JP2015510699A - 車両ネットワークにおけるスパニングフォレストを構成するためのシステム - Google Patents

車両ネットワークにおけるスパニングフォレストを構成するためのシステム Download PDF

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Abstract

第1のリーダー車両システムを含む第1のグループを形成するための第1のリーダー車両システムおよび方法が開示される。第1のリーダー車両システムは、リクエストモジュールと、決定モジュールと、集約モジュールとを備える。リクエストモジュールは、伝送距離内にある第2のリーダー車両システムを識別する。第2のリーダー車両システムは、第2のグループ内にある。リクエストモジュールは、第1の合流方向を選択し、第2のリーダー車両システムによって選択される第2の合流方向を受信する。決定モジュールは、第1の合流方向が第2の合流方向と合致すると決定する。集約モジュールは、第1の合流方向が第2の合流方向と合致するという決定に少なくとも一部基づいて、第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約し、それにより、第1のリーダー車両システムが、第1のグループを形成するために第2のリーダー車両システムと合流する。

Description

本明細書は、車両ネットワーキングシステムに関する。特に、本明細書は、車両ネットワークにおけるフォレストを形成する、車両システムのグループを自律的に構成するためのシステムおよび方法に関する。
車両ネットワークにおける移動体通信ノード間で重要な情報をスムーズに交換するために、車両ネットワークにおける移動体通信ノードのグループを自律的に構成することが有益である。例えば、車両などの移動体通信ノードが、車両ネットワークにおけるインフラストラクチャにそれらの速度を送信するために必要とされる。これを行うための既存の方法は、インフラストラクチャへのアクセスを各車両に個別に行わせるものである。しかし、隣接する車両の速度は同様であることが多い。したがって、速度が、インフラストラクチャに送信される前に、あまり高価でない車両−車両通信を介してグループにわたって平均化される場合、より高価な車両−インフラストラクチャ通信の高いコストが大幅に削減される。さらに、インフラストラクチャへの大量のアクセスによって引き起こされるコンテンションの可能性も大幅に減少される。
既存の車両ネットワーキングシステムは、多くの問題を有する。例えば、これらのシステムでは、移動体通信ノードの別々のグループに関する境界を効果的に定義することが難しい。さらに、状況により(例えば、車両の無限に長い列では)、隣接するグループが形成されるまで待機することだけによっては、グループの境界がどうあるべきかを決定論的に決定することはできないことがある。
本明細書は、第1のリーダー車両システム、および第1のリーダー車両システムを含む第1のグループを形成するための方法を提供することによって、従来技術の欠点および限界を少なくとも一部克服する。第1のリーダー車両システムは、リクエストモジュールと、決定モジュールと、集約モジュールとを備える。リクエストモジュールは、伝送距離内にある第2のリーダー車両システムを識別する。第2のリーダー車両システムは、第2のグループ内にある。リクエストモジュールは、第1の合流方向を選択し、第2のリーダー車両システムによって選択される第2の合流方向を受信する。決定モジュールは、リクエストモジュールに通信可能に結合される。決定モジュールは、第1の合流方向が第2の合流方向と合致すると決定する。集約モジュールは、決定モジュールに通信可能に結合される。集約モジュールは、第1の合流方向が第2の合流方向と合致するという決定に少なくとも一部基づいて、第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約し、それにより、第1のリーダー車両システムが、第1のグループを形成するために第2のリーダー車両システムと合流する。
本明細書は、添付図面の各図に、限定としてではなく例として例示される。図面中、同様の要素を表すために同様の参照番号が使用される。
一実施形態による車両システムのグループを構成するためのシステムを例示する高レベルブロック図である。 一実施形態による車両システムを詳細に例示するブロック図である。 一実施形態によるグループ形成モジュールを例示するブロック図である。 一実施形態による記憶デバイスを例示するブロック図である。 一実施形態による車両システムのグループを形成するための方法を例示する流れ図である。 別の実施形態による車両システムのグループを形成するための方法を例示する流れ図である。 一実施形態に従って車両システムのグループが段階的に形成される車両ネットワークを例示するグラフィカル表現を示す図である。 一実施形態による、自動車密度と、グループサイズと、グループ形成時間との関係を例示する表を示す図である。 一実施形態による、3つの方式を使用した、開始点から様々な距離でのシミュレーション結果を例示する図表を示す図である。
車両ネットワークにおける車両システムのグループを構成するためのシステムおよび方法を以下に述べる。以下の説明では、本明細書を完全に理解できるように、説明の目的でいくつかの特定の詳細を記載する。しかし、これらの特定の詳細を伴わずに実施形態を実施することもできることが当業者には明らかであろう。なお、本明細書を曖昧にしないように、構造およびデバイスをブロック図の形態で示す。例えば、本明細書を、以下、ユーザインタフェースおよび特定のハードウェアに関連して一実施形態で述べる。しかし、この記述は、データおよびコマンドを受信することができる任意のタイプの計算デバイス、およびサービスを提供する任意の周辺デバイスに当てはまる。
本明細書における「一実施形態」または「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造、または特性が少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書における様々な箇所での語句「一実施形態では」の表記は、必ずしも全て同じ実施形態を表すとは限らない。
以下の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内部のデータビットに対する操作のアルゴリズムおよびシンボル表現に関して提示される。これらのアルゴリズム的記述および表現は、データ処理の技術分野の当業者が自身の仕事の本質を他の当業者に最も効果的に伝えるために用いる手段である。アルゴリズムは、ここでは、一般に、所望の結果を導く自己無撞着のステップシーケンスであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的操作を必要とするステップである。必ずしもそうではないが、通常は、これらの量は、記憶、転送、結合、比較、およびその他の操作を施すことが可能な電気または磁気信号の形態を取る。時として、基本的には一般的な使用のために、これらの信号を、ビット、値、要素、シンボル、符号、語、数などとして表すことが好都合であることが分かっている。
しかし、これらおよび同様の用語は全て、適当な物理量に関連付けられるべきであり、これらの量に適用される便宜上の名称にすぎないことを念頭に置かれたい。以下の論述から明らかな別段の指示がない限り、本説明を通して、「処理」または「演算」または「計算」または「決定」または「表示」などの用語を利用する論述は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内部の物理(電子)量として表現されるデータを操作して、コンピュータシステムメモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報記憶、伝送、もしくは表示デバイス内部の物理量として同様に表現される他のデータに変換する、コンピュータシステムまたは同様の電子計算デバイスのアクションおよび処理を表すものと理解される。
また、本明細書は、本願における操作を実施するための装置に関する。この装置は、所要の目的に合わせて特別に構成されることがあり、または、コンピュータに記憶されたコ
ンピュータプログラムによって選択的に作動または再構成される汎用コンピュータを備えることがある。そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されることがあり、コンピュータ可読記憶媒体は、限定はしないが、例えば、任意のタイプのディスク、例えばフロッピーディスク、光ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、磁気ディスク、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、磁気もしくは光カード、不揮発性メモリを有するユニバーサルシリアルバス(USB)キーを含むフラッシュメモリ、または電子命令を記憶するのに適した任意のタイプの媒体であり、それぞれコンピュータシステムバスに結合される。
いくつかの実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態、またはハードウェア要素とソフトウェア要素との両方を含む実施形態の形態を取ることができる。好ましい実施形態は、限定はしないがファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含むソフトウェアとして実装される。
さらに、いくつかの実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行システムによって使用するための、またはそれに関連付けて使用するためのプログラムコードを提供する、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクトの形態を取ることができる。本説明において、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用するための、またはそれに関連付けて使用するためのプログラムを格納、記憶、通信、伝播、または伝送することができる任意の装置でよい。
プログラムコードを記憶および/または実行するのに適したデータ処理システムは、システムバスを介してメモリ要素に直接または間接的に結合される少なくとも1つの処理装置を含む。メモリ要素は、プログラムコードの実際の実行中に採用されるローカルメモリ、バルクストレージ、およびキャッシュメモリを含むことができ、キャッシュメモリは、実行中にコードがバルクストレージから検索されなければならない回数を減少させるために、少なくともいくつかのプログラムコードの一時的な記憶域を提供する。
入力/出力またはI/Oデバイス(限定はしないが、キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイスなどを含む)を、システムに直接結合することができ、または介在するI/O制御装置を介して結合することができる。
また、データ処理システムを、介在するプライベートまたはパブリックネットワークを介して他のデータ処理システムまたは遠隔ポインタもしくは記憶デバイスに結合させることができるように、ネットワークアダプタがシステムに結合されることもある。モデム、ケーブルモデム、およびEthernetカードが、現在利用可能なタイプのネットワークアダプタの数例である。
最後に、本願で提示されるアルゴリズムおよびディスプレイは、任意の特定のコンピュータまたは他の装置に本来的には関係付けられない。本願における教示によるプログラムと共に様々な汎用システムが使用されることがあり、または、所要の方法ステップを実施するためにより特殊化された装置を構成することが好都合であることが分かっていることもある。様々なこれらのシステムに関する所要の構造は、以下の説明から明らかになろう。さらに、本明細書は、任意の特定のプログラミング言語に関連しては述べられない。本願で述べる様々な実施形態の教示を実施するために、様々なプログラミング言語を使用することができることを理解されたい。
<システム概要>
図1は、一実施形態による、車両システムのグループを形成するためのシステム100のブロック図を示す。例示されるシステム100は、ユーザ125a、125b、125n(総称して、または個別にユーザ125と呼ぶ)によってアクセスされる車両システム103a、103b、103n(個別に、または総称して通信システム103と呼ぶ)と、通信インフラストラクチャ131と、統一クラウドデータベース150とを含む。例示される実施形態では、車両システム103と、通信インフラストラクチャ131と、統一クラウドデータベース150とは、ネットワーク105を介して通信可能に結合される。例えば、車両システム103と通信インフラストラクチャ131は、車両システム103がプローブ車両データ(例えば、それらの平均速度)を通信インフラストラクチャ131に伝送するのを容易にするために、ネットワーク105を介して互いに通信可能に結合される。別の例では、車両システム103は、車両システム103同士の情報(例えば、位置情報やそれらの平均速度)の送受信を容易にするために、ネットワーク105を介して互いに通信可能に結合される。
