行车碰撞管理系统及方法 【技术领域】
本发明有关于一种行车碰撞管理系统及方法(Vehicle collisionmanagement)，且特别有关于一种可以在车辆中对于收集的数据进行过滤与/或计算车辆间的最接近距离，以进行碰撞管理的系统及方法。
背景技术
车辆安全一直是汽车厂商所追求的目标之一。被动式安全装置，如安全带等已经无法满足安全性的需求。随着车用计算机的普及，许多主动式安全检测机制，如车辆避碰技术已经开始投入研究。
在一种现有技术中，车辆可以通过传感器，如红外线、微波、无线电、雷达、灯光信号、影像等来检测与其它车辆之间的距离，再依据检测得到的距离进行相关的碰撞管理。在此现有技术中，由于传感器效能容易受到其它因素，如天候、车辆间的距离而影响。因此，常常无法提供正确与有效率的碰撞提示。
在另一现有技术，如美国专利US 7,348,895中，车道中必须事先建置大量的基础建设，如控制单元、交通标志控制装置、摄影机与麦克风等来取得车辆的相关信息，再由主控端进行碰撞运算及提供警示。在此现有技术中，由于建置基础建设的成本极高，实作上无法于每个车道与/或路口中建置。
在另一现有技术，如中国台湾专利I284297中，车辆间可以通过无线通讯的方式来交换相关信息。车辆的车用计算机可以依据接收的信息来进行相关碰撞计算。在此现有技术中，由于车用计算机的计算能力有限，当在复杂的交通环境中接收到大量信息时，车用计算机非常难以提供实时且有效的碰撞预警。另外，由于判断车辆是否碰撞的方式仅为依据不同车辆的行车方向是否会产生交集，因此常常会产生不正确且不必要的碰撞预警。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供行车碰撞管理系统及方法。
本发明一实施例适用于一第一车辆的一种行车碰撞管理系统。系统包括一信息收集单元、一信息过滤单元、与一碰撞计算单元。信息收集单元由至少一第二车辆接收相应第二车辆的行车数据，其中行车数据至少包括第二车辆的一位置、与相应第二车辆的一行进方向与一速度。信息过滤单元依据第二车辆的行车数据与第一车辆的行车数据，将相应第二车辆的行车数据进行过滤。碰撞计算单元依据过滤后相应第二车辆与第一车辆的行车数据对于第一车辆进行碰撞管理。
本发明又一实施例适用于一第一车辆的一种行车碰撞管理系统。系统包括一信息收集单元与一碰撞计算单元。信息收集单元由至少一第二车辆接收相应第二车辆的行车数据，其中行车数据至少包括第二车辆的一位置、与相应第二车辆的一行进方向与一速度。碰撞计算单元依据相应第二车辆的行车数据与相应第一车辆的行车数据计算第二车辆与第一车辆的一最接近距离，且依据最接近距离判断第二车辆与第一车辆是否会进行碰撞。
本发明另一实施例一种行车碰撞管理方法。首先，一第一车辆由至少一第二车辆接收相应第二车辆的行车数据，其中行车数据至少包括第二车辆的一位置、与相应第二车辆的一行进方向与一速度。接着，依据第二车辆的行车数据与第一车辆的行车数据，将相应第二车辆的行车数据进行过滤。之后，依据过滤后相应第二车辆与第一车辆的行车数据对于第一车辆进行碰撞管理。
本发还一明实施例一种行车碰撞管理方法。首先，一第一车辆由至少一第二车辆接收相应第二车辆的行车数据，其中行车数据至少包括第二车辆的一位置、与相应第二车辆的一行进方向与一速度。接着，依据相应第二车辆的行车数据与相应第一车辆的行车数据计算第二车辆与第一车辆的一最接近距离，且依据最接近距离判断第二车辆与第一车辆是否会进行碰撞。
根据本发明的行车碰撞管理方法及系统，能产生正确且必要的碰撞预警，从而能正确且及时的防止车辆的碰撞。
本发明上述方法可以通过程序代码方式存在。当程序代码被机器加载且执行时，机器变成用以实行本发明的装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明如下。
【附图说明】
图1为显示依据本发明实施例的行车碰撞管理系统的示意图。
图2为显示依据本发明实施例的最接近距离与抵达最接近点时间地计算例子的示意图。
图3为显示依据本发明实施例的行车碰撞管理方法的流程图。
图4为显示依据本发明实施例的警示信息产生方法的流程图。
图5为显示依据本发明另一实施例的行车碰撞管理系统的示意图。
图6为显示依据本发明另一实施例的行车碰撞管理方法的流程图。
主要元件符号说明：
1000、5000～第一车辆；
1100、5100～行车碰撞管理系统；
1110、5110～数据收集单元；
1120、5130～碰撞计算单元；
1130、5140～警告单元；
2000、6000～第二车辆；
5120～数据过滤单元；
P1～第一车辆位置；
