JP2023027764A - 車両制御システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突回避のための位置および近接検出システムおよび方法を提供する。【解決手段】車両制御システムおよび方法は、第１の車両システム６００および第２の車両システム６０２の現在の移動に基づいて、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路の今度の交差領域１０００を予測する。第１の車両システムの到達距離１００２、１００６、１００８は、第１の車両システムの前縁部１００４から交差領域までの距離として計算される。第１の車両システムの到達距離１００２、１００６、１００８と指定されたギャップ距離１０１４との間の差と、指定されたギャップ距離とを比較する。差が、指定されたギャップ距離以上であることに応答して、第１の車両システムが自動的に減速され、および／または差が、指定されたギャップ距離未満であることに応答して、第１の車両システムが停止される。【選択図】図１０

Description

関連出願の相互参照
本出願は２０２０年８月２８日に出願された米国特許出願第１７／００５，９４７号の一部継続出願であり、これは、２０１８年９月１２日に出願された米国特許出願第１６／１２９，４０５号（現在の米国特許第１０，８１６，９８６号）の一部継続出願であり、これは、２０１６年８月２日に出願された米国特許出願第１５／２２６，１５１号（現在の米国特許第１０，１０１，４３２号）の一部継続出願である。本出願はまた、２０２１年７月５日に出願されたインド特許出願第２０２１１１０３０１９２号に対する優先権も主張する。これらの出願のすべての開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書で説明する主題は、車両の制御、ナビゲーション、および関連する方法に関する。

技術の考察
車両の環境に対する車両の場所についての知識は、特に明瞭な視線のない領域において動作している自律型車両および／または車両にとって重要であり得る。環境内の物体を検出して、物体間の相対距離を測定するために電磁エネルギーを利用する、いくつかのシステムが存在する。例えば、従来の電磁エネルギー（「ＥＭ」）に基づく距離測定システムは、典型的には、近接検出のために受信信号強度インジケータを使用するが、ＥＭ搬送波信号は、送信機識別データによって変調することができる。ＥＭ周波数は非常に低い（例えば、数キロヘルツ程度）ため、搬送波信号上でのデータ送信に時間がかかり得る。これにより、所与の空間または環境の範囲内で、および限られた期間内で確実に識別することができる送信機の数を低減させ得る。追加的に、距離を測定するために必要な時間が非常に長くなり得、より高い速度で移動している車両には好適ではない場合がある。

既存のＥＭに基づく距離監視システムと関連する別の課題は、所与の環境内または受信領域内のＥＭ送信機が無線衝突するのを回避するために、送信スロットをリアルタイムでネゴシエートする必要があることである。送信機の数が流動的である（例えば、車道など、環境または受信領域の内外にランダムに移動する送信機の数が増加する）環境では、また、相対的に長い持続期間のＥＭブロードキャストを考慮すると、この問題は、すぐに管理し難くなり得る。この問題は、同時に使用することができる送信機の数を非常に少ない数に制限し得、また、距離の更新期間を数ミリ秒から数秒に増加させ得る。

他の既知のシステムは、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）追跡を利用して、衝突の回避および報告に使用するための領域内の車両の位置を判定する。ＧＰＳ追跡は、地上での用途には概ね好適であるが、地下では利用できず、そのようなシステムを特に地下での用途などには特に不適なものに引き裂き得る。

以上のことを考慮して、現在利用可能であるシステムおよび方法とは異なる、位置および近接検出システムおよび方法に対する必要性が存在し得る。

一実施形態では、方法は、第１の車両システムおよび第２の車両システムの現在の移動に基づいて、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路の今度の交差領域を予測することと、第１の車両システムの到達距離を計算することであって、到達距離が、第１の車両システムの前縁部から交差領域までの距離として判定される、計算することと、第１の車両システムの到達距離と指定されたギャップ距離との間の差と、指定されたギャップ距離とを比較することと、（ａ）差が、指定されたギャップ距離以上であることに応答して、第１の車両システムを自動的に減速させること、および／または（ｂ）差が、指定されたギャップ距離未満であることに応答して、第１の車両システムを自動的に停止させること、のうちの１つ以上を行うことと、を含む。

別の例では、方法は、移動している第１の車両システムの角速度を測定することと、測定される角速度を使用して、第１の車両システムの今度の曲線進路を計算することと、第２の車両システムの移動を監視することと、第２の車両システムが、１つ以上の指定された期間内に、今度の曲線進路に沿った危険距離内に入るか、今度の曲線進路に沿った警告距離内に入るか、今度の曲線進路に沿ったアラート距離内に入るかどうかを判定することと、第２の車両システムが１つ以上の指定された期間内に危険距離内に入ると判定することに応答して、第１の車両システムを自動的に停止させること、第２の車両システムが１つ以上の指定された期間内に警告距離内に入ると判定することに応答して、第１の車両システムを自動的に減速させること、および／または第２の車両システムが１つ以上の指定された期間内にアラート距離内に入ると判定することに応答して、第１の車両システムのオペレータに対するアラートを生成すること、のうちの１つ以上を行うことと、を含む。

別の例では、システムは、第１の車両システム上に配置されて、第１の車両システムの移動を制御するように構成された車両コントローラを含む。車両コントローラは、第１の車両システムおよび第２の車両システムの現在の移動に基づいて、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路の今度の交差領域を予測するように構成されている。車両コントローラは、第１の車両システムの前縁部から交差領域までの距離として、第１の車両システムの到達距離を計算するように構成されている。車両コントローラは、第１の車両システムの到達距離と指定されたギャップ距離との間の差と、指定されたギャップ距離とを比較するように構成されている。車両コントローラは、（ａ）差が、指定されたギャップ距離以上であることに応答して、第１の車両システムを自動的に減速させること、および／または（ｂ）差が、指定されたギャップ距離未満であることに応答して、第１の車両システムを自動的に停止させること、のうちの１つ以上を行うように構成されている。

本発明の主題は、添付図面を参照しながら、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことから理解され得る（可能な限り、図面を通して使用される同じ参照符号は、同じまたは同様の部品を指す）。

一実施形態による、位置および近接検出システムを利用し得る複数の車両および要員を示す受信領域の簡略化された概略図である。 一実施形態による、近接検出システムを備えた車両を示す、図１の領域Ａの詳細図である。 近接検出システムによって実行される同期送信の一実施形態を例示する図である。 図１の領域Ｂの詳細図である。 車両衝突回避システムの一実施形態を例示する。 衝突回避システムの動作の一例を例示する。 衝突回避システムの動作の別の例を例示する。 衝突回避システムの動作の別の例を例示する。 車両間の衝突を回避するための方法の一実施形態のフローチャートを例示する。 車両間の衝突を回避するための方法の一実施形態のフローチャートを例示する。 上で説明した車両衝突回避システムの動作の別の実施形態を例示する。 車両システムの予想進路が互いに斜めに角度付けされている別の例（例えば、第２の車両システムの接近角が鋭い）を例示する。 車両システムの予想進路が互いに鋭角である（例えば、第２の車両システムの接近角が斜めである）一例を例示する。 車両衝突回避システムの動作の別の実施形態を例示する。 車両衝突回避システムの動作の別の実施形態を例示する。 車両システムと少なくとも１つの他の物体との間の衝突を回避するための方法の一例のフローチャートを例示する。 車両システムと少なくとも１つの他の物体との間の衝突を回避するための方法の別の例のフローチャートを例示する。 車両システムと少なくとも１つの他の物体との間の衝突を回避するための方法の別の例のフローチャートを例示する。

本発明の主題の実施形態は、車両制御システム、そのためのナビゲーションシステム、および車両に隣接した受信領域内の物体の近接を検出することに関する。特定の実施形態は、受信領域または環境内の対象車両に対する物体または車両の近接を検出するためのシステムおよび方法に関する。一実施形態では、近接検出システムは、少なくとも１つのＥＭパルスと同期的に高ＲＦ信号を送信／放射することができるエミッタを有する第１の車両と、第１の車両から離れて位置する受信機ユニットと、を含み、受信機ユニットは、磁場受信機と、ＲＦ送受信機と、ＲＦ送受信機および磁場受信機に結合された処理モジュールと、を含む。受信機ユニットは、第１の車両から高ＲＦ信号およびＥＭパルスを受信して、受信機ユニットに対する第１の車両の近接を判定することができる。一実施形態では、受信機ユニットに対する第１の車両の近接は、受信した磁場強度に依存して計算される。本明細書での説明は、車両に、または表面下もしくは地下環境において動作している車両に重点を置いているが、本発明の主題のすべての実施形態が、車両に限定されるわけではない。１つ以上の実施形態が、自動車（手動で駆動される、および／または自律型もしくは無人の自動車）、鉄道車両、採掘車両、トラック、バス、船舶、航空機、などの他のタイプの車両のための近接検出および／または衝突回避に使用され得る。任意選択的に、１つ以上の実施形態が、資源を含む開渠などの地上または地表の場所から資源を抽出する車両で使用され得る。

図１は、一実施形態による、位置および近接検出システム１００が出入りし得る受信領域または環境１０を概略的に例示する。システムは、任意選択的に、車両衝突回避システムまたはモバイル機器衝突回避システムと称され得る。一例として、受信領域は、地下鉱山、駐車場、運搬場（ｄｒａｙａｇｅ ｌｏｔ）、道路システム、飛行経路、航路、または車両基地、などであり得、複数の車両および要員が走行および動作するように構成／指定されているルート１２を有する。一実施形態では、ルートは、車両の輸送ルートであり得る。他の実施形態では、受信領域は、水域（船舶が航行する）、車道（自動車、例えば、有人または無人自動車が走行する）、鉄道（機関車が走行する）、または他の環境などの、車両または物体が進入および退出する大まかに画定された領域であり得る。本明細書で使用されるとき、「受信領域」は、車両が進入または退出し得る本明細書に説明される近接検出ユニットを備えた車両または物体を取り囲み、かつそれに隣接している領域を意味する。

位置および近接検出システムは、１台以上の車両（例えば、車両１１０、１１２、１１４、１１６）上に配置された１つ以上の近接検出ユニットを含み得る。図２に例示されるように、各近接検出ユニットは、送受信機１２０と、該送受信機に電気的に接続された、または別様に通信可能に結合された制御ユニット１２２（例えば、マイクロプロセッサに基づく回路）と、を含み得る。特定の実施形態では、送受信機は、別個の送信機／エミッタおよび受信装置であり得る。送受信機を含む近接検出ユニットは、例えば車両のトランク内または車両のエンジン室内などの第１の車両１１２内の任意の場所に装着され得る。送受信機は、少なくとも第１および第２の出力チャンネルを含み得る。一実施形態では、第１の出力チャネルは、高周波ＲＦチャネルであり、第２の出力チャネルは、低周波ＥＭチャネルである。送受信機は、第１および第２のチャネルを利用して、それぞれ、高ラジオ周波数（「ＲＦ」）信号、例えばＲＦ信号１２４（例えば、ＲＦ放送）およびＥＭパルス送信（例えば、ＥＭパルス１２６）の両方を生成することができる。

好適な近接検出ユニットは、受信領域内の車両または他の物体を検出することができる。一実施形態では、送受信機は、制御ユニットの制御下で、第１および第２のチャネルを介して、それぞれ、無変調の短ＥＭパルス（例えば、いくつかの振動サイクル）を、変調されたＲＦ信号と同期的に生成することができる。ＥＭパルスおよびＲＦ信号は、一定の持続期間である。一実施形態では、ＥＭパルスがいかなるデータも搬送せず、また、信号強度（距離）測定のためにだけ使用され、一方で、高ＲＦ信号は、送受信機の識別情報を搬送する（すなわち、送受信機／エミッタＩＤまたは車両ＩＤによって変調される）。一実施形態では、ＩＤ（例えば、アイデンティティまたは識別情報）は、チェックサムによって保護され得る。

図１および２をさらに参照すると、システムは、例えば人またはオペレータ１３０、１３２、１３４などの受信領域内の物体または要員によって搬送される、またはそれと関連付けられた１つ以上の受信機ユニット１３６を含み得る。受信機ユニットは、各々が、交互または一定磁場受信機１３８と、ＲＦ送受信機１４０と、磁場受信機およびＲＦ送受信機に電気的に接続された処理モジュール１４２（例えば、プロセッサ回路）と、を含み得る。一実施形態では、処理モジュールは、（例えば、非一時的メモリに記憶された）システムの近接検出ユニットによって放射される磁場の強度の情報、ならびに、下で詳細に考察されるように、処理モジュールが、ＥＭパルスを生成する車両からの距離を計算し得るルックアップテーブルまたはアルゴリズムを備え得る。

動作中に、複数の車両が受信領域の全体にわたって移動するときに、各車両上の近接検出ユニットは、エミッタ（例えば、送受信機）を介して、ＲＦ信号（送受信機／エミッタおよび／または車両のＩＤを搬送する）およびＥＭパルスを同期的に送信する。例えば、図２に例示されるように、第１の車両上の近接検出ユニットは、ＲＦおよびＥＭの送信をそれぞれ生成し、次いで、該送信が受信領域内の別の車両または物体（受信機ユニットを携持している人など）に到達するまで空間を通って伝搬する。受信機ユニットの磁場受信機は、ＥＭパルスを受信し、一方で、ＲＦ送受信機は、ＲＦ信号を受信する。受信したＲＦ信号の開始時間ならびに検出したＥＭパルスの開始時間および終了時間は、処理モジュールによって記録されて、ＥＭパルスの持続期間、ならびにＲＦ信号およびＥＭパルスを互いにリンクするためのＥＭパルスとＲＦ信号との同期性を検証するために使用される。図３を参照すると、ＲＦ信号およびＥＭパルスの同期開始１４４は、受信端部で（例えば、受容ユニットで）で検証される。同様に、ＥＭパルス持続期間ｄは、受信端部で（例えば、受信ユニットで）測定される。これは、２つの異なる送信機からのどの２つのＥＭ送信も、受信端部で互いに間違えられ得ないことを確実にする。送信は、明確に受信されて受諾されるか、またはＲＦ信号のチェックサムに失敗した場合に、もしくは稀なＲＦ衝突もしくはＥＭノイズによりＥＭ信号の持続期間が誤って測定された場合に拒否される。

さらに、制御ユニットは、受信領域内の他の車両に展開された送受信機などの競合する送受信機からの同時通信を調停するために、高ＲＦチャネルにランダムなバックオフ遅延を有するリッスンビフォアトーク機構を採用し得る。制御ユニットは、競合する送受信機からの同時伝送を阻止するために、送信を生成する前に、受信領域内のラジオ環境を感知し得るか、または「リッスン」し得る。制御ユニットは、ＲＦおよびＥＭ送信の前に、受信領域が競合する送信を含まないことを確実にすることができる。

