专利名称：用于防止驾驶时使用手机的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于防止驾驶时使用手机的系统和方法。
背景技术：
在2007年，统计显示，大约84%的美国人口都订阅了某种形式的无线移动电话服务。接近6%的汽车驾驶员承认在驾驶过程中使用手持电话。使用无线设备的实际驾驶员数目有可能远比该数字大。研究人员已经显示在驾驶过程中使用移动电话导致碰撞的几率是不使用的四倍，并且增加的碰撞风险对于免提和手持电话是类似的。美国交通部已经启用了无数项目并开始减少与交通事故有关的灾难和损伤。许多州明令禁止驾驶过程中在手持移动电话上通话、收发短信或打电子游戏。此外，一些州例如加利福尼亚已经通过法律，禁止或限制年轻驾驶员(未满18岁)在驾驶过程中使用移动电话或其它类型的移动设备。但是，北加利福尼亚的最近研究发现，青少年孩子似乎忽视这些限制。对青少年孩子在驾驶过程中使用无线设备的禁令已经在2007年春颁布。研究发现， 经过对25所高中的青少年孩子的观察，接近11 %的青少年孩子驾驶员在颁布禁令前的两个月中使用移动电话，而观察到在颁布禁令后的五个月内大约12%的青少年孩子驾驶员使用移动电话。目前，对移动电话的使用不再限于接打电话。下一代移动电话(即手机和智能电话)已经广泛支持全球定位系统(GPS)和加速计传感器。例如，GPS和加速计传感器都已经被装配到苹果公司生产的iPhone 3G智能电话中，同时50%的2009年生产的诺基亚移动电话将支持GPS。
发明内容
公开了一种用于监测和控制对移动计算设备的使用的系统。该系统包括数据服务器，该数据服务器包含指明选定位置处的交通路线的道路网络模型。移动无线计算设备被配置为与数据服务器无线通信。在无线设备中包括嵌入加速计和GPS接收器。与无线设备和数据服务器通信的移动设备控制模块提供运动数据缓存以记录来自GPS接收器和加速计的数据，活动模式识别模块被配置为基于运动数据缓存确定活动类型，并且与数据服务器通信的使用许可模块基于活动模式提供可使用无线设备的时间和位置信息。可下载并在无线设备上运行无线设备控制模块，且该控制模块的一些方面在数据服务器上运行并与数据服务器通信。与数据服务器通信的计算设备可用于选择允许或限制使用无线设备的时间和位置信息。例如，图形用户接口可用于在某些时间段(例如上课时间或宵禁以后)限制对无线设备的使用。也可在某些地理位置或路径(例如沿着去学校、工作的路线)处或在具体位置(诸如用户学校)处限制使用。此外，可沿着已知公共汽车路线允许使用无线设备。运动数据缓存也可用于记录该无线设备每次拨打或接听电话时该移动无线计算设备的位置、速度和加速度。运动数据缓存中的数据可被发送并储存在数据服务器上。可将运动数据缓存中的数据与用户许可数据进行比较，从而使得能够基于在何时和在何处使用无线计算设备以及设备的运动计算驾驶员安全统计。对于某些用户行为(例如驾驶车辆时使用该设备和在受限制的时间段内使用该设备)，减少驾驶员安全统计。此外，该无线设备可收集除了当接听或拨打电话时的某些时间段的数据。例如，该无线设备可收集速度和位置信息并将该信息报告回数据服务器。也可基于驾驶行为(例如超速、非正常加速、非正常减速和急转弯)减少驾驶员安全统计。可将安全统计报告至数据服务器或在其上计算。由无线设备收集的安全统计和其他信息可对选定的个体可用，例如用户家长或看护人，或诸如保险公司的所期望的第三方。保险公司可提供用户贴现率，作为用户保持了大于选定临界值的安全统计的回报。活动识别模块被配置为鉴别出无线设备的用户何时执行任务(例如步行、跑步或驾驶)。此外，活动识别模块可鉴别出用户何时基本静止。动态呼叫处理模块被配置为基于活动模式将无线设备布置为选定的模式。例如， 当基于来自加速计和GPS接收器的信息鉴别出用户正在驾驶时，则无线设备可被布置为驾驶模式。该模块可用于当活动模式识别模块鉴别出例如驾驶的受限制的具体活动类型时告知呼叫者移动无线计算设备不可用。该模块可使该无线设备在某些模式(例如驾驶模式) 下不能拨打或接听电话。可替换地，可允许选定的电话，例如紧急电话。该无线设备可在用户驾驶时发出选择的铃声来允许用于停下车辆接听电话。该动态呼叫处理模块也可用于发送短信告知呼叫者由于用户正在驾驶不能接听电话。
