CN101842664A - 用于确定车辆路口通行权的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于确定路口处多个移动单元的通行权的方法和系统。该方法和系统包括：采集关于接近路口的多个移动单元的位置和移动信息；存储关于路口通行权的多条规则；获取关于路口几何形状的信息；响应于该位置和移动信息、所存储的规则和关于路口几何形状的信息，计算多个移动单元中的哪个或哪些具有进入路口的通行权；以及，将通行权指示信号无线传送到该多个移动单元中的一个或一些。

Description

用于确定车辆路口通行权的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及智能车辆系统，更具体地涉及确定哪个(些)车辆在路口具有通行权并将此信息传递给该车辆。

背景技术

为了改进路面的安全和效率，加大了将通信和计算技术结合到机动车辆的努力。例如，美国政府具有正在进行的智能交通系统动议(美国交通部，智能交通系统)。

借助全球定位系统(GPS)或其他为了防撞目的的位置确定装置来确定移动车辆的位置的能力是众所周知的，例如参见美国专利6,405,132，其描述了事故避免系统。另外，美国专利6,281,808描述了交通信号的智能控制。

然而，这些系统和方法在多个车辆接近(未受控制的)路口时，不对通行权信息进行自动确定和传播。

发明内容

在一些实施例中，本发明是用于确定路口处多个移动单元的通行权的方法和系统。该方法和系统包括：采集关于接近路口的多个移动单元的位置和移动信息；存储关于路口通行权的多条规则；获取关于路口几何形状和/或地图表示的信息；响应于该位置和移动信息、该存储的规则及几何形状和/或地图表示的信息，计算多个移动单元中的哪个或哪些具有进入路口的通行权；以及将通行权指示信号无线传送到该多个移动单元中的一个或一些。

附图说明

图1示出根据本发明的一些实施例的固定(路旁)单元的示例结构。

图2示出了根据本发明的一些实施例的用于确定交通路口通行权的系统。

图3示出了根据本发明的一些实施例的关于确定通行权的示例性处理流程。

具体实施方式

在一些实施例中，本发明包括：位于交通路口附近的固定通信和处理单元，该路口是未受控制的或者是具有不可操作的交通信号。该固定单元获取该路口的地图和/或几何表示(例如，以地理信息系统(GIS)的格式)，以及关于该路口的通行权和安全规则。该固定单元采集关于接近该路口的一辆或多辆车辆的实时位置和移动信息，以及交通信号的状态(如果有的话)。使用该信息并考虑安全规则和地图响应信息，该固定单元确定哪个(些)车辆具有路口通行权，然后将该信息传递到该车辆。

图1表示根据本发明的一些实施例的路旁单元的示例结构。固定单元，例如，路旁单元10可以位于路口的附近，可以包括如收发信机12的无线通信装置，以给予与接近路口的车辆的连通性。处理单元11计算和产生通行权指示信息14。尽管图示与该路旁单元邻近，但是该处理单元可以远离该路旁单元。该路旁单元10还包括有关路口和周边环境几何形状的信息，例如，借助存储在数据库(存储介质)中的所存储的详细地图信息16。路口的该信息知识可以远程存储并根据需要而被传递到该路旁单元。

图2示出了根据本发明的一些实施例的用于确定交通路口通行权的系统(环境)。车辆21包括无线通信的能力，以给予与一个或多个路旁单元的连通性。车辆21还可以包括：具有指示通行权的能力(或缺少该能力)的操作员接口，例如以显示器、声音激活指示和/或传感器的方式，以及例如在无人驾驶车辆的情况下自动控制车辆移动的伺服系统和执行单元。车辆21还可以包括位置确定的能力，其中确定精确的、实时的移动信息13并将其传送到路旁单元，以使路旁单元追踪和预测车辆的轨迹。用于确定车辆21位置的定位能力可以是车载实现的，例如基于卫星、如GPS、差分GPS、GPS和未来卫星系统的组合，或者可以使用嵌入在路旁单元中和/或在路口周围的传感器23，或者为了获得精确的、车道和子车道级别的定位，可以使用这些定位方法的组合。在车辆中已有的导航单元可以用于这些功能中的某些功能。

