JP2001523871A

JP2001523871A - 局所的交通障害を信号通知する方法および装置

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Publication number: JP2001523871A
Application number: JP2000521494A
Authority: JP
Inventors: ゲルトビンニッヒ
Original assignee: デフィニエンスアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2001-11-27
Anticipated expiration: 2018-11-13
Also published as: DE59803467D1; WO1999026212A1; US20020082768A1; EP1032928A1; US6397141B1; EP1032928B1; JP4132662B2; DE19750942A1

Abstract

(57)【要約】それぞれの車両データの交換により、車両相互の非集中通信を行う、局所的交通障害を信号通知する方法および装置。この個々の車両データの繰り返し評価により、各基準車両はある最大車両グループ内のそれに関連する車両グループを決定し、その関連グループのグループ挙動を自分の挙動と比較することができる。この比較の結果が基準車両で表示され、それによって規則的な交通の流れが生じることができ、事故の発生が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、局所的交通障害を信号通知する方法および装置に関し、特に事故な
らびに通過車両数の増加およびそれによって生じる渋滞を認識し指示する方法お
よび装置に関する。

【０００２】通過車両数が増加した際の渋滞および事故を避けるために、従来の交通案内シ
ステムが負荷の特に大きい交通区間、例えば交通量の多い高速自動車道等沿いに
既に固定設置されている。この種の従来の固定設置された交通案内システムは、
例えば交通密度、自動車の流れの速度、環境条件（温度、霧）などを検出する多
数の検出手段を有し、表示板を介して所定の区間に沿うそれぞれの検出信号に基
づいて自動車交通を制御する。そして、渋滞および事故ができるだけ防止される
ようにする。

【０００３】この種の従来の交通案内システムの欠点は、所定の区間に沿った固定装置に極
めて高額の調達費用がかかることである。その上、この種の固定設置された交通
案内システムは、比較的短い区間の交通しか調節または誘導しないため、フレキ
シビリティが低い。

【０００４】フレキシビリティを高めるため、米国特許第４，７０６，０８６号は、自動車
のそれぞれの走行状態に対応する信号および情報を送受信ユニットにより電磁波
を用いて伝送する、多数の自動車間の通信システムを提案している。

【０００５】さらに、刊行物米国特許第５，４２８，５４４号からは、自動車の車両データ
または状態、例えば速度、ルートおよび方向を通信装置によって相互に伝送する
、局所的交通障害を信号通知するための装置および方法が知られる。その際、そ
れぞれのデータの他の自動車への伝送は、すれ違う自動車を通じて間接的に行わ
れる。その上、この従来の交通情報システムは、ナビゲーションモジュール、地
図モジュール、ならびに自分の位置を識別するための自己位置判定装置が必要で
ある。しかし、この種の従来の通信システムは、多数の極めて高価な要素、例え
ば地図メモリ、ナビゲーションモジュール、自己位置を識別するための位置決め
モジュールを無条件に必要とするという欠点を有する。

【０００６】したがって、本発明は、比較的低コストで製作でき、高いフレキシビリティを
有し、固定設置された検出装置に依存しない、局所的交通障害を信号通知するた
めの方法および装置を提供するという目的を基礎とするものである。

【０００７】本発明によれば、この目的は、請求項１および９の処置および特徴によって達
成される。

【０００８】その際、多数の車両による各々の電磁波信号の所定の最低信号レベルに応じて
、考慮すべき最大の車両グループを確定する。受信可能範囲にある車両のそれぞ
れの運行状態を表す、電波信号で伝送される個々の車両データが、繰り返し評価
され記憶される。記憶された車両データに基づいて、個々の車両データの評価に
より、各々の調査すべき車両について、最大車両グループ内の関連基準車両グル
ープを決定する。続いて、個々の車両データに基づいて、関連グループのグルー
プ挙動を決定する。このグループ挙動を基準車両内で信号通知して、運転者がそ
の関連車両グループ内の変化または危険について適時に情報を得られるようにす
る。したがって、事故および渋滞を適時に認識しまたは回避することができる。

【０００９】関連車両グループの決定は、フラクタルダーウィン式オブジェクト生成を用い
て行うことが好ましい。この方法では、それぞれの車両データを考慮し、続いて
位置尤度を決定することにより、ある車両グループ内の順番または順序を生成す
る。その際に、高価な位置決めシステムを使用せずに、既に最小数の車両データ
によってあるグループ内のそれらの車両の正確な位置または順序を決定すること
ができる。

【００１０】各々考慮すべきグループは、特にある受信装置の最大受信可能範囲によって得
ることができる。ただし、最大メモリ容量によって決定することもできる。

【００１１】車両データとしては、それぞれの車両を識別するための識別コード、車両の現
在速度を示す速度値、および間隔パラメータを使用することが好ましい。基準車
両と最大グループのそれぞれの車両の間隔を表す間隔パラメータは、例えば各々
の発信された電波信号の受信電界強度から導出することができる。

【００１２】他の車両データとして、例えばそれぞれの車両の現在の減速／加速を示す減速
／加速値、それぞれの車両の現在のハンドル角を示すハンドル角度、現在の絶対
方位を示す方位値、それぞれの車両の現在の絶対位置を示す位置値、およびそれ
ぞれの車両のブレーキ装置の現在の利用を示すブレーキ信号値を考えることがで
きる。さらに、その基準車両に関連する関連グループの現在のグループ挙動を表
すグループ挙動値も車両データとして送信することができる。

【００１３】基準車両内で信号通知される情報は、指示装置を介して可読かつ可聴にするこ
とができる。しかし、直接基準車両の制動挙動の制御に供することもでき、また
モータ制御に影響を与えて、例えば自動的完全制動を実施することもできる。

【００１４】特に個々の車両データの所定の組合せ、すなわちそれぞれの車両の運行状態が
存在する場合、非常信号を生成することができ、それには個々の車両データ信号
よりも高い優先順位が与えられる。それによって、例えば差し迫った危険が生じ
た場合にその状態を他の後続車両グループに伝達することができ、それによって
特に迅速な情報伝達が行える。多数の非常信号が重なるのを避けるため、この種
の非常信号はその受信電界強度が所定の閾値を下回る場合にのみ増幅して再送す
る（リピータ機能）。

