車輛管理系統的製作方法

2023-05-21 15:24:06 1

專利名稱：：車輛管理系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種車輛管理系統，尤指一種適用於一載有全球定位系統及無線通訊裝置的車輛上，當該車輛駛入或駛離一特定道路(例如高速公路、快速道路、或收費橋梁……)時，能藉助車上無線通訊裝置無線登入或登出一遠端控制中心從而受其管理控制，包括車流量管制(trafficvolumecontrolling)、電子收費(ElectronicTollCollection，ETC)、贓車追蹤(stolencartracking)、車隊管理(motorcademanaging)……等管理領域。
背景技術：
：現有高速公路沿途每隔一段適當距離便設置有一實體的收費站，故當車輛通過時必需減速慢行繳費，不但影響車流速度，又妨礙行車安全，且因是人工收費故效率差。後有紅外線無線電子收費系統，其於一實體的收費站增設紅外線收發器，並以紅外線無線傳輸方式自車上機的預付裝置扣款。然而，上述現有紅外線無線電子收費系統的實體收費站仍舊橫立於高速公路中央，車輛通過時仍需減速，影響車流速度及行車安全；而且，於道路中央設置數個實體收費站，其建置成本高且工期甚長；此外，車主必須經常預繳預付裝置內的金額，不方便且不合理，車上預付裝置的購置成本高，亦使車主裹足不前，以上均非十分理想。另有一種現有高速公路收費機制，於每一入口閘道設有實體管制站、並於每一出口閘道設置實體收費站，因此諸多實體管制站及收費站的設置總數實比上述二種現有技術更多，其施工工期更長、建置成本亦高。以上三種現有技術，對於駛入高速公路的車輛均只能簡單管理其收費與否，無法提供其他如贓車追蹤、車流量管制、車隊管理……等管理機能，亦非十分理想。
發明內容本發明的主要目的在於克服現有技術的不足與缺陷，提供一種車輛管理系統以組裝於車輛上，能由一遠端控制中心對行駛於特定道路上的各車輛進行多種管理機制。本發明的另一目的在於提供一種車輛管理系統以組裝於車輛上，能配合以全球定位信息作為收費基礎的電子收費系統。為達成上述目的，本發明的車輛管理系統組裝於一車輛上，主要包括有一全球定位模塊能計算出車輛的現在位置信息；一無線通訊裝置；一存儲裝置儲存有於一特定道路的入口上預設的至少一入口檢核點的全球定位信息；及於出口上預設的至少一出口檢核點的全球定位信息；以及一處理器能比對車輛的現在位置信息符合存儲裝置中至少其中一入口檢核點的全球定位信息時，能控制無線通訊裝置將一代表該符合的入口檢核點的入口數據、以及車輛辨識碼一併無線傳送至一遠端控制中心給以登入，處理器並能比對車輛的現在位置信息符合存儲裝置中至少其中一出口檢核點的全球定位信息時，能控制無線通訊裝置將一代表該符合的出口檢核點的出口數據、以及車輛辨識碼一併無線傳送至控制中心給以登出。由此，遠端控制中心可根據各車輛行駛於特定道路上登入/登出的時間及/或地點信息，對特定道路進行車流量管理控制，或對各車輛進行贓車追蹤、或車隊管理……等多種管理機制。本發明當可配合一以全球定位信息作為收費基礎的電子收費系統，以降低現有紅外線無線電子收費系統實體收費站的建置成本並縮短工期。本發明的遠端控制中心可設置一費率資料庫以儲存一收費費率，控制中心可根據收費費率算出各車輛行駛於特定道路上所需支付的費用。上述收費費率可以是一費率對照表，亦可是一依據裡程距離計算的費率公式。本發明上述各全球定位信息在比對時，理論上只要比對其經緯度座標即可，但為更精確起見，可以再加入比對高度座標。更可於車上增設一DGPS接收器以無線接收遍布各地的DGPS基準臺傳送來的全球定位差分數據，促使全球定位模塊(或處理器)能更加入該差分數據的校正以混合計算出更為精確的車輛現在位置信息。上述的差分數據亦可由控制中心先行收集各地DGPS基準臺的差分數據，再無線傳送給車上無線通訊裝置接收。本發明的車輛辨識碼可以採用車牌號碼、引擎號碼、車主身份證字號、車主信用卡號、或車主銀行帳號……，或任何可用以辨識車輛或車主的其他等效辨識號碼均可。上述全球定位模塊可以是GPS模塊，亦可利用行動電話三個基地臺的定位技術，或其他等效全球定位技術。上述無線通訊裝置可以是GPRS模塊、GSM模塊、CDMA模塊、或其他等效無線通訊模塊均可。