JP2010191947A - マルチホップブロードキャストネットワークにおいて参考人情報を流布する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】交通事件では、多くの場合、複数の車両が関与する。人が負傷する場合があり、車両が損傷を受ける場合があり、また、保険金請求を処理する必要がある。このような状況で、正確に責任を特定するための証拠及び参考人の情報を収集・提供する。
【解決手段】車両環境に関連する情報が、複数のノード１２５から成るマルチホップノードブロードキャストネットワークにおいて流布される。車両及び路側機にそれらのノードが備え付けられる。事象が、ソースノードによって或るロケーションにおいて感知される。これに応じて、複数のゾーンが、ソースノードのロケーションに対して関連付けられる。各ゾーンは論理的に非対称であり、他のゾーンとは互いに素である。警報メッセージが、ブロードキャストされ、受信され、次いで、ゾーン内の車両のロケーションに従って他の車両によって再ブロードキャストされる。ノードは参考人情報を流布することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、概要としては無線マルチホップブロードキャストネットワークに関し、より詳細には、車両環境に関連する参考人情報をブロードキャストすることに関する。

本願は、２００９年２月４日にYim他によって本願と共に米国に出願された、ＭＥＲＬ−２０８０、米国非仮特許出願第１２／ＸＸＸ，ＸＸＸ号「Method and System for Disseminating Vehicle and Road Related Information in Multi-Hop Broadcast Networks」に関連する。

交通事件及び道路状況は、運転者、乗客、及び車両の安全に影響を与える。マルチホップ無線ブロードキャストネットワークを使用して、このような道路に関連する情報を流布して、運転者、乗客、及び車両の安全を確保することが望ましい。これによって、交通渋滞を緩和し、医療救助を迅速化し、且つ法的処置及び保険の目的のためのリアルタイムデータ取得を提供することができる。

交通事件では、多くの場合、複数の車両が関与する。人が負傷する場合があり、車両が損傷を受ける場合があり、また、保険金請求を処理する必要がある。このような状況では、正確に責任を特定するために証拠及び参考人が必要である。

Chen他は、非特許文献１において、情報の日和見的転送及び悲観的転送（opportunistic and pessimistic forwarding）を記載している。日和見的転送は、データメッセージをバッファリングし、その後、可能な限り早くメッセージを転送する。

Niculescu他による非特許文献２では、所定の曲線に沿ってメッセージがルーティングされる。当該方法は、ソースルーティングとデカルト転送（Cartesian forwarding）との組合せである。メッセージに関する軌道はソースノードによって求められ、ネットワーク内の他のノードは、その軌道に対する自身の関係に基づいてメッセージを転送する。

Nekovee他は、非特許文献３において、情報流布のためのエピデミックプロトコル（epidemic protocol）を記載している。Nekovee他は、各車両が、全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用して自身のロケーションを知っていると仮定する。各メッセージは、ソースノード、すなわち車両のロケーション、及び伝搬の方向を含む。無指向性ブロードキャストの場合、メッセージをブロードキャストする前のランダムな遅延は、ソースノードからより遠く離れている車両の方へ指数関数的にバイアスされる。

Lochert他は、非特許文献４において、データを流布することに関する確率的集約のための方法を記載している。Lochert他の集約技法は、Flajolet−Martinスケッチ（Flajolet-Martin sketches）を使用することに基づいている。

Eichler他は、非特許文献５において、コンテキスト適応型メッセージ流布を記載している。各車両（ノード）は、メッセージを転送することによって利益を得られる場合にのみメッセージを転送する。

Little他は、非特許文献６において、クラスタベースの方法を記載している。クラスタは、事故が起きたか否かにかかわらず絶えず形成される。加えて、各クラスタはクラスタヘッドを指定する。データは、１つのクラスタが別のクラスタと接触しているときには必ず伝搬される。クラスタのヘッダ及びトレーラは各クラスタメッセージ内に存在している。

Chen他「Ad Hoc Relay Wireless Networks over moving vehicles on roads」（ACM MobiHoc 2001） Niculescu他著「Trajectory-based Forwarding and its Applications」（ACM MobiCom 2003） Nekovee他著「Reliable & Efficient Information Dissemination in Intermittently Connected Vehicular Ad Hoc Networks」（IEEE VTC 2007） Lochert他著「Probabilistic Aggregation for Data Dissemination in VANETs」（VANET Conference 2007） Eichler他著「Strategies for Context-Adaptive Message Dissemination in Vehicular Ad Hoc Networks」（IEEE V2VCOM, 2006） Little他著「An Information Propagation Scheme for VANETs」（IEEE ITS Conference, 2005）

非特許文献１における日和見的転送は、遅延の延長をもたらす可能性があり、遅延を許容する用途ではより適切である。Chen他は、車両が動作するトポロジ及び環境、警報メッセージのコンテンツ、複数の車両による事故、並びに警報メッセージの伝搬の効率を考慮していない。

非特許文献２におけるNiculescu他による手法は、アドホックネットワークのために設計されており、車両ネットワークのためではない。

非特許文献３に示すような方法は、情報がネットワークを通じて流布される速度を向上させるが、警報ソースから離れている距離に応じて情報をどの程度流布する必要があるかを制御しない。