【００１５】次に本発明を、図面を参照しながらその実施形態に関してより詳しく説明する
。

【００１６】図１は、例えば幹線道路上で生じることがある交通状況を示す概略図である。
図１において、参照符号０は基準車両を表し、参照番号１〜４は先頭の列中の車
両を示す。車両０〜４はそれぞれ送受信装置を備え、それによって個々の運行状
態または車両データを発信し、あるいは他の車両から発信された車両データを受
信することができる。図１の実施形態において、基準車両０の送受信装置のみを
考慮し、特にその受信データに焦点を合せて説明する。基準車両０は車両１〜４
からなる車両列の後方を間隔を用いて走行しているが、例えば道路が森林地帯を
通過するため、その車両列を視覚的に捉えることができないと仮定する。

【００１７】車両列の車両１〜４の少くとも１台が基準車両０と同様に対応する送受信シス
テムを有し、それによって個々の車両データを電磁波の形で発信すると仮定する
。発信された車両データ信号は、最小車両データとして、それぞれの車両を識別
するコードＩＣ、およびそれぞれの車両の現在の速度を与える速度値ｖを有する
。

【００１８】さらに、この列中で既にグループ分類または順番（後述する）が生じ、トラッ
ク４が先頭を走る車両として認識され、車両３、２、１がその後にこの順序で続
く。この列のグループ挙動は、例えば時速５０ｋｍのほぼ一様な速度によって記
述することができる。後続のより速い基準車両０が車両１の電波信号の受信可能
範囲に到達すると、その車両データ、すなわち少くとも車両２の識別コードおよ
びおその速度値ｖ（時速５０ｋｍ）が基準車両０で所定の受信電界強度で受信さ
れ記憶される。後述の判定基準に基づいて関連性検査に合格し、車両１が基準車
両０に関連する車両として認識されるまで、このプロセスが続行される。

【００１９】同様にして車両２〜４も関連車両と認識され、それによって基準車両０に関連
する車両グループが形成される。関連車両グループの形成または形成のための関
連性基準については後述する。

【００２０】このようにして、基準車両０はその前を走行する列または関連車両グループの
多数の車両データを得る。関連車両の車両データが評価装置で評価され、基準車
両０の車両データと比較され、または互いに関係付けられる。この比較に応じて
、次に例えば可読または可聴の速度減速指示からなる信号が基準車両０で生成さ
れる。このようにして、関連車両グループが視覚的に捉えられるよりずっと前に
早期の警告を行うことができ、それにより事故を確実に避けることができる。

【００２１】しかし、生成された信号値は基準車両０で可聴または可読の指示を生じさせる
ことができるだけでなく、自動的制動または加速をもたらすこともできる。

【００２２】このようにして、極めてフレキシブルで固定設置したセンサや指示装置を必要
としない、局所的交通障害を信号通知する方法および装置が得られる。したがっ
てこの種の局所的交通障害を信号通知するシステムのコストは極めて低い。

【００２３】システムの正確さを高めるため、他の車両データを検出し伝送することもでき
る。この種の車両データは、例えばそれぞれの車両の現在の減速または加速を示
す減速値または加速値、それぞれの車両の現在の最大旋回角を示す最大旋回角度
θ、例えばコンパスによってそれぞれの車両の現在の絶対方位を表す方位値ＤＩ
Ｒ、例えばＧＰＳシステムを介してそれぞれの車両の現在の絶対位置を示す位置
値ＰＯＳ、あるいはそれぞれの車両の制動装置の現在の利用を示す制動信号値で
ある。その上、認識されたグループ挙動値、例えばグループ全体の通過速度も車
両データとして発信することができ、それによりグループを上位グループにまと
めることが可能になる。

【００２４】関連車両グループ１〜４を決定するには、フラクタルダーウィン式オブジェク
ト生成方法を実行することが好ましい。この方法は、例えばドイツ特許出願第１
９７４７１６号（１９９７年１０月２４日出願）から知られる。その際に、フラ
クタル階層オブジェクトライブラリは特に交通状況の諸条件に適合され、属性規
則が例えばそれぞれの車両の一定の走行状況を決定し、コンテキスト規則が車両
グループ内の順序を定義し、変更規則が例えば追越しの際の連続した車両グルー
プ化を決定する。その際に、フラクタル階層オブジェクトライブラリは基本オブ
ジェクトとして、例えば幹線道路、高速道路の走行またはこみ合った市内交通に
おける典型的な交通状況を有する。通常、あるグループ内の各車両ごとに時間的
間隔を置いて多数の車両データが調べられ、それによって例えばあるグループへ
の明確な所属まはたあるグループ内での一定の位置に対する分類の尤度が反復的
に高められる。

【００２５】フラクタルダーウィン式オブジェクト生成方法の使用が関連車両または車両グ
ループを決定するための好ましい方法なので、次にフラクタルダーウィン式オブ
ジェクト生成の原理的考察を一般的に再掲する。

【００２６】その際、以下では調査する複雑な構造または複雑な組成をもつオブジェクトと
見なされる２次元イメージのみについて考察する。ただし、この種の調査すべき
構造は、上述の交通状況でよく、個々の車両が下位および上位のオブジェクトま
たはグループに統合される。

【００２７】以下に述べる方法では、例えば交通状況の認識および生成が、多段階ないしフ
ラクタルかつ進化的ないしダーウィン式プロセスとして理解される。その際、交
通状況の個々のオブジェクトはある種の独立した「生物」として扱われ、これは
方法の始めには非常にあいまいで形式的で非現実的であるが、方法を繰り返し実
行するにつれて変化して具体的になっていき、いわゆるコンピュータの経験レコ
ードを形成する既知のオブジェクトのライブラリにますます適合するようになる
。