P2～第二车辆位置；
V1～第一车辆行车向量；
V2～第二车辆行车向量；
NP～新位置点；
CPA～最短距离位置；
L～直线；
DCPA～最接近距离；
S3100、S3200、S3300～步骤；
S4100、S4200～步骤；
S6100、S6200、S6300～步骤。
【具体实施方式】
图1显示依据本发明实施例的行车碰撞管理系统。
依据本发明实施例的行车碰撞管理系统1100可以位于一第一车辆1000中。依据本发明实施例的行车碰撞管理系统1100包括一信息收集单元1110、一碰撞计算单元1120、与一警告单元1130。信息收集单元1110可以由一第二车辆2000以无线方式接收相应第二车辆2000的行车数据。行车数据可以包括第二车辆2000的一位置、与相应第二车辆2000的一行进方向与一速度。值得注意的是，在一些实施例中，行车数据更可以包括第二车辆2000的一辨识数据，用以与其它车辆进行辨别。必须说明的是，第一车辆1000中的行车碰撞管理系统1100也可包括一数据传送单元(未显示)，用以周期地将第一车辆1000的行车数据传送至其它车辆。碰撞计算单元1120可以依据第一车辆1000的行车数据与由第二车辆2000接收的行车数据进行碰撞管理。碰撞管理的细节将于后进行说明。碰撞计算单元1120可以将碰撞管理的结果输出给警告单元1130。警告单元1130可以依据碰撞管理的结果决定产生一警示信息。在一些实施例中，警告单元1130也可将碰撞管理的结果进行储存。
在本实施例中，碰撞计算单元1120可以依据第一车辆1000的行车数据与由第二车辆2000接收的行车数据计算一最接近距离(Distance to ClosestPoint of Approach，DCPA)与/或一抵达最接近点时间(Time to Closest Point ofApproach，TCPA)。其中，最接近距离DCPA是指两台车辆可能最接近的距离，抵达最接近点时间TCPA是指车辆抵达最接近点所需的时间。最接近距离DCPA与抵达最接近点时间TCPA的计算方式如下。
请参考图2，图2显示依据本发明实施例的最接近距离与抵达最接近点时间的计算例子。假设第二车辆2000的行进单位向量为V2(行进方向与速度)，第一车辆1000的行进单位向量为V1。首先，将第二车辆2000的位置P2加上第二车辆2000的行进单位向量V2与第一车辆1000的反转单位向量-V1，从而得到一新位置点NP。接着，连接第二车辆2000的位置P2与新位置点NP，从而产生一直线L。依据第一车辆1000的位置P1计算由第一车辆1000至直线L的最短距离。此最短距离即为最接近距离DCPA。之后，第一车辆1000至此直线最短距离的位置CPA与第二车辆2000间的距离除以新位置点NP与第二车辆2000间的距离即为抵达最接近点时间TCPA。因此，在抵达最接近点时间TCPA的时间单位后，第一车辆1000与第二车辆2000间的距离为最接近距离DCPA。
在一些实施例中，可以先计算第一车辆1000与第二车辆2000所形成的直线的一第一斜率，新位置点NP与第二车辆2000所形成的直线的一第二斜率，及此两斜率(直线)间所形成的夹角。依据夹角与第一车辆1000至第二车辆2000间的距离便可计算出最接近距离DCPA。此外，依据夹角与第一车辆1000至第二车辆2000间的距离也可计算出第二车辆2000至位置CPA的距离。第二车辆2000至位置CPA的距离除以新位置点NP与第二车辆2000间的距离即为抵达最接近点时间TCPA。
必须提醒的是，计算最接近距离DCPA与抵达最接近点时间TCPA的方法并不限定于上述例子。当最接近距离DCPA与抵达最接近点时间TCPA得到之后，警告单元1130便可以依据最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA来决定是否产生警示信息。
在一些实施例中，警告单元1130中可以设定一既定时间值。使用者可以利用一接口(未显示)来依据不同需求设定此既定时间值来达成不同警示等级的效果。当抵达最接近点时间TCPA小于既定时间值时，警告单元1130可以产生警示信息。在一些实施例中，警告单元1130中可以设定一既定距离值。类似地，使用者可以利用一接口(未显示)来依据不同车辆的尺寸来设定此既定距离值。当最接近距离DCPA小于既定距离值时，警告单元1130可以产生警示信息。注意的是，在一些实施例中，当抵达最接近点时间TCPA小于既定时间值且最接近距离DCPA小于既定距离值时，警告单元1130可以产生警示信息。
图3显示依据本发明实施例的行车碰撞管理方法。