図1には、3つの車両システム103a、103b、103nと、1つの通信インフラストラクチャ131と、1つの統一クラウドデータベース150とが例示されているが、任意の数の車両システム103、通信インフラストラクチャ131、および統一クラウドデータベース150をネットワーク105に通信可能に結合することができることを当業者は理解されよう。さらに、車両システム103、通信インフラストラクチャ131、および統一クラウドデータベース150にただ1つのネットワーク105のみが結合されているが、車両システム103、通信インフラストラクチャ131、および統一クラウドデータベース150に任意の数のネットワーク105を結合することができることを当業者は理解されよう。
ネットワーク105は、有線または無線の従来のタイプのものであり、スター型構成、トークンリング構成、または当業者に知られている他の構成など任意の数の構成を有することがある。さらに、ネットワーク105は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)(例えば、インターネット)、および/または複数のデバイスがそれを介して通信することができる任意の他の相互接続されたデータパスを備えることがある。さらに別の実施形態では、ネットワーク105は、ピアツーピアネットワークでよい。また、ネットワーク105は、様々な異なる通信プロトコルでデータを送信するための電気通信ネットワークに結合される、またはそのような電気通信ネットワークの一部を含むこともある。例えば、ネットワーク105は、3Gネットワークまたは4Gネットワークである。別の実施形態では、ネットワーク105は、例えば、ショートメッセージングサービス(SMS)、マルチメディアメッセージングサービス(MMS)、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、直接データ接続、WAP、電子メールなどによってデータを送受信するためのBluetooth通信ネットワークまたはセルラ通信ネットワークを含む。さらに別の実施形態では、ネットワーク105内のリンクの全てまたはいくつかが、セキュアソケットレイヤー(SSL)、高安全性HTTP(Secure HTTP)、および/または仮想プライベートネットワーク(VPN)など従来の暗号技術を使用して暗号化される。
一実施形態では、ネットワーク105は、移動する車両をノードとして使用する車両アドホックネットワーク(VANET)である。ネットワーク105は、移動体ネットワーク105であり、自動車は、信号範囲から出てネットワーク105から外れたり、ネットワークに入ったりする。
例示される実施形態では、統一クラウドデータベース150は、信号ライン151および信号ライン153を介してネットワーク105に(ワイヤレスで)通信可能に結合され
る。車両システム103aは、信号ライン119を介してネットワーク105に(ワイヤレスで)通信可能に結合される。信号ライン117によって表現されるように、ユーザ125aは、車両システム103aと対話する。車両システム103b、103nとユーザ125b、125nも、それぞれ同様に結合されて、対話する。例示される実施形態では、通信インフラストラクチャ131は、信号ライン133および信号ライン135を介してネットワーク105に(ワイヤレスで)通信可能に結合される。一実施形態では、信号ライン119、135、および151は、3G、4G、GPS、または任意の他のワイヤレスネットワーク通信チャネルの1つまたは複数など、ワイヤレス通信チャネルの任意の組合せである。
通信インフラストラクチャ131は、ネットワーク105に結合される任意のデバイスである。例えば、通信インフラストラクチャ131は、携帯電話である。一実施形態では、通信インフラストラクチャ131は、路側機(RSU)である。例えば、通信インフラストラクチャ131は、信号機に取り付けられたRSUである。
一実施形態では、通信インフラストラクチャ131は、車両システム103からプローブ車両データを受信する。例えば、通信インフラストラクチャ131は、車両システム103が近くにあるときに、車両システム103からプローブ車両データを受信する。プローブ車両データは、輸送の効率の改良を促進するための車両システム103からの任意のデータを含む。例えば、プローブ車両データは、車両速度、移動方向、ワイパのオンオフの表示、使用されるガスの量、使用されるワイヤレスエネルギーの量、検出された路面のくぼみの位置などの道路状況などを含む。例えば、通信インフラストラクチャ131は、車両システム103から現行車両速度を受信して、道路上で交通渋滞が生じているかどうかの検出を容易にする。
車両システム103は、車両に埋め込まれたシステムである。例えば、車両は、自動車である。一実施形態では、車両システム103は、ネットワーク105を介して他の車両システム103および通信インフラストラクチャ131に情報を送信する、および/または他の車両システム103および通信インフラストラクチャ131から情報を受信する。例えば、車両システム103は、他の車両システムと情報(例えば位置情報やプローブ車両データ)を交換する。
一実施形態では、車両システム103は、プローブ車両データを通信インフラストラクチャ131に送信する。例えば、車両システム103は、その現行速度を、近くの通信インフラストラクチャ131に送信する。別の実施形態では、車両システム103は、他の車両システム103に情報を送信し、他の車両システム103から情報を受信する。車両システム103は、その情報に少なくとも一部基づいて、他の車両システム103と合流して車両グループを成す。
本説明を簡潔かつ明瞭にするために、車両グループを、グループ、または車両システムのグループとも呼ぶ。
一実施形態では、車両システム103は、同じグループ内の他の車両システム103からのプローブ車両データを集約する。例えば、車両システム103は、同じグループ内の全ての他の車両システム103から、現行速度を表すデータを受信する。車両システム103は、同じグループ内の全ての車両システム103にわたって平均速度を計算することによって、受信されたデータを、その既存のデータ(例えば、それ自体の速度を表すデータ)と集約する。車両システム103は、平均速度を通信インフラストラクチャ131に送信する。
一実施形態では、車両システム103は、1グループの車両システムにおけるリーダー車両システム103を決定する。リーダー車両システム103は、1つまたは複数の広告を受信し、そのような1つまたは複数の広告を、同じグループ内の他の車両システム103に送信する。別の実施形態では、車両システム103は、同じグループ内の他の車両システム103とステータス情報を交換する。このようにして、車両システム103は、同じグループ内の他の車両システム103を認識する。さらに別の実施形態では、異なるグループにおけるリーダー車両システム103が、互いにステータス情報を交換する。また、各グループにおけるリーダー車両システム103は、それ自体のグループ内の車両システム103と、他のグループからのステータス情報を交換する。このようにして、1グループ内の車両システム103が、他のグループ内の車両システム103を認識し、それにより、より広い領域内で、車両システム103が互いについて知ることができる。
統一クラウドデータベース150は、ネットワーク105からアクセス可能なオンラインデータベースである。例えば、統一クラウドデータベース150は、異なる企業によってホストされている複数の仮想サーバ上にデータが記憶されているデータベースである。一実施形態では、統一クラウドデータベース150は、システム100の機能を提供するための任意のデータを記憶する。別の実施形態では、統一クラウドデータベース150は、複数の車両システム103から、および通信インフラストラクチャ131から受信されたデータを記憶する。
<車両システム103>
次に図2を参照すると、車両システム103の一実施形態200が詳細に示されている。例示される車両システム103は、制御ユニット202と、センサ231と、カメラ233と、インタフェース212と、記憶デバイス240と、送受信機ユニット230と、アンテナ250とを含む。図2には、ただ1つのセンサ231、1つのカメラ233、1つの制御ユニット202、1つのインタフェース212、1つの記憶デバイス240、1つの送受信機ユニット230、および1つのアンテナ250が示されているが、通信ノード101が、任意の数のセンサ231、カメラ233、制御ユニット202、インタフェース212、記憶デバイス240、送受信機ユニット230、およびアンテナ250を含むことができることを当業者は認識されよう。さらに、通信ノード101が、スピーカ、表示デバイス、入力デバイスなど、図2に示されていない他の実体を含むことがあることも当業者は理解されよう。
例示される実施形態では、センサ231は、信号ライン221を介して制御ユニット202に通信可能に結合される。カメラ233は、信号ライン223を介して制御ユニット202に通信可能に結合される。インタフェース212は、信号ライン215を介して制御ユニット202に通信可能に結合される。信号ライン117によって表現されるように、ユーザ125は、インタフェース212と対話する。記憶デバイス240は、信号ライン241を介して制御ユニット202に通信可能に結合される。送受信機ユニット230は、信号ライン213を介して制御ユニット202に通信可能に結合される。送受信機ユニット230は、信号ライン252を介してアンテナ250に通信可能に結合される。アンテナ250は、信号ライン119を介してネットワーク105に(ワイヤレスで)通信可能に結合される。
送受信機ユニット230は、信号を送受信する任意の計算デバイスである。例えば、送受信機ユニット230は、専用狭域通信(DSRC)デバイスを含む。一実施形態では、送受信機ユニット230は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または特定用途向け集積回路(ASIC)などのハードウェアを使用して実装される。別の実施形態では、送受信機ユニット230は、ハードウェアとソフトウェアの組合せを使用して実装される。
一実施形態では、送受信機ユニット230は、アンテナ250に信号を送信し、アンテナ250から信号を受信する。アンテナ250は、ワイヤレスで、ネットワーク105に信号を送信し、ネットワーク105から信号を受信する。一実施形態では、送受信機ユニット230は、ネットワーク105を介して他の車両システム103内の送受信機ユニット230に信号を送信し、他の車両システム103内の送受信機ユニット230から信号を受信する。別の実施形態では、送受信機ユニット230は、ネットワーク105を介して通信インフラストラクチャ131に信号を送信し、通信インフラストラクチャ131から信号を受信する。例えば、信号は、変調および/または符号化されたプローブ車両データや、車両位置を表す変調および/または符号化されたデータなど、変調および/または符号化されたデータである。
一実施形態では、送受信機ユニット230は、制御ユニット202からデータを受信する。送受信機ユニット230は、受信されたデータを変調および/または符号化することによって、受信されたデータを処理する。次いで、送受信機ユニット230は、変調および/または符号化されたデータを、アンテナ250を介して他の車両システム103内の送受信機ユニット230に送信する。例えば、送受信機ユニット230は、制御ユニット202から、車両速度を表すデータを受信する。送受信機ユニット230は、車両速度を表すデータを符号化する。送受信機ユニット230は、車両速度を表す符号化されたデータを、アンテナ250を介して別の車両システム103内の送受信機ユニット230に送信する。
別の実施形態では、送受信機ユニット230は、アンテナ250を介して別の車両システム103から信号を受信する。送受信機ユニット230は、受信された信号を処理する。例えば、送受信機ユニット230は、受信された信号を復調および/または復号して、プローブ車両データ、および/または車両位置を表すデータを取得する。送受信機ユニット230は、プローブ車両データ、および/または車両位置を表すデータを制御ユニット202に送信する。