通过联系附图，本发明的特征和优点将从下面的具体实施方式
中变得明显，附图通过实例方式共同示出本发明的特征，在附图中图1是根据本发明实施例用于监测和控制对移动计算设备的使用的系统的示图；图2是根据本发明实施例描绘在网络服务器上的用户许可管理和驾驶安全监测系统的流程图；图3是根据本发明实施例描绘移动电话客户端上的驾驶安全监测程序的流程图； 以及图4是根据本发明实施例的GPS收集数据周期的时间轴；图5是根据本发明的一个实施例描绘如何结合来自移动电话中的嵌入GPS接收器和加速器的两种数据来源从而精确识别移动类型的流程图。现在参照示出的示例性实施例，在此使用具体的描述说明对其进行说明。但是不应被理解为由此意欲限制本发明的范围。
具体实施例方式在公开和描述本发明之前，应当理解本发明不限于在此公开的具体结构、程序步骤或材料，而是扩展至其等同物，如相关技术领域人员将会认识到的。还应当理解本文采用的术语只用于描述具体实施例的目的而不意欲限制。应当理解说明书中描述的许多功能单元已经被标记为模块，从而更具体地强调它们的独立实施性。例如，模块可被实施为包含定制VLSI电路或门阵列、现货供应的半导体(例如逻辑芯片、晶体管或其它分立元件)的硬件电路。模块也可被实施为可编程硬件设备，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。也可以将模块实施在各种处理器所执行的软件中。可执行代码的被识别模块例如可包括计算机指令的一个或更多个物理或逻辑块，其例如可被组织为对象、程序或功能。然而，所识别的模块的可执行文件不需要物理上位于一起，而是可包含储存在不同位置中的异类指令，其逻辑上接合在一起的时候可包含模块并实现模块的所说明的目的。实际上，可执行代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在不同代码段上，分布在不同程序中，且分布在若干个存储设备上。相似地，操作数据可在此被识别和示出在模块中，并且可体现为任何适当的形式或组织在任何适当类型的数据结构中。操作数据可被收集为单个数据集，或可被分布到不同位置处，包括不同存储设备，并且至少部分可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。该模块可以是无源或有源的，包括可操作以执行期望功能的代理程序。在整个说明书中使用“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例有关的所描述的特定特征、结构或特性被包括在被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各位置短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不必须均指代同一实施例。此外，描述的特征、结构或特性可以任何适当的方式结合在一个或更多个实施例中。在下面的描述中，提供了若干具体细节(例如材料、紧固件、尺寸、长度、宽度、形状等的示例)来提供对本发明实施例的彻底理解。但是，相关领域的技术人员将认识到，可以不使用具体细节中的一个或更多个来实施本发明，或者使用其他方法、部件、材料等来实施本发明。在其他例子中，未示出或未详细描述已知结构、材料或操作，从而避免使本发明的各方面不清楚。示例实施例通过使用嵌入移动电话中的GPS和加速计传感器来监测驾驶安全性能，可研发出一种集成且经济的解决方案来检测和防止不安全驾驶行为，例如在驾驶时使用移动电话通话或收发短信。在一个实施例中，可以将驾驶安全数据记录在移动电话中，且然后通过无线通信链路(例如GSM/GPRS)发送到中心管理数据服务器。对移动电话的使用禁止(例如可允许的交通路线和时间表)能够通过因特网站点被输入并且被进一步发送至指定移动电话。