非特許文献４に示すような集約技法は、無線送信に必要な情報の量を低減する。しかしながら、情報の正確性は保証されない。また、Lochert他による技法は、駐車場のような重要でない情報に適用することはできるが、安全が最重視されるメッセージに使用することはできない。

非特許文献５における各ノードは、メッセージを転送することによって利益を得られる場合にのみメッセージを転送する。メッセージを転送する前に情報に関心を有しているか否かを考慮する。

非特許文献６に示すようなLittle他による手法は、メッセージを中継するのに対向車線におけるクラスタに依存する。クラスタの形成、サイズ、及びメンバーシップの詳細は記載されていない。

本発明の実施の形態は、事故現場の周りの非対称ゾーンを動的に生成する方法を提供する。本方法は、情報フィルタ及び融合メカニズムを使用して、複数のゾーンにわたって警報メッセージをブロードキャストする。潜在的な参考人に関する情報も、参考人メッセージにおいて提供される。

１つの実施の形態では、非対称の相対ゾーンは、そのゾーン内の車両のいかなる絶対ロケーション情報も仮定しない。相対ゾーンは、事故現場を中心とした複数の論理円に基づく。別の実施の形態は、利用可能なロケーション情報及び道路トポロジを使用する。ゾーンは、事故現場への／からの車両の実際の走行距離に基づく。

実施の形態はまた、事象に関連する参考人メッセージ内で参考人情報を流布することもできる。これは、ゾーンを使用しても又は使用しなくても行うことができる。参考人情報は、車両識別番号、事象への近接性、及び時間のような、近くの車両の識別情報を含む。近接性は、重要参考人及び補助参考人として車両の乗員を特定するのに使用される。

本発明の実施形態による複数の非対称ゾーン及び事象のフローの概略図である。 本発明の実施形態による、道路に関連する情報を流布する方法及びシステムのブロック図である。 本発明の実施形態による事故現場に対する前方距離及び後方距離のブロック図である。 本発明の実施形態による事故現場からの半径方向の距離に基づくゾーンの概略図である。 本発明の実施形態による図４Ａのゾーンに関するフロー図である。 本発明の実施形態によるロケーション情報を送信するのに必要とされるビット数を節約するのにモジュロ演算を使用することができる方法を示す地図である。 本発明の実施形態による複数の非連続区間を有するゾーンの概略図である。 本発明の実施形態による道路距離マーカを有する地図である。 道路距離マーカに基づく方法を使用して導出されるゾーンの一例を示す図である。 本発明の実施形態に従って生成するゾーンのフロー図である。 本発明の実施形態による、事象によってトリガされる警報及び時間によってトリガされる警報の概略図である。 本発明の実施形態による、事象によってトリガされる警報及び定期的な警報に関する状態図である。 事故車両の既知のロケーション及び隣接する車両のロケーションを使用する参考人識別方法のブロック図である。 本発明の実施形態による参考人特定に関する概略図である。 本発明の一実施形態による参考人特定におけるスナップショットの概略図である。 仮想グリッド及び排他的論理和演算を使用する参考人特定方法のブロック図である。

本発明は、マルチホップ無線通信ネットワークの分散ノードを使用して、道路に関連する情報を流布する方法及びシステムを提供する。本明細書で定義される場合、「道路に関連する」情報は、車両環境に関する任意の情報であるが、道路上の又は道路近くの車両のロケーション及び識別情報、道路上又は道路近くの事象、道路状況、天候状況、道路インフラストラクチャ、入口ランプ及び出口ランプ、参考人等を非限定的に含む。この「道路に関連する」情報は、運転者、乗客、及び車両の安全性を確保することができる。事象は、事故、道路状況、及び事象に近接した参考人を含むことができる。

本明細書において説明される場合、ノードは、送受信機を備え付けられた車両を含む。論理非対称ゾーンがノードに関連付けられる。事象、たとえば事故又は危険な道路状況が生じると、事象を感知するソースノード（車両）によって、警報メッセージがネットワークを介してブロードキャストされる。別のノードが警報メッセージを受信するときは必ず、当該ノードは、メッセージをブロードキャストするノードに関して、当該ノードが存在するゾーンを決定する。この決定は、ＧＰＳロケーション情報及びブロードキャストノードに対する距離に基づくことができる。本明細書において定義される場合、警報メッセージのブロードキャスト元は、事象を感知するソースノードである。中継ノードは、警報メッセージを受信するノードのセットである。中継ノードのセットは、本明細書において説明されるように、警報メッセージを他の中継ノードに再ブロードキャストすることができる。

また、本明細書では、所定の複数のゾーンとして、３つのゾーン、すなわち赤ゾーン、黄ゾーン、及び緑ゾーンを画定する。なお、他のゾーンを画定することができ、複数のゾーンが存在する限り、当該他のゾーンの命名及び番号は任意であることに留意されたい。これらのゾーンは、空間において互いに素であり、最小ゾーンは事象を直に包囲し、それぞれの次のより大きいゾーンが前のより小さいゾーンを包囲していく。すなわち、ゾーンは空間において互いに素である。走行の方向に関して、各ゾーンは、事象の前よりも事象の後ろにおいて長い、すなわち非対称である。加えて、ゾーンは好ましくは、走行の方向に沿ってより長く、走行の方向に垂直な方向ではより小さい。すなわち、ゾーンは、道路上にあり且つ道路に直接隣接するエリアに概ね一致するように設計される。