【００２８】その際に、オブジェクトは階層的に構造化される。したがって、大きなまたは
上位のオブジェクトは下位オブジェクトまたは下位のオブジェクトに分解または
分割され、小さなまたは下位のオブジェクトは大きなまたは上位のオブジェクト
にまとめられる。したがって、オブジェクトをオブジェクトライブラリに適合さ
せる方法は多数のレベル（段階）で行われる。この適合のために、オブジェクト
ライブラリと比較する際に、オブジェクトの属性規則および他方ではオブジェク
ト間ならびに階層構造間のコンテキスト規則が重要である。

【００２９】意味のある解決が得られるようにすべてのオブジェクトおよび構造の最適適合
を得るため、進化的アルゴリズムを使用する。その際、とりわけ以下に簡略に説
明する一般のダーウィン式機構を引き合いにする。

【００３０】分離、誘引本発明によれば、分離とは例えば、調査するイメージの部分領域をオブジェク
トから区切ることである。これは一定のアルゴリズムによる分解または分割ある
いはセグメント化によって行うことができる。セグメント化には、均質性基準を
考慮に入れてイメージ要素およびイメージセグメント間の類似性または所属を決
定する方法を使用することが好ましい。逆にまた、小さなオブジェクトまたは下
位のオブジェクトを大きなまたは上位のオブジェクトにまとめることもできる。
この場合、このグループ化の境界は分離の一定数のグループメンバに対応する。
例えば、階層的オブジェクト構造を詳しい予備知識なしで生成することができ、
それによって均質性規則の適用が閾値より下の値をもたらす限り、より小さなオ
ブジェクトをより大きなオブジェクトに統合することにより所与の任意のデータ
レコードの階層的抽象がもたらされる。均質性基準としては、例えば融合または
設立によって新たに生成したオブジェクトの大きさで重み付けした不均質性ｈと
、それぞれの大きさｎ₁ないしｎ₂で重み付けした元のオブジェクトの不均質性ｈ ₁ ないしｈ₂の和との差を用いることができる。重み付けした以後と以前の不均質
性の差Δｈ_weight、すなわち２つのオブジェクトの統合の際に導入される不均質
性は、次式から得られる。

【００３１】

【数１】

【００３２】ただし、この差はできるだけ小さくなければならない。

【００３３】融合または設立にとって問題となる可能性のあるすべてのオブジェクト対のう
ち、融合または設立によって導入される重み付けした不均質性の差が最小になる
ものをまず統合する。この重み付けした不均質性の差を大きさの合計で割った値
（Δｈ_weight／（ｎ₁＋ｎ₂））が所定の閾値を下回った場合、オブジェクトは統
合の際に融合される。一方、この重み付けした不均質性の差を大きさの合計で割
った値が所定の閾値を上回った場合、新しい上位オブジェクトが設立され、より
小さなオブジェクトはオブジェクトライブラリに維持すなわち収納される。２つ
のオブジェクト間で潜在的に交換可能な下位のオブジェクトは、こうした交換ま
たは移動によって両方のオブジェクトの重み付けした不均質性が次式に従って減
少する場合、事実上移動される。

【００３４】

【数２】

【００３５】したがって、階層的オブジェクト構造は基本オブジェクトからオブジェクトの
設立、分割、融合、分解、下位配置、グループ化解除、グループ変更によって生
成される。その際に、上位オブジェクトを生成する設立は、下位オブジェクトを
生成するための分割と対立する。多数の小さなオブジェクトからより大きなオブ
ジェクトを生成するための融合は、大きなオブジェクトからより小さなオブジェ
クトを生成するための分解と対立する。下位配置の場合は、オブジェクトが捕捉
され、上位オブジェクトの下位に配置される。それとは逆に、グループ化解除の
場合は、下位オブジェクトが上位オブジェクトから除去される。グループ変更の
場合は、下位オブジェクトの交換が行われる。

【００３６】それぞれのオブジェクトは別のグループメンバと特別の関係をもつことができ
る。こうした関係またはコンテキスト規則は、誘引とも呼ばれる。静止イメージ
では、誘引または一定のサンプル中の関係は特徴的な相対関係、大きさの比また
は角度で表すことができる。その上、各オブジェクトは、例えばそのｎ次元空間
における圧縮した幾何形状、配色などを反映する所定の属性を割り当てられる。

【００３７】変更複雑な物体のどの領域を有意にオブジェクトとして指定すべきかは、先に触れ
たようにしばしば、方法の最初の過程では明確に定義できない。したがって、こ
れらの領域からのオブジェクトの分解または合成は反復的に行われる。その後ま
ずオブジェクトが仮に作成され、その後反復的に次第に合目的的に変更される。
オブジェクトの変更は、ある領域をその例えば下位のオブジェクトから区分し、
あるいは周りの領域、例えば隣接領域を組み入れることによって行われる。もう
１つの変更方法は、誘引またはコンテキスト規則を変更するものである。

【００３８】オブジェクトの局所的変更は、変更と見なすことができる。しかし局所的変更
からの様々な変更の可能性があるので、一般概念の変更を使用する。

【００３９】選別、適合度それぞれのオブジェクトを変更する際に、オブジェクトライブラリに関するそ
の「適合度」または「分類尤度」を最適化すべきである。その適合度または分類
尤度の尺度として、その集合属性と予め用意されたオブジェクトライブラリのオ
ブジェクトの諸属性との類似性が有効である。オブジェクトライブラリ中には多
数の可能なオブジェクトがその可能な属性または属性規則と共に収納され、した
がって明らかに調査すべきオブジェクト（例えばイメージ）よりも多くのオブジ
ェクトがある。

【００４０】さらに、オブジェクト相互の可能な関係またはコンテキスト規則を、したがっ
てその誘引をオブジェクトライブラリに記述することができる。イメージ中のオ
ブジェクトまたは構造も同様に多少とも大きな類似性を有し、したがってオブジ
ェクトライブラリ中の対応するオブジェクトの可能な誘引またはコンテキスト規
則に対する分類尤度を有する。

