CN101882373A - 车队维持方法及车载通信*** - Google Patents

Abstract

车队维持方法及车载通信***。该车队维持方法，其利用车辆位置与车速信息的交换与分散式演算法来提供每一车辆的建议行进车速以保持车队丛集的程度。此方法包括将车辆分组为多个子车队，并且识别子车队中的指挥车辆与成员车辆。此方法还包括取得在各子车队中各车辆的位置坐标与行进车速，并且将各车辆的位置坐标转换为对应一维坐标。并且，此方法也包括依据所转换的一维坐标计算各子车队的子车队重心以及整个车队的车队重心。再者，此车队维持方法还包括依据各指挥车辆的重心距离产生各指挥车辆的建议行进车速，并且由此产生各成员车辆的建议行进车速。

Description

车队维持方法及车载通信***

技术领域

本发明涉及一种车队维持方法及车载通信***。

背景技术

随着科技的进步与交通工具的发达，现代人们的移动需求量大大地增加，因此使用者相当渴望一套能够提供目的地指引或地图导引的信息***。由于个人移动装置的普及化，与全球定位***(Global Position System，GPS)的商业化，GPS导引装置因此产生。

目前的可携式电子装置可结合GPS技术，以作为导航定位的用途，主要用以汽车、船舶及飞机等交通工具的导航定位，而上述的可携式电子装置例如是内建或外挂GPS天线模块的移动电话、个人数字助理器或导航器(navigator)等可携式电子装置。而在GPS日益普及的今天，人们喜欢在旅游时随身携带具有GPS的电子装置，而此电子装置可能存储有各个区域的导航软件与其地图数据，用以辅助驾驶人在陌生的区域中，能藉导航器的屏幕显示出驾驶人所在区域的电子地图，使得驾驶人不会迷失方向。

然而，上述GPS导引装置仅能告知车辆本身的位置，却无法提供车辆与目前车队之间的通信。为了使车辆间能够通信，美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission，FCC)将5.85-5.925GHz的频带提供给车辆间通信及车辆-路旁装置间通信。具体来说，每一台车子都配有一些存储装置与收发单元，因此每一台车子都可当成是一个移动路由以用来帮忙存储或传递讯息，其中主要是以车载资通信娱乐服务和交通安全为其应用。

在各车辆的通信装置之间所形成的车用随意网络(Vehicle Ad-hocNetwork，VANET)可视为移动随意网络(Mobile Ad-hoc Network，MANET)的一个特殊应用情境。在车用随意网络中，车辆被视为散布于道路上的移动节点(Mobile Nodes)，并以特殊方式移动而形成不同于一般移动随意网络所假设的网络拓扑(Network Topology)和网络特性。例如，包含多辆车辆的一车队出游时，可能会因为路况(ex：红绿灯、堵车...)等问题造成车队网络的中断与破碎。更重要的是，由于车辆之间缺乏稳定可靠的传输媒介，许多服务的服务品质(Quality of Service，QoS)都变得难以达成。

图1是绘示车队行进的示意图。请参照图1，车队包括车辆102、104、106、108、110、112、114与116等8辆车，当车队行进时，车辆102、104、106、108、110、112、114与116可能会因路况(例如，红绿灯、塞车等环境因素)而使得车队中的车辆102、104、106、108、110、112、114与116分散，而无法确认彼此之间的位置。

因此，当人们以车队方式出游时，如何避免车队中的车辆走失，或者让车队的领队了解目前车队中车辆的目前位置是车队出游过程中相当中重要的。

发明内容

本发明提出一种车队维持方法，用于维持一车队，其中此车队具有多台车辆。此车队维持方法包括将车队中的车辆分组为多个子车队，并且在各子车队中识别其中一台车辆为指挥车辆并且其他车辆为成员车辆。此车队维持方法还包括取得在各子车队中各车辆的位置坐标与行进车速，将各车辆的位置坐标转换为对应一维坐标。并且，此车队维持方法也包括依据各子车队中各车辆所对应的一维坐标计算各子车队的子车队重心，并且依据所有子车队的子车队重心计算整个车队的车队重心。再者，此车队维持方法还包括依据各指挥车辆的重心距离产生各指挥车辆的建议行进车速，其中各指挥车辆的重心距离是根据对应的指挥车辆与车队重心之间的距离来计算。