驾驶安全评估模块可用于基于收集到的原始驾驶数据执行统计分析。然后评估模块可计算相应的安全分数。安全分数可以被消费者或保险机构用来确定相关驾驶员的保险费。 该系统还能由家长使用来防止其青少年孩子驾驶员在驾驶机动车辆的同时收发短信、打电话或进行其他不安全驾驶行为。该系统还能被商用车辆公司、铁路公司等用来主动控制当其商用车辆驾驶员操作车辆、火车、飞机、直升飞机等时对移动设备的使用。虽然术语“移动电话”用在整个设备中，但本发明不限于无线或蜂窝式电话。术语 “移动电话”可包括在驾驶车辆中可能使用的任何类型的电子移动计算设备。术语GPS用在整个说明书中来指代位置跟踪技术。也可使用其他类型的位置跟踪技术，例如基于从蜂窝塔接收的信号的三角测量法及类似技术。在图1示出的一个实施例中，该系统包含客户端/服务器架构，其由中心管理驾驶安全数据服务器104、交互式用户控制网站点102和装配有GPS 114和/或加速计116传感器的移动电话106的网络。下面描述该系统的一个实施例。
使用许可数据输入可以在数据输入设备102(例如计算机、膝上电脑、智能电话或其他计算设备)上安装图形用户接口。图形用户界面可以被用来经由连接(例如因特网连接)与数据服务器 104通信。数据服务器可以包括地理数据，其使家长或商用交通工具公司能够为当移动电话 106处于驾驶模式时用在电话中的呼叫和收发短信能力指明许可或禁止路线和时间表。可以基于驾驶员常用的驾驶情况(例如到学校、运动事件和休闲活动)来选择禁止路线。对于乘客，许可路线可以包括公共汽车路线和地铁路线，其使乘客电话能够在电话以相对高速率移动时操作。对于火车操作员，可以使用图形用户接口容易地指明火车路线，从而限制火车操作员在火车工作时使用选定的移动设备。用户许可数据检索带有GPS的移动电话106上的客户端110单元建立至计算机网络中的驾驶安全数据服务器104的无线连接108。用户能从服务器104下载所需的软件到移动电话106以在电话上设置客户端单元。响应于来自移动电话上的客户端单元的请求，驾驶安全数据服务器能将使用许可数据返回至特定的电话客户端。电话客户端能将许可数据储存在本地使用许可数据库112中以便易于访问。运动数据记录当使用移动电话106呼叫或接听时，移动电话客户端110能记录来自嵌入无线设备的传感器(例如GPS传感器114和加速计116)的位置、速度和加速度数据。该数据能储存在本地运动数据缓存118中用于进一步处理。本地数据缓存能用于储存原始数据一段延长的时间周期，从而为用户活动模式识别程序120提供充足的信息。用户活动模式识别基于运动数据缓存118中收集的数据，用户活动模式识别程序120评估移动电话的使用背景。例如，可能在驾驶、步行或保持静止的时候使用移动电话或其它电子设备。用户活动模式识别程序可用于确定在相关背景下使用移动移动电话是否违反了预设许可策略。动态呼叫处理如果移动电话106接收到电话呼叫且用户模式被识别为正在驾驶，则与活动模式识别程序120通信的动态呼叫处理程序122能用于使电话104能在移动电话用户当前正在驾驶的情况下与呼叫者通信。该电话还能基于预定呼叫者优先顺序以不同的铃声发信号给驾驶员，以便驾驶员能决定是否停下车来接听电话或稍后回叫回去。运动数据上传通过移动电话通信链路，移动电话106的运动数据和用户的活动模式评估结果能发送至驾驶安全数据服务器104，且通过交互式控制网站进一步显示从而使可能的违反移动电话使用或不安全驾驶行为(例如超速、非正常减速和急转弯)可见。安全分数评估基于统计分析方法，能处理移动电话106的用户的原始驾驶表现数据来为用户提供驾驶安全指数或分数。安全评估数据分享通过数据交换服务器或数据交换接口，系统用户能与第三方(例如保险公司130)分享移动电话106的用户的安全分数，从而获得保险费。可基于用户的安全分数减少或增加用户的保险费支出。在一个实施例中，可基于前一时期的用户安全分数周期性地调整费用支出。例如，可每月、每季度、每半年或每年调整一次保险费支出。