JP2020510941A - コネクテッド自動運転車のハイウエイシステムとそれを用いた方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々なレベルのコネクテッド自動運転車及びハイウエイに適用できるシステム指向で十分制御されたコネクテッド自動運転車のハイウエイシステムを提供する。【解決手段】システムは、（１）交通制御センタ−（ＴＣＣ’ｓ）、ロ−カル交通制御ユニット（ＴＣＵｓ）の階層的な交通制御ネットワ−ク、（２）ＲＳＵ（路側ユニット）ネットワ−ク（車両センサの統合された機能と制御指示を届けるＩ２Ｖを有する）、（３）コネクテッド自動運転車に埋め込まれたＯＢＵ（センサとＶ２Ｉ通信ユニットのオンボ−ドユニット）ネットワ−ク、並びに（４）ロ−カル及びグロ−バル接続を有する無線通信とセキュリティシステム、のうちの少なくとも１つを備える。本発明のシステムでは、車両のタスクを再分配することにより、より安全で、より信頼性が高く、費用対効果の高い階層的交通制御ネット−ワ−ク及びＲＳＵネットワ−クを実現できる。【選択図】図１

Description

本特許は、アメリカの仮特許出願番号６２／５０７，４５３（２０１７年５月１７日）、アメリカ特許出願番号１５／６２８，３３１（２０１７年６月２０日）と中国特許出願番号ＣＮ ２０７１００４７８７．０（２０１７年１月１０日）の優先権を主張する。上記出願は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、コネクテッド自動運転車（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ、ＣＡＶ）のために完全な車両操作と制御を提供する包括的なシステムに関するものであり、より詳しくは、車両追尾、車線変更、経路案内、関連情報のために詳細且つ時間的制限のある制御命令を各車両に送信することによって、ＣＡＶを制御するシステムに関する。

自動運転車、つまり周辺の環境をセンシングし、人による入力操作なく、又はわずかな操作で誘導可能な車両が開発されている。現在、自動運転車はテスト段階であり、広範囲にわたる商用利用はなされていない。既存の方法は高価で複雑な車載システムを必要とし、広範囲にわたる普及は相当困難である。

本発明は、詳細かつ時間的制限のある制御命令を各車両に送信することによって、コネクテッド自動運転車や幹線道路システム（ハイウェイシステム）のための完全な車両操作と制御を可能とする包括的なシステムを提供する。本発明は、車線の一部あるいは幹線道路のすべての車線に適用される。これらの命令は、特定車両になされる。それらの命令は、最下位レベルの交通制御ユニット（ＴＣＵ）に送信される。それらの命令は、トップレベル（あるいは上位）の交通制御センタ−（ＴＣＣ）から伝達され、最適化される。その命令は、これらのＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システムは階層構造であり、異なるレベルの領域をカバ−する。

いくつかの実施形態では、システムとそれを用いた方法は、輸送管理システムまたはその利用（使用）を提供する。その利用は、コネクテッド自動運転車のために完全な車両操作（運転）や制御を提供する。また、それの利用は、少なくとも車両追尾、車線変更、経路案内、関連情報の一つ以上またはすべてのために、詳細且つ時間的制限のある制御命令を各車両に送信することで幹線道路システムを提供することである。いくつかの実施形態では、システムとそれを用いた方法は、少なくとも以下の一つを含む。
ａ）情報を処理し、交通制御指令を与える階層的な交通制御センタ−／交通制御ユニット（ＴＣＣ／ＴＣＵ）であって、上記交通制御センタ−と交通制御ユニットは、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御に集中した自動または半自動の計算モジュ−ルである階層的な交通制御センタ−／交通制御ユニット（ＴＣＣ／ＴＣＵ）。
ｂ）路側コネクテッド車両からデ−タフロ−を受け取り、交通状態を検出し、車両に目標とした指示を送信するネットワ−クの路側ユニット（ＲＳＵ）であって、上記ＲＳＵネットワ−ク路側は、デ−タセンシング、デ−タ処理、制御信号送出及び情報配信を重視し、ポイントあるいはセグメントＴＣＵは、結合し、あるいは１つのＲＳＵと統合することができるネットワ−クの路側ユニット（ＲＳＵ）、。
ｃ）異なるレベルのネットワ−ク接続と自動化程度の異なるハイブリッド車のトラフィックフロ−を含む車両サブシステム。
４）システム内のすべてのエンティティに有線または無線通信サ−ビスを提供するために使用される通信システム。

１つまたは複数のエンティティは、１つまたは複数のコンポ−ネントを管理、制御または所有（認知）することができる。エンティティは、単一の車両、個人および公共交通機関、通信プロバイダ、および第三者の管理者を含む。個々に管理されたコンポ−ネントは、１つまたは複数の他のコンポ−ネントによって通信あるいは制御するように設定あるいは制御されてもよい。例えば、自動運転車制御システムは、少なくとも以下の１つを含む。
１）階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニット（ＴＣＣｓ／ＴＣＵｓ）の通信リンクは、情報の処理および交通運行指示を与える。前記ＴＣＣｓとＴＣＵｓユニットは、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御に集中した自動または半自動の計算モジュ−ルである。
２）路側ユニットシステム（ＲＳＵ）のネットワ−クによる通信リンクは、コネクテッドカ−からデ−タフロ−を取得し、交通状況の検出を行い、車両へ目的とする指示を送信する。前記ＲＳＵシステムは、デ−タセンシング、デ−タ処理、制御信号伝達及び情報発信に集中している。ポイントまたはセグメントＴＣＵは、１つのＲＳＵと組み合わせてあるいは一体として使用することができる。車両サブシステムは、車両追尾、車線変更、経路案内、及び関連情報のための詳細且つ時間的制限のある制御命令を受信するシステムを含む。。

上記自動運転車制御システムシステムおよび方法は、一部の利用可能な道路または車道のすべての車線で適用できるように構成されてもよい。

上記自動運転車制御システムによって提供される個々の車両のために、情報は、カスタマイズされてもよい。上記情報は、天気、舗道条件、推定旅程時間の１つ以上の項目を含む。
上記情報は車両制御指示を含む。前述の車両制御指示は、速度、車間距離、車線指定および経路のうち１つ以上の項目を含む。

上記情報は、上位交通制御センタ−（ＴＣＣ）と交通制御ユニット（ＴＣＵ）から下位交通制御センタ−と交通制御ユニットへ送信されてもよい。上記情報は、以下の少なくとも１つ以上を含む。望ましい速度、望ましい車間距離、望ましい交通量、アクセスポイントでのトラフィックの分割、交通信号タイミングパラメ−タ。

上記自動運転車制御システムに含まれるハ−ドウェアは、少なくとも電源、交通センサ−、有線および無線通信モジュ−ル、デ−タ記憶装置およびデ−タベ−スのうちの１つまたは複数を含むことができる。

上記自動運転車制御システム及びそれを用いた方法は、以下の少なくとも１つから成るグル−プ（システム）から選択されたセンサ−を兼ねるように設定されてもよい。上記グル−プとは、マイクロ波システム、誘導ル−プシステム、推測型システム、ビデオカメラシステム及びレ−ザ−システムを含む。

上記自動運転車制御システム及びそれを用いた方法は、以下の少なくとも１つ以上を含んでいる階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニット（ＴＣＣｓ／ＴＣＵｓ）から構成されてもよい。
１）地域ＴＣＣからの情報を処理し、地域ＴＣＣに制御対象を提供するマクロＴＣＣ 。
２）マクロＴＣＣとコリド−（幹線）ＴＣＣからの情報を処理し、コリド−ＴＣＣに制御対象を提供する地域ＴＣＣ。
３）地域ＴＣＣとセグメントＴＣＵからの情報を処理し、セグメントＴＣＣに制御対象を提供するコリド−ＴＣＣ。
４）コリド−ＴＣＣとポイントＴＣＵからの情報を処理し、ポイントＴＣＵに制御対象を提供するセグメントＴＣＵ。
５）セグメントＴＣＵと路側ユニット（ＲＳＵ）からの情報を処理し、路側ユニット（ＲＳＵ）に車両ベ−スの制御命令を提供するポイントＴＣＵ。

上記マクロＴＣＣは、以下の機能を実現することができる。
１）地域ＴＣＣに制御対象を提供する。２）地域ＴＣＣからの関連した情報を収集する。３）情報処理と戦略オプティマイザをサポ−トするために、デ−タセンタ−に過去デ−タをア−カイブする。４） デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御信号を対象とした自動または半自動演算センタ−を提供する。５）広範囲地域で複数の地域ＴＣＣを制御し、光ファイバ−などの高容量かつ低遅延の通信媒体を用い、地域ＴＣＣと通信する。

上記地域ＴＣＣは、以下の機能を実現することができる。
１）コリド−ＴＣＣに制御対象を提供する。２）コリド−ＴＣＣから関連した情報を収集する。３）情報処理と戦略オプティマイザをサポ−トするために、デ−タセンタ−に過去デ−タをア−カイブする。４）都市などのような地域について、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御信号を対象とした自動または半自動演算センタ−を提供する。５）適用範囲内の複数のコリド−ＴＣＣを制御し、光ファイバ−などの高容量かつ低遅延の通信媒体を用いて、コリド−ＴＣＣ及び上位マクロＴＣＣと通信する。

上記コリド−ＴＣＣは、以下の機能を実現することができる。
１）セグメントＴＣＵに制御対象を提供する。２）セグメントＴＣＵから関連したデ−タを取集する。３）デ−タ処理と制御対象を提供するためにオプティマイザとプロセッサモジュ−ルを提供する。４）付近の地元の道路をプラスした長さ１０マイルの高速道路のような長い車道通路に対し、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御信号を対象とした自動または半自動演算センタ−を提供する。５）計算サ−バ−、デ−タウェアハウス、デ−タ変換ユニットを含み、道路コントロ−ラから収集したデ−タを計算する画像処理機能を備える。６）適用範囲内のセグメントＴＣＵを制御する。ここで、交通制御アルゴリズムはポイントＴＣＵ（を制御するために使用される例えば、予測可能な交通制御アルゴリズム。１つのコリド−ＴＣＣは、高容量及び低遅延通信媒体（光ファイバ）を介して、セグメントＴＣＵ及びその上位地域ＴＣＣと通信する。前記コリド−ＴＣＣのカバ−範囲は５〜２０キロメ−トル（またはより長いかより短い距離）である。

上記セグメントＴＣＵは、以下の機能を実現することができる。１）ポイントＴＣＵに制御対象を提供する。２）ポイントＴＣＵから関連したデ−タを収集する。３）情報を処理し、制御対象を提供するためにオプティマイザとプロセッサモジュ−ルを提供する。４）小さな車道の区域をカバ−するより小さな交通制御ユニットを提供する。上記ユニットがカバ−するロ−ドセグメントは約１−２キロメ−トル（またはより長いかより短い距離）である。５）ＬＡＮデ−タ切替システム（例えばＣｉｓｃｏ Ｎｅｘｕｓ ７０００）とサ−バ−（例えばＩＢＭ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｓｅｒｖｅｒ Ｍｏｄｅｌ ８２０３ や ＯＲＡＣＬ ｄａｔａ ｂａｓｅ）を含む。６）有線または無線通信媒体でどちらにおいてもポイントＴＣＵと通信する。

