基于附加设备能力的虚拟交通工具传感器及外围设备的制作方法
本公开总体上涉及利用交通工具平台处的附加设备的能力，并且更特别地涉及用于利用附加设备的感测能力增强交通工具性能或用户体验的系统和方法。
背景技术：
本部分提供了与本公开相关的不一定是现有技术的背景信息。
诸如汽车的现代运输交通工具配备有在前几代交通工具中不可用的多种处理和感测能力。每个交通工具一旦制成，其感测能力就受限于所安装的原始传感器硬件。
然而，售后升级或改进是可能的，但是对于新的硬件、基础软件、劳力及时间，不理想地是需要较高的成本，并且在一些情况下，不利地，可能影响交通工具的美观性。
存在这样的产品，其允许交通工具屏幕反映智能电话屏幕，并且允许使用交通工具屏幕控制智能电话。但是这些产品仅限于这些功能，仅配置为传送低频率和低吞吐量的查询/应答数据。
技术实现要素：
本技术通过利用交通工具(例如，汽车、飞机或船舶)处的一个或多个移动设备或其它可连接设备(例如，智能电话)的感测能力，解决了这些挑战及其它挑战。
在一个方面，本技术涉及一种运输交通工具系统，其用于将来自附加设备的传感器数据虚拟化以由在交通工具上运行的应用程序来使用。附加设备的示例包括但不限于：智能电话、可插入交通工具的usb或obd端口的软件狗/配件、类似智能手表的可穿戴设备、个人电脑、物联网(iot)设备以及另一交通工具内或者另一交通工具的传感器或模块、道路上、建筑物中或者天空(x2v)中的传感器或模块。
在各个实施例中的系统包括计算机可读存储设备，所述计算机可读存储设备具有(i)虚拟传感器布置客户端，虚拟传感器布置客户端配置为在由处理单元执行时，与附加设备的虚拟传感器布置服务器进行通信。通信包括客户端从虚拟传感器布置服务器接收对应于在附加设备的传感器处执行的感测的传感器数据。在许多情况下，附加设备在运输交通工具原始制造时不是运输交通工具的一部分。存储设备还具有(ii)虚拟输入/输出设备驱动器，虚拟输入/输出设备驱动器配置为在由处理单元执行时，处理所接收的传感器数据，从而产生虚拟化的传感器数据用以传送至交通工具应用程序。在各个实施例中，基于硬件的处理单元是所述系统的一部分。
在一些实施例中，计算机可读存储设备包括控制平面模块，所述控制平面模块配置为基于运输交通工具系统的预先建立的代码来确定附加设备的传感器对于运输交通工具系统是已知还是未知。如果是未知，则进一步的操作包括，促进从附加设备获得代码，该代码配置为在运输交通工具系统建立虚拟输入/输出设备驱动器。或者，如果是已知，则使用预先建立的代码，在运输交通工具系统处启动虚拟输入/输出设备驱动器的建立。
在各个实施例中，传感器选自附加设备气压计、附加设备相机、附加设备加速计、附加设备陀螺仪传感器以及附加设备计量生物学传感器或者附加设备的其它传感器。
虚拟输入/输出设备驱动器(在其配置为处理传感器数据时)在某些情况下配置为打开、读取、配置和/或写入传感器数据。其它处理功能可包括设置、映射和/或建立回叫功能。
在各个实施例中，存储设备还包括控制平面模块，所述控制平面模块配置为与附加设备的输入/输出能力映射模块进行通信，以确定附加设备是否配置为提供运输交通工具系统的一个或多个预先建立的参数内的传感器输出。示例性参数包括数据采样率、数据感测精确度测量、数据传输时延以及数据格式。
在各个实施例中，存储设备还包括控制平面模块，所述控制平面模块配置为促进形成虚拟输入/输出设备驱动器和虚拟输入/输出设备文件，以存储在运输交通工具系统的操作中由虚拟输入/输出设备驱动器处理的数据。控制平面(在配置为促进虚拟输入/输出设备驱动器和虚拟输入/输出设备文件的形成时)可以配置为确定与运输交通工具系统相关联的操作系统是否包括配置为建立虚拟输入/输出设备驱动器和虚拟输入/输出设备文件的代码。并且控制平面模块(或者交通工具系统控制平面)可以配置为，响应于操作系统不包括配置为建立虚拟输入/输出设备驱动器和虚拟输入/输出设备文件的代码的确定，与附加设备控制平面进行通信，以布置从附加设备到运输交通工具系统传输代码，用于在运输交通工具系统处建立虚拟输入/输出设备驱动器和虚拟输入/输出设备文件。
在各个实施例中，存储设备还包括许可模块，其中控制平面配置为使用该许可模块来确定在运输交通工具系统使用来自附加设备的传感器数据的许可是否存在。控制平面(或者交通工具系统控制平面)和/或许可模块(或者交通工具系统许可模块)在确定使用来自附加设备的传感器数据的许可是否存在时，配置为与附加设备控制平面和附加设备许可模块进行通信。
在另一方面，本技术涉及一种在包括虚拟传感器布置客户端和虚拟输入/输出设备驱动器的运输交通工具处执行的方法。该方法包括(a)：通过具有基于硬件的处理器执行存储在非暂时性计算机可读存储设备上的指令的有形运输交通工具系统，执行需要来自特定类型传感器的输入的应用程序。该方法还包括(b)：通过有形的运输交通工具系统，促进交通工具的虚拟传感器布置客户端与附加设备的虚拟传感器布置服务器之间的通信，其中附加设备包括或者具有特定类型的附加设备传感器，并且在交通工具初始制造时附加设备不是运输交通工具的一部分。
该方法还包括(c)：通过有形的运输交通工具系统，从附加设备获取来自附加设备传感器的传感器输出，以及(d)：通过有形的运输交通工具系统，使用运输交通工具的虚拟输入/输出设备驱动器处理传感器输出，从而产生虚拟化的传感器数据。该方法还包括(e)：将处理过的传感器数据作为需要的输入提供给应用程序。
在各个实施例中，为了启用相应的交通工具应用程序的目的，传感数据的使用(例如，计算和处理)在运输交通工具的一侧进行，同时在附加设备侧的使用基本限于零。这与上面在背景部分所提到简单的移动设备屏幕反映(或“电话投影”)形成鲜明对比。