此外，可基于操作员的安全分数提供对商用车辆操作员的激励，由此鼓励操作员在可接受的参数范围内操作车辆。GPS模式和通信模式在一个实施例中，移动电话106能具有两种互斥的模式GPS监测/导航模式和通信模式。基于来自嵌入加速计116的加速度数据，总是打开的活动识别程序能检测移动电话用户在各种活动期间的活动状态。移动电话的活动状态可如以下所列出的驾驶、步行、 保持静止，或由于不充分的数据而未知。如果移动电话用户的状态被识别为正在驾驶，则移动电话能自动切换至GPS导航模式来防止对通信能力的使用，除了紧急呼叫。如果移动电话用户被识别为没有正在驾驶，则移动电话能切换回通信模式。对包括运动数据缓存118、活动模式识别120、使用许可数据库112和动态呼叫处理模块122的移动电话客户端110的使用提供在驾驶时检测和防止交谈的可靠方法。例如， 移动电话客户端基于延迟和不准确的GPS数据不阻止电话呼叫。对GPS数据的单独使用能产生不可靠的模式识别结果。这可导致对手机服务的不正确中断，这可导致用户不愉悦的感受并进一步限制系统部署。代替只依靠GPS数据，移动电话客户端110首先记录某一时间周期的位置、速度和加速度数据。例如，在一个示例性实施例中，可记录数据多达几分钟的时间周期。即使电话呼叫或短信结束之后仍可记录运动数据，如图4所示。在后处理阶段，活动模式识别模块能用于基于先前收集的运动数据确定呼叫至所选用户的电话呼叫的背景，并且如果识别出存在违反就调整用户的相关安全分数。该系统能用于通过在事后惩罚该不安全行为来防止驾驶时交谈/收发短信。由于具有更好的数据可用性，用户模式识别程序能更好地识别电话呼叫的背景，并且使驾驶安全监测更可靠。移动电话客户端110使用嵌入移动电话中的GPS 114和加速计116传感器来追踪驾驶员的位置、速度和加速度数据。移动电话中可用的通信链路能用于发送驾驶安全表现数据至中心数据服务器。无缝集成跟踪和通信能力不需要额外或外部硬件购买或修改。可通过从因特网下载至移动电话的软件容易地部署该系统。该系统提供更经济和简便的方法来执行个人驾驶安全规程。例如，如许多州需要的那样，该系统能用于对新驾驶员强制执行 50小时的受监管的驾驶实践。此外，通过监测和共享保险投保人与保险公司之间的驾驶安全表现数据，本发明以信誉或折扣的形式为投保人和保险公司提供更多的激励从而共同改善驾驶安全表现。该系统能防止无数的自动车辆事故和死亡，由此能为移动电话所有者和保险公司节省大量金钱。此外，能保证雇佣驾驶员的商业公司的驾驶员将不会被无线设备分散注意力。这能显著减少公司可能应负责的潜在的灾难性事故。虽然图1示出的移动电话客户端110包括多种模块、缓存和数据库，但也可能远程布置这些，例如布置在驾驶安全服务器上，或布置在移动电话服务提供商的网络上。用于产生监测和控制对图1示出的移动计算设备的使用的系统功能性的软件和固件的部署可基于移动设备复杂性和与移动设备网络通信的信息量之间的折中。通过在移动设备上布置更多的模块、缓存和数据库，可需要更复杂的设备(具有更多的存储器)。但是，可减少操作该系统所需的通信量。相反，远程布置更多的模块、缓存和数据库使得能够使用更简单的移动设备，但是可能需要移动设备106、驾驶数据安全性服务器104和移动设备服务提供商(未示出)之间的额外通信。可基于工程和商业需要决定模块、缓存和数据库的实际位置。图2示出描绘位于网络服务器上的用户许可管理和驾驶安全监测系统的流程图。 在一个示例实施例中，家长可利用使用许可输入接口 202输入其青少年孩子驾驶员的手机号码和能通过电话呼叫、语音邮件或短信接收青少年孩子驾驶员安全违反记录的家长手机号码。通过基于网络的地图接口 204，家长可进一步确定其青少年孩子被允许或不被允许使用手机和/或驾驶汽车的具体位置、路线和区域。家长可制定与其青少年孩子驾驶员应严格遵守的每条路线或每种类型的路相关的详细时间表和速度限令。所有的使用许可数据被组织和结合到使用许可数据库206中，其可被进一步压缩为不同的数据格式并被无线发送至工作在移动电话或其它类型的通信设备上的相应的移动电话客户端210，用于监测对电话和汽车的使用的目的。