JP2019530871A - 交通信号情報を用いた自律走行車の走行時間及びユーザ体験の最適化 - Google Patents

Abstract

交通信号状態に基づいて走行時間を最適化するための方法、装置及び非一時的なコンピュータ可読媒体が記載される。開示された技術は、経路データに基づいて、車両位置と車両の目的地との間の経路に対応する複数の距離を決定することが可能である車両を含む。経路データは、車両位置及び目的地を含む既定のエリアの地図を含み得る。車両は、経路上の対応する交通信号機に関する交通信号状態を含む交通信号データを受信し得る。車両は、距離及び交通信号状態に基づいて、経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定し得る。車両は、最短移動時間を有するように決定されている経路に基づいて車両位置と目的地との間の最適経路を決定し得る。

Description

本願は、交通信号情報を使用することにより自律走行車の走行時間を最適化するための方法、装置及び非一時的なコンピュータ可読媒体を含む車両動作に関する。

道路網を通じた車両の安全で効率的な移動は、交通の流れを制御する信号機等の機構を利用する。交差点の一方の軸に沿って交通の移動を周期的に停止して、他方の軸に沿って交通の移動を交互に停止することにより、交通信号機等の交通制御機構は交通流量の均衡を取ろうとする。このようにして、異なる方向からの車両が、長時間にわたり一方向の交通の流れを停止させることなく安全に交差点を通過することができる。

しかしながら、交通の流れが全ての方向において等しく均衡が取られていないか、又は交通の流れが非常に軽いために、交通信号機により引き起こされる交通流量の停止が不必要に交通の流れを妨げることが多い。そのため、特定の状況下で、交通流量が、過剰な又は過度に柔軟性に欠ける交通制御によって悪影響を受けることがある。

本明細書には、交通信号情報を使用して走行時間及びユーザ体験を最適化するための態様、特徴、要素、実装及び実装が開示される。

開示された実装の１つの態様は、走行時間を最適化するための方法である。走行時間を最適化するための方法は、プロセッサによって、経路データに基づいて、車両位置と目的地との間の複数の経路に対応する複数の距離を決定するステップを含み、前記経路データは前記車両位置及び前記目的地を含む既定のエリアの地図を含む。前記方法は、前記プロセッサによって、前記複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信するステップをさらに含む。前記方法は、前記プロセッサによって、前記複数の距離及び前記複数の交通信号状態に基づいて、前記複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定するステップを含む。前記方法は、前記プロセッサによって、前記複数の移動時間の最小又は最短の移動時間に対応する前記複数の経路の中の経路に基づいて、前記車両位置と前記目的地との間の最適経路を決定するステップを含む。

本開示の実装の態様は、非一時的なメモリとプロセッサとを備える走行時間最適化装置を含み、前記プロセッサは、前記非一時的なメモリに記憶されている命令を実行して、経路データに基づいて、車両位置と目的地との間の複数の経路に対応する複数の距離を決定するように構成され、前記経路データは前記車両位置及び前記目的地を含む既定のエリアの地図を含む。前記走行時間最適化装置は、前記非一時的なメモリに記憶されている命令を実行して、前記複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信すること、前記複数の距離及び前記複数の交通信号状態に基づいて、前記複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定すること、及び前記複数の移動時間の最小又は最短の移動時間に対応する前記複数の経路の中の前記経路に基づいて、前記車両位置と前記目的地との間の最適経路を決定することをさらに行う。

本開示の実装の態様は、１つ以上のプロセッサによって実行可能なプログラム命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であり、前記プログラム命令は、実行されると、前記１つ以上のプロセッサに、複数の動作を行わせる。前記複数の動作は、経路データに基づいて、車両位置と目的地との間の複数の経路に対応する複数の距離を決定することを含み、前記経路データは、前記車両位置及び前記目的地を含む既定のエリアの地図を含む。前記複数の動作は、前記複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信することを含む。前記複数の動作は、前記複数の距離及び前記複数の交通信号状態に基づいて、前記複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定することをさらに含む。前記複数の動作は、前記複数の移動時間の最小又は最短の移動時間に対応する前記複数の経路の中の前記経路に基づいて、前記車両位置と前記目的地との間の最適経路を決定することも含む。

本開示のこうした特徴及びその他の特徴は、以下の実施形態の詳細な説明、添付の請求項及び添付の図面に開示されている。

本開示の技術は、添付の図面と併せて読むと、以下の詳細な説明から最良に理解される。慣行により、図面の様々な特徴は正確な縮尺ではないことが強調される。対照的に、様々な特徴の寸法は、明確のため任意に拡大又は縮小されている。

本明細書に開示の態様、特徴及び要素が実装され得る車両の一部の例示の図面である。 本明細書に開示の態様、特徴及び要素が実装され得る車両交通及び通信システムの一部の例示の図面である。 本明細書の教示による交通信号情報に基づいて最適走行時間システムのフローチャートである。 本開示による車両交通ネットワークの一部の中の最適走行時間システムを利用する車両を示す上面図である。 本開示による車両交通ネットワークの一部の中で交通信号機が左折信号状態にある交差点における車両を示す図面である。 本開示による車両交通ネットワークの一部の中で交通信号機が非赤交通信号状態にある交差点における車両を示す図面である。 本開示による車両交通ネットワークの一部の中で交差点における一組の交通信号機とネゴシエーションするための交通信号データを利用する２台の車両を示す図面である。 本開示による車両交通ネットワークの一部の中で車両の待ち行列がある交差点を横断するために交通信号データを利用する車両を示す図面である。

交通ネットワークは、所定のエリアを車両交通に指定することにより、及び交通信号機等の交通制御機構の使用を通じてこうしたエリアをさらに制御することにより、車両及び非車両交通の流れを制御する。交通信号機は、交差する交通が交差点を通る先行権を有することを確実にするために一方向の交通の流れを交互に停止することにより交通の流れを制御する。理想的には、車両の待機時間が最小化され、車両は効率的に交差点を通過することができる。しかしながら、交通信号機のタイミングは、集中管理される場所から確立されることが多く、車両交通の干満は不必要な待機をもたらすことがある。

そのため、交通信号機における待機時間を最小化するための改善されたやり方が求められている。最適には、交通信号機のタイミングは、交差点を通る交通流量の平衡の変化に適応するように調節され得る。このようにして、車両は、より効率的に、他の車両をほとんど妨げずに、目的地に到達することができる。

本明細書で使用される場合、「運転者」又は「操縦者」という用語は、同じ意味で使用されてもよい。本明細書で使用される場合、「ブレーキ」又は「減速」という用語は、同じ意味で使用されてもよい。本明細書で使用される場合、「コンピュータ」又は「コンピュータデバイス」という用語は、本明細書で開示の任意の方法を実行することができる任意のユニット又はユニットの組み合わせ、又はその任意の部分若しくは複数の部分を含む。

本明細書で使用される場合、「プロセッサ」という用語は、１つ以上の専用プロセッサ、１つ以上のデジタル信号プロセッサ、１つ以上のマイクロプロセッサ、１つ以上のコントローラ、１つ以上のマイクロコントローラ、１つ以上のアプリケーションプロセッサ、１つ以上の特定用途向け集積回路、１つ以上の特定用途向け汎用集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒｏｄｕｃｔ）、１つ以上のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、任意の他のタイプ又は組み合わせの集積回路、１つ以上の状態機械、又はこれらの任意の組み合わせ等の１つ以上のプロセッサを示す。

本明細書で使用される場合、「メモリ」という用語は、任意のプロセッサによって使用され得る又はそれと関連している任意の信号又は情報を有形に保持、記憶、通信、又は搬送することができる任意のコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体又はデバイスを示す。例えば、メモリは、１つ以上の読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、１つ以上のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、１つ以上のレジスタ、低電力ＤＤＲ（ＬＰＤＤＲ）メモリ、１つ以上のキャッシュメモリ、１つ以上の半導体メモリデバイス、１つ以上の磁気媒体、１つ以上の光学媒体、１つ以上の磁気光学媒体、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。

