TWI493991B - 應用於車載網路中之訊息廣播系統與方法 - Google Patents

Description

應用於車載網路中之訊息廣播系統 與方法

本發明係關於一種系統與方法，特別是關於一種可節省廣播次數之訊息廣播系統與方法。

氾濫式廣播(Flooding)是一個在車載網路中常用的訊息廣播方式，但會產生大量的網路流量(Network Traffic)，以致於當車載網路中車輛數量增加時，會耗用額外的無線頻寬，故傳統氾濫式廣播會造成車載網路負擔。

再者，傳統的車載網路的訊息廣播系統需要額外的記憶空間儲存地圖資料，且不具備路口區域與路段區域判斷的功能。

本發明之目的之一，可依據當時的車輛之行駛方向與位置分佈來偵測路口的存在，並決定是否重新廣播，以進一步降低訊息的廣播次數。

本發明之目的之一，不需額外的記憶空間儲存地圖資料，即可判斷車輛是否位於路口。

本發明一實施例提供一種應用於一車載網路中之訊息廣播系統，該訊息廣播系統包含：定位裝置，係定位車輛之第一位置資料；傳輸裝置，傳輸第一封包至鄰近車輛；以及處理裝置，耦接至定位裝置與該傳輸裝置。其中，該車輛位於路口區域時，則處理裝置決定傳輸裝置傳輸一第二封包至傳輸範圍內之車輛；以及，該處理裝置依據該鄰近車輛週期性發送之一第三封包，判斷該車輛是否位於路段區域或路口區域。

本發明一實施例提供一種應用於一車載網路中之訊息廣播方法，方法包含下列步驟：定位步驟，透過一定位系統取得一位置資料；傳輸一封包至一訊號範圍內複數車輛；以及依據車輛傳輸之封包，判斷車輛之一行駛方向與一位置分佈。

請參考第1圖，第1圖顯示本發明一實例之訊息廣播系統100，訊息廣播系統100係應用於一車載網路中，訊息廣播系統100包含定位裝置101、傳輸裝置102、以及處理裝置103。

定位裝置101係定位一車輛C0之位置資料P1；傳輸裝置102透過一封包B1與鄰近車輛C1~Cn進行資料傳輸，其中n為任意正整數；以及，處理裝置103耦接至定位裝置101與傳輸裝置102。其中，車輛C0位於路口區域時，則處理裝置103決定傳輸裝置102將封包B2至傳輸範圍內之車輛。請注意，處理裝置103依據C1~Cn之週期性的封包B0判斷車輛C0是否位於路段區域或路口區域。

另外，訊息廣播系統100係可設置於全球定位系統(Global Positioning System，GPS)導航裝置、或電子道路收費系統(Electronic Toll Collection，ETC)之機上盒(On-Board Unit，OBU)、或IWCU(ITRI WAVE/DSRC Communication Unit)中，本發明不應以此為限。

請參考第2A圖，第2A圖顯示本發明之訊息廣播方法之一實施例示意圖，其中，街道W上具有複數輛車輛C0~Cn行駛於街道上。以下舉例說明，車輛C0透過一定位系統(例如：GPS)取位置資料P1，傳輸一封包B1至一訊號範圍內複數車輛。在此請注意，每台車輛C0~Cn係透過定位系統(例如：GPS)取自身的位置資料，且所有車輛C0~Cn均會週期性(例如：每1秒一次)發送封包B0至訊號範圍內之車輛，且封包B0包含車輛C0~Cn所對應的目前位置與行駛方向。車輛C0可由鄰近車輛對應的B0封包得知鄰近車輛位置分佈與行駛方向，故當車輛C0接收到封包B1時，車輛C0即可判斷是否位於路口區域或是否要傳輸封包B2。

請注意，為簡化說明，本實例係利用車輛C1~C4進行說明。車輛C0之訊號範圍為半徑r之圓形區域，車輛C1~C4係為在車輛C0之訊號範圍內。在此請注意，在本發明之訊息廣播方法中，車輛C1~C4係先行判斷是否位於路口區域。

以將針對車輛C1~C4接收到封包B1後進行說明，請參考第2B圖，第2B圖顯示本發明一實施例之車輛C1收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖，且車輛C1週邊之鄰近車輛之分佈如第2B圖所示。

由於車輛C1在接收來自車輛C0之封包B1後，車輛C1依據自身訊號範圍內所有車輛C11~C15的位置分佈與行駛方向，判斷是否位於路口區域。本實施例路口區域判斷步驟如下，在此假設車輛C1之訊號範圍為半徑r1之圓形區域G1，在本實施例中，係將圓形區域G1劃分為四個扇形區域1~4。其中，以車輛C1圓心，圓心角30度至150度為扇形區域1，圓心角150度至210度為扇形區域2，圓心角210度至330度為扇形區域3，圓心角330度至30度為扇形區域4。

