TWI471582B - 路側資料交換網路與其方法 - Google Patents

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Description

路側資料交換網路與其方法
本發明係關於一種電子裝置，特別是關於一種路側資料交換裝置。
全球衛星定位系統(Global Position System，GPS)已被廣泛應用於日常生活中，常見的應用如交通工具定位裝置，可被用於目的地規劃與導航、提高交通安全等方面。全球衛星定位系統定位仍無法達到百分之百準確，在不使用校正系統的情形下，約有10~15公尺的誤差。
為達到更精確的衛星定位，需要接收差分計算全球定位系統(Differential GPS)之校正訊號來作校正。差分計算全球定位系統利用架設參考站取得全球衛星定位系統位置之校準值，可有效校正全球衛星定位系統之衛星電子鐘、星曆、電離層和對流層所造成之誤差，但對於多重路徑傳輸造成的誤差仍無法有效改善。當使用者和參考站距離較遠時，參考站與使用者所在地的地形、天氣狀況或電離層資料等差異較大，是造成校準成果無法達到理想值的主要因素。此外，差分計算全球定位系統之參考站架設成本較高，無法廣泛架設，故目前多架設於山區或是較空曠、受障礙物屏障較小的地區，以便收集到更完整的衛星資料。
在差分計算全球定位系統中，伺服器收集彙整各參考站的資料後，使用者須透過行動網路取得即時的校正資料。然而，在交通流量較大的城市，通常離衛星基準站架設地點愈遠，故衛星校正資料之差異愈大，交通工具之定位系統無法取得其環境之校正值，校正效果有限。此外，交通工具之定位系統欲取得校正資料時，需連結第三代(3G)網路至伺服器下載，須花費網路之連線成本；若大量使用者同時下載時，易造成伺服器負載過大，服務效果不佳之問題。
本發明之目的之一，在提供一種路側資料交換裝置，提供資料交換機制，以讓路側資料交換裝置間之資料得以交換，提升交通工具定位裝置之定位精準度。
依據本發明之一實施例，提供了一種路側資料交換網路。路側資料交換網路，包含有複數個路側資料交換裝置，分別設於鄰近路側。而路側資料交換裝置包含有一定位系統，用以定期接收衛星資料；一計算器，用以計算衛星資料之校正值，以產生分析結果資料；一資料庫，用以儲存分析結果資料。其中，每一路側資料交換裝置將其資料庫之分析結果資料廣播至鄰近之所有路側資料交換裝置之資料庫，以提供分析結果資料至一電子裝置。
依據本發明之另一實施例，提供了一種路側資料交換方法，包含有下列步驟：首先，於不同路側分別設置複數個路側資料交換裝置，以進行衛星校正資料交換，形成路側資料交換網路；接著，提供一電子裝置搜尋距離最近之該路側資料交換裝置；透過一預設通訊協定與最近之路側資料交換裝置通訊，取得衛星校正資料；依據衛星校正資料，校正一衛星定位資料。之後，依據校正後之衛星定位資料進行衛星定位。
本發明之各實施例提供了一種路側資料交換網路與其資料交換方法。透過城市中架設路側資料交換裝置接收全球衛星定位系統之觀測資料，將該些路側資料交換裝置連結成網路，使路側資料交換裝置間經由無線傳輸來溝通並交換資料。定位裝置則透過專用短距離通訊與路側資料交換裝置溝通，可取得更符合當地環境的校正值，免去連結至行動網路向伺服器取得校正資料的成本，提高衛星定位精準度。
第1A、1B圖顯示本發明一實施例之路側資料交換網路之示意圖。路側資料交換網路100包含有複數個路側資料交換裝置，例如該圖示例之路側資料交換裝置1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12。一實施例，路側資料交換裝置1-12可為各種成本較低的小型收集站，例如：路側裝置(RSU,Road Site Unit)，用以輔助現有的差分計算全球定位系統(DGPS)參考站。小型收集站係已知自身精確位置，並經由全球衛星定位系統取得衛星資料。
第1A圖示例之路側資料交換裝置1-12可以分散之方式分別設置於鄰近之道路側邊，用以接收衛星資料之校正訊號，並廣播給鄰近之路側資料交換裝置而形成第1B圖所示之衛星資料交換網路。依此方式，路側資料交換裝置1-12彼此之間可透過網路有效率地交換衛星資料，使各路側資料交換裝置擁有更完整的衛星資料。電子裝置可利用一預設之通訊方式接收路側資料交換裝置1-12提供之校正資料，而得到即時的校正資料提升衛星定位之效果，取得較符合所在地的校正資料，且節省連接行動網路之成本。
