JP3466619B2 - Ｇｐｓに基づく交通制御先取りシステム - Google Patents

Ｇｐｓに基づく交通制御先取りシステム

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JP3466619B2
JP3466619B2 JP51854495A JP51854495A JP3466619B2 JP 3466619 B2 JP3466619 B2 JP 3466619B2 JP 51854495 A JP51854495 A JP 51854495A JP 51854495 A JP51854495 A JP 51854495A JP 3466619 B2 JP3466619 B2 JP 3466619B2
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ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は交通先取り（traffic preemption）システム
に関し、より特定的には、グローバル・ポジショニング
・システム（GPS）からデータを受け取って交通信号の
先取りを要求している車両の接近を追跡する先取りシス
テムに関する。
背景 交通信号は交通の流れを調整するために長く使用され
て来ている。一般に、交通信号はタイマ又は車両センサ
に依存して交通信号光の位相が変化する時を判定し、そ
れにより交代の方向に信号を出して交通を停止させ、他
の方向に信号を出して交通を進ませる。
パトロールカー、消防車及び救急車のような緊急車両
は一般に、交通信号を無視して交差点を通過することが
許されている。緊急車両は典型的には、警笛、サイレン
及び光のフラッシングに依存して、緊急車両が交差点を
通過しようとしていることを、その交差点に近づいてい
る他のドライバーに警告してきた。しかしながら、聴覚
障害、道路の雑音、空調、オーディオシステム及び他の
混乱により、交差点に接近している車両のドライバーは
しばしば、接近しつつある緊急車両により発せられてい
る警告信号に気付かない。
この問題は、ここに参考にために取り込まれた、同一
人に譲渡されたLongに対する米国特許第3,550,078号に
おいて取り上げられた。Longの特許は、緊急車両が交差
点に接近すると、その緊急車両は所定の繰り返しレート
で生じる光パルスの流れからなる先取り要求を出力する
ことを開示している。検出器チャネルの一部であるフォ
トセルは、接近しつつある緊急車両により出力された光
パルスの流れを受け取る。検出器チャネルの出力は位相
セレクタにより処理され、その位相セレクタは次いで位
相要求を交通信号コントローラに出力して、緊急車両の
交差点への接近をコントロールする交通信号光の緑を変
更させたり保持させたりする。
Longにより開示されたシステムは商業的成功をおさめ
たが、システムは適切な信号識別を有していないという
ことが明らかとなった。さらに、光パルスの終了後にパ
ルス要求信号がアクティブのままである時間の長さは均
一ではなく、しばしば緊急車両が安全に通過できるため
には短かすぎる。
ここに参考のために取り込まれた、同一人に譲渡され
た米国特許第3,831,039号（Henschel）は、蛍光、ネオ
ンサイン、及び水銀蒸気光のような、気体放電ランプの
低い繰り返しレートの光源の改良された選択性により、
Longの特許に開示されたシステムに改良を加えた。さら
に、Henschelは等間隔の光パルス列と発光フラッシのよ
うな不規則な光パルスとの間の区別を改良した。
Henschelにより開示されたシステムにおいては、光パ
ルスの流れは適当なパルス分離を持ち所定時間の間継続
しなければならない。また、先取りコールが交通信号コ
ントローラに対して出されると、その先取りコールは少
なくとも所定の時間だけアクティブ状態を保たなければ
ならない。Henschelにより開示された識別回路は、Long
により開示された識別回路に改良を加え、改良された識
別度をもたらした。
そのようなシステムは先取りシステムが緊急車両に使
用されることを考えていたが、バスやメンテナンス車両
のような非緊急車両にそれらを使用することが望まれ
た。したがって、異なるタイプの緊急用と非緊急用車両
を区別することが必要になった。ここに参考として取り
込まれ、同一人に譲渡された米国特許第4,162,477号（M
unkberg）及び4,230,992号（Munkberg）は、異なる車両