【００４１】多重性、交配さらに、オブジェクトおよびオブジェクト構造の多重性を長期記憶として使用
することができる。このことは、これらのオブジェクトまたは構造の最善のもの
（最高の分類尤度）だけでなく、少数の良好なオブジェクト（より低い分類尤度
）も生き延びまたはさらに使用される。これによって一度見つかったが現時点で
は二級の可能性も失われなくなる。この多重性は、二級、三級のものに対する記
憶である。現時点では二級のものが後の発展段階で生き延びることがあるので、
これは意味がある。さらに、解決可能性の多重性により、変異と並んで別の種類
の変更が可能になる。この別の種類の変更は、「交配」または異なる解決構造の
複合および組合せと呼ばれる。

【００４２】複製自然界では、「成果に富んだ」生物の複製によりその種類の生物の数が増大す
る。それによって特定の遺伝子コードが、今や２つの場所で同時に働くことがで
きるので、その意味が高まる。順次動作するコンピュータによってオブジェクト
を生成する際に、幾分対応するものは一見した所、オブジェクトにとって意味が
ない。しかし動的システムでは、再度見直すとこれは同じ解決の糸口またはオブ
ジェクトに関する場合のみ有用となり得る。動的システムでは、オブジェクトの
周囲が変化する。したがって、オブジェクトの認識または生成の際に、そのオブ
ジェクトがより頻繁に扱われ、したがって数が実質的に増大することによってオ
ブジェクトの意味が高まる。複製されたオブジェクトはその上変更され、したが
ってオブジェクトと様々な変更のみを記憶することがしばしば意味がある。

【００４３】消去再生によって解決方法の数があまりにも著しく増大し、そのため最適化プロセス
が不必要に遅れることのないよう、解決方法の多くを消去しなければならない。

【００４４】ダーウィン式アルゴリズムは部分的に非常に特異であるため、すべての可能な
種類のアルゴリズムを同時に、検査すべき画像全体に適用するのは望ましくない
。むしろ、方法ないし「進化」の初めには非常に一般的な、形式的なアルゴリズ
ムで始めるのが適当である。その際、オブジェクト・ライブラリとの比較によっ
て第一の認識レベルに達する。この認識レベルを、より的確なアルゴリズムない
し変容規則を使用するために利用することができる。それによって、分類尤度な
いしフィットネスを高めることができるかも知れない。特に、さらに的確にアル
ゴリズムを使用でき、それによって。個別的な重要性をもつ、フィットネスない
し分類尤度がますます高くなる、ますます精緻なオブジェクトが得られる。

【００４５】以下に、複雑な構造の分析にとって重要な役割を演じる、本発明に係る方法の
多重スケール性(Mehrskaligkeit）の特色について詳述する。

【００４６】検査すべき物体ないし画像のオブジェクトの、オブジェクトライブラリの１つ
のオブジェクトとの類似性は、局所的なフィットネスないし局所的な分類尤度に
合致する。しかしこの局所的な分類尤度だけでは十分ではない。既に非常に高い
フィットネスないし分類尤度をもつオブジェクトの場合にも、引き続き多義性が
存続し得るからである。つまりオブジェクト・ライブラリの複数のオブジェクト
に対して同じように高い局所的なフィットネスないし分類尤度が存するのである
。この場合、コンテクスト規則またはそれぞれのオブジェクトの下位のオブジェ
クトの構造を通じて初めてその意味を明確に知ることができることが多い。

【００４７】従って、多重スケール性の、すなわちフラクタルの観察方法が不可欠である。
従って、例えばある画像または交通状況の、検査されるべき構造のフラクタルの
取り扱いには、フラクタルの階層的なオブジェクト・ライブラリ、フラクタルの
フィットネスないし分類尤度、フラクタルの変容およびフラクタルの消去が必要
である。フラクタルのオブジェクトライブラリは、オブジェクトの属性ないし属
性規則だけでなく、これらオブジェクトの可能な内的および外的な諸関係（内的
および外的コンテクスト規則）、および変容規則も保存されているライブラリで
ある。これは、フラクタルのライブラリにはまた、オブジェクトがどんな下位の
さまざまなオブジェクトによって構成され得るかということも‐これらの下位の
オブジェクトの諸関係を含めて‐、またオブジェクトが上位の諸オブジェクトに
対する、どのような関係ないしコンテクストの中に置かれ得るかということも、
保存されていることを意味する。つまりこれは階層的な情報でもあり得るのであ
る。なぜならオブジェクトは通常、大きい諸関連の中に埋め込まれており、特殊
な諸関係をもつ下位のオブジェクトによって構築されているからである。この階
層構造から、ライブラリ内の階層構造との比較によって、階層的な、またはフラ
クタルのフィットネスないし分類尤度を算定することができる。

【００４８】オブジェクトをオブジェクト・ライブラリの諸オブジェクトと直接比較するこ
とによって算定される局所的なフィットネスないし分類尤度から出発して、この
局所的なフィットネスに基づいて、局所的フィットネスと階層的フィットネスで
構成されたフラクタルのフィットネスないし分類尤度が算出される。変容を通じ
て、これらのフラクタルの分類尤度が最適化される。

【００４９】図２はもう一つの、例えばアウトバーン上で見られるような交通状況の概略を
示している。

【００５０】ここでも、参照記号０は基準車両を示し、参照記号１−４は、基準車両０の前
を走行しているので基準車両0にとって関連する車両、あるいは関連する車両グループを示している。基準車両0は例えば、楕円形の枠によって表示されているような、最大限の受信範囲をもっている。この最大限の受信範囲内には、関連車
両グループの他に多数の他の車両が入っている。先ず、参照記号５，６，１０お
よび１２は、アウトバーンの対向車線上を走行しているが、基準車両0の受信範囲内に入っている車両を示している。さらに参照記号７，８，９および11は、基
準車両０と同じ方向に走ってはいるが、基準車両0の後ろを走っており、従って基準車両０に対して考慮する必要がないか、あまり考慮する必要がないものであ
る。すべての車両が多かれ少なかれ均等な時間間隔で、あるいは連続的に、その
時々の車両データを含んでいる車両データ信号を送信・受信している。従って例
えば基準車両０には多数の出力データが入って来る。これらのデータを例示的に
、簡略化した形で図４に表の形で提示してある。