来自移动电话的运动数据可被发送至数据服务器208中的驾驶安全表现数据库。安全表现数据和使用许可数据可交互检查并用于之后的驾驶安全分数评估模块 212。例如，对于选定的周期(例如汽车处于运动的周期(即旅程))或对于一组周期(例如一天)，初始的驾驶分数可被设置为100分。可由驾驶安全违反的类型与交通事故之间的关系确定自初始驾驶分数的分值减少。例如，超过速度限制I-IOmph可从该分数减掉20 分，超过速度限制ll_15mph可从该分数减掉30分。此外，驾驶时通话和驾驶时收发短信的不安全行为相应地可关联于不同的分值惩罚。选定的时间周期(例如1年或2年)内的分数可被汇编和总结以形成驾驶安全分数。例如，分数可为该时间周期内的每个驾驶分数的平均值。可通过例如数据库或XML格式的数据共享接口 216与第三方共享驾驶安全分数数据214。家长、雇主或保险人可通过驾驶安全监测图形接口 218来检查驾驶员的驾驶表现和所得到的安全分数。图3示出描绘移动电话客户端上的驾驶安全监测程序的流程图。如果移动电话未处于其监测模式，则电话上的运动记录进程可被激活302。这可由电话用户完成，或当检测到选择的运动类型时由移动电话客户端通过自动进程完成。例如，当拨打呼出电话301或接听呼入电话303时可激活报告进程。GPS接收器314能收集移动设备的位置和速度数据。加速计316能收集不同轴线中的加速度/减速度数据。对于每一预定采样间隔，来自GPS传感器和加速计的每一运动测量值可关联于时标，并被储存在本地运动数据缓存304中。活动模式识别模块306能使用记录的时标数据来评估活动的类型驾驶、步行、跑步或基本保持静止。如果没有充分的数据来高度可信地识别活动模式，则评估结果被暂时标记为未知，并且活动模式识别模块306 能等待更多的运动数据来做出具有高度可信的最终评估。如果实时识别出活动模式，则动态呼叫处理模块308可允许或不允许用户接听或拨打电话、收发短信、打游戏或使用诸如移动电话的移动计算设备上的其他部件或软件程序。对于呼入电话，“用户正在驾驶”的短信310可被发送至呼叫者或其他适当的响应短信可基于所收集的数据被类似地编程和发送。取决于呼叫者的预定优先顺序，手机用户能够通过不同的铃声312注意到不同的呼叫者，从而能决定手机用户是否需要停车来接听电话，或者忽略当前呼入电话并在达到他/她的目的地以后回叫回去。该动态呼叫处理模块 308还基于使用许可数据318确定手机是否被允许发挥作用。如前所述，使用许可数据318能通过来自计算机或服务器322的移动电话通信链路320与移动计算设备通信。来自运动数据缓存304和活动模式识别模块306的数据可被发送至本地驾驶安全表现数据库324。所收集的驾驶安全信息可通过移动电话通信链路 320发送回服务器322。如果使用许可数据库、活动模式识别模块306和运动数据缓存304 都基于时间和位置发送移动电话未以高速行进且可以使用的信号，则其可以被布置在“准备使用”模式313中。用于接收GPS数据的关键性能测量值中的一个是初次定位时间(TTFF)。为了减少功耗，当移动电话处于待命模式或未充电时，移动电话中的嵌入GPS接收器314通常缺省被关闭。否则，如果GPS接收器一直打开，则GPS可用的电话的电池只能持续非常短的时间， 例如4-5小时。为了减少电池消耗，只有当拨打或接听电话之后才重新启动GPS接收器。 如果当前通话的位置不同于先前通话的位置(这最有可能发生于边驾驶边通话的用户)， 则GPS接收器需要冷启动，这需要大约30秒至2分钟的时间。如果用户只使用数秒来接听电话或查看短信，则在通信过程完成之后，GPS传感器可能仍未接收到任何可靠GPS位置数据，或没有充分的数据来对用户活动模式进行高质量的评估。存在许多对时间敏感的问题，这些问题需要商业群队驾驶员(即卡车驾驶员、出租车驾驶员、运送驾驶员等)在驾驶时使用手机与调度员或其它驾驶员通信。例如，驾驶员的手机可被用来接收关于与路程或预定路线的偏离/改变的信息，接收关于具体交通状况的信息，报告车辆发生故障或机械问题等。