本明細書で使用される場合、「命令」という用語は、本明細書に開示の任意の方法を実行するための指示又は表現、又はその任意の部分又は複数の部分を含んでもよく、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの任意の組み合わせで実現されてもよい。例えば、命令は、本明細書に記載の各方法、アルゴリズム、態様又はこれらの組み合わせのいずれかを行うためにプロセッサによって実行され得るメモリに記憶されたコンピュータプログラム等の情報として実装されてもよい。いくつかの実装では、命令又はその一部は、本明細書に記載の任意の方法、アルゴリズム、態様又はその組み合わせを行うための専用ハードウェアを含み得る専用プロセッサ又は回路として実装されてもよい。いくつかの実装では、命令の部分は、直接的に又はローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット又はこれらの組み合わせ等のネットワークを介して通信し得る複数のデバイス又は単一のデバイス上の複数のプロセッサに分散されてもよい。

本明細書で使用される場合、「例示」、「実施形態」、「実装」、「態様」、「特徴」又は「要素」という用語は、用例、例示又は実例としての役割を果たすことを示している。明示されない限り、任意の例示、実施形態、実装、態様、特徴又は要素が、互いの例示、実施形態、実装、態様、特徴又は要素から独立しており、任意の他の例示、実施形態、実装、態様、特徴又は要素と組み合わせて使用されてもよい。

本明細書で使用される場合、「決定」及び「識別」又はこれらの任意の変形の用語は、図示の及び本明細書に記載の１つ以上のデバイスを使用する如何なるやり方で選択、確認、計算、検索、受信、決定、確立、取得、又は他のやり方で識別又は決定することを含んでいる。

本明細書で使用される場合、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく包含的な「又は」を意味することが意図されている。すなわち、他に特に定めがない限り、又は文脈から明確であれば、「ＸがＡ又はＢを含む」は、任意の当然の包含的な並べ替えを示すことが意図されている。ＸがＡを含む、ＸがＢを含む、又はＸがＡ及びＢの両方を含む場合、「ＸがＡ又はＢを含む」は、上記の例示のいずれかによって満たされる。さらに、本願及び添付の請求項の中で使用される“ａ”及び“ａｎ”という冠詞は、一般に、単数形を指していることが文脈から明確であるか又は他に特段の定めがない限り、「１つ以上の」を意味すると解釈されるべきである。

さらに、説明の簡潔のため、本明細書の図面及び説明は一連のステップ又は段階又はシーケンスを含み得るが、本明細書に開示の方法の要素は、様々な順番で又は同時に起こってもよい。さらに、本明細書に開示の方法の要素は、本明細書に明示的に提示及び開示されていない他の要素と共に起こってもよい。さらに、本明細書に記載の方法の全ての要素が、本開示による方法を実装することを要求されるとは限らない。態様、特徴及び要素は特定の組み合わせで本明細書に記載されているが、各態様、特徴又は要素は、他の態様、特徴及び要素と共に又はそれら無しで独立して又は様々な組み合わせで使用されてもよい。

図１は、本明細書に開示の態様、特徴及び要素が実装され得る車両１０００の一例の図面である。車両１０００は、シャーシ１１００、パワートレイン１２００、コントローラ１３００、車輪１４００／１４１０／１４２０／１４３０、又は車両の任意の他の要素又は要素の組み合わせを含む。簡潔のため車両１０００は４つの車輪１４００を含むように示されているが、プロペラ又はトレッド等の１つ又は複数の任意の他の推進デバイスが使用されてもよい。図１において、パワートレイン１２００、コントローラ１３００及び車輪１４００等の要素を相互接続する線は、データ又は制御信号等の情報、電力又はトルク等の力、又は情報及び電力の両方が各要素間で伝達され得ることを示している。例えば、コントローラ１３００は、パワートレイン１２００から電力を受信して、パワートレイン１２００、車輪１４００／１４１０／１４２０／１４３０、又は両方と通信して、車両１０００を制御してもよい。これは、車両１０００を加速、減速、操縦又は他のやり方で制御することを含み得る。

パワートレイン１２００は、電源１２１０、トランスミッション１２２０、ステアリング装置１２３０、車両アクチュエータ１２４０、又はサスペンション、駆動シャフト、アクセル若しくは排気システム等のパワートレインの任意の他の要素又は要素の組み合わせを含む。別々に示されているが、車輪１４００は、パワートレイン１２００に含まれてもよい。

電源１２１０は、電気エネルギ、熱エネルギ又は運動エネルギ等のエネルギを提供するように動作する任意のデバイス又はデバイスの組み合わせであってもよい。例えば、電源１２１０は、内燃エンジン、電気モータ又は内燃エンジン及び電気モータの組み合わせ等のエンジンを含み、車輪１２１０の１つ以上に原動力としての運動エネルギを提供するように動作する。いくつかの実施形態では、電源１２１０は、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）等の１つ以上の乾電池、太陽電池、燃料電池、又はエネルギを提供することが可能な任意の他のデバイス等のポテンシャルエネルギ装置を含む。

トランスミッション１２２０は、電源１２１０から運動エネルギ等のエネルギを受信して、原動力を提供するために車輪１４００にエネルギを送る。トランスミッション１２２０は、コントローラ１３００、車両アクチュエータ１２４０又は両方によって制御されてもよい。ステアリング装置１２３０は、コントローラ１３００、車両アクチュエータ１２４０又は両方によって制御され、車両を操縦するために車輪１４００を制御する。車両アクチュエータ１２４０は、コントローラ１３００から信号を受信してもよく、車両１０００を動作させるために電源１２１０、トランスミッション１２２０、ステアリング装置１２３０又はこれらの任意の組み合わせを作動又は制御してもよい。

いくつかの実施形態では、コントローラ１３００は、位置決め装置１３１０、電子通信装置１３２０、プロセッサ１３３０、メモリ１３４０、ユーザインターフェイス１３５０、センサ１３６０、電子通信インターフェイス１３７０又はこれらの任意の組み合わせを含む。単一の装置として示されているが、コントローラ１３００の任意の１つ以上の要素が任意の数の分離した物理装置に組み込まれてもよい。例えば、ユーザインターフェイス１３５０及びプロセッサ１３３０は、第１の物理装置に組み込まれてもよく、メモリ１３４０は、第２の物理装置に組み込まれてもよい。図１には示されていないが、コントローラ１３００は、バッテリなどの電源１２１０を含んでもよい。別個の要素として示されているが、位置決め装置１３１０、電子通信装置１３２０、プロセッサ１３３０、メモリ１３４０、ユーザインターフェイス１３５０、センサ１３６０、電子通信インターフェイス１３７０、又はこれらの任意の組み合わせは、１つ以上の電子装置、回路又はチップに組み込まれ得る。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１３３０は、光プロセッサ、量子プロセッサ、分子プロセッサ又はこれらの組み合わせを含む現存する又は今後開発される信号又は他の情報を操作又は処理することが可能な任意のデバイス又はデバイスの組み合わせを含む。例えば、プロセッサ１３３０は、１つ以上の専用プロセッサ、１つ以上のデジタル信号プロセッサ、１つ以上のマイクロプロセッサ、１つ以上のコントローラ、１つ以上のマイクロコントローラ、１つ以上の集積回路、１つ以上の特定用途向け集積回路、１つ以上のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、１つ以上のプログラマブル・ロジック・アレイ、１つ以上のプログラマブル・ロジック・コントローラ、１つ以上の状態機械、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。プロセッサ１３３０は、位置決め装置１３１０、メモリ１３４０、電子通信インターフェイス１３７０、電子通信装置１３２０、ユーザインターフェイス１３５０、センサ１３６０、パワートレイン１２００、又はこれらの任意の組み合わせと動作可能に結合されてもよい。例えば、プロセッサは、通信バス１３８０を介してメモリ１３４０と動作可能に結合されてもよい。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１３３０は、赤交通信号状態、青交通信号状態又は黄交通信号状態等の非赤交通信号状態、又は路上の車両がそれぞれ左折又は右折し得ることを示す左折信号状態若しくは右折信号状態を含む交通信号状態を示すために使用される交通信号機等の、交通信号機の状態、タイミング、持続時間、又は周期性を予測するために使用され得る予測アルゴリズムに関する命令を含む命令を実行するように構成されてもよい。予測アルゴリズムは、車両１０００に記憶される又は交通管理センタ又はクラウド型サーバコンピュータデバイスを含むサーバコンピュータデバイス等の外部ソースから受信され得る交通信号データを使用してもよい。

メモリ１３４０は、プロセッサ１３３０によって使用される又はそれと接続される、機械可読命令又はそれに関連付けられる任意の情報を、例えば、保持、記憶、伝達又は搬送することが可能な任意の有形の非一時的コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体を含んでもよい。メモリ１３４０は、例えば、１つ以上の半導体ドライブ、１つ以上のメモリカード、１つ以上のリムーバブル媒体、１つ以上の読み取り専用メモリ、１つ以上のランダムアクセスメモリ、ハードディスク、フロッピーディスク、光学ディスクを含む１つ以上のディスク、磁気若しくは光学カード、又は電子情報を記憶するのに適した任意のタイプの非一時的な媒体、又はこれらの任意の組み合わせである。