制御ユニット202は、任意の処理装置ベースの計算デバイスである。例えば、制御ユニット202は、車内に実装された電子制御ユニット(「ECU」)である。一実施形態では、制御ユニット202は、システムオンチップ(SOC)など単一の集積回路を使用して実装される。一実施形態では、制御ユニット202は、カメラ233から1つまたは複数の画像を受信し、センサ231から1つまたは複数のセンサ信号を受信する。制御ユニット202は、1つまたは複数の画像および1つまたは複数のセンサ信号を処理する。制御ユニット202は、処理された画像およびセンサ信号に基づいてセンサデータを生成する。一実施形態では、制御ユニット202は、センサデータを記憶デバイス240に記憶する。例えば、制御ユニット202は、車両速度を表すセンサ信号を受信する。制御ユニット202は、センサ信号を処理し、センサデータを生成する。このセンサデータは、車両速度を示す。制御ユニット202は、このセンサデータを記憶デバイス240に記憶する。
一実施形態では、制御ユニット202は、送受信機ユニット230からデータを受信する。例えば、受信されたデータは、プローブ車両データと、車両位置を表すデータとを含む。データは、ネットワーク105を介して他の車両システム103から伝送される。制御ユニット202は、受信されたデータに少なくとも一部基づいて、他の車両システム103と共に1つまたは複数のグループを形成する。一実施形態では、制御ユニット202は、同じグループ内の車両システム103からのプローブ車両データを集約する。
一実施形態では、制御ユニット202は、とりわけ、処理装置204と、グループ形成
モジュール206とを備える。別の実施形態では、制御ユニット202は、メモリ(図示せず)およびI/Oインタフェース(図示せず)など、制御ユニットに通例の他の構成要素を含む。
処理装置204は、例えば、計算の実施や、記憶デバイス240に記憶されたデータの検索のために、算術論理演算装置、マイクロプロセッサ、汎用制御装置、または何らかの他の処理装置アレイを備える。処理装置204は、データ信号を処理し、複合命令セットコンピュータ(CISC)アーキテクチャ、縮小命令セットコンピュータ(RISC)アーキテクチャ、または命令セットの組合せを実装するアーキテクチャを含めた様々な計算アーキテクチャを備えることがある。図2にはただ1つの処理装置204が示されているが、複数の処理装置204が含まれることもある。処理装置204の処理能力は、信号の表示のサポートおよび信号の捕捉および伝送に制限されることがある。処理装置の処理能力は、様々なタイプの特徴抽出およびサンプリングを含めたより複雑なタスクを行うのに十分であることもある。他の処理装置、オペレーティングシステム、センサ、ディスプレイ、および物理的構成も可能であることが、当業者には明らかであろう。
グループ形成モジュール206は、車両システムのグループを形成するためのコードおよびルーチンである。例えば、グループ形成モジュール206は、(グループ形成モジュール206を含む)その車両システムを隣接する車両システム103と合流して、グループを形成することを決定する。グループは、2つ以上の車両システム103を含む。一実施形態では、グループ形成モジュール206は、(グループ形成モジュール206を含む)その車両システム103が、そのグループに関するリーダー車両システム103であると決定する。グループに関するリーダー車両システム103は、同じグループ内の全ての車両システム103からのプローブ車両データを集約する車両システム103である。グループ形成モジュール206は、同じグループ内の他の車両システム103からのプローブ車両データを、その既存のプローブ車両データと集約する。一実施形態では、グループ形成モジュール206を含む車両システム103が、そのグループに関するリーダー車両モジュール103である場合、グループ形成モジュール206は、そのグループを隣接するグループと合流して、より大きなグループを形成することを決定する。より大きなグループは、2つの隣接するグループ内の全ての車両システム103を含む。
一実施形態では、グループ形成モジュール206は、処理装置204のオンチップストレージに記憶されたコードおよびルーチンを含む。別の実施形態では、グループ形成モジュール206は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または特定用途向け集積回路(ASIC)などのハードウェアを使用して実装される。さらなる別の実施形態では、グループ形成モジュール206は、ハードウェアとソフトウェアの組合せを使用して実装される。グループ形成モジュール206は、図3を参照して以下でより詳細に説明する。
センサ231は、任意のタイプのデータを収集するように構成された任意のタイプの従来のセンサである。例えば、センサ231は、光検出および測距(LIDAR)センサ;赤外線検出器;運動検出器;サーモスタット;および音検出器などの1つである。他のタイプのセンサも可能であることを当業者は認識されよう。一実施形態では、センサ231は、車両に関係付けられる状態を測定する。センサ231は、測定結果に基づいて、状態を表すセンサ信号を生成する。例えば、センサ231は、ステアリング角度、ブレーキ角度、車両速度、移動方向、車両の加速および/または減速、車内温度、フォッグライトのオンオフ、およびフロントガラスワイパのオンオフ、使用されているガスの量、使用されているワイヤレスエネルギーの量などの1つを測定する。センサ231は、測定結果を表すセンサ信号を生成する。別の実施形態では、センサ231は、車外の環境の条件を測定し、測定結果を表すセンサ信号を生成する。例えば、センサ231は、環境内の湿度のパ
ーセンテージを測定し、測定結果を表すセンサ信号を生成する。別の例では、センサ231は、道路上のくぼみを検出し、道路上のくぼみの位置を測定する。センサ231は、道路上のくぼみの位置を表すセンサ信号を生成する。センサ231は、センサ信号を制御ユニット202に送信する。
一実施形態では、車両システム103は、異なるタイプのセンサ231の組合せを含む。例えば、車両システム103は、車内のステアリングデバイスのステアリング角度を監視するための第1のセンサ231と、車両の速度を監視するための第2のセンサ231と、車内のブレーキデバイスのブレーキ角度を監視するための第3のセンサ231とを含む。
カメラ233は、画像を記録するための光学デバイスである。例えば、カメラ233は、車両が道路を走行しているときに、車外の道路、信号機、車両、道路を横切る歩行者などの写真を撮影する。一実施形態では、カメラ233は、画像を捕捉し、それらの画像をセンサデータとして記憶デバイス240に記憶する。一実施形態では、カメラ233は、車両の前方に取り付けられる。他の実施形態では、カメラ233は、車両の他の部分に取り付けられる。一実施形態では、カメラ233は、運転者が道路で車両を運転しているときに、道路を取り巻く環境を表す連続フレームを含むビデオを捕捉するように構成される。カメラ233は、画像を制御ユニット202に送信する。次いで、制御ユニット202は、画像を処理し、処理された画像をセンサデータとして記憶デバイス240に記憶する。
インタフェース212は、ユーザ125と制御ユニット202との間の通信を取り扱うように構成されたデバイスである。例えば、インタフェース212は、ユーザ125からの入力を受信するための車内タッチスクリーンと、ユーザ125からの音声入力を捕捉するためのマイクロフォンとの1つまたは複数を含む。インタフェース212は、ユーザ125からの入力を制御ユニット202に送信する。一実施形態では、インタフェース212は、制御ユニット202の出力をユーザ125に伝送するように構成される。例えば、インタフェース212は、交通渋滞を示すユーザ125への音声プロンプトを再生するためのオーディオシステムを含む。他の例では、インタフェース212は、ユーザ125に道路状況を表示するための表示デバイスを含む。インタフェース212が、本願で述べる機能を提供するための他のタイプのデバイスを含むこともあることを当業者は認識されよう。
ユーザ125aは、人間のユーザである。一実施形態では、ユーザ125aは、道路で車両を運転する運転者である。ユーザ125aは、インタフェース212と対話し、または他の形でインタフェース212に入力を提供し、インタフェース212は、様々なタイプのデータを制御ユニット202に送信し、様々なタイプのデータを制御ユニット202から受信する。例えば、インタフェース212は、タッチスクリーンであり、ユーザ125aは、指またはスタイラスを用いてタッチスクリーンの一部分に触れて、入力を提供する。
記憶デバイス240は、データを記憶する非一時的メモリである。例えば、記憶デバイス240は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)デバイス、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイス、フラッシュメモリ、または当技術分野で知られている何らかの他のメモリデバイスである。一実施形態では、記憶デバイス240は、不揮発性メモリまたは同様の永久記憶デバイスおよび媒体も含み、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)デバイス、デジタルバーサタイルディスク読み出し専用メモリ(DVD−ROM)デバイス、デジタルバーサタイルディスクランダムアクセスメモリ(DVD−
RAM)デバイス、デジタルバーサタイルディスクリライタブル(DVD−RW)デバイス、フラッシュメモリデバイス、または当技術分野で知られている何らかの他の不揮発性記憶デバイスである。記憶デバイス240は、図4を参照して以下でより詳細に説明する。
アンテナ250は、電流を無線波に変換する、または無線波を電流に変換する電気デバイスである。例えば、アンテナ250は、可変ビーム指向性アンテナである。アンテナ250は、送受信機ユニット230と共に使用される。一実施形態では、アンテナ250は、ネットワーク105から信号を受信し、受信された信号を、処理のために送受信機ユニット230に送信する。別の実施形態では、アンテナ250は、送受信機ユニット230から信号を受信し、ネットワーク105を介して他の車両システム103に信号を送る。
<グループ形成モジュール206>
次に図3を参照すると、グループ形成モジュール206がより詳細に示されている。図3は、一実施形態によるグループ形成モジュール206を例示するブロック図である。グループ形成モジュール206は、通信モジュール301と、初期化モジュール303と、リクエストモジュール305と、決定モジュール307と、集約モジュール309と、グラフィカルユーザインタフェース(GUI)モジュール311とを備える。グループ形成モジュール206のこれらの構成要素は、互いに通信するために、バス320に通信可能に結合される。例示される実施形態では、処理装置204は、信号ライン336を介してバス320に通信可能に結合される。記憶デバイス240は、信号ライン241を介してバス320に通信可能に結合される。
通信モジュール301は、グループ形成モジュール206の構成要素と、車両システム103の他の構成要素との間の通信を取り扱うためのコードおよびルーチンである。例えば、通信モジュール301は、ネットワーク105から周期的ビーコンメッセージを受信する。周期的ビーコンメッセージは、車両システム103の位置情報など、車両システム103に関連する情報を含む。通信モジュール301は、周期的ビーコンメッセージを初期化モジュール303に送る。一実施形態では、通信モジュール301はまた、周期的ビーコンメッセージを記憶デバイス240に記憶する。通信モジュール301は、信号ライン322を介してバス320に通信可能に結合される。
一実施形態では、通信モジュール301は、ネットワーク105から、グローバルクロックを示すデータを受信する。例えば、通信モジュール301は、グローバルクロックを示す全地球測位システム(GPS)信号を受信する。通信モジュール301は、グローバルクロックを記憶デバイス240に記憶する。一実施形態では、通信モジュール301は、グローバルクロックを使用して、(通信モジュール301を含む)その車両システム103を他の車両システム103と同期させる。例えば、通信モジュール301は、グローバルクロックを使用して、グループの形成を開始するように、グループ形成モジュール206内の他の構成要素をトリガする。他の車両システム103内の通信モジュール301は、同じグローバルクロックを使用して、グループ形成プロセスの開始をトリガする。このようにして、車両システム103は、時間的に同期してグループ形成プロセスを開始する。
別の例では、通信モジュール301はまた、グローバルクロックを使用して、グループ形成プロセスの各ステップを同期させる。例えば、通信モジュール301は、グループ形成プロセスの各反復ステップ後に、グローバルクロックを使用して経過時間を更新および/または修正する。経過時間は、グループ形成プロセスの1つの反復ステップで費やされる時間である。通信モジュール301は、経過時間を決定モジュール307に送信する。一実施形態では、通信モジュール301はまた、経過時間を記憶デバイス240に記憶す