【００５１】図４は車両０−１１２のそれぞれに対する最小限車両データの表の形での保存
を簡略化して示している。左の蘭には、例えば受信した車両データ信号のそれぞ
れの識別コードが２進数で格納されている（0000‐1100)。その隣の各欄には、時点t_n-3,t_n-2,t_n-1およびt_nにそれぞれ受信した車両データが速度値ｖとそれぞ
れの受信電界強度Eの形で格納されている。

【００５２】図４の表の第1行には、他の車両データに対する比較価ないし基準値として使用される、基準車両0の車両データが表示されている。従って受信電界強度Ｅは記入されていない。

【００５３】次に、図４の表を詳しく記述する。基準車両がｖ＝120km/時の速度で走行していると仮定する。アウトバーンの右
側の車線上を走行している車両１と３は、同じ速度、v1=v3＝100km/時、で走行している。従ってこれらの車両では、t_n-3からt_nまでのさまざまな時点に対して
受信電界強度値が上昇している。受信電界強度が上昇するのは、基準車両0が追い越すため、車両１と３に対する間隔（距離）が小さくなるからである。これに
対して車両２と４は、同じ速度、v2＝ｖ４＝120km/時で走行している。従ってこ
れらの車両の受信電界強度は基準車両０に対する間隔に比例して一定不変に保た
れる。

【００５４】同じ方法で残りの、他の車両5-12に対する速度と受信電界強度の値も算出され
る。ただし、特に対向車線上を走行している車両５，６，１０および１２は、相
対速度が非常に高いため（例えばV0-V12=240km/時）、ここで選択した実施例の時間グリッド内では、基準車両０の最大限の受信範囲を通過するとき、好ましく
はリング記憶装置として形成される記憶装置内にただ1つのデータ値しか残さない。この事実は、例えば、車両５，６，１０および１２を関連しないグループと
して排除し、あるいは対向車線上のグループとして分類するために、オブジェク
ト識別ないしオブジェクト生成に対する判定基準として使用することができる。
例えばそれぞれの減速時間の検査が固定的なグループ内での制動過程または加速
過程に関して行われるとき、同じ方法で、相応の分類基準によって、後続の車両
７，８，９および１１を特定することができる。

【００５５】基準車両０にとって関連する車両グループ１−４は、類似の方法によって決定
される。この場合、例えば直ぐ前を走行している車両２と４、および隣の車線を
走っている車両１と３に対して、さらに正確な分類を行うことができる。このよ
うな多数の下位および上位のグループないしオブジェクトへの分類は、通常の、
前述のフラクタル・ダーウィン式方法で行われる。車両のグループ、例えば車両
２と４が特に関連するグループに分類された場合、そのグループ挙動を例えばそ
の平均速度、その遅延挙動などの算術平均値の算出によって算定し、基準車両０
の車両データと比較することができる。この比較に基づいて、信号が発せられる
。このような信号は、例えば公知の交通記号、つまり速度制限(記号)の形で表示
され、またはその他の方法で視覚的、または聴覚的に表示される。しかしまた、
関連するグループのグループ挙動を評価して、特定の限界値を超えたとき、例え
ば基準車両0が自動的に完全制動されるようにすることも可能である。この点では、多数の他の制御措置が考えられる。例えば舵取りまたは加速の制御など。

【００５６】上述の実施例では、オブジェクトないしグループの特定にとって重要な間隔の
パラメータが、受信された無線信号の受信電界強度に基づいて算定された。受信
電界強度の他に、他の信号または測定値も、それぞれの車両の間の間隔に比例す
る値として使用することができる。

【００５７】図３は、一つの好ましい実施例に従った、局所的な交通障害を信号で知らせる
ための装置の構成図を示す。

【００５８】図３中の参照記号１０は、送信ないし受信アンテナ、参照記号２０は、受信チ
ャンネルを送信チャンネルから分離するための送信/受信切替器、参照記号３０は、それぞれの車両のその時々の無線信号をそれぞれの識別コードに従って濾波
するためのフィルタ装置、参照記号４０は受信器、参照記号５０は送信器を示す
。フィルタ装置３０はさらに、それぞれの無線信号の受信電界強度を検出するた
めのデテクタを持ち得る。受信器４０と送信器５０は、送信／受信システムの制
御を引受けるマイクロプロセッサ６０と結合している。参照記号９０−１４０は
、車両のその時々の車両データを検出する、多数の検出装置を示している。参照
記号９０は、ブレーキペダルの利用状況を検出するための検出装置を示す。参照
記号１００は、現在の舵取り角に従った値θを表示する検出装置を示す。参照記
号１１０は、車両の現在の速度値ｖを表示する検出装置を示す。参照記号１２０
は、それぞれの車両の現在の加速値または減速値ｖを表示する検出装置を示す。
図３に従った装置はさらに、それぞれの車両の現在の走行方向を示す、方向信号
DIRを表示するコンパス１３０を持ち得る。さらに、現在の絶対位置を表示するための絶対位置値POSをもつ、GP５システム（global positioning system)を使用することができる。検出装置９０−１４０は、例えばマイクロプロセッサ６０
の入力ポートに接続されており、車両データとして送信器５０とアンテナ１を通
じて他の車両へ送信され、または受信した車両データを局所的な車両データと比
較するために使用される。

【００５９】参照記号７０は、その中に例えば図４に示す表を格納することができる、第一
の記憶装置を示す。この第一の記憶装置７０は、好ましくは、その記憶場所に所
定の時間間隔で繰り返し書き込みが行われるリング記憶装置で構成する。それに
よって例えば、それぞれ最後に受信した車両データが確実に第一の記憶装置７０
に格納されるようにすることができる。

【００６０】フラクタル・ダーウィン式なオブジェクト生成が関連のある車両グループの算
定の方法として使用される場合のために、この局所的な交通障害を信号で知らせ
るための装置はさらに第二の記憶装置８０を持っている。この第二の記憶装置８
０内には、フラクタルの階層的なオブジェクト・ライブラリが入っている。