本发明提出一种车载通信***，适用于配置在一车辆中并且维持此车辆于一车队中。此车载通信***包括微处理器单元、子车队分组单元、定位单元、车速检测单元、收发单元、一维坐标转换单元、重心计算单元以及建议车速产生单元。子车队分组单元是耦接至微处理器单元并且用以将上述车辆分组至子车队并且决定车辆为指挥车辆或成员车辆。定位单元是耦接至微处理器单元并且用以从定位***中接收多个位置信息以判断上述车辆的位置坐标。车速检测单元是耦接至微处理器单元并且用以检测上述车辆的行进车速。收发单元是耦接至微处理器单元并且用以从子车队的至少一其他车辆中接收此其他车辆的位置坐标与行进车速。一维坐标转换单元是耦接至微处理器单元并且用以将上述车辆的位置坐标与其他车辆的位置坐标转换为多个对应一维坐标。重心计算单元是耦接至微处理器单元并且用以依据所转换的对应一维坐标来计算子车队的子车队重心，其中重心计算单元还用以依据收发单元从其他指挥车辆中接收的其他子车队重心和所计算的子车队重心来计算车队的车队重心。建议车速产生单元是耦接至微处理器单元，其中当子车队分组单元决定上述车辆为指挥车辆时建议车速产生单元会根据车队重心与上述车辆之间的重心距离来产生上述车辆的建议行进车速。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是绘示车队行进的示意图。

图2是根据本发明示范实施例所绘示的车队行进的示意图。

图3是根据本发明示范实施例所绘示的车载通信装置。

图4是执行最小识别码丛集法的流程图。

图5(a)～(e)是执行最小识别码丛集法的范例示意图。

图6是根据本示范实施例所绘示转换一维坐标的示意图。

图7是根据本发明示范实施例所绘示的车队维持方法的运作流程图。

图8是根据本发明示范实施例所绘示产生指挥车辆的建议行进车速的详细流程图。

图9是根据本发明另一示范实施例所绘示的车队维持方法的运作流程图。

【主要元件符号说明】

102、104、106、108、110、112、114、116：车辆

202、204、206、208、210、212、214、216：车辆

222、224、226、228、230、232、234、236：车载通信装置

282、284、286：路旁装置

252、254、256：子车队

262：车队重心

302：微处理器单元

304：子车队分组单元

306：定位单元

308：车速检测单元

310：收发单元

312：一维坐标转换单元

314：重心计算单元

316：建议车速产生单元

S401、S403、S405、S407、S409、S411、S413、S415：最小识别码丛集法的执行步骤

S701、S703、S705、S707、S709、S711、S713、S901、S903：车队维持方法的执行步骤

S801、S803、S805、S807、S809：产生指挥车辆的建议行进车速的步骤

具体实施方式

本发明的实施例提供一种车队维持方法，其能够有效地维持车辆的丛集程度。

本发明的实施例提供一种车载信息***，其能够适时地提供车辆的建议行进车速，以为持车辆于车队中。

根据本示范实施例的车队维持方法是通过稳定且低成本的连结方式，让同一车队中车辆与车辆之间能够互相交换信息(例如，每一车辆的位置坐标与行进车速)，并且通过此信息能够加以判断每一车辆应加减速的程度。也就是说，通过这些信息交换，当车辆落后于整个车队时***能够提醒驾驶适当地加速，并且当车辆领先于整个车队太多时则***能够提醒驾驶能适当地减速，由此达到维持车队丛集程度。

图2是根据本发明示范实施例所绘示的车队行进的示意图。

请参照图2，车队包括车辆202、204、206、208、210、212、214与216等8辆车，其中当车队行进时，车辆202、204、206、208、210、212、214与216因路况而使得车队中的车辆202、204、206、208、210、212、214与216分散为多个子车队252、254与256，其中子车队252由车辆202、204与206所组成，子车队254由车辆208、210与212所组成，并且子车队256是由车辆214与216所组成。

车辆202、204、206、208、210、212、214与216中分别地配置车载通信装置222、224、226、228、230、232、234与236。车载通信装置222、224、226、228、230、232、234与236是用以彼此通信以传送对应的车辆202、204、206、208、210、212、214与216的目前位置坐标以及行进车速。特别是，车载通信装置222、224、226、228、230、232、234与236会依据车队目前的状态来分别地提供建议行进车速给车辆202、204、206、208、210、212、214与216。

图3是根据本发明示范实施例所绘示的车载通信装置。车载通信装置222、224、226、228、230、232、234与236具有相同的结构与功能，以下将以配置在车辆202中的车载通信装置222为例进行说明。

请参照图3，车载通信装置222包括微处理器单元302、子车队分组单元304、定位单元306、车速检测单元308、收发单元310、一维坐标转换单元312、重心计算单元314与建议车速产生单元316。