電子通信インターフェイス１３７０は、図示のような無線アンテナ、有線通信ポート、光学通信ポート、又は有線若しくは無線電子通信媒体１５００とインターフェイス接続することが可能な任意の他の有線若しくは無線装置であってもよい。

電子通信装置１３２０は、電子通信インターフェイス１３７０等を介して、有線又は無線電子通信媒体１５００を介して信号を送信又は受信するように構成されてもよい。図１に明示されていないが、電子通信装置１３２０は、無線周波数（ＲＦ）、紫外線（ＵＶ）、可視光、光ファイバ、有線回線、又はこれらの組み合わせ等の任意の有線又は無線通信媒体を介して送信、受信又は両方を行うように構成される。図１は、単一の電子通信装置１３２０及び単一の電子通信インターフェイス１３７０を示しているが、任意の数の通信装置及び任意の数の通信インターフェイスが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、電子通信装置１３２０は、狭域通信（ＤＳＲＣ）装置、無線安全装置（ＷＳＵ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ（ＷｉＦｉ−Ｐ）、又はこれらの組み合わせを含み得る。

位置決め装置１３１０は、車両１０００の経度、緯度、高度、進行方向又は速さ等の地理情報を決定してもよい。例えば、位置決め装置は、広域補強システム（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＷＡＡＳ）対応米国海洋電子機器協会（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ；ＮＭＥＡ）装置、無線三角測量装置、又はこれらの組み合わせ等の全地球測位システム（ＧＰＳ）装置を含む。位置決め装置１３１０は、例えば、車両１０００の現在の向き、２次元又は３次元での車両１０００の現在地、車両１０００の現在の角度方向、又はこれらの組み合わせを表す情報を取得するために使用され得る。

ユーザインターフェイス１３５０は、仮想又は物理キーパッド、タッチパッド、ディスプレイ、タッチディスプレイ、スピーカ、マイクロホン、ビデオカメラ、センサ、プリンタ、又はこれらの任意の組み合わせ等、人物とインターフェイスすることが可能な任意の装置を含んでもよい。ユーザインターフェイス１３５０は、図示のようにプロセッサ１３３０と、又はコントローラ１３００の任意の他の要素と動作可能に結合されてもよい。単一の装置として示されているが、ユーザインターフェイス１３５０は、１つ以上の物理装置を含み得る。例えば、ユーザインターフェイス１３５０は、人物との音声通信を行うための音声インターフェイス、及び人物との視覚及びタッチに基づく通信を行うためのタッチディスプレイを含む。

センサ１３６０は、車両を制御するために使用され得る情報を提供するように動作し得るセンサの配列等の１つ以上のセンサを含んでもよい。センサ１３６０は、車両の現在の動作特徴に関する情報を提供することができる。センサ１３６０は、例えば、速度センサ、加速度センサ、ステアリング角センサ、トラクション関連センサ、ブレーキ関連センサ、又は車両１０００の現在の動的状況の何らかの態様に関する情報を報告するように動作可能な任意のセンサ若しくはセンサの組み合わせを含む。

いくつかの実施形態では、センサ１３６０は、車両１０００の周囲の物理環境に関する情報を取得するように動作可能なセンサを含んでもよい。例えば、１つ以上のセンサが、道路形状、及び固定障害物、車両及び歩行者等の障害物を検出する。いくつかの実施形態では、センサ１３６０は、既知の又は後に開発される、１つ以上のビデオカメラ、レーザ感知システム、赤外線感知システム、音響感知システム、又は任意の他の適切なタイプの車載環境感知デバイス、又はデバイスの組み合わせであるか又はこれらを含み得る。いくつかの実施形態では、センサ１３６０及び位置決め装置１３１０が結合される。

別に示されてはいないが、いくつかの実施形態では、車両１０００は、軌道コントローラを含んでもよい。例えば、コントローラ１３００は、軌道コントローラを含んでもよい。軌道コントローラは、車両１０００の現在の状態及び車両１０００に対して計画された経路を記述する情報を取得し、この情報に基づいて、車両１０００に対する軌道を決定及び最適化するように動作可能であってもよい。いくつかの実施形態では、軌道コントローラは、車両１０００が軌道コントローラによって決定される軌道に従うように、車両１０００を制御するように動作可能な信号を出力する。例えば、軌道コントローラの出力は、パワートレイン１２００、車輪１４００又は両方に供給され得る最適化された軌道であり得る。いくつかの実施形態では、最適化された軌道は、一組のステアリング角等の制御入力であってもよく、各ステアリング角は１つの時点又は位置に対応する。いくつかの実施形態では、最適化された軌道は、１つ以上の経路、線、曲線、又はこれらの組み合わせであり得る。

１つ以上の車輪１４００は、ステアリング装置１２３０の制御下でステアリング角に枢動される操縦された車輪、トランスミッション１２２０の制御下で車両１０００を推進するためのトルクを与えられる推進された車輪、又は車両１０００を操縦及び推進する操縦及び推進された車輪であってもよい。

車両は、エンクロージャ、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオ装置、近距離無線通信（ＮＦＣ）モジュール、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイ装置、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ装置、スピーカ、又はこれらの任意の組み合わせ等の図１に示されていない装置又は要素を含んでもよい。

図２は、本明細書に開示の態様、特徴及び要素が実装され得る車両交通及び通信システム２０００の一部の例示の図面である。車両交通及び通信システム２０００は、図１に示された車両１０００等の車両２１００、及び交通信号機２１１０等の１つ以上の交通信号機を含む。車両２１００は、交通ネットワーク２２００の１つ以上の部分を介して移動してもよく、１つ以上の電子通信ネットワーク２３００を介して交通信号機２１１０と通信してもよい。図２には明示されていないが、車両は、オフロードエリア等の交通ネットワークに明示的に又は完全には含まれていないエリアを横断してもよい。いくつかの実施形態では、交通ネットワーク２２００は、誘導ループセンサ等の１つ以上の車両検出センサ２２０２を含んでもよく、これは交通ネットワーク２２００において車両の移動を検出するために使用されてもよい。

電子通信ネットワーク２３００は、車両２１００、交通信号機２１１０及び交通管理センタ２４００の間の音声通信、データ通信、映像通信、メッセージング通信、又はこれらの組み合わせ等の通信を提供する多重アクセスシステムであってもよい。例えば、車両２１００又は交通信号機２１１０は、電子通信ネットワーク２３００を介して交通管理センタ２４００から交通ネットワーク２２００を表す情報等の情報を受信してもよい。

いくつかの実施形態では、交通管理センタ２４００は、交通信号機２１１０等の交通信号機における信号のタイミング又は状態を調整する。交通管理センタ２４００は、車両２１００等の車両が交通信号機２１１０等の交通信号機の既定の半径内のエリア等の既定のエリアを通り越して進むことを禁止されていることを示すために、赤交通信号期間の間に交通信号機の状態を赤交通信号状態に周期的に変更すること、車両２１００等の車両が交通信号機２１１０等の交通信号機を通り越して進むことが許可されていることを示すために、赤交通信号期間が開始する前の既定の期間の間に交通信号機の状態を非赤交通信号状態（青交通信号状態又は黄交通信号状態等）に周期的に変更することを含む、交通信号機の状態、タイミング、持続時間又は頻度を変化させてもよい。

いくつかの実施形態では、交通管理センタ２４００は、無線通信リンク２３８０又は有線通信リンク２３９０を介して、車両２１００、交通信号機２１１０又はサーバコンピュータデバイス２５００等の車両又はコンピュータデバイスと交通信号データを交換（送信又は受信）してもよい。

いくつかの実施形態では、交通信号機２１１０等の交通信号機は、赤交通信号状態及び非赤交通信号状態の状態、タイミング、持続時間又は周期性が事前プログラミング又はプリセットされるプリセット交通管理コントローラ、又は交通信号機を赤交通信号状態若しくは非赤交通信号状態にいつ変化させるかを決定するために誘導ループ検出器等の道路センサからのデータ及び最大非赤交通信号状態時間等のプリセット交通信号パラメータの組み合わせが使用され得る適応コントローラを含む、１つ以上の交通管理コントローラを含む。

