(3)接收光源訊號步驟23：透過光源擷取模組103接收光源訊號後，再進一步將光源訊號傳送至光訊號處理模組105；(4)進行解碼步驟24：光源訊號可經過光訊號處理模組105的解碼後形成可被讀取的光源資訊。

請參閱「第8圖」，圖中所示為本發明之光源訊號發射步驟示意圖，如圖，本實施例揭露一種車用光訊號傳遞接收系統的實施方法，可發射光源訊號，其實施步驟如下。

(1)監控車況步驟31：當車輛發生狀況時，車輛的行車電腦主機111可即時得知車輛目前發生何種狀況，且行車電腦主機111與車用光訊號傳遞接收系統10形成資訊連結；(2)資料庫擷取資訊步驟32：中央處理模組101進一步至資料庫102擷取符合目前車輛狀況的車況資訊C；(3)光源訊號編碼步驟33：中央處理模組101再進一步將車況資訊C傳送至光訊號處理模組105進行編碼作業，以形成光源訊號； (4)進行光源訊號發送步驟34：形成的光源訊號即可透過光訊號產生模組106發送出去，使外部的其他車輛可得知本車輛目前的車況。

請參閱「第9圖」，圖中所示為本發明之另一實施例(一)，本發明所述的光源擷取模組103，可進一步設有一第二光源擷取單元1031，所述的第二光源擷取單元1031可以是一個小視野(Field of View，FOV)的陣列式感光元件，也可以是由數個高速取樣的光電二極體配合前端光學設備構成的指向性感測器，藉由小視野的優勢，可避免對大範圍的無資訊畫面區域取樣，因此提高單位時間信息量，當第二光源擷取單元1031對準某個光源訊號的方向時，可以大幅提高資訊傳遞的速率，以至於提升單一管道的通信頻寬，便於接收遠方車輛的光源訊號。

請參閱「第10圖」，圖中所示為本發明之另一實施例(二)，本發明所述的光訊號產生模組106，其可為多個LED燈以陣列編排構成，例如圖中所示的一第一LED燈陣列1061、一第二LED燈陣列1062以及一第三LED燈陣列1063組成，光訊號產生模組106可調整多個LED燈陣列(1061、1062、1063)的光源訊號強度，如圖中所示，中央處理模組101可將一調整資訊D傳送至各LED燈陣列(1061、1062、1063)，又，各LED燈陣列(1061、1062、1063)接收到調整資訊D後，各LED燈陣列(1061、1062、 1063)可基於調整資訊D，調整光源的調變頻率，使各LED燈陣列(1061、1062、1063)可避開相同頻道，意即，各LED燈陣列(1061、1062、1063)可避免使用相同或是接近的信號調變頻率以減低干擾，由於調整的過程是動態的，可以在一定時間內，各LED燈陣列(1061、1062、1063)重新選擇頻道，因此各LED燈陣列(1061、1062、1063)之間可以更有效率的使用有限的頻段範圍，使各LED燈陣列(1061、1062、1063)所傳輸的光源訊號A可分別具有重要性與及時性的優先權差異。

由上所述可知，本發明所揭之車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法，其主要藉由一光源擷取模組擷取環境光源資訊及影像，再進一步透過訊號偵測模組識別環境光源資訊中是否具有光源訊號，而所接收的光源訊號可經過光訊號處理模組的解碼形成光源資訊進行讀取，以取得往來車輛所要傳達的資訊，再者，自身車輛可透過光訊號處理模組將欲進行發送的光訊號資訊經過編碼後，透過光訊號產生模組對外部往來車輛照射，藉此，透過上述光訊號資訊傳遞的方式，可有效達到車輛之間的訊號傳遞之功效；依此，本發明其據以實施後，確實可達到提供一種車輛之間不受地點及行進方向影響，可相互傳遞資訊的車用光訊號傳遞接收系統及其實施方法之目的。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳之實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

綜上所述，本創作之功效，係具有發明之「產業可利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向鈞局提起發明專利之申請。