受信機ユニットの処理モジュールは、ＲＦ伝送およびＥＭパルスを受信して、ソースを検証または確認するために送信を互いにリンクし得る。処理モジュールは、受信した磁場の強度に基づいて、受信機ユニット（人によって携持される）と、第１の車両上のエミッタとの間の距離を判定する。特定のレベルの受信信号は、特定の距離を示す。例えば、特定の実施形態では、距離測定は、生成された磁場強度に基づき得る。生成された場の電力は、較正することができ、既知であり得る。場の強度と距離との関係もまた、既知であり得、サンプリングすることができる。送信を受信する送受信機／受信機は、場の強度を測定して、場の強度と、処理モジュールのメモリに記憶されたルックアップテーブルの事前記録された距離とを一致させる。他の実施形態では、ＥＭ場の伝搬のための既知の物理式に基づくモデルを利用することができる。

上に示したように、受信機ユニットの処理モジュールは、放射された場の強度（システム全体について一定の値であり得る）で事前構成され得る。他の実施形態では、送受信機／車両のＩＤ情報に加えて、近接検出ユニットによって放射される場の強度が、ＲＦチャネルを介して、近接検出ユニットから受信機ユニットまで送信され得る。次いで、放射された場の強度値および受信した場の強度値を、処理モジュールによって利用して、メモリに記憶されたルックアップテーブルまたはアルゴリズムなどを介して、送信が行われた第１の車両からの距離を計算または判定し得る。受信機ユニットの処理モジュールによって場の強度が距離測定に変換された時点で、この測定値は、ＲＦチャネルを介して、第１の車両の近接検出ユニットに（例えば、ＲＦ送受信機から発信側送受信機に）返信される。次いで、この距離測定値を、第１の車両上の制御ユニットによって使用して、行うべき車両のアクション（例えば、ルートを続ける、ルートを変更する、減速する、止まる、オペレータに通知する、など）を判定し得る。代替的に、受信ユニットに関して本明細書に説明されるように、近接検出ユニットの制御ユニットは、他の近接検出ユニットによって放射されたＲＦ信号および／またはＥＭパルスを受信することができ、また、他の近接検出ユニットまでの距離を測定することができる。

距離測定値を第１の車両の発信側送受信機に返信することに加えて、受信機ユニットおよび／または制御ユニットはまた、事前設定された「安全」距離閾値が破られた場合に、アラームまたはアラートを生成することができるものであり得る。一実施形態では、アラートは、可聴アラーム、視覚的アラート、または他の感覚的アラートであり得る。例えば、受信機ユニットおよび／または制御ユニットは、事前設定された安全閾値が破られたという事実にユーザの注意を引きつけるための１つ以上のＬＥＤ、バイブレータ、スピーカ、などを含み得る。このアラートは、車両が通り過ぎるまで、オペレータ自身と車両との間の距離を増加させるように、または安全な場所を探すように、オペレータに促し得る。

近接検出システムは、受信機ユニットを装備している物体または人に対する受信領域内で動作している車両の近接を判定すること、および（受信機ユニットまたは車両自体のいずれかまたは両方において）アラートまたは通知を生成することができる。このようにして、受信領域内の動作の安全性が高められ得、障害または渋滞が最小化されるか、または排除され得る。

特定の実施形態では、車両上の送受信機は、車両間の距離が判定され得るように、ＥＭまたは一定磁場受信機を含み得る。近接検出システムの好適な代替的または追加的な能力は、飛行時間型（ＴＯＦ）検出器、ＬＩＤＡＲ、およびビデオまたはカメラシステム、のうちの１つ以上を含み得る。

高ＲＦ信号の好適なＲＦ送信周波数は、メガヘルツ（ＭＨｚ）～ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内の判定された周波数を含み得る。一実施形態では、高ＲＦ信号は、少なくとも１ＭＨｚである。様々な実施形態では、ＲＦ信号周波数は、ＭＨｚ～ＧＨｚ範囲の下端にある。周波数が高くなるほど、信号が速くなり、これは、既存のシステムと比較して、より多くの車両が受信領域内に存在することを可能にする。したがって、車両交通量の多いことが予想される場合には、より高い周波数が利用され得る。特定の実施形態では、ＲＦ信号の周波数は、（例えば、車道上、地下鉱山内、などで）システムが使用される所与の時間および特定の用途において特定の受信領域内に存在することが予想または推定される車両の数を含む、いくつかの因子に依存して選択され得る。例えば、地下用途では、ＲＦ信号のためにより低い周波数を使用することが望ましくなり得、空間内で動作している車両間の直接的な視線は必ずしも存在しない。これは、ＲＦ波の回折（例えば、角を曲がる）および鉱山内の壁を透過する能力のため、周波数が低くなるほど、システムは、直接的な視線（しばしば、曲がりくねりの多い鉱山内では不可能）に対する依存性が低くなるからである。

一実施形態では、ＥＭ周波数は、ゼロに近く（すなわち、一定の磁場であるが、電気的でない）なり得る。そのような場合、送受信機の検出器は、事前測定された基線に基づいて、地面の磁場の瞬間的な変化を感知して、磁場の変化から誘導ベクトルを導出する。一実施形態では、送信機と受信機との間に配置された金属性の物体内の誘導電流がより少なくなり、そのような誘導電流により、関連する場の強度の損失がより少なくなるので、ＥＭ周波数は、できる限り低く選択される。加えて、ＥＭパルスに対して低い周波数を選択することは、受信領域内に位置する可能な電気装置および電子装置に由来する種々のＥＭノイズに対する非常に高い耐性を達成する。一定磁場を利用することは、交流ＥＭノイズをフィルタ除去することを可能にする。上記に関連して、ＥＭ場がデータ記憶媒体として使用されないので、一定の磁場を利用することが可能である。ＥＭ場が典型的にデータ記憶媒体として使用されていたので、これは、これまで既存のシステムでは不可能であった。

既存の電磁エネルギーに基づく距離測定システムと比較して、非常に短い送信時間のため、送信機と受信機との間の距離（例えば、車両間の距離）を測定するために、および送信機を一意的に識別するためにかかる時間が短縮され得る。本明細書に説明されるシステムおよび方法は、いくつかの既知のシステムおよび方法と比較して、送信時間を約１００倍～約５００倍短縮することを可能にすることができる。さらに、いくつかの既存のシステムに存在する複数の送受信機の時間スロットの調停問題は、本明細書に説明される制御ユニットの１つ以上の実施形態によって採用されたリッスンビフォアトーク機構を使用することによって解決することができる。これにより、受信領域内で、およびより短い距離測定間の期間で、より多くの車両または物体を動作させることを可能にする。

上で説明したシステム１００は、受信機ユニットを携持または装備しているオペレータまたは要員および他の物体に対する車両の近接を判定して、要員が動作している領域内への車両の侵入を阻止するために利用され得るが、受信領域内の他の要員または物体にかかわらず、受信領域１０内の１台以上の車両の絶対位置を判定することに対する必要性が依然として存在し得る。この問題に対処するために、図１にさらに示されるように、受信領域内で動作している車両はまた、受信領域（例えば、地下鉱山、駐車場、車両基地）内の車両の位置を判定または計算することができるオンボードナビゲーションシステムも装備し得、受信領域は、車両と通信することができる複数の固定位置ビーコン２１０、２１２、２１４、２１６を有し得る。

ビーコンは、例えばラジオ通信などを経由して、車両が範囲内にあるときに車両との通信を可能にする、それぞれの送受信ユニットを含み得る。一実施形態では、ビーコンは、受信領域１０内のビーコンの位置／場所を、それぞれのビーコンの範囲内を通過する車両に送信することができる。他の実施形態では、ビーコンは、識別情報を範囲内の車両に送信することができるものであり、次いで、該識別情報が、受信したビーコンＩＤに基づく受信領域１０内の通信ビーコンの特定の場所を示す車両上のデータベースと相互参照され得る。

図４を参照すると、各車両（例えば、第２の車両）上のナビゲーションシステム２１８は、慣性プラットフォームタイプのナビゲーション装置を含み、これは、外部参照を必要とすることなく、推測航法を介して、第２の車両の位置、配向、および速度（例えば、方向および移動速度）を連続的に計算するために、例えば、運動センサ（加速度計）および回転センサ（ジャイロスコープ）を採用し得る。第２の車両は、車両が範囲内にあるときに、ビーコンと、ならびに他の車両と通信することができる。例えば、図４に示されるように、第１の車両は、車両が最初にビーコンを通過するとき、または第２の車両に対して移動するときに、第２の車両の送受信機を介して、および任意選択的にビーコンと通信することができる。一実施形態では、上で考察されるように、送受信機および制御ユニットは、近接検出のために使用される、同じ送受信機および制御ユニットであり得る。他の実施形態では、送受信機および制御ユニットは、スタンドアロンの装置であり得る。

動作中に、各車両（例えば、第２の車両）は、第１の車両上のナビゲーション装置を使用して、ルートに沿うなどの、所与の領域にわたる車両の正確な移動の履歴またはログを維持することができる。各第２の車両は、オンボードナビゲーション装置を使用して、かつ推測航法を介して、受信領域内の車両の位置を計算することができる。次いで、衝突が回避されることを確実にするために、第２の車両の記録された位置が、（ラジオリンクなどを通して）範囲内の他の車両に送信またはブロードキャストされ得る。しかしながら、車両の走行中に、（オンボードナビゲーション装置によって判定される）各車両の推定位置は、そのような各車両の実際の位置と異なる場合がある。本システムは、ビーコンの使用を通して、そのような蓄積されたエラーまたはドリフト（例えば、ナビゲーション装置によって判定される推定位置に対する実際の車両の位置）をゼロにすることができる。

車両がビーコン（上で考察されるように、その正確な位置が既知であり、記録されている）の範囲内を通過したときに、そのような任意の車両の推定位置は、ビーコンから受信した正確な、既知の位置によって更新される。その結果、車両がビーコンの間を進行するときに、車両の推定位置におけるドリフトまたはエラーを蓄積することができるが、受信領域内の任意のビーコンを通過することで、制御ユニットおよびナビゲーション装置を本質的にリセットまたは再較正して、蓄積されたエラーまたはドリフトが車両の進行路全体にわたって広がることを阻止する。

一実施形態では、インシデントの再生などのために鉱山業者がその後に使用するためのデータのブレッドクラム追跡を作成するために、位置判定システムが使用され得る。各車両の進行路（時間および場所を含む）は、オンボード制御ユニットによって記録され、そして、車両が鉱山内のＷｉ－Ｆｉアクセスポイントまたはリーキーフィーダシステムの範囲（例えば）にあるときに地表に返信され得る。このデータは、効率、タイヤの摩耗、使用可能時間、使用時間対アイドル時間の追跡、などのために使用することができる。

図１は、近接検出システム（例えば、車両の近接を計算するために、ＲＦおよびＥＭパルスエミッタ／送信機および物体を備えた車両、ならびに受信機ユニットを装備した要員）、および位置判定システム（例えば、オンボードナビゲーションシステムを備えており、受信領域内の静的ビーコンと通信することができる車両）を、単一の一体化されたシステムであるように示しているが、本システムは、互いに独立または連動して展開することができる別個のシステムであり得る。近接検出能力は、位置判定機能にかかわらず展開され得、逆もまた同じである。例えば、一実施形態では、本システムは、受信領域内のそれぞれの車両の位置を推定することができるナビゲーションシステムを装備した車両と、任意の蓄積されたナビゲーションエラーをゼロにすることができるように、受信領域を通過する車両に既知の（または絶対の）基準点を提供する、受信領域内の様々な場所に配置されたビーコンと、を含み得る。他の実施形態では、本システムは、ＲＦ信号およびＥＭパルスを放射することができる近接検出ユニットを装備した車両と、ＲＦ信号およびＥＭパルスを受信して、放射した車両の近接を計算することができる受信機ユニットを携持している物体または要員と、を含み得る。すなわち、近接検出および位置判定機能は、単一の総合的なシステムに一体化され得るか、または別々にかつ互いに独立して展開され得る。

一実施形態では、車両上の近接検出ユニットの送受信機は、車両の互いに対するおよび／または他の物体に対する近接を検出するために、他の近接検出ユニットの送受信機から送られたＥＭパルスおよびＲＦ信号などの信号を受信することができる。例えば、第１の車両上の第１の近接検出ユニットは、第２の車両の第２の近接検出ユニットによって受信されるＥＭパルスおよびＲＦ信号を送ることができる。第２の近接検出ユニットの制御ユニットは、受信機ユニットに関して上で説明した様式で、第１の車両が第２の車両からどのくらい離れているかを判定することができる。

任意選択的に、本システムは、機器と標的位置との近接（例えば、両者間の距離）を検出するために使用され得る。例えば、車両は、資源の採掘に使用される細長いドリルチップまたは他の機器を含み得る。本システムが、機器が他の機器または車両からどのくらい離れているかを測定するために、または別様に判定するために使用することができる。これは、車両および他の車両から遠く離れて突出し得る機器間の衝突、または異なる車両上の突出した機器間の衝突を阻止するのを補助することができる。例えば、送受信機は、車両から（例えば、ドリルチップの端部またはその近くで）突出している機器の外端部上またはその近くに配置することができる。送受信機またはビーコンは、機器が他の車両、機器、または人と衝突しないことを確実にするために、他の車両、他の機器、および／または人に配置することができる。追加的に、標的位置は、送受信機またはビーコンを備えることができ、機器は、送受信機またはビーコンを備えることができる。次いで、本システムを使用して、機器（例えば、ドリルチップ）が標的位置（採掘される資源の識別された場所）からどのくらい離れているかを追跡することができる。

いくつかの実施形態では、高ＲＦ信号は、高ＲＦブロードキャストであり得、概して領域の全体にわたって送信され、かつ特定のまたは指定された受け側を伴わない信号を指す。

一実施形態では、車両システムが提供される。本車両システムは、少なくとも１つのＥＭパルスと同期的に高ＲＦ信号を放射することができるエミッタを有する第１の車両と、第１の車両から離れて配置された受信機ユニットと、を含み、受信機ユニットは、磁場受信機と、ＲＦ送受信機と、ＲＦ送受信機および磁場受信機に結合された処理モジュールと、を含む。受信機ユニットは、第１の車両から高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを受信して、受信機ユニットに対する第１の車両の近接を判定することができる。一実施形態では、高ＲＦ信号は、エミッタ／送受信機ＩＤおよび／または車両ＩＤによって変調される。一実施形態では、エミッタまたは車両ＩＤは、チェックサムによって保護される。一実施形態では、少なくとも１つのＥＭパルスは、いかなるデータも搬送しない。一実施形態では、受信機ユニットに対する第１の車両の近接は、受信した磁場の強さに依存して計算される。一実施形態では、受信機ユニットの処理モジュールは、第１の車両の判定された近接が、事前設定された範囲内にある場合に、アラートを生成することができる。アラートは、可聴アラート、視覚的アラート、および／または振動アラート、のうちの少なくとも１つであり得る。一実施形態では、受信機ユニットは、判定された近接を第１の車両に返信することができる。一実施形態では、第１の車両は、地下鉱山内で動作している車両である。一実施形態では、受信機ユニットは、ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスが同期的に発生したことを検証することができる。