微处理器单元302是用以控制与协调子车队分组单元304、定位单元306、车速检测单元308、收发单元310、一维坐标转换单元312、重心计算单元314与建议车速产生单元316的运作。其中，协调子车队分组单元304、定位单元306、车速检测单元308、收发单元310、一维坐标转换单元312、重心计算单元314与建议车速产生单元316也可内建于微处理器单元302中。

子车队分组单元304是耦接至微处理器单元302并且用以将车辆202分组至某一子车队，并且决定在此子车队中车辆202是一指挥车辆或一成员车辆。具体来说，车载通信装置222的子车队分组单元304会在微处理器单元302的控制之下与在收发单元310的通信范围内的其他车载通信装置进行通信与协商，以决定哪些车辆是属于同一子车队，并且决定哪台车辆为指挥车辆。在此，指挥车辆是负责整合子车队的相关信息并且与其他子车队的指挥车辆通信。

在本发明示范实施例中，子车队分组单元304是使用最小识别码分组演算法(Lowest-ID Clustering Algorithm)来与其他车载通信装置进行通信与协商以决定哪些车辆是属于同一子车队，并且识别此子车队的指挥车辆。

图4是执行最小识别码丛集法的流程图，并且图5是执行最小识别码丛集法的范例示意图，其中假设有4个节点要进行分组。

请参照图4与图5，在步骤S401中节点会被分配一个唯一识别码(identification，ID)并且初始化。例如，4个节点分别为节点1、节点2、节点3与节点4，并且节点1、节点2、节点3与节点4会识别本身为指挥节点(Cluster-Head，CH)，如图5的(a)所示。

接着，在步骤S403中，每一节点会周期地广播ID讯息以及接收在其通信范围内的其他节点的ID讯息。

在步骤S405中，每一节点会将本身的ID与所接收的ID进行比较，以判断是否有其他节点的ID小于本身的ID。倘若本身的ID小于其他节点的ID时，则在步骤S407中会维持本身为指挥节点(如图5的(b)中所示的节点1)。倘若有其他节点的ID小于本身的ID时，则在步骤S409中会将最小ID的节点识别为指挥节点且将本身设定为此指挥节点的准成员节点(Quasi-Cluster-Member，QCM)(如图5的(b)中所示的节点2、3与4)。

然后，在步骤S411中会判断是否接收到所识别的指挥节点的ID讯息。倘若未接收到所识别的指挥节点的ID讯息，则在步骤S413中会识别本身为指挥节点(如图5的(c)中所示的节点3与4)，并且执行再次执行步骤S403以周期地广播ID讯息以及接收在其通信范围内的其他节点的ID讯息并识别最小ID的节点(如图5的(d)中所示的节点3与4)。倘若接收到所识别的指挥节点的ID讯息，则在步骤S415中会确认本身为此指挥节点的成员节点(如图5的(b)中所示的节点2)，并且之后执行步骤S411来持续判断是否接收到所识别的指挥节点的ID讯息。

请参照图5，在(a)～(c)中节点1会维持本身为指挥节点且节点2会确认其为节点1的成员节点，并且在(d)～(e)中节点3会确认本身为指挥节点并且节点4会确认其为节点3的成员节点。

在本发明示范实施例中，子车队分组单元304是依据图4所描述的步骤来识别车辆202是属于那个子车队并且决定车辆202为指挥车辆或成员车辆。然而，必须了解的是，尽管在本示范实施例中是使用最小识别码丛集法来进行分组与识别指挥车辆，但本发明不限于此，在本发明另一示范实施例中，最高连结度分组演算法(High Connectivity Clustering Algorithm)或其他适合的分组演算法也可应用于本发明。

请再参照图3，定位单元306是耦接至微处理器单元302并且用以从一定位***(未绘示)中接收多个位置信息以判断车辆202的位置坐标。例如，在本示范实施例中，定位单元306为一卫星定位***，并且用以从多颗卫星中接收位置信息以计算出车辆202的位置坐标。然而，本发明不限于此，在本发明另一示范实施例中，定位单元306也可以是通过移动通信***的基站接收位置信息来计算出车辆202的位置坐标，例如辅助参数定位***(Assisted GPS，A-GPS)。

车速检测单元308是耦接至微处理器单元302并且用以检测车辆202的行进车速。在本示范实施例中，车速检测单元302是连接至车辆202本身所配置的车用计算机(未绘示)以获取车辆202的行进车速。然而，本发明不限于此，在本发明另一示范实施例中，车速检测单元308也可以是持续通过定位单元306所计算的位置坐标来计算车辆202的行进车速。