る。
一実施形態では、通信モジュール301は、合流リクエストを別の車両システム103に送信する、および/または別の車両システム103から受信する。例えば、合流リクエストは、車両位置情報、および/または選択される合流方向(例えば、後向き、前向き)を含む。例えば、通信モジュール301は、リクエストモジュール305から合流リクエストを受信する。通信モジュール301は、合流リクエストを別の車両システム103に送信する。別の例では、通信モジュール301は、別の車両システム103から合流リクエストを受信する。通信モジュール301は、受信された合流リクエストをリクエストモジュール305に送る。
別の実施形態では、通信モジュール301は、合流リクエストに対する応答を別の車両システム103に送信する、および/または別の車両システム103から受信する。例えば、通信モジュール301は、リクエストモジュール305から、合流リクエストに対する応答を受信する。通信モジュール301は、合流リクエストに対する応答を別の車両システム103に送信する。別の例では、通信モジュール301は、別の車両システム103から、合流リクエストに対する応答を受信する。通信モジュール301は、合流リクエストに対する応答をリクエストモジュール305に送る。
一実施形態では、通信モジュール301は、プローブ車両データを別の車両システム103に送信する、および/または別の車両システム103から受信する。例えば、プローブ車両データは、車両速度である。例えば、通信モジュール301は、集約モジュール309からプローブ車両データを受信する。通信モジュール301は、プローブ車両データを別の車両システム103に送信する。別の例では、通信モジュール301は、別の車両システム103からプローブ車両データを受信する。通信モジュール301は、受信されたプローブ車両データを集約モジュール309に送る。
一実施形態では、通信モジュール301は、GUIモジュール311からグラフィカルデータを受信する。通信モジュール311は、ユーザ125に情報を表示するために、制御ユニット202を介してインタフェース212にグラフィカルデータを送信する。例えば、グラフィカルデータは、伝送されたプローブ車両データ(例えば、車両速度、道路状況、車両のステータスおよび/またはアクションなど)をユーザ125に表示するためのユーザインタフェースを生成するために使用される。
一実施形態では、通信モジュール301はまた、グループ形成モジュール206内の他のサブモジュール303、305、307、309、および311間の通信を取り扱う。例えば、通信モジュール301は、決定モジュール307および集約モジュール309と通信して、決定モジュール307の出力(プローブ車両データの受信の表示、またはプローブ車両データの送信の表示など)を集約モジュール309に渡す。しかし、本説明は、明瞭性および便宜性のために、場合によっては通信モジュール301への言及を省くことがある。例えば、明瞭性および便宜性のために、上記のシナリオを、決定モジュール307が出力(プローブ車両データの受信の表示、またはプローブ車両データの送信の表示など)を集約モジュール309に渡すものとして述べることがある。
初期化モジュール303は、初期グループを形成するためのコードおよびルーチンである。例えば、初期化モジュール303は、通信モジュール301から周期的ビーコンメッセージを受信する。周期的ビーコンメッセージは、車両位置情報を含む。初期化モジュール303は、車両位置情報に少なくとも一部基づいて、他の車両システム103と共に初期グループを形成する。初期化モジュール303は、信号ライン324を介してバス320に通信可能に結合される。
一実施形態では、初期化モジュール303は、通信モジュール301から受信されたグローバルクロックに従って、1つまたは複数の変数の初期化を開始する。例えば、グローバルクロックが所定の時間まで進んだときに、初期化モジュール303は、1つまたは複数の変数の初期化を開始する。例えば、変数は、リーダーフラグ変数、グループサイズ変数、レベル変数、経過時間変数を含む。初期化モジュール303は、リーダーフラグ変数を「真」に設定して、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103がリーダー車両システム103であることを示す。初期化モジュール303は、グループサイズ変数に「1」を割り当て、これは、グループが、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103自体のみを含むことを示す。初期化モジュール303は、レベル変数に「0」を割り当てて、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103が他の車両システム103と合流しておらず、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システムが依然としてその単集合グループ内にあることを示す。初期化モジュール303は、初めに、経過時間変数に「0」を割り当てる。一実施形態では、初期化モジュール303は、変数を記憶デバイス240に記憶する。
一実施形態では、初期化モジュール303は、周期的ビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、別のリーダー車両システム103が、(初期化モジュール303を含む)現行車両システム103の左側の車線に位置しており、かつ(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103の十分近くに位置しているかどうか決定する。例えば、周期的ビーコンメッセージは、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103の近傍のリーダー車両システム103の位置情報を含む。初期化モジュール303は、周期的ビーコンメッセージから、これらのリーダー車両システム103の位置を取得する。次いで、初期化モジュール303は、これらのリーダー車両システム103の位置に基づいて、左側の車線に、かつ最大距離内にリーダー車両システム103が存在するかどうか決定する。例えば、最大距離は、0〜15メートルである。一実施形態では、最大距離は、10メートルである。
初期化モジュール303は、別のリーダー車両システム103が、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103の左側の車線にあり、かつ最大距離内にあると決定した場合、左側の車線にあるリーダー車両システム103にそのプローブ車両データを送信することによって、左側の車線にあるリーダー車両システム103と合流する。一実施形態では、初期化モジュール303は、左側の車線にあり、かつ最大距離内にある複数のリーダー車両システム103が存在すると決定した場合、初期化モジュール303は、合流のために最も近い車両を選択するか、または合流のために最も左側の車両を選択するか、またはそれらの一方をランダムに選択する。一実施形態では、初期化モジュール303はまた、そのプローブ車両データを送出した後に、リーダーフラグ変数を「偽」に設定する。このようにして、初期化モジュール303は、左側車線にあるリーダー車両システム103と合流して、初期グループを形成する。
別の実施形態では、初期化モジュール303は、右側の車線にあり、かつ最大距離内にあるリーダー車両システム103から、通信モジュール301を介してプローブ車両データを受信する。初期化モジュール303は、受信されたプローブ車両データを集約モジュール309に送信する。このようにして、初期化モジュール303が、初期グループを形成する。例えば、初期グループは、(初期化モジュール303を含む)この現行リーダー車両システム103と、右側車線にある1つまたは複数の車両システム303とを含む。ここで、この説明では右側通行が仮定されており、「右側車線」は、「外側車線」を意味することに留意すべきである。したがって、左側通行の国では、プローブ車両データは、左側車線にあるリーダー車両システムから受信される。
初期グループを形成する1つの利点は、互いに近くの2つの車両のどちらが他方の車両よりも前方であるかを区別することの困難を回避することである。さらに、複数の単集合グループに合流リクエストを互いに送信させるのではなく、この単純な方法を使用して小さなサイズの初期グループを形成することから始めることによって、グループを含むフォレストをより高速で実現できる。初期グループを形成する方法は、左側車線での車両がより速く、より速い車両は、グループから抜ける可能性がより低く、したがってグループのリーダー車両としてより適しているという仮定に依拠する。
リクエストモジュール305は、合流リクエストを生成するためのコードおよびルーチンである。例えば、リクエストモジュール305は、合流方向を含む合流リクエストを生成する。リクエストモジュール305は、通信モジュール301を介して別のリーダー車両システム103に合流リクエストを送信する。リクエストモジュール305は、信号ライン326を介してバス320に通信可能に結合される。
一実施形態では、リクエストモジュール305は、通信モジュール301から受信された周期的ビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システムの伝送距離内に他のリーダー車両システム103が存在するかどうか決定する。例えば、伝送距離は、50メートル〜数百メートル、例えば100メートルである。周期的ビーコンメッセージは、他のリーダー車両システム103の位置を示す。リクエストモジュール305は、他のリーダー車両システム103の位置に少なくとも一部基づいて、他のリーダー車両システム103が伝送距離内にあるかどうか決定する。
リクエストモジュール305が、伝送距離内にある他のリーダー車両システム103を検出した場合、リクエストモジュール305は、検出されたリーダー車両システム103からリーダー車両システム103を識別する。一実施形態では、リクエストモジュール305は、合流方向をランダムに選択する。例えば、リクエストモジュール305は、選択肢「後向き」と「前向き」から合流方向を選択する。したがって、リクエストモジュール305は、後向きまたは前向きの合流方向を2分の1の確率で選択する。次いで、リクエストモジュール305は、存在する場合には、選択された合流方向で最も近いリーダー車両システム103を、候補リーダー車両システム103として識別する。選択された合流方向にリーダー車両システム103が存在しない場合、リクエストモジュール305は、最も近いリーダー車両システム103を、その方向に関係なく候補リーダー車両システム103として識別する。例えば、リクエストモジュール305は、隣接するグループ内のリーダー車両システム103を候補リーダー車両システム103として識別する。
一実施形態では、リクエストモジュール305は、選択された合流方向を決定モジュール307に送信する。別の実施形態では、リクエストモジュール305は、選択された合流方向を記憶デバイス240に記憶する。明瞭性および簡便性のために、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム103によって選択される合流方向を、本明細書では「第1の合流方向」と呼ぶ。
一実施形態では、リクエストモジュール305は、合流リクエストを生成する。例えば、リクエストモジュール305は、第1の合流方向を含む合流リクエストを生成する。別の例では、合流リクエストは、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム103の位置情報も含む。リクエストモジュール305は、第1の合流方向を含む合流リクエストを、通信モジュール301を介して候補リーダー車両システム103に送信する。例えば、リクエストモジュール305は、「後向き」の方向など第1の合流方向を含む合流リクエストを生成する。次いで、リクエストモジュール305は、合流リクエストを、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム103よりも後方に
あり、かつ(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム103に最も近い車両である候補リーダー車両システム103に送信する。