別の実施形態では、方法が提供される。本方法は、第１の車両において、高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを同期的に生成するステップと、受信機ユニットにおいて、高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを受信するステップと、受信機ユニットにおいて、受信機ユニットによって受信した少なくとも１つのＥＭパルスの強度に依存して、第１の車両と受信機ユニットとの間の距離を判定するステップと、を含む。一実施形態では、本方法はまた、高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを生成する前に、第２の車両からの競合する送信を確認するステップも含み得る。一実施形態では、本方法はまた、受信機ユニットにおいて、高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスの送信が同期的に発生したことを検証するステップも含み得る。一実施形態では、本方法は、受信機ユニットにおいて、少なくとも１つのＥＭパルスの持続期間を測定するステップも含み得る。実施形態において、本方法はまた、送受信機ＩＤおよび／または車両ＩＤを有する高ＲＦ信号を変調するステップも含み得る。一実施形態では、送受信機または他のＩＤは、チェックサムによって保護される。一実施形態では、少なくとも１つのＥＭパルスは、いかなるデータも搬送しない。一実施形態では、第１の車両は、自律型車両である。一実施形態では、本方法はまた、受信機ユニットにおいて、距離が所定の閾値未満である場合または事前設定された範囲内にある場合、アラートを生成することも含み得る。一実施形態では、本方法は、判定された距離を第１の車両に返信するステップをさらに含み得る。

好適なシステムは、磁場受信機、ＲＦ送受信機、ならびにＲＦ送受信機および磁場受信機に結合された処理モジュールを有する、受信機ユニットを含み得る。ＲＦ送受信機は、受信機ユニットから離れている車両から高ＲＦ信号を受信することができる。磁場受信機は、車両から少なくとも１つのＥＭパルスを受信することができる。処理モジュールは、車両からの高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスの放射が同期的に発生したことを検証することができる。処理モジュールは、放射が同期的に発生したことの確認に応答して、高ＲＦ信号または少なくとも１つのＥＭパルスのうちの少なくとも１つに基づいて、受信機ユニットに対する車両の近接を判定するようにさらに構成されている。処理モジュールは、放射が同期的に発生しなかったことの確認に応答して、近接を判定する際に使用するための高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを拒否するようにさらに構成されている。

別の実施形態では、システムは、外部参照することなく受信領域内の第１の車両の位置を判定することができるオンボードナビゲーションシステムを有する第１の車両と、第１の車両が走行するルートに沿った受信領域内の場所に位置決めされた少なくとも１つのビーコンと、を含む。少なくとも１つのビーコンは、受信領域内の少なくとも１つのビーコンの位置データを記憶している。第１の車両は、第１の車両が少なくとも１つのビーコンの範囲内を通過するときに、少なくとも１つのビーコンから位置データを無線で受信することができる。例えば、第１の車両および少なくとも１つのビーコンは、ラジオリンクを通じて通信することができるものであり得る。

一実施形態では、システムは、外部参照することなく受信領域内の第１の車両の位置を判定することができるオンボードナビゲーションシステムを有する第１の車両と、第１の車両が走行するルートに沿った受信領域内の場所に位置決めされた少なくとも１つのビーコンと、を含む。少なくとも１つのビーコンは、受信領域内の少なくとも１つのビーコンの位置データを記憶している。第１の車両は、第１の車両が少なくとも１つのビーコンの範囲内を通過するときに、少なくとも１つのビーコンから位置データを受信することができる。第１の車両は、受信機と、受信機およびナビゲーションシステムに電気的に結合された制御ユニットと、を含む。制御ユニットは、少なくとも１つのビーコンからの位置データを利用して、ナビゲーションシステムによって判定される第１の車両の位置のエラーを除去することができる。一実施形態では、ナビゲーションシステムは、推測航法を介して、第１の車両の位置を判定することができる。

衝突回避システムの制御ユニットは、任意選択的に、同じく衝突回避システムを含むおよび／またはそれによって動作する車両制御システム内に含むことができる。制御ユニットは、車両の推進システムおよび／またはブレーキシステムと通信可能に結合することができる。例えば、制御ユニットは、車両の移動を制御および変更するために、車両の１つ以上のエンジン、モータ、トランスミッション、ブレーキ、などと通信してそれらを制御することができる。制御ユニットは、車両に対する１つ以上の物体（例えば、機器、標的場所、人、および／または別の車両）の距離が小さ過ぎる（例えば、安全閾値距離未満である）ことに基づいて、車両の移動を制御または変更することができる。例えば、受信機ユニットは、ＥＭパルスおよびＲＦ信号を受信して、受信されるＥＭパルスおよびＲＦ信号に基づいて、車両と受信機ユニットとの間の距離を判定することができる。次いで、受信機ユニットが、距離に基づいて、制御システムの１つ以上の送受信機デバイスに信号を通信することができる。制御ユニットは、この距離を調べて、車両の移動を変更する（例えば、他の物体との衝突を回避する）ことができる。例えば、車両と他の物体との間の距離が小さ過ぎるおよび／または減少している場合、制御ユニットは、スロットル設定を変更して、および／または車両のブレーキを適用して、車両の移動を減速または停止させることができる。別の例として、制御ユニットは、他の物体との衝突を回避するために、車両が移動している方向を変更することができる。

車両衝突回避システムは、任意選択的に、環境内での車両対車両の衝突を回避するためのソリューションを提供するために、ポイント－象限に基づく車両対車両アラームロジックを使用することができる。このロジックは、本明細書に説明される制御ユニットおよび／または処理モジュールによって適用することができる。車両の場所および／または向きは、上で説明したＥＭパルスおよびＲＦ送信を使用する、ＧＰＳ受信機によって得られたデータを使用する、（レーダなどの他の物体から反射する）電磁信号の飛行時間に基づく距離を計算する、構造化光アレイ、などの様々な異なる方法のうちの１つ以上で判定することができる。別の移動中の車両の場合、処理モジュールは、他の車両の向きおよび／または他の車両の場所を判定することができる。別の静止車両の場合、処理モジュールは、（静止車両が向きを有しない）他の車両の場所を判定することができる。

処理モジュールによって判定される場所および／または向きは、車両の制御ユニットに通信されて、車両の移動を減速または停止させるように車両のオペレータに助言するかどうか、および車両の移動を自動的に減速または停止させるかどうか（オペレータが応答しない、または提供される助言に従って車両の移動を変更しない場合）を判定することができる。任意選択的に、制御ユニットは、車両の向きを変更するようにオペレータに助言し得、および／またはオペレータが向きを変更しない場合、車両の向きを自動的に変更し得る。制御ユニットによって提供される助言および／または自動制御は、車両と他の物体（例えば、他の車両、人、機器、など）との間の衝突を阻止することができる。

図５は、車両衝突回避システム５００の一実施形態を例示する。一実施形態では、システム１００は、地下領域で使用するためのものであり得るが、システム５００は、開渠または地表で使用される。代替的に、システム５００は、地下領域で使用することができ、上で説明したシステム１００を表すことができる。システム５００は、車両５１０上の上で説明した近接検出ユニットのうちの１つである近接感知ユニット５１８を含むことができる。任意選択的に、図５に示される感知ユニット５１８は、上で説明した受信機ユニットを表すことができる。感知ユニット５１８は、他の物体が車両５１０に近いかどうかを判定するように動作し、それにより、車両５１０の移動を、物体との衝突を回避するように変化させることが必要になる。例えば、上で説明したように、感知ユニット５１８は、受信機ユニットによって検出されるＥＭパルスおよびＲＦ信号を放射して、感知ユニット５１８に対する、したがって、車両５１０に対する他の物体の近接を判定することができる。代替的に、上で説明したように、感知ユニット５１８は、ＥＭパルスおよび／またはＲＦ信号を受信して、感知ユニット５１８および、したがって、車両５１０に対する他の物体の近接を判定することができる。代替的に、上で説明したように、感知ユニット５１８は、ＧＰＳ、レーダなどの別の技術を使用して、他の物体の近接を感知ユニット５１８および、したがって、車両５１０に判定することができる。ＧＰＳに関して、感知ユニット５１８は、他の物体にオンボードのまたは携持された感知ユニット５１８と通信して、感知ユニット５１８の向きおよび／または位置を共有して、感知ユニット５１８および、したがって、車両５１０に対する他の物体の近接を判定することができる。

感知ユニット５１８の制御ユニットまたは処理モジュールは、感知ユニット５１８の動作を制御する。感知ユニット５１８のこの制御ユニットまたは処理モジュールは、感知ユニット５１８のコントローラと称することができる。コントローラは、制御ユニットまたは処理モジュールを表すことができる。コントローラは、検出した他の物体の近接に基づいて、移動を減速させる、移動を停止させる、または車両５１０の移動方向を変更させるようにオペレータに警告するための出力を生成することができる。任意選択的に、制御ユニットは、検出した他の物体の近接に基づいて、自動的に、移動を減速させる、移動を停止させる、または車両５１０の移動方向を変更させることができる。

感知ユニットのコントローラは、車両５１０の外装体に沿って保護ポイントを画定する。図５では、これらの保護ポイントは、左前方（ＦＬ）ポイント、右前方（ＲＦ）ポイント、左後方（ＲＬ）ポイント、および右後方（ＲＲ）ポイントとしてラベル付けされている。保護ポイントは、車両５１０の車体の既知の外形寸法に基づいて画定することができる。例えば、コントローラは、直角（例えば、ｘおよびｙ）軸５０２、５０４に沿って、車両５１０の中心位置５０６からの指定距離を測定することによって保護ポイントを画定することができる。この中心位置は、軸に沿った車両の対向端部間の中間に、および軸に沿った車両の反対側の中間に位置することができる。例えば、前方保護ポイントＦＬ、ＦＲは、後方保護ポイントＲＬ、ＲＲと同じ距離に軸から位置することができ、右保護ポイントＦＲ、ＲＲは、左保護ポイントＦＬ、ＲＬと同じ距離に軸５０４から位置することができる。任意選択的に、コントローラは、中心位置からの指定された距離および角度に基づく保護ポイントを画定することができる。例えば、右前方保護ポイントＦＲは、軸５０２から反時計回り方向に第１の角度での指定された距離とすることができ、左前方保護ポイントＦＬは、軸から時計回り方向に同じ第１の角度での（または軸から反時計回り方向に第１の角度よりも９０度大きい第２の角度での）同じまたは別の指定された距離とすることができ、左後方保護ポイントＲＬは、軸から反時計回り方向に第３の角度での指定された距離でとすることができ、右後方保護ポイントＲＲは、軸から時計回り方向に同じ第１の角度での（または軸から時計回り方向に第３の角度よりも９０度大きい第４の角度での）同じまたは別の指定された距離とすることができる。

これらの指定された距離は、より長い車両および／またはより幅の広い車両のために、軸を拡大することができる。任意選択的に、指定された角度は、より長いおよび／またはより広い車両のために変更され得る。保護ポイントは、車両の外面の外側にあるように定義することができる。図５に示されるように、前方保護ポイントＦＬ、ＦＲは、車両の先頭端部の最外表面の前方にある、またはそれと交差する、二次元平面内に位置することができる。一実施形態では、後方保護ポイントＲＬ、ＲＲは、車両の反対側の後端部の最外表面の前方にある、またはそれと交差する、二次元平面内に位置することができる。保護ポイントは、車両の外側境界を画定することができる。この外側境界への他の物体の進入は、車両との衝突をもたらし得る。

コントローラは、保護ポイントの場所および／または車両が移動している速度に基づいて、車両の周りに保護ゾーンを画定することができる。例示される例では、３つの異なるタイプの保護ゾーンが車両の周りに画定されている。これらの保護ゾーンは、強制アクションゾーン５１２と、条件付きアクションゾーン５１４と、アクション無変更ゾーン５１６と、を含む。代替的に、より少ない保護ゾーンが画定され得、より多くの保護ゾーンが画定され得、より少ない異なるタイプの保護ゾーンが画定され得、および／またはより多くの異なるタイプの保護ゾーンが画定され得る。上で説明したように、異なるタイプのゾーンは、異なるタイプの保護ゾーン内に別の物体を検出した場合に行われる（または行われない）異なる応答アクションと関連付けられている。

図５に示されるように、コントローラは、前方保護ポイントＦＲ、ＦＬの間の車両の先頭端部の前に延在している表面積または三次元空間体積として、強制アクションゾーンを画定することができる。この表面積は、車両が走行しているルートの表面に配置することができ、またはルート表面と平行しているが、指定された距離（例えば、１／２メートルまたは別の距離）だけルート表面の上方に上昇させることができる。空間体積は、ルート表面（またはルート表面に平行である平面）から、ルート表面の上方の車両の高さ（または別の高さ）などの、ルート表面の上方の指定された高さまで延在することができる。コントローラは、下で説明する停止保護ライン５２４の外端部まで車両の前方に延在するように、強制アクションゾーンを画定することができる。

図５に示されるように、コントローラは、（車両の進行方向５２２に対する）車両の反対側から横方向外向きに延在している空間の表面積または三次元体積として、無アクションゾーン５１６を画定することができる。これらの表面積は、車両が走行しているルートの表面に配置することができ、またはルート表面と平行しているが、指定された距離だけルート表面の上方に上昇させることができる。空間体積は、ルート表面（またはルート表面に平行である平面）から、ルート表面の上方の指定された高さまで延在することができる。コントローラは、車両の側から外向きに、下で説明する停止保護ラインの長さなどの指定された距離まで、無アクションゾーンを画定することができる。

コントローラは、前方保護ポイントＦＬ、ＦＲ（および無アクションゾーンの平面の前方端部）を含む平面から停止保護ラインの距離まで軸に沿って延在している表面積または三次元空間体積として、条件付きアクションゾーンを画定することができる。コントローラはまた、左保護ポイントＦＬ、ＲＬを含む平面から停止保護ラインの距離まで軸に沿って延在している表面積または三次元空間体積として、条件付きアクションゾーンの１つを画定することができる。コントローラは、右保護ポイントＦＲ、ＲＲを含む平面から停止保護ラインの距離まで軸に沿って延在している表面積または三次元空間体積として、他の条件付きアクションゾーンを画定することができる。図５において軸の右側に配置されている条件付きアクションゾーンは、車両の第１の象限または象限１と称することができ、一方で、図５において軸の左側に配置されている他の条件付きアクションゾーンは、車両の第２の象限または象限２と称することができる。

図５に示されるように、保護ゾーンは、互いに重ならない。代替的に、保護ゾーンの２つ以上は、少なくとも部分的に互いに重なり得る。

先の説明は、保護ゾーンのサイズを画定するために使用される指定された距離が停止保護ラインの長さであることに重点を置いているが、代替的に、これらの指定された距離は、下で説明する減速保護ライン５２０の長さとすることができる。

コントローラは、車両の前縁部から軸と平行な方向に直線状に突出しているラインとして、および／または車両の横側から軸に平行な方向に直線状に突出しているラインとして、停止ライン５２４および減速保護ライン５２０を画定することができる。車両の前縁部は、車両が前方の方向へ移動している間、前方保護ポイントＦＬ、ＦＲを含む二次元平面とすることができ、または、車両が反対の方向である後方の方向へ移動している間、後方保護ポイントＲＬ、ＲＲを含む二次元平面とすることができる。車両の横側は、車両の両側の二次元平面とすることができ、一方の平面が、左保護ポイントＦＬ、ＲＬを含み、他方の平面が、右保護ポイントＦＲ、ＲＲを含む。