收发单元310是耦接至微处理器单元302并且用以接收与发送信号。具体来说，收发单元310会在微处理器单元302的控制之下从其他车辆的车载通信装置(例如，车载通信***224与车载信息***226)中接收讯息(例如，行进车速或位置坐标等信息)及发送讯息至其他车辆的车载通信装置。在本示范实施例中，收发单元310为符合IEEE 802.11p标准的通信装置。也就是说，收发单元310可使车载通信装置222与邻近的车载通信装置(例如，车载通信装置224与车载通信装置226)形成一车用随意网络(VehicleAd-hoc Network，VANET)。

此外，当子车队分组单元304识别车辆202为指挥车辆时，收发单元310还用以与其他指挥车辆的车载通信装置通信以传送与接收讯息。例如，在本示范实施例中，收发单元310可与路旁装置(Roadside Unit，RSU)通信，并且通过路旁装置来与其他指挥车辆的车载通信装置通信。如图2所示，收发单元310可与路旁装置284连结，并通过路旁装置284与282以及路旁装置284与286之间的连结(例如，有线通信或无线通信)与子车队254与256的指挥车辆(例如，车辆208与214)来通信。在本示范实施例中，路旁装置282、284与286亦是符合IEEE 802.11p标准的通信装置。然而，本发明不限于此，在本发明另一示范实施例中路旁装置也可以是移动通信网络的基站。

一维坐标转换单元312是耦接至微处理器单元302并且用以在微处理器单元302的控制下将车辆202的位置坐标转换为对应的一维坐标，并且将所接收的其他车辆的位置坐标转换为对应的一维坐标。具体来说，当车辆202被识别为指挥车辆时，一维坐标转换单元312会收集车辆202所对应的子车队中其他车辆的位置坐标。然而，由于车辆必须依据实际道路来行进，因此车辆彼此之间的距离必须以对应车队的行进路径来转换后的一维坐标来表示(如图6所示)。

重心计算单元314是耦接至微处理器单元302并且用以依据一维坐标转换单元312所计算的对应一维坐标来计算子车队252的子车队重心。具体来说，当车辆202被识别为指挥车辆时，重心计算单元314会在微处理器单元302的控制下计算车辆202所对应的子车队的子车队重心，其中子车队重心是根据下述公式0-1所计算：

$G_a\left(t\right)=\frac{\underset{i\∈a}{\mathrm{\Σ}}{P}_i\left(t\right)}{n_a}$ (公式0-1)

其中G_a(t)表示子车队a于时间t时的子车队重心，P_i(t)为车辆i于时间t时的一维坐标，n_a为子车队中车辆的数量。

特别是，在车辆202被识别为指挥车辆的例子中，收发单元310会与其他指挥车辆的车载通信装置通信，以将子车队252的车队重心传送给其他指挥车辆(例如，车辆214)的车载通信装置通信(例如，车载通信装置234)并且从其他指挥车辆的车载通信装置通信中接收其他子车队的子车队重心。此外，在接收到其他子车队的子车队重心后，重心计算单元314会在微处理器单元302的控制下依据本身的子车队重心以及所接收到的其他子车队的子车队重心来计算整个车队的车队重心262(如图6所示)，其中车队重心是根据下述公式0-2所计算：

$\mathrm{Gg}\left(t\right)=\frac{\underset{i\∈\mathrm{SG}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Gi}\left(t\right)*n_i}{N}$ 或 $\mathrm{Gg}\left(t\right)=\frac{\underset{i\∈\mathrm{SG}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Gi}\left(t\right)}{M}$ (公式0-2)

其中G_g(t)表示车队于时间t时的车队重心，G_i(t)为子车队i于时间t时的子车队重心，SG为车队中子车队的集合，n_i为子车队i中车辆的数目，N为整体车队的车辆数，M为子车队的数量。

建议车速产生单元316是耦接至微处理器单元302并且用以产生车辆202的建议行进车速。

在本示范实施例中，当子车队分组单元304识别车辆202为指挥车辆时，则建议车速产生单元316会从车速检测单元308中接收车辆202的行进车速，并且建议车速产生单元316会根据收发单元310所接收在子车队252内其他车辆(即，车辆204与206)的行进车速来计算平均相对速度。例如，建议车速产生单元316会计算车辆202与车辆204的行进车速的差值，并且计算车辆202与车辆206的行进车速的差值，然后将这些差值进行平均运算，以获取车辆202的平均相对速度。此外，建议车速产生单元316会依据重心计算单元314所计算的车队重心来计算车辆202与车队重心262之间的一距离作为重心距离。最后，建议车速产生单元316会根据车辆202的行进车速、重心距离与平均相对速度来计算车辆202的建议行进车速。

