使用低功率無線電裝置的機動車輛導航的製作方法

2023-12-03 23:15:46 4

本發明總體上涉及機動車輛信息娛樂系統，並且更具體地涉及一種用於使用低功率無線電裝置的車輛導航的機動車輛信息娛樂系統。

背景技術：

當導航到目的地時輔助車輛駕駛員的信息娛樂系統是公知的，並且通常利用諸如全球定位系統(gps)的全球導航衛星系統(gnss)。這種信息娛樂系統利用集成到車輛中或設置在可攜式手持單元中的導航應用或程序。當目的地是停車場時，車輛的駕駛員通常不知道停車場中是否存在可用的停車位。這在停車場接近滿或者原本擁擠的情況下是特別真實的。即使當停車場中存在可用的停車位時，駕駛員也可能花費不必要的燃料和時間來搜索可用的停車位。還希望更有效地識別可用的停車位，將可用的停車位傳送到車輛，並將車輛引導到可用的停車位。

技術實現要素：

本發明包括用於停車區域的導航系統。停車區域包含多個停車位和多個路點。路點以路點陣列的方式部署在停車區域上。每個路點包含停車區域中的位置的標識符值。導航系統採用多個停車區域節點和停車輔助伺服器。

停車區域節點以節點陣列的方式部署在停車區域上。每個節點包含攝像機和低功率無線電裝置。低功率無線電裝置每個發射唯一的無線電信號。

停車輔助伺服器與節點進行無線通信。伺服器分析由攝像機捕獲的圖像、從用戶接收停車請求、響應於該請求而向用戶發送建議的停車位、並且提供路點的車輛到達序列。圖像是停車區域的圖像，並且被分析以檢測停車位的可用性狀態。可用性狀態是已佔用或未佔用。響應於停車請求，而從具有未佔用可用性狀態的停車位建議所建議的停車位。

到達序列是從停車區域的停車入口通向所建議的停車位的路點的序列。包括車輛到達序列中的路點的每個路點還包含用於在路點的位置處的無線電信號的強度的信號強度值和用於在路點的位置處的無線電信號的相對定時的航程時間值。伺服器將車輛到達序列傳送到車輛。無線電三角測量或航位推算用於在車輛到達序列的路點之間導航車輛。

導航系統還可以包含諸如智慧型電話的蜂窩設備。停車請求由用戶在蜂窩設備上輸入。蜂窩設備將請求傳送到伺服器，並從伺服器接收車輛到達序列。

伺服器還可以提供從所建議的停車位通往步行目的地的路點的步行到達序列。步行目的地節點位於步行目的地的行人入口處，並且具有傳送目的地無線電信號的目的地低功率無線電裝置。步行到達序列以步行目的地路點結束。步行目的地路點在行人入口處，並且包含目的地入口標識符、用於入口處的無線電信號和目的地信號的強度的目的地信號強度值、以及用於入口處的無線電信號和目的地無線電信號的相對定時的目的地航程時間值。

或者，到達序列可以被提供給具有信息娛樂系統但沒有導航特徵或功能的車輛。在這種情況下，到達序列可以從停車輔助伺服器提供給用戶的智慧型手機上的程序或應用。應用可以採用停車區域節點和停車輔助伺服器，並且經由信息娛樂系統的高級外圍接口模塊(apim)將到達序列傳送到信息娛樂系統。信息娛樂系統然後向用戶顯示到達序列。

或者，對於沒有導航特徵的車輛，智慧型電話上的應用可向用戶傳達停車可用性。在這種情況下，應用可以向用戶傳達停車場行(parkinglotrow)可用性並提供停車行和/或諸如停車行或停車位編號的停車位標識符。可以經由apim在信息娛樂系統上向用戶顯示停車場行可用性和標識符。

附圖說明

圖1是根據本發明的具有車輛導航的機動車輛的示意圖；

圖2是根據本發明的適用於車輛導航的停車區域的示意圖；

圖3是根據本發明的停車區域的示意圖並且示出了車輛導航的操作；

圖4a和4b是示出導航系統的操作的流程圖。

具體實施方式

現在參照圖1，示意性地示出了總體以10表示的機動車輛，車輛具有方向盤12和點火開關14、方向盤旋轉傳感器16、車輪位置傳感器18、加速度計20、磁力計22和定位設備24。定位設備24接收從全球導航衛星系統(gnss)的衛星傳送的信號。車輛10還包括通常以26表示的車輛通信系統和接口，通常稱為信息娛樂系統。通信系統26包括高級外圍接口模塊(apim)28和導航模塊30。導航模塊30利用方向盤旋轉傳感器16、車輪位置傳感器18、加速度計20、磁力計22和/或定位設備24以為車輛10的駕駛員提供位置信息。