如步骤S3100，第一车辆1000由第二车辆2000接收相应第二车辆2000的行车数据。其中，行车数据至少包括第二车辆2000的位置、与相应第二车辆2000的行进单位向量(方向与速度)。如步骤S3200，依据第一车辆1000与第二车辆2000的行车数据计算最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA。其中，计算最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA的方式如图2及其相关说明所述，在此省略。之后，如步骤S3300，依据最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA对于第一车辆1000进行碰撞管理。
碰撞管理的方式可以依据最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA产生警示信息。图4显示依据本发明实施例的警示信息产生方法。如步骤S4100，判断抵达最接近点时间TCPA是否小于一既定时间值，且最接近距离DCPA是否小于一既定距离值。若抵达最接近点时间TCPA并未小于既定时间值，或最接近距离DCPA并未小于既定距离值时，流程结束。若抵达最接近点时间TCPA小于既定时间值，且最接近距离DCPA小于既定距离值时，可以产生警示信息以进行提示。提醒的是，既定时间值与既定距离值可以依据不同需求进行设定。如前所述，碰撞管理的方式可以依据最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA产生警示信息。在一些实施例中，当抵达最接近点时间TCPA小于既定时间值时，可以产生警示信息以进行提示。在一些实施例中，当最接近距离DCPA小于既定距离值时，可以产生警示信息以进行提示。另外，在一些实施例中，无论警示信息是否产生，最接近距离DCPA与抵达最接近点时间TCPA都会进行记录。
图5显示依据本发明另一实施例的行车碰撞管理系统。
依据本发明实施例的行车碰撞管理系统5100可以位于一第一车辆5000中。依据本发明实施例的行车碰撞管理系统5100包括一信息收集单元5110、一数据过滤单元5120、一碰撞计算单元5130、与一警告单元5140。信息收集单元5110可以由一第二车辆6000以无线方式接收相应第二车辆6000的行车数据。行车数据可以包括第二车辆6000的一位置、与相应第二车辆6000的一行进方向与一速度。值得注意的是，在一些实施例中，行车数据更可以包括第二车辆6000的一辨识数据，用以与其它车辆进行辨别。必须说明的是，第一车辆5000中的行车碰撞管理系统5100也可包括一数据传送单元(未显示)，用以周期地将第一车辆5000的行车数据传送至其它车辆。
数据过滤单元5120用以依据第一车辆5000与第二车辆6000的行车数据将相应第二车辆6000的行车数据进行过滤。在一些实施例中，信息过滤单元5120可以依据第二车辆6000的速度及第二车辆6000与第一车辆5000间的距离来过滤相应第二车辆6000的行车数据。在一些实施例中，当距离大于一第一既定距离且小于一第二既定距离，且第二车辆6000的速度大于一既定速度时，信息过滤单元5120可以保留且提供相应第二车辆6000的行车数据给碰撞计算单元5130。举例来说，当距离大于300公尺且小于400公尺，且第二车辆6000的速度大于90时，第二车辆6000的行车数据将会被保留。当距离大于200公尺且小于300公尺，且第二车辆6000的速度大于60时，第二车辆6000的行车数据将会被保留。当距离大于100公尺且小于200公尺，且第二车辆6000的速度大于30时，第二车辆6000的行车数据将会被保留。另外，在一些实施例中，当距离小于一特定距离，如100公尺时，信息过滤单元5120可以保留且提供相应第二车辆6000的行车数据给碰撞计算单元5130。
此外，在一些实施例中，信息过滤单元5120可以依据第二车辆6000的位置与行进方向来过滤相应第二车辆6000的行车数据。在一些实施例中，当第二车辆6000的位置位于第一车辆5000的相对方位的一第一既定度数与一第二既定度数之间，且第二车辆6000的行进方向是第一车辆5000的相对航向的一第三既定度数与一第四既定度数之间时，信息过滤单元5120可以保留且提供相应第二车辆6000的行车数据给碰撞计算单元5130。举例来说，当第二车辆6000的位置位于第一车辆5000的相对方位的0度与180度之间，且第二车辆6000的行进方向是第一车辆5000的相对航向的180度与360度之间时，第二车辆6000的行车数据将会被保留。当第二车辆6000的位置位于第一车辆5000的相对方位的180度与360度之间，且第二车辆6000的行进方向是第一车辆5000的相对航向的0度与180度之间时，第二车辆6000的行车数据将会被保留。