赤ゾーンは、ソースノード及び事象、たとえば事故現場のロケーションの直ぐ前及び後ろのエリアをカバーする。赤ゾーンは、赤ゾーン内の全ての車両が事象の悪影響を受けるか又は他の様態で巻き込まれる可能性があるため、重大である。たとえば、事故の前方の車両内の乗員は潜在的な参考人である可能性がある。

幾つかの車両は、直ぐにブレーキをかける必要がある場合があり、一方、他の車両は、速度を落とすか、車線を変えるか、又は道路から出る必要がある。直ぐ前の車両は、後ろの車両に注意する必要がある。これは、事故又は危険が進展して前の車両に影響を与える場合があるためである。重大ゾーン内で伝搬される警報メッセージは、車両識別情報、危険／事故のロケーション、及び事件の時間のような重大情報を含むことができる。後ろの車両は前で起こっていることについてより注意する必要があるため、赤ゾーンは非対称であることに留意されたい。これらの後ろの車両が適切な時間内に反応せず予防措置を怠った場合、より多くの事故又は危険が結果として生じる可能性がある。

黄ゾーンは、重大赤ゾーンの外側において延在し、同様に非対称である。黄ゾーン内の車両は、事故現場又は危険位置から、より遠く離れている。これらの車両は、重大赤ゾーン内の車両の前又は後ろのいずれかにおいて存在する。後方の黄ゾーン内の車両は、より遠く離れているが、行動を起こす、すなわち速度を落とす必要があり、機会を見つけて道路から出て、さらなる渋滞を回避する必要がある。前方の黄ゾーン内の車両に関しては、当該車両の交通の流れは危険又は事故によって直接悪影響を受けないが、当該車両も、事故又は危険が生じたことを通知されることになる。その後、運転者はどのように対応するかを判断することができる。黄ゾーン内に存在する警報情報は、重大ゾーンの場合の警報情報よりも詳細ではない。これは、ネットワーク資源を節約すると同時に、各ゾーンにおいて必要な情報のみを提示する。黄ゾーンにおける道路に関連する情報は、他の情報と共に、危険の時間及びロケーションを示す。

緑ゾーンは、黄ゾーンを越えたエリアにおいて延在する領域である。危険又は事故が生じると、広い空間ゾーンの車両が悪影響を受ける可能性がある。後方の緑ゾーンは、前方の緑ゾーンよりも広い。具体的には、後方の緑ゾーンは幾つかの道路出口をカバーし、それによって、後方の緑ゾーン内の車両は速度を落とすだけでなく、道路から出るように試みることができる。

可能な出口の利用可能性は、重大ゾーンから出て車両間で伝搬される情報に反映される。可能な出口に関する選択は、関係している運転者に依存することができる。前方の緑ゾーン内の車両は事件を通知されるが、これらの車両はより遠く離れているため、メッセージは単に情報提供の目的のためである。

後方の赤ゾーン、後方の黄ゾーン、及び後方の緑ゾーン内の車両には、緊急車両による事故現場への迅速なアクセスを提供するために、車線を変えるように通知することもできる。

本発明の実施形態は、参考人メッセージ内で流布される参考人情報を取得することができる。参考人は、重要参考人又は補助参考人とすることができる。重要参考人は事故現場に近接近している車両内に存在する。事故車両に対する、これらの車両の時間及びロケーションに基づいて、車両は、重要参考人として分類及び特定される。車両のこれらのロケーションを、視線内にある（ＬＯＳ）か、又は視線内にない（ＮＬＯＳ）かさらに分析することができる。ＬＯＳは、関係している運転者が危険を直接目で目撃することを指す。非視線（ＮＬＯＳ）は、運転者が危険車両に近接近しているが、恐らく視界を遮られているか又は事故を完全には見ることができないことを指す。参考人情報は、参考人メッセージにおいて記憶、伝搬され、さらに解釈される。近傍内の警察車両は参考人情報を得ることができる。

ゾーン
図１は、出口１２１及び車両（ノード）１２５を有する道路１２０上の事象１１０の周りの、赤非対称ゾーン１０１、黄非対称ゾーン１０２、及び緑非対称ゾーン１０３を示す。図１において、緑ゾーン１０３は、ゾーン１０２及び１０１によってカバーされる領域を含むが、緑ゾーン１０３は、黄ゾーン１０２と重ならない領域のみを含む。

システム構成要素
図２は、本発明の実施形態に関連するシステム構成要素を示す。

主要な構成要素は、本明細書において説明する方法のステップを実施するプロセッサ２０５である。プロセッサは、通信モジュール２９０、任意選択のナビゲーションモジュール２７０、及び記憶モジュール２８０に接続される。プロセッサは、マネージャモジュール２１０、伝搬モジュール２２０、フィルタモジュール２３０、融合モジュール２４０、参考人モジュール２５０、及びゾーン計算モジュール２５５を含む。インタフェース２６０は、ナビゲーションモジュール２７０、道路に関連する情報を記憶する記憶モジュール２８０、及び通信モジュール２９０のような他の可能な装置に接続する。