が異なる優先レベルを持つ先取り要求を送信し、信号コ
ントローラは異なる優先度の要求相互間を区別でき、よ
り高い優先度の信号に順位を与えることができる、光学
的交通先取りシステムを開示している。Munkbergにより
開示された光学的エミッタは、様々な選択された所定の
繰り返しレートで、優先レベルを表す選択された繰り返
しレートの光パルスを送信する。
ここに参考として取り込まれ、同一人に譲渡された米
国特許第4,734,831号（Klein及びOran）は、多数のディ
スクリートで特別用途の回路に代わる、論理に基づく回
路を持つ光学的先取り機能の性能を提供する。マイクロ
プロセッサ回路はウインドウアルゴリズムを利用して、
光パルスが有効な光交通先取りシステムのエミッタから
送信されたことを確認する。
ここに参考として取り込まれ、同一人に譲渡された米
国特許第5,172,113（Hamer）は、光学的エミッタから、
データを受信するために特別に用いられる交通ルートに
沿って設けられた検出器へ、又は交差点に配置された光
学的先取りシステムに、光学的にデータを送信する方法
を開示している。Hamerは優先パルスの間にデータパル
スを挿入することにより、光パルスの流れで送信される
べき様々なデータを可能にする。例えば、緊急車両は、
エミッタをユニークに同定する同定コードと、位相セレ
クタに交通信号タイミングサイクルオフセットを生成さ
せるオフセットコードと、交通信号が少なくとも１つの
位相を持つようにさせるオペレーションコードとを含む
ことができる光学的エミッタから、光パルスの流れのデ
ータを送信できる。さらに、エミッタは、レンジセッテ
ィングコード、例えば、位相セレクタに将来の光伝送と
比較される閾値をセットアップさせるレンジセッティン
グコードを送信できる。Hamerにより構成された位相セ
レクタは、各検出器チャネルで複数の光学的送信を追跡
することができる識別アルゴリズムを備えている。Hame
rにより開示された光学的エミッタは、別々の光学的エ
ミッタからのオーバラップしている光伝送を離れるよう
にドリフトさせる一致回避メカニズムを備えている。Ha
merは、既存の交通先取りシステムとの互換性を維持し
ながら、送信すべき様々なデータを可能にする光信号フ
ォーマットを開示している。
上記の光学システムの全てにおける１つの問題は、先
取り信号の光学的性質のために、それらのシステムは交
差点において信号コントローラに対する視線を要求す
る、ということである。したがって、それらのシステム
は矩形格子パターンにしたがう道路システムに受入れら
れる形で動作するが、それらのシステムは幾つかの不利
益を被る。例えば、交差点への接近が視線からブロック
されるか、又は不規則な、曲線の、又は急角度パターン
が続く場合、光学によるシステムは受け側に対する視線
を必要とするので効果的ではない。
光学によるシステムとは対照的に、交通制御先取りの
ための無線によるシステムも開発されてきた。例えば、
米国特許第2,355,607号（Shepherd）は、車両交通制御
のための無線通信システムを記載しており、その中で、
交差点に又は車両に配置された、指向性送信及び／又は
受信は、緊急車両から送信された符号化信号に基づいて
交通光制御を提供する。しかしながら、無線システムの
指向性の正確度は本来的に欠落しているので、進行方向
に平行な多くの交通光に悪影響を与える。これが主要な
不利益である。なぜならば、そのような従来技術の送信
システムは、接近する車両の接近ルート上にはない信号
を誤って先取りして先取りに損害を与えるからである。
無線送信システムは又、信号の減衰又は反射により生
じる範囲の不正確という不利益をこうむる。例えば、ビ
ルディングは視線信号ではない無線周波数をブロック
し、反射し、又は減衰する。無線送信システムは典型的
には信号の強さを用いて範囲を推定するので、信号の減
衰は受信交差点電子機器における範囲の推定を不正確に
する。降雨や霧のような悪天候もまた既存の無線送信に
依存するシステムの範囲の感度に悪影響を与える。
追加の制御機能で無線システムを強化する努力が米国
特許第4,443,783号（Mitchell）に開示されており、そ
の中で指向性送信機が接近車両に配置され無指向性受信
機が交差点にあり、多数の周波数、選択された周波数の
結合、及び選択された赤とコハク色の光の結合が不正確
を許容する。米国特許第4,573,049号（Orbeck）は交差
点先取り要求及び行動に関する情報の２ウエイ通信を開
