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摘要
一个动态的“汽车网格”系统，它具有自动警告驾驶员附近其他汽车车况的能力。在这个网格系统中，一辆汽车会备有一个信号传输器、信号接收器、计算机和一系列的传感器。附近的其他车也备有同样的设施以传输和接收信号。当汽车的传感器侦察到一项变化，如紧急制动（急剧减速）或者非常低速行驶（道路堵塞），它会自动地将这些信息通过无线通讯信道传输给附近的任何其他信号接收车。
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使汽车侦察并且对交通状况作出反应的动态汽车网格基础设施
发明应用的领域
此发明介绍了一种能创造一个由多辆车组成的动态汽车网格的基础设施的系统和方法。它使得交通信息和其它重要的信息在装有这种装置的汽车上互相传播。此发明还介绍了一种能让这种装置实现、管理的算法以及组成网格的信息在汽车之间互相传递的细节。
发明背景
就目前的技术而言，汽车之间没有一种简单的通讯方式。例如说当一辆车在另一辆车前面紧急制动的场景。后面跟车的驾驶员可能看见前面的车制动的信息，提示该驾驶员减速。但是，对于在这辆车后面所有的驾驶员而言呢？他们无法得知它前面有车紧急制动的消息。他们除了减速以外没有其他的办法，因为他们根本无法得知其实前方紧急制动停下来的车在一里开外。
当今也有能让驾驶员得知前方平稳交通的情况的方法。GPS使导航系统能够通过卫星发送交通信息从而使得驾驶员得知前方车况。然而这种方案依赖于第三方来检测交通问题并且通过一个通讯通道向车辆发送信息。这种解决方案非常昂贵并且依赖于一个能够侦察交通路线和问题的系统。让驾驶员能够知道前方车辆紧急制动的方式就是看前方车辆的制动灯光。但是这仅仅局限于紧急制动车后的第一辆车，第一辆车后面的车辆就很难得知前方有车紧急制动。
美国第6741168号专利中介绍了另一种解决方案，它是一种车载的无线通讯控制器，通过侦察汽车碰撞，试图向附近装有这种无线通讯控制器的车辆建立一个无线通讯连接。这个汽车碰撞仅仅是车与车之间的碰撞并且受限于是最近的一次汽车碰撞，因此可想而知包含在碰撞里面。汽车的身份信息和在碰撞中收集到的信息例如车速、位置、行驶方向、大小以及碰撞点等等，都会在该次碰撞中涉及到的车辆之间自动地进行信息交流，并且随后任何一方的汽车都可以取回这些信息，为警方和保险公司的事故再现保留有用的信息。
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美国专利应用第20020184641号介绍了一种应用于多种装载有能够收集视频信息并且能通过无线网络向服务器传输视频信息的网络摄像头的通讯系统。用户可以通过特定的互联网网页得到由该系统上传的相关视频及信息。利用软件的优化可以让用户通过预先决定的路线进行虚拟的行驶。这个系统还可以依次得到所预想地点的多个视频反馈。该专利应用还多处介绍了利用移动网络摄像机的网络的优势可以实现的视频通讯方法。
尽管以上这些方法试图去警告驾驶员潜在的风险，但是在目前却没有一个能够警告那些在驾驶员视野开外的紧急制动情况的解决办法。
发明概要
该发明的目的是为汽车提供一种方案和系统从而使得汽车能够在汽车发生事故的时候警告附近的其他汽车。
该发明的第二目的是为发生事故的车辆提供一个解决方案和系统，使得它在此时能够发出相关的信号。
该发明的第三目的是能够使接收到事故信号的汽车能够接连向附近的其他车辆发出相关的信号。
该发明的第四目的是提供一种能够侦察事故并且传输所发生事故的传感器和信号传输器系统。
该发明的第五目的是为汽车提供一种车载系统，该系统能够侦察汽车事故，辨别汽车所发生事故的种类并且向将此信息传送给附近的车辆。
该发明的主要思想是建立一个动态的“车辆网格”系统。在这个网格系统里，汽车会备有一个信号传输器、信号接收器、计算机和一系列的传感器。附近的其他车辆也备有同样的装置用以接收和传输信号。当车内的传感器侦察到例如急刹（剧烈地减速）或者汽车以非常低的速度行驶（道路堵塞）的情况之时，传感器会自动地通过信号传输器将这些信息以无线通讯通道的方式传输给附近任意的信号接收器。
在实现该发明的方法中，侦察到一项事故例如说一次紧急制动会用到一个或多个传感器。这些传感器向中央计算机发送信号。由计算机判断传感器所侦察到的事故的类型并且产生一条相关的消息。然后一个信号传输器把这条消息传播给附近的其他汽车。附近的其他汽车利用车内的信号接收器侦察到这一信号。然后这个信号再被传输到车内的计算机，利用车内的计算机的处理能力能够将所收到事故信号的特征解析出来。最后解析后的信息将传达给该车的驾驶员。