仮想ゾーンは、事象（危険事象）１１０が生じるときは必ずマネージャモジュールによって生成される。異なる道路上の事象に対するゾーンは相互排他的である。道路に関連する情報は、特定の事象に関連するゾーンにおいてのみ伝搬される。

システムアーキテクチャ
本発明は、複数のノード、たとえば車両から成るネットワークを考慮する。各ノードには、車両間（Ｖ対Ｖ）通信２９１及び車両対インフラストラクチャ間（Ｖ対Ｉ）通信２９２を実施する装置とインタフェースする通信モジュール２９０が備え付けられている。インフラストラクチャは、概して「緊急対応機関」と定義される、中央及びローカル（車両内）警察２０１、緊急医療専門家（ＥＭＴ）２０２、及び交通制御２０３を含むことができる。ローカルインフラストラクチャへの通信はリアルタイムで行われる。

ナビゲーションモジュール２７０は、ロケーション情報を求める。たとえば、ロケーション情報は、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号２７１から導出することができる。ナビゲーションモジュールは、トポロジ情報、たとえば地図へアクセスすることもできる。

マネージャモジュール２１０は、ナビゲーションモジュール及び通信モジュールとインタフェースして本明細書に記載されるような道路に関連する情報をブロードキャスト及び受信する流布モジュールも含む。

道路に関連する情報は、任意の車両のロケーション、速度、エンジン状態、及び当該車両に関する道路状況、並びに他の車両から受信される道路に関連する情報を含むことができる。

伝搬モジュール２２０は、ゾーン計算モジュール２５５によって決定されるようなゾーンに従って送信のための情報を集め、メッセージを通信モジュール２９０に送信する。

非対称ゾーン
事象１１０が図３に示されているように生じるとき、事故現場に接近する車両の応答は、事故現場から離れる車両の応答とは異なる。

本発明における説明を容易にするために以下の表記を使用する。道路１２０が点Ａと点Ｂとの間にあり、且つ事象１１０が点Ａの方へ向かう道路部分上で生じると仮定すると、後方３０１という用語は、点Ａに向かって走行しながら事象に接近している車両を有する道路エリアを指し、前方３０２という用語は、事故現場から遠ざかっていると共に点Ａに向かって走行している車両を有する道路エリアを指す。点Ｂに向かっている車両を有するあらゆる道路部分はこれらの定義から除外される。

事象が生じると、複数のゾーンが、事象に関連する道路に関連する情報を通信するために生成される。前方ゾーン及び後方ゾーンのサイズは異なる、すなわち非対称である可能性がある。これは、事象から離れている車両の応答は、事象に近い車両の応答とは異なる可能性があるためである。

ゾーンは、車両から事象までの距離を大まかに測定することによって、ローカル地図情報無しで生成することができる。地図が利用可能である場合、道路内のロケーションを一意に特定するスカラー付番方式を使用して、事象と車両との間の実際の距離に基づいてゾーンを決定することができる。道路ロケーションとゾーンとの間には１対１マッピングが存在する。表１及び図４Ａはゾーンの大まかなサイズを示す。

事象からの半径方向距離に基づくゾーン決定
図４Ｂに示されるように、事象１１０に関連するロケーション情報４０１と、事象が生じた交通の大まかな方向とが警報メッセージ４１０内に含まれる。各車両において、以前のロケーション情報４０１のサンプル４１１が格納され、それによって、車両は、当該車両が既に事故現場を通過したか否かを判断することができる。

本方法は、警報メッセージ４１０内の座標と、ロケーション情報４０１に基づく車両の現在のロケーションとの間の絶対距離４１２を求める。本方法はまた、警報メッセージ内に与えられる座標が車両の記録内の履歴経路の付近に存在しない場合、すなわち、車両が事象の前方ゾーン内に存在する場合、値Ｘ＝−１と設定する（４３０）。そうでない場合、値はＸ＝１である。本方法は、Ｘと絶対距離４１２とを乗算して（４３１）、Δ４４０を得る。Δ４４０は、交通の方向に関して符号付距離を表すのに使用される。車両の方向４０２が、警報メッセージ４１０内で指定される方向と類似している（４５０）場合、システムは、車両が事故現場と同じ道路側に存在すると仮定し、ゾーン情報４６０は以下を使用して計算される。
表１に示されているように、−ｄ_ｒｆ＜Δ＜ｄ_ｒｂの場合、赤ゾーン
−ｄ_ａｆ＜Δ＜−ｄ_ｒｆ又はｄ_ｒｂ＜Δ＜ｄ_ａｂの場合、黄ゾーン
−ｄ_ｇｆ＜Δ＜−ｄ_ａｆ又はｄ_ａｂ＜Δ＜ｄ_ｇｂの場合、緑ゾーン

加えて、車両はまた、履歴情報４１１を使用して、走行の一般方向４０２を推定する。この方向情報を、車両が既に事故現場を通過したか否かの情報と共に使用して、車両が前方ゾーン内に存在するか又は後方ゾーン内に存在するか、及び、車両が事故車両と同じ道路側に存在するか否かを推測することができる。