一實施例，電子裝置可利用專用短距離通訊(DSRC,Dedicated Short Range Communications)與路側交換裝置通訊。當然本發明不限於此，亦可利用目前現有或未來發展出之各種通訊方式來通訊。另外，本實施例所述之電子裝置，可為各種行動定位裝置，例如交通工具之車載通訊設備(OBU,Onboard Unit)、或各種可攜式定位裝置...等。須注意，路側資料交換裝置之數目與種類並不限於上述，可依據需求任意調整。
第2A圖顯示本發明一實施例之一種路側資料交換網路200之示意圖。路側資料交換網路200包含有複數個路側資料交換裝置210、210’...，分別設於鄰近之路側以形成一網路。其中，路側資料交換裝置210、210’...可為目前現有或未來發展出之各種小型收集站。由於路側資料交換裝置210與210’的構造與運作方式相同，因此僅以路側資料交換裝置210作說明。
該路側資料交換裝置210包含有一定位系統213、一計算器212、以及一資料庫211。定位系統213用以定期接收衛星資料。計算器212用以計算衛星資料之校正值，以產生該分析結果資料Ar，一實施例中，分析結果資料Ar可為一衛星定位誤差校正值。資料庫211用以儲存該分析結果資料Ar。其中，每一該路側資料交換裝置210將其資料庫211之分析結果資料Ar廣播至鄰近之至少一路側資料交換裝置210’之資料庫211’，以與其他路側資料交換裝置交換資料，而形成一資料交換網路。
如第2B圖所示，當一電子裝置300經過任一路側資料交換裝置210附近，電子裝置300可接收該分析結果資料Ar，達到校正衛星定位訊號之效果，得到更精準的衛星定位結果。一實施例，電子裝置300包含有一通訊設備301與一全球衛星定位系統(GPS)。通訊設備301用以接收至少一資料庫211之分析結果資料Ar。全球衛星定位系統302依據分析結果資料Ar進行衛星定位。
一實施例，電子裝置300可設至於一交通工具中。另一實施例，電子裝置300可為一可攜式裝置、或一車載裝置。當電子裝置300為一車載裝置，則通訊設備301可為一車載通訊設備(OBU,Onboard Unit)，車載通訊設備可利用一專用短距離通訊(DSRC,Dedicated Short Range Communications)技術，與附近之至少一路側資料交換裝置210通訊。
依此方式，電子裝置300可與本發明實施例之路側資料交換網路通訊，取得精確的衛星定位訊號，達到較佳的衛星定位功效。
一實施例，如第3圖所示，本發明之路側資料交換裝置210、210’...之資料庫211、211’...均包含有一計時器。該計時器用以設定該路側資料交換裝置之廣播週期，以於每一預設時間間隔廣播該分析結果資料Ar。例如，資料庫211之計時器，係由計時器時間由t=3倒數至t=0時，廣播分析結果資料Ar(Ar內容為第20、21、23號衛星校正值)，並同時接收由211’廣播的Ar’(Ar’內容為第20、22、23、25號衛星校正值)；而資料庫211’之計時器由t=3倒數至t=0時，廣播分析結果資料Ar’(Ar’內容為第20、22、23、25號衛星校正值)，並同時接收由211廣播的Ar(Ar內容為第20、21、23號衛星校正值)。依此方式，路側資料交換裝置可於不同時間進行定期的廣播。
第4圖顯示本發明一實施例之路側資料交換方法之流程圖。該方法包含下列步驟：
步驟S402：開始。
步驟S404：於不同路側分別設置複數個路側資料交換裝置，以進行衛星校正資料交換，形成路側資料交換網路。一實施例，該路側資料交換裝置可為一小型收集站。
步驟S406：提供一電子裝置搜尋距離最近之路側資料交換裝置。一實施例，該電子裝置可為可攜式設備或一車載通訊設備。
步驟S408：透過一預設通訊協定與該最近之路側資料交換裝置通訊，取得衛星校正資料。一實施例，預設通訊協定可為一專用短距離通訊協定。
步驟S410：依據該衛星校正資料，校正衛星定位資料。
步驟S412：依據該校正後之衛星定位資料進行衛星(GPS)定位。
步驟S414：結束。