例えば、停止保護ラインは、車両が前方へ移動している間、前方保護ポイントＦＲ、ＦＬから（下で説明する）停止保護ラインの距離まで、車両の移動方向と平行な方向に突出することができる。停止保護ラインは、車両が後方へ移動している間、後方保護ポイントＲＲ、ＲＬから（下で説明する）停止保護ラインの距離まで反対方向に突出することができる。追加的な停止保護ラインは、任意選択的に、右保護ポイントＦＲ、ＲＲから停止保護ラインの距離まで移動方向に対して垂直である方向に車両の一方の側に突出することができる。追加的な停止保護ラインは、任意選択的に、左保護ポイントＦＬ、ＲＬから停止保護ラインの距離まで移動方向に対して垂直である方向に車両の他方の側に突出することができる。

減速保護ラインは、車両が前方へ移動している間、前方保護ポイントＦＲ、ＦＬから（下で説明する）減速保護ラインの距離まで、車両の移動方向と平行な方向に突出することができる。減速保護ラインは、車両が後方へ移動している間、後方保護ポイントＲＲ、ＲＬから（下で説明する）減速保護ラインの距離まで反対方向に突出することができる。追加的な減速保護ラインは、任意選択的に、右保護ポイントＦＲ、ＲＲから減速保護ラインの距離まで移動方向に対して垂直である方向に車両の一方の側に突出することができる。追加的な減速保護ラインは、任意選択的に、左保護ポイントＦＬ、ＲＬから減速保護ラインの距離まで移動方向に対して垂直である方向に車両の他方の側に突出することができる。

コントローラは、車両の移動速度に少なくとも部分的に基づいて、保護ラインの長さまたは距離を画定することができる。保護ラインは、車両の移動速度がより速い場合は、より長くすることができ、車両の移動速度がより遅い場合は、より短くすることができる。一実施形態では、保護ラインの長さは、車両の停止距離に少なくとも部分的に基づく。例えば、車両の停止距離は、次式に基づいて、コントローラによって判定することができる。

式中、ｖは、車両の移動速度を表し、ｔは、車両を停止させるための時間を表し、ｇは、重力加速度を表し、（摩擦係数＋勾配）は、摩擦係数および車両が走行している勾配の組み合わせ値を表し、ブレーキ率は、車両のブレーキ率（例えば、車両のブレーキ力と重量との比）である。代替的に、ブレーキ距離は、定義されて指定された値を有することができ、この値は、計算されるのではなく、車両の異なる移動速度と関連付けられたいくつかの異なる距離（例えば、異なる車両速度に対するデフォルトの停止距離）から得られる。

一実施形態では、停止保護ラインの長さまたは距離は、停止距離の長さに等しくすることができる。代替的に、停止保護ラインの長さまたは距離は、停止距離の１２５％、１１０％、９０％などの、停止距離の割合とすることができる。一実施形態では、減速保護ラインの長さは、停止距離の長さの２倍に等しくすることができる。代替的に、減速保護ラインの長さまたは距離は、停止距離の２２５％、２１０％、１９０％などの、停止距離の別の割合とすることができる。図５に示されるように、減速保護ラインは、停止保護ラインよりも車両から遠くに延在している。

他の車両上の検出ユニットのコントローラは、保護ライン５２４および／または保護ゾーン５１２、５１４、５１６を同様に識別または画定することができる。車両は、異なるサイズであり得るので、および／または異なる速度で移動し得るので、異なる車両の場合の保護ライン、５２４および／またはゾーン５１２、５１４、５１６は、異なるサイズおよび／または形状を有し得る。車両の保護ライン５２４および／またはゾーン５１２、５１４、５１６のサイズおよび／または形状は、車両の速度が変化することにより、（車両のコントローラによって）動的に変化し得る。

コントローラによって画定される保護ラインおよび／またはゾーンは、監視されたラインまたはゾーンとすることができ、有形の物体ではない。例えば、保護ラインおよび／またはゾーンは、車両との衝突を回避するために、コントローラによって他の物体が監視される空間的位置を画定することができる。

異なる検出ユニットのコントローラは、保護ラインおよび／またはゾーンを互いに通信することができる。例えば、異なる車両上のコントローラは、それぞれの車両の保護ラインおよび／またはゾーンを１つ以上の他の車両のコントローラに送信することができる。任意選択的に、異なる車両上のコントローラは、それぞれの車両の保護ラインおよび／またはゾーンを他の車両のコントローラにブロードキャストすることができる。別の例では、異なる車両上のコントローラは、それぞれの車両の保護ラインおよび／またはゾーンを、他の車両のコントローラによってアクセス可能である中央メモリまたはデータベースに通信することができる。

第１の車両のコントローラは、保護ラインおよび／またはゾーンを使用して、第１の車両に対する他の車両の場所を監視することができる。第１の車両は、試験中の車両と称することができ、一方で、他の車両は、監視される車両と称することができる。例えば、監視される車両の保護ラインおよび／または保護ゾーンが試験車両の保護ラインおよび／または保護ゾーンと交差した、そこに入った、および／またはそれと重なったことを検出することに応答して、試験車両のコントローラは、監視される車両との衝突を回避するために、試験車両のオペレータに試験車両の移動を変更するように指示することができ、または試験車両の移動を自動的に変更することができる。この移動の変更は、試験車両を減速または停止させること、試験車両が移動している方向を変更すること、および／または監視される車両に移動を変更するように指示することができる。

図６は、衝突回避システムの動作の一例を例示する。図６には、第１の車両６００、第２の車両６０２、および第３の車両６０４が示されており、各車両は、図５に示される車両のうちの１台を表す。第１の車両６００は、試験車両であり得、他の車両は、監視される車両である。第１の車両は、第１の進行方向６０６に移動し得、第２の車両６０２は、異なる第２の進行方向６０８に移動し得る。車両の減速および停止保護ラインが、図６に示されている。

第１の車両のコントローラは、保護ゾーン５１２、５１４を監視して、任意の他の車両または別の車両の保護ラインもしくはゾーンが、該ゾーンに進入しているかどうかを判定する。コントローラは、他の車両の任意の保護ゾーンまたは保護ラインが、第１の車両の第１または第２の象限と交差しているか、それを横断しているか、そこに進入しているか、またはそれと少なくとも部分的に重なっているかどうかを判定する。上で説明したように、第１の象限は、右前方の条件付き保護ゾーンであり、第２の象限は、左前方の条件付き保護ゾーンである。

第１の車両の任意の停止保護ラインが別の車両の任意の停止保護ラインと交差している、またはそれを横断していることに応答して、第１の車両のコントローラは、第１の車両のオペレータに第１の車両の移動を停止させるように指示することができ、または第１の車両の移動を自動的に停止させることができる。しかし、第１の車両の任意の減速保護ラインが別の車両の任意の停止保護ラインまたは任意の減速保護ラインと交差している、またはそれを横断していることに応答して、第１の車両のコントローラは、第１の車両のオペレータに第１の車両の移動を減速させるように指示することができ、または第１の車両の移動を自動的に減速させることができる。コントローラが、任意の停止保護ラインが別の車両の減速保護ラインと交差している、またはそれを横断していると判定した場合、第１の車両のコントローラは、オペレータに第１の車両の移動を減速または停止させるように指示し得ず、第１の車両のコントローラは、第１の車両の移動を自動的に減速または停止させ得ない。

例示される例では、第１の車両の右側の第１の車両の停止保護ラインは、第３の車両の右側の減速護ラインと交差している。この交差を検出することに応答して、第１の車両のコントローラは、オペレータに第１の車両の移動を停止させるように指示することができ、または第１の車両の移動を自動的に停止させることができる。あるいは、オペレータが指定された時間限界または距離限界内で第１の車両を停止させなかったことに応答して、第１の車両のコントローラは、オペレータに第１の車両の移動を停止させるように指示することができ、かつ第１の車両の移動を自動的に停止させることができる。

追加的に、第１の車両のコントローラは、第１の車両の左側の減速保護ライン５２０が車両６０２の左側の減速保護ライン５２０と交差していると判定することができる。この交差を検出することに応答して、コントローラは、オペレータに第１の車両の移動を減速させるように指示することができ、または第１の車両の移動を自動的に減速させることができる。あるいは、オペレータが指定された時間限界または距離限界内で第１の車両を少なくとも指定された速度まで減速させなかったことに応答して、第１の車両のコントローラは、オペレータに第１の車両の移動を減速させるように指示することができ、かつ第１の車両の移動を自動的に減速させることができる。

図７は、衝突回避システムの動作の別の例を例示する。第１の車両のコントローラは、第２または第３の車両のうちの１台の任意の保護ポイントＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬが第１の車両の保護ゾーンのいずれかに進入しているか、またはそれと交差しているかどうかを判定することができる。別の車両の保護ライン５２０、５２４または保護ゾーン５１２、５１４が第１の車両の保護ゾーンに進入していると判定することに応答して、コントローラは、車両間の閉鎖距離ｘを計算することができる。

この閉鎖距離ｘは、第２および第３の車両の前方保護ポイントＦＲ、ＦＬのいずれかと、第１の車両の前方保護ポイントＦＲ、ＦＬを含む二次元垂直面との間の最短直線距離とすることができる。任意選択的に、第１の車両が第２または第３の車両の後方端部に接近している、および／あるいはその車両が後退している場合、この閉鎖距離ｘは、他の車両の後方保護ポイントＲＲ、ＲＬのいずれかと、第１の車両の前方保護ポイントＦＲ、ＦＬを含む二次元垂直面との間の最短直線距離とすることができる。別の例では、第１の車両が後退している、および／または第１の車両の後方端部に接近している場合、この閉鎖距離ｘは、車両６０２、６０４の前方保護ポイントＲＲ、ＲＬのいずれかと、第１の車両の後方保護ポイントＲＲ、ＲＬを含む二次元垂直面との間の最短直線距離とすることができる。

コントローラは、閉鎖距離ｘが指定された停止制限Ｌ_ｓｔｏｐ未満であることに応答して、オペレータに第１の車両の移動を停止させるように指示することができ（およびオペレータが時間または距離限界内に応答しない場合、移動を自動的に停止させることができ）、ここで、

であり、式中、ｓｄ_ｔは、第１の試験車両の停止距離を表し、ｓｄ_ｍは、他の車両の停止距離を表し、相対的な向きは、第１の車両に対する他の車両の相対的な向きである。相対的な向きは、第１の車両の向きと監視されている他の車両との間の角度とすることができる。車両の停止距離ｓｄ_ｔおよびｓｄ_ｍは、それぞれの停止保護ラインの長さとすることができる。

コントローラは、閉鎖距離ｘが指定された減速制限Ｌ_ｓｌｏｗ未満であることに応答して、オペレータに第１の車両の移動を減速させるように指示すること（およびオペレータが時間または距離限界内に応答しない場合、移動を自動的に減速させること）ができ、ここで、

であり、式中、ｓｌｄ_ｔは、第１の試験車両の減速距離を表し、ｓｌｄ_ｍは、監視される他の車両の減速距離を表し、相対的な向きは、第１の車両に対する他の車両の相対的な向きである。車両の減速距離ｓｌｄ_ｔおよびｓｌｄ_ｍは、それぞれの減速保護ラインの長さとすることができる。

閉鎖距離ｘが減速制限Ｌ_ｓｌｏｗ未満である場合、コントローラは、第１の車両の移動の減速を指示し、および／または自動的に移動を減速させる。閉鎖距離ｘが停止限界Ｌ_ｓｔｏｐ未満である場合、コントローラは、第１の車両の移動の停止を指示し、および／または自動的に移動を停止させる。

図８は、衝突回避システムの動作の別の例を例示する。第１の車両のコントローラは、第１の車両の保護ラインが別の車両の本体と交差しているかどうかを判定することができる。コントローラは、第１の車両の減速または停止保護ラインが、車両６０２の両方の保護ポイントを第２の車両の一方の側に含む二次元平面８００を横断しているかどうかを決定することによって、この判定を行うことができる。例えば、コントローラは、第２の車両の一方の側（図８に示される）を第２の車両の左保護ポイントＦＬ、ＲＬを含む垂直面として、および／または第２の車両の他方の側を第２の車両の右保護ポイントＦＲ、ＲＲを含む別の垂直面として識別することができる。

第１の車両のコントローラは、第１の車両の減速または停止保護ラインが、第２の車両の一方の側の保護ポイントの間のこの平面を横断しているかどうかを判定することができる。第１の車両の減速保護ラインが第２の車両のこの平面と交差している場合、第１の車両のコントローラは、オペレータに第１の車両の移動を減速させるように指示すること（およびオペレータが時間または距離限界内に応答しない場合、移動を自動的に減速させること）ができる。第１の車両の停止保護ラインが第２の車両のこの平面と交差している場合、第１の車両のコントローラは、オペレータに第１の車両の移動を停止させるように指示すること（およびオペレータが時間または距離限界内に応答しない場合、移動を自動的に停止させること）ができる。例示される例では、コントローラは、減速保護ラインが第２の車両の側面平面８００と交差していると判定する。したがって、コントローラは、オペレータに第１の車両の移動を減速させるように指示する（およびオペレータが時間または距離限界内に応答しない場合、自動的に移動を減速させる）。

図９Ａおよび９Ｂは、車両間の衝突を回避するための方法９００の一実施形態のフローチャートを例示する。方法９００は、本明細書に説明される検出ユニットによって行われる動作を表すことができる。方法９００は、車両間の衝突を回避するために使用するものとして説明されているが、方法９００はまた、車両と非車両物体との間などの、他のタイプの車両間の衝突を回避するために使用することもできる。追加的に、方法９００は、衝突を回避するために応答アクションを実施するかどうかを判定するための一連の決定として説明されている。しかし、決定は、フローチャートに示されているシーケンス以外のシーケンスで実行され得る。別の実施形態では、決定は、順次的ではなく、並行しておよび／または同時に行われ得る。

９０２において、試験車両の保護ラインおよびゾーンが判定される。コントローラは、試験車両の減速および停止保護ライン、ならびに試験車両の強制、条件付き、および／または無アクションゾーンを識別することができる。９０４において、１つ以上の他の車両の保護ラインおよび／またはポイントが判定される。例えば、上で説明したように、監視される車両の保護ポイントおよびラインが識別される。９０６において、監視される車両のうちの１台以上の近接が追跡される。検出ユニットは、保護ポイントおよび／またはラインが、試験車両の保護ラインおよび／またはゾーンからどのくらい近くにあるかを監視することができる。

９０８において、試験車両の停止保護ラインが、監視される車両の停止保護ラインと交差しているかどうかに関する判定が行われる。停止保護ラインのこの交差が検出された場合、車両には、差し迫った衝突の恐れがあり得る。その結果、方法９００の流れは、９１０へ進むことができる。そうでない場合、車両には、差し迫った衝突の恐れがあり得ず、方法９００の流れは、９１２へ進むことができる。