上述存儲裝置可以是固定式的硬碟、存儲卡、ROM、RAM、或其他等效固定式存儲裝置，較佳的是採用FLASH存儲卡；或採用可攜式的軟盤、存儲卡、或其他等效可攜式存儲裝置，較佳的是採用可抽取式IC存儲卡。圖1為本發明較佳實施例的系統架構圖；圖2為本發明較佳實施例應用於高速公路的鳥瞰圖；圖3為本發明較佳實施例應用於上述高速公路入口/出口閘道示意圖；圖4為本發明較佳實施例的存儲裝置儲存內容；圖5為本發明較佳實施例的費率對照表內容；圖6為本發明較佳實施例應用於上述高速公路入口閘道的鳥瞰圖。圖中符號說明1GPS模塊2GPRS模塊21衛星3存儲裝置4處理器53遊歷資料庫5伺服器51車籍資料庫52費率資料庫6網際網路61交通局62銀行63警察局631，632，633攝影機7DGPS接收器71DGPS基準臺72DGPS基準臺75聲音裝置76影像裝置T費率對照表A1，A2，A3入口閘道A11，A12，A13，A14入口檢核點B1，B2，B3出口閘道B31，B32，B33，B34出口檢核點C控制中心C1，C2，C3沿途檢核點M車輛P車輛號碼S高速公路具體實施方式下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的具體實施方式。圖1顯示本發明一較佳具體實施例組裝於一車輛M上，該車輛M並以車牌號碼P作為辨識之用。本例於車輛M上組設有一全球定位模塊1(GPS，GlobalPositionSystemmodule)，能接收衛星21的全球定位訊號以隨時算出車輛M的現在位置座標(Xc，Yc，Zc)(currentposition)。車輛M上尚設有一GPRS無線通訊模塊2(GeneralPacketRadioServicemodule)必要時可與遠端控制中心C作無線通訊之用，以及一可抽取式高容量IC存儲卡作為存儲裝置3以便於將IC存儲卡攜出車外前往保修場換卡更新、或攜回家中上網更新內容。圖2顯示本例所欲管理的特定道路(specificroad)為一高速公路S，圖中僅顯示單向的北上車道以簡化說明。高速公路S上沿途設有數個入口閘道A1，A2，A3……(entrancegateway)及數個出口閘道B1，B2，B3……(exitgateway)。圖3將圖2高速公路S的入口閘道A1及出口閘道B3放大，以便由圖中能看見入口閘道A1每隔一適當距離預先標定的入口檢核點A11，A12，A13，A14共四點，出口閘道B3亦每隔一適當距離預先標定出口檢核點B31，B32，B33，B34共四點。上述各個入口檢核點A11，A12，A13，A14、及出口檢核點B31，B32，B33，B34均事先量測好其全球定位座標，並儲存於車輛M的存儲裝置3中。本例中，車牌號碼P亦先儲存於存儲裝置3中。如圖4所示，存儲裝置3更儲存有各個入口/出口檢核點與其所在的入口/出口數據的分別對應關係，例如入口檢核點A11，A12，A13，及A14均分別對應至入口數據「NA1」其代表「北上入口閘道編號A1」，出口檢核點B31，B32，B33，及B34亦分別對應至出入口數據「NB3」其代表「北上出口閘道編號B3」。此外，圖4又顯示該入口/出口閘道數據亦可採用入口/出口閘道的裡程數，當然亦可直接採用各個入口/出口檢核點的全球定位座標，或其他任何能作為各閘道識別之用均可。請再參閱圖1，車輛M上另設有一處理器4，能隨時擷取GPS模塊1算出的車輛M現在位置座標(Xc，Yc，Zc)，與存儲裝置3中的各個入口/出口檢核點的全球定位座標加以比較。圖3顯示當車輛M由入口閘道A1駛入高速公路S時，必定會經過入口檢核點A11，A12，A13，或A14。因此，若車上處理器4比對出車輛M現在位置座標(Xc，Yc，Zc)符合存儲裝置3中四個入口檢核點A11，A12，A13，或A14其中一個的全球定位座標時，就表示車輛M正在駛入入口閘道A1；又若處理器4「連續」比對出車輛M現在位置座標(Xc，Yc，Zc)符合存儲裝置3中二個、三個、或四個入口檢核點的全球定位座標時，就可更確定車輛M確實已進入入口閘道A1。一旦確定車輛M已進入入口閘道A1，處理器4便讀取存儲裝置3內比對符合的入口檢核點A11，A12，A13，或A14所對應的入口閘道編號「NA1」，並控制GPRS模塊2無線傳送一包括有入口閘道編號NA1、以及車牌號碼P的簡訊(shortmessage)以登入(log-in)一遠端控制中心C。