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、200．．．路側資料交換網路
210、210’．．．路側資料交換裝置
211、211’．．．資料庫
212、212’．．．計算器
213、213’．．．定位系統
300．．．電子裝置
301．．．通訊設備
302．．．全球衛星定位系統
第1A圖顯示本發明一實施例之路側資料交換網路之示意圖。
第1B圖顯示本發明另一實施例之路側資料交換網路之示意圖。
第2A圖顯示本發明一實施例之路側資料交換裝置之示意圖。
第2B圖顯示本發明一實施例之路側資料交換裝置與電子裝置之示意圖。
第3圖顯示本發明一實施例之資料庫之計時器之示意圖。
第4圖顯示本發明一實施例之路側資料交換方法之流程圖。
200．．．路側資料交換網路
210、210’．．．路側資料交換裝置
211、211’．．．資料庫
212、212’．．．計算器
213、213’．．．定位系統

Claims (13)

  1. 一種路側資料交換網路，包含：複數個路側資料交換裝置，分別設於鄰近路側，該路側資料交換裝置包含有：一定位系統，用以定期接收一衛星資料；一計算器，用以計算該衛星資料之校正值，以產生一分析結果資料；以及一資料庫，用以儲存該分析結果資料；其中，每一該路側資料交換裝置將其資料庫之分析結果資料廣播至鄰近之所有路側資料交換裝置之資料庫，以提供該分析結果資料至一交通工具之一電子裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之網路，其中該電子裝置包含有：一通訊設備，用以接收至少一該資料庫之分析結果資料；以及一全球衛星定位系統，依據該分析結果資料進行衛星定位。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之網路，其中該電子裝置為一車載裝置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之網路，其中該通訊設備為一車載通訊設備(OBU,Onboard Unit)，該車載通訊設備利用一專用短距離通訊(DSRC,Dedicated Short Range Communications)技術，與附近之至少一該路側資料交換裝置通訊。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之網路，其中該電子裝置為一可攜式裝置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之網路，其中該路側資料交換裝置係於每一預設時間間隔廣播該分析結果資料，以讓該些路側資料交換裝置交換其資料庫中的分析結果資料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之網路，其中該資料庫包含有一計時器用以設定該廣播週期。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之網路，其中該路側資料交換裝置為一小型收集站。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之網路，其中該分析結果資料為一定位誤差校正值。
  10. 一種路側資料交換方法，包含有：於不同路側分別設置複數個路側資料交換裝置，以進行衛星校正資料交換，形成路側資料交換網路；提供一交通工具之一電子裝置搜尋距離最近之該路側資料交換裝置；透過一預設通訊協定與該最近之路側資料交換裝置通訊，取得衛星校正資料；依據該衛星校正資料，校正一衛星定位資料；以及依據該校正後之衛星定位資料進行衛星定位。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該路側資料交換裝置為一小型收集站。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該電子裝置為一車載通訊設備。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該預設通訊協定為一專用短距離通訊協定。
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