具体来说，在本示范实施例中，建议车速产生单元316会依据收发单元310的通信距离以车队重心为中心计算重心区参考距离和线性区参考距离。例如，在本示范实施例中，重心区参考距离为远离车队重心1倍通信距离的距离并且线性区参考距离为远离车队重心预设倍数的通信距离的距离，其中预设倍数是由使用者自行设定，且预设倍数是大于1的值。在本范例中，预设倍数被设定为5。然后，建议车速产生单元316会依据车辆202的重心距离是否超过重心区参考距离与线性区参考距离来决定车辆202的建议行进车速。在此必须说明的是，在本示范实施例中，重心区参考距离和线性区参考距离是用以区分为三个区域以区别车辆202的目前位置来执行不同方案的车速调整计算。然而，本发明不限于此，在本发明另一示范实施例中，也可以2个或更多个区域来区分车辆的目前位置。

在本示范实施例中，当车辆202与车队重心262之间的重心距离未超过重心区参考距离时，则建议车速产生单元316会以车队中所有车辆202、204、206、208、210、212、214与216的平均行进车速作为车辆202的建议行进车速。

在本示范实施例中，当车辆202与车队重心262之间的重心距离超过重心区参考距离但未超过线性区参考距离时，则建议车速产生单元316会依据公式1来计算车辆202的建议行进车速：

V_t+1＝V_t+α*(D_i，g/(D_LR+D_GR))*A+(1-α)*V_i，t  (公式1)

其中V_t+1为车辆202的建议行进车速，V_t为车辆202的行进车速，α为0％～100％，D_i，g为车辆202的重心距离，D_LR为线性区参考距离，D_GR为重心区参考距离，A为一最大加速度，V_i，t为车辆202的平均相对速度。

在本示范实施例中，A是由使用者自行设定，其中当A值愈大时，则车辆202会以较大的幅度调整车速，反之A值愈小时，则车辆202会以较小的幅度调整车速。此外，α值亦是由使用者可自行设定，其中α愈小时，则车辆202会较参考其邻近的车辆的行进车速来调整车速，反之，α愈大时，则车辆202会较不参考其邻近的车辆的行进车速来调整车速。在本示范实施例中，A是设定为每秒平方3公尺，且α是设定为60％。

在本示范实施例中，当车辆202与车队重心262之间的重心距离超过线性区参考距离时，则建议车速产生单元316依据公式2来计算车辆202的建议行进车速：

V_t+1＝V_t±A                          (公式2)

其中当车辆202的位置是在车队重心之前时，则建议车速产生单元316会以(V_t-A)作为建议行进车速，而当车辆202的位置是在车队重心之后时，则建议车速产生单元316会以(V_t+A)作为建议行进车速。

此外，在本示范实施例中，当子车队分组单元304识别车辆202为成员车辆时，则建议车速产生单元316会从车速检测单元308中接收车辆202的行进车速，并且建议车速产生单元316会根据收发单元310所接收在子车队252内其他车辆(即，车辆204与206)的行进车速计算平均相对速度。最后，建议车速产生单元316会根据车辆202的行进车速与平均相对速度来计算车辆202的建议行进车速(如公式3)：

V_t+1＝V_t+V_i，t                      (公式3)

其中平均相对速度必须不大于最大加速度，也就是说，当平均相对速度大于最大加速度时，则以最大加速度的值取代所计算的平均相对速度。

在本发明一示范实施例中，车载通信装置222还包括建议车速提示单元(未绘示)，用以将建议车速产生单元316所产生的建议行进车速显示给车辆202的驾驶。在此，建议车速提示单元可以是一显示屏幕或一语音播放装置。

综合上述，在本示范实施例中，当车辆202被识别为指挥车辆时，车载通信装置222会负责收集子车队内其他车辆的信息并且与其他子车队进行通信以决定车辆202的建议行进车速。反之，当车辆202被识别为成员车辆时，则车辆202的车载通信装置222会提供相关信息给在其通信范围内的指挥车辆，并且根据指挥车辆与子车队内其他成员车辆的行进车速来调整行进车速。

图7是根据本发明示范实施例所绘示的车队维持方法的运作流程图。

请参照图7，在步骤S701中，将车队中的车辆分组为多个子车队，并且在每一子车队中识别选择其中一辆车辆为指挥车辆，同时识别其他车辆为成员车辆。车辆分组以及选择指挥车辆的方法已配合图4与图5详细描述如前，在此不再重复描述。此外，由于各子车队内的运作是相同的，以下的步骤将以子车队252中的车辆作说明。