一実施形態では、リクエストモジュール305は、候補リーダー車両システム103から、合流リクエストに対する応答を受信する。例えば、合流リクエストに対する応答は、第1の合流方向にある候補リーダー車両システム103からのものである。合流リクエストに対する応答は、候補リーダー車両システム103によって選択される合流方向を含む。一実施形態では、合流リクエストに対する応答は、候補リーダー車両システム103のレベル変数を含む。候補リーダー車両システム103によって選択される合流方向を、本願では「第2の合流方向」と呼ぶ。リクエストモジュール305は、第2の合流方向を決定モジュール307に送信する。一実施形態では、リクエストモジュール305はまた、第2の合流方向を記憶デバイス240に記憶する。
別の実施形態では、リクエストモジュール305は、別のリーダー車両システム103から合流リクエストを受信する。リクエストモジュール305は、合流リクエストに対する応答をリーダー車両システム103に送信する。例えば、合流リクエストに対する応答は、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム103によって選択される合流方向を含む。別の例では、合流リクエストに対する応答は、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム103のレベル変数も含む。
決定モジュール307は、別のリーダー車両システム103と合流してグループを形成するかどうか決定するためのコードおよびルーチンである。例えば、決定モジュール307は、第1および第2の合流方向と、他のリーダー車両システム103の位置情報とに基づいて、別のリーダー車両システム103と合流するかどうか決定する。決定モジュール307は、決定などの出力を集約モジュール309に伝送する。決定モジュール307は、信号ライン328を介してバス320に通信可能に結合される。
一実施形態では、決定モジュール307は、リクエストモジュール305から、第1および第2の合流方向を受信する。例えば、第1および第2の合流方向は、それぞれ後向きおよび前向きである。別の実施形態では、決定モジュール307は、候補リーダー車両システム103の位置情報も受信する。例えば、位置情報は、候補リーダー車両システム103が、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103よりも前方にあることを示す。
この現行車両システム103(決定モジュール307を含む)が候補リーダー車両システム103よりも前方にあり、第1および第2の合流方向がそれぞれ後向きおよび前向きである場合、決定モジュール307は、第1の合流方向と第2の合流方向が互いに向かい合わされ、2つの車両システム103が合流に同意すると決定する。同様に、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103が候補リーダー車両システム103よりも後方にあり、第1および第2の合流方向がそれぞれ前向きおよび後向きである場合、決定モジュール307はやはり、第1の合流方向と第2の合流方向が互いに向かい合わされ、2つの車両システム103が合流に同意すると決定する。そうでない場合、決定モジュール307は、第1の合流方向と第2の合流方向が互いに向かい合わされておらず、2つの車両システム103が合流に同意しないと決定する。
一実施形態では、決定モジュール307はまた、2つの車両システム103に関するレベル変数が一致するかどうか決定する。例えば、決定モジュール307は、リクエストモジュール305から、候補リーダー車両システム103のレベル変数を受信する。決定モジュール307は、記憶デバイス240から、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103のレベル変数を検索する。次いで、決定モジュール307は、2つの
レベル変数が等しいかどうか決定する。例えば、2つのレベル変数が同じ値を有する場合、決定モジュール307は、2つの車両システム103が合流に同意すると決定する。
一実施形態では、決定モジュール307は、別の車両よりも前方にあるリーダー車両システム103が、合流後の新規のグループに関する新規のリーダー車両システム103であると決定する。それにしたがって、決定モジュール307は、プローブ車両データを送信するか、または受信するか決定する。例えば、第1の場合、すなわち、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103が候補リーダー車両システム103よりも前方にあり、第1および第2の合流方向がそれぞれ後向きおよび前向きである場合、決定モジュール307は、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103が新規のグループに関する新規のリーダー車両システム103であると決定し、候補リーダー車両システム103からプローブ車両データを受信する。決定モジュール307は、プローブ車両データを受信するという決定を、集約モジュール309に送信する。
しかし、第2の場合、すなわち、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103が候補リーダー車両システム103よりも後方にあり、第1および第2の合流方向がそれぞれ前向きおよび後向きである場合、決定モジュール307は、候補車両システム103が新規のグループに関する新規のリーダー車両システム103であると決定し、それ自体のプローブ車両データを候補リーダー車両システム103に送信する。決定モジュール307はまた、プローブ車両データを送信するという決定を、集約モジュール309に送信する。
一実施形態では、決定モジュール307は、グループ形成プロセスの各反復ステップ後に、リーダーフラグ変数が「真」であるかどうか決定する。別の実施形態では、決定モジュール307は、初期グループを形成した後に、リーダーフラグ変数が「真」であるかどうか決定する。一実施形態では、決定モジュール307はまた、グループ形成プロセスに関する各反復ステップ後に、経過時間が最大経過時間よりも大きいかどうか決定する。例えば、最大経過時間は、5秒や10秒など、経過時間の所定の上限である。このようにして、決定モジュール307は、次の反復ステップを開始すべきかどうか決定する。
集約モジュール309は、プローブ車両データを集約するためのコードおよびルーチンである。例えば、集約モジュール309は、候補リーダー車両システム103からプローブ車両データを受信する。集約モジュール309は、受信されたプローブ車両データを、記憶デバイス240内のプローブ車両データなど、その既存のプローブ車両データと集約する。集約モジュール309は、信号ライン330を介してバス320に通信可能に結合される。
一実施形態では、集約モジュール309は、初期化モジュール303からプローブ車両データを受信する。集約モジュール309は、受信されたプローブ車両データを、それ自体のプローブ車両データと集約する。例えば、集約モジュール309は、初期化モジュール303から、別の車両システム103の車両速度を受信する。集約モジュール309は、受信された車両速度と、(集約モジュール309を含む)この現行車両システム103の車両速度とを使用して、平均車両速度を計算する。集約モジュール309は、平均車両速度など、集約されたプローブ車両データを記憶デバイス240に記憶する。
一実施形態では、集約モジュール309は、決定モジュール307からの決定を受信する。例えば、決定は、プローブ車両データを候補リーダー車両システム103から受信するか、または候補リーダー車両システム103に送信するかを示す。
決定が、候補リーダー車両システム103からのプローブ車両データの受信を示す場合
、集約モジュール309は、プローブ車両データに対するリクエストを、通信モジュール301を介して候補リーダー車両システム103に送信する。次いで、集約モジュール309は、候補リーダー車両システム103からプローブ車両データを受信する。集約モジュール309は、受信されたプローブ車両データをその既存のプローブ車両データと集約することによって、プローブ車両データを更新する。このようにして、集約モジュール309は、新規のグループ内の全ての車両システム103からプローブ車両データを集約する。なぜなら、受信されたプローブ車両データは、候補車両システム103によって、そのグループに関して集約されているからである。集約モジュール309は、レベル変数の値を1だけ増加することによって、レベル変数も更新する。これは、(グループ形成モジュール309を含む)この現行車両システム103が、もう1回、他の車両システム103と合流したことを示す。
決定が、候補リーダー車両システム103へのプローブ車両データの送信を示す場合、集約モジュール309は、既存の集約されたプローブ車両データを候補リーダー車両システム103に送信する。例えば、集約モジュール309は、最も最近集約されたプローブ車両データを記憶デバイス240から検索する。集約モジュール309は、最も最近集約されたプローブ車両データを候補リーダー車両システム103に送信する。
一実施形態では、集約モジュール309はまた、最も最近集約されたプローブ車両データを候補リーダー車両システム103に送出した後、リーダーフラグ変数を「偽」に設定する。このようにして、集約モジュール309は、(集約モジュール309を含む)この現行車両システム103がもはや新規のグループに関するリーダー車両システム103ではないことをリーダーフラグ変数が示すようにする。さらに、このようにして、集約モジュール309は、(集約モジュール309を含む)この現行車両システム103に関するグループ形成プロセスを終了する。しかし、新規のグループに関するリーダー車両システム103(例えば、候補リーダー車両システム103)は、新規のグループ内の全ての車両システム103に関するグループ形成プロセスの実施を続行する。例えば、新規のグループに関するリーダー車両システム103は、他のグループに関する他のリーダー車両システム103と通信して、さらなる合流を実施する。
GUIモジュール311は、ユーザ125のためのグラフィカルデータを提供するためのコードおよびルーチンである。GUIモジュール311は、信号ライン332を介してバス320に通信可能に結合される。一実施形態では、GUIモジュール311は、プローブ車両データが伝送されていることをユーザ125に通知するために、ユーザインタフェースを表すためのグラフィカルデータを生成する。例えば、プローブ車両データは、Lincoln StreetとWashington Streetとの交差点での路面のくぼみなどの道路状況を示す。グラフィカルデータは、ユーザ125に道路状況を表示するためのユーザインタフェースを生成するために使用され、道路状況は、「「Lincoln StreetとWashington Streetとの交差点に路面のくぼみあり」という警告が伝送されている」として伝送される。他の実施形態では、GUIモジュール311は、ユーザ125が通信システム103に情報を入力するためのユーザインタフェースを表すためのグラフィカルデータを生成する。GUIモジュール311は、生成されたグラフィカルデータをインタフェース212に送信し、それにより、インタフェース212が、ユーザ125にユーザインタフェースを提示する。
<記憶デバイス240>
図4は、一実施形態による記憶デバイス240を例示するブロック図400である。記憶デバイス240は、センサデータ401と、ビーコンメッセージデータ403と、合流パラメータデータ405と、グループデータ407と、タイミングデータ409と、プローブ車両データ411とを含む。記憶デバイス240が、本願で述べる機能を提供するた
めの他のデータを含むこともあることを当業者は認識されよう。
センサデータ401は、センサ231からの1つまたは複数のセンサ信号、および/またはカメラ233からの1つまたは複数の画像に基づいて、制御ユニット202によって生成されるデータである。例えば、センサデータ401は、ブレーキデータ、車両速度データ、ステアリングデータ、ワイパデータ、使用ガスデータ、使用ワイヤレスエネルギーデータ、ライトデータ、および温度データなどの1つまたは複数を含む。センサデータ401は、車両に関連付けられる1つまたは複数の環境因子も含む。1つまたは複数の環境因子は、天候データ、道路状況データ、および交通データなどを含む。
ビーコンメッセージデータ403は、1つまたは複数のビーコンメッセージを表すデータである。例えば、通信モジュール301は、ネットワーク105から周期的ビーコンメッセージを受信する。通信モジュール301は、周期的ビーコンメッセージを記憶デバイス240に記憶する。ビーコンメッセージは、車両システム103に関係する情報を含む。例えば、ビーコンメッセージは、車両システム103の位置を表すデータを含む。