９１０において、試験車両を手動でまたは自動的に停止させる。コントローラは、出力デバイス（例えば、スピーカ、光、ディスプレイ、など）を介して、試験車両のオペレータに試験車両の移動を停止させるように指示することができる。代替的に、コントローラは、オペレータの介入を伴わずに、試験車両の移動を自動的に停止させることができる。別の実施形態では、コントローラは、監視される車両との衝突を回避するために、試験車両の向きを変更することなどによって、試験車両の移動を変更することができる。方法９００の流れは、次いで、９０６に戻って他の車両の近接を追跡し続けることができ、または方法９００を終了することができる。

９０８において行われた決定に戻り、試験車両の停止保護ラインが、監視される車両の停止保護ラインと交差していない場合、９１２において、試験車両の減速保護ラインが、監視される車両の停止または減速保護ラインと交差しているかどうかに関する判定が行われる。試験車両のいずれかの減速保護ラインが、監視される車両の停止または減速保護ラインと交差している場合、試験車両および監視される車両は、最終的な衝突に向かって移動中であり得る。その結果、方法９００の流れは、９１４へ進むことができる。そうでない場合、車両は、衝突に向かって走行し得ず、方法９００の流れは、９１６へ進むことができる。

９１４において、試験車両を手動でまたは自動的に減速させる。コントローラは、出力デバイスを介して、試験車両のオペレータに試験車両の移動を減速させるように指示することができる。代替的に、コントローラは、オペレータの介入を伴わずに、試験車両の移動を自動的に減速させることができる。別の実施形態では、コントローラは、監視される車両との衝突を回避するために、試験車両の向きを変更することなどによって、試験車両の移動を変更することができる。方法９００の流れは、次いで、９０６に戻って他の車両の近接を追跡し続けることができ、または方法９００を終了することができる。

９１２において行われた決定に戻り、試験車両の減速保護ラインが、監視される車両の保護ラインと交差していない場合、９１６において、試験車両の停止保護ラインが、監視される車両の減速保護ラインと交差しているかどうかに関する判定が行われる。試験車両の停止保護ラインが、監視される車両の減速保護ラインと交差している場合、試験車両および監視される車両は、依然として衝突リスクをもたらすのに十分な近さにあり得ない。その結果、方法９００の流れは、９１８へ進むことができる。そうでない場合、方法９００の流れは、９２０（図９Ｂ）へ進むことができる。

９１８において、試験車両の移動を変更するためのいかなる応答アクションも実施しない。例えば、試験車両および監視される車両に、衝突の危険性があり得ない場合、試験車両を減速すること、試験車両を停止させること、または試験車両の向きを変更することを伴わずに、試験車両の移動を続けることができる。方法９００の流れは、次いで、９０６に戻って他の車両の近接を追跡し続けることができ、または方法９００を終了することができる。

９２０において、監視される車両の任意の保護ポイントが試験車両の保護ゾーン内にあるかどうかに関する判定が行われる。例えば、試験車両のコントローラは、監視される車両の保護ポイントＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬのうちのいずれかが、試験車両の任意の強制保護ゾーン５１２または条件付き保護ゾーン５１４内にあるかどうかを判定することができる。保護ポイントがこれらの保護ゾーンのうちの１つ内にある場合、車両には、差し迫った衝突の危険性があり得る。その結果、方法９００の流れは、９２２へ進むことができる。保護ポイントがこれらの保護ゾーンの１つ内にない場合、車両には、差し迫った衝突の危険性があり得ない。その結果、方法９００の流れは、９２８へ進むことができる。

９２２において、上で説明したように、車両の相対的な向きとともに、試験車両と監視される車両との間の閉鎖距離が判定される。９２４において、この閉鎖距離が試験車両の停止限界未満かどうかに関する判定が行われる。閉鎖距離が停止限界未満である場合、車両には、差し迫った衝突の危険性があり得ない。その結果、方法９００の流れは、９１０へ進んで、上で説明したように、試験車両の移動を停止させることができる。そうでない場合、車両には、差し迫った衝突の恐れがあり得ず、方法９００の流れは、９２６へ進むことができる。

９２６において、この閉鎖距離が試験車両の減速限界未満であるかどうかに関する判定が行われる。閉鎖距離が減速限界未満である場合、車両は、最終的な衝突に向かって移動中であり得る。その結果、方法９００の流れは、９１４へ進んで、上で説明したように、試験車両の移動を減速させることができる。そうでない場合、車両は、衝突に向かって移動し得ず、方法９００の流れは、上で説明したように、９１８へ進むことができる。

９２０で行われた決定の説明に戻り、監視される車両のいかなる保護ポイントも試験車両の保護ゾーン内にない場合、方法９００の流れは、９２８へ進むことができる。９２８において、試験車両の停止保護ラインが監視される車両の本体を横断しているかどうかに関する判定が行われる。例えば、コントローラは、試験車両の停止保護ラインが、監視される車両の同じ側の前方および後方保護ポイントから延在し、かつそれらを含む平面を横断しているか、または平面と交差しているかどうかを判定することができる。停止保護ラインがこの平面を横断している、または平面と交差している場合、車両には、差し迫った衝突の危険性があり得る。その結果、方法９００の流れは、９１０へ進んで、上で説明したように、試験車両の移動を停止させることができる。試験車両のいかなる停止保護ラインもこの平面を横断していない、または平面と交差していない場合、車両には、差し迫った衝突の危険性があり得ないが、衝突に向かって移動中であり得る。その結果、方法９００の流れは、９３０へ流れることができる。

９３０において、試験車両の減速保護ラインが、監視される車両の本体を横断しているかどうかに関する判定が行われる。例えば、コントローラは、試験車両の停止保護ラインが、監視される車両の同じ側の前方および後方保護ポイントから延在し、かつそれらを含む平面を横断しているか、または平面と交差しているかどうかを判定することができる。減速保護ラインがこの平面を横断している、または平面と交差している場合、車両は衝突に向かって移動中であり得る。その結果、方法９００の流れは、９１４へ進んで、上で説明したように、試験車両の移動を減速させることができる。試験車両のいかなる減速保護ラインもこの平面を横断していない、または平面と交差していない場合、車両は、衝突に向かって移動中であり得ない。その結果、方法９００の流れは、９１８へ流れることができる。

本明細書に説明される衝突回避システムおよび方法の実施形態は、いくつかの既知の衝突回避システムと比較して、誤アラームの数を低減または除去することができる。本明細書に説明される衝突回避システムは、保護ラインを試験車両の移動の方向に画定することによって、ならびに条件付きおよび強制減速および停止保護ゾーンを車両の保護ポイントの周りに画定することによって、誤アラームを低減することができる。コントローラは、最後の手段として車両を停止させることができるが、車両の移動を停止させる前に車両を減速させるために、衝突危険の早期発見を使用することができる。コントローラは、徐行または停止ゾーンを車両の周りに画定することができ、それにより、他の車両の位置および向きに基づく不必要なアラームを低減することができる。

一実施形態では、衝突回避システムは、静止要素のマップをさらに含むか、またはそれと通信する。これは、車両が別のモバイル物体と衝突することを阻止するように設計された機能を補完し得る。例えば、車両が人工の構造物または自然な地形特徴を有する領域内で動作する場合、物体の既知の場所を考慮したルートを設計することができる。人工の特徴としては、壁、縁石、建築物、ポスト、橋、電力線鉄塔、およびインフラを構成する他の恒久的または半恒久的な物体が挙げられ得る。自然な地形特徴としては、川、丘陵、崖、砂州、などが挙げられ得る。関連して、自動車が道をルートとして必要とし得、機関車がレールを必要とし得るという点で、ルートは、輸送媒体によって拘束され得る。停止および減速距離を判定する計算には、車両の装荷または無装荷状態、車輪の状態、ルートの状態、ルートの等級、などの情報を含み得る。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の移動を制御するために車両上に配置することができる制御ユニットと、車両から電磁（ＥＭ）パルスおよびラジオ周波数（ＲＦ）信号を放射することができる１つ以上の送受信機デバイスと、を含む。１つ以上の送受信機デバイスは、ＲＦ信号に含まれる車両のアイデンティティを伴うＲＦ信号を放射することができるものである。鉱山内の車両外に配置された受信機ユニットがＥＭパルスおよびＲＦ信号を受信することに応答して、制御ユニットは、受信されるＥＭパルスおよびＲＦ信号に基づいて、車両と受信機ユニットとの間の距離を判定することができ、この距離に基づいて、信号を１つ以上の送受信機デバイスに通信することができる。制御ユニットはまた、距離に基づいて、車両の移動を変更することもできる。

任意選択的に、制御ユニットは、受信機ユニットから受信した信号に基づいて、車両の移動の減速、車両の移動の停止、または車両の移動方向の変更、のうちの１つ以上を行うことができる。１つ以上の送受信機デバイスは、別の車両上に配置された受信機ユニットから信号を受信することができる。１つ以上の送受信機デバイスは、鉱山内に位置する人が携持する受信機ユニットから信号を受信することができる。

一実施形態では、車両制御システムは、第１の車両に対する監視される車両の近接を判定することができる検出ユニットと、第１の車両から直線状に突出している第１の保護ラインおよび監視される車両から直線状に突出している第２の保護ラインを判定することができるコントローラと、を含む。第１の保護ラインは、第１の車両の移動速度に基づいて判定される。第２の保護ラインは、監視される車両の移動速度に基づいて判定される。コントローラは、第１の保護ラインのうちの１つ以上と第２の保護ラインのうちの１つ以上との交差に応答して、第１の車両に、第１の車両の移動を変更するように指示することができる。

任意選択的に、判定される第１の保護ラインは、より長い第１の減速保護ラインと、より短い第１の停止保護ラインと、を含むことができる。判定される第２の保護ラインは、より長い第２の減速保護ラインと、より短い第２の停止保護ラインと、を含むことができる。コントローラは、第１の停止保護ラインの少なくとも１つと第２の停止保護ラインの少なくとも１つとの交差の検出に応答して、第１の車両に、第１の車両の移動を停止させるように指示することができる。コントローラは、第１の減速保護ラインの少なくとも１つと第２の減速保護ラインまたは第２の停止保護ラインのいずれかとの交差の検出に応答して、第１の車両に、第１の車両の移動を減速させるように指示することができる。

コントローラは、第２の保護ラインが、監視される車両の本体と関連付けられた保護ポイントから離れて直線状に延在しているものとして判定することができ、コントローラは、第１の車両の外側にあり、かつ第１の保護ラインの間に延在している保護ゾーンを画定することができる。コントローラは、監視される車両の保護ポイントのうちの１つ以上が、第１の車両の保護ゾーンのうちの１つ以上に進入しているかどうかを判定することができる。コントローラは、監視される車両の１つ以上の保護ポイントが第１の車両の１つ以上の保護ゾーンに進入していると判定することに応答して、監視される車両の閉鎖距離および第１の車両と監視される車両との間の相対的な向きを判定することができる。コントローラは、試験車両の閉鎖距離、相対的な向き、および停止または減速限界のうちの１つ以上に基づいて、第１の車両に、第１の車両の移動を減速または停止させるように指示することができる。

一実施形態では、車両間の衝突を回避するための方法が提供される。本方法は、第１の車両に対する監視される車両の近接を判定することと、第１の車両から直線状に突出している第１の保護ラインを判定することと、を含む。第１の保護ラインは、第１の車両の移動速度に基づいて判定される。本方法はまた、監視される車両から直線状に突出している第２の保護ラインを判定することも含む。第２の保護ラインは、監視される車両の移動速度に基づいて判定される。本方法はまた、第１の保護ラインのうちの１つ以上と第２の保護ラインのうちの１つ以上との交差に応答して、第１の車両の移動を変更することも含む。

任意選択的に、第１の保護ラインを判定することは、より長い第１の減速保護ラインおよびより短い第１の停止保護ラインを判定することを含むことができる。第２の保護ラインを判定することは、より長い第２の減速保護ラインおよびより短い第２の停止保護ラインを判定することを含むことができる。第１の車両の移動を変更することは、第１の停止保護ラインのうちの少なくとも１つと第２の停止保護ラインのうちの少なくとも１つとの交差の検出に応答して、第１の車両の移動を停止させることを含むことができる。

第１の車両の移動を変更することは、第１の減速保護ラインのうちの少なくとも１つと第２の減速保護ラインまたは第２の停止保護ラインのいずれかとの交差の検出に応答して、第１の車両の移動を減速させることを含むことができる。第２の保護ラインを判定することは、監視される車両の本体と関連付けられた保護ポイントから離れて延在している第２の保護ラインの直線状の突出を判定することを含むことができる。本方法は、任意選択的に、第１の車両の外側にあり、かつ第１の保護ラインの間に延在している保護ゾーンを判定することを含むことができる。本方法はまた、監視される車両の保護ポイントのうちの１つ以上が第１の車両の保護ゾーンのうちの１つ以上に進入しているかどうかを判定することも含むことができる。

任意選択的に、本方法は、監視される車両の１つ以上の保護ポイントが第１の車両の１つ以上の保護ゾーンに進入していると判定することに応答して、監視される車両の閉鎖距離および第１の車両と監視される車両との間の相対的な向きを判定することを含む。第１の車両の移動を変更することは、第１の車両の閉鎖距離、相対的な向き、および停止または減速限界のうちの１つ以上に基づいて、第１の車両の移動を減速または停止させることを含むことができる。

一実施形態では、車両制御システムは、第１の車両に対する監視される車両の近接を判定することができる検出ユニットと、第１の車両から直線状に突出している第１の保護ラインおよび監視される車両から直線状に突出している第２の保護ラインを判定することができるコントローラと、を含む。第１の保護ラインは、第１の車両の移動速度に基づいて判定される。第２の保護ラインは、監視される車両の移動速度に基づいて判定される。コントローラは、第１の保護ラインのうちの１つ以上と第２の保護ラインのうちの１つ以上との交差に応答して、第１の車両に、第１の車両の移動を変更するように指示することができる。

一実施形態では、車両間の衝突を回避するための方法が提供される。本方法は、第１の車両に対する監視される車両の近接を判定することと、第１の車両から直線状に突出している第１の保護ラインを判定することと、を含む。第１の保護ラインは、第１の車両の移動速度に基づいて判定される。本方法は、監視される車両から直線状に突出している第２の保護ラインを判定することを含む。第２の保護ラインは、監視される車両の移動速度に基づいて判定される。方法は、第１の保護ラインのうちの１つ以上と第２の保護ラインのうちの１つ以上との交差に応答して、第１の車両の移動を変更することを含む。

一実施形態では、システムは、少なくとも１つのＥＭパルスと同期的に高ＲＦ信号を放射することができるエミッタを有する車両を含む。本システムは、車両から離れて位置する受信機ユニットを含む。受信機ユニットは、磁場受信機と、ＲＦ送受信機と、ＲＦ送受信機および磁場受信機に結合された処理モジュールと、を含む。受信機ユニットは、車両から高ＲＦ信号およびＥＭパルスを受信して、高ＲＦ信号または少なくとも１つのＥＭパルスのうちの少なくとも１つに基づいて、受信機ユニットに対する車両の近接を判定することができる。