此外，当驾驶状况或背景需要驾驶员非常低的注意力时，例如当在不拥堵的情况下在乡下的高速公路上驾驶时，允许一些类型的通信模式(例如在驾驶时通过耳机通话) 增加驾驶员效率。为了解决上述用户需要同时确保驾驶安全，用于监测和控制对移动计算设备的使用的系统的一个实施例可被配置为取决于驾驶状况的复杂性将通信模式动态地转换为GPS 模式。这与在驾驶模式下不允许任何非紧急通话的通信的实施例形成对比，尤其对于青少年孩子驾驶员。为了检测驾驶形势/背景的复杂性，活动模式识别模块306能使用许多数据资源， 例如运动数据缓存304、来自公共或私人交通信息提供者的交通事故报告、来自道路旁传感器的实时交通信息和通过车辆至车辆通信进行的本地交通数据互换。统计模型可用于评估和分类驾驶形势复杂性和驾驶注意力需求，然后因此防止在复杂/关键的驾驶背景下使用手机。例如，如果道路旁传感器或运动数据缓存304指示驾驶员正接近交通车辆队伍的队尾、复杂迂回的道路段或附近的汽车事故现场，那么可使用动态呼叫处理模块308自动停用通信模式。然后驾驶员可将全部精力集中与当前驾驶状况。在驾驶状况要求较低的驾驶注意力和驾驶状况的复杂性被分类为足够低之后，从调度员处接收到的信息可随后显示给或读给驾驶员。图4示出可使用本发明的后处理技术可靠地识别活动类型。在接收到呼入电话或短信或拨打呼出电话之后，GPS传感器和加速计可开始记录运动时间序列。无论电话通信过程(即通话或短信)是否完成，传感器可继续收集数据一段延长的时间周期(例如6分钟)来确定当前活动的类型。由于有限的数据，可能不能实时识别边驾驶边通话或边驾驶边编写短信的危险行为，但是后处理技术能传递高度可信的评估结果。这样，如前所述，可通过扣除数据服务器中的驾驶安全分数来事后惩罚任何不安全驾驶行为。在延长的数据收集时间周期内，如果用户改变活动模式，例如从驾驶改为完全停止，或从停止改为驾驶，则系统使用来自加速计的加速度数据确定活动模式的变化，并且然后进一步评估变化之前或之后的运动类型。一种关键的挑战是如何区分驾驶和步行。在步行模式中，允许通过移动电话通话， 但出于安全原因不鼓励步行时编写短信。在驾驶模式中，通话和编写短信的行为都应当被防止。如果只有GPS数据用于活动模式识别中，则当速度高时(例如大于15英里/小时) 时易于识别驾驶模式。但是，当移动速度很低时，难以区分驾驶、步行或跑步模式。另一方面，加速计数据可用于有效地区分步行和跑步模式。但是当只使用加速计数据时，难以区分汽车/用户是在以相对恒定的速度运动还是基本保持静止。图5示出如何结合来自GPS和来自加速计传感器的信息以精确地识别活动类型。 在图5中，首先从不同的时间戳502获取GPS位置数据，通过行进距离除以时间间隔计算 504空间平均速度测量值。如果空间平均速度处于高速范围，则用户可能处于驾驶模式 506。如果空间平均速度基本接近零或等于零，则用户有可能处于“保持静止”模式508。如果GPS测量值给出中等范围的空间平均速度(例如lmph-15mph)，那么需要提取加速计数据510且以相同的数据收集时间间隔计算512加速度/减速度的幅度。如果运动幅度高， 那么用户可被识别为有可能正在跑步514。如果运动幅度处于中等范围，则用户正在步行 516，否则，用户或者故意低速驾驶或者在拥堵的交通状况下驾驶518。根据本发明的一个实施例，公开了用于监测和控制对移动计算设备的使用的方法600，如图6的流程图所描绘的。该方法包括使用GPS接收器在选择的时间周期内测量610移动计算设备的速度以提供速度数据。还在选择的时间段内测量620移动计算设备的加速度以提供加速度数据。基于在选择的时间段内收集的速度数据和加速度数据确定630移动计算设备的活动模式。活动模式可选自步行、跑步、驾驶和静止。可查询640使用许可数据库以基于使用许可数据库中储存的预定规则确定是否可访问移动计算设备。如上所述，使用许可数据库包含对可使用移动计算设备的预定的时间和地理限制。基于活动模式和使用许可数据库规则提供650对移动计算设备的功能的访问。