此外，该系统可以包括带外(例如，电缆)通信装置24，其允许路旁单元10接收信息，这些信息例如来自本地交通信号22的运行情况、来自本地传感器23的交通情况、来自远程数据源的数据库和配置更新17、以及路口情况(如果该信息远距离存储到该路旁单元)。

利用路口和周围现场的信息，处理单元11在路口和本地环境的情况下对车辆(移动单元)的移动进行分析。车辆的移动信息至少包括车辆位置。从一系列位置更新中，车辆方向、速度和加速度可以在车辆上计算并将其报告给路旁单元，或者由与路旁单元相关联的处理器计算。可以包括关于车辆移动的附加信息。该附加信息可以包括如车辆刹车或转弯情况的实时信息。该附加信息还可以包括影响车辆的移动或优先权的车辆参数，例如重量和大小、或车辆状况(例如，紧急事件车辆)。本地信息可以包括进入路口的道路路线、在那些路线上主要的限速、转弯车道的位置、路口自身的大小和方位，等等。在一些实施例中，本地信息(或其一部分)从中心来源接收。本地信息可以通过直接输入或者通过从网络连接接收的消息进入路旁单元。处理器中的分析包括例如何时车辆将到达路口、它将走的路径以及它将何时驶出该路口的预测计算。

实时信息可以包括接近车辆的位置/方向/速度、车辆的加速度和车辆的能力，例如接收和处理通行权消息的能力。该车辆信息可以通过来自车辆自身的报告或消息而接收，也可来自位于路口附近的传感器(例如，照相机、雷达、嵌入道路的磁条等)。实时信息还可以包括影响交通的主要情况，例如，天气、路况和可见度、车道关闭、建筑物等。该信息可以通过固定单元从中心来源和/或本地来源(例如，道路工作人员和/或不同的本地传感器)接收。在一些实施例中，影响交通和道路的主要情况被给予不同的重要性权重。例如，如果道路被关闭，无论怎样，均没有车辆会被允许通过，如果道路是湿的，车辆速度的重要性增加，或者如果可见度较弱，距路口的距离的重要性增加。

无线通信装置(例如，图1中的12)可以是任何在车辆和固定单元之间允许低等待时间的信息传输的通信。可选地，特别地适宜这个目的的一种技术是众所周知的车周围环境无线访问(WAVE)或专用近距离通信(DSRC)。车辆可自动产生它们的位置和情况的周期性更新，和/或路旁单元可以针对这些信息而询问该车辆。

基于现场实际的普遍规律，解译并规划交通规则，并将其应用到路口的特有拓扑结构中。在这里以通行权的优先权列表的形式作为两个示例性场景，示出这些规则的一些简单例子。其轨迹将不会与其他任何车辆产生碰撞或几近碰撞的车辆被赋予通行权。另外，符合列表上最高标准的车辆将优先于所有其他接近的车辆而被赋予通行权。

1-与主路交叉的辅路：

i)紧急事件车辆，

ii)在主路上通过的车辆，

iii)来自主路的右转车辆，

iv)来自主路的左转车辆，

v)在辅路上直行通过的车辆，

vi)来自辅路的右转车辆，

vii)来自辅路的左转弯辆。

2-两条辅路的交叉口：

i)紧急事件车辆，

ii)首先到达路口的车辆，

iii)在同时到达的情况下：

如果车辆到达相邻的路口入口，最右边的车辆；

如果车辆从对面的路口入口到达，直行或右转的车辆。

从固定单元接收通行权消息的车辆，可以根据系统设计和车辆能力以不同的方式按该消息做出动作。使用车载的灯或显示(例如，红/黄/绿)向驾驶员指示通行权。作为替代或者同时地，不同的可听到的音调可以表达该信息。也可以提供基于语言的可听的和/或可视的信息。如果车辆具有自动控制特性，车辆控制器可以利用通行权信息来产生刹车、方向盘控制、和/或加速/减速控制来防止如果没有被授予通行权而车辆进入路口或其部分。