在步骤S703中会取得各子车队中每一车辆的位置坐标与行进车速。

例如，如图2所示，在子车队252、254与256的指挥车辆分别为车辆202、208与214(即，其他车辆204、206、210、212、216为成员车辆)的例子中，在子车队252中车辆202的车载通信装置222会从车辆204的车载通信装置224中取得车辆204的位置坐标与行进车速，并且从车辆206的车载通信装置226中取得车辆206的位置坐标与行进车速。并且，车辆204的车载通信装置224亦会从车辆202的车载通信装置222中取得车辆202的行进车速和从车辆206的车载通信装置226中取得车辆的行进车速。另外，车辆206的车载通信装置226亦会从车辆202的车载通信装置222中取得车辆202的行进车速和从车辆204的车载通信装置224中取得车辆的行进车速。

接着，在步骤S705中将车队内所有车辆的位置坐标转换为对应的一维坐标。之后，在步骤S707中依据各子车队内各车辆的一维坐标来计算子车队重心，并且在步骤S709中会依据所有子车队重心来计算车队的车队重心。

然后，在步骤S711中依据各指挥车辆的重心距离产生各指挥车辆的建议行进车速。图8是根据本发明示范实施例所绘示的产生指挥车辆的建议行进车速的详细流程图。以下将以产生车辆202的建议行进车速来说明图8中的步骤。

请参照图8，在步骤S801中会判断指挥车辆202与车队重心262之间的重心距离是否超过重心区参考距离，其中重心区参考距离的计算方式已描述如上，在此不重复描述。倘若指挥车辆202的重心距离不超过重心区参考距离时，则在步骤S803中会以车队中所有车辆的平均行进车速作为车辆202的建议行进车速。具体来说，在步骤S703中指挥车辆202的车载通信装置222会取得子车队252中每一车辆的行进车速，并且指挥车辆202的车载通信装置222会通过路旁装置282、284与286分享这些信息给指挥车辆208的车载通信装置228与指挥车辆214的车载通信装置234并且从指挥车辆208的车载通信装置228与指挥车辆214的车载通信装置234中取得子车队254与256中的车辆的行进车速。

倘若指挥车辆202的重心距离超过重心区参考距离时，则在步骤S805中会判断指挥车辆202的重心距离是否超过线性区参考距离，其中线性区参考距离的计算方式已描述如上，在此不重复描述。倘若指挥车辆202的重心距离不超过线性区参考距离时，则在步骤S807中会依据上述公式1来计算指挥车辆202的建议行进车速。倘若指挥车辆202的重心距离超过线性区参考距离时，则在步骤S809中会依据上述公式2来计算指挥车辆202的建议行进车速。

综上所述，根据对应的指挥车辆的行进车速、重心距离与平均相对速度来计算各指挥车辆的建议行进车速，其中各指挥车辆的平均相对速度是根据对应的指挥车辆的行进车速和指挥车辆所对应的子车队中其他车辆的行进车速来计算。

请再参照图7，最后，在步骤S713中会根据各成员车辆的行进车速与平均相对速度来产生各成员车辆的建议行进车速(如公式3所示)。

值得一提的是，在本发明另一示范实施例中，可更根据车队的丛集程度来决定是否执行步骤S711与步骤S713。图9是根据本发明另一示范实施例所绘示的车队维持方法的运作流程图。

请参照图9，在步骤S711之前还包括计算车队的丛集程度(步骤S901)，其中车队的丛集程度是根据下述公式4所计算：

$G_{\mathrm{diff}}=\frac{\underset{j\∈\mathrm{SG}}{\mathrm{\Σ}}\left|\right|G_j\left(t\right)-G_g\left(t\right)\left|\right|*n_j}{N}$ 或 $\mathrm{Gdiff}=\frac{\underset{j\∈\mathrm{SG}}{\mathrm{\Σ}}\left|\right|\mathrm{Gj}\left(t\right)-\mathrm{Gg}\left(t\right)\left|\right|}{M}$ (公式4)

其中G_diff表示车队的丛集程度，G_g(t)表示车队于时间t时的车队重心，G_j(t)为子车队j于时间t时的子车队重心，SG为车队中子车队的集合，n_j为子车队j中车辆的数目，N为整体车队的车辆数，M为车队中子车队的数量。

之后，在步骤S903中会判断所计算的车队丛集程度是否大于一车队丛集程度门限值。在本示范实施例中，车队丛集程度门限值是由使用者自行设定的非负数值，其中车队丛集程度门限值越低，则产生建议行进车速的频率会越高，反之，车队丛集程度门限值越高时，则产生建议行进车速的频率会越低。在本示范实施例中，车队丛集程度门限值是设定为1000。