控制中心C隨後傳回一已登入的簡訊，以啟動車上聲音裝置75或曩像裝置76提醒車主已經進入高速公路S入口閘道A1。同理，圖3中當車輛M欲由出口閘道B3駛離高速公路S時，必定會經過出口檢核點B31，B32，B33，或B34。因此，若車上處理器4比對出車輛M現在位置座標(Xc，Yc，Zc)符合存儲裝置3中四個出口檢核點B31，B32，B33，或B34其中一個的全球定位座標時，就表示車輛M正在駛離出口閘道B3；又若處理器4「連續」比對出車輛M現在位置座標(Xc，Yc，Zc)符合存儲裝置3內二個、三個、或四個出口檢核點的全球定位座標時，就可更確定車輛M確實已駛離出口閘道B3。一旦確定車輛M已駛離出口閘道B3，處理器4便讀取存儲裝置3內出口檢核點B31，B32，B33，或B34所對應的出口閘道編號「NB3」，並控制GPRS模塊2無線傳送一包括有出口閘道編號NB3、以及車牌號碼P的簡訊以登出(log-out)該遠端控制中心C。控制中心C隨後傳回一已登出的簡訊，以啟動車上聲音裝置75或影像裝置76提醒車主已經駛出高速公路S出口閘道NB3。前述GPRS模塊2亦可只有無線傳送出比對符合的入口(出口)檢核點的全球定位座標、以及車牌號碼P等簡訊至該遠端控制中心C，再由控制中心C伺服器5自行判斷該等檢核點的全球定位座標究屬於哪一個入口(出口)閘道，從而進行登入(登出)作業。圖1可見控制中心C設有一車籍資料庫51，其儲存有數個不同車輛的車牌號碼、及其對應的各種車輛數據，例如車輛種類、出廠年月日、引擎號碼、違規紀錄、車主姓名、車主地址、車主電話、車主信用卡號、車主銀行帳號……等。因此，當該車輛M以車牌號碼P登入後，控制中心C便可即時(real-time)搜尋車籍資料庫51以作多種管理，例如追蹤該車輛M是否為贓車？查詢該車輛M種類例如砂石車是否準予行駛該特定高速公路、或特定高架橋？或是，僅僅簡單地累加高速公路S上的車輛總數可作車流量管制……等等。控制中心C又可設有一遊歷資料庫53(travelingdatabase)，以儲存各車輛M曾經行駛的特定道路、及其登入/登出的時間地點等歷史數據。本例尚可配合一設於控制中心C內的費率資料庫52(scheduleratingdatabase)以組成一電子收費系統(ETC，ElectronicTollCollection)。請參閱圖5，該費率資料庫52儲存有一費率對照表T(scheduleratingtable)，其記載由其中一入口閘道NA1，NA2，NA3……駛入高速公路S、並由其中一出口閘道NB1，NB2，NB3……駛離所需的通行費用(tollfee)。伺服器5能根據該車輛M登入高速公路S時的入口閘道NA1、及登出時的出口閘道NB3，並對照該費率對照表T以找出此次行駛高速公路S所需通行費用為$2.0。此費用數字可預先儲存於遊歷資料庫53中加以累積，每月結算一次並經由網際網路6傳輸至交通局61予以匯整，再由車藉資料庫51中登記的車主信用卡號扣款，或由銀行62中車主的帳戶轉帳。因此，本例改以車上的GPS定位信息作為收費基礎，並於金融環境背景中自動電子化轉帳扣款，故於高速公路S不必再沿途設置收費站、不會影響行車速率，也不必再於入出口閘道設置實體管制站，均可降低現有人工收費或現有電子收費系統的建置成本，並能縮短工期。上述費率資料庫、及費率計算過程亦可改於交通局61或銀行62中，不以設於控制中心C為限。又，通行費用亦可改用一費率公式F(Formula)以參照圖4存儲裝置3所記載的入口閘道NA1、及出口閘道NB3間的裡程距離(64Km＝192-128)來計算通行費用。圖1尚可見本例於車輛M上另組設有一DGPS接收器7(DifferentialGPSreceiver)，其用以無線接收一DGPS基準臺71的全球定位差分數據(Differentialdata)。該等DGPS基準臺71，72……可分別設置於高速公路S沿途適當地點，例如圖3設於鄰近入出口閘道附近，或可設置於較遠處但其發送範圍仍可達至入/出口閘道。DGPS基準臺71，72……發送出的差分數據，可經由車上DGPS接收器7無線接收後，再經由車上GPS模塊1(或處理器4)加以混合計算出更為精確的現在位置信息(Xc』，Yc』，Zc』)，促使DGPS基準臺發送範圍十公裡內的全球定位誤差值降至一米以內，如此以精確比對出車輛M是否確實駛入入口閘道NA1，或駛離出口閘道NB3。