いくつかの実施形態では、サーバコンピュータデバイス２５００は、電子通信ネットワーク２３００を介して、交通信号データを車両２１００、交通信号機２１１０又は交通管理センタ２４００を含む１つ以上の車両又はコンピュータデバイスと交換（送信又は受信）し得る１つ以上のサーバコンピュータデバイスを含んでもよい。さらに、サーバコンピュータデバイス２５００は、赤交通信号状態、青交通信号状態又は黄交通信号状態等の非赤交通信号状態、又は路上の車両がそれぞれ左折又は右折し得ることを示す左折信号状態若しくは右折信号状態を含む交通信号状態を示すために使用される交通信号機等の、交通信号機の状態、タイミング、持続時間、又は周期性を予測するために使用され得る１つ以上の予測アルゴリズムを動作させてもよい。

いくつかの実施形態では、車両２１００又は交通信号機２１１０は、有線通信リンク（図示せず）、無線通信リンク２３１０／２３２０／２３７０、又は任意の数の有線若しくは無線通信リンクの組み合わせを介して通信してもよい。例えば、図示のように、車両２１００又は交通信号機２１１０は、陸上無線通信リンク２３１０を介して、非陸上無線通信リンク２３２０を介して、又はこれらの組み合わせを介して通信する。いくつかの実装では、陸上無線通信リンク２３１０は、イーサネット（登録商標）リンク、シリアルリンク、ブルートゥース（登録商標）リンク、赤外線（ＩＲ）リンク、紫外線（ＵＶ）リンク、又は電子通信を提供可能な任意のリンクを含む。

車両２１００又は交通信号機２１１０は、別の車両２１００又は交通信号機２１１０と通信してもよい。例えば、ホスト又は対象の車両２１００が、直接通信リンク２３７０を介して又は電子通信ネットワーク２３００を介して、交通信号機２１１０から基本安全メッセージ（ｂａｓｉｃ ｓａｆｅｔｙ ｍｅｓｓａｇｅ；ＢＳＭ）等の１つ以上の自動車両間メッセージを受信してもよい。例えば、交通信号機２１１０は、３００メートル等の既定のブロードキャスト範囲内のホスト車両にメッセージをブロードキャストしてもよい。いくつかの実施形態では、車両２１００は、信号リピータ（図示せず）又は別の遠隔車両（図示せず）等のサードパーティを介してメッセージを受信する。いくつかの実施形態では、車両２１００又は交通信号機２１１０は、１００ミリ秒等の既定の間隔に基づいて周期的に１つ以上の自動車両間メッセージを送信する。

自動車両間メッセージは、車両識別情報、経度、緯度若しくは高度情報等の地理空間状態情報、地理空間位置精度情報、車両加速度情報、ヨーレート情報、速度情報、車両方位情報、ブレーキシステム状態情報、スロットル情報、ハンドル角度情報若しくは車両ルート情報等の運動状態情報、又は送信車両状態に関連する車両サイズ情報、ヘッドライト状態情報、方向指示器情報、ワイパー状態情報、トランスミッション情報若しくは任意の他の情報若しくは情報の組み合わせ等の車両動作状態情報を含んでもよい。例えば、トランスミッション状態情報は、送信車両のトランスミッションがニュートラル状態、パーキング状態、前進状態又は後退状態にあるかどうかを示す。

いくつかの実施形態では、車両２１００は、アクセスポイント２３３０を介して電子通信ネットワーク２３００と通信する。コンピュータデバイスを含み得るアクセスポイント２３３０は、無線又は有線通信リンク２３１０／２３４０を介して、車両２１００と、電子通信ネットワーク２３００と、交通管理センタ２４００と、又はこれらの組み合わせと通信するように構成されてもよい。例えば、アクセスポイント２３３０は、基地局、ＢＴＳ（ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ−Ｂ、ｅＮｏｄｅ−Ｂ（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ＨＮｏｄｅ−Ｂ（Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ−Ｂ）、無線ルータ、有線ルータ、ハブ、リレー、スイッチ、又は任意の類似の有線若しくは無線デバイスである。単一の装置として示されているが、アクセスポイントは、任意の数の相互接続要素を含み得る。

車両２１００は、衛星２３５０又は他の非陸上通信デバイスを介して電子通信ネットワーク２３００と通信してもよい。コンピュータデバイスを含み得る衛星２３５０は、１つ以上の通信リンク２３２０／２３６０を介して、車両２１００と、電子通信ネットワーク２３００と、交通管理センタ２４００と、又はこれらの組み合わせと通信するように構成されてもよい。単一の装置として示されているが、衛星は、任意の数の相互接続要素を含み得る。

電子通信ネットワーク２３００は、音声、データ、又は任意の他のタイプの電子通信装置を提供するように構成される任意のタイプのネットワークであってもよい。例えば、電子通信ネットワーク２３００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）、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、モバイル若しくはセルラ電話ネットワーク、インターネット、又は任意の他の電子通信システムを含む。電子通信ネットワーク２３００は、トランスミッション・コントロール・プロトコル（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＴＣＰ）、ユーザ・データグラム・プロトコル（ｕｓｅｒ ｄａｔａｇｒａｍ ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＵＤＰ）、インターネット・プロトコル（ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＩＰ）、リアルタイム・トランスポート・プロトコル（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＲＴＰ）、ハイパー・テキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）、又はこれらの組み合わせ等の通信プロトコルを使用してもよい。単一の装置として示されているが、電子通信ネットワークは、任意の数の相互接続要素を含み得る。

いくつかの実施形態では、車両２１００は、電子通信ネットワーク２３００、アクセスポイント２３３０又は衛星２３５０を介して、交通管理センタ２４００と通信する。交通管理センタ２４００は、車両２１００等の車両、交通信号機２１２０等の交通信号機、又はサーバコンピュータデバイス２５００等のコンピュータデバイスからの交通信号データを交換（送信又は受信）することができる１つ以上のコンピュータデバイスを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、車両２１００は、交通ネットワーク２２００の一部又は状態を識別する。例えば、車両は、速度センサ、車輪速度センサ、カメラ、ジャイロスコープ、光学センサ、レーザセンサ、レーダセンサ、音響センサ、又は交通ネットワーク２２００の一部若しくは状態を決定若しくは識別することが可能な任意の他のセンサ若しくはデバイス又はこれらの組み合わせを含む図１に示されたセンサ１３６０等の１つ以上の車載センサ２１０２を含んでもよい。

車両２１００は、交通ネットワーク２２００を表す情報、１つ以上の車載センサ２１０２、又はこれらの組み合わせ等の電子通信ネットワーク２３００を介して伝達される情報を使用して、交通ネットワーク２２００の１つ以上の部分を横断してもよい。交通信号機２１１０は、車両２１００に関して先に記載された通信及びアクションの全て又は一部の能力を有してもよい。

簡潔のため、図２は、ホスト車両として車両２１００、交通信号機２１１０、交通ネットワーク２２００、電子通信ネットワーク２３００、及び交通管理センタ２４００を示している。しかしながら、任意の数の車両、ネットワーク又はコンピュータデバイスが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、車両交通及び通信システム２０００は、図２に示されていないデバイス、装置又は要素を含む。車両２１００又は交通信号機２１１０は単一の装置として示されているが、車両は、任意の数の相互接続要素を含み得る。

電子通信ネットワーク２３００を介して交通管理センタ２４００と通信する車両２１００が示されているが、車両２１００（及び交通信号機２１１０）は、任意の数の直接又は間接通信リンクを介して交通管理センタ２４００と通信してもよい。例えば、車両２１００又は交通信号機２１１０は、ブルートゥース（登録商標）通信リンク等の直接通信リンクを介して交通管理センタ２４００と通信してもよい。

簡潔のため、図２は１つの交通ネットワーク２２００及び１つの電子通信ネットワーク２３００を示しているが、任意の数のネットワーク又は通信デバイスが使用されてもよい。いくつかの実装では、車両交通及び通信システム２０００は、図２に示されていないデバイス、装置又は要素を含んでもよい。車両２１００及び交通信号機２１１０は単一の装置として示されているが、車両２１００又は交通信号機２１１０は、任意の数の相互接続要素を含んでもよい。

本明細書に開示の技術の実装に関連して記載される任意の方法、処理又はアルゴリズムのステップ又は動作は、ハードウェア、回路又はこれらの任意の組み合わせによって実行されるハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアにおいて実装されてもよい。説明を容易にするために、方法３０００は、一連の動作として描写されかつ記載されている。しかしながら、本開示によるステップは、様々な順番で又は同時に起こってもよい。さらに、本開示による動作は、本明細書に提示及び記載されていない他の動作と共に起こってもよい。