【００６１】第一の記憶装置７０と第二の記憶装置８０は、バスシステム１７０を通じてマ
イクロプロセッサ６０に接続されており、それによってデータ交換が保証されて
いる。マイクロプロセッサが車両データの評価の際に、関連する車両グループの
グループ挙動が自己の車両データと矛盾していること、例えば関連車両グループ
の速度が自己の車両の速度より著しく遅いことを確認すると、表示装置１５０を
通じて、または制御装置１６０を通じて、信号による通知が行われる。表示装置
１５０では、それぞれの信号が可聴の、また/または可視の形で提示される。この場合特に、速度制限に対する公知の記号を使用することができる。さらに、制
御装置１６０を通じて例えば、受信した車両データの、局所的な車両データによ
る評価によって、緊急の危険状況が存することが分かった場合、自動的に非常ブ
レーキがかけられるようにすることも可能である。

【００６２】このような緊急の危険状況はまた、高い優先順位をもつ追加的な非常信号によ
って、他の車両に伝えるようにすることもできる。それによって特別に効果的な
形で例えば車両の多重玉突き衝突を阻止することができる。非常信号が最大限に
伝播されることを保証するために、受信器４０は、特定の受信電界強度以下の非
常信号のみを評価し、マイクロプロセッサ６０と送信器５０を通じて再び送出し
、それによってリピータ機能を実現できるようにする、しきい値決定装置をもっ
ている。この場合、増幅されて再度送出される非常信号は、その非常信号を初め
に送出した車両と同じ識別コードをもつ。

【００６３】リピータ機能のため、それぞれのグループを超える広範囲に信号を到達させる
ことができるので、各車両がそれぞれ、受信した非常信号に関する関連性の検査
を実施することができる。その際、非常信号を送出した車両は当該の車両にとっ
て全く関連のないグループに属しているのかどうかが検査される。この場合、リ
ピータ機能は使用されないであろう。

【００６４】好ましくは、イグニッションキーがそれぞれの車両の送信器と受信器を活動化
させるようにする。そうすれば、駐車中の車両は自動的に、関連車両グループに
属さないことになる。

【００６５】限定された送信ないし受信範囲によって既に、各車両に対して最大限の車両の
グループが決まっている。しかしこのグループは、必要に応じて、あるいは状況
に応じて、例えば次の方法によって拡張し、または縮小することができる。

【００６６】 ■送信および/または受信範囲の的確な拡張または縮小；

【００６７】 ■受信した情報、つまり車両データの再発信(情報を何度も先へ送ることができるので、極めて広大な到達距離を実現し得る）

【００６８】 ■特定の属性をもつ車両または車両グループへの的確な呼びかけ。これは、呼び
かけられるべき車両の識別コードを一緒に送信し、送信車両が特定の属性をもつ
受信車両、例えば最大限のグループの車両のうち、それぞれの車両の後ろを走行
している車両に呼びかけることによって（送信車両がグループを直接指定する）
、または間接的な情報、例えば「基準車両と同一方向へ走行しているすべての車
両へ」、を送出することによって（受信車両が、自分が呼びかけられているかど
うかを判定する）実現できる。

【００６９】 ■各車両自身が個別的に常に新たに指定する、下位グループおよび/または上位グループの形成。この場合、上位グループは伝達された情報の解釈によって形成
される。つまり基準車両の近くの複数のグループまたは同一方向に走行している
、近くの複数のグループである。この場合１つのグループは、設定された受信範
囲内のすべての車両である。下位グループは、例えば基準車両およびそのグルー
プと対向して走行しているすべての車両、基準車両のグループの同一方向に走行
しているすべての車両、類似の走行特性（例えば速度）をもつすべての車両、基
準車両の後ろまたは前を走行しているすべての車両等である。下位の下位グルー
プ（＝下位グループに従属している、さらに下位のグループ）は、例えば、基準
車両の後ろを走行し、加速しているすべての車両によって形成される．．．

【００７０】 ■所定の規則（その一部は、車両間の打ち合わせによって決める）に従って動的
に、グローバルに形成される、下位グループおよび/または上位グループの形成。このグローバルなセグメント化（フラクタル階層グループ形成）は、関連する
情報をグループ間で交換する、「グループ代弁者」（Gruppensprecher)を指定で
きるという利点を持つ。

【００７１】グループ形成に必要な情報を得る(ermitteln）ために、以下のパラメータを検
出する(bestimmen）ことができる：

【００７２】 ■相対間隔（基準車両‐他の車両）の検出：電界強度の測定によって；走行パターン（例えばそれぞれ当該の車両が常に、基準車両より一秒前にブレー
キをかける、．．．の速度のとき、その車両が．．．をする）；間隔測定器によって。

【００７３】 ■情報を受信した車両の相対的走行方向の検出：電界強度の上昇または低下の測定によって；ドップラー効果の測定によって（相対位置が検出されている場合）；走行パターンの時間的解析によって；絶対的方向データを受信し（例えばコンパス）、（基準車両の）自己の方向デー
タと比較することによって。

【００７４】 ■相対的位置の検出（基準車両の前‐基準車両の後ろ）：速度差（基準車両−それぞれ当該の車両）を測定し、間隔の変化と比較すること
によって。それぞれ当該の車両が基準車両より速く、また当該の車両が基準車両
の後ろを走行している場合は、当該の車両と基準車両との間隔は小さくなるはず
である；走行パターンの時間的解析によって（例えばそれぞれ当該の車両がたいてい、基
準車両より前にブレーキをかける。つまりこの車両は基準車両の前を走行してい
る）；方位測定送信器または方位測定受信器によって。

【００７５】 ■走行車線の検出（追い越し車線またはアウトバーンの誤った側）：道路脇の送信器と、電界強度の比較によって：誤、正−左、右；走行パターンの時間的解析によって。

【００７６】さらに、受信範囲または送信範囲の限定によって、特に「バースト」送信器を
使用する場合、さまざまな送信器（からの信号）の同時受信の尤度を低く抑える
ことができる。しかしこの方法には、受信される情報の数が減少しすぎる可能性
がある、という欠点がある。

【００７７】従って、送信器を相互に同調させる方が有利であり得る。これは送信器の同期
化または「グループチューニング」によって実現できる。同期化は例えば集中的
に、無線時刻信号を使用して行うことができる。