示している。
無線送信機の主な欠点は、それら無線送信機が視線に
よる接近を要求しないが、指向性の内在的な欠落はそれ
ら無線送信機が車両のルート上にはなくそのルートの近
傍にある信号光を誤って制御することを意味しているこ
とである。
したがって、交差点への接近が視線上になく、又は道
路システムが矩形グリッドパターンではない場所のため
の交通先取りシステムが要請される。そのようなシステ
ムは望ましくは以下の利益を与える：（１）光学システ
ムで使用されているストローブを必要としない判断；
（２）システムの範囲に対する天候の影響からの免疫
度；及び（３）カーブ又は急角度の接近を伴う応用にお
ける容易な設置の可能性。
概要 本先取りシステムは、グローバル・ポジショニング・
システム（GPS）から受信したデータを用いる交通制御
先取りシステムを提供する。GPS信号は車両内のGPS受信
機及びプロセッサ・モジュールにより受信され処理され
て、位置、機首方位（heading）及び速度といったナビ
ゲーション用車両データを生成する。車両データは、車
両同定コード、優先コード又は先取り要求といった他の
データとともに、無線波又はなんらかの他の手段により
送信される。各交差点モジュールは交差点に対する許可
されたアプローチの予めプログラム化されたマップを含
んでいる。車両の送信機範囲内の各交差点モジュールは
受信した車両データを、許可されたアプローチのマップ
と比較する。車両データがその特定の交差点に対する許
可されたアプローチのマップと十分に一致すると、交差
点モジュールはその車両の先取り要求を交差点コントロ
ーラに送る。
本先取りシステムは又好ましくは、GPS信号障害物又
はマルチパスのエリアにおいて車両データを与えるスピ
ード及び機首方位センサを含んでいる。このシステムは
又、先取りを要求している異なるタイプの車両のために
多数の優先レベルを提供する。交通信号先取りに加え
て、このシステムは、スケジューリング又は交通の流れ
の制御の目的のために自動的な車両のロケーションの情
報を提供するために用いられ得る。
図面の簡単な説明 本先取りシステムの様々な目的、特徴、及び利益は以
下の詳細な説明及び添付の図面を読み且つ理解すること
により明らかとなろう。図面の中で： 図１は本発明による交通制御先取りシステムの第１の
実施例のシステムレベルのブロック図を示し； 図２は本発明による交通制御先取りシステムの他の実
施例のシステムレベルのブロック図を示し； 図３は本発明による交通制御先取りシステムの追加の
他の実施例のシステムレベルのブロック図を示し； 図４は図１及び２の交通制御先取りシステムの動作を
示す概略的道路図を示し； 図５は図３の交通制御先取りシステムの動作を示す概
略的道路図を示し； 図６はGPS障害物又はマルチパスゾーンにおける本先
取りシステムの動作を示す概略的道路図を示し； 図７は図１及び２の先取りシステムの絶対位置マッピ
ングの制御ローを示し、； 図８は図３の先取りシステムの相対位置マッピングの
制御フローを示し；そして 図９は車両が許可先取りコリドール内にあるかどうか
を判定する車両位置の追跡の制御ローを示す。
好ましい実施例の詳細な説明 図１は本発明によるGPSに基づく交通制御先取りシス
テムの好ましい実施例のシステムレベルのブロック図で
ある。本発明による先取りシステムはグローバル・ポジ
ショニング・システム（GPS）５から受信した情報を利
用して、ある特定の車両が交差点の許可されたアプロー
チ内にあるかどうかを判定する。GPS5はよく知られてお
り、防衛上及び民間で多くの使用がなされている。GPS5
は米国防総省により維持されている宇宙ベースの無線ナ
ビゲーションシステムであり、18個以上の人工衛星の星
座からなっている。これらの衛星から、適当なGPS受信
機を搭載した任意のユーザは、世界中で±100メートル
内で自分の位置を判定できる。米国防総省によりシステ
ムに目的を持って誘導されたエラーは、民間使用のため
にGPSの精度を±100メートルに限定している。このGPS
に誘導されたエラーは時間により変化する。GPSに関し
てより詳細は、1993年12月の、Ivan A.Getting,IEEE Sp
ectrum,pp.36−37,December 1993の論文“The Global P
ositioning System"に見出すことができる。
図１の先取りシステムは又、車両モジュール100と交
差点モジュール200を備えている。GPS信号10はGPS受信