圖1中還示出了通常用32表示的蜂窩設備，蜂窩設備與通常用34(圖2中示出)表示的蜂窩通信網絡通信。蜂窩設備32包括低功率數字無線電(lpr)接收機36、蜂窩無線電裝置38和設備gnss接收機40。lpf接收機36可以是藍牙低功耗(ble)無線電裝置、無線個域網(zigbee)無線電裝置、天線(ant)無線電波、超寬帶通信無線電裝置、無線保真(wifi)無線電裝置等。蜂窩無線電裝置38與蜂窩網絡34通信。

蜂窩設備32可以經由wifi、藍牙或通用串行總線(usb)連接而連接到apim28以從車輛10接收信號或數據。例如，蜂窩設備32可以從車輛10的定位設備24接收gnss信號。通常，定位裝置24具有比裝置gnss接收機40更快的定位速率和更高的精確度。蜂窩設備還可以接收接通和斷開信號。蜂窩設備32使用例如語音命令、觸控螢幕、方向盤控制或手勢接收輸入。

蜂窩設備32可以是獨立單元，例如車輛駕駛員的智慧型手機或蜂窩電話，並且經由apim28連接到通信系統26。或者，蜂窩設備32可以作為通信系統26的一部分被包括在通信系統26中或集成到通信系統26。apim28允許蜂窩設備32由通信系統26控制，反之亦然，以及允許由蜂窩設備32產生或接收的數據在通信系統26之間傳送或在通信系統26上顯示，反之亦然。

可以使用apim28經由蜂窩設備32向通信系統26傳送數據和從通信系統26傳送數據。或者，可以經由wifi網絡或其他無線計算機網絡向通信系統26傳送數據和從通信系統26傳送數據。例如，wifi網絡可以是家庭中的個人網絡或者商店或其他公共場所的公共網絡。蜂窩設備32可以經由蜂窩網絡34與wifi網絡——並且通過擴展與通信系統26——通信。或者，可以經由包括蜂窩數據機的遠程信息處理控制單元向通信系統26傳送數據和從通信系統26傳送數據。例如，遠程信息處理控制單元可以包括集成到通信系統26中並且與蜂窩設備32不同的蜂窩設備。蜂窩設備32可以經由蜂窩網絡34與遠程信息處理控制單元——並且通過擴展與通信系統26——通信。

現在參照圖2，示出了總體上以42表示的停車區域，該停車區域具有總體上以44表示的多個停車位。停車區域42還包括與停車位44相鄰的相關區域，例如行人人行道或車輛驅動器。還示出了多個總體上以46表示的停車區域節點、多個總體上以48表示的路點和停車輔助伺服器50。如圖所示，停車區域42是停車場。或者，停車區域42可以不是停車場。例如，停車區域42可以是停車庫或停車樓(parkingdeck)、街道停車場或任何其他限定的停車場集合。

節點46以節點陣列的方式部署在停車區域42上。如圖所示，節點46圍繞停車區域42的周邊部署以及圍繞停車區域42的周邊外部部署。可選地，節點46可除了圍繞停車區域42的周邊以外的方式部署。例如，節點46也可以設置在停車區域42內。

節點46中的每一個包含攝像機52和低功率無線電裝置(lpr)54。攝像機52中的每一個捕獲停車區域42的圖像。攝像機52是本領域技術人員已知的合適類型。例如，照攝像機52可以是數碼攝像機。每個無線電裝置54發射通常由58表示的唯一無線電信號，無線電信號可由蜂窩裝置32中的lpr接收機36接收。(為了清楚起見，圖2中僅示出了無線電信號58中的兩個)。無線電裝置54可以由電池供電。節點46可以安裝在停車區域42中的或停車區域42周圍的燈柱上。