一実施形態では、方法は、第１の車両の中のエミッタによって、少なくとも１つのＥＭパルスと同期的に高ＲＦ信号を放射することを含む。本方法は、第１の車両（受信機ユニットは、磁場受信機と、ＲＦ送受信機と、ＲＦ送受信機および磁場受信機に結合された処理モジュールと、を含む）から離れて位置する受信機ユニットによって、第１の車両から高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを受信することをさらに含む。本方法は、受信機ユニットによって、高ＲＦ信号またはＥＭパルスのうちの少なくとも１つに基づいて、第１の車両と受信機ユニットとの間の近接を判定することをさらに含む。

一実施形態では、システムは、磁場受信機と、ＲＦ送受信機と、ＲＦ送受信機および磁場受信機に結合された処理モジュールと、を有する受信機ユニットを含む。ＲＦ送受信機は、受信機ユニットから離れている車両から高ＲＦ信号を受信することができる。磁場受信機は、車両から少なくとも１つのＥＭパルスを受信することができる。処理モジュールは、車両からの高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスの放射が同期的に発生したことを検証することができる。処理モジュールは、放射が同期的に発生したことの確認に応答して、高ＲＦ信号または少なくとも１つのＥＭパルスのうちの少なくとも１つに基づいて、受信機ユニットに対する車両の近接を判定するようにさらに構成されている。処理モジュールは、放射が同期的に発生しなかったことの確認に応答して、近接を判定する際に使用するための高ＲＦ信号および少なくとも１つのＥＭパルスを拒否することができる。

一実施形態では、システムは、外部参照することなく受信領域内の車両の位置を判定することができるオンボードナビゲーションシステムを有する車両を含む。本システムはまた、車両が走行するルートに沿った受信領域内の場所に位置決めされた少なくとも１つのビーコンも含む。少なくとも１つのビーコンは、受信領域内の少なくとも１つのビーコンの位置データを記憶している。車両は、車両が少なくとも１つのビーコンの範囲内を通過するときに、少なくとも１つのビーコンから位置データを無線で受信することができる。

図１０は、上で説明した車両衝突回避システムの動作の別の実施形態を例示する。コントローラは、第１の車両システム６００（ローカル物体またはＬＯとも称される）上に配置され得、第１の車両システムおよび第２の車両システム６０２（リモート物体またはＲＯとも称される）の予想進路の今度の交差領域１０００を予測または計算することができる。今度の交差領域は、第１の車両システムおよび第２の車両システムの現在の移動および場所に基づくことができる。交差領域は、車両システムが現在の向きまたは経路を移動し続けている場合に両方の車両システムが走行する、第１および第２の車両システムが進行している表面の領域を表すことができる。交差領域のサイズは、車両システムの幅の積とすることができる。

コントローラは、第１の車両システムの到達距離１００２（図１０の「ＬＯ到達距離」）を計算することによって、交差領域が位置する場所を予測することができる。到達距離は、第１の車両システムの前縁部１００４から交差領域までの距離として計算される。一実施形態では、到達距離は、第１の車両システムの保護ポイントと交差領域との間の距離（例えば、最短距離）として計算される。保護ポイントは、他の前方保護ポイントよりも第２の車両システムにより近い、前方保護ポイント（上で説明したように、右前方ＦＲまたは左前方ＦＬ保護ポイント）とすることができる。図１０に示される例では、第２の車両システムが第１の車両システムの右側にあるときに、ＬＯ到達距離を計算するために第１の車両システムのコントローラによって使用される保護ポイントは、ＦＲ保護ポイントである。

第１の車両システムのコントローラは、任意選択的に、第２の車両システムの到達距離１００６（図１０の「ＲＯ到達距離」）を計算することができる。ＲＯ到達距離は、第２の車両システムの保護ポイントと交差領域との間の距離（例えば、最短距離）として計算または推定することができる。ＬＯ到達距離と同様に、ＲＯ到達距離は、第２の車両システムのＦＲまたはＦＬ保護ポイント（例えば、第１の車両システムおよび交差領域に最も近い保護ポイント）からの最短距離として計算することができる。

第１の車両システムのコントローラは、第１の車両システムの相対到達距離１００８（図１０の「ＬＯ相対到達距離」）を計算することができる。第１の車両システムの相対到達距離は、第２の車両システムが交差領域に到達する前に第１の車両システムが走行する距離を表すことができる。一実施形態では、相対到達距離は、第１の車両システムの速度と第２の車両システムが交差領域に到達する前の時間との積として計算することができる。第２の車両システムが交差領域に到達する前の時間は、ＲＯ到達距離を第２の車両システムの速度で除算するように、コントローラによって推定または計算することができる。

コントローラは、第２の車両システムのクリアリング距離１０１０（図１０の「ＬＯクリアリング距離」）を計算することができる。ＬＯクリアリング距離は、本明細書に説明されるように、アラームを作動させることを回避するために第２の車両システムが交差領域に到達する前に第１の車両システムが時間内に走行する必要がある、最小または閾値距離を表すことができる。ＬＯクリアリング距離は、第１の車両システムの前縁部（または前方保護ポイントＦＲ、ＦＬのどちらか）から、交差領域の遠方縁部１０１２（例えば、第１の車両システムから最も遠い縁部）までの距離として計算または推定することができる。代替的に、ＬＯクリアリング距離は、第１の車両システムの反対の（例えば、後）縁部から交差領域の遠方縁部１０１２までの距離として計算または推定することができる。

コントローラは、上で説明した距離のうちの１つ以上に基づいて、１つ以上の応答アクションを実施または開始することができる。一例として、車両システムの両方が少なくとも部分的に交差領域を同時に占有するように、第１および第２の車両システムの両方が交差領域に向かって進行している場合、コントローラは、オペレータに第１の車両システムを減速させるように指示することができ、または第１の車両システムを自動的に減速させることができる。速度は、第１の車両システムのスロットルを絞っておよび／またはブレーキをかけて、第１の車両システムの現在の速度、ＬＯ到達距離、および指定されたギャップ距離１０１４に基づく量だけ減速させることによって減速させることができる。

指定されたギャップ距離は、デフォルト値（例えば、第１の車両システムの長さの２０％などの、第１の車両システムのサイズまたは長さの一部）とすることができ、または第１の車両システムの移動速度に基づいて変更する値を有することができる（例えば、ギャップ距離は、第１の車両システムが下限閾値速度よりも遅く移動している間は、第１の車両システムの長さの２０％であり、第１の車両システムが下限閾値速度よりも速いが、中間閾値速度よりも遅く移動している間は、第１の車両システムの長さの５０％であり、第１の車両システムが中間閾値速度よりも速いが、上限閾値速度よりも遅く移動している間は、第１の車両システムの長さの中で７５％であり、第１の車両システムが上限閾値速度よりも速く移動している間は、第１の車両システムの長さの１００％である、など）。

コントローラは、第１の車両システムを、第１の車両システムの速度の二乗に比例する、および／またはＬＯ到達距離と指定されたギャップとの間の差に反比例する率で減速させることができる。例えば、コントローラが減速する率は、次式のように計算することができる。

式中、Ｄは、第１の車両システムの減速率（例えば、第１の車両システムの減速度）を表し、ｖは、第１の車両システムの交差領域に向かう移動速度を表し、ギャップは、指定されたギャップを表す。Ｄの計算値が正の値であり得る間、コントローラは、第１の車両システムの速度を、負のＤ値である率で減少させることができる。

ＬＯ到達距離と指定されたギャップとの間の差が指定されたギャップよりも短い場合、第１の車両システムは、緊急アクションが行われない限り、第２の車両システムとの衝突を回避するには交差領域に近過ぎる場合がある。例えば、コントローラは、第２の車両システムとの衝突を阻止するために、第１の車両システムの移動を自動的に停止させることができる。しかし、コントローラが、第１の車両システムのＬＯ相対到達距離がＬＯクリアリング距離よりも長いと判定した場合、いかなるアクションも行うことが不要であり得る。例えば、コントローラは、第２の車両システムが交差領域に到達する前に、第１の車両システムが交差領域を通過し終わり、それにより、いかなるアラーム、停止、または他の応答アクションも不要であると判定することができる。代替的に、コントローラは、第１および第２の車両システムが交差領域に向かって進行しているときに、アラームを自動的に作動させることができ、そして、コントローラは、第１の車両システムのＬＯ相対到達距離がＬＯクリアリング距離よりも長いと判定することに応答して、アラームを止めること、および／または第１の車両システムの自動的な減速もしくは停止を阻止することができる。

図１０の車両システムの予想進路は、互いに対して直角（例えば、垂直）である。代替的に、車両システムの予想進路は、互いに対して直角ではない場合がある。図１１は、車両システムの予想進路が互いに斜めに角度付けされている別の例（例えば、第２の車両システムの接近角が鋭い）を例示し、図１２は、車両システムの予想進路が互いに鋭角である（例えば、第２の車両システムの接近角が斜めである）一例を例示する。

図１１のシナリオでは、コントローラは、許容距離ｘを計算することができ、これは、コントローラによって計算される他の距離のいくつかを補正して、第１の車両システムを減速もしくは停止させるべきであるか、またはアラームを止めるべきかを判定するために使用される。許容距離ｘは、ＲＯ到達距離とｓｉｎ（θ）との積として計算または推定することができ、ここで、θは、第２の車両システムの接近角である。図１１に示されるように、接近角は、第２の車両システムの向き（例えば、移動方向）と第１の車両システムの前縁部（または第１の車両システムの前縁部に平行であるライン）との間の角度とすることができる。コントローラは、第２の車両システムの接近角が９０度未満である（例えば、鋭角である）ときに、許容距離ｘを、上で説明したように計算されるＬＯクリアリング距離に加えることができる。上で説明したように、ＬＯ相対到達距離がＬＯクリアリング距離よりも長い（許容距離ｘだけ増加した）場合、任意のアラームが停止またはオフにされ得、コントローラは、第１の車両システムが、停止または減速を伴わずに移動し続けることを可能にすることができる。ＬＯ到達距離と指定されたギャップとの間の差が指定されたギャップよりも短い場合、コントローラは、第１の車両システムの移動を自動的に停止させることができる。そうでない場合、上で説明したように、コントローラは、第１の車両システムを減速度Ｄで減速させることができる。

図１２のシナリオでは、コントローラは、図１０に関して説明される同じ距離を使用して、第１の車両システムを減速もしくは停止させるべきか、またはアラームを止めるべきかを判定することができる。例えば、ＬＯ到達距離と指定されたギャップとの間の差が指定されたギャップよりも短い場合、第１の車両システムは、緊急アクションが行われない限り、第２の車両システムとの衝突を回避するには交差領域に近過ぎる場合がある。例えば、コントローラは、第２の車両システムとの衝突を阻止するために、第１の車両システムの移動を自動的に停止させることができる。しかし、コントローラが、第１の車両システムのＬＯ相対到達距離がＬＯクリアリング距離よりも長いと判定した場合、いかなるアクションも行うことが不要であり得る。例えば、コントローラは、第２の車両システムが交差領域に到達する前に、第１の車両システムが交差領域を通過し終わり、それにより、いかなるアラーム、停止、または他の応答アクションも不要であると判定することができる。代替的に、コントローラは、第１および第２の車両システムが交差領域に向かって進行しているときに、アラームを自動的に作動させることができ、そして、コントローラは、第１の車両システムのＬＯ相対到達距離がＬＯクリアリング距離よりも長いと判定することに応答して、アラームを止めること、および／または第１の車両システムの自動的な減速もしくは停止を阻止することができる。

図１３は、上で説明した車両衝突回避システムの動作の別の実施形態を例示する。本システムは、車両システム６００の進行方向の前方のバブル領域１３００を計算して、他の車両システム６０２が車両システム６００と同時にバブル領域内に入るかどうかを予測することができる。例えば、ローカル車両システム６００上のコントローラは、バブル領域を、ローカル車両システムの前方にある領域として識別することができる。リモート車両システム６０２の移動が、ローカルおよびリモート車両システムの両方が少なくとも部分的にバブル領域を同時に（例えば、並行して）占有することを示した場合、コントローラは、ローカルおよびリモート車両システム間の衝突を回避するために、本明細書に記載の１つ以上の応答アクションを実施することができる。例示される例では、バブル領域は円形領域であるが、代替的に別の形状を有し得る。

コントローラは、ローカル車両システムの進行方向（または向き）１３０２がリモート車両システムの進行方向（または向き）１３０４と交差する場所として、交点ｉを判定することができる。交点は、ローカルおよびリモート車両システムの両方が直線進路に沿って交点まで走行し続けると見なすことによって判定することができる。図１３に示されるように、コントローラは、交点を中心とするものとして、バブル領域の位置を識別することができる。コントローラは、領域の指定された安全半径ｒを使用して、バブル領域のサイズを判定することができる。この半径は、一定で不変の値とすることができ、または車両システムのうちの１つ以上の特性および／または車両システムの動作パラメータに基づいて変更することができる。

車両システムの特性に関して、バブル領域の半径は、より大きいローカルおよび／またはリモート車両システム（例えば、より幅の広いおよび／またはより長い車両システム）の場合は増加され得、より小さいローカルおよび／またはリモート車両システム（例えば、より幅の狭いおよび／またはより短い車両システム）の場合は減少され得る。バブル領域の半径は、より重いローカルおよび／またはリモート車両システムの場合は増加され得、より軽いローカルおよび／またはリモート車両システムの場合は減少され得る。バブル領域の半径は、危険な貨物（例えば、可燃性および／または爆発性貨物）を搬送しているローカルおよび／またはリモート車両システムの場合は増加され得、危険でない貨物（例えば、鉱石、貨物無し、など）を搬送しているローカルおよび／またはリモート車両システムの場合は減少され得る。より大きいおよび／もしくはより重い車両システムならびに／または危険な貨物を搬送している車両システムの場合には、これらの車両システム間の衝突がより起こり易くおよび／または危険になり得るので、該車両システムの半径を増加させることは、車両システム間の衝突の可能性を低減させ、一方で、衝突する可能性が低い、および／または衝突が発生しても低い危険性を提示する車両システムの場合に、バブル領域が大きくなり過ぎることを回避することができる。

車両システムの動作パラメータに関して、バブル領域の半径は、ローカルおよび／またはリモート車両システムのより速い移動速度の場合に増加され得る。より速く移動している車両システムの場合には、これらの車両システム間の衝突がより起こり易くおよび／または危険になり得るので、該車両システムの半径を増加させることは、車両システム間の衝突の可能性を低減させ、一方で、より遅く移動しており、したがって、衝突する可能性が低い、および／または衝突が発生しても低い危険性を提示する車両システムの場合に、バブル領域が大きくなり過ぎることを回避することができる。