機のアンテナ20に受信されて、ロックウエル社のモデル
NAVCORE V（商標）として、テキサス州、リチャードソ
ンのRockwell International Corporationから得ること
ができる、GPS受信機40に送信される。GPS受信機40はGP
S信号10を処理して、車両の位置、機首方位及び速度と
いった、車両に関するナビゲーション用のデータを決定
する。
車両の位置は、多くの知られたナビゲーション用座標
システムの任意の１つを用いて本発明による車両モジュ
ール100と交差点モジュール200により測定され処理され
る。例えば、ワールド・ジオデティック・システム（WG
S−84）は緯度と経度により位置を測定する。アース・
センタード・アース・フィックスト（ECEF）システムは
地球の中心に原点を持つ球座標システムである。位置
は、本発明の範囲から逸脱することなく、これら又は他
の任意の座標システムで測定できることを理解すべきで
ある。
位置及び機首方位のような車両に関するナビゲーショ
ン用データに加えて、GPS受信機40は又GPS衛星のどの集
団がナビゲーション用データを決定するために用いられ
たかに関する情報を生成する。優先コード、モード命
令、同定コード及び交通制御先取り要求のような、車両
に関する他のデータもプロセッサ60により適当に生成さ
れる。
GPS受信機40及びプロセッサ60により生成されたデー
タ（以下、集合的に「車両データ」と称する）のすべて
は、送信機80及びアンテナ101を介して交差点モジュー
ル200に送信される。交差点モジュール200は車両送信ア
ンテナ101から車両データを受け取るデータ受信アンテ
ナ210を含んでいる。車両データは次いで、データ受信
機230に送信され、このデータ受信機230は、無線周波数
信号をディジタル形式に変換し車両データをプロセッサ
250に出力する。データ受信アンテナ210、データ受信機
230、送信機アンテナ201及び送信機80は、フロリダ州、
レークランドのCurry Controls Companyから入手可能な
モドパック・プラス・ワイヤレス・モデム（Modpak Plu
s Wireless Modem）（商標）として入手可能である。
各交差点は、交差点における交通信号の位相を制御す
る交差点コントローラ320を含み、通行方向を変更して
進行させたり停止させたりする。そのような交差点コン
トローラはこの技術において周知である。各交差点コン
トローラはこうしてある特定の交差点へのすべての可能
なアプローチに対する交通信号を制御する。４差路交差
点では、車両は、例えば、北、南、東又は西から接近す
る。しかしながら、無線によるシステムにおいては、許
可されたアプローチのすべてからの先取り要求、及び
（受信アンテナ210の範囲内の）異なる交差点に属する
アプローチの先取り要求でさえも、交差点コントローラ
により受信される。本発明による先取りシステムはした
がって、車両がその交差点への許可されたアプローチの
１つの範囲内かどうかを判定する。交通信号の位相を適
正に制御するために、交差点モジュールはまた、その車
両がどの許可されたアプローチにいるかを判定する。こ
れは、交差点コントローラが交通信号の位相を正しく調
整して車両が交差点を所望の方法及び方向で通過できる
ようにする。
交差点モジュール200は先取りを要求している車両の
経路を追跡してその車両がその交差点の許可されたアプ
ローチの１つ内にあるかどうかを判定する。その交差点
に対する許可されたアプローチの予めプログラムされた
マップが、マップメモリ260に格納されている。そのマ
ップは、以下に図７に関してより詳細に説明するよう
に、モジュール200が「マッピング」モードにある間
に、交差点モジュール200内にプログラムされる。車両
を追跡するめに、車両モジュールはそれが交差点に向か
って進む時に車両データを生成し送信する。プロセッサ
250は受信した車両データをマップメモリ260内に格納さ
れている許可されたアプローチのマップと比較する。も
し車両データが許可されたアプローチの１つ十分に一致
すれば、プロセッサ250は交通信号のどの位相が望まし
いかを判定し、対応する先取り要求を交差点コントロー
ラ320に送る。
さて図２には、本発明によるGPSに基づく交通制御先
取りシステムの代替の好ましい実施例が示されている。
この実施例は異なるGPSを採用してGPSに誘導されたエラ
ーの効果を減少させ、本発明の先取りシステムの精度を
向上させる。例えば、差動GPSの使用により車両位置
