车辆对车辆的识别和侦测装置的制作方法

本实用新型涉及车辆的主动式安全技术，特别是一种车辆对车辆的识别和侦测装置。

背景技术：

安全对车辆使用者或是制造商而言，一直是最受重视的课题之一，关于车辆安全性的技术大致上可区分为主动式安全技术和被动式安全技术。被动式安全技术是在车辆发生事故后用于减轻伤害的技术，主动式安全技术是运用各种电子感应或侦测装置，预先侦测和判断可能发生的危险，然后通过对机械的自动控制，预防车辆在行驶期间发生危险。

目前已有许多的车辆主动式安全技术被实际使用于市售的车辆，例如：防死锁煞车系统(Anti Breaking System,ABS)、循迹防滑控制系统(Traction Control System,TRC)、电子稳定控制系统(Electronic Stability Control,ESC)、车道偏离警示系统(Lane Departure Warning System,LDWS)、主动跟车系统(Active Cruise Control,ACC)、自动紧急煞车系统(Autonomous Emergency Braking,AEB)等等，这些技术主要是使用雷射、微波雷达、图像辨识技术实现车辆与车辆之间的主动侦测。

除了不断改进车辆的安全性，实现无人车或是自动驾驶也是目前车辆制造者努力的目标之一。实现无人车或是自动驾驶的关键技术包括环境感知、导航定位、路径规划、决策控制等。前述的主动式安全技术虽然具有许多已成熟的侦测技术，但是仍然无法实现最后二十米近距离内复杂的相对位置、角度与距离以及车辆与车辆之间的通讯及自动协商继续行驶或协商减速停止的功能，目前车辆的定位技术主要是通过全球定位系统(GPS)获得实现，但是一般民用GPS的定位精度有限大约只能达到5米(M)，仍然不能满足无人车或自动驾驶更高精准度的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种车辆对车辆的识别和侦测装置，可以实现区域内各车之间相互位置关系的精准定位，进而支持车辆主动式安全控制或提供自动驾驶所需的数据。

为了解决上述的技术问题，本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种实施例包括：多个射频通讯单元、一单刀多掷开关和一通讯主控模块；所述射频通讯单元包括一射频通讯模块和电性连接所述射频通讯模块的一天线，多个射频通讯单元中的天线分别负责在车辆所在平面上对称车辆中心的不同通讯方向进行射频通讯，每一个射频通讯单元的天线的通讯方向不同，每一个射频通讯单元可以在主动模式和常态的被动模式之间切换，其中射频通讯单元在被动模式时通过电性连接的天线在预定的通讯方向接收来自邻近车辆的通讯请求，所述射频通讯单元在收到通讯请求之后通过电性连接的天线，依据天线的通讯方向将一识别信息回应予发出通讯请求的邻近车辆；所述通讯主控模块通过单刀多掷开关以分时轮询或同时通讯的方式逐一将多个射频通讯单元切换至主动模式，通讯主控模块和主动模式的射频通讯单元的天线电性连接，通讯主控模块通过电性连接的天线的通讯方向发出通讯请求，以及通过电性连接的天线取得邻近车辆响应的识别信息。

作为本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种优选结构，其中通讯主控模块是一种RFID读写器，所述射频通讯单元的射频通讯模块包含：一射频识别卷标的卷标芯片和一单刀双掷开关，其中卷标芯片之中储存有识别信息，射频通讯单元在被动模式时所述卷标芯片通过单刀双掷开关电性连接天线，射频通讯单元在主动模式时通讯主控模块通过单刀双掷开关电性连接天线，并且切断卷标芯片和天线的电性连接。

作为本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种优选技术方案，其中识别信息至少包含：车辆的身分信息、车辆收到通讯请求的通讯方向的方向信息，以及车辆的运行参数信息。

作为本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种优选结构，其中任二个相邻的射频通讯单元的天线是不同极化方向的极化天线。所述极化天线包括：线极化天线和圆极化天线其中的任一种，其中线极化天线包括水平极化天线和垂直极化天线；所述圆极化天线包括左旋圆极化天线和右旋圆极化天线。

作为本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种优选结构，其中每一个射频通讯单元的天线是窄波束天线。

作为本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的进一步实施例，包括配置在车辆的信息处理器，信息处理器可以依据响应的识别信息的无线电信号分析、计算车辆和邻近车辆的距离。

作为本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种优选结构，所述信息处理器可以依据接收到响应的识别信息的某一个天线的通讯方向，或是识别信息的内容判断邻近车辆相对于车辆的方位。