ロケーション情報は緯度情報及び経度情報を含む。たとえば、ロケーション情報は、６４ビットＧＰＳ信号２７１、又は圧縮数字（compressed number）とすることができる。

図４Ｃに示されるように、モジュロ演算を使用することによって、ビット数を低減することができる。ローカルの地理的エリアに関して、同じ座標を使用して、十分に遠く離れている２つのロケーションを表すことができる。モジュロ演算の基数が、緑ゾーンに関する最大半径方向距離の少なくとも２倍である限り、距離は一意である。図４Ｃでは、座標（０，０）を使用して、３０ｋｍ離れている２つの地理的ロケーションを表す。同様に、座標（ｘ_１，ｙ_１）及び（ｘ_２，ｙ_２）はそれぞれ２つの異なるロケーションを表す。この例では、３２ビットを使用して、０．５メートルの分解能でロケーションを表すことができる。

車両が、最後のＤメートルの走行距離に対応する、以前のロケーションのＮ個のサンプルを記憶する場合、（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）はｉ番目のサンプルの座標であり、小さなインデックスは、履歴情報４１１においてさらに古いロケーションサンプルを指す。その後、ロケーションサンプルの全ての対（ｊ＞ｉ）に関して、絶対東方向に関するロケーションサンプルの全ての対の角度を、以下の演算式を使用して求める。

ここで、ｍｏｄ_２π［．］はモジュロ２π関数であり、Ｉ（．）は、（．）が真の場合に１に等しく且つ（．）が偽の場合に０に等しい指示関数であり、逆正接関数は−π／２〜π／２の間の範囲を有する。平均方向θ（バー）は、以下の演算式の通りである。

ビットに関する平均方向の表現は、グレイコード又は他のコードによって行うことができる。平均方向を複数の車両に関して比較して、それらの車両の走行方向が同様である、すなわち同じ道路上で同じ方向を向いているか否かを判断することができる。

半径方向距離を使用して生成されるゾーンは、道路が急激に曲がっている場合、ゾーン分割をもたらす可能性があり、これは図４Ｄに例示されている。図４Ｄでは、後方の黄ゾーンは道路の２つの非連続部分１５１及び１５２をカバーし、後方の緑ゾーンも２つの非連続部分１５３及び１５４をカバーする。これは、２つの緑ゾーン間の道路部分１５２が、黄ゾーン１０２に対して画定される距離範囲を越えているためである。これは何の大きな問題も引き起こさない。これは、事象からより遠く離れているゾーンは走行距離に関して、少なくとも距離ｄ_ａｂだけ離れているためである。緑ゾーンに対する道路に関連する情報は、道路のこの部分内の車両にとって十分である。この部分１５２内の車両に関して、当該車両が黄ゾーンに対して向けられたメッセージを受信した場合、当該車両はメッセージを転送する。

警報ソースからの実際の走行距離に基づく方法
ローカル地図情報を認識可能なとき、ゾーンは、警報メッセージのソースからの道路上の実際の走行距離に基づいて生成することができる。道路上のロケーションは、道路番号（たとえばＩ−９５）、及び、絶対基準点と、道路上の実際の走行距離に関するロケーションとの間の距離によって定められる。取り決めとして、絶対基準点を道路の最西端及び最南端において選択し、距離は、道路が東の方又は北の方に延びるにつれて増大する。

図５Ａは、上記取り決めの一例を示す。道路上を走行する車両の方向は、絶対基準、すなわち距離マーカから離れている距離の値が増加しているか否かを反映するように設定することができる。したがって、北向きの交通及び東向きの交通は１の値の方向を有し、南向きの交通及び東向きの交通は、−１の方向値を有する。

図５Ｂは、表１のラベリング取り決めを使用して図４Ｄに関するゾーンを示す。ゾーンは実際の走行距離によって画定されるため、ゾーン分割現象は、道路がどれだけ曲がっているかにかかわらず生じない。

図５Ｃに示されるように、ゾーン計算は分散して実施される。道路番号、事象における距離マーカ、及び事故における車両の方向がメッセージ５１０内に含まれる。車両がメッセージを受信すると、当該車両はまず、当該車両の道路番号及び方向がメッセージ内の情報に一致するか否かを調べる（５０１）。情報が一致しない場合、車両はいずれのゾーン内にも存在していない。一致する場合、自身の距離マーカ値を、メッセージ内に示される距離マーカ値から減算する（５０２）。さらに、計算された値に、方向が北向き又は東向きの場合に１を乗算するか、方向が南向き又は西向きの場合に−１を乗算する（５３１）。シンボルΔ５４０を使用して、結果として得られる値を表す。ゾーンを以下に従って設定する（５６０）。
−ｄ_ｒｆ＜Δ＜ｄ_ｒｂの場合、赤ゾーン
−ｄ_ａｆ＜Δ＜−ｄ_ｒｆ又はｄ_ｒｂ＜Δ＜ｄ_ａｂの場合、黄ゾーン
−ｄ_ｇｆ＜Δ＜−ｄ_ａｆ又はｄ_ａｂ＜Δ＜ｄ_ｇｂの場合、緑ゾーン