を、図１のシステムにおける±100メートルと対照的
に、±10メートル内で判定できる。図２の車両モジュー
ル100は差動GPS受信機50と差動アンテナ25を含んでい
る。基地局15はGPS信号10の誘導されたエラーを決定
し、差動アンテナ25を介して車両モジュールに各視覚可
能なGPS衛星のために周期的に適当な訂正タームを送信
する。これを行うために、基地局15は見渡せるロケーシ
ョンに配置される。基地局15は車両モジュール100内のG
PSアンテナ20とともに、GPS信号10を受信してそれから
その位置を計算する。しかしながら、基地局15は知られ
たロケーションに配置されているので、その知られた位
置をGPS信号10から判定された位置と比較してGPS5内の
各視覚可能な衛星のために誘導されたエラーを決定す
る。過去のGPS誘導エラーの知られた変化率に基づい
て、基地局15は好ましくは10秒毎に少なくとも１回各衛
星のための誘導エラーの更新を車両モジュールに送信す
る。差動GPS受信機50は次いでGPS信号10から決定された
車両データに訂正タームを加える。基地局15及び差動GP
S受信機50はカリフォルニア州サニーベールのトリンブ
ル・ナビゲーション（Trimble Navigation）から入手可
能である。差動GPS訂正は、カリフォルニア州クパティ
ーノのディフェレンシャル・コレクション社（Differen
ctial Corrections,Inc.）からFMサブキャリア放送サー
ビスを介して入手可能である。
図２の先取りシステムにおいて、GPS5からの機首方
向、位置及び速度のような車両データの受信に加えて、
電子的／磁気的コンパス又はジャイロスコープのよう
な、速度センサ130及び機首方向センサ110によっても車
両が提供される。これらのセンサは、以下に図６に関し
て記載するように、GPS信号がなんらかの理由で入手で
きなくなった場合に、速度及び機首方向のような車両デ
ータを提供するために用いられる。これらのセンサによ
り提供された情報はGPSにより生成された車両データに
関するチェックとしてより強固なシステムをもたらす。
図３は本発明による先取りシステムの他の代替の好ま
しい実施例のシステムレベルのブロック図を示す。この
システムは擬似差動技術を採用してGPSに誘導されたエ
ラーを減少させる。図２に示したような分離した基地局
の代わりに交差点モジュール200は知られたロケーショ
ンに配置されてGPSアンテナ220とGPS受信機240を含んで
いる。車両から送信された車両データは車両データを生
成する車両モジュール100により使用されたGPS衛星の集
合に関するデータを含んでいる。こうして、車両GPS受
信機40と交差点GPS受信機240は共に、衛星の同一集合か
らのナビゲーション用データを受信するようになり、誘
導されたGPSエラーは車両と交差点のための計算された
ロケーションに共通となる。車両ロケーションと交差点
ロケーションの間の相対距離が計算されると、車両と交
差点の間の実際の距離が得られ、共通に誘導されたエラ
ーは除去される。こうして、図３の擬似差動先取りシス
テムは改善された精度という利益を有する。図示はして
いないが、図３の擬似差動は又図２に示したような速度
及び機首方向のセンサを含んでもよい。
図４は図１及び図２の先取りシステムの動作（縮尺通
りではない）を示す。車両がアプローチ・パス440に沿
って交差点490に向かって道路460をたどる。交差点490
は関連する交差点モジュール（図示せず）を有する。ア
プローチ・パス440に沿う周期的間隔400で、車両は交差
点490に配置された交差点モジュール200に車両データを
送信する。図１の第１の好ましい実施例については、車
両データの位置成分がGPS誘導エラーによるエラー半径4
10内で決定される。さらに、許可されたアプローチのマ
ッピングの間に遭遇するGPS誘導エラーは±100メートル
の追加のエラーを加える。こうして、図１の実施例に対
するトータルの許可アプローチ・コリドールは破線480
で表され、±200メートルである。
図２の他の好ましい実施例については、差動GPSの使
用により車両位置のエラーは半径420（±10メートル）
に減少する。許可されたアプローチのマッピングの間に
遭遇する差動エラーを含んで、許可アプローチ・コリド
ール430の大きさは±20メートルに減少し、したがっ
て、道路460の幅に、より接近して近似している。
さて図５を参照すると、擬似差動GPSを用いた図３の