本实用新型的优点和功效在于可以实现区域内个别车辆之间相互位置关系的精准定位，也可以支持车辆的主动式安全控制，以及提供无人车或自动驾驶所需的数据。由于全世界都市各式样交通工具种类繁多，本实用新型的射频通讯模块价格便宜体积小并且安装简便，可以装置在自行车上，因此本装置有别于传统的自动驾驶装置如光雷达，可以遍布在城市中各种型态的车辆上，对于最后一定距离内的自动驾驶有着决定性的影响。

有关本实用新型的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型辆对车辆的识别和侦测装置的功能方块图；

图2-1是射频通讯单元的功能方块图，显示射频通讯单元在被动模式的功能示意图；

图2-2是射频通讯单元的功能方块图，显示射频通讯单元在主动模式的功能示意图；

图3是车辆的俯视图，显示多个射频通讯单元配置在车辆的位置的一种实施例；

图4是本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的使用示意图，显示车辆和车辆之间通过可以在多个不同通讯方向进行射频通讯的射频通讯单元进行识别和侦测的情形。

图5是无人车或自动驾驶系统的系统架构图，显示本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置应用在无人车或自动驾驶系统的一种实施方式。

符号说明

1～8射频通讯单元 11卷标芯片

10射频通讯模块 20天线

40通讯主控模块 50信息处理器

60单刀八掷开关 70GPS系统

71无人车控制系统 72车辆控制中心

73车载雷达

具体实施方式

在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。

本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种较佳实施方式是在本车所在的平面上对称本车中心的多个不同通讯方向(例如但不限于八个不同通讯方向)，接收邻近车辆以射频信号发出的通讯请求，以及通过[分时轮询]或[同时通讯]的运作模式逐一在所述的多个不同通讯方向发出通讯请求，依据邻近车辆响应的识别信息的无线电信号分析、计算本车和邻近车辆的距离，实现区域内个别车辆之间相互位置关系的精准定位，进而支持车辆主动式安全控制或提供自动驾驶所需的数据，增进行车安全的功效。

图1和图3所绘示的一种实施方式，是在车辆配置八个射频通讯单元，用以朝向八个不同的通讯方向进行射频通讯，为了便于说明和理解，负责八个不同通讯方向的射频通讯单元分别以数字1～8表示，这些射频通讯单元1～8及其负责的通讯方向分别是1-正前、2-左前、3-左中、4-左后、5-正后、6-右后、7-右中和8-右前，应当理解的是所述的八个不同通讯方向只是本实用新型的一种较佳实施例，并非以此为限。

在车辆的车体配置一通讯主控模块40和八个射频通讯单元1～8；每个射频通讯单元1～8分别负责在不同的通讯方向和邻近车辆进行射频通讯，通讯主控模块40和八个射频通讯单元1～8电性连接，而且通讯主控模块40可以控制每一个射频通讯单元1～8在[主动模式]和[被动模式]之间切换。

在[被动模式]的射频通讯单元1～8可以在其负责的通讯方向接收邻近车辆以射频信号发出的通讯请求，并且在接收到通讯请求之后对发出通讯请求的邻近车辆以射频信号响应本车的识别信息；切换至[主动模式]的射频通讯单元1～8用以在其负责的通讯方向以射频信号发出通讯请求，以及接收由邻近车辆以射频信号响应的识别信息。一种较佳的实方式是通过射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术进行射频通讯，其中通讯主控模块40基本上就是一种RFID读写器(RFID Reader)，每一个射频通讯单元1～8可以是射频识别标签(RFID Tag)，较佳地，RFID读写器可以和射频识别卷标共享天线，进一步降低硬件的建置成本。通讯主控模块40主要是通过和射频识别卷标共享的天线发出上述的通讯请求，而射频识别卷标用以在[被动模式]下被邻近车辆的RFID读写器读取数据。在本实用新型的其它实施方式，也可以通过其它的射频通讯技术，替代RFID读写器40和射频识别标签，并且实现所述的[主动模式]和[被动模式]的操作，以上所述的RFID读写器和射频识别标签只是实现本实用新型的一种实施方式，但不以此为限。

本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置在运行期间，其中在分时轮询的运作模式下，其中八个射频通讯单元1～8之中只有一个会切换至[主动模式]，其余七个射频通讯单元则是切换至[被动模式]；在同时通讯的运作模式下，可选择多个射频通讯单元切换至[主动模式]。作为本实用新型的一种较佳实施方式，八个射频通讯单元1～8在常态时是[被动模式]，通讯主控模块40以分时轮询或同时通讯的运作模式将八个射频通讯单元1～8切换至[主动模式]，而且这样的切换操作会持续且循环地进行。

请参阅图2-1，每一个射频通讯单元1～8包含：一射频通讯模块10和一天线20；其中射频通讯模块10包含：射频识别卷标(RFID Tag)的卷标芯片11(Tag IC)和一单刀双掷开关30，卷标芯片11通过单刀双掷开关30电性连接天线20，其中八个射频通讯单元1～8的天线10分别负责在车辆所在平面上对称车辆中心的不同通讯方向和邻近车辆进行射频通讯；可以理解的是所述的邻近车辆也以相同的方式，配置有通讯主控模块40和多个射频通讯单元1～8。