图3示出了根据本发明的一些实施例的关于确定通行权的示例性处理流程。在方框31中，该流程采集基础情况信息，例如本地交通信号是否起作用。在方框32中，该流程由该信息判断此时是否需要通行权确定过程，例如当该信号不起作用时。如果需要确定过程，则在方框33中，该流程例如由无线信号和/或路旁传感器采集移动单元的状态。如果没有探测到移动单元(车辆)(方框34)，该流程继续监视任何最近到达车的存在。如果探测到移动单元，在方框35中，该流程调用通行权规则来确定哪个哪些移动单元具有通行权。随后在方框36中，该流程结果报告给当前所有的移动单元。当接收到通行权确定结果，车辆依据该结果做出动作，如上文所描述的。

一种示例性场景如下。假设多个智能车辆接近路口，并且路口处的交通信号由于故障暂时失灵。车辆不时地自动将它们的位置、方向和速度报告给位于或接近路口的固定单元。利用其对于路口几何形状的信息、制订的交通规则、车辆的轨迹和本地信息(例如天气和路况)，路旁单元向每部车辆发送通行权消息或指令，该通行权消息或指令又被传送给每部车辆的驾驶员或控制系统。例如，向南北向行驶的车辆发送停止消息，通过红色仪表板灯和/或可听见的指令向驾驶员传送。向东西向行驶的车辆发送小心行驶的消息，这可以绿/黄灯和/或可听见的指示而显示。一旦最初的东西向行驶的车辆通过了路口，后来的东西向行驶的车辆接收停止消息，并且南北向行驶的车辆接收小心行驶的消息。

不同的国家或法律管辖地区可以具有不同的通行权规则。不同的规则可以包括对首先到达的车辆、在更主要道路上的车辆、或从其他车辆右边来的车辆授予优先权。因此，制订通行权确定算法以反映本地法律。

在一些实施例中，路旁单元辨认出(例如，通过上述的传感器)接近的车辆不具备处理通行权信息的能力，即非智能车辆。在这种情况下，路旁单元的通行权确定可以拦下智能车辆，以允许非智能车辆安全地通过。在一些实施例中，路旁单元辨认出紧急事件车辆，并优先于非紧急事件车辆而赋予其通行权。

在一些实施例中，路旁单元考虑通过多种方式中的任何一种所确定的车辆转向意图，例如在弯道处车辆的位置、车辆的方向矢量或车辆转弯信号的启动。此外，智能车辆可以知道其路线或最终目的地，在其接近路口时可以向固定单元提供明确的报告，以指示其在该路口的直接意图(例如，直行、左转等)。

在一些实施例中，路旁单元监视控制进入路口的交通信号的状态，当探测到信号功能性的中断、紧急事件、或其他适当的情况时，执行通行权确定。在一些实施例中，路旁单元在存在功能信号的情况下执行通行权确定，以便在信号没有明确地指示通行权的情况下提供指引。一种这样的情况是：对于左转的车辆是绿灯，但是必须让路给即将到来的车辆。

在一些实施例中，为了避免指引车辆进入危险情况的可能性，系统除了提供赋予通行权的肯定消息之外，还向车辆提供没有发现其具有通行权的否定消息。

出于简单原因需要注意的是，本文假设带有两条垂直交叉道路的典型路口。然而，同样可以将本发明应用于其他状况，在那里交叉交通格局引起了碰撞的潜在可能。替代路口类型的例子包括但不限于并道、交通环岛、进入道路的车道、以及带有少于或多于四个入口的路口。

也可以看到，虽然本发明的上下文描述了公共道路，但替代实施例也可以表现该发明。例如，可以将本发明应用于水运导航系统、机场地面交通和工业机械。在这些应用中，存储在系统中的不同规则会管理通行权的确定和不同因素，例如在机场情况下的天气和在水运导航案例中的风或水的状况可以被给予不同的权重。