代替好適実施例の動作が示されている。図３の交差点モ
ジュール200を含む交差点506に接近しつつある車両502
が示されている。道路508に沿う周期的間隔506におい
て、車両モジュールは交差点モジュールに車両データを
送信する。図示のために、車両は道路508上の１点での
み示されている。車両データの位置成分はエラー半径50
4を有している。車両モジュールと交差点モジュールの
両方が衛星の同じ集合に対して調整されているので、GP
S誘導エラーは車両ロケーションと交差点ロケーション
の両方に共通である。したがって、ベクトルD1で表され
ている車両と交差点の間の絶対距離は計算されたロケー
ションを差し引くことにより決定できる。計算された車
両ロケーションベクトルが許可されたアプローチの再プ
ログラムされたマップと一致すると、車両は許可された
先取りコリドール内にあると判定される。
図３の実施例については、擬似差動GPS半径の使用に
より、車両の位置のエラー半径は±20メートルに減少す
る。許可されたアプローチのマッピングの間に遭遇する
擬似差動エラーを含めて、得られた許可コリドールの大
きさは±40メートルに減少する。
さて図６を参照すると、GPS信号の妨害の間の図２の
先取りシステムの動作が示されている。図１、２及び３
に示されるGPS信号10は高いビルディング又は他の構造
により妨害されることがある。妨害されると、他のナビ
ゲーションシステムが要求される。車両516は、第１の
位置512aにおいて、ベクトル520aの大きさにより表され
る第１の速度で、そしてベクトル520aの矢印で表される
第１の方向で示されている。車両516はスピードセンサ1
30と機首方位センサ110（共に図２に示されている）を
含み、これらは車両の速度と機首方位に関する冗長デー
タを提供する。位置512bにおいて、車両516は、なんら
かの理由でGPS信号が利用できない領域である、GPS障害
物ゾーン526に入ろうとしている。スピード及び機首方
位センサからの情報は、車両位置の推測航法（dead rec
koning）のためのGPS障害物ゾーン526において使用され
る。周知の推測航法を用いると、車両位置は、車両の最
後に知られた位置512bと、スピード及び機首方位センサ
130及び110によりそれぞれ決定された現在の速度及び機
首方位を知ることにより決定することができる。こうし
て決定された車両データは次いで通常の方法で交差点モ
ジュール200に送信されて、車両がその交差点の許可さ
れたアプローチ内にあるかどうかを判定する。
図７は図１又は２の先取りシステムを用いる許可され
たアプローチのマップをプログラミングするための制御
のフローを示す。この処理は絶対位置マッピングと称す
る。この処理を遂行するために、車両モジュール100を
含む車両は、図４の道路460のような所望のアプローチ
に沿ってプログラムされるべき交差点モジュールに接近
を始める。例えば１秒の周期的間隔において、またはそ
れにかわる周期的な位置間隔で、車両は、マップモード
命令を含む車両データを交差点モジュールに送信する。
これは図７のマッピングモードセンサフローに、交差点
モジュールにおける実行を開始させる。車両データは交
差点モジュール200に受信され、マッピングメモリ260に
格納される。所望のアプローチが完了すると、エンド・
マップ・モード命令が車両から送信されてマッピングが
完了したことを示し、図７のマッピング制御フローを終
了する。
図８は図３の先取りシステムの許可されたアプローチ
のマップのプログラミングの処理を示す。この処理は、
車両データが交差点のためのデータに対して相対的に決
定される、擬似差動、又は相対位置マッピングを採用す
る。このマッピングモードにおいては、交差点の接近し
ている車両は周期的に、マップモード命令及びデータ、
それに関してはPGS衛星がその車両データを決定するた
めに用いられたのであるが、を含む車両データを、交差
点モジュールに送信する。これにより、図８の擬似作動
マッピング制御フローが交差点モジュールにおいて実行
を開始する。交差点データも又計算される。次いで、交
差点データに対する車両データも又、図３に関して上記
したようにして決定される。このデータは次いでマッピ
ングメモリ260に格納される。再び、所望のアプローチ
のマッピングが完了すると、エンド・マップ・モード・
命令が交差点モジュールに送信され、そのマッピングが
完了したことを示す。
図９は図１、２又は３に示した交差点モジュール200
の任意の１つによる車両追跡の制御フローを示す。この