图片释义
图一展示了此发明的动态网格，在该动态网格内，邻近的三辆车各自有向其他车传输信号和接受来自于其他车的信号的能力。
图二是根据此发明应用于备有的传感器、信号传输器、信号接收器和计算机的汽车所作的插图。
图三是实现此发明的基本步骤的流程图。
图四是实现此发明的方法的步骤的详细流程图。
图五是实现此发明的方法的步骤的分叉流程图。
对该发明的详细说明
图一说明了该发明中的汽车交通网格的构造。这个网格中有三辆车，一号车、二号车以及三号车。假设它们在巷道中行驶并且离彼此都很近。在每辆车的信号传输范围内汽车都能可靠地向网格内其他车传输信号并且从网格内其他车接收信号。由于距离比较近，如果某辆车遭遇了诸如急转弯或者是由于突然减速造成的制动之类的情况，包含这些情况信息的信号能够被传输到附近的其他车内。当其他车的驾驶员接收到这个信号时，他们会收到警示并且在必要的时候可以作出相应的对策。在图一中，二号车的信号传输范围几可以让它接收来自一号车和三号车的信息，也可以使它向一号车和三号车传输信息。
图二说明了实现该发明所用到的汽车构件的构造。首先，每辆车会包含各种传感器、一个信号传输器、一个信号接收器和一部计算机。计算机会处理从传感器得到的数据从而通过信号传输器传输到其他车，计算机也会处理从信号接收器收集到的其他车的数据。
将网格中的每辆车联系起来的首要成分是一系列的传感器。每辆车都可能有不同数量和类型的传感器。这项发明并不局限于信号接收车有特定数量或特定类型的传感器。信号接收器可以被放置在车内的多个位置。参考图二中的10号车，其中的编号为12、14、16和18的传感分别安装在汽车的四个车轮上。正如之前所说的，传感器的种类有很多，例如：
加速度计：它的作用是侦察汽车速度的任何变化量，包括紧急制动或者突然转向。减速的量和侧滑力的大小达到某一阈值的时候能触发该传感器，这个阈值可以自定义或者预先设定好。
速度传感器：它的作用是侦察汽车静止或者以低速行驶了多久。可以设置当汽车静止或者车速低于5码且超过5分钟时触发它，或者设置为其它时间间隔。
碰撞传感器：它的作用是侦察安全气囊或其它碰撞系统的部署。当汽车发生碰撞时它就会被触发。
外围设备传感器：它会侦察车上任何的外围设备的使用情况，比如，挡风玻璃的雨刮器或者汽车的大灯。当这些外围设备被启用的时候，该传感器即可被触发。
组成汽车网格的第二大构件是一个中央计算设备（20号），它能通过分析判断来决定什么时候通过信号传输器向传输范围内的其他车发送信息。20号计算设备通过处理从传感器接收到的信息来判断事故的类型。它也会产生向网格内其他车辆发送的信息。另外，这个计算设备也能够分析从信号接收器接受的信息，并且解析这个信息然后产生一条信息传达给汽车驾驶员。信息可以通过汽车仪表盘上的显示屏传达给驾驶员。
组成汽车网格的第三大构件是22号信号传输器。它的作用是将事故或者车况传达给网格内的其他车。它从计算机构件获得所要传达的信息。22号构件能够使用多种无线技术来向预先侦察范围内的其他车辆传输信息。它可能使用射频信号、无线局域网（802.11b协议）信号、蜂窝信号或者其他无线技术与其他车辆进行信息交换。通常，会同时多种无线通讯方式来使网格网络的可用性达到最大化。
24号信号接收器构件具有监听来自其他车辆的信号并且把这些信号反馈给20号中央计算机设备进行处理的功能。和22号信号传输器一样，24号信号接收器也可能载有诸如但不仅局限于射频技术、无线局域网（802.11b协议）技术、蜂窝技术的无线通讯技术。通常，会同时多种无线通讯方式来使网格网络的可用性达到最大化。
图三是该发明信息传递的基本步骤的流程图。在网格系统中的车辆进行正常驾驶的时候，传感器和计算机设备处于监听状态。如果出现制动等状况，一个或多个传感器会侦察到这个状况并且向步骤30中的计算机设备发送信号。在汽车网格系统的构成中，作出制动动作的汽车被标记为一号车。一号车就是发生了相关事故的车。一旦这个信号被发送到了步骤32中的计算机设备，计算机会产生一条用于传给其他车，以此警告其他车一号车的情况的消息。在步骤34中将这条消息传输给网格中的其他车。这条信息是由计算机设备传送给信号传输器的，由信号传输器将信号传输给网格中的其他车。信息的传输和接收基于一个预先设定好的通讯频率。