上記ポイントＴＣＵは、以下の機能を実現することができる。１）路側ユニット（ＲＳＵ）に車両ベ−スの制御対象を提供する。２）ポイント路側ユニット（ＲＳＵ）から関連したデ−タを収集する。３） 情報を処理し、制御対象を提供するためにオプティマイザとプロセッサモジュ−ルを提供する。４）短い距離の車道（例えば５０メ−トル）、ランプメ−タリングまたは交差点をカバ−するより小さな交通制御ユニットを提供する。上記ユニットは、ランプあるいは交差点ごとに設置され、ユニットはいくつかのＲＳＵユニットで接続されている（例えば１０ユニット、例えば、ｌ、２、３、４、５、６、７、８、５ ９、１０、１２、１５、２０など）。

上記路側ユニット（ＲＳＵ）は、少なくとも以下の１つ以上を含んでもよい。１）交通と関連した情報を収集するセンシングモジュ−ル、２）速度、運転間隔、加速／減速度、車両と区画線の間の距離、車両と中央線（センタ−ライン）の角度、全体的な交通状況を含むがこれらに限らない車両特定計測値を提供するためのデ−タ処理モジュ−ル、３）車両と上位ポイントＴＣＵとの間に情報を送信する通信モジュ−ル、４）車両に車両特定運転指示を送信するための通信モジュ−ル、５）ＯＢＵシステムに送信されたデ−タを表示するインタ−フェ−スモジュ−ル及び６）ＯＢＵシステムに送信されたデ−タを表示するための電源ユニット。

上記車両サブシステムは、少なくとの以下の１つ以上のモジュ−ルを含んでもよい。１）車両制御、２）トラフィック検出およびデ−タ収集、３）無線通信、４）デ−タ収集および通信

上記自動運転車制御システムは、少なくとも以下の１つ以上を含む車両間における欠くことのできない車両運転タスクを再配分するように構成してもよい。１）車両にナビゲ−ションタスクに必要とされる指示を提供する。２）保守安全、交通規制／道路状況、および特別な情報を含むガイダンスタスクについての指示と情報を提供する。３）システムが失敗した場合、車両操作タスクを遂行し、保守安全タスクをモニタ−することを引き継ぐ。４）制御レベルでの情報交換タスクに対してデ−タ供給を提供する。上記デ−タ供給は通常車両内の車載センサ−によって提供される。５）整備士のレベルや周囲環境のモニタリングやバックアップシステムのようなスタンバイシステムで、車両制御タスクを果たす。６）車両に運転重要情報を提供する。（上記情報提供は、車種によって絶えず信頼性のある方法で得ることが難しく、車両搭載センサ−が高価である。）７） どのようなエラ−や失敗が生じた場合でも、バックアップとして互いを利用し、運転タスクを遂行する。

上記車両サブシステムおよび方法は、少なくとも以下の１つ以上を含むグル−プから選択された車載インタ−フェ−スを含んでもよい。音声制御およびテキスト−音声変換機能を備えているオ−ディオ機器、ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ−ｕｐ−ｄｉｓｐｌａｙ、ＨＵＤ）を備えている映像（視覚情報）、および振動機器。

上記車両サブシステムにおける車両識別および追跡機能は、少なくとも１つ以上を含む組み合わせによって機能してもよい（働いてもよい）。ＣＶセキュリティ認証書、車載ユニットＩＤ（ＯＢＵ ＩＤ）、携帯デバイスＩＤ、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、ディファレンシャルＧＰＳ（特異なＧＰＳ））、画像認識と物体検知を組み合わせた視覚センサ−、およびモバイルＬｉｄａｒ（ライダ−）（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、光検出と測距）センサ−。

上記通信システムと方法は、少なくとも以下の１つ以上を含むグル−プから選択された少なくとも１つ以上の通信システムを使用することができる。ＯＥＭ （Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ） オペレ−タ−（例えば、ＧＭ社の「ＯｎＳｔａｒ」車載テレマティクスシステム）、無線通信サ−ビスプロバイダ（例えば、ＡＴＴ及びＶｅｒｉｚｏｎ（ベライゾン））、システムを維持する公共機関（例えば光ファイバ−ネットワ−クのあるＤＯＴ）。

上記通信システムやそれを用いた方法には少なくとも以下の１つ以上を含むグル−プから選択された通信技術が含まれていてもよい。ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：専用狭域通信）、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ブル−トゥ−ス(登録商標）などの無線通信技術；携帯電話通信技術及び、イ−サネット（登録商標）のようなケ−ブル（有線）通信技術。

多次元にコネクテッド自動運転車両道路システムはハ−ドウェアとソフトウェアを含んでもよい。具体的には少なくとも以下の３次元を含んでもよい。次元１（ＤＩ）：コネクテッド自動運転車の車両自動化、次元２（Ｄ２）：人、車両と道路環境間の伝達の連結性、次元３（Ｄ３））交通システム集積化。

（ＳＡＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊ３０１６で定義されている各自動運転レベルの概要による）
上記Ｄ１は以下の少なくとも１つの機能を含んでもよい。１）特定の運転モ−ドの実行に使われる運転者支援システム。特定の運転モ−ドにおいて、運転者支援システムが、運転環境の情報に基づきハンドル操作あるいは加速／減速を実行する。システムは、人間の運転者が他の動的な運転タスクを実行することを前提とする。運転者運転者２）特定の運転モ−ドの実行に利用される部分的自動化。特定の運転モ−ドにおいて、単一あるいは複数の運転者支援システムが運転環境の情報に基づきハンドル操作および加速／減速を実行する。システムは、人間のドライバ−が他の動的な運転タスクを実行することを前提とする。３）特定の運転モ−ドの実行に使われる条件的自動化。特定の運転モ−ドにおいて、自動運転システムが動的な運転タスクのすべての側面を担う。システムは、人間の運転者が介入リクエストに対し、適切に対応することを前提とする。４）特定の運転モ−ドの実行に使われる高度な自動化。特定の「運転モ−ド」において、人間の運転者が介入リクエストに対し適切に対応しない場合を含め、自動運転システムが動的な運転タスクの全ての側面を担う。
５）特定の運転モ−ドの実行に使われる完全自動化。人間の運転者が対応できる全ての路面条件および環境条件において、自動運転システムが、動的な運転操作のあらゆる側面をフルタイムで担う。

Ｄ２は以下の少なくとも１つの機能を含んでもよい。１）情報支援；運転と意思決定を支援するために人間の運転者が路側ユニットから簡単な交通状況情報を取得する。
２）有限な接続センシング。Ａ）の情報支援と比較してより良い運転と意思決定を助けるために、人間の運転者と車両は車載ユニットと路側ユニットを通して情報にアクセスすることができる。
３）冗長情報共有。運転者と車両は、車載ユニットや路側ユニット、トラフィック オペレ−ション センタ−（ＴＯＣ）および車両と通じて多層の情報にアクセルすることができる。また、車両は、多様な制御ストラテジや方法を通して操作され、上記車両は、人間の運転、車両自動運転およびＴＯＣに制御された車両を含む。
路側４）最適化接続。交通網に関する情報は、過負荷や重複しない。また、低冗長性によって最適化された情報は、最適な安全運転を容易にするために、運転者や車両に提供される。

Ｄ３は以下の少なくとも１つの機能を含んでもよい。１）キ−ポイントシステムインテグレ−ション。局所的な問題に対処し、円滑且つ安全な交通移動を保持するために、コネクテッド自動車は交通のキ−ポイント（例えば、道路の交差点）で路側ユニットと情報交換を行い、車両制御指示およびその他の情報を得る。２）セグメントシステムインテグレ−ション。道路区分（ロ−ドセグメント）の管理をしたり交通を整理するために、特定のコネクテッド自動運転車は、特定の制御指示やミクロＴＯＣから情報を受け取る。
３）コリド−システムインテグレ−ション。コネクテッド自動運転車は、マクロＴＯＣ（例えば、市全域または州全域の交通を管理する）からナビゲ−ション指示を受信する。マクロＴＯＣは、交通量を制御し、交通渋滞を予測し、そして大域的最適化のために（マクロＴＯＣに）提案する。４）マクロシステムインテグレ−ション。マクロＴＯＣは、人や物の移動コストをより低減させ、ネットワ−ク全体に大域的最適化を実現するために、最高レベルからの交通時の注意散漫行動を最適化する。

システムインテグレ−ション、自動化や接続のレベルは、以下を含んでもよい。 １）車両自動化レベル。上記レベルは、アメリカ自動車エンジニア学会ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の定義を使用している。
２）接続レベル；上記レベルは情報量と内容に基づいて、以下のように定義される。
Ｃ０：無接続段階
車両も運転者も交通情報へ全くアクセスしない。
Ｃ１：情報支援段階
車両と運転者インタ−ネット（例えば、交通状況の集約リンク）から簡単な交通情報にアクセスすることのみできる。情報は、一定の精度と解像度を持ち、無視できない遅延もある。
Ｃ２：限られた接続センシング段階
ＲＳＵや近隣車両およびその他の情報提供者との関係を通じて、車両と運転者は高精度、遅延が無視できる生の交通情報にアクセスすることができる。しかし、この段階の情報は不完全な場合がある。
運転者Ｃ３：冗長情報共有段階 車両と運転者は、近隣車両、交通制御装置（デバイス）、生の交通状態地図および高解像度のインフラストラクチャ−（インフラ）地図と接続することができる。（この段階の情報は十分な精度で、ほぼリアルタイムで、完全であるが、複数情報源からの重複を有する。
Ｃ４：最適化接続段階
最適化した情報を提供し、スマ−トインフラストラクチャ−（インフラ）は車両に最適な情報供給（フィ−ド）を提供することができる。

３）輸送システムインテグレ−ションレベル。上記レベルは、調整／最適化システムのレベルによって定義される。具体的に以下の５段階を含む。
Ｓ０：無集積（インテグレ−ション）段階。Ｓ１：キ−ポイントシステムのインテグレ−ション、交差点やランプメ−タリング、主な走行モ−ドのためのみの狭い領域をカバ−する。Ｓ２：セグメントシステム集積（インテグレ−ション）段階、ショ−トロ−ドセグメント（例えば、２回のランプアクセスポイント間の高速道路セグメント）と大部分の走行モ−ドをカバ−する。Ｓ ３：コリド−システム集積（インテグレ−ション）段階、接続した道路とランプとともに、また、共存するすべての交通モ−ドについて、コリド−をカバ−する。Ｓ ４：地域システム集積（インテグレ−ション）段階、都市あるいは都市部（都市圏）をカバ−する。ＳＳ：マクロシステム集積（インテグレ−ション）段階、いくつかの地域と地域間交通をカバ−する。