在一些实施例中，交通工具系统和附加设备配置成使得角色进行切换。也就是说，客户端侧处在附加设备处且服务器侧处在交通工具处，由此，附加设备以及在设备处运行的应用程序利用交通工具传感器数据。例如，客户端侧虚拟传感器布置(包括客户端、虚拟输入/输出设备驱动器和文件)在附加设备处提供，并且在操作中通过在附加设备处的客户端接收交通工具传感器数据，并且将附加设备处的数据虚拟化，以用于在附加设备处运行的一个或多个应用程序。相关交通工具传感器可包括任何现代交通工具传感器，例如，雷达或其它距离传感器。交通工具传感器可包括本文提及的主要作为示例性的附加设备传感器的任一传感器或若干传感器(例如，由附加设备利用的交通工具传感器可包括交通工具imu传感器、交通工具气压计、交通工具相机等)。因此，本文关于第一实施方式(由此客户端及相关结构处于交通工具系统，例如，参见图5)的所有公开内容，在本文被认为是单独地公开相应的实施方式，在其中它们处于附加设备，为了简单起见，这些另外的第二实施方式在附图中没有详细示出和描述，因为本公开及参考足以传递所提供的结构与功能。
在所设想的实施例中，每个设备配置为利用(或虚拟化)及使用来自其他设备的传感器数据。例如，每个都可包括服务器及客户端，或者结构可配置在能够执行相应的服务器与客户端职责的每个处。因此，本文关于第一及第二实施方式的所有公开内容由此也被认为单独地公开相应的第三实施方式，在其中交通工具系统与附加设备具有客户端与服务器结构和功能，为了简单起见，第三实施方式在附图中没有详细示出和描述，因为本公开及参考足以传递所提供的结构与功能。
在各个实施方式中，运输交通工具没有配备特定类型的传感器。
在各个实施方式中，运输交通工具包括虚拟输入/输出设备文件，并且通过有形的运输交通工具系统，处理传感器输出可包括使用运输交通工具的虚拟输入/输出设备文件及虚拟输入/输出设备驱动器，从而产生虚拟化的传感器数据。
该方法还包括与附加设备的输入/输出能力映射模块进行通信，以确定附加设备是否提供在运输交通工具系统的一个或多个预先建立的参数内的传感器输出。
本技术的其它方面将在下文中部分地变得明显并且部分地指出。
附图说明
图1示意性地示出了与移动设备通信的示例性交通工具计算机。
图2示出了图1中的计算机架构的示例性存储器部件。
图3示意性地示出了与图1中的交通工具计算机通信的示例性附加设备。
图4示出了图3中的架构的示例性存储器部件。
图5示出了图1和图3中的计算机的选择部件和通信。
图6示出了为过程流形式的第一示例性算法，用于执行第一功能，以建立虚拟化基础结构。
图7示出了第二示例性算法，用于执行第二传感器虚拟化功能。
附图不一定是按比例绘制且一些特征可被放大或缩小，以便示出特定部件的细节。
具体实施方式
根据需要，本文公开了本公开的详细的实施例。所公开的实施例仅是可以以各种方式和替代方式以及它们的组合来实施的示例。如本文使用的，例如，示例性和相似的术语广泛地是指用作示例、标本、模型或模式的实施例。
在一些情况下，公知的部件、系统、材料或方法未被详细地描述，以避免使本公开模糊。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不被解释为是限制性的，而仅是作为权利要求的基础，并作为教导本领域技术人员实施本公开的代表性基础。
i.引言
通过各个实施例，本技术利用交通工具(例如，汽车、飞机或船舶)处的一个或多个移动设备或其它可连接设备(例如，智能电话)的感测能力。
独特的架构将插件或无线传感器设备合并入交通工具操作。益处包括但不限于：根据传感器或传感器外围设备的反馈提高交通工具的功能性能、增强交通工具用户交互，和/或使得在交通工具处能够实施需要感测能力(交通工具以其它方式不具有的感测能力)的先进计算应用程序。
在各个实施例中，附加设备的传感器外围设备(或感测外围设备)包括至少一个传感器及在基础传感器的性能或输出处理中使用的相关联的硬件和/或软件。尽管术语传感器自始至终主要用在关于附加设备感测能力，除非另外指出，否则参考还合并了如下实施例：在其中还使用了(或仅替代传感器的)感测外围设备。
本技术允许有效且相对价廉添加普通的或已知的传感器或传感器外围设备、以及不常用的或未知的传感器或传感器外围设备，并且不要求对大多数的或所有的基本交通工具载计算机(obc)特征(例如，交通工具操作系统(os)及相关驱动器)进行改变。
附加的传感器或传感器外围设备可由智能电话或其它现有(ots)设备来提供。附加设备可按任何合适的方式布置在交通工具内，例如在前视相机被虚拟化时，被固定在支撑装置(未示出)中并且面朝前穿过挡风玻璃，
尽管本技术在本文主要结合汽车来描述，但本技术不受该中心的限制。可以将此概念推广至广泛的各种应用中，例如，如上所述的飞机和船舶以及使用感测技术且将以在经济方面相对低的费用以及在时间、劳力和材料方面从升级的感测能力受益的任何其它计算装置。
ii.图1——交通工具载计算架构
现在参照附图，并且更特别地参照第一附图，图1示出了基于硬件的计算或控制装置100。控制装置100可由其它术语来指代，例如，计算装置、控制器、控制器装置等。
在各个实施例中，控制器装置100为更大的系统102(例如，交通工具)的一部分。控制器装置100可以是交通工具载计算机(obc)、电子控制单元(ecu)或更大的系统102(例如，诸如汽车的交通工具)的其它计算装置，可以是这些的一部分，可以包括这些，或者可以与这些进行通信。
基于硬件的控制装置100包括基于硬件的计算机可读存储介质(或者数据存储设备104)，并且还包括通过通信链路108(例如，计算机总线或无线结构)连接至或可连接至计算机可读存储设备104的基于硬件的处理单元106。
基于硬件的处理单元106可以其它名称来指代，例如，处理器、处理硬件单元等。
基于硬件的处理单元106可包括多个处理器或者是多个处理器，其可包括在单个机器中或者在多个机器中的分布式处理器或并行处理器。基于硬件的处理单元106可用于支持虚拟处理环境。
基于硬件的处理单元106可包括状态机、专用集成电路(asic)、包括现场pga的可编程门阵列(pga)或者状态机。本文所参考的执行代码或指令以执行操作、动作、任务、功能、步骤等的基于硬件的处理单元可包括直接地执行操作和/或促进、指导或与另一设备或部件合作来执行操作的基于硬件的处理单元。
在各个实施例中，数据存储设备104为易失性介质、非易失性介质、可移除介质以及不可移除介质中的任意一种。
如说明书和权利要求中使用的术语计算机可读介质及其变体指的是有形的存储介质。介质可以是设备，并且可以是非暂时性的。