合流パラメータデータ405は、1つまたは複数の合流パラメータを表すデータである。例えば、1つまたは複数の合流パラメータは、1つまたは複数の合流方向(例えば、後向き、前向き)と、最大距離とを含む。1つまたは複数の合流方向は、この現行車両システム103によって選択される第1の合流方向と、候補リーダー車両システム103によって選択され、候補リーダー車両システム103から受信される第2の合流方向とを含む。最大距離は、初期グループを形成するか否かを決定するために、初期化モジュール303によって使用される。別の例では、1つまたは複数の合流パラメータは、この現行車両システム103の伝送距離内にあるリーダー車両システム103の数も含む。
グループデータ407は、1グループの車両システムに関連する変数を含む。例えば、変数は、リーダーフラグ変数、グループサイズ変数、およびレベル変数を含む。リーダーフラグ変数は、この現行車両システム103が、そのグループに関するリーダー車両システム103であるかどうかを示す。グループサイズ変数は、この現行車両システム103が属するグループ内に含まれる車両システム103の数など、グループのサイズを示す。レベル変数は、この現行車両システム103が他の車両システム103と合流した回数を示す。
タイミングデータ409は、タイミングに関連するデータである。例えば、タイミングデータは、経過時間と、最大経過時間とを含む。経過時間は、グループ形成プロセスの1つの反復ステップで費やされる時間である。最大経過時間は、5秒や10秒など、経過時間の所定の上限である。
プローブ車両データ411は、集約モジュール309によって生成される集約プローブ車両データを含む。例えば、記憶デバイス240に現在記憶されている既存のプローブ車両データは、車両システムの現行グループにわたる平均の車両速度である。この現行グループを、「第1のグループ」と呼ぶ。集約モジュール309は、候補リーダー車両システム103から、車両速度などプローブ車両データを受信する。候補リーダー車両システム103は、第2のグループに関するリーダー車両システム103である。受信された車両速度は、第2のグループにわたる平均の車両速度である。集約モジュール309は、受信された車両速度を、第1のグループにわたる平均車両速度と集約する。例えば、集約モジュール309は、受信された車両速度と、第1のグループにわたる平均車両速度とを使用して、更新された平均車両速度を計算する。したがって、集約モジュール309は、第1のグループと第2のグループとを含む新規のグループにわたる平均車両速度を取得する。
他の例では、プローブ車両データは、移動方向、ワイパのオンオフの表示、使用されるガスの量、使用されるワイヤレスエネルギーの量、検出される路面のくぼみの位置など、他のプローブ車両データを含む。
<方法>
次に図5〜図6Cを参照して、本明細書の方法の様々な実施形態を述べる。
図5は、一実施形態による車両システムのグループを形成するための方法500を例示する流れ図である。リクエストモジュール305が、車両システム103を検出する(502)。例えば、リクエストモジュール305は、通信モジュール301から受信された周期的ビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、別のリーダー車両システム103が、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システムの伝送距離内に存在するかどうか決定する。伝送距離は、50メートル〜数百メートルである。一実施形態では、いくつかのリーダー車両システム103が伝送距離内に存在する場合、リクエストモジュール305は、リーダー車両システム103の1つを、候補リーダー車両システム103として識別する。
ステップ504で、決定モジュール307は、選択された方向が合致すると決定する。例えば、決定モジュール307は、リクエストモジュール305から、第1の合流方向と第2の合流方向を受信する。第1の合流方向は、リクエストモジュール305によって選択される。第2の合流方向は、候補リーダー車両システム103から選択および受信される。決定モジュール307は、候補リーダー車両システム103の位置情報に少なくとも一部基づいて、2つの合流方向が合致するかどうか決定する。例えば、決定モジュール307は、2つの合流方向が互いに向かい合わされているかどうか決定する。候補リーダー車両システム103が、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103よりも前方にあり、かつ第1および第2の合流方向がそれぞれ前向きおよび後向きである場合、決定モジュール307は、2つの合流方向が合致していると決定する。
ステップ506で、集約モジュール309は、車両システム103と合流して1つのグループを成す。例えば、集約モジュール309は、決定モジュール307から受信された決定に基づいて、候補リーダー車両システム103と合流して1つのグループを成す。一実施形態では、決定が、候補リーダー車両システム103からのプローブ車両データの受信を示す場合、集約モジュール309は、候補リーダー車両システム103からプローブ車両データを受信する。集約モジュール309は、受信されたプローブ車両データを既存のプローブ車両データと集約することによって、プローブ車両データを更新する。一実施形態では、それにしたがって、集約モジュール309はまた、リーダーフラグ変数を設定する。
図6A〜図6Cは、別の実施形態による車両システムのグループを形成するための方法600を例示する流れ図である。初期化モジュール303が、変数を初期化する(602)。例えば、初期化モジュール303は、GPS信号によって提供されるグローバルクロックに従って、1つまたは複数の変数の初期化を開始する。変数は、リーダーフラグ変数、グループサイズ変数、レベル変数、経過時間変数を含む。初期化モジュール303は、変数に初期値を割り当てる。
ステップ604で、初期化モジュール303は、1つまたは複数のビーコンメッセージを受信する。例えば、初期化モジュール303は、通信モジュール301を介してネットワーク105から1つまたは複数の周期的ビーコンメッセージを受信する。周期的ビーコンメッセージは、他のリーダー車両システム103の位置情報を含む。
次に図6Bを参照すると、サブルーチン666が、一実施形態に従って例示されている。初期化モジュール303は、リーダー車両システム103が左側車線に、かつ最大距離内に存在するかどうか決定する(620)。例えば、初期化モジュール303は、受信された周期的ビーコンメッセージに表される位置情報に少なくとも一部基づいて、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103に対して左側車線に、かつ(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103に対して最大距離内にリーダー車両システム103が存在するかどうか決定する。最大距離は、5メートルなど、所定の距離である。初期化モジュール303が、左側車線に、かつ最大距離内にリーダー車両システム103が存在すると決定した場合、サブルーチン666は、ステップ622に進む。そうでない場合、サブルーチン666は、ステップ626に進む。
ステップ622で、初期化モジュール303は、プローブ車両データを送信する。例えば、初期化モジュール303は、そのプローブ車両データを、左側車線に、かつ最大距離内にあるリーダー車両システム103に送信する。例えば、プローブ車両データは、車両速度である。ステップ624で、初期化モジュール303は、リーダーフラグ変数を「偽」に設定する。このようにして、初期化モジュール303は、左側車線にあるリーダー車両システム103と合流して、グループを形成する。左側車線にあるリーダー車両システム103は、新規のグループに関する新規のリーダー車両システム103である。
ステップ626で、初期化モジュール303は、入ってくるプローブ車両データがあるかどうか決定する。例えば、初期化モジュール303は、右側車線(外側車線)に、かつ最大距離内にあるリーダー車両システム103から来るプローブ車両データがあるかどうか決定する。初期化モジュール303が、右側車線に、かつ最大距離内にあるリーダー車両システム103からの入ってくるプローブ車両データがあると決定した場合、サブルーチン666は、ステップ628に進む。そうでない場合、サブルーチン666は終了する。
ステップ628で、初期化モジュール303は、プローブ車両データを集約する。例えば、初期化モジュール303は、右側車線に、かつ最大距離内にあるリーダー車両システム303から、車両の速度など、入ってくるプローブ車両データを受信する。初期化モジュール303は、右側の車線にあるリーダー車両システム303と、(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103とを含む形成された新規のグループにわたって平均車両速度を計算することによって、入ってくる車両速度をそれ自体の速度と集約する。(初期化モジュール303を含む)この現行車両システム103は、形成された新規のグループに関する新規のリーダー車両システム103である。
ステップ624およびステップ628の後、サブルーチン666が終了し、方法600は、ステップ606に戻る。再び図6Aを参照すると、ステップ606で、決定モジュール307は、リーダーフラグ変数が「真」であるかどうか決定する。決定モジュール307が、リーダーフラグ変数が「真」であると決定した場合、方法600は、ステップ608に進む。そうでない場合、方法600は終了する。
ステップ608で、リクエストモジュール305は、他のリーダー車両システム103が伝送距離内に存在するかどうか決定する。例えば、リクエストモジュール305は、通信モジュール301から受信された周期的ビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システム303の伝送距離内に他のリーダー車両システム103が存在するかどうか決定する。伝送距離は、50メートル〜数百メートルである。例えば、伝送距離は、100メートルである。リクエストモジュール305が、伝送距離内に少なくとも1つのリーダー車両システム103が存在すると決定した場合、方法600は、サブルーチン699に進む。そうでない場合、方法600
は終了する。
次に図6Cを参照すると、サブルーチン699が、一実施形態に従って例示されている。ステップ630で、リクエストモジュール305は、第1の合流方向を選択する。例えば、リクエストモジュール305は、後向きまたは前向きから、2分の1の確率で第1の合流方向を選択する。
ステップ632で、リクエストモジュール305は、リーダー車両システム103を識別する。例えば、リクエストモジュール305は、伝送距離内にある検出されたリーダー車両システム103から、リーダー車両システム103を識別する。一実施形態では、リクエストモジュール305は、伝送距離内にある検出されたリーダー車両システム103から、第1の合流方向で最も近いリーダー車両システム103を識別する。例えば、最も近いリーダー車両システム103は、(リクエストモジュール305を含む)この現行車両システムに隣接する。識別されたリーダー車両システム103を、候補リーダー車両システム103と呼ぶ。
ステップ634で、リクエストモジュール305は、第2の合流方向を受信する。例えば、リクエストモジュール305は、合流リクエストを候補リーダー車両システム103に送信する。リクエストモジュール305は、候補リーダー車両システム103から、合流リクエストに対する応答を受信する。合流リクエストに対する応答は、候補リーダー車両システム103によって選択される第2の合流方向を含む。
ステップ636で、決定モジュール307は、第1の合流方向が後向きであるかどうか、および第2の方向が前向きであるかどうか決定する。一実施形態では、決定モジュール307は、候補リーダーシステム103の位置情報に基づいて、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103が候補リーダー車両システム103よりも前方にあると決定する。次いで、決定モジュール307は、第1の合流方向が後向きであり、第2の合流方向が前向きであるかどうか決定する。決定モジュール307が、第1の合流方向が後向きであり、第2の合流方向が前向きであると決定した場合、サブルーチン699は、ステップ638に進む。そうでない場合、サブルーチン699は、ステップ644に進む。
ステップ638で、集約モジュール309は、プローブ車両データを受信する。例えば、集約モジュール309は、決定モジュール307から決定を受信する。決定は、プローブ車両データの受信を示す。集約モジュール309は、候補リーダー車両システム103からプローブ車両データを受信する。ステップ640で、集約モジュール309は、プローブ車両データを更新する。例えば、プローブ車両データは、車両速度である。集約モジュール309は、受信されたプローブ車両データと、記憶デバイス240内の既存のプローブ車両データとを使用して、更新された平均車両速度を計算する。ステップ642で、集約モジュール309は、レベル変数を更新する。例えば、集約モジュール309は、レベル変数の値を1だけ増加する。