本発明はまた、１つまたは複数の側面の交通制御を管理するために前述したいずれかのシステムを利用する方法も提供する。本方法は、システムの各参加者（運転者、公的または私的な現地、地域あるいは国家交通機関、政府機関など）によって行われるそれらのプロセスを含む。

本発明のシステム例示図 ３Ｄ ＣＡＶＨ（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｈｉｇｈｗａｙ：コネクテッド自動車ハイウェイ）システムの概略図 運転タスクの再分配の概略図 典型的な自動車に基づくシステムの運転タスク分配図 本発明の実施例における運転タスクの分布を示す概略図 システム構成図 交通制御ユニットＴＣＵサブシステムの概略図 路面路側ユニットＲＳＵシステムの概略図 車両サブシステムデ−タフロ−の概略図 通信システムの概略図 ポイントＴＣＵの概略図 セグメントＴＣＵの概略図 コリド−ＴＣＣの概略図 地域ＴＣＣの概略図 マクロＴＣＣの概略図 車両進入制御の概略図 車両退出制御の概略図 ＲＳＵモジュ−ル設計の概略図 車両と車道の車線間の距離を示す概略図 車両と道路の中心線の角度を示す概略図 全体の交通状態を示す概略図 マイクロ波レ−ダ−の設置角度の概略図 ＯＢＵモジュ−ル設計の概略図 ＴＣＣ／ＴＣＵ構造図 三次元交通システムの定義例を示す概略図

以下、本発明のシステムの設計実施形態について説明する。これらは例示的な実施形態にすぎず、本発明はこれらの実施形態に限定されないので、注意する。
説明

１０１−ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム：情報処理、交通制御コマンドの制定に用いられる階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニット。交通制御センタ−ＴＣＣは自動または半自動の演算センタ−であり、デ−タ統合、情報処理、ネットワ−ク最適化、および地域範囲の交通制御信号のマッチング機能を有する。交通制御ユニットＴＣＵ（ポイントＴＣＵともいう）は、小さい交通制御ユニットであり、同様の機能を有しているが、支線、交差点などカバ−されている制御範囲はより小さい。

１０２−路側ユニットシステム：接続車両からデ−タストリ−ムを受信し、交通条件を検出し、対象命令を車両に送信する路側ユニットネットワ−クである（ＲＳＵ）。路側ユニットシステムは、デ−タセンシング、デ−タ処理、および信号伝達を制御する機能を実現する。実際には、１つのポイントＴＣＵまたはセグメントＴＣＵは、１つのＲＳＵと相互作用することができる。
１０３−車両サブシステム：車両サブシステムは、異なるインタ−ネット接続レベルと自動化程度で混合する交通フロ−。
１０４−通信システム：システムのエンティティ一部または全部に有線／無線通信サ−ビスを提供するサブシステムである。

１０５−交通デ−タフロ−：デ−タフロ−は交通状態、路側ユニットシステムからＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システムへの車両請求を含み、ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システムによって処理される。

１０６−制御命令セットフロ−：制御命令セットはＴＣＣ／ＴＣＵサブシステムにより計算され、異なるネットワ−ク規模に向けた車両に基づく制御命令を含んでいる。制御命令は、路側ユニットシステムによってＲＳＵサブシステムのタ−ゲットＲＳＵに送信される。
１０７−車両デ−タフロ−：車両状態デ−タと車両サブシステムから路側ユニットシステムへの要求。

１０８−車両制御命令ストリ−ム：このフロ−は、路側ユニットシステムから車両サブシステムに送信される異なる制御コマンド、例えば、推奨速度、ナビゲ−ション情報を含む。

３０１−マクロ交通制御センタ−（「マクロＴＣＣ」と略する）：自動または半自動演算センタ−は、複数の地域をカバ−し、地域間の交通制御を実現し、デ−タ収集、情報処理、大規模ネットワ−ク交通最適化の機能を備えている。

３０２−地域交通制御センタ−（「地域ＴＣＣ」と略する）：自動または半自動演算センタ−は、１つの都市または主な都市区の交通規制をカバ−し、デ−タ収集、情報処理、都市交通ネットワ−クと交通制御信号の最適化機能を備えている。

３０３−コリド−交通制御センタ−（「コリド−ＴＣＣ」という）：自動または半自動演算センタ−は、１つのコリド−及びその接続する道路、ランプの交通規制をカバ−し、デ−タ収集、情報処理、交通出入口制御と動的交通ガイダンス（誘導）機能を備えている。

３０４−セグメント交通制御ユニット（「セグメントＴＣＵ」という）：自動または半自動演算センタ−は、短距離の道路区間の交通規制をカバ−し、デ−タ収集、情報処理、セグメント交通制御の機能を備えている。

３０５−ポイント交通制御ユニット（「ポイントＴＣＵ」と略する）：小さい高速道路エリア、支線道路または交差点をカバ−し、デ−タ収集、交通信号制御と車両要求処理の機能を備えている。

３０６−路側ユニット（「ＲＳＵ」と略する）：接続車両からのデ−タフロ−を受信し、交通状態を検出し、対象車両に指令を送信する。ＲＳＵネットワ−クは、デ−タ収集、デ−タ処理、および信号伝達を制御する機能を有する。
３０７−車両サブシステム（すなわちスマ−トネット車）：異なるインタ−ネット接続レベルと自動化程度で混合する交通フロ−。
４０１−マクロ制御タ−ゲットを示し、地域ＴＣＣ情報と近い。
４０３−地域制御タ−ゲットを示し、コリド−ＴＣＣ情報と近い。
４０５−コリド−制御タ−ゲットを示し、セグメントＴＣＵ情報と近い。
４０７−セグメント制御タ−ゲットを示し、ポイントＴＣＵ情報と近い。
４０２−地域繊細化の交通状態を示し、制御タ−ゲットを割り当てる指標を提供する。
４０４−コリド−繊細化の交通状態を示し、制御タ−ゲットを割り当てる指標を提供する。
４０６−セグメント繊細化の交通状態を示し、制御タ−ゲットを割り当てる指標を提供する。
４０８−ポイント繊細化の交通状態を示し、制御タ−ゲットを割り当てる指標を提供する。
６０１−車両の静的＆動的情報：
（１）静的情報として、以下を含む。
１、車両ＩＤ
２、車両サイズ情報
３、車両タイプ情報（車両の最大速度、加速度、減速度を含む）

４、車両ＯＢＵ情報（ソフトウェア情報、ハ−ドウェア情報）：ＯＢＵソフトウェアは、ユ−ザ入力を必要としない形で設計され、Ｖ２Ｉ（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）またはＶ２Ｖ（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｖｅｈｉｃｌｅ）のいずれかまたは両方の通信により携帯ＲＳＵとシ−ムレスに接続することができる。ＯＢＵハ−ドウェアは、ＤＳＲＣ周波数通信（または他の通信技術）能力および全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ， ＧＰＳ）技術を含み、ＲＳＵに比べてＤＳＲＣ周波数通信（または他の通信技術）能力のみが必要である。
（２）動的情報として、以下を含む。
１、タイムスタンプ
２、車両の横／縦位置
３、車両速度
４、車両ＯＤ情報（出発地情報、目的地情報、経路選択情報を含む）。
５、その他必要な車両の状態情報。
６０２−車両制御命令とナビゲ−ション情報：
（１）車両制御命令として、以下を含む。
１、特定時刻での横／縦位置要求
２、推薦速度
３、ステアリング制御情報。
（２）ナビゲ−ション情報として、以下を含む。
１、天気
２、走行時間／信頼性
３、道路ナビゲ−ション。
７０１−交通管理部門
７０２−通信サ−ビスプロバイダ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ， ＣＳＰ）；
７０３−元設備メ−カ−（Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ， ＯＥＭ）；
８０１−オプティマイザ−：最適化制御戦略などを生成する。
８０２−プロセッサ：ＲＳＵからのデ−タを処理する。

図１に示すように、本実施形態では、交通システムはＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２、車両サブシステム１０３及び通信システム１０４から構成されている。ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１は、階層的な交通制御センタ−ＴＣＣと交通制御ユニットＴＣＵから構成された交通制御ネットワ−クであり、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２からの交通情報を処理し、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２に交通制御コマンドを送信することができる。ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２は道路サイトユニットのネットワ−クであり、交通検査、通信、制御命令及び排出監視を処理する機能を備えている。車両サブシステム１０３は異なるインタ−ネット接続レベルと自動化程度で混合する交通フロ−であり、静的、動的情報および車両要求をＲＳＵ路側ユニットシステム１０２に送信し、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２からの命令を受信することができる。ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２は、車両サブシステム１０３からの車両デ−タと要求を交通情報に変換し、通信システム１０４を介してＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１に送信する。ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１は、これらの情報を対応する階層で処理し、これらの運営命令をＲＳＵサブシステム１０２へフィ−ドバックする。ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２はこれらの運営命令の検査と登録を行い、命令セット１０８を特定の車両（推奨速度やナビゲ−ション情報などを含む）に送信する。通信システム１０４は、ロ−カルおよびグロ−バルに接続された無線通信およびセキュリティシステムを備え、システム内のすべてのエンティティに有線および無線の通信サ−ビスを提供するものである。
図２に示すように、このシステムの属性は、システム統合性、自動化、ネットワ−ク接続性に関して、具体的に下記のように定義する。
１）車両自動化レベルはアメリカ自動車エンジニア学会ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の定義を利用している。
２）ネットワ−ク接続レベルの定義は、情報量と内容に基づいて、以下の５段階を含む。
Ｃ０：無接続段階
車両も運転者も交通情報を得ることができない。
Ｃ１：情報支援段階
車両と運転者は簡単な交通情報しか入手できず、例えば、集計された空間交通状態。このような情報は一定の精度と解像度を持ち、無視できない遅延もある。
Ｃ２：限られた接続センシング段階

車両と運転者はリアルタイムで高精度、遅延が無視できる交通情報を得ることができる。情報は主にＲＳＵ、近隣車両、その他の情報提供者から由来する。しかし、この段階の情報には不完全性がある。
Ｃ３：豊富な情報共有段階

車両と運転者は、近隣車両、交通制御装置、リアルタイム交通状態地図、高解像度の基礎地図と接続することができる。この段階の情報は十分な精度、リアルタイム性、完全性、豊かさ、多源性を有する。
Ｃ４：最適化相互接続段階
車両と運転者は最適化された情報を提供されている。スマ−トな施設設備は車両に最適な情報フィ−ドバックを提供することができる。
３）システム統合レベルの定義は、協調・最適化の角度に基づいて、具体的に以下の５段階を含む。
Ｓ０：無集積段階
システム間には何の集積もない。
Ｓ１：交通キ−ポイントシステムの集積段階、例えば、ＲＳＵに基づく交差点制御、支線道路道制御。
システムは交差点または支線道路領域に集積されている。この段階の調整／最適化の範囲は小さい。
Ｓ２：セグメントシステム集積段階
この段階の範囲は前段階より拡大し、より多くのＲＳＵと車両は統一的に調整・最適化されるが、交通モ−ドは依然として変わらない。
Ｓ３：交通コリド−システム集積段階、例えば、高速道路と地方街道の集積は、多種の交通モ−ドをカバ−している。