追跡は交差点モジュールにより遂行されて、先取りを要
求している車両が交差点の許可されたアプローチ内かど
うかを判定する。交差点モジュール200は先ず、許可さ
れたアプローチのマップと比較される車両データの初期
セットを受信する。もし最初の車両データが許可された
アプローチのマップと、ある規定の精度内で一致すれ
ば、アプローチ記録は初期化され、車両データは格納さ
れる。もし最初の車両データがマップ内のどのデータポ
イントとも一致しなければ、その車両は許可されたアプ
ローチの外であると判定される。しかしながら、制御フ
ローは継続して、車両が後に許可されたアプローチに入
って来る場合に続く受信車両データをチェックする。
最初の車両データポイントがマップ内のデータと一致
すると、次の車両データが交差点モジュールにより受信
され、許可されたアプローチのマップと比較される。各
車両データポイントは「不一致」又は「一致」として格
納される。このプロセスは、一致した車両データポイン
トの最小数（「一致閾値」）が見つかるまで継続する。
その一致閾値は、受信した車両データポイントの最小数
に対して、車両が許可されたアプローチ内であることを
テストする。これにより、車両が許可されたアプローチ
内に充分長い時間の間あることを保証し、許可されたア
プローチを単に通過する車両を、交差点を先取りするこ
とを望む車両から区別する。
図９の制御フローは次に「不一致閾値」に到達したか
をチェックする。この不一致閾値は、限られた数の不一
致の車両データポイントを生じさせて、車両が許可され
たアプローチ内ではないという早まった判定を避ける。
規定数の連続する不一致（「不一致閾値」）が見出され
た後に、車両は許可されたアプローチの外であると判定
される。
タイムアウトのプロシージャにより、規定の長さの時
間の経過の後に先取り要求が取り下げられる。そのよう
な特徴は、例えば、緊急車両が許可されたアプローチ内
の事故現場で停止するが、それは本発明の先取りシステ
ムを無力にできない場合に、望まれる。「不一致閾値」
に到達するかタイムアウトに到達すると、未済のどの先
取り要求も取り下げられ、制御フローは図９のトップに
戻り、後続する先取り要求をチェックする。
ここでは、好ましい実施例の記載のために、特定の実
施例を示し記載してきたが、本発明の範囲を逸脱するこ
となく、同じ目的を達成するための他の及び／又は等価
な実施の様々な変形を、ここに示され記載された特定の
実施例に替えることができることは、当業者に理解され
るであろう。本願は、ここに記載した好ましい実施例の
任意の適用又は変形をカバーしようとするものである。
したがって、本発明は請求の範囲及びその等価のものに
よってのみ限定されることが明白に意図されている。
フロントページの続き (72)発明者 シュワルツ，マーク エー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133− 3427，セントポール，ポスト オフィス ボックス 33427 （番地なし) (72)発明者 ハマー，スティーブン エム. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133− 3427，セントポール，ポスト オフィス ボックス 33427 （番地なし) (56)参考文献 特開 平５−128400（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−225495（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−195593（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−259694（ＪＰ，Ａ) 米国特許4914434（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08G 1/00 - 9/02 G01C 21/00

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】関連する車両経路を持つ車両（502）がロ
    ケーションの許可されたアプローチに有るかどうかを判
    定するシステムであって、 その車両に関連しており、グローバル・ポジショニング
    ・システム（GPS）から受信した信号を使用して、車両
    データをその車両経路に沿う周期的間隔で発生させるナ