可基于活动模式和使用许可数据库数据提供对移动计算设备的访问，从而在移动计算设备上进行呼入、呼出、编写短信和软件应用。此外，驾驶员安全数据可通信至移动计算设备外部的数据存储设备。驾驶员安全数据包括加速度数据、速度数据和电话使用数据，以使能监测对移动计算设备的使用。虽然前述示例说明了本发明在一个或更多个具体应用中的原理，但是本领域技术人员应清楚，在不需要应用创造能力并且不脱离本发明的原理和概念的情况下，可做出对实施例的形式、用法和细节的无数修改。因此，除了下面所附权利要求之外，并不意欲限制本发明。
权利要求
1.一种用于监测和控制对移动计算设备的使用的系统，包含数据服务器，其包含指明在选定位置处的交通路线的道路网络模型；移动无线计算设备，其被配置为与所述数据服务器无线通信且进一步包括嵌入加速计和全球定位系统接收器；移动设备控制模块，其被配置为工作在所述移动无线计算设备和所述数据服务器中的至少一个上，其中所述模块包括运动数据缓存，其被配置为记录来自所述全球定位系统接收器和所述加速计的数据持续大于一分钟的周期；活动模式识别模块，其被配置为基于所述运动数据缓存确定活动类型；以及使用许可模块，其与所述数据服务器通信，其中所述数据库提供时间信息和位置信息， 基于所述时间信息、所述位置信息和由所述活动模式识别模块确定的活动类型详细表明了所述移动无线计算设备在何时和在何地可以使用。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包含与所述数据服务器通信的计算设备，其中所述计算设备被配置为使用户能够基于所述移动无线计算设备的所述位置信息和所述时间信息输入期望的限制并将该信息储存在所述数据服务器中。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述移动无线计算设备被配置为下载所述移动设备控制模块。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述活动模式识别模块被配置为使用运动数据的单个来源或多个来源来识别所述移动无线计算设备的用户何时正在执行选自驾驶、步行、 跑步和基本保持静止的任务。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包含动态呼叫处理模块，所述动态呼叫处理模块被配置为当所述活动模式识别模块将活动类型识别为驾驶时告知呼叫者所述移动无线计算设备不可用。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述动态呼叫处理模块被进一步配置为当活动类型被识别为驾驶时，将所述移动无线计算设备布置为驾驶模式。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述动态呼叫处理模块被进一步配置为当确定驾驶复杂性低于选定的临界值时，将所述移动无线计算设备布置为受限模式，所述受限模式允许在所述移动无线计算设备上执行选定的操作。
8.根据权利要求4所述的系统，其中所述移动无线计算设备被配置为当该设备被布置为驾驶模式时，不能使用所述移动无线计算设备拨打电话或接听电话。
9.根据权利要求4所述的系统，其中所述移动无线设备被配置为当该设备被布置为驾驶模式时，可以拨打紧急电话，但不能拨打或接听非紧急电话。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述动态呼叫处理模块被进一步配置为当所述移动无线计算设备处于驾驶模式时，通过使用选定的铃声告知用户接收到呼叫，以使该用户能够停下其车辆并接听该呼叫。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述使用许可模块被进一步配置为存储具体位置和路径，沿着所述位置和路径所述移动无线计算设备被设置为其不能接听电话的模式， 其中所述具体位置来自所述数据服务器。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述运动数据缓存被进一步配置为每次接到呼叫时记录所述移动无线计算设备的位置、速度和加速度。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述运动数据缓存中的数据被发送至并储存在所述数据服务器上，并且与用户许可数据结合，从而使得能够基于何时使用所述移动无线设备计算驾驶员安全统计。