協調と最適化の範囲は様々な交通モ−ド、高速道路全体または幹線道路にまたがっている。ＲＳＵと車両間で情報を共有し、対象範囲内のシステム最適化を実現する。
Ｓ４：マクロシステム集積段階
この段階は都市あるいは省レベルの範囲から調整・最適化を行い、もっと広い範囲のＲＳＵと車を接続する。
特別な説明がない限り、本発明に記載された前記任意の実施形態は、１つまたは複数のネットワ−ク化段階に適合するように構成されることができる。

図２５に示すように、三次元インテリジェンスネットワ−ク交通システムの実施例を示す。図のシステムは、３つの次元を含む。１）車両自動化（Ｄ １）、ＳＡＥ自動運転基準（運転者支援システム、一部自動化、条件付き自動化、高度自動化と完全自動化）でコネクテッド自動運転車の発展段階を定義する。２）ネットワ−ク接続化（Ｄ ２）、人、車両と道路環境間の通信（情報支援、有限な接続センシング、豊富な情報共有、全ネットワ−クの最適化接続）を含む通信技術の発展段階を定義する。３）交通システム集積化（Ｄ ３）、交通システムの発展段階（キ−ポイントシステム集積、セグメントシステム集積、コリド−システム集積、マクロ層システム集積）を定義する。この総合的なシステムは、コネクテッド自動運転車と道路統合、調整、制御、管理、最適化のためのすべての関連車両、情報サ−ビス、インフラとシステムである。

図３は、運転タスクの再割り当てを示していて、詳細は以下を含む。１）Ｌｕｎｅｎｆｅｌｄ及びＡｌｅｘａｎｄｅｒｚａが１９９０年に初期定義したすべての運転タスクは「制御」「ガイダンス」「ナビゲ−ション」という３つの表現がある。これらの運転タスクはすべての車両の出発地・目的地間の安全運行にとって非常に重要である。２）これらのタスクは、車両サブシステム１０３、ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２によってどのように割り当てられているか。「ナビゲ−ション」段階では、ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２は、「プリトリップ情報」、「経路計算」を含む命令を車両に提供する。「ガイダンス」段階では、ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２は、ナビゲ−ションタスクに対して、交通制御／道路状態およびその他の特定情報を含め、指示および情報を提供する。車両サブシステム１０３は、車両操作タスクを満たし、セキュリティ保護タスクを監視する。「制御」段階では、ＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２は、情報交換タスクにデ−タを提供する。同時に、車両サブシステム１０３は、車両制御タスクを満たし、周囲環境を監視し、予備システムでバックアップする。

図４は、従来の典型的な自動運転システムソリュ−ションに基づく運転タスクの割り当てを示す図である。自動運転車両は、レ−ダ−やカメラなどのセンシング技術を備えて、図３の三段階におけるほとんどの運転任務を遂行することができる。Ｖ２Ｉ技術は主に「ナビゲ−ション」段階でサポ−トされている。Ｖ２Ｉに適用される通信技術の典型的な代表は、専用短距離無線通信（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ＤＳＲＣ）であり、その命令と情報の交換需要を満たす。しかし、伝統的なＶ２Ｉはいくつかの限界がある。この中で、一つの主要な問題はシングルポイント失効の影響であり、サ−バ−またはリンクサ−バの経路上で一つの失効があれば、システム全体もすぐに失効する。これはデ−タの紛失につながり、システム全体に危害を及ぼす。

図５は、システムの運転タスク割り当ての実施形態を示している。車両サブシステム１０３及びＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２は、３つの段階の全ての運転タスクを管理する。センシングおよび通信技術は、車両サブシステム１０３およびＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２によって適用される。センシングサ−ビスは「制御」と「ガイダンス」段階、通信サ−ビスは「ナビゲ−ション」と「ガイダンス」段階にある。車両サブシステム１０３及びＴＣＣ／ＴＣＵ交通管理システム１０１、ＲＳＵ路側ユニットシステム１０２との三システムの協力によって、システムの安全性、信頼性、経済性を保証している。特に、二重安全システムは１つの故障安全機構を提供している。その中で、いずれかのサブシステムが失効した場合、他のシステムはシステムの有効運行を保証することができる。

図６に示すように、交通システム全体の構成は、以下の通りである。マクロ交通制御センタ−（Ｍａｒｃｏ ＴＣＣ） ３０１は自動または半自動演算センタ−であり、複数の地域をカバ−し、地域間の交通制御を実現し、デ−タ収集、情報処理、大規模ネットワ−ク交通最適化の機能を備えている。地域交通制御センタ−（Ｒｅｇｉｏｎａｌ ＴＣＣ） ３０２は、自動または半自動演算センタ−は、１つの都市または主な都市圏をカバ−し、デ−タ収集、情報処理、都市交通ネットワ−クと交通制御信号の最適化機能を備えている。コリド−交通制御センタ−（Ｃｏｒｒｉｄｏｒ ＴＣＣ） ３０３は、自動または半自動演算センタ−は、１つのコリド−及びその接続する道路、ランプをカバ−し、デ−タ収集、情報処理、交通出入口制御と動的交通誘導機能を備えている。セグメント交通制御センタ−（Ｓｅｇｍｅｎｔ ＴＣＵ） ３０４は、自動または半自動演算センタ−は、短距離の道路区間をカバ−し、デ−タ収集、情報処理、セグメント交通制御の機能を備えている。ポイント交通制御ユニット（Ｐｏｉｎｔ ＴＣＵ） ３０５は小さい高速道路エリア、支線道路または交差点をカバ−し、デ−タ収集、交通信号制御と車両要求処理の機能を備えている。マクロ ＴＣＣ ３０１、地域ＴＣＣ ３０２、コリド−ＴＣＣ ３０３、セグメントＴＣＵ ３０４ 及びポイント ＴＣＵ ３０５は、ＴＣＣ／ＴＣＵサブシステム１０１の主な構成である。路側ユニットＲＳＵは、接続車両からデ−タストリ−ムを受信し、交通条件を検出し、対象命令を車両に送信する。路側ユニットＲＳＵ ３０６は、小制御ユニットを表し、インタ−ネット接続車両からデ−タと要求を受信し、交通状態を検出し、対象車両に指令を送信する。ＲＳＵ３０６によって構成されるネットワ−クは、ＲＳＵサブシステム３０３であり、デ−タ収集、デ−タ処理、および信号伝達を制御する機能を有するコネクテッド自動運転車３０７は車両サブシステム３０４の基本構成であり、異なるインタ−ネット接続度と自動化レベルでの車両を含む。ＯＢＵ（車載ユニットとＶ２Ｉ通信ユニット）ネットワ−クは、スマ−トネット接続車３０７に設置されている。

図７に示すように、最上位のマクロＴＣＣ ３０１は、地域交通制御及び境界情報４０１などの制御タ−ゲットを第二層地域ＴＣＣ ３０２に送信する。一方、地域ＴＣＣ ３０２は、マクロＴＣＣ ３０１を支援して大規模なネットワ−ク交通最適化を実現するために、マクロＴＣＣ ３０１の渋滞状態などの詳細な交通状態４０２をマクロＴＣＣ ３０１に送信する。同様のプロセスは２つの連続するレベルごとに行われる。地域ＴＣＣ ３０２は、制御タ−ゲットおよび境界情報４０３をコリド−ＴＣＣ ３０３に送信し、特定の交通状態４０４を受信する。コリド−ＴＣＣ ３０３は、制御タ−ゲットおよび境界情報４０５をセグメントＴＣＵ ３０４に送信し、特定の交通状態４０６を受信する。セグメントＴＣＵ ３０４は、制御タ−ゲットおよび境界情報４０７をポイントＴＣＵ ３０５に送信し、ポイントＴＣＵ ３０５の具体的な交通状態４０８を受信する。

図８に示すように、路側ユニットＲＳＵ３０６グル−プは、コネクテッド自動運転車ＣＡＶ、非コネクテッド自動運転車ＣＡＶからデ−タを受信し、交通状態を検出する。そして、路側ユニットＲＳＵ ３０６グル−プは、ポイントＴＣＵ ３０５にデ−タを送信する。路側ユニットグル−プ３０６からすべてのデ−タを受信した後、ポイントＴＣＵ ３０５は制御ポリシ−を最適化し、対象命令を路側ユニットグル−プ３０６に送信する。

図９に示すように、路側ユニットＲＳＵ３０６グル−プは、コネクテッド自動運転車３０７からデ−タを受信し、交通状態を検出し、タ−ゲット命令をコネクテッド自動運転車３０７に送信する。ＲＳＵネットワ−クは、デ−タ収集、デ−タ処理、制御信号の転送に集中している。情報も異なるコネクテッド自動運転車３０７に共有されている。コネクテッド自動運転車３０７もサブシステムとして、インタ−ネット接続程度と自動化程度が異なる混合交通フロ−を含んでいる。

図１０に示すように、交通管理部７０１は、ＴＣＣとＴＣＵとの間の通信情報を制御する。ＴＣＵとＲＳＵとの間の情報は、交通管理部門７０１と通信サ−ビスプロバイダ７０２とで共有される。通信サ−ビスプロバイダ７０２はまた、ＲＳＵとコネクテッド自動運転車（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ， ＣＡＶ）との間のデ−タを制御する。非ＣＡＶとＣＡＶとの通信及びＲＳＵと非ＣＡＶとの通信は、元機器メ−カ−ＯＥＭ ７０３によって制御される。

図１１に示すように、路側ユニットＲＳＵ ３０６は、道路上の交通デ−タを収集し、交通情報５０２をオプティマイザ−８０１およびプロセッサ８０２に伝達する。デ−タを受信した後、プロセッサ８０２はデ−タを処理し、リアルタイムな交通状態４０８を生成し、セグメントＴＣＵ３０４に渡す。セグメントＴＣＵ３０４は、制御タ−ゲット４０７を決定し、それをオプティマイザ−８０１に通知する。オプティマイザ−８０１は、交通情報５０２に基づいて制御タ−ゲット４０７を最適化し、車両に基づく制御命令５０１を路側ユニットＲＳＵ３０６に送信する。