図３は、本明細書に開示された教示による交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法３０００のフローチャートである。いくつかの実装では、交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法は、図１に示された車両１０００又は図２に示された車両２１００等の車両において実装されてもよい。いくつかの実装では、交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法は、図１に示されたコントローラ１３００等のコンピュータデバイス又はコンピュータ装置において実装されてもよい。１つの実装では、交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法の一部又は全ての態様が、本明細書に記載の一部又は全ての特徴を結合したシステムにおいて実装されてもよい。

方法３０００はステップ３０１０で開始し、ここで車両１０００等の車両が、車両位置と車両１０００の目的地との間の複数の経路に対応する複数の距離を決定する。

１つの実装では、車両１０００による距離の決定は、別のオブジェクトに対するオブジェクトの位置を示す地図データ等の経路データに基づいている。一例として、経路データは、地理座標、道路等の経路に沿った異なる地理座標間の距離、既定の地理エリアに関する交通規制データ、及び既定のエリア内の地理的位置における図２に示された交通信号機２１１０等の交通信号機の位置を含む。この例では、経路データは、車両１０００の位置及び目的地を含む既定のエリアの地図を含む。

１つの実装では、経路データは、複数の経路において車両の外部の１つ以上のオブジェクトの状態に基づく経路状態データをさらに含む。状態データは、複数の経路に沿った１つ以上の交通信号機の状態を含んでもよい。例えば、経路状態データは、１つ以上の交通信号機が動作不能又は機能不全であるかどうかを含む、複数の経路に沿った１つ以上の交通信号機の状態の指示を含んでもよい。

１つの実装では、経路状態データは、例えば、センサ１３６０等の車両１０００におけるセンサ又は交通信号機におけるセンサによってキャプチャされ得る交通信号機の周囲の既定のエリア内の外部オブジェクトの状態の指示をさらに含む。一例として、交通信号機におけるカメラが、カメラによって観察可能な外部環境の状態の指示を提供する静止画像又はビデオ映像をキャプチャしてもよい。このようにして、経路状態データは、車両の待ち行列の発生、又は車両停止データ、建設活動データ、車線閉鎖データ、路面状態データ、歩行者活動データ若しくは交通信号機タイミングデータを含む交通信号機の周囲の既定のエリア内の他の状態を示してもよい。

ステップ３０２０において、車両１０００は、複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信してもよい。１つの実装では、交通信号データは、車両１０００におけるコントローラ１３００によって行われ得る予測アルゴリズムによって使用されるために車両１０００に記憶され、交通管理センタ２４００等の交通管理センタから受信され、又はサーバコンピュータデバイス２５００等のサーバコンピュータデバイスから受信されてもよい。１つの実装では、複数の交通信号状態は、交通信号状態のタイミングの指示だけでなく、交通信号データが送信されたときの交通信号機の状態の指示を含む。

一例として、交通信号灯は、赤交通信号期間が過ぎて赤交通信号状態が既定期間の間停止されるまで、車両１０００等の車両が交通信号機を超えて進むことが許可されないことを示すために交通信号機が赤交通信号状態にあるという指示を送信してもよい。

１つの実装では、複数の赤交通信号状態は、車両１０００が複数の交通信号機の１つの既定の距離内にあるときに、赤交通信号期間が過ぎるまで車両１０００が停止するように要求されることの指示を提供してもよい。一例として、交通信号機は、車両１０００等の車両が交通信号機を超えて進むことが許可されないことを示すための２０秒の赤交通信号期間、並びに赤交通信号状態が停止されていること及び車両１０００等の車両が交通信号機を超えて進むことが許可されていることを示すための２０秒の非赤交通信号期間を含む交通信号周期を有してもよい。一例として、２０秒の非赤交通信号期間は、赤交通信号状態が停止から解除されると、赤交通信号期間の直後の１５秒の青交通信号期間、及び青交通信号期間の直後であって赤交通信号期間の直前の５秒の黄交通信号期間を含んでもよい。

１つの実装では、交通信号データは、過去の既定期間の間の交通信号状態の指示を含む過去交通信号データ及び将来の既定期間の間の交通信号状態の指示を含む将来交通信号データを含んでもよい。過去交通信号データ又は将来交通信号データは、車両１０００のメモリ１３４０等のローカルに記憶され、又は交通管理センタ２４００又はサーバコンピュータデバイス２５００等の交通データソースから受信されてもよい。

過去交通信号データは、交通信号機が動作可能又は機能不全を起こしていたかどうか等の過去の交通信号機に関する動作状態、休暇期間、週末又は交通渋滞の期間等の既定期間の間の過去の交通信号タイミングを含んでもよい。将来交通信号データは、メンテナンス又は交換等のための交通信号機の計画ダウン時間、休暇期間、週末又は交通渋滞の期間等の交通信号機の将来のタイミングを含んでもよい。将来交通信号データは、車両１０００が交通信号機に接近又は到着するときの交通信号機の周囲の既定のエリア、及び交通信号機の状態をより正確に判断するために使用されてもよい。

ステップ３０３０において、車両１０００は、複数の経路に対する複数の交通行列遅延時間を決定する。複数の交通行列遅延時間は、複数の交通信号機の既定の距離内のオブジェクトの数又は複数の交通信号機の既定の距離内のオブジェクトの速度に基づく。一例として、図１に示されたセンサ１３６０等の車両１０００内のセンサ又は交通信号機からの経路状態データが、既定の距離内にある、車両又は歩行者等のオブジェクトの数及び速度の指示を提供してもよい。

このようにして、交通信号機が赤交通信号状態から非赤交通信号状態に変化することを車両が待機しながら複数の車両が待ち行列に並んでいる場合、車両１０００は、交通信号状態が変化して赤交通信号状態に戻る前に車両１０００が進む能力に車両の待ち行列がどのように影響を与えるかを決定してもよい。

１つの実装では、車両１０００は、既定の交通行列遅延閾値よりも小さい交通行列遅延時間を有する複数の交通信号機に対応する複数の経路を含むように複数の経路の既定の部分を縮減し又は取り除く。このようにして、車両１０００は、複数の経路に対する移動時間を決定する計算負荷を軽減し得る。

ステップ３０４０において、車両１０００は、複数の距離及び複数の交通信号状態に基づいて複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定する。１つの実装では、車両１０００は、複数の経路の各々に対して移動時間を推定する。経路に対する移動時間は、経路データ、経路状態データ、交通信号データ、各経路に沿った目的地と車両位置との間の距離、車両が経路に沿って移動するときの交通信号状態の変化、及び車両速度を含む移動時間要因に基づく。

１つの実装では、複数の移動時間は、１分、５秒等の推定期間、又は１：０５．１０ ｐ．ｍ．等の推定到着時間を含む様々なやり方で表現されてもよい。

ステップ３０５０において、車両１０００は、複数の経路に対する複数の曲がり時間差を決定する。１つの実装では、複数の曲がり時間差は、複数の経路の直線部分を移動している車両１０００の推定速度と交差点等の複数の経路のうち１つで曲がったときの車両１０００の推定速度との間の差、曲がる前の車両１０００の減速のために目的地までの移動時間に追加される追加時間の推定、及び曲がる前の車両１０００の速度を達するために車両１０００が加速することにより移動時間に追加される追加時間の推定を含む曲がり時間差要因に基づく。

１つの実装では、車両１０００は、複数の経路の直線部分を移動する車両１０００の実際速度、及び車両１０００が経路の湾曲部で曲がるときの車両１０００の実際速度を記憶する。複数の経路の各々に対して、車両１０００は、経路の直線部分及び経路の湾曲部分における車両の記憶された実際速度に基づいて曲がり時間差を決定又は計算することができる。

ステップ３０６０において、車両１０００は、複数の曲がり時間差に基づいて複数の移動時間を修正する。１つの実装では、複数の移動時間を修正することは、対応する複数の経路に曲がり時間差を追加することを含む。

一例として、車両位置と目的地との間の経路が、交差点がなくかつ交通信号機が介在しない直線経路である場合、曲がり時間差は低い値となるであろう。別の例として、車両位置と目的地との間の経路がそれぞれ左折、右折及び左折が行われる３つの交差点を有する場合、曲がり時間差は、３回曲がるために各交差点で速度を遅くするように車両１０００によって費やされる追加時間を含むであろう。１つの実装では、曲がり時間差は、曲がり時間差を増減し得る重み付け係数によって重み付けされてもよい。