总而言之，虽然上文详细描述并在附图中示出了某些示例性实施例，但是应当理解，这些实施例仅仅是应用广泛的本发明的例证性实施例，而没有限制作用。特别地，应当认识到，本发明的指导应用于广泛的各种各样的系统和方法。因此将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上文所描述的本发明的说明性的和其他的实施例作出多种改进。考虑到上文，将理解，本发明不限于所公开的特殊实施例或布置，而是意图包括任何在此所描述的发明范围和主旨内的改变、适应或改进。

Claims (20)

1.一种用于确定路口处多个移动单元的通行权的方法，该方法包括：

采集关于接近路口的多个移动单元的位置和移动信息；

存储关于路口通行权的多条规则；

获取关于路口几何形状的信息；

响应于该位置和移动信息、该存储的规则和路口几何形状的信息，计算多个移动单元中哪个或哪些具有进入路口的通行权；以及

将通行权指示信号无线传送到该多个移动单元中的一个或一些。

2.如权利要求1的方法，进一步包括：

探测路口的交通信号是否起作用；以及

当探测到交通信号不起作用时，开始将通行权指示信号无线传送到该多个移动单元中的一个或一些。

3.如权利要求1的方法，其中所述位置和移动信息通过无线电通信链路采集。

4.如权利要求1的方法，其中所述位置和移动信息的至少一部分从固定传感器采集。

5.如权利要求1的方法，其中所述位置和移动信息的至少一部分由全球定位系统得到。

6.如权利要求1的方法，其中所采集的位置和移动信息进一步包括方向、刹车状态、加速状态和转弯状态中的一个或多个。

7.如权利要求6的方法，其中所述转弯状态信息包括在转弯车道处移动单元的出现。

8.如权利要求6的方法，其中所述转弯状态信息包括移动单元移动方向的指示。

9.如权利要求1的方法，进一步包括将通行权分配给缺乏接收和处理通行权指示信号的能力的移动单元。

10.一种用于确定路口处多个移动单元的通行权的系统，包括：

固定单元，用于采集关于接近路口的多个移动单元的位置和移动信息；

存储介质，用于存储关于路口几何形状的信息和关于路口通行权的多条规则；

处理单元，用于基于所存储的信息以及位置和移动信息，计算多个移动单元中的哪个或哪些具有进入路口的通行权；以及

通信单元，用于将通行权指示信号无线传送到该多个移动单元中的一个或一些。

11.如权利要求10的系统，进一步包括在移动单元中的指示装置，用于对接收到的通行权指示信号提供可视指示或可听指示。

12.如权利要求10的系统，进一步包括车辆控制器，用于阻止移动单元进入路口。

13.如权利要求10的系统，进一步包括用于存储关于道路和天气情况的信息的存储介质，并且其中所述处理单元利用该关于道路和天气情况的信息计算多个移动单元中哪个或哪些具有通行权。

14.如权利要求10的系统，进一步包括多个固定传感器，用于产生该位置和移动信息的至少一部分。

15.如权利要求10的系统，其中所述处理单元远离该固定单元。

16.如权利要求10的系统，其中所述处理单元邻近该固定单元。

17.如权利要求10的系统，其中所述关于路口几何形状的信息包括该路口的地图表示。

18.一种用于确定路口处多个移动单元的通行权的系统，包括：

用于采集关于接近路口的多个移动单元的位置和移动信息的装置；

用于存储关于路口几何形状的信息和关于路口通行权的多条规则的装置；

用于基于所存储的信息以及位置和移动信息，计算多个移动单元中的哪个或哪些具有进入路口的通行权的装置；以及

用于将通行权指示信号无线传送到该多个移动单元中的一个或一些的装置。

19.如权利要求18的系统，进一步包括用于阻止移动单元进入路口的装置。

20.如权利要求18的系统，其中所述关于路口几何形状的信息包括该路口的地图表示。

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