倘若所计算的车队丛集程度大于车队丛集程度门限值时，则执行步骤S711。除了步骤S901与步骤S903之外，图9的其他步骤是相同于图7所述的步骤，在此不重复描述。

综上所述，本发明示范实施例的车队维持方法是根据车队重心来产生个子车队中指挥车辆的建议行车速度，并且成员车辆是依据子车队中其他车辆的行进车速来产生，由此可将车队中的车辆维持在一丛集程度内。此外，通过本发明示范实施例的车载通信装置通信范围内的车辆之间可传递彼此的信息，以维持子车队内的行进，同时指挥车辆之间可通过路旁装置传递子车队的相关信息，以维持子车队之间的行进，基此可达到避免车辆脱队的目标。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (17)

1.一种车队维持方法，用于维持一车队，其中该车队具有多台车辆，该车队维持方法包括：

将这些车辆分组为多个子车队，并且在各这些子车队中识别这些车辆的其中之一为指挥车辆并且其他这些车辆为成员车辆；

取得在各这些子车队中各这些车辆的一位置坐标与一行进车速；

将这些车辆的这些位置坐标转换为多个对应一维坐标；

计算各这些子车队的一子车队重心，其中各这些子车队的该子车队重心依据对应的该子车队中这些车辆的该对应一维坐标计算；

依据这些子车队的这些子车队重心计算该车队的一车队重心；以及

依据各这些指挥车辆的一重心距离产生各这些指挥车辆的一建议行进车速，其中各这些指挥车辆的该重心距离是根据对应的该指挥车辆与该车队重心之间的一距离来计算。

2.如权利要求1所述的车队维持方法，其中依据各这些指挥车辆的该重心距离产生各这些指挥车辆的该建议行进车速的步骤包括：

根据对应的该指挥车辆的该行进车速、该重心距离与一平均相对速度来计算各这些指挥车辆的建议行进车速，其中各这些指挥车辆的该平均相对速度是根据对应的该指挥车辆的行进车速和该指挥车辆所对应的该子车队中其他这些车辆的行进车速来计算。

3.如权利要求1所述的车队维持方法，还包括根据对应的该成员车辆的该行进车速与一平均相对速度来产生各这些成员车辆的该建议行进车速，其中各这些成员车辆的该平均相对速度是根据对应的该成员车辆的行进车速和该成员车辆所对应的该子车队中其他这些车辆的行进车速来计算。

4.如权利要求1所述的车队维持方法，还包括依据这些子车队重心与该车队重心计算一车队丛集程度，以及仅当该车队丛集程度大于一车队丛集程度门限值时依据各这些指挥车辆的该重心距离产生各这些指挥车辆的该建议行进车速。

5.如权利要求1所述的车队维持方法，还包括在各这些车辆配置一车载通信装置，用以在各这些子车队中形成一车用随意网络。

6.如权利要求5所述的车队维持方法，其中取得在各这些子车队中各这些车辆的该位置坐标与该行进车速的步骤包括：

由各这些指挥车辆的该车载通信装置从对应的该子车队中这些成员车辆的车载通信装置中接收这些成员车辆的这些位置坐标与这些行进车速。

7.如权利要求5所述的车队维持方法，还包括配置一通信***用以连结这些指挥车队的车载通信装置，其中该通信***为一移动通信网络或为通过一无线网络或一有线网络彼此连接的多个路旁装置。

8.如权利要求5所述的车队维持方法，其中这些路旁装置与这些车载通信装置是符合IEEE 802.11p标准。

9.如权利要求1所述的车队维持方法，其中将这些车辆分组为这些子车队的步骤包括使用一最小识别码分组演算法将这些车辆分组为这些子车队。

10.如权利要求2所述的车队维持方法，其中根据对应的该指挥车辆的该行进车速、该重心距离与该平均相对速度来计算各这些指挥车辆的建议行进车速的步骤包括：

依据该车载通信装置的一通信距离计算一重心区参考距离与一线性区参考距离，其中该重心区参考距离为该通信距离并且该线性区参考距离为该通信距离乘上一预设倍数；

判断对应的该指挥车辆与该车队重心的距离是否大于该重心区参考距离；

倘若对应的该指挥车辆与该车队重心的距离非大于该重心区参考距离时，则将对应的该指挥车辆的建议行进车速设定为这些车辆的一平均行进车速；

倘若对应的该指挥车辆与该车队重心的距离大于该重心区参考距离时，则判断对应的该指挥车辆与该车队重心的距离是否大于该线性区参考距离，其中倘若对应的该指挥车辆与该车队重心的距离非大于该线性区参考距离时，则依据公式1来计算对应的该指挥车辆的建议行进车速：