由攝像機52捕獲的圖像經由數據網絡56從節點46傳送到伺服器50。網絡56將所有節點46連接到伺服器50，但是為了清楚起見，網絡56被示為僅將單個節點46連接到伺服器50。伺服器50可以位於停車區域42處。或者，網絡56可以是網際網路，並且伺服器50是基於雲的計算資源。網絡56可以是有線或無線的。或者，網絡56可以包含將圖像傳送到伺服器50的無線電裝置54。

路點48以路點陣列的方式部署在停車區域42上。如圖所示，路點陣列不限於停車位44。每個路點48包含用於在停車區域中的特定路點位置的標識符值、用於在路點位置處的低功率無線電裝置54的無線電信號58的強度的信號強度值、以及用於在路點位置處的無線電裝置54的無線電信號58的相對定時的航程時間值。

例如，第一節點46a傳送總體上以58a表示的第一無線電信號，並且第二節點46b傳送總體以58b表示的第二無線電信號。典型的路點60的標識符值將典型的路點60定位在停車區域42中，並且是物理位置。例如，標識符值可以在笛卡爾(cartesian)坐標系中定位第一路點。如圖所示，典型的路點60分別接收第一和第二無線電信號58a和58b。典型的路點60的信號強度值是分別在典型路點60的位置處的第一和第二無線電信號58a和58b的強度。典型路點60的航程時間值分別是在典型路點60的位置處的第一和第二無線電信號58a和58b之間的相對定時。

因為典型的路點60是路點48的典型，所以對典型路點60的標識符值、信號強度值和航程時間值的討論應用於路點48中的每一個。如圖所示，典型路點60接收兩個無線電信號：分別是第一和第二無線電信號58a和58b。然而，其他的路點48可以接收多於或少於兩個的無線電信號。

節點46包括分別位於第一和第二停車入口/出口64a和64b處的總體上以62表示的多個停車入口/出口節點。第一和第二停車入口/出口64a和64b可以各自單獨地接收入口流量、出口流量或者入口和出口流量兩者，即第一或第二停車入口/出口64a或64b中的任一個可以分別是停車入口、停車出口、或兩者。停車入口/出口節點62中的每一個包含傳送由lpr接收機36可接收的停車入口/出口無線電信號的停車入口/出口低功率無線電裝置。停車入口/出口節點62可以不包括攝像機。

節點46包括位於步行目的地70的行人入口68處的步行目的地節點66。步行目的地70是車輛10的駕駛員的目的地。目的地節點66包含傳送由lpr接收機36可接收的目的地無線電信號的目的地低功率無線電裝置。目的地節點66可以不包括攝像機。入口68處也是步行目的地的路點72。步行目的地路點72包括標識符值、用於入口68處的無線電裝置54(包括目的地低功率無線電裝置)的無線電信號的強度的信號強度值、以及用於入口68處的低功率無線電裝置54(包括目的地低功率無線電裝置)的無線電信號的相對定時的航程時間值。

如所討論的，由攝像機52捕獲的圖像被傳送到伺服器50。利用已知的方法，伺服器50分析圖像以檢測停車位44的可用性狀態。例如，伺服器50可以將傳送的圖像與無車輛的停車區域42的參考圖像進行比較。可用性狀態是已佔用或未佔用。伺服器50可以將可用性狀態存儲在資料庫74中。

現在參照圖3-4b，示出了車輛10通過停車區域42的導航。車輛10正在道路76上行駛。駕駛員或用戶在步驟s1中在蜂窩設備32上啟動總體上以78表示的停車預約和導航程序。用戶可以是車輛10中的乘客。程序78可以是例如蜂窩設備32或通信系統26上的應用。在步驟s2中，駕駛員或用戶從在目的地70附近的多個停車區域——例如，獨立的停車場或車庫——選擇停車區域42，然後輸入停車請求。停車選擇和請求通過或使用通信系統26進行，並且可以例如使用語音命令、觸控螢幕、方向盤控制或手勢輸入。或者，可以在蜂窩設備32上輸入停車選擇和請求。在步驟s3中，停車選擇和請求從蜂窩設備32經由蜂窩網絡34傳送，並由伺服器50接收。蜂窩設備32和伺服器50經由蜂窩網絡34彼此通信。