14.根据权利要求13所述的系统，进一步包含使所述驾驶员运动数据缓存、所述用户许可数据和所述驾驶员安全统计在因特网上对选定的个体可用。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包含图形用户接口，所述图形用户接口被配置为将所述驾驶员运动数据缓存、所述用户许可数据和所述驾驶员安全统计显示给所述选定的个体。
16.根据权利要求14所述的系统，其中将所述驾驶员安全统计提供给选定的汽车保险公司，当用户的驾驶员安全统计高于选定的临界值时换回对该用户的预定折扣。
17.根据权利要求14所述的系统，其中所述移动无线计算设备可操作来当处于驾驶模式时接听呼入电话。
18.根据权利要求17所述的系统，其中当所述移动无线计算设备处于驾驶模式而所述呼入电话被接听时，减少所述驾驶员安全统计的值。
19.根据权利要求17所述的系统，其中基于选自如下的驾驶行为，减少所述驾驶员安全统计超速、非正常加速、非正常减速、急转弯、在上学时间内驾驶、在宵禁后驾驶和在所述使用许可模块批准的路线外驾驶。
20.一种用于监测和控制对移动计算设备的使用的方法，包含使用全球定位系统接收器测量所述移动计算设备在选定时间周期上的速度，以提供速度数据；测量所述移动计算设备在选定时间周期上加速度，以提供加速度数据；基于所述速度数据和所述加速度数据确定所述移动计算设备的活动模式；查询使用许可数据库，以基于储存在所述使用许可数据库中的预定规则来确定所述移动计算设备是否可访问；以及基于所述活动模式和所述使用许可数据库的规则提供对所述移动计算设备的功能的访问ο
21.根据权利要求20所述的方法，其中确定活动模式进一步包含从步行模式、跑步模式、静止模式和驾驶模式中选择。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包含查询所述使用许可数据库，其中所述使用许可数据库包含可以使用所述移动计算设备的预定时间和地理限制。
23.根据权利要求21所述的方法，进一步包含将驾驶员安全数据传递至所述移动计算设备外部的数据存储设备，其中所述驾驶员安全数据包括所述加速度数据、全球定位系统数据和电话使用数据，使得能够监测所述移动计算设备的使用。
24.根据权利要求21所述的方法，其中提供对所述移动计算设备的功能的访问进一步包括基于所述活动模式和所述使用许可数据库数据提供对呼入、呼出、编写短信和所述移动计算设备上的软件应用的访问。
全文摘要
本发明公开了一种用于监测和控制对移动计算设备的使用的系统。该系统包括数据服务器(104)，该数据服务器(104)包含指明选定位置处的交通路线的道路网络模型。移动无线计算设备(106)被配置为与数据服务器(104)无线通信。在无线设备(106)中包括嵌入加速计(116)和GPS接收器(114)。与无线设备(106)和数据服务器(104)通信的移动设备控制模块提供运动数据缓存(118)以记录来自GPS接收器(114)和加速计(116)的数据，活动模式识别模块(120)被配置为基于运动数据缓存(118)确定活动类型，并且与数据服务器(104)通信的使用许可模块(112)基于活动模式提供可使用无线设备(106)的时间和位置信息。
文档编号H04W64/00GK102177750SQ200980140168
公开日2011年9月7日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月9日
发明者W·M·库瑞, 周学松 申请人:犹他大学研究基金会