V_t+1＝V_t+α*(D_i，g/(DLR+D_GR))*A+(1-α)*V_i，t    (公式1)，

其中V_t+1为对应的该指挥车辆的建议行进车速，V_t为对应的该指挥车辆的行进车速，α为0％～100％，D_i，g为对应的该指挥车辆的重心距离，D_LR为该线性区参考距离，D_GR为该重心区参考距离，A为一最大加速度，V_i，t为对应的该指挥车辆的平均相对速度，

其中倘若对应的该指挥车辆与该车队重心的距离大于该线性区参考距离时，则依据公式2来计算对应的该指挥车辆的建议行进车速：

V_t+1＝V_t±A                (公式2)。

11.一种车载通信***，适用于配置在一车辆中并且维持该车辆于一车队中，该车载通信***包括：

一微处理器单元；

一子车队分组单元，耦接至该微处理器单元并且用以将该车辆分组至一子车队并且决定该车辆为一指挥车辆或一成员车辆；

一定位单元，耦接至该微处理器单元并且用以从一定位***中接收多个位置信息以判断该车辆的一位置坐标；

一车速检测单元，耦接至该微处理器单元并且用以检测该车辆的一行进车速；

一收发单元，耦接至该微处理器单元并且用以从该子车队的至少一其他车辆中接收该至少一其他车辆的位置坐标与行进车速；

一一维坐标转换单元，耦接至该微处理器单元并且用以将该车辆的位置坐标与该至少一其他车辆的位置坐标转换为多个对应一维坐标；

一重心计算单元，耦接至该微处理器单元并且用以依据这些对应一维坐标来计算该子车队的一子车队重心，其中该重心计算单元还用以依据该收发单元从至少一其他指挥车辆中接收的至少一其他子车队重心和该子车队重心来计算该车队的一车队重心；以及

一建议车速产生单元，耦接至该微处理器单元，

其中当子车队分组单元决定该车辆为该指挥车辆时该建议车速产生单元会根据该车队重心与该车辆之间的一重心距离产生该车辆的一建议行进车速。

12.如权利要求11所述的车载通信***，其中当子车队分组单元决定该车辆为该指挥车辆时该建议车速产生单元还根据该车辆的该行进车速、该重心距离与一平均相对速度来计算该车辆的该建议行进车速，其中该车辆的该平均相对速度是根据该车辆的行进车速和该至少一其他车辆的行进车速来计算。

13.如权利要求11所述的车载通信***，其中当子车队分组单元决定该车辆为该成员车辆时，该建议车速产生单元会根据该车辆的该行进车速与一平均相对速度来产生该车辆的该建议行进车速，其中该车辆的该平均相对速度是根据该车辆的行进车速和该至少一其他车辆的行进车速来计算。

14.如权利要求11所述的车载通信***，其中当子车队分组单元决定该车辆为该指挥车辆时，该建议车速产生单元会依据该子车队重心、该至少一其他车队重心与该车队重心来计算一车队丛集程度，以及仅当该车队丛集程度大于一车队丛集程度门限值时该建议车速产生单元依据该重心距离产生该车辆的该建议行进车速。

15.如权利要求11所述的车载通信***，其中该收发单元是符合IEEE802.11p标准。

16.如权利要求11所述的车载通信***，其中该子车队分组单元使用一最小识别码分组演算法将该车辆分组至该子车队并且决定该车辆为该指挥车辆或该成员车辆。

17.如权利要求12所述的车载通信***，其中当子车队分组单元决定该车辆为该指挥车辆时，该建议车速产生单元还用以：

依据该收发单元的一通信距离计算一重心区参考距离与一线性区参考距离，其中该重心区参考距离为该通信距离并且该线性区参考距离为该通信距离乘上一预设倍数；

判断该车辆与该车队重心的距离是否大于该重心区参考距离；

倘若该车辆与该车队重心的距离非大于该重心区参考距离时，则将该车辆的建议行进车速设定为该车队的一平均行进车速；

倘若该车辆与该车队重心的距离大于该重心区参考距离时，则判断该车辆与该车队重心的距离是否大于该线性区参考距离，其中倘若该车辆与该车队重心的距离非大于该线性区参考距离时，则依据公式1来计算该车辆的建议行进车速：

V_t+1＝V_t+α*(D_i，g/(D_LR+D_GR))*A+(1-α)*V_i，t      (公式1)，

其中V_t+1为该车辆的建议行进车速，V_t为该车辆的行进车速，α为0％～100％，D_i，g为该车辆的重心距离，D_LR为该线性区参考距离，D_GR为该重心区参考距离，A为一最大加速度，V_i，t为该车辆的平均相对速度，

其中倘若该车辆与该车队重心的距离大于该线性区参考距离时，则依据公式2来计算该车辆的建议行进车速：

V_t+1＝V_t±A          (公式2)。

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