在步驟s4中，伺服器50確定停車位44中的一個是否具有未佔用的可用性狀態。當所有停車位44都具有佔用的可用性狀態時，即停車區域42已滿時，則在步驟s5中，伺服器50向蜂窩設備32通知沒有可用的停車位，並且在步驟s6，向駕駛員呈現其他停車選項以供選擇。程序78然後返回到步驟s2。當至少一個停車位44具有未佔用狀態時，程序78進行到步驟s7。

在步驟s7中，伺服器50請求步行目的地70。在步驟s8中，駕駛員或用戶經由蜂窩設備32輸入步行目的地70，以便傳送到伺服器50。在步驟s9，一旦接收到目的地70，伺服器50就從具有未佔用狀態的停車位44中選擇建議的停車位80。伺服器50可以使用使從所建議的停車位80到入口68的步行距離82最小化的算法從停車位44選擇所建議的停車位80。

當最小化步行距離82時，伺服器50可以例如考慮駕駛員在從具有未佔用狀態的停車位44走到目的地70時的距離和安全性。或者，伺服器50可以在確定所建議的停車位80時考慮除了步行距離82之外的因素。駕駛員可以決定在選擇所建議的停車位80時伺服器50考慮哪些因素。

在步驟s9中，向駕駛員或用戶建議所建議的停車位80。在步驟s10中，駕駛員決定是否接受所建議的停車位80。當駕駛員接受所建議的停車位80時，保留所建議的停車位80，並且程序78進行到步驟s11。否則，程序78返回到步驟s9，並且選擇並建議新的所建議的停車位。

在步驟s11中，伺服器50向蜂窩設備32提供並向蜂窩設備32傳送路點48的車輛到達序列84。車輛到達序列84將車輛10引導通過停車區域42至所建議的停車位80，並且包括車輛到達序列中的路點中的每一個的標識符、信號強度和航程時間值。當到達所建議的停車位80的多於一條路線可用時，伺服器50在定義車輛到達序列84時可以考慮諸如距離、流量或天氣之類的因素。

如圖所示，車輛到達序列84分別包括第一、第二、第三、第四和第五路點48a-48e。如圖所示，分別在第一到第五路點48a-48e之間中間的路點48從車輛到達序列84中被省略。或者，分別在第一到第五路點48a-48e之間中間的路點48可以包括在車輛到達序列84。

車輛到達序列可以以第一停車入口/出口節點62a的標識符、信號強度和航程時間值開始。當蜂窩設備32非常強烈地檢測到停車入口/出口無線電信號時，駕駛員將知道車輛10在第一停車入口/出口64a。

在步驟s12中，持續更新車輛10在所建議的停車位80處的估算的到達時間。估算的到達時間可以通過例如通信系統26顯示給駕駛員。還確認了駕駛員佔據所建議的停車位80的持續意圖。

在步驟s13中，車輛10進入停車區域42，並且通過遵循車輛到達序列繼續導航到所建議的停車位80。分別在第一到第五路點48a-48e之間的導航可以使用由具有車輛到達序列的伺服器50傳送的航位推算數據來實現。航位推算導航對於本領域技術人員是已知的，並且對於車輛10，利用由磁力計22測量的方位和由車輪位置傳感器18測量的從一個路點到另一個路點的距離。方位和距離包括在從伺服器50傳送的航位推算數據中。或者，方位和距離可以由蜂窩設備32確定。航位推算導航可以由導航模塊30或蜂窩設備32完成。由蜂窩設備32提供的導航方向可以經由apim28在通信系統26上顯示給駕駛員。

或者，通過蜂窩設備32使用已知的無線電三角測量(即，無線電測向)來實現通過車輛到達序列84的導航，以向駕駛員提供導航指導。方向可以經由apim28在通信系統26上顯示給駕駛員。蜂窩設備32以由lpr接收機36接收的無線電信號58以及用於車輛到達序列中的第一至第五路點48a-48e的信號強度和航程時間值來使用無線電三角測量。

對於航位推算或無線電三角測量導航，蜂窩設備32可以經由apim28而不使用導航模塊30提供傳送到通信系統26的導航方向或數據。因此，導航模塊30可以從車輛10中省略。或者，程序78可以僅向駕駛員或用戶通知所建議的停車位80可用，同時具有或不具有諸如停車行編號的總體位置，或者其他標識符，並且不需要車輛到達序列84。