    ビゲーション手段（20,40,60）であって、その車両デー
    タは車両位置データを含むものと、 その車両データを送信する手段（80,101）と、 そのロケーションに関連し、車両データを受信する手段
    （210,230）と、 そのロケーションに関連し、そのロケーションへの許可
    されたアプローチに対応する複数の位置を格納すること
    から、許可されたアプローチのマップを提供するマッピ
    ング手段（260）と、 車両データを許可されたアプローチのマップと比較し
    て、車両経路が許可されたアプローチ内にあるかどうか
    を判定し、車両が許可されたアプローチ内にあれば、そ
    の車両はそのロケーションに関連する交通信号を先取り
    することが許可されるようにする、評価手段（250）と を備えているシステム。
  2. 【請求項２】そのマッピング手段（260）はさらに、 許可されたアプローチに沿って周期的間隔で許可された
    アプローチデータを生成する手段と、 許可されたアプローチデータを受信し格納し、それから
    許可されたアプローチのマップを生成する手段とを備え
    ている、請求の範囲第１項記載のシステム。
  3. 【請求項３】GPS信号が妨害されると車両データを提供
    する、車両に搭載された推測航法手段をさらに含み、そ
    の推測航法手段は、 車両の速度を検出する第１の検知手段と、 車両の機首方位を検出する第２の検出手段と、そして 速度及び車両の機首方位を検出するために接続されてお
    り、速度及び車両の機首方位に基づいて車両の位置を判
    定する手段と、 を備えている、請求の範囲第１項記載のシステム。
  4. 【請求項４】送信手段（80,101）は無線周波数送信機で
    ある、請求の範囲第１項記載のシステム。
  5. 【請求項５】送信手段（80,101）は光学的周波数送信機
    である、請求の範囲第１項記載のシステム。
  6. 【請求項６】車両データはさらに同定コードと優先コー
    ドを含んでいる、請求の範囲第１項記載のシステム。
  7. 【請求項７】車両データは、車両に対応する位置、機首
    方位及び速度データを備えている、請求の範囲第１項記
    載のシステム。
  8. 【請求項８】ナビゲーション手段は差動グローバル・ポ
    ジショニング・システムから受信した信号を使用するよ
    うに適合されている、請求の範囲第１項記載のシステ
    ム。
  9. 【請求項９】グローバル・ポジショニング・システム
    （GPS）から受信したデータを用いて、関連する車両経
    路を有する車両（502）が交差点（506）で交通信号を先
    取りすることを許可されるかどうかを判定する交通制御
    先取り方法であって、 （ａ）GPS信号を受信し、 （ｂ）車両に搭載されたGPS信号を処理して車両データ
    を生成し、 （ｃ）車両データを送信し、 （ｄ）交差点に近い予めプログラムされた複数の許可位
    置を備える許可されたアプローチのマップを提供し、 （ｅ）車両データを許可されたアプローチのマップと比
    較し、 （ｆ）比較ステップ（ｅ）に基づいて、車両が許可され
    たアプローチの１つの中にあるかどうかを判定し、そし
    て （ｇ）車両が許可されたアプローチの１つの中にある場
    合、その車両がその交差点に関連する交通信号の先取り
    することを許可する、 というステップを備える、交通制御先取り方法。
  10. 【請求項１０】車両データを送信するステップは車両位
    置、機首方位及び速度データを送信するステップを備え
    る、請求の範囲第９項記載の交通制御先取り方法。
  11. 【請求項１１】許可されたアプローチのマップを提供す
    るステップは、 （ａ）許可されたアプローチの第１の位置でGPS信号を
    受信し、 （ｂ）GPS信号を処理してマッピングデータを生成し、 （ｃ）マッピングデータを送信し、 （ｄ）マッピングデータをプログラミングして許可され
    たアプローチのマップを生成し、 （ｅ）許可されたアプローチ経路の次の位置でGPS信号
    を受信し、 （ｆ）許可された経路が完全にマップされるまでステッ
    プ（ｂ）から（ｅ）を繰り返す、 というステップを備える、請求の範囲第９項記載の方
    法。
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