另以臺灣島南北全長四百公裡為例，三等分後約為133公裡，在各三等分區域的中心點各設置一DGPS基準站，因此全部車輛均可位於其中一DGPS基準站半徑75公裡範圍內。以目前技術水準而言，DGPS基準站距離與全球定位的精確度關係為半徑一百公裡範圍內誤差值為十米，半徑七十五公裡範圍內誤差值為七點五米，半徑五十公裡範圍內誤差值為五米……。因此，圖1可見本例另以較便宜的方法傳送上述DGPS差分數據，其中控制中心C先行連線至北臺灣、中臺灣、南臺灣三地的DGPS基準臺以收集三地的DGPS差分數據，控制中心C並將收集到的三地DGPS差分數據以簡訊或數字廣播無線傳送給各車輛M上的DGRS無線通訊模塊2，車上處理器4能自選選擇其當時所在例如北臺灣的DGPS差分數據以進行校正計算，如此全臺灣各地均可獲得誤差值七點五米以內的全球定位座標。由此，雖然犧牲較大的誤差值，卻可使各地DGPS基準臺以較大距離分開設置，可減少基準臺數量，亦可降低設置成本與施工期。理論上，本例於比對各檢核點的全球定位座標時，只需比對其經、緯度座標即可。然而，圖4更顯示本例一併比對其高度(altitude)座標，此是由於一般道路G與高速公路S間均有一高度差，請詳參圖6入口閘道NA1上各個入口檢核點A11，A12，A13，或A14有其連續高度變化，因此加入比對高度座標將可更精確比對出車輛M是否確實駛入入口閘道NA1(或駛離出口閘道)。圖2，3可見本例於高速公路S上每隔一預定距離預先標定有數個沿途檢核點C1，C2，C3……。圖4顯示存儲裝置3中亦儲存有上述沿途檢核點C1，C2，C3……的全球定位座標，及其對應的前一個入口閘道編號「NA1」、裡程數等數據的對應關係。因此，當車輛M通過入口閘道NA1後，卻因種種因素(例如車上機未開機、故障、控制中心C停電、電腦當機……)而未能及時登入時，車上處理器4便能繼續以車輛M的現在位置信息(Xc，Yc，Zc)比對儲存於存儲裝置3中各沿途檢核點C1，C2，C3……的全球定位座標，若能比對符合其中一或一個以上的沿途檢核點C1，C2，或C3，處理器4便讀取存儲裝置3中對應的前一個入口閘道編號NA1，並將之與車輛M的車牌號碼P一併無線傳送至控制中心C給以補行登入，如此可防弊。圖3可見另一種防弊措施，將數個攝影機631，632，633設置於入口/出口閘道、及高速公路S沿線上，並與警察局63連線。警察局63可利用攝影機631，632，633拍攝路過車輛，並經過光學辨識系統辨識其車牌號碼P後，通過網際網路6(圖1)向控制中心C查詢該車牌號碼P是否有登入？若查無登入，則可通過控制中心C無線傳送簡訊提醒車主開啟本例車上機系統，或逕予開單告發。上述實施例僅是為了便於說明而舉例，本發明所主張的保護範圍自應以權利要求書的範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。權利要求1.一種車輛管理系統，組裝於一車輛上；該車輛被定義有唯一辨識碼，並能行駛於至少一特定道路上從而受一遠端的控制中心的管理控制；該特定道路包括有至少一入口、及至少一出口，每一入口以至少一入口檢核點來代表該入口，每一入口檢核點具有一全球定位信息，且每一出口以至少一出口檢核點來代表該出口，每一出口檢核點具有一全球定位信息；其特徵在於，上述車輛管理系統主要包括一全球定位模塊，能計算出該車輛的現在位置信息；一無線通訊裝置；一存儲裝置，儲存有該等入口檢核點的全球定位信息、及該等出口檢核點的全球定位信息；以及一處理器，能比對該車輛的現在位置信息符合該存儲裝置中至少其中一入口檢核點的全球定位信息時，能控制該無線通訊裝置將一代表該符合的入口檢核點的入口數據、以及該車輛的辨識碼一併無線傳送至該控制中心給以登入；該處理器並能比對該車輛的現在位置信息符合該存儲裝置中至少其中一出口檢核點的全球定位信息時，能控制該無線通訊裝置將一代表該符合的出口檢核點的出口數據、以及該車輛的辨識碼一併無線傳送至該控制中心給以登出。2.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該存儲裝置更儲存有該等入口檢核點與該等入口數據的分別對應關係，及該等出口檢核點與該等出口數據的分別對應關係。3.