ステップ644で、決定モジュール307は、第1の合流方向が前向きであり、第2の方向が後向きであるかどうか決定する。一実施形態では、決定モジュール307は、(決定モジュール307を含む)この現行車両システム103が候補リーダー車両システム103よりも後方にあると決定する。次いで、決定モジュール307は、第1の合流方向が前向きであり、第2の方向が後向きであるかどうか決定する。決定モジュール307が、第1の合流方向が前向きであり、第2の合流方向が後向きであると決定した場合、サブルーチン699は、ステップ646に進む。そうでない場合、サブルーチン699は終了する。
ステップ646で、集約モジュール309は、プローブ車両データを送信する。例えば、集約モジュール309は、プローブ車両データの送信を示す決定を受信する。集約モジュール309は、既存の集約されたプローブ車両データを候補リーダー車両システム103に送信する。例えば、集約モジュール309は、最も最近集約されたプローブ車両データを候補リーダー車両システム103に送信する。ステップ648で、集約モジュール309は、リーダーフラグ変数を「偽」に設定する。「偽」のリーダーフラグ変数は、(集約モジュール309を含む)この現行車両システム103がもはやリーダー車両システム103ではないことを示す。このようにして、(集約モジュール309を含む)この現行車両システム103は、候補リーダー車両システム103と合流して新規のグループを成し、候補リーダー車両システム103が、新規のグループに関する新規のリーダー車両システム103になる。
ステップ642およびステップ648のいずれかの後、サブルーチン699が終了し、方法600は、ステップ610に戻る。再び図6Aを参照すると、ステップ610で、通信モジュール301は、経過時間を更新する。例えば、通信モジュール301は、グローバルクロックに従って経過時間変数の値を調節することによって、経過時間を更新する。一実施形態では、通信モジュール301は、更新された経過時間変数を決定モジュール307に送信する。
ステップ612で、決定モジュール307は、経過時間が最大経過時間よりも大きいかどうか決定する。例えば、最大経過時間は、5秒や10秒など、経過時間の所定の時間的上限である。決定モジュール307が、経過時間が最大経過時間よりも大きいと決定した場合、方法600は終了する。そうでない場合、方法600は、リーダーフラグ変数が「真」であるかどうか決定するためにステップ606に戻り、再びステップ606から始まる。
<グラフィカル表現>
図7A〜図7Dは、一実施形態に従って車両システムのグループが段階的に形成される車両ネットワークを例示するグラフィカル表現である。
図7Aを参照すると、一実施形態に従って車両システムのグループが1ステップで形成される車両ネットワークを例示するグラフィカル表現700が示されている。要素701は、道路701のグラフィカル表現である。例えば、道路701は、ハイウェイである。要素702、704a、704b、706、708、710a、710bは、車両システム702、704a、704b、706、708、710a、710bのグラフィカル表現である。例えば、車両システム702、704a、704b、706、708、710a、710bは、東(前方)に向かって道路701を移動している。
要素712、714a、714b、716、718、720a、720bは、それぞれ車両システム702、704a、704b、706、708、710a、710bによって選択された合流方向712、714a、714b、716、718、720a、720bのグラフィカル表現である。例えば、車両システム704aは、合流方向714aを選択し、車両システム704bは、合流方向714bを選択する。
要素722、724は、車両グループ722、724のグラフィカル表現である。図示される実施形態では、車両グループ722は、車両システム704a、704bを含む。車両システム704a、704bは、それらの合流方向714a、714bが合致するので、合流して1つの車両グループ722を成す。車両グループ724は、車両システム710a、710bを含む。車両システム710a、710bは、それらの合流方向720
a、720bが合致するので、合流して1つの車両グループ724を成す。
図7Bを参照すると、一実施形態に従って車両システムのグループが1ステップで形成される車両ネットワークを例示するグラフィカル表現797が示されている。要素701は、図7Aにおけるものと同じであり、道路701のグラフィカル表現である。要素732a、732b、732c、736a、736b、740a、740bは、それぞれ車両システム732a、732b、732c、736a、736b、740a、740bのグラフィカル表現である。
要素730、734、738、742は、車両グループ730、734、738、742のグラフィカル表現である。車両システム732a、736a、740aは、それぞれ車両グループ730、734、738に関するリーダー車両システム732a、736a、740aである。要素731、735、739は、それぞれリーダー車両システム732a、736a、740aによって選択される合流方向のグラフィカル表現である。
図示される実施形態では、車両グループ730、734は、車両グループ730、734に関するリーダー車両システム732a、736aが、合致された合流方向731、735をそれぞれ選択するので、合流して1つの大きな車両グループ742に成す。
図7Cを参照すると、一実施形態に従って車両システムのグループが1ステップで形成される車両ネットワークを例示するグラフィカル表現798が示されている。要素701は、図7Aで見られるものと同じであり、道路701のグラフィカル表現である。要素748、750、754は、車両グループ748、750、754のグラフィカル表現である。要素752、756は、それぞれ車両グループ750、754に関するリーダー車両システム752、756のグラフィカル表現である。
要素760は、リーダー車両システム752、756間の距離760のグラフィカル表現である。距離760が伝送距離よりも大きい場合、車両グループ750、754は合流しない。例えば、伝送距離は、50メートル〜数百メートル、例えば100メートルである。
次に図7Dを参照すると、一実施形態に従って初期グループが形成される車両ネットワークを例示するグラフィカル表現799が示される。要素701は、図7Aで見られるものと同じであり、道路701のグラフィカル表現である。要素780は、道路701の走行方向のグラフィカル表現である。
要素772、774、776は、車両グループ772、774、776のグラフィカル表現である。要素770は、初期車両グループ770のグラフィカル表現である。初期車両グループ770は、車両システム772、774、776を含む。車両システム772は、道路701の最も左側の車線にあるので、初期車両グループ770に関するリーダー車両システム772である。
性能評価
車両システムのグループを構成するためのシステムおよび方法の性能を理論的に評価する。サイズ「n」のグループを形成するための並列ステップの平均数は、log5/4n以下である。最終グループの平均長さは、伝送距離よりも大きい。平均グループサイズは、自動車密度と伝送距離との積よりも大きい。
図8は、一実施形態による、自動車密度と、グループサイズと、グループ形成時間との関係を例示する表800を示す。表800は、自動車密度802と、グループサイズ80
4と、グループ形成時間806とを含む。自動車密度802は、道路の1メートルにおける車両システム103の数を示す。グループサイズ804は、1つの車両グループ内の車両システム103の数を示す。グループ形成時間806は、グループ形成プロセス中にかかる時間経過を示す。グループ形成プロセスは、グローバルクロックに従って始まり、全ての車両システム103が他の車両システムとの合流を止めたときに終了する。
<シミュレーション結果>
図9A〜図9Cは、一実施形態による、3つの方式を使用した、開始点から様々な距離でのシミュレーション結果を例示する図表である。3つの方式は、以下のものである。集約なし(例えば、あらゆる車両システム103が、最も近いRSUに個別に報告する);初期グループ形成のみ(例えば、初期グループのみが形成され、各初期グループに関するリーダー車両システム103が、初期グループにわたる集約された車両速度を最も近いRSUに報告する);および最終グループの形成(例えば、グループ形成プロセスが終了し、各グループに関するリーダー車両システム103が、グループにわたる集約された車両速度を最も近いRSUに報告する)。開始点からの距離は、250メートル、500メートル、750メートル、および1000メートルである。各距離に、RSUが存在する。シミュレーションは、ハイウェイ全長、関連する自動車の数、ハイウェイの車線の数、および自動車密度を含むパラメータに依存する。ハイウェイの全長は、1025メートルである。関連する車の数は、107である。ハイウェイの車線の数は、3である。自動車密度は、ハイウェイに沿って1メートル当たり0.105台である。
図9Aを参照すると、3つの方式を使用した、開始点から様々な距離での報告された平均自動車速度を例示する図表900が示されている。図表900は、開始点からの距離(メートル)を表すx軸902と、報告された自動車速度(キロメートル/時)を表すy軸とを含む。図表900は、開始点から様々な距離で、3つの方式を使用して報告された平均自動車速度の比較を表示する。1000メートルの距離で、3つの方式を使用して報告された平均自動車速度の間に明らかな差がある。これは、最終グループを形成する方式を使用して報告された平均自動車速度の不正確さによるものではなく、1000メートル地点でのRSUの直前で交通渋滞があるからである。集約なしの方式の使用はRSU付近での速度しか報告しないので、集約なしの方式を使用して報告された自動車速度は、より低い。しかし、最終グループを形成する方式を使用するときには、グループサイズが増大する際に交通渋滞以前の速度が覚えられており、したがって、最終グループを形成する方式を使用して報告される自動車速度は、より高い。その結果、最終グループを形成する方式を使用して報告される平均自動車速度は、他の2つの方式よりも正確である。
図9Bを参照すると、3つの方式を使用した、開始点から様々な距離にあるインフラストラクチャへのアクセスの数を例示する図表950が示されている。図表950は、開始点からの距離(メートル)を表すx軸952と、インフラストラクチャへのアクセスの数を表すy軸954とを含む。図表950は、全ての場合に、最終グループを形成する方式を使用したインフラストラクチャ(例えばRSU)へのアクセスの数が、集約なしの方式を使用したものよりもはるかに小さいことを示す。したがって、グループ形成方法は、特に集約なしの方式に比べてワイヤレス使用量を劇的に減少させるので、インフラストラクチャへのアクセスの数の面で利点を有することが明らかである。
次に図9Cを参照すると、3つの方式を使用した、開始点から様々な距離でのグループサイズを例示する図表980が示されている。図表980は、開始点からの距離(メートル)を表すx軸982と、報告時のグループサイズを表すy軸984とを含む。性能評価によれば、伝送距離が100メートルであり、自動車密度が1メートル当たり0.105台であると仮定すると、理論上の最終グループサイズは、10.5台である。図表980は、750メートルの距離でのグループサイズの結果以外は、理論上の最終グループサイ
ズに整合性のある結果を示す。理論上のグループサイズは、自動車密度に少なくとも一部基づく。自動車密度は、ハイウェイにわたって平均化される。しかし、500メートル〜750メートルの距離の間では、ハイウェイ上の車両の数はより疎であり、750メートル〜1000メートルの距離の間では、ハイウェイ上の車両の数はより密である。したがって、750メートルの距離で、グループサイズは、10.5台よりも小さく、1000メートルの距離で、グループサイズは、10.5台よりも大きい。