在一些实施例中，存储介质包括易失性和/或非易失性、可移除和/或不可移除介质，例如，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、固态存储器或其它存储器技术、cdrom、dvd、blu-ray、或其它光盘存储器、磁带、磁盘存储设备或其它磁性存储设备。
数据存储设备104包括一个或多个存储模块110，存储模块110存储计算机可读代码或指令，计算机可读代码或指令可由基于硬件的处理单元106执行，以执行本文描述的基于硬件的控制装置100的功能。
在一些实施例中，数据存储设备104还包括辅助或支持部件112，例如，支持本公开方法执行的附加软件和/或数据(例如，一个或多个用户简档或一组默认的和/或用户设置的偏好)。
基于硬件的控制装置100还包括用于与一个或多个本地和/或外部网络115(例如，因特网)或远程系统160进行通信的通信子系统114。
在各个实施例中，通信子系统114包括基于有线的收发器116、至少一个远程无线收发器118以及一个或多个短程和/或中程无线收发器120中的任意一种。通过示例示出了另一端口112，以强调系统可配置为接纳一种或多种其它类型的有线或无线通信。
在一些实施例中，远程收发器118配置为促进基于硬件的控制装置100与卫星和/或蜂窝电信网络之间的通信，这也可被视为由附图标记115示意性地指示。
短程收发器120配置为促进短程通信，例如，与其它交通工具的通信、交通工具到交通工具(v2v)的通信以及与运输系统基础结构(v2i)的通信。
为了与v2v、v2i通信，或者与其它交通工具外设备(例如，本地通信路由器等)通信，短程通信收发器120可配置为通过一个或多个短程通信协议进行通信。示例性协议包括：专用短程通信(dsrc)、
通过短程和/或远程无线通信，基于硬件的控制装置100可通过通信子系统114和处理器106向所述一个或多个通信网络115发送信息或从其接收信息，所述信息例如为消息或者封包数据的形式。
在各个实施例中，与子系统114通信的外部设备160处于附近、处于远程或者处于两者。
基于硬件的控制装置100可与其通信的外部或交通工具外设备，在执行本技术的功能时，包括一个或多个本地附加设备150(例如，用户智能电话)或者具有至少一个相关传感器或传感器外围设备的其它本地设备，所述至少一个相关传感器或传感器外围设备配置为通过现存的交通工具功能和/或功能(交通工具可使用例如应用程序的新的软件与新的传感器输出执行的功能)提供可由交通工具102使用的输出。
示例性交通工具功能为自主驾驶，其可部分地依赖于交通工具相机数据，例如来自相机128的数据，其在图1中示意地示出。根据本技术，除了或者代替现存的交通工具相机数据之外，交通工具102可使用来自附加设备150相机的视觉数据。
外部或交通工具外设备还可包括诸如服务器(例如，应用程序服务器)或数据的远程系统160、客户服务和/或可由专用网络115访问的控制中心。
示例性控制中心为
交通工具102还包括传感器/外围设备子系统126，其包括向基于硬件的控制装置100提供关于项目(例如，交通工具操作、交通工具位置、交通工具姿态和/或交通工具102周围环境)的信息的传感器或传感器外围设备。该布置可配置为使得基于硬件的控制装置100通过有线的或短程无线通信链路116、120与传感器子系统126的传感器进行通信，或者至少从传感器子系统126的传感器接收信号。
在各个实施例中，传感器子系统126包括至少一个相机128以及至少一个距离传感器130(诸如雷达)。相机128可包括单目前视相机，诸如在车道偏离警报(ldw)系统中使用的那些。其它实施例可包括其它相机技术，诸如立体相机或者三光眼镜相机。
这种传感器感测外部条件可在不偏离本公开的范围的情况下以任何不同的方向定向。例如，相机128与雷达130可被定向在以下各位置(或者选择的位置)处：例如，(i)从交通工具102的前中心点面朝前，(ii)从交通工具102的后中心点面朝后，(iii)从交通工具102的一侧位置横向面朝交通工具，和/或(iv)在这些方向之间，并且每个处于或者朝向任意高度。
因此，以下的主要关于面朝前方的传感器的描述可独立地或者与面朝前方的传感器组合关于面向后方和/或面向一侧的传感器被应用。
例如，距离传感器130可包括短程雷达(srr)、超声传感器、远程雷达(诸如用在自主或自适应巡航控制(acc)系统中的那些)、或者光探测和测距(lidar)传感器。
其它传感器子系统包括惯性动量单元(imu)132(例如，具有一个或多个加速计的惯性动量单元)，和/或其它此类动力交通工具传感器134(例如，轮传感器或者与交通工具102的转向系统(例如，转向轮)相关联的传感器)。
iii.交通工具数据存储——图2
图2更详细地示出了图1中的交通工具102的数据存储设备104的一些特征。
如上所述，数据存储设备104的指令或代码可被布置在一个或多个模块110中。
数据存储设备104还可包括辅助部件112(图1)，例如支持本公开方法执行的附加软件和/或数据。例如，辅助部件可包括支持本公开方法执行的附加软件和/或数据，例如，一个或多个用户简档或一组默认的和/或用户设置的偏好。
所描述的代码或指令中的任何可以是超过一个模块的一部分。并且本文描述的任何功能可通过在一个或多个模块中的指令的执行来执行，尽管主要通过主要示例的方式结合一个模块来描述功能也是如此。模块或其子模块中的每一个可被称为各种名称中的任何一个，例如，指示其功能的术语或短语。
仅作为示例，配置为经由基于硬件的处理单元106从用于在交通工具102处创建虚拟设备驱动器的附加设备驱动器代码获得的指令可以被称为驱动器获得模块等。作为另一示例，配置为从交通工具102的操作系统(200)获得的用于使用所创建的虚拟设备驱动器处的代码的许可的指令可以被称为交通工具许可模块等。
在此部分中以及结合图5的图表和图6的算法的以下其它部分提供图1和图2的部件的一些功能。
代码或模块110包括操作系统200和多个输入和/或输出部件116i/o、120i/o、128i/o、130i/o、132i/o和134i/o。输入/输出部件对应于用于所提及的相应系统输入的系统端口-116(交通工具有线收发器)、120(交通工具短程或中程无线收发器)、128(交通工具相机)、130(交通工具距离传感器)、132(交通工具imu)和134(交通工具动力学传感器)。