在此請注意，在此本實施例所有車輛均裝設GPS定位裝置，故車輛之位置資料與行駛方向均可透過自身的處理裝置計算得知，故車輛C1沿一方向D1行駛，又車輛C11~C13行駛於扇形區域1或3上，且車輛C11~C12沿一方向D2行駛，而車輛C13沿相反於方向D2行駛，行駛之車輛可視為其行駛方向垂直於車輛C1。故車輛C1與車輛C11~C15封包交換時，車輛C1依據車輛C11~C15之位置資料與行駛方向以決定車輛C11~C15位於扇形區域1~4之區域。在一實施例中，由車輛C11行駛於扇形區域1，故可視為車輛C1位於一路口區域；在另一實施例中，車輛C12~C13行駛扇形區域3，故可視為車輛C1位於一路口區域。換言之，車輛C1可依據車輛C11~C13位於扇形區域1或3，進而判斷車輛C11~C13之行駛方向垂直於車輛C1之行駛方向，故車輛C1位於路口區域。當車輛C1位於路口區域時，則車輛C1訊息廣播系統透過封包B2傳輸資料至傳輸範圍內之所有車輛。一實施例中，封包B2包含可疑車輛之車牌資料。

請參考第2C圖，第2C圖顯示本發明一實施例之車輛C2收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖，且車輛C2週邊之鄰近車輛之分佈如第2C圖所示。同上所述，車輛C2沿方向D1行駛，由於車輛C2之扇形區域1中並無任何車輛，雖然有車輛C16行駛於扇形區域3中，但車輛C16之行駛方向與方向D1平行，故車輛C2位於路段區域。在本實施例中，車輛C0與C2之位置資料可透過GPS定位裝置所得到，故車輛C2可計算出封包B1由車輛C0傳輸至車輛C2之一方向D3。在本實施例中，方向D3係對應於車輛C2之扇形區域1，但扇形區域1並無任何車輛，故車輛C2不重新傳輸封包B2至範圍內所有車輛。

請參考第2D圖，第2D圖顯示本發明一實施例之車輛C3收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖，且車輛C3週邊之鄰近車輛之分佈如第2D圖所示。同上所述，車輛C3之行駛方向平行方向D1，且車輛C3之扇形區域1中並無任何車輛，車輛C21雖位於扇形區域3中，但車輛C21行駛方向與車輛C3之行駛方向平行，故車輛C3係位於路段區域。又車輛C0與C3之位置資料可透過GPS定位裝置所得到，故車輛C3可計算出封包B1由車輛C0傳輸至車輛C3之一方向D4。在本實施例中，扇形區域2對應至方向D4，故車輛C3係判斷扇形區域2內之車輛C22~25是否與車輛C3行駛同向或反向。由車輛C22~25之定位裝置自行計算出行駛之方向後，車輛C3可以得知車輛C22~C23之行駛方向相同，而車輛C24~C25之行駛方向相反。由於車輛C3之扇形區域2內有同方向車輛C22~C23，故車輛C3會透過封包B2傳輸資料至傳輸範圍內之所有車輛。

請參考第2E圖，第2E圖顯示本發明一實施例之車輛C4收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖。同上所述，車輛C4之行駛方向平行方向D1，且車輛C4之扇形區域1中並無任何車輛，且至少有一車輛C26雖位於扇形區域3中，但車輛C26行駛方向與車輛C3之行駛方向平行，故車輛C3係位於路段區域。又車輛C3可計算出封包B1由車輛C0傳輸至車輛C3之一方向D5，在本實施例中，扇形區域1對應至方向D5，車輛C3係判斷扇形區域1內並無任何車輛，故車輛C4不需要傳輸封包B2至傳輸範圍內之所有車輛。

請參閱第3圖，第3圖顯示本發明之訊息廣播方法之一流程圖，其包含以下步驟：步驟S300：開始；步驟S301：透過一定位裝置取得一位置資料；步驟S302：傳輸第一封包至訊號範圍內之第一車輛；步驟S303：依據該第一車輛之週邊一第二車輛之一行駛方向，判斷該第一車輛是否位於一路口區域，若是，跳至步驟S304；若否，跳至步驟S305；步驟S304：傳輸一第二封包至所有訊號範圍內之車輛，跳至步驟308；步驟S305：判斷該第一封包之傳輸方向對應於該第二車輛之一扇形區域是否有車輛，若是，跳至步驟S306；若否，跳至步驟308；步驟S306：扇形區域內的車輛行駛方向是否與第二車輛同方向，若是，跳至步驟S307；若否，跳至步驟S308；步驟S307：傳輸一第二封包至所有訊號範圍內之車輛；以及步驟S308：結束。