実施形態の上記の説明は、例示および説明の目的で提示されている。上記の説明は、排他的なもの、または開示される厳密な形態に本明細書を限定するものとは意図されない。多くの修正形態および変形形態が、上記の教示に鑑みて可能である。実施形態の範囲は、この詳細な説明によっては限定されず、本出願の特許請求の範囲によって限定されることが意図される。当業者には理解されるように、いくつかの例は、本発明の精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化されることもある。同様に、モジュール、ルーチン、特徴、属性、方法、および他の態様の特定の名称および区分は、必須でも重要でもなく、その説明または特徴を実施するメカニズムが、異なる名前、区分、および/またはフォーマットを有することもある。さらに、当業者には明らかなように、本明細書のモジュール、ルーチン、特徴、属性、方法、および他の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれら3つの任意の組合せとして実装することができる。また、本明細書の構成要素(その一例はモジュールである)がソフトウェアとして実装される場合には、構成要素は、スタンドアローンプログラムとして、より大きなプログラムの一部として、複数の個別のプログラムとして、統計的または動的にリンクされたライブラリとして、カーネルローダブルモジュールとして、デバイスドライバとして、および/またはコンピュータプログラミングの当業者に現在または将来知られているあらゆる任意の他の様式で実装することができる。さらに、本明細書は、任意の特定のプログラミング言語での実装、または任意の特定のオペレーティングシステムもしくは環境のための実装には決して限定されない。したがって、本開示は、本明細書の範囲の例示であり限定ではないものと意図され、本明細書の範囲は、添付の特許請求の範囲に記載される。

Claims (21)

  1. 第1のリーダー車両システムを含む第1のグループを形成するためのコンピュータ実装方法であって、
    伝送距離内にある第2のグループ内の第2のリーダー車両システムを識別するステップと、
    第1の合流方向を選択するステップと、
    前記第2のリーダー車両システムによって選択される第2の合流方向を受信するステップと、
    前記第1の合流方向が前記第2の合流方向と合致するかどうか決定するステップと、
    前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するという決定に少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約することによって、前記第2のリーダー車両システムと合流して、前記第1のリーダー車両システムを含む前記第1のグループを形成するステップと、
    を含む方法。
  2. 前記第1の合流方向と前記第2の合流方向とが、1組の2つの要素から選択される、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のリーダー車両システムが、前記第1のリーダー車両システムを含む前記第1のグループを形成するために前記第2のリーダー車両システムと合流する前に、前記第2のグループに隣接する第3のグループ内に存在する、
    請求項1に記載の方法。
  4. 1つまたは複数のビーコンメッセージを受信するステップと、
    前記1つまたは複数のビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムの位置を決定するステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するかどうか決定するステップが、さらに、
    前記第2のリーダー車両システムの前記位置に少なくとも一部基づいて、前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に向かい合っているかどうか決定するステップを含む、
    請求項4に記載の方法。
  6. 前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するという前記決定に少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約するステップが、さらに、
    前記第2のリーダー車両システムからプローブ車両データを受信するステップと、
    前記第2のリーダー車両システムからの前記受信されたプローブ車両データに少なくとも一部基づいて、既存のプローブ車両データを更新するステップと、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  7. 最大距離内で外側車線にある第3のリーダー車両システムからプローブ車両データを受信するステップと、
    前記最大距離内で前記外側車線にある前記第3のリーダー車両システムからの前記受信されたプローブ車両データに少なくとも一部基づいて、既存のプローブ車両データを更新するステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  8. 第1のリーダー車両システムを含む第1のグループを形成するための第1のリーダー車両システムであって、前記第1のリーダー車両システムが、
    伝送距離内の第2のリーダー車両システムを識別するためのリクエストモジュールであって、前記第2のリーダー車両システムが第2のグループ内にあり、前記リクエストモジュールが、第1の合流方向を選択し、前記第2のリーダー車両システムによって選択される第2の合流方向を受信する、リクエストモジュールと、
    前記リクエストモジュールに通信可能に結合された決定モジュールであって、前記第1の合流方向が前記第2の合流方向と合致するかどうか決定する、決定モジュールと、
    前記決定モジュールに通信可能に結合された集約モジュールであって、前記集約モジュールが、前記第1の合流方向が前記第2の合流方向と合致するという決定に少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約し、それにより、前記第1のリーダー車両システムが、前記第1のグループを形成するために前記第2のリーダー車両システムと合流する、集約モジュールと、
    を備える、第1のリーダー車両システム。
  9. 前記第1の合流方向と前記第2の合流方向とが、1組の2つの要素から選択される、
    請求項8に記載の第1のリーダー車両システム。
  10. 前記第1のリーダー車両システムが、前記第1のグループを形成するために前記第2のリーダー車両システムと合流する前に、前記第2のグループに隣接する第3のグループ内に存在する、
    請求項8に記載の第1のリーダー車両システム。
  11. 前記リクエストモジュールに通信可能に結合された通信モジュールをさらに備え、
    前記通信モジュールが、1つまたは複数のビーコンメッセージを受信するように構成され、
    前記リクエストモジュールが、前記通信モジュールから前記1つまたは複数のビーコンメッセージを受信し、前記1つまたは複数のビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムの位置を決定するように構成される、
    請求項8に記載の第1のリーダー車両システム。
  12. 前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するかどうか決定することが、さらに、
    前記第2のリーダー車両システムの前記位置に少なくとも一部基づいて、前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に向かい合っているかどうか決定すること、
    を含む、請求項11に記載の第1のリーダー車両システム。
  13. 前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するという決定に少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約することが、さらに、
    前記第2のリーダー車両システムからプローブ車両データを受信すること、および
    前記第2のリーダー車両システムからの前記受信されたプローブ車両データに少なくとも一部基づいて、既存のプローブ車両データを更新すること、
    を含む請求項8に記載の第1のリーダー車両システム。
  14. 前記集約モジュールに通信可能に結合された初期化モジュールをさらに備え、
    前記初期化モジュールが、最大距離内で外側車線にある第3のリーダー車両システムからプローブ車両データを受信するように構成され、
    前記集約モジュールがさらに、前記最大距離内で前記外側車線にある前記第3のリーダー車両システムからの前記受信されたプローブ車両データに少なくとも一部基づいて、既
    存のプローブ車両データを更新するように構成される、
    請求項8に記載の第1のリーダー車両システム。
  15. 命令を符号化する非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラムプロダクトであって、前記命令が、コンピュータデバイスによる実行に応答して、
    伝送距離内にある第2のリーダー車両システムを識別することであって、前記第2のリーダー車両システムが第2のグループ内にあること、
    第1の合流方向を選択すること、
    前記第2のリーダー車両システムによって選択される第2の合流方向を受信すること、
    前記第1の合流方向が前記第2の合流方向と合致するかどうか決定すること、および
    前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するという決定に少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約することによって、前記第2のリーダー車両システムと合流して、前記第1のリーダー車両システムを含む前記第1のグループを形成すること
    を含む操作を前記コンピュータデバイスに行わせるコンピュータプログラムプロダクト。
  16. 前記第1の合流方向と前記第2の合流方向とが、1組の2つの要素から選択される、
    請求項15に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
  17. 前記第1のリーダー車両システムが、前記第1のリーダー車両システムを含む前記第1のグループを形成するために前記第2のリーダー車両システムと合流する前に、前記第2のグループに隣接する第3のグループ内に存在する、
    請求項15に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
  18. 前記コンピュータ可読媒体に符号化された命令が、実行されるときに、さらに、
    1つまたは複数のビーコンメッセージを受信すること、および
    前記1つまたは複数のビーコンメッセージに少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムの位置を決定すること
    を含む操作を前記コンピュータデバイスに行わせる、
    請求項15に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
  19. 前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するかどうか決定することが、さらに、
    前記第2のリーダー車両システムの前記位置に少なくとも一部基づいて、前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に向かい合っているかどうか決定すること、
    を含む、請求項18に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
  20. 前記第1の合流方向が前記第2の合流方向に合致するという前記決定に少なくとも一部基づいて、前記第2のリーダー車両システムからのプローブ車両データを集約することが、さらに、
    前記第2のリーダー車両システムからプローブ車両データを受信すること、
    前記第2のリーダー車両システムからの前記受信されたプローブ車両データに少なくとも一部基づいて、既存のプローブ車両データを更新すること、
    を含む、請求項15に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
  21. 前記コンピュータ可読媒体に符号化された命令が、実行されるときに、さらに、
    最大距離内で外側車線にある第3のリーダー車両システムからプローブ車両データを受信すること、および
    前記最大距離内で前記右側車線にある前記第3のリーダー車両システムからの前記受信
    されたプローブ車両データに少なくとも一部基づいて、既存のプローブ車両データを更新すること、
    を含む操作を前記コンピュータデバイスに行わせる、請求項11に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
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