多警報スコープドブロードキャスト（Multi-Alerts Scoped Broadcast）
事象が生じると、本方法の実行を、エアバッグ信号と同様にトリガすることができる。したがって、車両間衝突の場合、複数のメッセージがブロードキャストされ、再ブロードキャストされる。警報メッセージは、事象に関与する車両の識別情報を含む。したがって、他の車両は、２つのメッセージが同じ事象を指すと判断することができ、フィルタモジュール及び融合モジュールを適用することができる。これらの２つのメッセージに加えて、重要参考人メッセージもブロードキャストすることができる。

図６Ａに示されているように、警報メッセージ６１０は、事象によってトリガする（６０１）ことができると共に時間によってトリガする（６０２）ことができる。バックオフタイマを定期メッセージに適用して、警報メッセージ衝突の確率を最小化することができる。

図６Ｂに示されているように、本方法は、３つの状態を含む。まず、各車両は、アイドル状態６２１にある。事象が生じると、車両は、警報状態６２２に遷移して、メッセージをブロードキャストする。タイマが切れた後、車両は、警報状態から反復状態６２３に遷移し、事象が解決されるまで、定期的に警告メッセージをブロードキャストする。

多車両事故
多車両事故は、誰に責任があるのかを指摘することが困難であるため複雑である。事象の連鎖が急速に生じて大惨事をもたらす可能性がある。本発明は、複数の関連事象に関連する参考人情報を取得することができる。

複数の車両が衝突すると、複数のメッセージがブロードキャストされ、それらの車両が特定される。車両に関する情報は、接触している車体をブロードキャスト媒体として使用して送信することができる。別の手法は、車両の時間及びロケーションを追跡する。

事象ごとに、ゾーンが生成され、他の車両に警告するためにメッセージがブロードキャストされて参考人情報を提供する。時には、１つの事故が、異なる車両を伴う別の後続の事故をもたらす可能性がある。したがって、本実施形態に関して説明される情報融合技法を通じて、相互に関連する事故を特定することができる。

参考人特定方法
重要参考人及び補助参考人を特定するために２つの方法を本明細書において説明する。これらの方法は、上述したゾーンを用いても又は用いなくても動作することができることに留意されたい。事故現場からの距離及び視覚の視線（ＬＯＳ）基準を使用して、車両の乗員が重要参考人又は補助参考人であるか否かを判断する。

一方の方法は、事故車両及び隣接する車両のロケーション及び時間情報を使用する。図７Ａは、重要参考人及び補助参考人を特定する高レベル手順を提示する。本明細書において使用される場合、参考人は、警報メッセージを受信した、ソースノードの所定の距離内に存在する車両に乗っている可能性があり、恐らくは事象を見た可能性がある。本明細書では、参考人及び参考人車両は交換可能に使用される。車両識別番号（ＶＩＮ）が、参考人を特定すると共に導き出すのに十分であると仮定する。

参考人メッセージ内の参考人情報は、重要参考人及び補助参考人のステータス、参考人ノードのロケーション、ソースノードのロケーション、及び当該情報が生成された時間を含む。

事象が生じると、車両ＩＤ、時間、及びロケーション情報を含むメッセージがブロードキャストされる。メッセージの受信に応じて、隣接車両は参考人状態手順を実施して、車両が重要参考人又は補助参考人であるか否かを判断する。参考人状態は、車両が事故車両に対して動くにつれて変化する可能性があることに留意されたい。車両が自身を事故に対する参考人と特定した後、当該車両は、送受信ノードを備え付けられた固定路側機に接近すると、事故に関連する関連データを法執行機関にアップロードするか、又は、事故現場の周りに集団的知性を成立させるために、他の近くの車両に情報を分配することができる。

本方法は、事故車両を「アンカー」として使用し、事故車両の後ろの車両のみを可能な参考人とみなす。加えて、重要参考人は、事故車両から「Ｑ］車両長さ未満である車両であり、そうでなければ、車両は補助参考人とみなされる。重要参考人のうちから、いずれの車両が事故車両のＬＯＳ内に存在するか、及び、いずれの車両が事故車両の真後ろに存在するかを見分ける。

図７Ｂは、図７Ａの手順によって使用される変数を示す。本発明の手順は、事象、すなわちＶａｃｃに対する最短距離（Ｄｉ）を、メッセージ内に含まれるロケーションに基づいて求める。本手順は、事象に関与する車両と、事象の後ろの他の車両との間の様々な角度Ω、Φ、δを使用する。角度は、様々な手段、たとえばＧＰＳ又は後述するグリッドによって求めることができる。本手順は、車両の平均長さＬ、車線の幅Ｗ、及び車線の数Ｎも求める。事象の光景が遮られているか否かにかかわらず、これらの変数を組み合わせて使用することができる。たとえば、他の車線内の車両内の乗員は、２台又は３台後ろの車両内の乗員よりも良く見える場合がある。

車両内のノードは事象１１０を検出する。車両のロケーションを、ナビゲーションモジュール２７０を使用して認識する（７２０）。車両は、当該車両が事象に関与する車両（事故車両）の後ろに存在するか否かを判断する（７３０）。車両長さＬを求める（７４０）。車両が事象の後ろに遠く離れて存在する場合、車両は補助参考人７５０とみなされる。そうでない場合、様々な角度を求め（７６０）、遮蔽に関して調べる（７７０）。ＬＯＳが遮られている場合、車両は補助参考人であり、そうでない場合は重要参考人である。