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該控制中心包括有一車籍資料庫，儲存有數個不同車輛的辨識碼、及其對應的車輛數據。4.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該控制中心包括有一費率資料庫，儲存有該等入口數據、該等出口數據、以及一收費費率其定義有由上述其中一入口駛入、並由其中一出口駛離所需的通行費用。5.如權利要求4所述的車輛管理系統，其特徵在於，該收費費率是指一費率對照表。6.如權利要求4所述的車輛管理系統，其特徵在於，該收費費率是指一依據裡程距離計算的費率公式。7.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該特定道路更包括有至少一沿途檢核點，每一沿途檢核點具有一全球定位信息，且該存儲裝置更儲存有該等沿途檢核點的全球定位信息；當一尚未登入的車輛行駛於該特定道路上、且該處理器比對出該車輛的現在位置信息符合該存儲裝置中至少其中一沿途檢核點的全球定位信息時，該處理器能控制該無線通訊裝置將一代表該符合的沿途檢核點的前一個入口數據、以及該車輛的辨識碼一併無線傳送至該控制中心給以補行登入。8.如權利要求7所述的車輛管理系統，其特徵在於，該存儲裝置更儲存有該等沿途檢核點與該等前一個入口數據的分別對應關係。9.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，上述各檢核點的全球定位信息分別包括有一經度座標及一緯度座標。10.如權利要求9所述的車輛管理系統，其特徵在於，上述各檢核點的全球定位信息分別更包括有一高度座標。11.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，更包括有一DGPS接收器以無線接收一全球定位差分數據，且能更加入該差分數據以混合計算出更為精確的現在位置信息。12.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該無線通訊裝置更能接收由外部傳來的一全球定位差分數據，且能更加入該差分數據以混合計算出更為精確的現在位置信息。13.如權利要求12所述的車輛管理系統，其特徵在於，該差分數據由該遠端的控制中心以無線傳送至該無線通訊裝置。14.如權利要求12所述的車輛管理系統，其特徵在於，該差分數據包括至少一DGPS全球定位差分數據。15.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該車輛的辨識碼是指車牌號碼。16.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該入口數據是指入口編號，且該出口數據是指出口編號。17.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該特定道路是指高速公路。18.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該全球定位模塊是指GPS模塊。19.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該無線通訊裝置是指GPRS模塊。20.如權利要求1所述的車輛管理系統，其特徵在於，該存儲裝置是指高容量IC存儲卡。全文摘要本發明涉及一種車輛管理系統，主要是於車輛上的存儲裝置內儲存有代表高速公路每一入口閘道及出口閘道的檢核點的全球定位座標，當車輛駛入高速公路入口閘道(或駛離出口閘道)時，車上處理器先比對車輛現在全球定位座標符合存儲裝置內其中一入口(出口)檢核點的全球定位座標，便以其車上無線通訊裝置將對應的入口(出口)閘道編號、及該車輛的車牌號碼一併無線傳送至遠端控制中心進行登入(登出)作業，控制中心根據各車輛登入(登出)的時間/地點信息，便可管理高速公路上的車流量，並能進行贓車追蹤、車隊管理或對各車輛進出閘道時進行電子收費。文檔編號G07B15/06GK1499455SQ0215039公開日2004年5月26日申請日期2002年11月11日優先權日2002年11月11日發明者陳國榮,李俊忠,黃振宏申請人:行毅科技股份有限公司