代码110还包括包含交通工具侧客户端212的虚拟输入/输出(i/o)服务210。服务210可以被称为中间件。
虚拟i/o服务210还可以包括虚拟输入/输出(i/o)设备文件214和虚拟输入/输出(i/o)设备驱动器216，或者与虚拟输入/输出(i/o)设备文件214和虚拟输入/输出(i/o)设备驱动器216通信。使用术语虚拟来指代服务、驱动器和文件210、216、214，因为它们用于呈现虚拟传感器，因为实际的，基础的感测传感器不存在于交通工具上。服务、驱动器和文件本身不是虚拟的。类似地，对虚拟、虚拟化、虚拟化的等(例如，虚拟化传感器数据)的其它参考不指示所涉及的东西本身是虚拟的(例如，传感器数据本身是虚拟的)，而被如此参考是因为它与呈现基于来自不存在于交通工具处上的实际的、基础的感测传感器的输出的虚拟传感器相关联。
示出的虚拟i/o服务210定位在有线输入/输出116和无线输入/输出120附近，因为在各种配置中通过输入到服务210的输入和来自服务210的输出通过这些信道传递。
代码110部件还包括用于在交通工具102处操作的各种应用程序240、250、260、270的输入/输出(i/o)应用程序接口220(api)。尽管通过示例示出了四个应用程序，但是代码110可以包括可以受益于本技术的操作的任何数量的应用程序或与之通信。
代码110还包括控制平面230。控制平面230可以执行诸如启动、布置、编排和/或管理系统100内的操作的功能，诸如关于在操作系统200、输入/输出(例如，128、130等)、虚拟i/o服务210的特征、以及输入/输出api220中任何一个的和它们之间的动作或交互。启动、布置、编排和/或管理的操作可以被称为数据平面的操作。
在各个实施例中，还可以经由与代码110的许可模块(510，图5)的通信以及与附加设备150的i/o能力映射模块(530，图5)来执行特定控制平面230功能，如下面关于图5和图6进一步描述的。
iv.附加设备——图3
图3示意性地示出了图1所示的示例性附加设备150。
利用其它术语可以将附加设备150称为诸如用户设备、本地设备、附加设备、插件设备、辅助设备、系统或装置。在本文主要使用术语附加设备150，因为设备150不是设备150与其一起使用的更大的系统102(例如汽车)的原始部分。
通过示例的方式，附加设备150包括计算架构或附加计算设备300，包括为图1的系统100提供的任何特征。计算架构300可以由各种术语来指代，诸如基于硬件的附加控制装置。
附加计算设备300包括基于硬件的计算机可读存储介质或数据存储设备104，并且还包括通过通信链路308(例如，计算机总线或无线结构)方式连接或可连接到计算机可读存储设备304的基于硬件的处理单元306。
基于硬件的处理单元306可以被称为其他名称，例如，处理器、处理硬件单元等。
基于硬件的处理单元306可以以任何方式类似于以上结合图1描述的单元106。
数据存储设备304可以以任何方式类似于以上结合图1描述的设备104。例如，数据存储设备304可以包括存储可由基于硬件的处理单元306执行的计算机可读代码或指令的一个或多个存储模块310，以执行本文描述的基于硬件的控制装置100的功能。
在一些实施例中，数据存储设备304还包括辅助或支持部件312，例如支持本公开的方法执行的附加软件和/或数据，诸如一个或多个用户简档或一组默认和/或用户设置的偏好。
附加计算设备300还包括用于诸如通过有线或无线连接与第一计算系统100通信的通信子系统314、一个或多个本地或外部网络115(例如因特网)、或远程系统160。
在各个实施例中，通信子系统314包括基于有线的收发器或端口、至少一个远程无线收发器和一个或多个短程和/或中程无线收发器中的任一个。有线端口可以包括例如通用串行总线(usb)端口。
在一些实施例中，远程收发器配置为促进附加计算设备300与卫星和/或蜂窝电信网络之间的通信，这也可以被认为由附图标记115示意性地指示。
短程收发器配置为促进短程通信，诸如与其他附近的无线设备、系统或网络的通信。
示例性通信协议包括专用短程通信(dsrc)、
通过短程和/或长程无线通信，附加计算设备300可以经由通信子系统314和处理器306向一个或多个通信网络315发送信息或从其接收信息，所述信息为消息或者封包数据的形式。
附加设备150还包括传感器子系统326，传感器子系统326包括向附加计算设备300提供诸如关于附加设备150的环境的信息的传感器。
该布置可以配置为使得附加控制设备300经由有线或短程无线通信链路与传感器子系统326的传感器通信或至少接收来自传感器子系统326的传感器的信号。
原始交通工具传感器通常用于交通工具功能的特定领域，并且其中通过具有用于功能的鲁棒校准和定制而配置和布置用于特定目的。然而，为交通工具连续开发的新应用程序需要或将受益于交通工具可能尚未具有的一个或多个感测能力。
诸如智能电话和ots设备的附加设备150可以具有所需的或优选的传感器，或者具有比交通工具最初配备的传感器更好的特性的传感器，借以提高新应用程序的性能。例如，附加设备传感器可以具有更高的分辨率或精确度。
在各个实施例中，附加设备传感器子系统326包括至少一个相机328(诸如三维(3d)相机或外围设备或外围系统)，以及至少一个麦克风330。另一示例性传感器是惯性动量单元(imu)332，例如具有一个或多个(例如，3d加速计)的惯性动量单元。另一示例性传感器是气压计或气压传感器334。
提供另一图标336以指示附加设备150可以包括的一个或多个其他传感器。其他示例性传感器包括地理位置接收器、陀螺仪传感器、高度计、其他加速器、磁力计、接近度、光传感器、触摸传感器、nfc或其它无线收发器/检测器、以及生物计量学传感器(例如，语音识别、手指或拇指打印识别、呼吸分析仪、以及面部、视网膜或其他识别传感器)。
v.附加设备数据存储——图4
图4更详细地示出了图3的附加设备150的数据存储设备304的一些特征。