上記手順は、車両が最初に警報メッセージを受信した後に実行されるが、当該手順は、同じソースによって送信される追加の警報メッセージの受信後の複数の実行を除外しない。

仮想グリッド方法
赤ゾーン内の車両全てが他の車両のロケーションを知っている場合、ゾーンベースのトポロジを導出することができる。赤ゾーン内の全ての車両のロケーショントポロジを認識することによって、各車両は、図８Ａに示されているような仮想グリッドの各ブロック内の他の車両の存否を処理することができる。

仮想空間グリッド８０１は、道路に重ね合わされ、赤ゾーンをカバーする。このグリッドのサイズは可変であり、通常、グリッド内の各ブロックのサイズは車両の平均サイズである。仮想空間グリッド８０１内の車両の存在は、対応するビット配列８０２内の「１」によって表される。車両が存在しない場合、ビットは「０」である。

図８Ｂは、車両が、検出された（８１０）事象の潜在的な参考人を有するか否かを調べる手順を示す。赤ゾーン内の車両ごとに、以下の手順を実施する。

車両は、仮想グリッド８０２に対する対応するロケーションを求める（８２０）。８３０において、車両がグリッド内に存在する場合、「１」を挿入し、そうでない場合「０」を挿入する。事象に関与する車両のロケーションを受信する（８４０）。グリッド内の中央ビットは事象車両に関連付けられる。排他的論理和（ＥＸＯＲ）演算をグリッド内の全ての行、列、及び対角線に対して実施する（８５０）。ＥＸＯＲ演算の結果を調べ（８７０）、「１」の場合、車両は参考人８７１を含み、「０」の場合、非参考人８７２を含む。

この手順によって、重要参考人及び補助参考人を決定することが可能になる。これらの参考人は、車両が事象に関する警報メッセージを受信すると直ぐに各車両によって決定される。ビットＥＸＯＲ演算は、車両を「参考人」とみなすために、カバレッジのエリアに応じて、２ビット距離から３ビット距離まで等に拡張することができる。

車両のサイズが幾つかのグリッドロケーションと重なり合い、それによって、複数の「１」、すなわち同じ車両に対する複数の参考人がもたらされる場合に関して、これは、同じ車両ＩＤを指す参考人を後に調べることによって解決することができる。したがって、参考人のこのような重複を解決することができる。

情報要素
以下の情報要素又はフィールドは、異なる複数のゾーン内の警報メッセージに関連する。これらの要素は、ゾーンタイプ、車両車線、開いている車線の数、走行方向、最後の出口、事象車両、事象ロケーション、最も近い警報車両、中継ロケーション、警報時間、最近の事象、事象車両ＩＤ、参考人ＩＤ、及び事象レベルを含むことができる。

情報フィルタリング及び融合
参考人車両ＩＤのような幾つかの道路に関連する情報は、赤ゾーン内で有用であるが、他のゾーンでは必ずしも有用ではない。したがって、情報をフィルタリングする。情報のフィルタリングは、情報のうちの幾らかが選択的に削除されることを意味する。

さらに、異なるメッセージからの幾つかの情報を「融合」によって組み合わせることができる。情報の融合は、複数のメッセージからの情報が組み合わされると共にフィルタリングされることを意味する。たとえば、事故現場から遠く離れているゾーン内では、事故における車両の個別の車線番号は非重要であるが、事故の後、いずれの車線が開いたままであるかは重要である。

以下の表は、ゾーン間で融合されると共にフィルタリングされる幾つかの要素を列挙する。文字ラベルは融合プロセスを指し、フィルタリングされた要素は、表２内の単語「フィルタリング済み」によって指定される。

融合プロセスＡ
事象に関与する車両又は赤ゾーン内の近くの車両は、赤ゾーンメッセージ内の車両ＩＤを受信する。これらの車両は、当該車両が事象の開始後に受信した一意の車両ＩＤの数をカウントし、事象に関与する車両の推定数として総数を報告する。

融合プロセスＢ
黄ゾーン内の車両は、受信赤ゾーンメッセージ又は受信黄ゾーンメッセージのいずれかから事故車両の推定数を受信する。車両は、事故の最初から、事故車両の最大推定数を中継する。

融合プロセスＣ
開いたままである車線は、事象車両の、全ての報告された車両車線の否定ＡＮＤ（ＮＡＮＤ）演算によって得ることができる。たとえば、３台の車両が４車線道路上の事象に関与し、それぞれの車線ロケーションは０ｂ０００００１（車線１）、０ｂ００００１０（車線２）、及び０ｂ０００１１０（車線２及び３）であり、この場合では、これらのロケーションのＮＡＮＤ演算は０ｂ１１１０００（車線４、５及び６が強調される）をもたらす。道路内には４つの車線しかないため、車両は車線５及び６が存在しないことを知っている。したがって、事故後には、車線４のみが開いたままである。