ステップ３０７０において、車両１０００は、複数の移動時間の最小又は最短の移動時間に対応する複数の経路の中の経路に基づいて、車両位置と目的地との間の最適化された経路を決定する。このようにして、車両１０００は、車両位置と目的地との間の移動時間を最小化する。

ステップ３０８０において、車両１０００は、車両１０００の速度、及び最適化された経路における複数の交通信号機の中の最寄りのものと車両１０００との間の距離を含むインターセプト係数に基づいてインターセプト期間を決定する。１つの実装では、インターセプト期間は、最適化された経路における複数の交通信号機の中の１つ又は通信ネットワークを介して交通信号データを送信し得るサーバコンピュータデバイス２５００又は交通管理センタ２４００等の交通信号データソースから車両１０００によって受信される又は車両１０００のメモリ１３４０等のメモリに局所的に記憶され得る交通信号データに基づいて、最適化された経路における複数の交通信号機の中の最寄りのものに車両が到着する推定時間量を含む。

１つの実装では、車両１０００は、図１に示されたセンサ１３６０等のセンサからのセンサデータに基づいて車両１０００の速度を決定し、これは車両１０００の現在の速度を示してもよい。１つの実装では、インターセプト係数は、経路データ、経路状態データ又は交通信号データをさらに含む。

ステップ３０９０において、車両１０００は、インターセプト期間が経過する前に赤交通信号期間が開始するかどうか又はインターセプト期間が経過する前に赤交通信号期間が経過しないかどうかの決定を含むインターセプト条件が満たされたかどうかを決定する。１つの実装では、インターセプト条件が満たされたかどうかの決定は、残存赤交通信号期間、又は赤交通信号期間が開始する前の残存非赤交通信号期間とインターセプト期間の比較を含む。インターセプト条件が満たされると、Ｙｅｓの分岐からステップ３１００に行く。インターセプト条件が満たされなければ、Ｎｏの分岐からステップ３０８０に行く。

ステップ３１００において、車両１０００は、最適化された経路における複数の交通信号機の中の最寄りのものに関連付けられる交通信号機制御デバイスに時間修正メッセージを送信する。時間修正メッセージは、図２に示された交通管理センタ２４００等の交通管理センタ又は交通信号機に送信される時間修正データを含む。

１つの実装では、時間修正メッセージは、赤交通信号期間が開始する前の時間量を増加させる要求、赤交通信号期間が過ぎる前の時間量を減少させる要求、赤交通信号期間が開始する前の時間量を減少させる要求、赤交通信号期間が過ぎる前の時間量を増加させる要求を含む、交通信号機の状態、タイミング、期間又は持続時間を変化させる要求を含む。

１つの実装では、インターセプト期間が経過する前に赤交通信号期間が開始する又はインターセプト期間が経過する前に赤交通信号期間が経過しない等のインターセプト条件が満たされたとき、車両１０００は、インターセプト期間が経過する前に最適化された経路における複数の交通信号機の最寄りのものに到着するための車両の速度を増加させる。

１つの実装では、車両１０００は、車両１０００の速度が既定の最大速度に達すると、車両１０００の速度の増加を停止してもよい。一例として、既定の最大速度は、速度制限等の交通規制、地理的エリアにおいて許可された最大速度を決定する区間規制、又は車両１０００の電気又は機械機能に基づく既定の最大速度を含む要因に基づいてもよい。

ステップ３１１０において、車両１０００は、車両１０００によって送信された時間修正メッセージに対する肯定的応答が交通信号機から受信されたかどうかを決定する。１つの実装では、交通信号は、図１に示されたトランシーバ又は電子通信装置１３２０等の通信装置によって受信されてもよい。交通信号機から時間修正メッセージに対する肯定的応答を受信すると、Ｙｅｓの分岐からステップ３１２０に行く。交通信号機から時間修正メッセージに対する肯定的応答を受信しない場合又は否定的応答を受信すると、Ｎｏの分岐からステップ３０１０に行く。

１つの実装では、交通信号機からの応答が既定の応答期間内に受信されない場合、車両１０００は、時間修正メッセージを既定の回数だけ交通信号機に再送することができる。時間修正メッセージを既定の回数だけ交通信号機に送信した後で車両１０００が時間修正メッセージに対する応答を受信しないことに応じて、車両１０００は、交通信号機からの応答が来ないことを決定してもよく、Ｎｏの分岐からステップ３０１０に行く。

ステップ３１２０において、修正時間量を含む時間修正メッセージに対する応答を受信すると、車両１０００は、時間修正メッセージに対する応答に示された修正時間量に基づいて複数の移動時間を修正する。１つの実装では、時間修正メッセージに対する応答における修正時間量は、赤交通信号期間が開始する前の時間の増加又は赤交通信号期間が経過する前の時間の減少を示す。一例では、修正時間量は、秒又は分等の期間として、又は１時間、１１分、及び４８．５０秒から１時間、１１分、及び５２．５０秒（４秒の期間）等の特定の期間として表現されてもよく、この間に時間の延長が行われる。複数の移動時間を修正した後で、方法３０００は、ステップ３０４０で終了し又は継続してもよい。１つの実装では、時間修正メッセージに対する応答は、交通信号状態のタイミングに対して変化が行われていないことを示してもよい。

図４は、図１に示された車両１０００又は図２に示された車両２１００等の車両４２００、経路区間４２１０、経路区間４２２０、経路区間４２３０、経路区間４２４０、経路区間４２５０及び経路区間４２６０を含む環境４０００において交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法の一例を示す図面である。例示のように、車両４２００は、経路区間４２１０及び経路区間４２３０の交差点において開始位置を有する。車両４２００は、車両経路基準を満たす（経路区間４２１０と経路区間４２３０との間の交差点における）車両位置と目的地４２７０との間の３つの経路を含む目的地４２７０への１つより多くの経路が存在することを決定する。

１つの実装では、車両４２００は、２つの場所間の任意の数の経路を決定することができ、経路が複数回横断されないこと、経路が経路距離閾値を超えないこと、経路が移動時間閾値を超えないこと、及び経路が既定の地理的エリア内にあることを含む車両経路基準に基づいて、決定される経路数を抑制してもよい。

この例示では、車両４２００は、車両開始位置から目的地４２７０までの３つの経路が、経路区間４２１０を介して交通信号機４３１０へ、経路区間４２２０を介して交通信号機４３２０へ、そして経路区間４３３０を介して目的地４２７０に至る経路１と、経路区間４２１０を介して交通信号機４３１０へ、経路区間４２５０を介して交通信号機４３４０へ、そして経路区間４３３０を介して目的地４２７０に至る経路２と、経路区間４２３０を介して交通信号機４３５０へ、経路区間４２４０を介して交通信号機４３６０へ、経路区間４２６０を介して交通信号機４３４０へ、そして経路区間４３３０を介して目的地４２７０に至る経路３とであることを決定する。

車両４２００は、経路１、経路２及び経路３の距離と（経路１が最短経路である）、交通信号機４３１０、交通信号機４３２０、交通信号機４３５０、交通信号機４３６０及び交通信号機４３４０の状態と（経路２が最短合計赤交通信号期間を有する）、曲がり差と（経路３が最小曲がり回数を有し、車両４２００が曲がることによる最小時間を付加する）、交通信号機４３１０と交通信号機４３２０が最低量の車両及び歩行者の混雑を有することを示す経路状態データとを含む移動時間要因に基づいて、経路１、経路２及び経路３に関する移動時間を決定する。移動時間要因に基づいて、車両４２００は、経路３が最短移動時間を有する経路であると決定して、経路３を最善の又は最適化された経路として選択する。

図５は、交差点５１００を含む環境５０００において交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法の一例を示す図面である。図示のように、車両５２００は、図１に示された車両１０００の特徴又は図２に示された車両２１００の特徴を含んでもよい。この例示では、車両５２００は、経路５２１０を移動中であり、交通信号機５３００から受信した交通信号データに基づいて、赤交通信号期間が開始するまで左折交通信号状態５３１０があと５秒だけ活性化していることを交通信号状態が示すことを決定する。車両５２００は、時速６０キロメートルの車両速度に基づいて、車両５２００が交差点５１００に到着するまでの時間が１０秒であることを決定する。そのため、車両５２００は、赤交通信号期間が開始する前に車両５２００が交差点に到着しないことを決定する。