【００７８】一つの好ましい実施例では、定義された（definiert）送信ブロックで送信が行われる。各ブロックの後に、次の車両が送信できるようになる前に休止時間が
挿入される。１つのグループが存在する場合は、各送信器が相互に、それぞれの
送信ブロックの順序を決定することができる。これは例えば、それぞれの送信器
がグループに入って来た順序であり得る。

【００７９】複数のグループが相互に接近しすぎ、相互に妨害し合うようになった場合、こ
れらのグループが相互に適合する場合は（例えば走行方向が同じである場合）、
送信サイクル（Sendetakt)に関して相互に「合併」することができる。この合併
の際には、例えば元のグループ内の順序を維持することができ、またその構成車
両のうちの１台が最初に合併を提案したグループが最初に送信し、それから第二
のグループが送信するようにすることができる。グループが合併によって大きく
なり過ぎるか、または両グループが相互に適合しない場合にも（例えば対向方向
に走行している）、これら両グループが同時に送信することのないよう配慮しな
ければならない。これは例えば、「ファスナー方式」によって実現できる。つま
り、幾つのグループが相互に出会うかどうかに応じて、それぞれのグループが個
々の送信の間の送信休止時間を、他のグループの構成車両がその間に割り込める
ように大きくするという方式である。

【００８０】しかししばしば、どちらかと言えば連続的な交通の流れが見られ、それが網状
に分岐していることもある。大きい網状組織に含まれているすべての車両を相互
に同期させることはできないので、グループを人工的に作り出さなければならな
い。これはフラクタル階層方式によって行うことができる。その際、車両同士を
グループにまとめ、１つのグループから車両を取り入れ、グループを合併させ、
「グループ代弁者」を指定し、グループを細分化し、また／または上位グループ
を形成することができる。１つの送信器（＝送信を行う車両）が或るグループに
接近すると、この送信器が他の送信器の送信休止時間内に、受け入れてもらいた
いという要望を無線によって伝えることにより、この送信器（＝送信を行う車両
）がそれが属するグループ（そのようなグループが存在する場合）と共に、その
グループへ組み込まれることができる。

【００８１】送信休止時間はグループダイナミックス(Gruppendynamik（集団力学））を可能にするためだけでなく、高い優先順位を持つ（事故、完全制動）信号（非常信
号）を送信するためにも必要である。

【００８２】もう一つの種類の同期グループ形成法を、特殊な対（つい）同期によって実現
できるであろう。

【００８３】ある車両がそれに加わりたいと考えている、１つのグループが存在すると仮定
する。新たに加わろうとする車両はまず、状況を評価できるようになるまで（信
号を）受信し、それから送信休止時間中に申し込みを行う。そうすると、すべて
のグループ・メンバーの順序が（１つずつ）ずれる。

【００８４】基準車両より前にこのグループに加わった車両が送信番号nをもつとすると、基準車両は送信番号（＝送信の順番）ｎ＋１をもつことになる。ｎ＋１が或るし
きい値を超えている場合は、基準車両はNo.1となるが、位相が１８０度ずれてい
る。従って、基準車両は第２のグループの第１のメンバーとなる。この場合、基
準車両は、前を走行している車両の拡大された送信休止時間に送信する。基準車
両の後ろの送信器（＝送信を行う車両）は、１８０度位相のずれた第２の車両と
なる。さて、基準車両のグループ内の車両数が最大限に到達すると、さらにその
次の車両は第３のグループの位相０度の第１号となる。このとき、第３と第１の
グループは同期して信号を送信する。これら両グループが十分に遠く離れている
場合は、両グループが妨害し合うことはない。

【００８５】グループ同士が妨害し合うようになりかかると、常に「ファスナー方式」が効
力を生じる。

【００８６】隣接し合ったグループが過度に妨害し合うのを阻止するために、前述のように
送信サイクルの位相をずらす代わりに、送信周波数を若干ずらし、隣接し合った
グループ同士が（ちょうど）受信できなくなるようにすることも可能であろう。
それにも拘わらず情報が一方のグループからもう一方のグループへ到達し得るよ
うにするために、グループの「代弁者」を指定し（例えば最後に加わった車両）
、この「代弁者」となった車両の送受信器が複数の周波数で同時に作動するよう
にすることができるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】幹線道路上の交通状況を示す概略図である。

