JPH09508482A - Ｇｐｓに基づく交通制御先取りシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 交通制御先取りシステムはグローバル・ポジショニング・衛星（ＧＰＳ）のネットワークから受信したデータを用いて、先取り要求を出している車両がアプローチ・コリドールが許可された交差点内にあるかどうかを判定する。ＧＰＳ信号は車両モジュールにより受信され処理されて、位置、機首方位及び速度を含む車両データを生成する。処理された車両データ及び先取り要求は、無線送信により、車両モジュールにより送信された無線信号の範囲内の交差点に配置されたすべての交差点モジュールに送信される。交差点モジュールは次いで受信した車両データを、交差点への許可されたアプローチの予めプログラムされたマップと比較する。車両データがそ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、その車両の先取り要求は交差点コントローラに送られる。

Description

【発明の詳細な説明】 ＧＰＳに基づく交通制御先取りシステム 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(Munkberg)及び4,230,992 号(M unkberg)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(K lein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(Hame r)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。Hamer 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。Hamer 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(Mit chell)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(Orbec k)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。ＧＰ Ｓ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。ＧＰ Ｓ５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。ＧＰＳ ５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Ｇ ＰＳ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 Spectrum，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４ ０に送信される。ＧＰＳ受信機４０はＧＰＳ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(WGS-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(ECE F)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、Ｇ ＰＳ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６ ０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２３ ０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 Plus Wireles s 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３ ２０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 つと十分に一致すれば、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±１ ００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ＧＰＳ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ＧＰＳ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(Differenctial Corrections，In c.)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からの機首方位、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及び機首方位センサ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、速度及び機首方位のような車両デー 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位の 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４１０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ＧＰ Ｓ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５０４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、ＧＰＳ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１３０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 reckoning)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５ １２ｂ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のマッピングセンサフローを終了する。 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ＧＳＰ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。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１２月２０日 【補正内容】 請求の範囲 １．関連する車両経路を持つ車両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、 その車両に関連する車両データを、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と、 ロケーションに関連し、車両データを受信する手段と、 そのロケーションに関連し、マップモード命令のセンサの下にそのロケーショ 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、評価手段と を備えているシステム。 ２．そのマッピング手段はさらに、 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．ナビゲーション手段はグローバル・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。 ４．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の検知手段と、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３項記載のシステム。 ５．送信手段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。 ６．送信手段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 。 ７．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。 ８．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。 ９．ナビゲーシヨ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 信した信号を用い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。 10．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が交差点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。 11．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１０項記載の交通制御先取り方法。 12．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１０項記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── 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)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．関連する車両経路を持つ車両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、 車両データを発生させる、その車両に搭載されたナビゲーション手段であって 、その車両データはその車両経路に沿う周期的間隔で発生し、車両位置と機首方 位を含むものと、 その車両データを送信する手段と、 ロケーションに関連し、車両データを受信する手段と、 そのロケーションに関連し、マップモード命令のセンサの下にそのロケーショ ンへの許可されたアプローチに対応する複数の位置をプログラムすることから、 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と、 車両経路を追跡し、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する評価手段と、そし て 車両が許可されたアプローチ内にある場合、制御信号を生成する手段と、 を備えているシステム。 ２．そのマッピング手段はさらに、 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．ナビゲーション手段はグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ） から受信した信号を使用するように適合されている、 請求の範囲第１項記載の交通制御先取りシステム。 ４．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の検知手段と、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３項記載の交通制御先取りシステム。 ５．送信手段は無線周波数送信機である、請求の範囲第１項記載の交通制御先 取りシステム。 ６．送信手段は光学的周波数送信機である、請求の範囲第１項記載の交通制御 先取りシステム。 ７．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項記載の交通制御先取りシステム。 ８．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項記載の交通制御先取りシステム。 ９．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 信した信号を用いるように適合されている、請求の範囲第１項記載の交通制御先 取りシステム。 10．対応する車両経路を有する車両に関連した車両モジュールと、 交差点に関連し車両経路を追跡するように適合された交差点モジュールとを備 え、 その車両モジュールは、 グローバル・ポジショニング・システムからの信号を受信し、それから、経路 に沿って周期的な間隔位置で生成され車両位置と機首 方位のデータを含む車両データを生成する手段と、そして その車両データを送信する手段とを備え、 その交差点モジュールは、 マップモード命令の制御の下に、交差点に対する許可されたアプローチに対応 する複数の格納された位置を提供するように適合されたプログラム化されたマッ プと、そして 車両データを受信してプログラム化されたマップと比較し、車両経路が許可さ れたアプローチにあるかどうかを判定するように適合されたプロセッサとを備え ている、先取りシステム。 11．車両経路が許可されたアプローチ内にあると、交差点モジュールは先取り 要求を交差点コントローラに送るように適合されている、請求の範囲第１０項記 載のシステム。 12．送信手段は無線周波数送信機である、請求の範囲第１０項記載の交通セン サ先取りシステム。 13．送信手段は光学的周波数送信機である、請求の範囲第１０項記載の交通セ ンサ先取りシステム。 14．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が交差点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、そ して （ｆ）車両データが許可されたアプローチのマップと十分に一致した場合に先 取り信号を生成する、 というステップを備える、交通制御先取り方法。 15．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１４項記載の交通センサ先取り方法。 16．（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）マッピングデータ及びマップモード命令を送信し、 （ｄ）マップモード命令の制御の下にマッピングデータをプログラミングし、 （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、許可されたアプローチをマッピングする方法。 17．（ａ）車両の第１のロケーションを表す第１の位置信号を受信し、 （ｂ）受信した位置信号がマップされたアプローチ内にあるかどうかを判定し 、なければステップ（ａ）にもどり、 （ｃ）受信した位置信号を一致として記録し、 （ｄ）車両の次のロケーションを表す次の位置信号を受信し、 （ｅ）受信した位置信号がマップされたアプローチ内にあるかどうかを判定し 、なければ、受信した位置信号を不一致として記録し、 （ｆ）受信した位置信号がマップされたアプローチ内にある場合に受信位置信 号を一致として記録し、 （ｇ）一致閾値に到達するまでステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返し、 （ｈ）不一致閾値に到達したかどうかを判定し、 （ｉ）一致閾値に到達し、したがって不一致閾値に到達しなかった場合、先取 り要求を出し、 （ｊ）一致閾値に到達し且つ不一致閾値に到達した場合に先取り要求を取下げ 、 （ｋ）次の位置信号が受信される限りステップ（ｄ）から（ｊ）を繰り返す、 というステップを備える、車両の走行経路の追跡方法。