每一个射频通讯单元1～8的卷标芯片11的内存中记录有识别信息(identification information)，识别信息至少包含：射频通讯单元1～8的天线20负责的通讯方向的方向信息，射频通讯单元1～8所在的车辆的身分信息，以及车辆的运行参数信息；例如：配置在车体的正前方向的射频通讯单元1的天线20负责的通讯方向是正前，因此射频通讯单元1的卷标芯片11的内存之中记录的方向信息可以是[1正前]，而身分信息可以是车辆的车型或是车牌号码，车辆运行参数可以是车辆的速度等。

请参阅图2-1，常态时射频通讯模块10是处于[被动模式]，其中的单刀双掷开关30常态电性连接卷标芯片11和天线20，意即是任何一个射频通讯单元1～8在[被动模式]时通过电性连接的天线20在预定的通讯方向接收来自邻近车辆的通讯请求，八个射频通讯单元1～8之中的任一个在收到通讯请求之后通过电性连接的天线20，在天线20的预设通讯方向将一识别信息回应予发出通讯请求的邻近车辆，以供邻近车辆进行识别和侦测。

如图1所绘示，本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的一种实施方式，包括：八个射频通讯单元1～8、一通讯主控模块40以及一单刀多掷开关(在这个实施例中使用的是单刀八掷开关60)。本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置运行期间，八个射频通讯单元1～8之中的至少一个处于[主动模式]，其余七个处于[被动模式]。通讯主控模块40通过单刀八掷开关60以分时轮询或同时通讯的运作模式逐一将八个射频通讯单元1～8切换至[主动模式]，此时单刀双掷开关30电性连接通讯主控模块40和天线20(原本常态模式下卷标芯片11和天线20之间的电性连接暂时切断)，由通讯主控模块40通过电性连接的天线20向邻近车辆的射频通讯单元1～8发出通讯请求，用以取得邻近车辆响应的识别信息；换言之，本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置运行期间，通讯主控模块40只会和单一个进入[主动模式]的射频通讯单元1～8的天线20电性连接，其余七个射频通讯单元1～8还是处于[被动模式]。通讯主控模块40通过单刀八掷开关60以分时轮询或同时通讯的运作模式逐一电性连接八个射频通讯单元1～8之中的天线20，由通讯主控模块40通过电性连接的天线20向邻近车辆的射频通讯模块10发出通讯请求，应当理解的是所述[发出通讯请求]就是通讯主控模块40通过射频信号与邻近车辆的射频通讯模块10进行射频通讯，用以从邻近车辆的射频通讯模块10的内存之中读取或识别邻近车辆的识别信息。

天线20的一种实施方式是任二个相邻的射频通讯单元1～8中的射频通讯模块10的天线20之间采用极化隔离，举例，可以使用线极化天线，任二个相邻的射频通讯单元1～8中的射频通讯模块10的天线20需分别采用水平极化天线和垂直极化天线；在另一种实施方式，也可以采用圆极化天线，任二个相邻的射频通讯单元1～8中的射频通讯模块10的天线20需分别采用左旋圆极化天线和右旋圆极化线。例如在图3绘示的实施例，其中配置在1-正前、3-左中、5-正后、和7-右中四个方向的射频通讯模块10的线极化天线20是水平极化天线横置(以较宽的黑色方块表示)，配置在2-左前、4-左后、6-右后和8-右前四个方向的射频通讯模块10的线极化天线20是垂直极化天线(以较窄的黑色方块表示)，如果是使用圆极化天线20同理。通过上述线极化天线20的布置，可以避免在某一个通讯方向的射频通讯单元1～8的天线20在进入[主动模式]之后误读到本车的邻近射频通讯单元1～8的识别信号，具有防止窜读的效果。

天线20的另一种实施方式是使用窄波束天线，每一个射频通讯单元1～8的天线20被局限在各别预定的通讯方向，同样可以达到防止窜读的效果。

请参阅图4是本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的使用示意图，显示车辆和车辆之间通过多个配置在不同方向的射频通讯单元1～8进行识别和侦测的情形。

为了便于说明，图中以标示于每一部车头前方的数字赋予每一部车辆的车辆编号(A～I)，并且定义每一部车辆的射频通讯单元1～8的编号规则为“车辆编号+通讯单元的数字号码(1～8)”，例如车辆A上负责在正前方向进行射频通讯的射频通讯单元的编号为A1，车辆E上负责在右中方向进行射频通讯的射频通讯单元的编号为E7。下面以最具代表的车辆E为例说明前述的避免窜读的功能。图中黑色方块代表射频通讯模块，较宽的黑色方块表示射频通讯单元1～8的天线20是水平极化天线，较窄的黑色方块表示射频通讯单元1～8的天线20是垂直极化天线。