綜上所述，本發明設計了一個基於鄰近車輛行駛方向與位置分佈的訊息廣播系統與方法，可有效地減少不必要的訊息廣播次數，減低訊息傳送的碰撞機率，以及增加無線頻寬的使用效率。以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，該行業者可進行各種變形或變更。

100．．．訊息廣播系統

101．．．定位裝置

102．．．傳輸裝置

103．．．處理裝置

C0~Cn．．．車輛

D1~D5．．．方向

B1~B2．．．封包

P1．．．位置資料

第1圖顯示本發明一實例之訊息廣播系統。

第2A圖顯示本發明之訊息廣播方法之一實施例示意圖。

第2B圖顯示本發明一實施例之車輛C1收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖。

第2C圖顯示本發明一實施例之車輛C2收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖。

第2D圖顯示本發明一實施例之車輛C3收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖。

第2E圖顯示本發明一實施例之車輛C4收到封包B1後之訊息廣播方法之示意圖。

第3圖顯示顯示本發明之訊息廣播方法之一流程圖。

100．．．訊息廣播系統

101．．．定位裝置

102．．．傳輸裝置

103．．．處理裝置

B1~B2．．．封包

P1．．．位置資料

Claims (10)

1. 一種應用於一車載網路中之訊息廣播系統，該訊息廣播系統包含：一定位裝置，係定位一車輛之一第一位置資料；一傳輸裝置，透過一第一封包與一鄰近車輛進行資料傳輸；以及一處理裝置，耦接至該定位裝置與該傳輸裝置；其中，該車輛位於該路口區域時，則該處理裝置決定該傳輸裝置將一第二封包至傳輸範圍內之車輛；以及，該處理裝置依據該鄰近車輛週期性發送之一第三封包，判斷該車輛是否位於路段區域或路口區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該第三封包包含該鄰近車輛之一第二位置資料，該處理裝置依據該第一位置資料與該第二位置資料決定該車輛是否位於該路段區域或該路口區域。
3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中，當該車輛是位於該路段區域，則該處理裝置係透過該第一與該第二位置資料判斷該鄰近車輛與該車輛是否行駛同方向；當該處理裝置判斷該鄰近車輛與該車輛行駛相同方向時，則該車輛重新傳輸該第二封包至該鄰近車輛。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，該系統係設置於全球定位系統(Global Positioning System，GPS)導航裝置、或電子道路收費系統(Electronic Toll Collection，ETC)之機上盒(On-Board Unit，OBU)、或IWCU(ITRI WAVE/DSRC Communication Unit)中。
5. 一種應用於一車載網路中之訊息廣播方法，該方法包含下列步驟：定位步驟，透過一定位系統取得一位置資料；傳輸一第一封包至訊號範圍內之一第一車輛；以及路口區域判斷步驟，依據該第一車輛之週邊一第二車輛之一行駛方向，判斷該第一車輛是否位於一路口區域。其中，該位置資料包含所對應該第一車輛之行駛方向；該封包包含該位置資料。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，該方法更包含下述步驟：當該第一車輛位於該路口區域時，則該第一車輛傳輸一第二封包至訊號範圍內所有車輛。
7. 如申請專利範圍6項所述之方法，該路口區域判斷步驟更包含下述步驟：當該第二車輛之行駛方向垂直於該第一車輛之行駛方向時，則該第一車輛係為於該路口區域。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該方法包含下述步驟：當該第一車輛不位於該路口區域時，以該第一車輛為圓心以及該第一車輛之訊號傳輸範圍為半徑，產生一圓；依據該第一與該第二車輛所對應之該位置資料，計算出該第一封包傳輸之一第一方向；以及判斷該第一方向之相對應於該圓之一扇形區域內是否有一第三車輛；其中，若該扇形區域內有該第三車輛，且該第三車輛與該第二車輛行駛相反方向，則該第二車輛不重新傳輸該第二封包至該第三車輛；若該第三車輛與該第二車輛行駛相同方向，則該第二車輛重新傳輸該第二封包至該第三車輛。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，該方法包含下述步驟：若該扇形區域內無任何車輛，則該第二車輛不重新傳輸該第二封包至範圍內所有車輛。
10. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，該方法包含更包含下述步驟：週期性的傳輸一第三封包，以獲得訊號範圍內所有車輛之位置分佈與行駛方向。