如上所述，数据存储设备304的指令或代码可以被设置在一个或多个模块310中。数据存储设备304还可以包括辅助部件312(图3)，诸如支持本公开的方法执行的附加软件和/或数据。辅助部件可以包括例如支持本公开的方法执行的附加软件和/或数据，诸如一个或多个用户简档或一组默认的和/或用户设置的偏好。
与交通工具代码一样，所描述的附加设备150的任何代码或指令可以是超过一个模块的一部分。并且本文描述的任何功能可以通过在一个或多个模块中执行指令来执行，尽管主要通过主要示例的方式结合一个模块来描述功能也是如此。每个模块或其子模块可以被称为各种名称中的任何一个，诸如指示其功能的术语或短语。
仅作为示例，配置为经由基于硬件的处理单元306向交通工具处理单元106发送用于在交通工具102处创建虚拟设备驱动器的设备驱动器代码的指令可以被称为驱动器处理模块等。作为另一示例，配置为从附加设备150的操作系统(400)获得的用于在所创建的虚拟设备驱动器处使用代码的许可的指令可以被称为附加设备许可模块等。
在此部分中以及结合图5的图表和图6的算法的以下其它部分提供图1至图4的部件的一些功能。
代码或模块310包括操作系统400和多个输入和/或输出部件328i/o、330i/o、332i/o、334i/o等。
输入/输出部件对应于所提到的相应系统输入的系统端口416(与通信子系统314相关联的附加设备有线收发器)、420(与通信子系统314相关联的附加设备短程或中程无线收发器)、328(附加设备相机)、330(附加设备麦克风)、332(附加设备imu)和334(附加设备气压计)。
代码310还包括虚拟输入/输出(i/o)服务310，其包括与交通工具102的虚拟i/o服务客户端212对应的至少附加设备侧服务器412。在各个实施例中，虚拟i/o服务210与输入/输出(i/o)设备文件414和输入/输出(i/o)设备驱动器416通信。
虚拟i/o服务410被示出为定位在有线输入/输出416和无线输入/输出420附近，因为各种配置中对服务410的输入或来自服务410的输出通过这些信道传递。
代码310部件还包括用于在附加设备150处操作的各种应用程序440、450、460、470的输入/输出(i/o)应用程序接口420(api)。虽然通过示例示出了四个应用程序，但是代码310可以包括可以受益于本技术的操作的任何数量的应用程序或与之通信。
代码310还包括控制平面430。控制平面430可以使用代码310执行诸如启动、布置、编排和/或管理系统300(图3)内的操作的功能，例如关于操作系统300、输入/输出(例如，328、330等)、虚拟i/o服务410的特征、以及输入/输出api420中任何一个的或它们之间的动作或交互。在各个实施例中，特定控制平面430功能还可以经由与代码310的许可模块(520，图5)以及与附加设备150的i/o能力映射模块(530，图5)的通信来执行，如下面关于图5和图6进一步描述的。启动、布置、编排和/或管理的操作可以被称为数据平面的操作。
vi.各个部件和相互关系——图5
图5示出了图1至图4的交通工具102和附加设备150的选择部件，以及示例性内部通信和相互通信。
图5的大部分部件是前述关于图1至图4的部件。部件包括分别关于交通工具计算系统100和附加设备计算系统300的上述参考的许可模块510、520。
部件还包括所提到的附加设备计算系统300的输入/输出(i/o)能力映射模块530。
交通工具102还包括一个或多个接收装置540，例如交通工具-用户接口，例如平视显示器(hud)或其它屏幕、交通工具扬声器、交通工具自主驾驶系统、交通工具hvac系统、用于向诸如远程客户服务(例如，
在各个实施例中，本架构进一步配置和布置成使得提供给接口540的输入在系统100中被接收和处理以影响系统操作。
在各个预期的实施例中，应用程序270的应用程序输出不限于由用户接收的输出(例如，视觉或音频)，而是可以包括与交通工具120的通信，例如影响交通工具操作的消息或数据包，例如自主驾驶设置或hvac设置，并且可以包括与远程系统160(例如
下面结合图6的算法600进一步描述所指示的其它功能和通信信道(例如，550等)。
vii.算法-图6和图7
图6和图7示出了根据本技术的实施例的示例性算法，该示例性算法由基于来自附加设备150的传感器输入在交通工具102处创建和使用虚拟传感器输入的过程流600、700示意性表示。
更具体地，图6示出了为过程流形式的第一示例性算法600，用于执行第一功能，以建立虚拟化基础结构。
图7示出了第二示例性算法700，用于执行第二传感器虚拟化功能。
在各个实施例中，可以将图6或图7的功能称为虚拟化和/或对接附加设备的主体传感器。这在各种情况下可以包括容纳普通的或已知的传感器和较不常用的或未知的传感器(其迄今为止未被交通工具代码识别)。在各个实施例中，交通工具系统100预先配置有与某些传感器相关的代码，即使该代码在交通工具被最初制造和投入运行时是休眠的或不被使用也是如此。这些传感器可以被称为普通或已知的传感器。由于不具有与这样的传感器相关的预先建立的代码，交通工具系统100将不能识别的其它传感器可以被称为不常用的或未知的传感器。
应当理解，算法600、700的步骤、操作或功能不一定以任何特定顺序呈现，并且以替代顺序执行一些或所有操作是可能的，并且是可预期的。这些方法也可以被组合或交叠，例如这些方法中之一的一个或多个操作在其它方法中执行。
为了便于描述和说明，已经以示出的顺序呈现了操作。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以添加、省略和/或同时执行操作。还应当理解，所示的算法600、700可以在任何时间结束。
在某些实施例中，算法600、700的一些或所有操作和/或基本上等同的操作由执行存储或包括在计算机可读介质(例如系统100、300的数据存储设备104、304中的一个或两个)上的计算机可执行指令或者可以存在于上述远程服务器或计算机系统160处的类似特征的处理器(例如计算机处理器)执行。
vii.a.图6的算法
算法600开始601，并且流程前进至框602，在此处在交通工具102的基于硬件的处理单元106和附加设备150的基于硬件的处理单元306之间建立物理连接550。如上所述，该连接可以通过有线和/或无线信道来实现。