コントローラは、バブル領域の場所およびサイズを計算することができ、次いで、リモート車両システムの現在の位置Ｃおよび移動速度を調べることができる。この情報から、コントローラは、ローカル車両システムがバブル領域内に進入しているまたはその中にある時点での、リモート車両システムの予測位置Ｐを判定することができる。この時間は、進入または占有時間と称することができる。コントローラは、この占有時間でのリモート車両システムの予測位置Ｐを計算することができる。この予測位置が占有時間においてバブル領域内にある場合、コントローラは、本明細書に説明される１つ以上の応答アクションを開始することができる。

例えば、コントローラは、リモート車両システムの現在の位置および移動している進路の交差（またはバブル領域の中心）からの距離から、バブル領域の半径を減算することによって、リモート車両システムがバブル領域の縁部からどのくらい離れているかを判定することができる。コントローラは、この距離をリモート車両システムの移動速度で除算して、いつリモート車両システムがバブル領域の縁部に到達したかを判定することができる。コントローラは、ローカル車両システムの場合を除いて、同様の計算を行うことができる。コントローラが、ローカルおよびリモート車両システムの両方が同時にバブル領域内に入るまたは進入すると判定した場合、コントローラは、１つ以上の応答アクション（例えば、アラームの作動、ローカル車両システムの移動の自動的な減速もしくは停止）を実施することができる。そうでない場合、コントローラは、応答アクションを実施することなく、ローカル車両システムが移動し続けることを可能にすることができる。

図１４は、上で説明した車両衝突回避システムの動作の別の実施形態を例示する。本システムは、車両システムが直線進路に沿って移動している（または直線進路に沿って移動していると見なされる）ときに、衝突が差し迫っているまたは発生する可能性が高いかどうかを予測するものとして図１０～１３に関して説明される。追加的または代替的に、衝突回避システムは、車両システムの一方または両方が曲線進路１４００に沿って移動しているときに、衝突が発生する可能性が高いか、または発生するかを判定することができる。

ローカル車両システム６００のコントローラは、曲線進路に沿ったローカル車両システムの角速度を計算または推定することができる。一例として、コントローラは、ＧＰＳ受信機からローカル車両システムのサンプリングした場所を取得することができる。コントローラは、これらのサンプリングした場所からローカル車両システムの向きを計算することができる。ローカル車両システムの角速度は、これらの向きの変化率として（例えば、向きを変更している１秒当たりの度数に関して）計算することができる。次いで、計算した角速度は、曲線進路が延在する円の円周を計算するために、コントローラによって使用することができる。例えば、曲線進路が延在する円の円周は、ローカル車両システムの移動速度に、３６０度、ローカル車両システムの角速度を乗算することによって計算することができる。

次いで、コントローラは、曲線進路が延在する円のこの円周を使用して、ローカル車両システムの前方の異なるゾーン１４０２、１４０４、１４０６を判定することができる。最も近いゾーン１４０２は、危険ゾーンと称することができ、より遠くのゾーン１４０４は、警告ゾーンと称することができ、さらに遠くのゾーン１４０６は、アラートゾーンと称することができる。これらのゾーンの各々は、コントローラによって計算された円に沿って、同じまたは異なる長さだけ延在し得る。円に沿った各ゾーンの長さは、ローカル車両システムが移動している速度に基づくことができる。例えば、危険ゾーンは、円に沿った端部１４０８までの長さだけ延在し得、この長さは、指定された停止距離、（上で説明した）指定されたギャップ距離、および指定されたオペレータ反応時間とローカル車両システムの移動速度との積、の合計である。オペレータ反応時間は、オペレータがローカル車両システムの前方の物体（例えば、リモート車両システム）を見た後にローカル車両システムのブレーキを作動させるために必要とされる、設定されたまたは可変の期間であり得る。指定された停止距離は、設定された距離であり得、またはローカル車両システムのブレーキが適用された後にローカル車両システムが移動し続ける距離として計算され得る。任意選択的に、停止距離は、ローカル車両システムの移動速度をローカル車両システムの減速度（例えば、上で説明した減速度）で除算して計算することができる。

警告ゾーンは、危険ゾーンの端部（ローカル車両システムから最も遠方である危険ゾーンの端部）から、円に沿った他方の端部１４１０までの長さだけ延在することができる。警告ゾーンの長さは、円に沿って端部１４０８から端部１４１０まで延在し、この長さは、指定されたオペレータ警告時間と、ローカル車両システムの移動速度との積である。オペレータ警告時間は、反応時間よりも長い、設定されたまたは可変の期間であり得る。アラートゾーンは、警告ゾーンの端部（ローカル車両システムから最も遠方である警告ゾーンの端部）から、円に沿った他方の端部１４１２までの長さだけ延在することができる。アラートゾーンの長さは、円に沿って端部１４１０から端部１４１２までであり、この長さは、指定されたオペレータアラート時間と、ローカル車両システムの移動速度との積である。オペレータアラート時間は、警告時間よりも長い、設定されたまたは可変の期間であり得る。

任意選択的に、コントローラは、曲線進路に沿った異なる距離として、ゾーンを判定することができる。危険ゾーンの距離は、ローカル車両システムの前縁部から延在することができ、停止距離、指定されたギャップ、および危険反応時間とローカル車両システムの速度との積の合計とすることができる。警告距離の距離は、ローカル車両システムの前縁部から延在することができ、危険ゾーン距離、および警告反応時間とローカル車両システムの速度との積の合計とすることができる。アラート距離の距離は、ローカル車両システムの前縁部から延在することができ、警告ゾーン距離、およびアラート反応時間とローカル車両システムの速度との積の合計とすることができる。

コントローラは、リモート車両システムがこれらのゾーンのうちの１つ以上内にある（またはこれらのゾーンのうちの１つ以上内に入る）かどうかを判定して、１つ以上の応答アクションを実施することができる。上で説明したように、リモート車両システムが危険ゾーン内にある（または入る）と判定することに応答して、コントローラは、ローカル車両システムの移動を自動的に停止させることができる。リモート車両システムが警告ゾーン内にある（または入る）と判定することに応答して、コントローラは、アラームを作動させて、任意選択的に、ローカル車両システムの移動を（例えば、上で説明した減速度だけ）自動的に減速させることができる。リモート車両システムがアラートゾーン内にある（または入る）と判定することに応答して、コントローラは、アラームを作動させてオペレータに警告することができる（しかし、ローカル車両システムを自動的に減速または停止させない）。

図１５は、車両システムと少なくとも１つの他の物体（別の車両システムなど）との間の衝突を回避するための方法１５００の一例のフローチャートを例示する。本方法は、本明細書に説明される衝突回避システムによって行われる動作を表すことができる。１５０２において、車両システムの予想進路の今度の交差領域が予測される。例えば、車両システムが車両システムの現在の向きに沿って移動し続ける場合に両方の車両システムが走行する領域を判定することができる。１５０４において、車両システムのうちの少なくとも１つの到達距離、相対到達距離、および／またはクリアリング距離が判定される。これらの距離は、ローカル車両システムについて上で説明したように計算することができる。１５０６において、ギャップ距離が、ギャップ距離と到達距離との間の差と比較される。このギャップ距離は、停止距離などの、ローカル車両システムの指定された距離とすることができる。

１５０８において、この差がギャップ距離よりも小さい場合、車両システム間の衝突を回避するために、緊急アクションを行う必要があり得る。例えば、差がギャップ距離よりも小さい場合、これは、ローカル車両システムがギャップ距離よりも交差領域に近いことを示すことができる。これは、緊急アクションが行われない限り、リモート車両システムとの衝突を回避するには近過ぎる場合がある。その結果、本方法の流れは、１５１０へ進むことができる。そうでない場合、ローカル車両システムは、指定されたギャップ距離よりも交差領域から遠くにあり得、本方法の流れは、１５１２へ進むことができる。

１５１０において、ローカル車両システムが自動的に停止され得る。例えば、コントローラは、ローカル車両システムとリモート物体（例えば、リモート車両システム）との間の衝突をできる限り早くまたは速やかに阻止するために、車両システムのブレーキをかけ得る。本方法の流れは、終了すること、または１つ以上の他の動作（例えば、１５０２）に戻ることができる。

１５１２において、相対到達距離がクリアリング距離よりも長いかどうかに関する決定が行われる。相対到達距離がクリアリング距離よりも長い場合、ローカル車両システムは、リモート車両システムが交差領域に到達する前に交差領域を出る。その結果、ローカル車両システムは、１つ以上の応答アクションを実施する必要なく、移動し続け得る。本方法の流れは、任意選択的に、１５１６へ進むこと、または終了することができる。１５１６において、現在作動している任意のアラームを止めること、またはオフにすることができる。しかし、相対到達距離がクリアリング距離よりも長くない場合、ローカル車両システムは、リモート車両システムが交差領域に到達する前に交差領域を通過し得ない。その結果、本方法の流れは、１５１２から１５１４へ進むことができる。

１５１４において、ローカル車両システムを減速させる。コントローラは、上で説明した減速度でまたは別の量だけ、車両システムの速度を自動的に減速させることができる。ローカル車両システムは、リモート車両システムが交差領域を通過してそこを出るための、または別様に車両システム間の衝突を回避するためのより多くの時間を有するように減速され得る。代替的に、コントローラは、衝突を回避するためにローカル車両システムが移動している向きまたは方向を変更することができる。本方法の流れは、終了することができ、または別の動作（例えば、１５０２または１５０４）に戻ることができる。

図１６は、車両システムと少なくとも１つの他の物体（別の車両システムなど）との間の衝突を回避するための方法１６００の別の例のフローチャートを例示する。本方法は、本明細書に説明される衝突回避システムによって行われる動作を表すことができる。１６０２において、ローカル車両システムの前方のバブル領域の場所およびサイズが判定される。場所は、ローカルおよびリモート車両システムの向きの間の交差を識別することによって判定することができる。サイズは、上で説明したように、デフォルトサイズとすることができ、または車両特性および／もしくは動作パラメータに基づいて変化させることができる。

１６０４において、リモート車両システムの場所および移動速度を判定することができる。１６０６において、リモート車両システムの予測された今度の場所を判定することができる。例えば、ローカル車両システムのコントローラは、ローカル車両システムの移動速度に基づいて、ローカル車両システムがバブル領域からどのくらい離れているか、およびローカル車両システムがバブル領域に到達するまでどのくらいの時間がかかるかを判定することができる。コントローラは、この時間に基づいてリモート車両システムがどのくらい移動するか、およびリモート車両システムがどのくらい速く移動しているかを判定することができる。リモート車両システムのこの判定された場所は、予測された今度の場所とすることができる。

１６０８において、リモート車両システムの予測された今度の場所がバブル領域内にあるかどうかに関する決定が行われる。予測された今度の場所がバブル領域内にある場合、これは、衝突が発生する前になんらかの応答アクションが実施されない限り、車両システム間の衝突が発生し得ること、または発生することを示すことができる。その結果、本方法の流れは、１６１０へ進むことができる。しかし、予測された今度の場所がバブル領域内にない場合、これは、車両システムが同じ方向に、かつ同じ速度で移動し続ける限り、車両システム間の衝突が発生し得ないこと、または発生しないことを示すことができる。その結果、本方法の流れは、１６１２へ進むことができる。

１６１０において、衝突を阻止または回避するために、１つ以上の応答アクションが実施される。例えば、ローカル車両システムは、自動的に減速または停止され得、あるいは方向が変更され得る。本方法の流れは、次いで、終了すること、または１つ以上の他の動作（例えば、１６０２または１６０４）に戻ることができる。１６１２において、ローカル車両システムは、減速または停止することなくバブル領域に向かって移動し続けることができる。本方法の流れは、次いで、終了すること、または１つ以上の他の動作（例えば、１６０２または１６０４）に戻ることができる。

図１７は、車両システムと少なくとも１つの他の物体（別の車両システムなど）との間の衝突を回避するための方法１７００の別の例のフローチャートを例示する。本方法は、本明細書に説明される衝突回避システムによって行われる動作を表すことができる。１７０２において、移動している車両システムの角速度が判定される。角速度は、車両システムの向きのサンプルを取得して、向きの変化率を計算することによって判定することができる。１７０４において、角速度に基づいて、円形または他の曲線進路が判定される。上で説明したように、円形または他の曲線進路は、角速度から円周を計算することによって判定することができる。１７０６において、円形または他の曲線進路に沿った車両システムの前方のゾーンが判定される。これらのゾーンは、車両システムに最も近い危険ゾーン、車両システムから最も離れているアラートゾーン、および危険ゾーンとアラートゾーンとの間の警告ゾーンを含むことができる。上で説明したように、場所および／またはゾーンのサイズ（例えば、円形または曲線進路に沿ったゾーンの長さ）は、車両システムの停止距離、指定されたギャップ、反応時間、および車両システムの移動速度に基づいて判定することができる。

１７０８において、任意の他の車両システムがゾーンのいずれか内に位置するかどうかに関する決定が行われる。別のリモート車両システムがゾーンのうちの１つ以上内にある場合、車両システム間の衝突の可能性を回避するかまたは低減させるために、応答アクションを実施する必要があり得る。その結果、方法１７００の流れは、１７１０へ進むことができる。そうでない場合、方法１７００の流れは、１７１２へ進むことができる。

１７１０において、１つ以上の応答アクションが実施される。例えば、リモート車両システムが危険ゾーン内にある（または入る）と判定することに応答して、ローカル車両システムの移動を自動的に停止させることができる。リモート車両システムが警告ゾーン内にある（または入る）と判定することに応答して、アラームを作動させることができ、任意選択的に、ローカル車両システムの移動を減速させることができる。リモート車両システムがアラートゾーン内にある（または入る）と判定することに応答して、ローカル車両システムを自動的に減速または停止させることなく、アラームを作動させることができる。次いで、方法１７００の流れを終了させること、または別の動作（例えば１７０２、１７０４、１７０６、または１７０８）に戻すことができる。

１７１２において、円形または他の曲線進路に沿って、ローカル車両システムの移動が続けられ得る。例えば、他のいかなる車両システムもいずれのゾーン内にないので、ローカル車両システムは、移動を続け得る。次いで、方法１７００の流れを終了させること、または別の動作（例えば１７０２、１７０４、１７０６、または１７０８）に戻すことができる。

本明細書に開示される様々な実施形態は、移動している車両システム（例えば、ローカルおよびリモート車両システム）の間の衝突を回避することに関する。代替的に、リモート車両システムは、静止状態であり得、および／または車両以外の別の物体を表すことができる。例えば、リモート車両システムは、ローカル車両システムが衝突を回避したい、または通過したい人または他の物体（例えば、構造物、氷、または低粘着性着面、など）を表すことができる。

一実施形態では、方法は、第１の車両システムおよび第２の車両システムの現在の移動に基づいて、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路の今度の交差領域を予測することと、第１の車両システムの到達距離を計算することであって、到達距離が、第１の車両システムの前縁部から交差領域までの距離として判定される、計算することと、第１の車両システムの到達距離と指定されたギャップ距離との間の差と、指定されたギャップ距離とを比較することと、（ａ）差が、指定されたギャップ距離以上であることに応答して、第１の車両システムを自動的に減速させること、および／または（ｂ）差が、指定されたギャップ距離未満であることに応答して、第１の車両システムを自動的に停止させること、のうちの１つ以上を行うことと、を含む。