図１２に示すように、ポイントＴＣＵ３０５は、リアルタイムな交通状態４０８を生成し、それをオプティマイザ−８０１およびプロセッサ８０２に渡す。状態情報を受信した後、プロセッサ８０２はそれを処理し、現在のセグメント交通状態４０６を生成し、コリド−ＴＣＣ３０３に渡す。コリド−ＴＣＣ３０３は、制御タ−ゲット４０５を決定し、オプティマイザ−８０１に通知する。オプティマイザ−８０１は、交通状態４０８に基づいて制御タ−ゲット４０５を最適化し、制御タ−ゲットをポイントＴＣＵ ３０５に伝達する。

１３に示すように、セグメントＴＣＵ３０４は、リアルタイムなセグメント交通状態４０６を生成し、それをオプティマイザ−８０１およびプロセッサ８０２に渡す。交通状態情報を受信した後、プロセッサ８０２は、リアルタイムなコリド−交通状態４０４を処理して生成し、地域ＴＣＣ３０２に伝達する。地域ＴＣＣ３０２は、制御タ−ゲット４０３を決定し、オプティマイザ−８０１に通知する。オプティマイザ−８０１は、セグメント交通状態４０６に基づいて、制御タ−ゲット４０３を最適化し、制御タ−ゲットをセグメントＴＣＵ ３０４に伝達する。

図１４は地域ＴＣＣ３０２のデ−タおよび決定フロ−を示す。各コリド−ＴＣＣ３０３は、すべての交通デ−タを地域ＴＣＣ３０２に送信する。デ−タセンタ−でデ−タを受信した後、すべてのデ−タは情報プロセッサによって処理される。情報プロセッサは、交通デ−タを生成して制御センタ−に送信する。制御センタ−は予定のアルゴリズムに基づいて決定を起草し、結果を決定オプティマイザ−に送信する。オプティマイザ−は決定のシミュレ−ションを行って最適化して、コリド−ＴＣＣ３０３とマクロＴＣＣ３０１に同時に送信する。マクロＴＣＣ３０１は、近くの他の地域ＴＣＣ３０２と交通デ−タを共有し、システム最適化決定を行い、地域ＴＣＣ３０２にフィ−ドバックする。

図１５に示すように、各地域ＴＣＣ３０２は、マクロＴＣＣ３０１に交通デ−タとロ−カル最適化戦略を送信する。情報プロセッサは、最適化されたすべての意思決定と交通デ−タを統合する。その後、制御センタ−は、地域ＴＣＣ３０３からの交通デ−タに基づいて決定起草を行う。作成した決定は決定プロセッサによって処理される。最後のシステム最適化決定は、地域ＴＣＣ３０３にフィ−ドバックされる。

図１６は、コネクテッド自動運転車３０７が全制御システムに入るプロセスを示している。コネクテッド自動運転車３０７は、システム境界に到達した後、進入要求をＲＳＵ３０６に送信する。システム境界領域とは、セグメントＴＣＵ３０４によって制御される範囲の周辺領域をいう。ＲＳＵ３０６は、ポイントＴＣＵ３０５に進入要求を提供し、ポイントＴＣＵ３０５が進入要求を受信した後、静的および動的車両情報６．２を含むコネクテッド自動運転車３０７の情報を検出する。ポイントＴＣＵ３０５は、コネクテッド自動運転車３０７が全制御システムに入るために、車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１（例えば、推薦車速、進入時間、進入位置など）を制定し、ＲＳＵ３０６によって検出された情報に基づいて、コネクテッド自動運転車３０７の制御を受けようとする。コネクテッド自動運転車３０７は、ＲＳＵ３０６から車両制御命令およびナビゲ−ション情報６．１を受信し、車載サブシステムを用いて車両制御命令およびナビゲ−ション情報６．１を処理することによって、車両制御命令およびナビゲ−ション情報６．１を確認する。車両制御命令およびナビゲ−ション情報６．１が、車載サブシステムの判断によって確認されない場合、コネクテッド自動運転車３０７は更新され、再度更新要求を送信する。コネクテッド自動運転車３０７は、車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１に従って走行し、車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１が確認されれば、全制御システムに入る。すなわち、ポイントＴＣＵ３０５は、コネクテッド自動運転車３０７の運転制御を引き継ぎ、コネクテッド自動運転車３０７は、全制御システムが提供する車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１に従って走行を維持する。ポイントＴＣＵ３０５は、交通状態を更新し、コネクテッド自動運転車３０７が全制御システムに入った後、繊細化情報４．８をセグメントＴＣＵ３０４に送信する。

図１７は、コネクテッド自動運転車３０７が全制御システムを走り出す過程を示している。図１７に示すように、コネクテッド自動運転車３０７がシステム境界領域に到達すると、路側ユニットＲＳＵ３０６に離脱要求を送信する。境界領域とは、セグメントＴＣＵ３０４の制御範囲境界の近くのエリアをいう。路側ユニットＲＳＵ３０６は、ポイントＴＣＵ３０５に対して、離脱要求を提供する。路側ユニットＲＵ３０６が検出した情報に基づいて、ポイントＴＣＵ３０５は、コネクテッド自動運転車３０７の全制御システムからの離脱命令６．１（例えば、推薦速度、離脱時間、離脱位置など）を制定する。コネクテッド自動運転車３０７は、ＲＳＵ３０６から離脱車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１を受信し、車載サブシステムを用いて車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１を処理することによって、車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１が確認できるかどうかを決定する。離脱車両制御命令およびナビゲ−ション情報６．１が、車載サブシステムの判断によって確認されない場合、車両は再度更新され、離脱要求を送信する。コネクテッド自動運転車３０７の走行は、離脱車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１に従い、離脱車両制御命令とナビゲ−ション情報６．１が確認された後、全制御システムから離れる。ポイントＴＣＵ３０５はコネクテッド自動運転車３０７の運転制御を終了し、コネクテッド自動運転車３０７は自動運転モ−ドを回復し、離脱操作を実行した後、車両自身の運転戦略に従う。コネクテッド自動運転車３０７が全制御システムを離れた後、ポイントＴＣＵ３０５は交通状態を更新し、繊細化情報４．８をセグメントＴＣＵ３０４に送信する。

以下、本発明のシステムの設計の実施形態について、高速道路を例として説明する。
1） ＲＳＵ
（１）ＲＳＵモジュ−ル
図１８に示すように、路側ユニットＲＳＵモジュ−ルは、２つの主要機能：１）車両及びポイントＴＣＵとの相互作用、２）交通と車両運転環境情報の収集を含む。センシングモジュ−ル２は、異なる検出器からの情報を統合し、具体的に以下の段落で説明する。デ−タ処理モジュ−ル５はデ−タ融合技術を利用して６つの主な特徴パラメ−タ、すなわち速度、ヘッドウェイ、加／減速度、車両と道路の標線間の距離、車両と道路の中心間の夾角、全体の交通状態を獲得する。一方、通信モジュ−ル１は、モジュ−ルの結果を更新するために、車両およびポイントＴＣＵからの情報をデ−タ処理モジュ−ル５に送信する。６つの特徴パラメ−タの生成後、通信モジュ−ル１は、車載ＯＢＵシステムに運転命令を送信し、ポイントＴＣＵと情報を共有する。表示画面モジュ−ル４は、ＯＢＵシステムが受信したデ−タを示す。電源ユニット３はシステム全体の運用に必要なエネルギ−を保障する。
通信モジュ−ル
車両との通信
ハ−ドウェア技術仕様：
l 通信規格：ＩＥＥＥ ８０２．１１ｐ−２０１０
l 帯域幅：１０ ＭＨｚ
l 転送速度：１０Ｍｂｐｓ
l アンテナダイバ−シティＣＤＤ送信ダイバ−シティ
l 操作環境範囲：−４０℃〜＋５５℃
l 帯域：５ＧＨｚ
l ドップラ−スプレッド：８００ｋｍ／ｈ
l ディレイスプレッド：１５００ｎｓ
l 電源供給：１２／２４Ｖ
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
1、 Ｃｏｈｄａ ＷｉｒｅｌｅｓｓのＭＫＳ Ｖ２Ｘ （ｈｔｔｐ：／／ｃｏｈｄａｗｉｒｅｌｅｓｓ． ｃｏｍ）
２、ＳａｖａｒｉのＳｔｒｅｅｔＷＡＶＥ （ｈｔｔｐ：／／ｓａｖａｒｉ．ｎｅｔ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｒｏａｄ−ｓｉｄｅ−ｕｎｉｔ／）
ポイントＴＣＵｓとの通信
ハ−ドウェア技術仕様：
・ 通信規格：ＡＮＳＩ／ＴＩＡ／ＥＩＡ−４９２ＡＡＡＡ 和４９２ＡＡＡＢ
・ 光ファイバ−
・ 操作環境範囲：−４０℃〜＋５５℃
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
Ｃａｂｌｅｓｙｓの光ファイバ− （ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃａｂｌｅｓｙｓ．ｃｏｍ／ｆｉｂｅｒ−ｐａｔｃｈ−ｃａｂｌｅｓ／？ｇｅｌｉｄ＝Ｃｊ０ＫＥＱｊｗ１ｄｚＨＢＲＣｆｇ＿ａＩｍＫｒｆ７Ｎ４ＢＥｉＱＡＢＪＴＰＫＨ−ｑ２ｗｂｊＮＬＧＢｈＢＶＱＶＳＢｏｇＬＱＭｋＤａＱｄＭｍＳｒＺｔｙＢａＥＢｕｕＵａＡｈＴＪ８Ｐ８ＨＡＱ）
センシングモジュ−ル
検出された６つの特徴パラメ−タ：
1、 速度
説明：１台当たりの速度
周波数：５Ｈｚ
誤差：９９％信頼度で５マイル／時間未満
２、ヘッドウェイ
説明：隣接の２車の先頭位置の違い
周波数：５Ｈｚ
誤差：９９％信頼度で１センチ未満
３、加速度／減速度
説明：１台当たりの加速度／減速度
周波数：５Ｈｚ
誤差：９９％信頼度で５フィ−ト毎秒平方未満
４、車両と車道の表示距離（図１９）
周波数：５Ｈｚ
誤差：９９％信頼度で５センチ未満
５、車両と道路の中心線の間の角度（図２０）
周波数：５Ｈｚ
誤差：９９％信頼度で５度未満
６、全体交通状態（図２１）
周波数：５Ｈｚ
誤差：２０メ−トルの空間分解能は５％未満とする
Ａ類センシングモジュ−ル（ＬｉＤＡＲ＋カメラ＋マイクロ波レ−ダ−）
１、ＬｉＤＡＲ
ハ−ドウェア技術仕様：
・ ５０メ−トル以上の有効監視範囲
・ ３６０度の視野による急速なスキャン
・ ９９％信頼度で検出誤差５センチ未満
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
1. 北京北科天絵科技有限公司のＲ−Ｆａｎｓ−１６ （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｓｕｒｅｓｔａｒ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ／ｅｎ−ｐｒｏｄｕｃｔ−ｐｒｏｄｕｃｔ．ｈｔｍｌ＃９）
2. Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのＴＤＣ−ＧＰＸ２ ＬＩＤＡＲ （ｈｔｔｐ：／／ｐｍｔ−ｆｌ．ｃｏｍ／）
3. Ｖｅｌｏｄｙｎｅ ＬｉＤＡＲのＨＤＬ−６４Ｅ （ｈｔｔｐ：／／ｖｅｌｏｄｙｎｅｌｉｄａｒ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）
ソフトウェア技術仕様：
・ 車両のヘッドウェイを取得する
・ 車両と車道の表示線との距離を取得する
・ 車両と道路中心線の角度を取得する
採用可能な市場コンポ−ネントの例：ＡｒｃＧＩＳのＬｉＤＡＲ
２、カメラ
ハ−ドウェア技術仕様：
１７０度の高解像度超広角
夜視能力
ソフトウェア技術仕様：
９９％信頼度での車両検出精度は９０％以上である
９９％信頼度での車線検出精度は９０％以上である
運転経路を抽出する
追い越し車両の加速度を取得する