再者，在一些实施例中，信息过滤单元5120可以先判断第二车辆6000位于第一车辆5000的相对方位的一特定象限，且依据此特定象限来决定相应的过滤规则。之后，再依据过滤规则来过滤相应第二车辆6000的行车数据。举例来说，当第二车辆6000位于第一车辆5000的相对方位的第一象限(0度至90度)时，相应的过滤规则是判断第二车辆6000的行进方向是否是第一车辆5000的相对航向的180度与360度之间。若是，第二车辆6000的行车数据将会被保留。当第二车辆6000位于第一车辆5000的相对方位的第二象限(270度至360度)时，相应的过滤规则是判断第二车辆6000的行进方向是否是第一车辆5000的相对航向的0度与180度之间。若是，第二车辆6000的行车数据将会被保留。当第二车辆6000位于第一车辆5000的相对方位的第三象限(180度至270度)时，相应的过滤规则是判断第二车辆6000的行进方向是否是第一车辆5000的相对航向的0度与90度之间。若是，第二车辆6000的行车数据将会被保留。当第二车辆6000位于第一车辆5000的相对方位的第四象限(90度至180度)时，相应的过滤规则是判断第二车辆6000的行进方向是否是第一车辆5000的相对航向的270度与360度之间。若是，第二车辆6000的行车数据将会被保留。值得注意的是，前述信息过滤单元5120的多种过滤规则与方式都可单独或结合使用，本案并不限制于任何的过滤规则与方式。
信息过滤单元5120可以将过滤后第二车辆6000的行车数据提供给碰撞计算单元5130。碰撞计算单元5130可以依据第一车辆1000的行车数据与第二车辆2000的行车数据进行碰撞管理。警告单元5140可以依据碰撞管理的结果决定产生一警示信息。在一些实施例中，警告单元5140也可将碰撞管理的结果进行储存。
图6显示依据本发明另一实施例的行车碰撞管理方法。
如步骤S6100，第一车辆5000由第二车辆6000接收相应第二车辆6000的行车数据。其中，行车数据至少包括第二车辆6000的位置、与相应第二车辆6000的行进单位向量(方向与速度)。如步骤S6200，依据第一车辆5000与第二车辆6000的行车数据将相应第二车辆6000的行车数据进行过滤。在一些实施例中，可以依据第二车辆6000的速度及第二车辆6000与第一车辆5000间的距离来过滤相应第二车辆6000的行车数据。在一些实施例中，可以依据第二车辆6000的位置与行进方向来过滤相应第二车辆6000的行车数据。在一些实施例中，可以先判断第二车辆6000位于第一车辆5000的相对方位的一特定象限，且依据此特定象限来决定相应的过滤规则。之后，再依据过滤规则来过滤相应第二车辆6000的行车数据。注意的是，上述实施例仅为本案的例子，本案并不限定于此。之后，如步骤S6300，依据过滤后第二车辆6000的行车数据对于第一车辆1000进行碰撞管理。类似地，在一些实施例中，碰撞管理的方式可以是计算最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA，且依据最接近距离DCPA与/或抵达最接近点时间TCPA产生警示信息。
因此，通过本案的行车碰撞管理系统及方法，可以在车辆中对于收集的数据进行过滤与/或计算车辆间的最接近距离与/或抵达最接近点时间，以进行碰撞管理。
本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序代码的型态存在。程序代码可以包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其它机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的计算机程序产品，其中，当程序代码被机器，如计算机加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序代码也可以通过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机接收、加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序代码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。