在框604处，交通工具处理单元106和附加设备处理单元306建立一个或多个通信信道，用于系统100、300之间的稍后通信和数据传输，例如，附图标记550、560、570、580所示的系统间通信。
建立通信信道可以包括握手或其他介绍或协商过程。通过所述建立，例如，系统100、300可以动态地设置一个或多个通信信道之间的参数。
在例程606(6061、6022)处，供应、获得或提供任何需要的和不存在的附加设备150和交通工具102部件。
在框6061处，形成附加设备侧服务器412和i/o能力映射模块530。
在各个实施例中，附加设备150被特别预配置为包括服务器412，例如考虑本技术的配合和功能。交通工具102的原始设备制造商(oem)可以制造或批准这样的特别配置的附加设备150。
在各个实施例中，附加设备150还预配置有i/o设备文件414和i/o设备驱动器416。在智能电话的示例中，例如，电话还将具有用于处理来自电话相机、麦克风、imu、气压计以及任何其它电话传感器328、330、332、334、336的输出的i/o设备文件和驱动器。
作为示例而非限制，服务器412和i/o能力映射模块530可以由附加设备150从远程系统160接收的软件更新或升级形成。
在预期的实施例中，服务器412和i/o能力映射模块530由附加设备从交通工具系统100接收的软件升级或更新形成，例如由在配置为与本技术相关联的交通工具系统100处运行的应用程序形成。
在另一预期的实施例中，服务器412和i/o能力映射模块530是加载到系统300的应用程序的一部分，或者由加载到系统300的应用程序的操作来形成。
在子例程6062中，创建交通工具侧客户端212和相关联的虚拟i/o服务特征(包括虚拟i/o设备文件214和虚拟i/o设备驱动器216)。作为示例而非限制，客户端212和i/o结构214、216可以由从远程系统160接收的软件更新或升级形成。
在子例程606的决策菱形框608处，交通工具处理单元106确定例如在操作系统200中交通工具系统100是否包括代码或用于呈现代码的基础(其可用于形成虚拟i/o设备文件和驱动器214、216)。该操作可以包括获得指示要在交通工具系统100处虚拟化的附加设备150的传感器的类型的传感器数据。作为示例，可以从附加设备150或在交通工具系统100处运行的应用程序接收该数据。
操作系统200可以已经被预先配置有用于这样的目的的这种预先存在的或休眠的代码。oem可能已经预期可以提供的售后解决方案(诸如改进交通工具最初没有配备的常用传感器)，并且因此提供相应的代码。或者oem可以制造具有或不具有各种传感器包的某些级别的交通工具，并且决定留下代码或预置代码(对应于在所有交通工具中包括的和不包括的传感器)。
然后，预先存在的代码关于常用的或已知的传感器更可能存在。在一些实施例中的示例包括简单的相机传感器，其可以指向前方并且满足交通工具系统100中的前向相机设置(例如，为前向相机设置的休眠代码)，尽管交通工具最初没有配备前向相机也是如此。
作为特定示例，预见由本技术的虚拟前置相机布置提供的售后解决方案或者更昂贵的实际交通工具前置相机售后解决方案，oem可能已经为交通工具系统100的操作系统或其他数据结构提供了对应于前视相机的代码或代码基础，尽管交通工具102最初仅配备有后视相机也是如此。
控制平面230可以协调包括与由图5中的通信路径582指示的与操作系统200的通信的决策过程。
如果在决策608中发现交通工具系统100包括相关代码或预置代码，则流程前进至框610，在此处虚拟i/o设备文件和/或驱动器214、216基于在交通工具系统100处确定存在的预先存在的代码通过处理单元106形成在交通工具系统100处。控制平面230可以例如通过与操作系统200的通信582来协调该设置。
相关功能由通信路径584、586指示，其示出从源(例如，操作系统200)推送相关代码以形成虚拟i/o设备驱动器和文件216、214。
在预期的实施例中，响应于在交通工具系统100处从附加设备300接收到的软件升级或更新来执行形成客户端212和i/o设备结构214、216，例如通过配置为与本技术相关联的、在附加设备300处接收到并运行的应用程序。
如果在决策608中发现交通工具系统100不包括相关代码或预置代码，则流程前进至框612。如所提供的，预先存在的代码不太可能存在于较不常用的或未知的传感器中，例如可能是具有气压计或气压传感器或附加设备150的其它新的以及高质量传感器的情况。
在框612处，交通工具系统100的处理单元106启动或以其它方式执行与附加设备150的通信，以获得与形成虚拟i/o设备文件和驱动器214、216相关的代码，诸如经由在附图标记550、560和/或570处示意性示出的信道。控制平面230可以通过与附加设备150的控制平面430和/或附加设备150的其它部件(例如i/o能力映射模块530)通信来执行或管理通信。
如上所述，附加设备150通常将固有地具有设备驱动器和文件416、416以及伴随的代码。
相关驱动器和/或文件代码的传送由附图标记580示意性地指示。传送可以形成或用于形成虚拟i/o设备驱动器216，并且形成也可以认为由附图标记580指示。
可以基于所创建的虚拟i/o设备驱动器来执行创建虚拟i/o设备文件的功能。文件形成可以由附图标记586指示。
如上所述，在预期的实施例中，响应于在交通工具系统100处从附加设备300处接收的软件升级或更新执行形成客户端212和i/o设备结构214、216，例如通过与本技术相关联地配置、在附加设备300处接收和操作的应用程序。
在框614处，交通工具系统100的处理单元106确定许可是否存在或足以使用来自附加设备传感器328-336的传感器输出。
当由框610导致操作614时，获得许可的特定动作616被预期或通常将为相对简单的过程，这是因为交通工具系统100已具有在框610处获得或激活的基础代码。因此可对系统100预编程以允许使用由虚拟布置提供的预期的传感器输入——即使预期的传感器输入仅期望经由更加昂贵的新的实际传感器输入也是如此。