请参阅下列[表1]，可以了解车辆E和其邻近其它车辆之间通过多个射频通讯单元1～8和通讯主控模块40的协同运作进行相互识别和侦测的情形。

车辆E的射频通讯单元E1的天线20的通讯方向是正前方向用于侦测正前方的车辆，射频通讯单元E1进入[主动模式]可以有效识别到的是通讯单元B5，有一定机率能识别到的包含射频通讯单元A5及C5；

车辆E的射频通讯单元E2的天线20的通讯方向是左前方向用于侦测左前方的车辆，射频通讯单元E2进入[主动模式]可以有效识别到的是射频通讯单元A6，有一定机率能识别到的包含射频通讯单元B4及D8；

车辆E的射频通讯单元E3的天线20的通讯方向是左中方向用于侦测左侧的车辆，射频通讯单元E3进入[主动模式]可以有效识别到的是射频通讯单元D7；

车辆E的射频通讯单元E4的天线20的通讯方向是左后方向用于侦测左后方的车辆，射频通讯单元E4进入[主动模式]可以有效识别到的是射频通讯单元G8，有一定机率能识别到的包含射频通讯单元D6及H2；

车辆E的射频通讯单元E5的天线20的通讯方向是正后方向用于侦测正后方的车辆，射频通讯单元E5进入[主动模式]可以有效识别到的是通讯单元H1，有一定机率能识别到的包含射频通讯单元G1及I1；

车辆E的射频通讯单元E6的天线20的通讯方向是右后方向用于侦测右后方的车辆，射频通讯单元E6进入[主动模式]可以有效识别到的是射频通讯单元I2，有一定机率能识别到的包含射频通讯单元F4及H8；

车辆E的射频通讯单元E7的天线20的通讯方向是右中方向用于侦测右侧的车辆，射频通讯单元E7进入[主动模式]可以有效识别到的是射频通讯单元F3；

车辆E的射频通讯单元E8的天线20的通讯方向是右前方向用于侦测右前方的车辆，射频通讯单元E8进入[主动模式]可以有效识别到的是射频通讯单元C4，有一定机率能识别到的包含射频通讯单元B6及F2。

表一

如图4绘示的情形，车辆E的射频通讯单元E1中的射频通讯模块10如果收到射频通讯单元B5中的射频通讯模块10的识别信息，根据射频通讯单元B5中的射频通讯模块10的识别信息中的方向信息，就表示侦测到前方有邻近车辆。

在本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置的另一实施例，进一步包括信息处理器50(见图1)，信息处理器50可以依据响应的识别信息的无线接收信号分析、计算车辆(本车)和邻近车辆的距离。

如图4绘示的情形，如果车辆E的射频通讯单元E1收到车辆A的射频通讯单元A5中的射频通讯模块10的识别信息，车辆E的射频通讯单元E2也可以收到车辆A的射频通讯单元A6中的射频通讯模块10的识别信息，根据射频通讯单元A5和射频通讯单元A6中的射频通讯模块10响应的识别信息中的方向信息，在通过信息处理器50的处理和校验后就可以判断出车辆E的左前方有邻近车辆A及相对距离。

请参阅图5是无人车或自动驾驶系统的系统架构图，显示本实用新型车辆对车辆的识别和侦测装置应用在无人车或自动驾驶系统的一种实施方式；本实用新型在车辆的车体配置多个分别朝向不同通讯方向进行射频通讯的射频通讯单元1～8，每个射频通讯单元1～8中的射频通讯模块10可以响应邻近车辆的通讯请求提供本车的识别信息给发出通讯请求的邻近车辆，本车也能够以分时轮询或同时通讯的运作模式通过配置在本车的多个射频通讯单元1～8中的射频通讯模块10在不同方向发出通讯请求，通过和不同通讯方向的邻近车辆进行射频通讯的方式，可以取得邻近车辆的识别信息，再通过本车的信息处理器50的处理进而获得例如邻车的方位和距离等信息其中的任一种或其组合；在本实用新型方法和装置的其它实施例，还可以通过车载雷达73系统取得邻近车辆(例如正前方车辆)的速度，以及通过车辆的GPS系统70获得车辆所在的位置信息，然后再将这些信息提供给配置在车辆上的无人车控制系统71，或是通过移动通讯网络上传至后台的车辆控制中心72，除了可以实现区域内个别车辆之间相互位置关系的精准定位，也可以支持车辆的主动式安全控制以及提供无人车或自动驾驶所需的数据。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本实用新型技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本实用新型技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本实用新型实质相同的技术或实施例。