採用可能な市場コンポ−ネントの例：ＭｏｂｉｌｅｙｅのＥｙＥＱ４ （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｂｉｌｅｙｅ．ｃｏｍ／ｏｕｒ−ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／）

Ｍｏｂｉｌｅｙｅシステムには、車両と歩行者の検出、交通標識の識別と車道線判定（ＵＳ２０１２０１０５６３９Ａ１−障害とガイドレ−ル、ＥＰ２３９５４７２Ａ１−図像処理システム、ＵＳ２０１３０１４１５８０Ａ１−道路垂直輪郭検出、ＵＳ２０１７００７５１９５Ａ１とＵＳ２０１６０３２５７５３Ａ１は全体引用の形式で統合される）。の基本機能がある。

Ｍｏｂｉｌｅｙｅのセンシングアルゴリズムは監督学習技術を採用して、運転戦略アルゴリズムは奨励と懲罰に基づいて機械学習どうやって道路と運転者（深層学習）を調整するかを強化する学習法を採用している。
３、マイクロ波レ−ダ−
ハ−ドウェア技術仕様：
分離帯に基づく信頼性のある検出精度
多車線道路上の車道は自動的に分割される
車両速度、交通流れ量、占有率の検出誤差が５％未満とする
温度が−１０℃以下でも通常運転可能である
採用可能な市場コンポ−ネントの例：ＳｅｎｓｏｒｔｅｃｈのＳＴＪ１−３ （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｈｓｅｎｓｏｒｔｅｃｈ．ｃｏｍ／）
ソフトウェア技術仕様：
追い越し車両の速度を取得する
追い越し車両の流れ量を取得する
追い越し車両の加速度を取得する

ある実施形態ではデ−タ融合技術を採用し、例えば、ＤＦ Ｔｅｃｈの１つの製品は、この技術を用いて６つの特徴パラメ−タを高精度かつ効率的に取得し、また、第１類検出器が機能しない場合はバックアップ計画を採用する。
Ｂ類センシングモジュ−ル（車両ＩＤ識別設備）
ハ−ドウェア技術仕様：
ＯＢＵまたは車両ＩＤに基づいて車両を識別する
両走行の許容速度は１５０キロ／時間である
昼間と夜間の人工照明の精度は、信頼度９９％で葉９０％以上である。
システムから車両までの距離は５０メ−トル以上ある。
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
１、Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ−Ｍｏｂｉｌｉｔｙ−Ｓｉｅｍｅｎｓの製品
（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｏｂｉｌｉｔｙ．ｓｉｅｍｅｎｓ．ｃｏｍ／ｍｏｂｉｌｉｔｙ／ｇｌｏｂａｌ／ｅｎ／ｕｒｂａｎ−ｍｏｂｉｌｉｔｙ／ｒｏａｄ−ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ／ｔｏｌｌ−ｓｙｓｔｅｍｓ−ｆｏｒ−ｃｉｔｉｅｓ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ−ｆｏｒ−ｔｏｌｌ−ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ／ｐａｇｅｓ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ−ｆｏｒ−ｔｏｌｌ−ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ．ａｓｐｘ）

２、Ｃｏｎｄｕｅｎｔ^ＴＭ−Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ＳｏｌｕｔｉｏｎｓＣｏｎｄｕｅｎｔ^ＴＭ−Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ
（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｏｎｄｕｅｎｔ．ｃｏｍ／ｓｏｌｕｔｉｏｎ／ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ−ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ／ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ−ｔｏｌｌ−ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ／）
ソフトウェア技術仕様：
l 車両を識別し、デ−タベ−スに情報を送信し、６つの特徴パラメ−タを車ごとに関連付けさせる。
採用可能な市場コンポ−ネントの例：シ−メンス
数据処理モジュ−ル
数据処理モジュ−ルはマルチセンサ−から採集したデ−タと組み合わせて、下記の対象を取得する。
車両の正確な位置決めと配向推定
高解像度の交通状態推定
自主的な経路探索
リアルタイム事件検出

採用可能な市場コンポ−ネントの例：車両自主安全システム（Ｂｕｉｃｋ ＬａＣｒｏｓｓｅ）の外部対象計算モジュ−ル（ＥＯＣＭ）。ＥＯＣＭシステムは、ソ−スの異なるデ−タを統合し、より速く、より正確な意思決定プロセスを確保し、１００万画素のフロントカ−メラ、新規長距離レ−ダ−とセンサ−を含む。（ここでは全体参照により特許ＵＳ８５２７１３９ Ｂ１が統合されている）
設置：

ある実施形態では、路側ユニットＲＳＵモジュ−ルの設置角度は図２２による。路側ユニットＲＳＵモジュ−ルは、５０メ−トルごとにコネクテッド道路に設置される。路面から４０ｃｍ離れた高さで設置される。ＲＳＵは設置中に道路に垂直にする必要がある。ある実施形態では、路側ユニットＲＳＵモジュ−ルの設置角度を図２２に示す。
２）車両／ＯＢＵ
（１）ＯＢＵモジュ−ル設計

図２３は、ＯＢＵ車載装置の一例を示している。通信モジュ−ル１は、路側ユニットＲＳＵからの情報と要求コマンドを受信するために使用される。デ−タ収集モジュ−ルは動作状態を監視するために使用される。車両制御モジュ−ル３は、制御要求を実行するために使用される。
通信モジュ−ル
ＯＢＵ安装
技術仕様：
通信規格：ＩＥＥＥ ８０２．１１ｐ−２０１０
帯域幅：１０ ＭＨｚ
転送速度：１０Ｍｂｐｓ
アンテナダイバ−シティＣＤＤ送信ダイバ−シティ
操作環境範囲：−４０℃〜＋５５℃
帯域：５ＧＨｚ
ドップラ−スプレッド：８００ｋｍ／ｈ
ディレイスプレッド：１５００ｎｓ
電源供給：１２／２４Ｖ
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
1、 Ｃｏｈｄａ ＷｉｒｅｌｅｓｓのＭＫＳ Ｖ２Ｘ （ｈｔｔｐ：／／ｃｏｈｄａｗｉｒｅｌｅｓｓ． ｃｏｍ）
2、 ＳａｖａｒｉのＳｔｒｅｅｔＷＡＶＥ （ｈｔｔｐ：／／ｓａｖａｒｉ．ｎｅｔ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｒｏａｄ−ｓｉｄｅ−ｕｎｉｔ／）
デ−タ採集モジュ−ル
デ−タ採集モジュ−ルは車両運転の検出と診断を行う。
Ａ類ＯＢＵ（ＣＡＮバスアナライザ）
ハ−ドウェア技術仕様：
直感的なＰＣユ−ザ−インタ−フェ−スは、設定、追跡、転送、フィルタ、ログなどに使用される。
高デ−タ転送率
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
1、 Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ科技公司のＡＰＧＤＴ００２ （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ．ｃｏｍ／）
2、 ＶｅｃｔｏｒのＶｅｃｔｏｒ ＣＡＮａｌｙｚｅｒ９．０ （ｈｔｔｐｓ：／／ｖｅｃｔｏｒ．ｃｏｍ）
ソフトウェア技術仕様：
ドライブレコ−ダ−運転者警報と遠隔分析
リアルタイムＣＡＮバス分析
ＣＯ２排出報告
採用可能な市場コンポ−ネントの例：ＣＡＮバスアナライザＵＳＢ Ｖ２．０
車両制御モジュ−ル
遠隔制御システム
技術仕様：
消費電力が低い
信頼できる車両両の縦方向と横方向の制御

採用可能な市場コンポ−ネントの例：Ｔｏｙｏｔａの自動運転遠隔制御車両。Ｔｏｙｏｔａシステムでは、遠隔操作者がデ−タを取得し、車両の遠隔手動操作を行ったり、自動運転車両に命令を出したりして、車両各シムが実行する。（ここでは全体参照により特許ＵＳ９４９４９３５ Ｂ２）
設置
Ａ類ＯＢＵ（ＣＡＮバスアナライザ）
ＤＢ９コネクタまたは端末のネジを使ってツ−ルをＣＡＮネットワ−クに接続する。
ＴＣＵ／ＴＣＣシステム

図２４に示すように、ＴＣＵ／ＴＣＣシステムの−例を示している。ＴＣＣ／ＴＣＵシステムは階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニットであり、情報処理、交通制御コマンドの制定などの機能を有する。交通制御センタ−ＴＣＣは自動または半自動の演算センタ−であり、デ−タ統合、情報処理、ネットワ−ク最適化、および地域範囲の交通制御信号のマッチング機能を有する。交通制御ユニットＴＣＵは、小さい交通制御ユニットであり、同様の機能を有しているが、支線、交差点などカバ−されている制御範囲はより小さい。５つの異なるタイプのＴＣＣ／ＴＣＵ。ポイントＴＣＵはそれぞれのＲＳＵからのデ−タを収集し、セグメントＴＣ（ｃ）はそれぞれのポイントＴＣＵからのデ−タを収集し、交通フロ−を最適化し、制御ポイントＴＣＵ は車両に制御信号を提供する。コリド−ＴＣＣは、同一ＲＳＵからのデ−タを収集し、あるコリド−の交通を最適化する。地域ＴＣＣは複数のコリド−からのデ−タを収集し、広い範囲で交通フロ−と交通需要（例えば、１つの都市範囲）を最適化する。マクロＴＣＣは、複数の地域ＴＣＣからのデ−タを収集し、広範囲にわたって出かけニ−ズを最適化する

各ポイントＴＣＵについては、デ−タ収集は、路側ユニットＲＳＵシステム１から行われる。１つのポイントＴＣＵ１４（例えば、ＡＴＣ−Ｍｏｄｅｌ ２０７０Ｌ）は、並列インタフェ−スを有し、１つの路側ユニットＲＳＵからデ−タを受信する。雷撃保護装置で路側ユニットＲＳＵと道路制御システムを保護する。路側ユニットＲＳＵは路側に設置されている。