融合プロセスＤ
事象レベルは、受信された開いている車線の情報と関与する車両の数とに基づく。事象に最大２台の車両と最大１本の車線とが関与する場合、レベルは「００」であり、事象に３台以上の車両と最大１本の車線が関与する場合、「０１」であり、事象に２本以上の車線が関与するが、少なくとも１本の車線は開いたままである場合、「１０」であり、全ての車線が閉鎖されている場合、「１１」である。全ての車線が閉鎖されているか否かは、「開いたままである車線」フィールド内のゼロの個数が道路内の車線の数と等しいときに分かる。

融合プロセスＥ
複数の警報ソースロケーションが黄ゾーン内の車両によって受信されるとき、当該車両は、最も近い警報ソースロケーションのみを中継する。すなわち、車両が事故現場の後ろに存在する場合、当該車両は、事象のあり得る連鎖において最も後ろである事故ロケーションを報告し、他方、車両が事故現場の前に存在する場合、当該車両は、事象のあり得る連鎖において最も前である事象ロケーションを報告する。

融合プロセスＦ
複数の警報時間が黄ゾーン内の車両によって受信されると、当該車両は、事象のあり得る連鎖において最近の時間のみを中継する。

黄ゾーンにおいて参考人車両ＩＤをフィルタリングする代わりに、車両の最小セットが、情報がフィルタリングされる前に参考人に関する情報を受信することを確実にすることも可能である。ここで、各車両は、当該車両が事象に対する可能な参考人であるか否かを計算する。そうである場合、車両はその情報のコピーを記憶し、また、再ブロードキャストされる警報メッセージ内にこの情報を付加する。

参考人を決定する２つの方法が記載されているが、参考人ステータスの導出には、任意のゾーン内の車両が関与することができる。この条件に加えて、記憶されている参考人の数を使用して、十分とみなされる参考人の数を計ることもできる。たとえば、５つの別個の参考人が特定された後、処理が終了することができる。したがって、記録されている参考人の数を使用して、参考人計算及び参考人伝搬を実施する車両の数を制限することができる。

本発明を特定の好ましい実施形態を参照して説明したが、様々な他の適合及び変更を、本発明の精神及び範囲内で行うことができることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の真の精神及び範囲内に入る全ての変形及び変更を包含することである。

Claims (13)

1. 複数のノードから成るマルチホップブロードキャストネットワークを使用して車両環境に関連する参考人情報をブロードキャストする方法であって、
   前記複数のノードは、ソースノードと、中継ノードのセットとを含み、
   各前記ノードは、送受信機と、当該方法のステップを実施するプロセッサとを含み、
   前記車両環境は、複数の車両を含み、
   前記複数の車両のそれぞれは、前記複数のノードのうちの１つを備え付けられ、
   当該方法は、
   前記ソースノードによって、前記車両環境内のロケーションにおける事象を感知するステップと、
   前記事象を感知したことに応じて、前記ソースノードによって警報メッセージをブロードキャストするステップと、
   所定の複数のゾーン内の前記中継ノードのセットにおいて前記警報メッセージを受信するステップと、
   選択された中継ノードによって前記警報メッセージを再ブロードキャストするステップと、
   を含む方法であって、
   前記事象を感知したことに応じて参考人メッセージをブロードキャスト、受信、及び再ブロードキャストするステップであって、各前記参考人メッセージは前記事象に関連する参考人情報を含む、ブロードキャスト、受信、及び再ブロードキャストするステップ
   をさらに含む方法。
2. 前記参考人情報は、重要参考人情報及び補助参考人情報を含む
   請求項１に記載の方法。
3. 前記参考人情報は、ロケーション情報を含む
   請求項１に記載の方法。
4. 前記重要参考人情報は、前記事象の視線内の前記複数のノードからのものである
   請求項２に記載の方法。
5. 前記参考人情報は、車両識別番号を含む
   請求項１に記載の方法。
6. 前記参考人情報は、前記事象に対する距離に依存する
   請求項１に記載の方法。
7. 前記複数のノードのロケーションは、ビットマップグリッド内の「１」ビットとして記憶され、
   前記グリッド内の中央ビットは、前記ソースノードのロケーションに対応し、
   前記方法は、排他的論理和を、前記グリッドの行、列、及び対角線におけるビットに適用することであって、当該排他的論理和が「１」ビットを生成する場合、対応するノードは、潜在的な参考人が乗っている前記車両のうちの１台にある、適用することをさらに含む
   請求項３に記載の方法。
8. 前記警報メッセージは、前記車両のロケーション、車両車線、開いている車線の数、走行方向、最後の出口、及び前記事象の時間のためのフィールドを含む
   請求項１に記載の方法。
9. 前記警報メッセージは、フィルタリングされる
   請求項１に記載の方法。
10. 前記警報メッセージは、他の警報メッセージと融合される
    請求項１に記載の方法。
11. 前記参考人情報は、前記車両の走行の方向に関する、前記中継ノードと前記ソースノードとの間の角度に依存する
    請求項１に記載の方法。
12. 前記複数のノードのうちの１つを備え付けられた固定路側機において、前記警報メッセージ及び前記参考人メッセージを受信することをさらに含む
    請求項１に記載の方法。
13. 前記固定路側機は、前記警報メッセージ及び前記参考人メッセージを緊急対応機関に関連付ける
    請求項１２に記載の方法。

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