交通信号データは、交通信号機５３００の赤交通信号期間が２０秒の持続時間を有することを示し、これは経路５３２０の代わりに経路５２１０を介して目的地に到着するために車両５２００が費やす追加時間の１５秒を超えることを車両５２００が決定する。従って、車両５２００は、赤交通信号状態期間の開始に対して７秒の遅延を要求するための時間修正メッセージを送信し、これは赤交通信号状態が開始する前に車両５２００が交差点を通過することを可能にするであろう。

この例示では、交通信号機５３００を介して送信された時間修正メッセージに対する応答は、交通信号状態が追加の７秒の間青の左折信号状態のままにならないこと（赤交通信号状態の開始が始まる前の追加時間の要求が拒絶されたこと）、及び交通信号状態が左折交通信号状態の直後の６秒の期間だけ青交通信号状態に変化することを示す。従って、赤交通信号期間が経過すること及び交通信号機５３００が青の左折交通信号状態５３１０に戻ることを車両５２００が待つ場合よりも少ない時間で、車両５２００が目的地に到着することを可能にする代替経路である経路５２１０に沿って車両５２００は進む。

図６は、交差点６１００を含む環境６０００において交通信号機に基づいて走行時間最適化するための方法の一例を示す図面である。１つの例示として、車両６２００は、交通信号機６３００を介して交通信号データを受信する。交通信号データは、交通信号機６３００が非赤（青）交通信号状態６３１０にあること及び赤交通信号期間が５秒で開始することを示す。車両６２００は、車両６２００が２秒で交通信号機に到着すること、及び車両６２００が交差点６１００で左折を行うために２秒かかることを決定する。従って、車両６２００は、経路６３３０を進むことが経路６３２０に沿って進むよりも目的地までに少ない又は短い移動時間をもたらすことを決定する。この例示では、車両６２００は、左折を行って経路６３３０を進む。

図７は、交差点７１００と目的地への最短移動時間をもたらす経路７２１０を進んでいる車両７２００とを含む環境７０００において交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法の一例を示す図面である。代替経路７２２０が目的地への２番目の最短移動時間を有する経路として車両７２００に利用可能である。車両７２００が交差点７１００に接近すると、車両７２００は、車両７２００が５秒で交差点７１００に到着することを決定する。

車両７２００は、交通信号機７２３０に交通状態要求メッセージを送信し、それに応答して、交通信号機７２３０は、交通信号機が赤交通信号状態にあること及び赤交通信号期間が１０秒で経過することを示す交通信号データを送信する。車両７２００が交差点７１００に到着した５秒後で赤交通信号期間を経過するので、車両７２００は、交通信号機７２３０に時間修正メッセージを送信する。車両７２００によって送信された時間修正メッセージは、交差点７１００において停止することなく車両７２００が経路７２１０で交差点７１００を真っ直ぐ通過することができるように、交通信号機７２３０における赤交通信号期間を５秒だけ減らすための要求を含む。

車両７２００が交差点７１００に接近しているのと同時に、車両７３００が、経路７３１０で交差点７１００に接近し、車両７３００が１２秒で交差点７１００に到着することを決定する。車両７３００は、交通信号機７３３０に交通状態要求メッセージを送信する。

交通信号機７３３０が赤交通信号状態にあるときに、交通信号機７２３０は赤交通信号状態ではなく、交通信号機７３３０が赤交通信号状態ではないときに、交通信号機７２３０は赤交通信号状態であるように、交通信号機７３３０は交通信号機７２３０と連携する。

車両７３００からの交通状態要求メッセージに応答して、交通信号機７３３０は、交通信号機７３３０が赤交通信号状態ではないこと及び交通信号機７３３０に対する赤交通信号期間が１０秒で開始することを示す交通信号データを送信する。車両７３００が交差点７１００に到着する２秒前に赤交通信号期間が開始することを車両７３００が決定するので、車両７３００は、交通信号機７３３０に時間修正メッセージを送信する。車両７３００によって送信された時間修正メッセージは、交差点７１００において停止することなく車両７３００が経路７３１０で交差点７１００を真っ直ぐ通過することができるように、赤交通信号状態の前の時間を５秒だけ増やすための要求を含む。

この例では、交通信号機７２３０及び交通信号機７３３０は、車両７２００から送信された時間修正メッセージ及び車両７３００から送信された時間修正メッセージに対する応答を含む交通信号データを送信する。交通信号データは、車両７３００によって送信された交通修正メッセージにおける（交通信号機７３３０における赤交通信号状態の前の時間を５秒だけ増やすための）要求が許可されることを示し、車両７３００は、経路７２１０で交差点７１００を通り抜ける。

１つの実装では、車両７２００及び車両７３００は、交通信号機に対する車両の近接性、車両の速度、及び既定期間内の許可された時間修正要求の数を含むネゴシエーション要因に基づいて、時間修正メッセージにおける時間修正の持続時間をネゴシエーションしてもよい。

図８は、環境８０００において交通信号機に基づいて走行時間を最適化するための方法の一例を示す図面である。車両８２００におけるセンサ（図１に示されたセンサ１３６０等）からのセンサデータ又は交通信号機８２１０から送信された交通信号データに基づいて、車両８２００は、車両８３１０、車両８３２０及び車両８３３０を含む待ち行列ができており、それによって経路８３４０における車両８２００の通行が妨げられていることを決定する。この例示では、待ち行列は、経路８３４０と交差する経路８４３０の方向に車両８４１０及び車両８４２０の通行を許可するために形成されている。

（待ち行列の前方における）車両８３３０の速度に基づいて、車両８２００は、車両８２００が交通信号機８２１０から８秒であること及び待ち行列が３０秒の待ち行列時間遅延を生じることを決定する。さらに、予測アルゴリズムによって決定された又は交通信号機８２１０から車両８２００によって受信された交通信号データは、交通信号機８２１０が非赤交通信号状態８４４０にあること及び赤交通信号期間が１０秒で始まることを示す。車両８２００は、経路８４５０を進むことが経路８３４０に進むよりも目的地までに少ない又は短い移動時間をもたらすことを決定する。従って、車両８２００は経路８４５０を進む。

本開示の技術は、車両が交通信号情報を使用することにより交通ネットワークを効率的に横断することができるという利点を提供する。本開示の技術は、交通信号情報をより効率的に受信して交通信号機のタイミングを修正するための要求を送信することにより、交通交差点における待ち時間を減らしかつ交通のスループットを増加させることができる。さらに、本開示の技術は、車両が減速、停止及び加速する回数を減らし、それによって車両のブレーキシステム、エンジン及び構造的コンポーネントの摩耗及び破断を減らすことにより車両の性能を改善し得る。

本開示の技術は所定の実施形態との関連で記載されているが、本開示の技術は、開示された実施形態に限定されず、それどころか添付の請求項の範囲内に含まれる様々な修正及び均等は構成をも含むことが意図されており、その範囲は法の下に認められる全てのこのような修正及び均等な構成を包含するように最も広い解釈に一致させられることが理解されるべきである。

Claims (20)