步骤36发生在二号车中的信息接收活动，二号车不是出现状况或传输信号的车。在这一步骤中，二号车的信号接收侦察到网格中的事故车所发出的信号。在二号车内，信号接收器将所接收到的信号发送到它的计算机设备。在步骤38中，计算机设备产生事故信息并且传达一条警告信息给二号车的驾驶员。
图四是一张更加详细的实现该发明的方法的流程图。和图三中所展示的一样，传感器和计算机设备默认都是处于一种监控状态。当事故发生时，在步骤40中的传感器会侦察到。传感器会传输一个事故触发信号到步骤42中的计算机设备。一旦这个信号被发送到了步骤44中的计算机设备，计算机设备会解析该信号。通过解析信号来判断侦察到的事故的种类，实际上是为了告知其他车出现状况的车辆所发生的状况的类型。侦察到的事故的种类的判别可以通过将信号传输给计算机的传感器的类别判断。正如前文所说，汽车里有多类传感器。多种的传感器能够提供侦察不同事故的能力。在以上有关传感器构件的描述中，加速度传感器、速度传感器、碰撞传感器和外围设备传感器都能侦察不同类型的事故。因此计算机能够从触发信息是从何种传感器得到的从而判断事故的类型。
步骤46将解析好的触发信号发送给信号传输器以传输给网格中的其他车辆。在步骤48中，信息在传输之前，就已经形成了，这样接收信息的车辆就能很容易地解析信息。形成好的信息包含了发送信息的车辆的身份标识和事故的种类。辨别传输信息的车辆的身份很重要，因为在这个系统的形成中，信息是在网格中接连传达的。在这种情况下，接受信息的车辆需要明确信息是来自于事故车还是信号转播车。形成的信息可以包含多个方面的信息。步骤46中的信息可以由信号传输器形成，也可以在信息提交给信号传输器之前由计算机设备形成。在步骤50中将信息传输给网格中的其他车。如前所述，信号传输的动作由信号传输器完成。
步骤52是一个发生在网格内的车中信息接收和传输的步骤，而这些信息来源于事故车（一号车）。在步骤54中，一旦二号车接收到了传输来的信息，信号就会传到汽车的计算机设备。在步骤56中，计算机设备会处理并解析信息。在解析过程中，计算机设备会识别信号的来源以及判断事故车的事故类型。通过读取信息的某一特定部分可以实现身份识别。在步骤58中，一旦有已经解析好的信息，计算机会将它传达给二号车的驾驶员。如前所述，可以通过汽车仪表盘上的显示屏将信息传达给驾驶员。
图五实现此发明的方法的步骤的分叉流程图。在该分叉方法中，计算机接收到由步骤60中的一个输入信号。这和图四中的步骤44是一样的。因为计算机设备所接受到的信号来源有两种（传感器和信号接收器），所以有必要区别输入信号的来源。信号来源的判定发生在步骤62.判定的依据可以是形成的信息中某一部分的格式，这部分信息表明该信息来自于另一辆车。另外，判定的依据也可能是信号直接来自于汽车的传感器。来自于汽车传感器的信号与从信号接收器接收到的信号的数据格式不一样。
在步骤62中如果探测到的信号是来自与信号接收器的，那么计算机设备会将该信号判定为是来自于另外一辆车的。在这种条件下，过程会转向步骤64，在步骤64中会以与图四中步骤56类似的方式解析信号。在步骤66中，计算机设备处理信号并向汽车驾驶员发送警告信息。当驾驶员收到警告信息后，在步骤68会将警告信息传播给范围内的其他车。如果信号源是该车发出的话，汽车信号的传播过程也是一样的。但是，传播出的信息会包含该消息的来源是来自于转播车，而不是原始车。
退回到步骤62，如果判定信号来自于传感器的话，那么信号就是从0号车发出来的（该车包含传感器和计算机）。通过这条路线，过程和图四中的步骤42类似。步骤70中计算机进行解析并形成一条用于传播的信息。步骤72将该信号发送给信号传输器。如前所述，信号的传输可以发生在信号传输器，抑或是计算机设备。然后在步骤74中，以与步骤50相似的方式将信号传输给汽车网格中的其他车。
接下来是一个动态汽车网格的图解。图一中以三辆车的网格的构成为例，来说明该发明的行为。如前所述，图一表示三辆备有必要的组件（传感器、信号传输器和信号接收器）的车来组成动态汽车网格。该图说明了每辆车能够接收和传输信号的范围。汽车网格没有单个的控制点。只要在传输范围内，每辆车都能向其他车传输信息。
接下来的一系列处理步骤表达了当紧急制动发生时汽车网格是如何被应用于警示汽车的。
1）一号车的驾驶员突然在路上碰到问题并且踩重刹。
2）一号车的加速度传感器侦察到紧急制动的发生并向中央计算机反馈该信息。
3）计算机接收到该信息并且明确有一个本地传感器被触发了。计算机将此解析为“0距离”，即本车。计算机然后触发信号传输器，将信号传给附近
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