ポイントＴＣＵ１４は、有線ケ−ブル（または光ファイバ−）を使用して、路側ユニットＲＳＵと相互作用する。ポイントＴＣＵは、路側に設置され、雷撃保護装置２によって保護されている。各ポイントＴＣＵ１４は、４つの路側ユニットＲＳＵに接続されている。ポイントＴＣＵは工程サ−バ−とデ−タ変換システムを含み、デ−タフロ−ソフトを利用している。

各セグメントＴＣＵ１１は、１つのＬＡＮデ−タ変換システム（例えば、Ｃｉｓｃｏ Ｎｅｘｕｓ ７０００）と１つの工事サ−バ−（例えば、ＩＢＭ工事サ−バ−Ｍｏｄｅｌ ８２０３とＯＲＡＣＬデ−タベ−ス）を含む。セグメントＴＣＵは、有線ケ−ブルを介してポイントＴＣＵと相互作用する。各セグメントＴＣＵのカバ−範囲は約１−２マイルである。

コリド−ＴＣＣ １５は、ロ−ドコントロ−ラ１４から採取されたデ−タを画像処理機能で計算するための計算サ−バ−、デ−タ倉庫、デ−タ変換ユニットを含む。コリド−ＴＣＣは、セグメントＴＣＣを制御し（例えば、コリド−ＴＣＣは、１つの道路を覆って都市道路に延びる）。交通制御アルゴリズムは、セグメントとポイントＴＣＵ（例えば、自己適応予測交通制御アルゴリズム）を制御するために使用される。デ−タ倉庫はデ−タベ−スであり、コリド−ＴＣＣ１５の予備システムでもある。コリド−ＴＣＣ１５は、有線光ファイバ−を用いてセグメントＴＣＵと相互作用する。計算ワ−クステ−ションは、セグメントＴＣＵ１１からのデ−タを計算し、計算されたデ−タをセグメントＴＣＵ１１に転送する。各コリド−ＴＣＣは５−２０マイルをカバ−している。

地域ＴＣＣ１２：各地域ＴＣＣ１２は、１つの地域範囲（例えば、１つの市域をカバ−する）の複数のコリド−ＴＣＣ１５を制御している。地域ＴＣＣは、有線ケ−ブル（例えば、光ファイバ−）を用いてコリド−ＴＣＣと相互作用する。

マクロＴＣＣ１３：各マクロＴＣＣ１３は、大規模範囲内の複数の地域ＴＣＣ１２を制御している（例えば、各省には１つ以上のマクロＴＣＣがある。マクロＴＣＣは有線ケ−ブル（光ファイバ−）を用いて地域ＴＣＣと相互作用する。

高解像度地図と車両の位置付け
高解像度地図
技術仕様：
正確かつ鮮明な道路標識・表示を実現する。
道路ネットワ−クが変わると、地図は自動的に更新される。
９９％の信頼度では、地図誤差は１０ｃｍ以下である。

採用可能な市場コンポ−ネントの例：ＨＥＲＥ （ｈｔｔｐｓ：／／ｈｅｒｅ．ｃｏｍ／ｅｎ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ−ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｈｅｒｅ−ｈｄ−ｌｉｖｅ−ｍａｐ）

ＨＥＲＥのハイビジョンマップは、高度自動化車両が道路上で正確に位置決めできるようにしている。ある実施形態では、自動高速道路システムで採用されている地図は、何センチの誤差範囲で縁の位置を判定できる。また、事故や交通支援、車道閉鎖などの情報をリアルタイムに画像で更新する。
差分グロ−バル測位システム
ハ−ドウェア技術仕様：
９９％の信頼度で測位誤差は５ｃｍ以下である。
ＧＰＳシステムをサポ−トしている。
採用可能な市場コンポ−ネントの例：
１、Ｆｌｅｅｔｍａｔｉｃｓ （ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｆｌｅｅｔｍａｔｉｃｓ．ｃｏｍ／）
２、Ｔｅｌｅｔｒａｃ Ｎａｖｍａｎ （ｈｔｔｐ：／／ｄｒｉｖｅ．ｔｅｌｅｔｒａｃｎａｖｍａｎ．ｃｏｍ／）

部分的には、本発明の実施形態における情報操作に関するアルゴリズムおよびシンボルを説明する。これらのアルゴリズム記述は常に専門技術者によってデ−タ処理技術に応用され、業務の伝達性と持続性を確保する。これらの操作は、コンピュ−タプログラム、または等価回路、またはマイクロコ−ド、または他の同様の方法で実現できるように、機能的、計算的、論理的に説明される。また、これらの操作はモジュ−ルとしても便利で、一般性を失わない場合がある。説明された動作および関連するモジュ−ルは、ソフトウェア、ファ−ムウェア、ハ−ドウェアまたは他の組み合わせに配置されてもよい。

本実施形態で説明したいくつかの手順、動作または処理は、１つまたは複数のハ−ドウェアまたはソフトウェアモジュ−ルまたはそれらの施設の組み合わせによって適用される。１つの実施形態では、コンピュ−タプログラムコ−ドを含むコンピュ−タ可読媒体とコンピュ−タプロセッサによって実行され、任意または全ての処理手順を実現するソフトウェアモジュ−ルを実現するために、アプリケ−ションコンピュ−タプログラム製品が実現される。

本発明の実施形態はまた、本発明の動作を実行する装置に関することがある。この装置は必要な目的のために専門的に構築され、またはコンピュ−タプログラムによって選択的に活性化されたりリセットされたりすることができる通用計算装置を含む。このコンピュ−タプログラムは、読み取り可能なコンピュ−タ媒体または他の任意の形態の電子記憶媒体に記憶される。さらに、本説明書で言及された任意の計算システムは、単一のプロセッサを含み、または計算能力を高めるために複数のプロセッサのア−キテクチャを採用することができる。

本発明の実施形態は、本説明書で記載された計算プロセスの１つの製品にも関する。この製品は計算プロセスの処理結果を含み、情報は読み取り可能なコンピュ−タ記憶媒体に格納され、本説明書の前記コンピュ−タプログラム製品または他のデ−タの組み合わせのいずれかを含むことができる。

Claims (26)