在步驟s14中，駕駛員已經關閉(即切斷)點火開關14。車輛10在所建議的停車位80中的到達時間、gnss位置和/或車輛10停放地點的無線電信號強度和航程時間值由蜂窩設備32傳送到伺服器50以記錄在資料庫74中。同樣地，在步驟s15中，在切斷時，蜂窩設備32向伺服器50傳送步行離開時間，以記錄在資料庫74中。

在步驟s16中，伺服器50向蜂窩設備32提供路點48的步行到達序列86並將路點48的步行到達序列86傳送到蜂窩設備32。步行到達序列86將駕駛員從所建議的停車位80引導到目的地70。如圖所示，典型地，步行到達序列86遵循與步行距離80相同的路線。或者，步行到達序列86可以不同於步行距離82。例如，當由伺服器50向蜂窩設備32提供車輛到達序列84之後諸如交通或天氣等條件變化時，步行到達序列86可以不同於步行距離82。

如圖所示，步行到達序列86分別包括第五、第六、第七、第八和第九路點48e-48i，並且以步行目的地路點72結束。類似於車輛到達序列84，可以省略或包括第五路點48e和步行目的地路點72之間中間的路點48。

在步驟s17，駕駛員離開車輛10以通過遵循步行到達序列86步行導航到步行的目的地70。分別在第五到第九路點48e-48i和步行目的地路點72之間的導航可以使用由具有行走到達序列86的伺服器50發送的航位推算數據來實現。或者，駕駛員可以使用具有分別用於第五到第九路點48e-48i以及在車輛到達序列中的行走目的地航點72的信號強度和航程時間值的已知無線電三角測量方法分別在第一到第五路點48e-48i和步行目的地路點72之間導航。通過步行到達序列86的導航由蜂窩設備32提供。

在步驟s18中，一旦到達目的地70，蜂窩設備32就將步行到達序列86中的路點48的順序顛倒為路點48的步行離開序列88，用於從目的地70到所建議的停車位80的返程。例如，當步行到達序列86依次分別是第五到第九路點48e-48i並且以步行目的地路點72結束時，蜂窩設備32將步行到達序列86顛倒為步行離開序列88，步行離開序列88依次為步行目的地路點72和第九到第五路點48i-48e。蜂窩設備還顛倒步行到達序列86的航位推算信息，以從步行目的地路點72通向第五路點48e。或者，伺服器50可以提供步行離開序列88。例如，伺服器50可以通過顛倒步行到達序列86中的路點48的順序來提供步行離開序列88。

如圖所示，步行離開序列88遵循步行到達序列86的路線。或者，步行離開序列88可以是不同於所示出的順序。

在步驟s19中，一旦在目的地70完成他或她的活動，駕駛員就使用蜂窩設備32請求導航回到所建議的停車位80。在步驟s20中，駕駛員使用由蜂窩設備32提供的航位推算或無線電三角測量來導航通過步行離開序列88。

在步驟s21中，當駕駛員將點火開關14恢復到閉合(即，接通)並且車輛10離開所建議的停車位80時，停泊的車輛離開時間以及gnss位置和/或車輛10停放的位置的無線電信號強度和航程時間值由蜂窩設備32傳送到伺服器50。停放的車輛到達和離開時間可以由伺服器50用來計算車輛10在所建議的停車位80的佔用持續時間以用於計費或其他分析。

在步驟s22中，伺服器50提供並傳送從所建議的停車位80通向道路76的路點48的車輛出發序列90。車輛離開序列90可以是反向的車輛到達序列84。或者，由於諸如交通、天氣或駕駛員的下一目的地等條件，車輛離開序列90可以不同於反向的車輛到達序列84。如圖所示，車輛到達序列分別包括第五路點48e和第十、第十一和第十二路點48j-48l。類似於車輛到達序列84，可以分別省略或包括在第五路點48e和第十、第十一和第十二路點48j-48l之間中間的路點48。

在步驟s23中，車輛10通過使用由伺服器50傳送的航位推算數據或使用無線電三角測量而遵循車輛離開序列90來導航出停車區域42。類似於車輛到達序列84，航位推算導航由導航模塊30或蜂窩設備32提供，並且無線電三角測量導航由蜂窩設備32提供。

根據前述，已經描述了相對於現有技術具有顯著優點的車輛導航的方法。提供了一種車載導航系統，用於gnss信號不可用或以其他方式劣化的時候。