任意選択的に、本方法はまた、第２の車両システムが今度の交差領域に到達する前に第１の車両システムが走行する第１の距離として、第１の車両システムの相対到達距離を計算することと、第１の車両システムの前縁部から交差領域の遠方縁部までの第２の距離として、第１の車両システムのクリアリング距離を計算することと、第１の車両システムの相対到達距離を、第１の車両システムのクリアリング距離と比較することと、第１の車両システムの相対到達距離が、第１の車両システムのクリアリング距離よりも長いことに応答して、第１の車両システムのアラームを止めること、第１の車両システムの自動的な減速を阻止すること、および／または第１の車両システムの自動停止を阻止すること、のうちの１つ以上を行うことと、を含むことができる。

第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路は、互いに直角であり得る。または、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路は、斜めに角度付けされ得るか、または互いに鋭角であり得る。第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路は、直線進路および／または曲線進路であり得る。

今度の交差領域は、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路の交差を中心とする円形領域を識別することによって予測することができる。

別の例では、方法は、移動している第１の車両システムの角速度を測定することと、測定される角速度を使用して、第１の車両システムの今度の曲線進路を計算することと、第２の車両システムの移動を監視することと、第２の車両システムが、１つ以上の指定された期間内に、今度の曲線進路に沿った危険距離内に入るか、今度の曲線進路に沿った警告距離内に入るか、今度の曲線進路に沿ったアラート距離内に入るかどうかを判定することと、第２の車両システムが１つ以上の指定された期間内に危険距離内に入ると判定することに応答して、第１の車両システムを自動的に停止させること、第２の車両システムが１つ以上の指定された期間内に警告距離内に入ると判定することに応答して、第１の車両システムを自動的に減速させること、および／または第２の車両システムが１つ以上の指定された期間内にアラート距離内に入ると判定することに応答して、第１の車両システムのオペレータに対するアラートを生成すること、のうちの１つ以上を行うことと、を含む。

第２の車両システムの移動は、第１の車両システムよりも先であり、かつ第１の車両システムから離れて配向された方向であり得る。本方法はまた、第１の車両システムの停止距離、指定されたギャップ距離、および第１の車両システムの移動速度と指定された反応時間との第１の積の第１の合計に基づいて、危険距離を計算することを含むことができる。

本方法はまた、危険距離、および第１の車両システムの移動速度と指定された警告時間との第２の積の第２の合計に基づいて、警告距離を計算することを含むことができる。本方法は、警告距離、および第１の車両システムの移動速度と指定されたアラート時間との第３の積の第３の合計に基づいて、アラート距離を計算することを含むことができる。

第２の車両システムの移動は、第１の車両システムよりも先であり、かつ第１の車両システムに向かって配向された方向であり得る。本方法は、任意選択的に、第１の車両システムの停止距離、指定されたギャップ距離、第１の車両システムの移動速度と指定された反応時間との第１の積、および第２の車両システムの閉鎖距離の第１の合計に基づいて、危険距離を計算することを含むことができる。

本方法は、第１の車両システムの移動速度を第１の車両システムの減速度で除算することに基づいて、第１の車両システムの停止距離を計算することを含み得る。本方法は、第２の車両システムの移動速度と第１の車両システムの停止時間との第２の積として、第２の車両システムの閉鎖距離を計算することを含むことができる。

本方法は、危険距離、および第１の車両システムの移動速度と指定された警告時間との第２の積の第２の合計に基づいて、警告距離を計算することを含み得る。本方法は、警告距離、および第１の車両システムの移動速度と指定されたアラート時間との第３の積の第３の合計に基づいて、アラート距離を計算することを含むことができる。

別の例では、システムは、第１の車両システム上に配置されて、第１の車両システムの移動を制御するように構成された車両コントローラを含む。車両コントローラは、第１の車両システムおよび第２の車両システムの現在の移動に基づいて、第１の車両システムおよび第２の車両システムの予想進路の今度の交差領域を予測するように構成されている。車両コントローラは、第１の車両システムの前縁部から交差領域までの距離として、第１の車両システムの到達距離を計算するように構成されている。車両コントローラは、第１の車両システムの到達距離と指定されたギャップ距離との間の差と、指定されたギャップ距離とを比較するように構成されている。車両コントローラは、（ａ）差が、指定されたギャップ距離以上であることに応答して、第１の車両システムを自動的に減速させること、および／または（ｂ）差が、指定されたギャップ距離未満であることに応答して、第１の車両システムを自動的に停止させること、のうちの１つ以上を行うように構成されている。

任意選択的に、車両コントローラは、第２の車両システムが今度の交差領域に到達する前に第１の車両システムが走行する第１の距離として、第１の車両システムの相対到達距離を計算するように構成することができる。車両コントローラは、第１の車両システムの前縁部から交差領域の遠方縁部までの第２の距離として、第１の車両システムのクリアリング距離を計算するように構成することができる。車両コントローラは、第１の車両システムの相対到達距離を、第１の車両システムのクリアリング距離と比較するように構成することができ、第１の車両システムの相対到達距離が、第１の車両システムのクリアリング距離よりも長いことに応答して、第１の車両システムのアラームを止めること、第１の車両システムの自動的な減速を阻止すること、および／または第１の車両システムの自動停止を阻止すること、のうちの１つ以上を行うように構成することができる。

本発明の実施形態は、モバイルおよび固定の両方の実装形態との使用に好適であるが、説明を簡単にするために、本明細書では、モバイルの実装形態を詳細に説明する。より具体的には、車両は、モバイルの実施形態の開示に関する例示を明瞭にするために選択されている。他の好適な車両としては、例えば、自動車および他の路上車両、機関車、建設車両／機器および他のオフロード車、船舶、ならびに自律型車両（例えば、無人自動車）が挙げられる。本明細書で使用されるとき、「電気通信」または「電気的に結合された」は、特定の構成要素が、直接的または間接的な電気的接続部を用いて直接的または間接的な信号伝達を通して互いに通信することができることを意味する。本明細書で使用されるとき、「機械的に結合される」は、構成要素の間でトルクを伝達するための必要な力を支持することができる任意の結合方法を指す。本明細書で使用されるとき、「動作可能に結合される」は、直接的または間接的であり得る接続を指す。接続は、必ずしも機械的な取り付けであるとは限らない。

本明細書で使用するとき、単数形で記述され、かつ単語「ａ」または「ａｎ」が前に付けられた要素またはステップは、排除することが明確に記載されていない限り、複数の該要素またはステップを排除するものではないと理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、記述された特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図するものではない。さらに、逆の意味で明確に記述されていない限り、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有しない追加的なそのような要素を含み得る。

この書面による説明は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明のいくつかの実施形態を開示するために、また、当業者が、任意の装置またはシステムを製作および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を行うことを含む本発明の実施形態を実践することを可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、また、当業者に見出される他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言葉とは実質的に異ならない差を伴う均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内に入ることが意図されている。

Claims (20)

1. 方法であって、
   第１の車両システム（６００）および第２の車両システム（６０２）の現在の移動に基づいて、前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の予想進路の今度の交差領域（１０００）を予測することと、
   前記第１の車両システム（６００）の到達距離（１００２、１００６、１００８）を計算することであって、前記到達距離（１００２、１００６、１００８）が、前記第１の車両システム（６００）の前縁部（１００４）から前記交差領域（１０００）までの距離として判定される、計算することと、
   前記第１の車両システム（６００）の前記到達距離（１００２、１００６、１００８）と指定されたギャップ距離（１０１４）との間の差と、前記指定されたギャップ距離（１０１４）とを比較することと、
   （ａ）前記差が、前記指定されたギャップ距離（１０１４）以上であることに応答して、前記第１の車両システム（６００）を自動的に減速させること、または（ｂ）前記差が、前記指定されたギャップ距離（１０１４）未満であることに応答して、前記第１の車両システム（６００）を自動的に停止させること、のうちの１つ以上を行うことと、を含む、方法。
2. 前記第２の車両システム（６０２）が前記今度の交差領域（１０００）に到達する前に前記第１の車両システム（６００）が走行する第１の距離として、前記第１の車両システム（６００）の相対到達距離（１００２、１００６、１００８）を計算することと、
   前記第１の車両システム（６００）から前記交差領域（１０００）の遠方縁部（１０１２）までの第２の距離として、前記第１の車両システム（６００）のクリアリング距離（１０１０）を計算することと、
   前記第１の車両システム（６００）の前記相対到達距離（１００２、１００６、１００８）を前記第１の車両システム（６００）の前記クリアリング距離（１０１０）と比較することと、
   前記第１の車両システム（６００）の前記相対到達距離（１００２、１００６、１００８）が、前記第１の車両システム（６００）の前記クリアリング距離（１０１０）よりも長いことに応答して、前記第１の車両システム（６００）のアラームを止めること、前記第１の車両システム（６００）の自動的な減速を阻止すること、または前記第１の車両システム（６００）の自動停止を阻止すること、のうちの１つ以上を行うことと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の前記予想進路が、互いに直角である、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の前記予想進路が、互いに斜めに角度付けされるか、または鋭角である、請求項１に記載の方法。
5. 前記今度の交差領域（１０００）が、前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の前記予想進路の交差を中心とする円形領域（１３００）を識別することによって予測される、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の前記予想進路が、直線進路である、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の前記予想進路が、曲線進路である、請求項１に記載の方法。
8. 方法であって、
   移動している第１の車両システム（６００）の角速度を測定することと、
   測定される前記角速度を使用して、前記第１の車両システム（６００）の今度の曲線進路（１４００）を計算することと、
   第２の車両システム（６０２）の移動を監視することと、
   前記第２の車両システム（６０２）が、１つ以上の指定された期間内に、前記今度の曲線進路（１４００）に沿った危険距離（１４０２）内に入るか、前記今度の曲線進路（１４００）に沿った警告距離（１４０４）内に入るか、または前記今度の曲線進路（１４００）に沿ったアラート距離（１４０６）内に入るかどうかを判定することと、
   前記第２の車両システム（６０２）が前記１つ以上の指定された期間内に前記危険距離（１４０２）内に入ると判定することに応答して、前記第１の車両システム（６００）を自動的に停止させること、前記第２の車両システム（６０２）が前記１つ以上の指定された期間内に前記警告距離（１４０４）内に入ると判定することに応答して、前記第１の車両システム（６００）を自動的に減速させること、または、前記第２の車両システム（６０２）が前記１つ以上の指定された期間内に前記アラート距離（１４０６）内に入ると判定することに応答して、前記第１の車両システム（６００）のオペレータに対するアラートを生成すること、のうちの１つ以上を行うことと、を含む、方法。
9. 前記第２の車両システム（６０２）の前記移動が、前記第１の車両システム（６００）よりも先であり、かつ前記第１の車両システム（６００）から離れて配向された方向である、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の車両システム（６００）の停止距離、指定されたギャップ距離（１０１４）、および前記第１の車両システム（６００）の移動速度と指定された反応時間との第１の積の第１の合計に基づいて、前記危険距離（１４０２）を計算することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記危険距離、および前記第１の車両システム（６００）の前記移動速度と指定された警告時間との第２の積の第２の合計に基づいて、前記警告距離（１４０４）を計算することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記警告距離、および前記第１の車両システム（６００）の前記移動速度と指定されたアラート時間との第３の積の第３の合計に基づいて、前記アラート距離（１４０６）を計算することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２の車両システム（６０２）の前記移動が、前記第１の車両システム（６００）よりも先であり、かつ前記第１の車両システム（６００）に向かって配向された方向である、請求項８に記載の方法。
14. 前記第１の車両システム（６００）の停止距離、指定されたギャップ距離（１０１４）、前記第１の車両システム（６００）の移動速度と指定された反応時間との第１の積、および前記第２の車両システム（６０２）の閉鎖距離の第１の合計に基づいて、前記危険距離（１４０２）を計算することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
15. 前記第１の車両システム（６００）の移動速度を前記第１の車両システム（６００）の減速度で除算することに基づいて、前記第１の車両システム（６００）の前記停止距離を計算することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の車両システム（６０２）の移動速度と前記第１の車両システム（６００）の停止時間との第２の積として、前記第２の車両システム（６０２）の前記閉鎖距離を計算することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記危険距離（１４０２）、および前記第１の車両システム（６００）の前記移動速度と指定された警告時間との第２の積の第２の合計に基づいて、前記警告距離（１４０４）を計算することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記警告距離（１４０４）、および前記第１の車両システム（６００）の前記移動速度と指定されたアラート時間との第３の積の第３の合計に基づいて、前記アラート距離（１４０６）を計算することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
19. システムであって、
    第１の車両システム（６００）上に配置されて、前記第１の車両システム（６００）の移動を制御するように構成された車両コントローラ（１２２）を備え、前記車両コントローラ（１２２）が、前記第１の車両システム（６００）および第２の車両システム（６０２）の現在の移動に基づいて、前記第１の車両システム（６００）および前記第２の車両システム（６０２）の予想進路の今度の交差領域（１０００）を予測するように構成され、前記車両コントローラ（１２２）が、前記第１の車両システム（６００）の前縁部（１００４）から前記交差領域（１０００）までの距離として、前記第１の車両システム（６００）の到達距離（１００２、１００６、１００８）を計算するように構成され、前記車両コントローラ（１２２）が、前記第１の車両システム（６００）の前記到達距離（１００２、１００６、１００８）と指定されたギャップ距離（１０１４）との間の差と、前記指定されたギャップ距離（１０１４）とを比較するように構成され、前記車両コントローラ（１２２）が、（ａ）前記差が、前記指定されたギャップ距離（１０１４）以上であることに応答して、前記第１の車両システム（６００）を自動的に減速させること、または（ｂ）前記差が、前記指定されたギャップ距離（１０１４）未満であることに応答して、前記第１の車両システム（６００）を自動的に停止させること、のうちの１つ以上を行うように構成されている、システム。
20. 前記車両コントローラ（１２２）が、前記第２の車両システム（６０２）が前記今度の交差領域（１０００）に到達する前に前記第１の車両システム（６００）が走行する第１の距離として、前記第１の車両システム（６００）の相対到達距離（１００２、１００６、１００８）を計算するように構成され、前記車両コントローラ（１２２）が、前記第１の車両システム（６００）から前記交差領域（１０００）の遠方縁部（１０１２）までの第２の距離として、前記第１の車両システム（６００）のクリアリング距離（１０１０）を計算するように構成され、前記車両コントローラ（１２２）が、前記第１の車両システム（６００）の前記相対到達距離（１００２、１００６、１００８）を、前記第１の車両システム（６００）の前記クリアリング距離（１０１０）と比較するように構成され、前記第１の車両システム（６００）の前記相対到達距離（１００２、１００６、１００８）が、前記第１の車両システム（６００）の前記クリアリング距離（１０１０）よりも長いことに応答して、前記第１の車両システム（６００）のアラームを止めること、前記第１の車両システム（６００）の自動的な減速を阻止すること、または前記第１の車両システム（６００）の自動停止を阻止すること、のうちの１つ以上を行うように構成されている、請求項１９に記載のシステム。

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