【図２】複数車線の高速道路上の交通状況を示す概略図である。

【図３】好ましい実施形態による局部的交通障害を信号通知するための装置の構成図で
ある。

【図４】それぞれの車両データを記憶装置に記憶する例を示す表である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】局所的な交通障害を信号で知らせる方法であって、 a)基準車両(0)に関連する最大の車両グループ(1−12)を、少なくとも１つの個別
的な車両データ信号の受信によって確定するステップと、 b)少なくとも１つの個別的な車両のデータ信号を繰り返し評価し、前記最大の車
両グループ（1-12) の中の少なくとも1台の車両（1-12)の前記個別的な車両デー
タとして保存するステップと、 c)前記基準車両(0)に対して関連する少なくとも１つの車両グループ(1‐4)を、前記最大の車両グループ（1−12)の中で、前記個別的な車両データの評価によっ
て確定するステップと、 d)前記少なくとも１つの関連する車両のグループ(1‐4)のグループ挙動を、前記
それぞれの個別的な車両データの評価によって確定するステップと、 e)前記少なくとも１つの関連する車両のグループ(1‐4)の前記グループ挙動に相
応する情報を信号によって知らせるステップとを具えたことを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記少なくとも1つの関連する車両のグループ（1-4)の確定が、フラクタル・ダーウイン式オブジェクト生
成の方法によって実施されることを特徴とする方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法において、前記フラクタル・ダーウイ
ン式オブジェクト生成の方法が、 a)予め決定されたオブジェクトとそれらに関連する属性、コンテクストおよび変
更の規則をもつ、フラクタルの、階層的なオブジェクト・ライブラリを準備する
ステップと、 b)階層的なオブジェクト構造内に、下位と上位のオブジェクトをもつ基本オブジ
ェクトを形成するステップと、 c)前記基本オブジェクトを、前記フラクタルのオブジェクト・ライブラリと比較
するステップにおいて、各々に形成される基本オブジェクトは、前記オブジェク
ト・ライブラリ中に相応の属性規則を持つ相応のオブジェクトが存在しない場合
、未知であると評価され、および、前記フラクタルのオブジェクト・ライブラリ
中に１つまたは複数の相応のオブジェクトが存在する場合、前記属性規則を持つ
前記基本オブジェクトに１つまたは複数の局所的な分類尤度が関係付けられるス
テップと、 d)それぞれの分類尤度を形成し算出するために、前記コンテクスト規則をそれぞ
れのオブジェクトに適用するステップと、 e) フラクタルの分類尤度を最適化するために、前記変更規則をそれぞれのオブジェクトに適用するステップと、 f)前期分類尤度を段階的に改善するために、ステップd)とe)を反復的に実施する
ステップとを具えたことを特徴とする方法。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の方法において、前記基準
車両(0)に関連する前記最大の車両グループ(1−12)が、該基準車両の受信機(40)
の最大受信範囲によって決定されることを特徴とする方法。
【請求項５】請求項４に記載の方法において、前記最大受信範囲が、確定
された交通密度および/または前記受信された車両データ信号のオーバーラップによって生じる受信障害に依存して調節される、受信機の可変範囲であることを
特徴とする方法。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の方法において、前記個別
的な車両データが、それぞれの車両を識別するための識別コード（IC)と、前記それぞれの車両の現在速度を表示するための速度値（ｖ）、および前記基準車両(0)と前記最大の車両グループ(1-12)の中のそれぞれの車両との間の間隔を表示するための間隔パラメータとを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】請求項６に記載の方法において、前記個別的な車両データが
、前記それぞれの車両の現在の減速/加速を表示するための減速/加速値(ｖ)、およ
び／または前記それぞれの車両の現在のハンドル角を表示するためのハンドル角（θ)、および／または前記それぞれの車両の現在の絶対方向を表示するための方向値(DIR）、および／
または前記それぞれの車両の現在の絶対位置を表示するための位置値(POS）、および／
または前記それぞれの車両の現在のブレーキ装置の利用状況を表示するためのブレーキ
信号値(BREMS）、および／または前記それぞれの車両に関連する、観察すべき車両グループの現在のグループ挙動
を表示するためのグループ挙動値、および/または前記それぞれの車両の現在の非常状況を表示するための非常信号値をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８】請求項７に記載の方法において、それぞれの車両の予め規定
された個別的な車両データの組み合わせに従って、個別的な車両データ値よりも
優先される非常信号値が生成されることを特徴とする方法。
【請求項９】請求項１から８のいずれかに記載の方法において、前記信号
によって知らされた情報に依存して、前記基準車両(0)内で制御装置(160)を用い
て車両の制御が実施されることを特徴とする方法。
【請求項１０】請求項９に記載の方法において、前記制御がエンジン制御
および/またはブレーキ制御であることを特徴とする方法。
【請求項１１】局所的な交通障害を信号で知らせる装置であって、送信されるべき局所的車両データを検出するための検出手段(90-140)と、各々の送信/受信されるべき車両データを含んでいる無線信号を送信/受信するた
めの送信/受信装置(10-50)と、前記各々の受信した無線信号のそれぞれの電界強度を検出するための電界強度検
出手段(30-40)と、各無線信号をそれぞれの送信車両に関係付ける識別コード（ＩＣ）、時間値およ
び前記それぞれの無線信号の受信電界強度に依存して、前記各々の受信した車両
データを最大のデータグループとして保存するための記憶手段(70)と、少なくとも１つの関連するデータグループが確定される、前記最大のデータグル
ープのデータを評価するための評価装置(60)と、前記少なくとも１つの関連するデータグループの前記データと前記局所的な車両
データに依存して、信号値を確定するための確定装置（60)と、前記確定された信号値を信号によって知らせるための信号手段（150,160)とを含むことを特徴とする装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の装置において、前記少なくとも１つの
関連するデータグループが確定される、フラクタルの階層的なオブジェクト・ラ
イブラリを保存するための記憶手段（80）をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項１３】請求項１１または１２のいずれかに記載の装置において、
前記検出手段が、ブレーキ信号センサ(90)、ハンドル角センサ（100)、速度セン
サ(110)、加速/減速センサ(120)、方向センサ(130)、位置センサ(140)および/ま
たは非常信号センサを含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】請求項１１から１３のいずれかに記載の装置において、前
記検出手段(90-140)が、前記それぞれの車両に関連する関連車両グループの現在
のグループ挙動を表示する、グループ挙動値確定装置を含むことを特徴とする装
置。
【請求項１５】請求項１０から１３のいずれかに記載の装置において、前
記信号手段が、確定された信号値を可聴のまた/または可視の形で提示するための表示手段(150)であることを特徴とする装置。
【請求項１６】請求項１０から１３のいずれかに記載の装置において、前
記信号手段が、エンジン制御および/またはブレーキ制御を実施するための制御装置(160)であることを特徴とする装置。
【請求項１７】請求項１０から１６のいずれかに記載の装置において、前
記送信/受信装置が、受信した非常信号を認識し、前記受信電界強度が特定の受信電界強度を下回るときに相応の増幅された非常信号を先へ伝達するための、検
出装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項１８】請求項１７に記載の装置において、前記受信した非常信号
が、非常信号値および／または該非常信号を送信する車両のグループ挙動値を示
すことを特徴とする装置。
【請求項１９】請求項１８に記載の装置において、前記非常信号に関連す
る前記グループ挙動値を評価し、先へ送られる前記非常信号に追加するための、
非常信号評価装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】請求項１９に記載の装置において、前記非常信号に関連す
る前記グループ挙動値が、前記非常信号を送信する車両と、前記非常信号を受信
する車両との間の間隔であり、前記評価装置が前記非常信号の先への伝達の際に
各々の間隔を合計して総間隔を算出することを特徴とする装置。