1. 走行時間を最適化するための方法であって、
   プロセッサによって、経路データに基づいて、車両位置と目的地との間の車両のための複数の経路に対応する複数の距離を決定するステップであって、前記経路データは、前記車両位置及び前記目的地を含む既定のエリアの地図を含むステップと、
   前記プロセッサによって、前記複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信するステップと、
   前記プロセッサによって、前記複数の距離及び前記複数の交通信号状態に基づいて、前記複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定するステップと、
   前記プロセッサによって、前記複数の移動時間の中の最短移動時間に対応する前記複数の経路の中の経路に基づいて、前記車両位置と前記目的地との間の最適経路を決定するステップと
   を含む、方法。
2. 前記複数の交通信号状態は、赤交通信号期間が経過していないことを示す複数の赤交通信号状態を含み、前記複数の赤交通信号状態は、前記車両が前記複数の交通信号機の中の対応する交通信号機の既定の距離内にあるときに、前記赤交通信号期間が経過するまで前記車両が停止するように要求されることを示す、請求項１に記載の方法。
3. 前記プロセッサによって、前記複数の経路に対して、前記複数の交通信号機の既定の距離内のオブジェクトの数又は前記複数の交通信号機の前記既定の距離内の前記オブジェクトの速度に基づいて複数の交通行列遅延時間を決定するステップであって、前記複数の経路の前記既定の部分は、既定の交通行列遅延閾値よりも少ない交通行列遅延時間を有する前記複数の交通信号機に対応する前記複数の経路を含むステップ
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記プロセッサによって、前記車両の速度及び前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の最も近い交通信号機への距離に基づいてインターセプト期間を決定するステップであって、前記インターセプト期間は、前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の前記最も近い交通信号機に前記車両が到着するまでの時間量であるステップと、
   前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が開始すること又は前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が経過しないことに応じて、前記プロセッサによって、前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の最も近い交通信号機に関連付けられる交通信号機制御デバイスに時間修正メッセージを送信するステップであって、前記時間修正メッセージは、前記赤交通信号期間が開始する前の前記時間量を増加する要求又は前記赤交通信号期間が経過する前の前記時間量を減少する要求を含むステップと
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 修正時間量を含む前記時間修正メッセージへの応答を受信することに応じて、前記プロセッサによって、前記時間修正メッセージへの前記応答に示されている前記修正時間量に基づいて前記複数の移動時間を修正するステップであって、前記時間修正メッセージへの前記応答における前記修正時間量は、前記赤交通信号期間が開始する前の前記時間量の増加又は前記赤交通信号期間が経過する前の前記時間量の減少を示すステップ
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が開始すること又は前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が経過しないことに応じて、前記プロセッサによって、前記インターセプト期間が経過する前に前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の前記最も近い交通信号機に到着するための前記車両の速度を増加するステップであって、前記車両の速度の増加は、前記車両の速度が既定の最大速度に達すると停止されるステップ
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記経路データは、前記複数の経路における前記車両の外部の１つ以上のオブジェクトの状態に基づく経路状態データをさらに含み、前記複数の移動時間は前記経路状態データにさらに基づく、請求項１に記載の方法。
8. 前記経路状態データは、車両停止データ、建設活動データ、車線閉鎖データ、路面状態データ、歩行者活動データ又は交通信号機タイミングデータをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記プロセッサによって、前記複数の経路に対する複数の曲がり時間差を決定するステップであって、前記複数の曲がり時間差は、前記複数の経路の直線部分を移動する前記車両の速度と前記複数の経路の交差点において曲がるときの前記車両の速度との間の差に基づくステップと、
   前記プロセッサによって、前記複数の曲がり時間差に基づいて前記複数の移動時間を修正するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 非一時的なメモリと、
    前記非一時的なメモリに記憶されている命令を実行するように構成されるプロセッサと
    を備える走行時間最適化装置であって、
    前記命令は、
    経路データに基づいて、車両位置と目的地との間の車両のための複数の経路に対応する複数の距離を決定することであって、前記経路データは、前記車両位置及び前記目的地を含む既定のエリアの地図を含むこと、
    前記複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信すること、
    前記複数の距離及び前記複数の交通信号状態に基づいて、前記複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定すること、及び
    前記複数の移動時間の中の最短移動時間に対応する前記複数の経路の中の経路に基づいて、前記車両位置と前記目的地との間の最適経路を決定すること
    を行うための命令である、走行時間最適化装置。
11. 前記複数の交通信号状態は、赤交通信号期間が経過していないことを示す赤交通信号状態を含み、前記赤交通信号状態は、前記車両が前記赤交通信号状態である前記複数の交通信号機の中の１つの交通信号機の既定の距離内にあるときに、前記赤交通信号期間が経過するまで前記車両が停止するように要求されることを示す、請求項１０に記載の装置。
12. 前記プロセッサは、
    前記複数の経路に対して、前記複数の交通信号機の既定の距離内のオブジェクトの数又は前記複数の交通信号機の前記既定の距離内の前記オブジェクトの速度に基づいて複数の交通行列遅延時間を決定することであって、前記複数の経路の前記既定の部分は、既定の交通行列遅延閾値よりも少ない交通行列遅延時間を有する前記複数の交通信号機に対応する前記複数の経路を含むこと
    を行うために、前記メモリに記憶されている命令を実行するようにさらに構成される、請求項１１に記載の装置。
13. 前記プロセッサは、
    前記車両の速度及び前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の最も近い交通信号機への距離に基づいてインターセプト期間を決定することであって、前記インターセプト期間は、前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の前記最も近い交通信号機に前記車両が到着するまでの時間量であること、及び
    前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が開始すること又は前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が経過しないことに応じて、前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の最も近い交通信号機に関連付けられる交通信号機制御デバイスに時間修正メッセージを送信することであって、前記時間修正メッセージは、前記赤交通信号期間が開始する前の前記時間量を増加する要求又は前記赤交通信号期間が経過する前の前記時間量を減少する要求を含むこと
    を行うために、前記メモリに記憶されている命令を実行するようにさらに構成される、請求項１１に記載の装置。
14. 前記プロセッサは、
    修正時間量を含む前記時間修正メッセージへの応答を受信することに応じて、前記時間修正メッセージへの前記応答に示されている前記修正時間量に基づいて前記複数の移動時間を修正することであって、前記時間修正メッセージへの前記応答における前記修正時間量は、前記赤交通信号期間が開始する前の前記時間量の増加又は前記赤交通信号期間が経過する前の前記時間量の減少を示すこと
    を行うために、前記メモリに記憶されている命令を実行するようにさらに構成される、請求項１３に記載の装置。
15. 前記プロセッサは、
    前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が開始すること又は前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が経過しないことに応じて、前記インターセプト期間が経過する前に前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の前記最も近い交通信号機に到着するための前記車両の速度を増加することであって、前記車両の速度の増加は、前記車両の速度が既定の最大速度に達すると停止されること
    を行うために、前記メモリに記憶されている命令を実行するようにさらに構成される、請求項１３に記載の装置。
16. １つ以上のプロセッサによって実行可能なプログラム命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラム命令は、実行されると、前記１つ以上のプロセッサに、
    経路データに基づいて、車両位置と目的地との間の車両のための複数の経路に対応する複数の距離を決定することであって、前記経路データは、前記車両位置及び前記目的地を含む既定のエリアの地図を含むこと、
    前記複数の経路における複数の交通信号機に関する複数の交通信号状態を含む交通信号データを受信すること、
    前記複数の距離及び前記複数の交通信号状態に基づいて、前記複数の経路の既定の部分に対応する複数の移動時間を決定すること、及び
    前記複数の移動時間の中の最短移動時間に対応する前記複数の経路の中の経路に基づいて、前記車両位置と前記目的地との間の最適経路を決定すること
    を含む動作を行わせる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
17. 前記複数の交通信号状態は、赤交通信号期間が経過していないことを示す赤交通信号状態を含み、前記赤交通信号状態は、前記車両が前記赤交通信号状態である前記複数の交通信号機の中の１つの交通信号機の既定の距離内にあるときに、前記赤交通信号期間が経過するまで前記車両が停止するように要求されることを示す、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
18. 前記複数の経路に対して、前記複数の交通信号機の既定の距離内のオブジェクトの数又は前記複数の交通信号機の前記既定の距離内の前記オブジェクトの速度に基づいて複数の交通行列遅延時間を決定することであって、前記複数の経路の前記既定の部分は、既定の交通行列遅延閾値よりも少ない交通行列遅延時間を有する前記複数の交通信号機に対応する前記複数の経路を含むこと
    をさらに含む、請求項１７に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
19. 前記車両の速度及び前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の最も近い交通信号機への距離に基づいてインターセプト期間を決定することであって、前記インターセプト期間は、前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の前記最も近い交通信号機に前記車両が到着するまでの時間量であること、及び
    前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が開始すること又は前記インターセプト期間が経過する前に前記赤交通信号期間が経過しないことに応じて、前記最適経路における前記複数の交通信号機の中の最も近い交通信号機に関連付けられる交通信号機制御デバイスに時間修正メッセージを送信することであって、前記時間修正メッセージは、前記赤交通信号期間が開始する前の前記時間量を増加する要求又は前記赤交通信号期間が経過する前の前記時間量を減少する要求を含むこと
    をさらに含む、請求項１７に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
20. 修正時間量を含む前記時間修正メッセージへの応答を受信することに応じて、前記時間修正メッセージへの前記応答に示されている前記修正時間量に基づいて前記複数の移動時間を修正することであって、前記時間修正メッセージへの前記応答における前記修正時間量は、前記赤交通信号期間が開始する前の前記時間量の増加又は前記赤交通信号期間が経過する前の前記時間量の減少を示すこと
    をさらに含む、請求項１９に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
    

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