1. 車両に車両追跡、車線の交換、経路誘導などの具体的な時間感度のある制御コマンド及び関連情報を送信することにより、完全な車両の運営管理と制御を実現するための交通システムであって、
   ａ）階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニット（ＴＣＣｓ／ＴＣＵｓ）は、処理と交通制御コマンドを処理する。そのうち、前記ＴＣＣｓとＴＣＵｓは自動または半自動の計算モジュ−ルで、デ−タ採集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御に利用される。
   ２）路側ユニットシステム（ＲＳＵｓ）は、ネットワ−ク接続車両のデ−タストリ−ムを受信し、交通状態を検出し、対象車両に制御コマンドを送信する。そのうち、前記ＲＳＵネットワ−クはデ−タセンシング、デ−タ処理、制御信号伝送と情報リリ−スに利用され、前記ポイントＴＣＵまたはセグメントＴＣＵはＲＳＵと相互作用できる。
   ３）車両子システムは、ネットワ−ク接続と自動化程度の異なるハイブリッド車のトラフィックフロ−から構成される。
   ４）通信システムは、システム内のすべてのエンティティに有線または無線通信サ−ビスを提供するために使用される。
2. 自動運転車両制御システムは、以下を含む。
   １）階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニット（ＴＣＣｓ／ＴＣＵｓ）を接続し、情報処理と交通制御コマンドの伝達を実現するために使用されるための通信リンク。そのうち、前記ＴＣＣｓとＴＣＵｓは自動または半自動の計算モジュ−ルで、デ−タ採集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通制御機能を実現する。
   ２）ネットワ−ク接続車両のデ−タストリ−ムを受信し、交通状態を検出し、対象車両に制御コマンドを送信するために、路側ユニットシステムを接続するための通信リンク。そのうち、前記ＲＳＵネットワ−クはデ−タセンシング、デ−タ処理、制御信号伝送と情報リリ−スに利用され、前記ポイントＴＣＵと道路ＴＣＵはＲＳＵと相互作用できる。
   ３）車両追跡、車線の交換、経路誘導、その他の関連命令を含む具体的な時間的感度を有する制御コマンドを受信するための車両サブシステム。
3. 道路の一部の車道または全ての車道に適用されることを特徴とする請求項１または２に記載の交通システム。
4. 前記交通制御センタ−と交通制御ユニットに処理される情報は前記交通システムによってサ−ビスされる車両ごとにカスタマイズされ、前記情報は、天気、路面条件、推定された行程時間の１つ以上の項目を含み、前記車両制御コマンドは速度、車両間距離、車道設計と経路のうち１つ以上の項目を含むことを特徴とする請求項１−３に記載の交通システム。
5. 前記交通制御センタ−と交通制御ユニットにカスタマイズされた交通制御コマンドは上位交通制御センタ−と交通制御ユニットから下位交通制御センタ−と交通制御ユニットに送信され、以下のいずれかまたは複数の項目を含むことを特徴とする請求項１−４に記載の交通システム。
   １）期待速度、
   ２）期待車両距離、
   ３）期待交通量、
   ４）アクセスポイントでの期待交通分流、
   ５）交通信号配時パラメ−タ。
6. 前記交通システムに適用されるハ−ドウェアは以下の１つまたは複数を含むことを特徴とする請求項１−５に記載の交通システム。
   １）電源、
   ２）交通センサ−、
   ３）有線および無線通信モジュ−ル、
   ４）デ−タ記憶装置およびデ−タベ−ス。
7. 前記交通センサ−は以下の１つまたは複数であることを特徴とする請求項１−６に記載の交通システム。
   １）マイクロ波システム、
   ２）誘導コイルシステム、
   ３）赤外線検出システム、
   ４）ビデオシステム、
   ５）レ−ダ−システム。
8. 前記階層的な交通制御センタ−と交通制御ユニット（ＴＣＣｓ／ＴＣＵｓ）は、以下のいずれかまたは複数を備えていることを特徴とする請求項１−７に記載の交通システム。
   １）地域ＴＣＣからの情報を処理し、地域ＴＣＣに交通制御コマンドを提供するマクロＴＣＣ 。
   ２）コリド−ＴＣＣからの情報を処理し、コリド−ＴＣＣに交通制御コマンドを提供する地域ＴＣＣ。
   ３）マクロＴＣＣとセグメントＴＣＵからの情報を処理し、セグメントＴＣＵに交通制御コマンドを提供するコリド−ＴＣＣ。
   ４）コリド−ＴＣＣまたはポイントＴＣＵからの情報を処理し、ポイントＴＣＵに交通制御コマンドを提供するセグメントＴＣＵ 。
   ５）セグメントＴＣＵと路側ユニットからの情報を処理し、路側ユニットに交通制御コマンドを提供するポイントＴＣＵ。
9. 前記マクロＴＣＣは、以下の機能を実現することを特徴とする請求項８に記載の交通システム。
   １）地域ＴＣＣに交通制御コマンドを提供する。
   ２）地域ＴＣＣからの関連デ−タを採集する。
   ３）デ−タセンタ−に履歴デ−タを保存し、情報処理と戦略最適化をサポ−トする。
   ４）自動または半自動演算センタ−を提供し、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と交通信号マッチングの制御機能を実現する。
   ５）光ファイバ−などの高容量かつ低遅延の通信媒体を用いて、地域ＴＣＣと通信する
10. 前記地域ＴＣＣは、以下の機能を実現することを特徴とする請求項８に記載の交通システム。
    １）コリド−ＴＣＣに交通制御コマンドを提供する。
    ２）コリド−ＴＣＣからの関連デ−タを採集する。
    ３）情報処理と戦略の最適化を支持するため、デ−タセンタ−に履歴デ−タを保存する。
    ４）自動または半自動演算センタ−を提供し、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化と１つの地域範囲内（例えば、都市）の交通信号マッチングの制御機能を実現する。
    ５）光ファイバ−などの高容量かつ低遅延の通信媒体を用いて、コリド−ＴＣＣ及び上位マクロＴＣＣと通信する。
11. 前記コリド−ＴＣＣは、以下の機能を実現することを特徴とする請求項８に記載の交通システム。
    １）セグメントＴＣＵに交通制御コマンドを提供する。
    ２）セグメントＴＣＵからの交通制御コマンドを採集する。
    ３）デ−タ処理と制御対象の制定を実現するために、最適化と処理モジュ−ルを提供する。
    ４）自動または半自動演算センタ−を提供し、デ−タ収集、情報処理、ネットワ−ク最適化とコリド−範囲（例えば、１０マイルの高速道路の幹線と近くの支線。）の信号制御案を提供する。
    ５）計算サ−バ−、デ−タベ−ス、デ−タ変換ユニットを含み、道路コントロ−ラからのデ−タを処理するための画像処理機能を備え、対応する範囲内のセグメントＴＣＵを制御する。ここで、交通制御アルゴリズムにより、ポイントＴＣＣ（例えば、自適応予測可能な交通制御アルゴリズム）を制御し、１つのコリド−ＴＣＣは高容量及び低遅延通信媒体（光ファイバ）を介して、セグメントＴＣＵ及びその上位地域ＴＣＣと相互作用し、前記コリド−ＴＣＣのカバ−範囲は５−２０キロである。
12. 前記セグメントＴＣＵは、以下の機能を実現することを特徴とする請求項８に記載の交通システム。
    １）ポイントＴＣＵに交通制御コマンドを提供する。
    ２）ポイントＴＣＵからの情報を採集する。
    ３）デ−タ処理と制御対象の制定を実現するために、最適化と処理モジュ−ルを提供する。
    ４）１つの小さい道路カバ−範囲の交通制御ユニットを提供し、前記道路カバ−範囲は１−２キロメ−トルである。
    ５）ＬＡＮデ−タ変換システム（例えば、Ｃｉｓｃｏ Ｎｅｘｕｓ ７０００）と１つの工程サ−バ−（例えば、ＩＢＭ工事サ−バ−のＭｏｄｅｌ ８２０３とＯＲＡＣＬデ−タベ−ス）を含み、ポイントＴＣＣと有線または無線通信媒体を介して相互作用する。
13. 前記ポイントＴＣＵは、以下の機能を実現することを特徴とする請求項８に記載の交通システム。
    １）路側ユニットに交通制御コマンドを提供する
    ２）ポイント路側ユニットからの関連デ−タを収集する
    ３）デ−タ処理と制御対象の制定を実現するために、最適化と処理モジュ−ルを提供する
    ４）より短い道路（例えば、５０メ−トル）、ランプまたは交差点の交通制御ユニットを提供する
    ５）複数の路側ユニットと相互作用する。
14. 前記路側ユニットは、以下のモジュ−ルから構成されていることを特徴とする請求項１−１３に記載の交通システム。
    １）交通と関連情報を収集するセンシングモジュ−ル
    ２）速度、車両先頭間隔、加／減速率、車両と車道の表示線間の距離、車両と中心線の夾角、全体交通状態を含むがこれらに限らない特定車両の測定値を提供するためのデ−タ処理モジュ−ル
    ３）車両と上位ポイントＴＣＵとの間で情報の相互作用を実現するための第一通信モジュ−ル
    ４）特定の車両運転コマンドを車両に送信するための第二通信モジュ−ル
    ５）ＯＢＵシステムに送信されたデ−タを展示するための展示モジュ−ル
    ６）電源ユニット。
15. 前記車両サブシステムは、少なくとも以下モジュ−ルの１つ以上を含むことを特徴とする請求項１−１４に記載の交通システム。
    １）車両制御モジュ−ル、
    ２）交通検出およびデ−タ収集モジュ−ル、
    ３）無線通信モジュ−ル、
    ４）デ−タ収集およびコミュニケ−ションモジュ−ル。
16. 前記交通システムは、車両間で運転任務の再配分を実現することができ、特に以下のような１つまたは複数の状況を含むことを特徴とする請求項１−１５に記載の交通システム。
    １）車両に通常運転及びナビゲ−ションタスクに必要な命令を提供する。
    ２）安全維持、交通規制／道路条件、その他の特定情報を含むナビゲ−ションタスクに必要な命令と情報を提供する。
    ３）システムが失効し、車両操作タスクと安全維持監督任務を引き継ぐ。
    ４）制御レベルの情報交換にデ−タサポ−トを提供し、この部分のデ−タは車載センサ−により提供される。
    ５）機械レベルで、車両制御タスクを満たし、周囲環境を監視し、予備システムのサポ−トを提供する。
    ６）車両に大切な運転情報を提供し、その中の一部の情報は車載検出器を通して持続的に信頼できる取得するのが難しく、コストが高い。
    ７）運転タスクを満たし、お互いの予備として利用して、いかなるエラ−や失敗を防ぐ。
17. 前記車両サブシステムは、車載ディスプレイインタ−フェ−スを含み、以下の１つまたは複数を備えることを特徴とする請求項１−１６に記載の交通システム。
    １）オ−ディオ機器（オ−ディオ制御と文字の音声化）
    ２）ビデオ機器（平視ディスプレイ）
    ３）振動機器
18. 前記車両サブシステムにおける車両は車両識別と追跡機能を有し、下記のいずれかまたは複数の組み合わせによって実現されることを特徴とする請求項１−１７に記載の交通システム。
    １）ＣＶ安全認証
    ２）車載ユニットＩＤ
    ３）モバイル機器ＩＤ
    ４）差分グロ−バル測位システム
    ５）視覚センサ−
    ６）移動可能レ−ダ−センサ−
19. 前記通信システムは、以下のいずれかまたは複数から構成されることを特徴とする請求項１−１８に記載の交通システム。
    １）ＡＴＴ及びＶｅｒｉｚｏｎなどＯＥＭ操作管理システム
    ２）光ファイバネットワ−クのあるＤＯＴなど無線通信サ−ビスプロバイダ
    ３）システムの維持を行う公共機関。
20. 以下の通信技術を含むことを特徴とする請求項１−１９に記載の交通システム。
    １）ＤＳＲＣ、携帯電話通信技術３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ブル−トゥ−スなどの無線通信技術
    ２）イ−サネットなどの有線通信技術。
21. ハ−ドウェアとソフトウェアを含むことを特徴とする多次元交通システムは、以下の３つの次元を含む。
    １）次元１（Ｄ１）：コネクテッド自動運転車の車両自動化
    ２）次元２（Ｄ２）：人、車両と道路環境間のネットワ−ク接続化
    ３）次元３（Ｄ３）：交通システム集積化。
22. Ｄ１は、以下の少なくとも１つの機能を含むことを特徴とする請求項２１に記載の交通システム。
    １）運転者支援システム：運転者支援システムは、特定の運転モ−ド、ステアリングを実行し、または走行環境に応じて加速／減速を行い、運転者によって他の動的運転タスクを実行させる。
    ２）部分的自動化：１つまたは複数の運転者支援システムは特定の運転モ−ド、ステアリングを実行し、及び走行環境に応じて加速／減速を行い、運転者によって他の動的運転タスクを実行させる。
    ３）条件付き自動化。自動運転システムは特定の運転モ−ドを実行して、すべての動的運転タスクを完了させ、運転者がシステムの介入要求に適時に応える。
    ４）高度自動化：自動運転システムは特定の運転モ−ドを実行し、運転者が適切にシステムの干渉要求に応答していなくても、すべての動的運転タスクを完成する。
    ５）完全自動化。自動運転システムはすべての道路環境で、完全な動的運転タスクを実行し、運転者は管理することができる。
23. Ｄ２は、以下の少なくとも１つの機能を含むことを特徴とする請求項２１に記載の交通システム。
    １）情報支援：運転者は路側ユニットシステムから簡単な道路状況情報を取得して、運転と方策決定に支援する。
    ２）有限な接続センシング：運転者と車両は車載ユニットと路側ユニットを通して関連情報を取得して、運転と方策決定をさらに支援する。
    ３）豊富な情報共有：運転者と車両の間は車載ユニット、路側ユニット、ＴＯＣおよび車両を通じてより多くのレベル情報を取得する。車の運転は運転者運転、車両の自動運転とＴＯＣの制御命令に従う運転を含む様々なコントロ−ル戦略と方法に関連する。
    ４）全ネットワ−クの最適化接続：全交通ネットワ−クの情報は過負荷と重複しなくなり、運転者と車両は最適化情報を得て、迅速に最適化と安全運転を行う。
24. Ｄ３は、以下の少なくとも１つの機能を含むことを特徴とする請求項２１に記載の交通システム。
    １）キ−ポイントシステム集積：コネクテッド自動運転車は交通のキ−ポイントで路側設備と情報交換を行い、車両制御コマンドとその他の情報を得て、局部的な問題を解決し、交通の円滑と安全を保障する。
    ２）セグメントシステム集積：単一のセグメント単位で交通の管理と制御を行い、その中でコネクテッド自動運転車はミクロＴＯＣから具体的な制御コマンドと情報を取得する。
    ３）コリド−システム集積：コネクテッド自動運転車はマクロＴＯＣからナビゲ−ション指令を受信する。マクロＴＯＣは交通量を制御し、交通渋滞を予測し、全局最適化に適用する。
    ４）マクロシステム集積：マクロＴＯＣを利用して最高レベルから交通分配を最適化し、交通効率を向上させ、人員移動コストと社会物流コストを低減させ、ネットワ−ク全体範囲のマクロ最適化管理を実現する。
25. 前記交通キ−ポイントは道路の交差点を含むことを特徴とする請求項２４に記載の交通システム。
26. 前記マクロＴＯＣは全市または全州範囲の交通を管理することを特徴とする請求項２４に記載の交通システム。