在动作616中，各个实施例中的交通工具102的处理单元106执行控制平面230功能，并利用所提及的交通工具102的许可模块510。许可模块510可预先存在于交通工具102中，或可在先前提及的设置操作(例如，606)中创建或修改。
作为示例，与检查许可的通信通过附图标记586、582来指示。
当由框612导致操作614时，获得许可的特定动作618与框616的动作相比预期是更复杂的例程。在各个实施例中，更复杂的例程包括与附加设备150的计算机系统300的通信。
在动作616中，各个实施例中的交通工具102的处理单元106执行控制平面230功能，并利用所提及的交通工具102的许可模块510。所述操作还可包括单元106，其经由附加设备150的处理单元306与例如附加设备150的控制平面430通信，如路径560所示。
处理单元306经由附加设备150的控制平面430，并且在某些情形下经由许可模块520，从系统300的存储设备(例如，从操作系统400)获得指令或数据，其可用于确定是否存在足够的许可以将来自附加设备的传感器数据用于交通工具102处的虚拟传感器布置。
作为示例，用于与检查许可通信的路径由附图标记560、588、590、592来指示。
在菱形框620处，分析附加设备150的能力，或者特别是分析附加设备150的关于提供主体附加设备传感器数据的能力，以确定在附加设备150所借助提供传感器数据的参数与交通工具系统100配置之间是否适当地匹配。
要考虑的是在各个实施例中，处理单元106、306之间的通信通过各自的控制平面230、430执行。如路径570、592所指示，面板230、430中一者或两者可与i/o能力映射模块530通信。
在不脱离本公开的情况下，决策620可包括各种考虑中的任何考虑。作为示例，决策可考虑附加设备传感器数据输出的速度或速率(例如采样速率)与交通工具系统100处的处理速度、需求或预期是否匹配。其它示例性特征包括时延、数据感测精确度、数据格式以及任何其它服务质量(qos)参数。
如果在决策620处，附加设备150的能力或附加设备150的至少属于从主体附加设备传感器(例如智能手机气压计或相机)输出至交通工具的能力被确定为不足时(例如一个或多个关键方面不足)，则过程可在621处结束或重复699与附加设备150的不同传感器连接或与不同的附加设备整体连接。会出现这一结果是因为交通工具系统100用对于各种功能所需的所需参数编程。数据必须例如通过为特定类型而可读或可识别。数据必须可靠且及时，例如接收时的速率和可靠性或一致性随时间与交通工具120使用的重要性程度(例如关键程度)相适应。例如，在交通工具102处将要依赖的用于自主驾驶的虚拟传感器数据必须以相对高的速率采样并以相对少时延被接收。
如果在决策620处，附加设备150的能力或附加设备150的至少属于从主体附加设备传感器(例如智能手机气压计或相机)输出至交通工具的能力被确定为在任何方面都很优异，例如具有很高的采样速率或很低的时延，则流程前进至菱形框622，在此处交通工具系统100的处理单元106与附加设备150的处理单元306通信(例如协商)以确定附加设备150是否会劣化服务器——例如针对相关方面传递所述的较低目标水平的主体传感器数据。
如果在菱形框622处，交通工具系统100确定附加系统不能针对相关方面提供目标水平的主体传感器数据，则流程前进至预期的决策操作624，在此处交通工具系统102确定是否愿意超过上述目标水平操作。
如果违反目标水平仅导致额外的功率使用，则可对交通工具系统102编程以在操作624处确定在某些情形下，例如当电气交通工具102的电池电量大于50％、或在下次充电前电池电量和预期的行程或时间符合预设标准时，可忽略或至少动态或适应性地忽略这一缺陷。作为另一示例，可对交通工具系统100编程使得：如果违反目标能力水平会导致使用系统100中额外的存储器、cpu处理或无线带宽使用，则例如当存储器、cpu处理或无线带宽使用足够或预期足够时，可忽略或动态忽略该违反。
如果在操作624处确定违反目标是不可接受的，则过程可在621处结束，或重复699与附加设备150的不同传感器连接或与不同的附加设备整体连接。
如果在决策620处，附加设备150的能力或附加设备150的至少属于从主体附加设备传感器(例如智能手机气压计或相机)输出至交通工具的能力被确定为符合要求，或至少在目前情形下，违反目标水平的任何参数被确定为符合要求，则在操作624处，流程前进至导向图7的转移椭圆框625。
vii.b.图7的算法
从图6的转移椭圆框625，图7的算法700的流程从701开始。
流程前进至框702，在此处交通工具系统100从附加设备150获得传感器数据。操作702可包括交通工具系统100，其例如根据由主体交通工具侧应用程序270传达的需求请求数据。这样的请求可以认为由图5中的附图标记550处的向右流程所指示。
交通工具系统100处理单元106通过交通工具侧客户端212从附加设备侧服务器412接收数据。数据路径由图5中的附图标记550处的向左流程所指示。
在框704处，交通工具系统100使用所描述的虚拟结构处理所接收的传感器数据。操作704可称为虚拟化所接收的传感器数据。操作704包括使用相应的虚拟i/o设备驱动器和文件216、214处理所接收的传感器数据。在各个实施例中，如果交通工具配备有这样的传感器(例如气压计)，所述处理导致经处理的数据可以用与应用程序270期望从交通工具处的传感器(例如气压计)接收传感器数据相同或实质相同的方式(格式、定时等)，向主体应用程序270呈现所述传感器数据。
操作704包括如图5中路径附图标记594示意性指示的在客户端与虚拟i/o设备文件和/或驱动器214、216之间的通信，以及如图5中附图标记595所指示的在虚拟i/o设备文件和/或驱动器214、216处执行的功能。
例如，操作704可以包括打开、读取、配置、写入、设定、映射以及回叫功能，例如以下：
■打开(fd，许可)
■读取(buf，大小)；
■写入(buf，大小)；
■配置(stat,valc)
■设定(par,vals)；
■mmap(fd，mem)；以及
■回叫(func(val))；
其中：
-参数fd为文件描述符，其表示(虚拟)i/o设备文件；
-许可指的是对i/o设备文件访问及读取/写入的权利；
-buf表示用于包含读取和/或写入操作的缓冲器的地址；
-大小是缓冲器的大小；
-par是需要设定的特定参数；
-vals是设定的值(例如，有限整数或浮点数，例如1、5或30fps等)；
-valc为配置的值(例如有限串，比如“运行”、“睡眠”或“重置”等)；以及
-mem指的是存储器页面。
在框706处，将处理后或虚拟化的传感器数据传送至主体应用程序270。该路径通过图5中附图标记596示出。
在框708处，应用程序270在应用程序270的操作中使用处理过或虚拟化的传感器数据(例如气压计数据或相机数据)，就如源自交通工具传感器的传感器数据经配置和布置成提供相同的数据。
如图5中路径598所示，操作708可包括将应用程序输出传送至接收装置540，例如交通工具用户界面—例如，平视显示器（hud）或其它屏幕、交通工具扬声器、交通工具自主驾驶系统、交通工具hvac系统、用于将信息发送至远程设备（例如远程客户服务（例如onstar®）服务器）的通信收发器、或计算机系统。
过程700可在709结束或重复。
viii.气压计或测高仪使用情况
参考上述及其它示例性使用情况，例如使用相机和生物计量学传感器、根据本技术可在交通工具102处利用附加设备气压计传感器或气压测高仪。
使用气压数据的应用程序可执行如下功能：包括评估道路坡度、以及创建或修正关于高度或海拔的地图数据。创建或更新的地图数据可存储在交通工具102、附加设备150(例如智能手机)处，和/或被远程存储在远程计算或服务系统160处。远程系统可使用随时间的来自大量设备的气压计或测高仪输出以改进地图数据，从而有效众包功能，否则将需要昂贵的专业勘察工作。
道路坡度评估对交通工具操作(例如动力系统或推进的效率优化以及自主驾驶功能)是有价值的。聚焦于这些功能的应用程序可以使用虚拟传感器，以虚拟化交通工具102并不具有的传感器，或虚拟化在一个或多个方面(例如精确度)比相应交通工具传感器更先进的传感器。
例如，关于推进效率优化，应用程序可被编程以控制交通工具功能，例如将速度和加速度作为当前和即将出现的道路坡度的函数。所述功能需要精确的道路坡度数据，其并不总是能从现有地图数据(例如卫星地图数据)中或从现有交通工具传感器中获得。
即使对于具有气压计的交通工具，分辨率或精确度往往会在约100pa范围内。现代智能手机的气压传感器要精确得多，有些具有约1pa或更佳的精确度。
在一个实施例中，交通工具系统100使用来自附加设备150的气压压力读数，采用等式[等式1]编程。等式可以是添加至交通工具102的或其原有的应用程序的一部分。所示的等式为示例且可按需要更改，和/或为使用可以在交通工具102处实施的气压计输出的另一等式。
其中：
β(t)表示交通工具通过道路段行进时的道路段的道路坡度角，其为时间(t)的函数；
a为常数，其用于气压计-预估海拔的测量中；
p1为时间t时的气压计测量值；
p2为时间t+δt时的气压计测量值；以及
v为交通工具速度。
ix.选择优点
以上描述了本技术的许多益处和优点。本部分重申其中一部分并参考一些其它部分。所述益处并未穷尽本技术的益处。
如所提及，本技术通过各个实施例利用在交通工具(例如，汽车、飞机或船舶)处的一个或多个移动或其它可连接设备(例如，智能电话)的感测能力。
基础架构将插件或无线传感器设备并入交通工具操作中。益处包括但不限于：根据传感器的反馈提高交通工具的功能性能、增强交通工具用户交互，和/或使得在交通工具处能够实施需要感测能力(交通工具以其它方式不具有的感测能力)的先进计算应用程序。
因此可以相对容易且以相对低的成本增强售后或上路(otr)交通工具的能力。因此用户并不限于交通工具初始制造时的感测能力。
在各个实施例中，本技术允许添加相对便宜的常用的或已知的传感器，以及较不常用的、不常用的或未知的传感器。
这些添加可以不需要改变许多、大部分或全部主要交通工具载计算机(obc)特征(例如交通工具操作系统(os)和初始驱动器，例如初始交通工具传感器驱动器)而执行。
与根据本技术向售后otr交通工具有效添加新的传感器能力相关的成本比对交通工具改型或升级以包括等同传感器硬件的成本低很多。另一方面，改进的成本包括例如人工、时间、新传感器硬件以及其它材料，例如机械和电子连接结构。当用户已拥有附加感测设备，例如，如果该设备为现有用户手机时，实施本技术的成本会尤其低廉。
x.结论
本文公开了本公开的各个实施例。所公开的实施例仅是可以以各种方式和替代方式以及它们的组合来实施的示例。
上述实施例是仅为了清楚地理解本公开的原理而阐述的实施方式的示例性说明。
本文参考的如何布置特征可以称为但不限于如何相对于其它特征定位所述特征。本文参考的如何配置特征可以称为但不限于特征如何定尺寸、特征如何成形和/或特征的材料如何。简而言之，术语配置可用于指代本段落中上述配置和布置两者。
本文中指示方向的参考并不具有限定的意思。例如，参考的上方、下方、顶部、底部或横向并非提供用于限定本公开的技术能够实施的方式。例如，当参考上表面时，所参考的表面并不需要在设计、制造或操作参考框架中垂直向上，或在任何其它特定部件之上，并且替代地，其在设计、制造和/或操作中可以在一些或全部部件的旁边，这取决于在特定应用程序中所采用的方位。
本文提供的方向参考主要便于说明和简化示例性附图的描述，且所述的热管理系统可以以各种方位中的任何方位来实施。本文中指示方向的参考并不具有限定的意思。例如，参考的上方、下方、顶部、底部或横向并非提供用于限定本公开的技术能够实施的方式。例如，当参考上表面时，所参考的表面可以但并不需要在设计、制造或操作参考框架中垂直向上或位于顶上。例如，在各个实施例中，该表面可以替代地位于系统的其它部件的旁边或下方。
以单一项描述或在附图中示出的任何部件可配置成执行所述单一项的功能的多个这样的部件替换。同样，任何多个项可配置成执行所述多个项的功能的单一项替换。
在不脱离权利要求书的范围的情况下，可以对上述的实施例进行变型、修改和组合。所有这样的变型、修改和组合在此被本公开和所附权利要求书的范围所包括。
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