KR20230038717A - 대화형 차량 운송 네트워크를 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

대화형 차량 운송 네트워크를 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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KR20230038717A
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데이비드 가드너
앤드류 브래들리
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아이 알 키네틱스 리미티드
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Abstract

본 발명은 하나 또는 그 이상의 차량들이 그 안에서 움직일 수 있는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하기 위한 차량 추적 장치에 관한 것으로서, 상기 차량 추적 장치는, 시야를 가지고 또한 상기 시야 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들로부터 방출되거나 또는 이에 의해 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되는, 하나 또는 그 이상의 적외선(IR) 센서들; 하나 또는 그 이상의 차량들 각각을 고유하게 식별하는 고유한 식별 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들이 지리적 위치에서 시야에 진입할 때 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하도록 구성되는, 수신기; 하나 또는 그 이상의 IR 센서들에 의해 검출되는 IR 광선, 수신된 고유한 식별 데이터 및 수신된 위치 데이터에 기초하여 적어도 2차원으로 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성되는, 프로세서; 및 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량의 결정된 현재 운동학적 데이터를 송신기로부터 이격되어 있는 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성되는, 송신기를 포함한다.

Description

대화형 차량 운송 네트워크를 위한 시스템들 및 방법들
본 발명은 자율주행 차량들을 포함하는 것과 같은, 대화형 차량 운송 네트워크를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 배타적이지는 않지만 보다 상세하게, 본 발명은 대도시, 도시 지역 내에서 또는 지정된 초고속도로, 고속도로, 도로, 철도 또는 대도시와 도시 지역 간 기타 경로를 따라, 그 위로 또는 근처에서 승객들 또는 상품들의 운송을 제공하는 지상 또는 공중 차량들과 관련된 운송 네트워크의 운영을 위한 시스템들 및 방법들에 있어서 또는 이와 관련된 개선들에 관한 것이다. 차량들 중 일부 또는 전부는 완전한 자율주행에서부터 완전히 운전자/조종사가 제어하는 것에 이르기까지 중 어딘가에 있을 수 있다. 또한, 차량들은 지역의, 지방의, 또는 국가의 교통 관리 시스템에 연결되거나 또는 연결되지 않을 수 있다. 이러한 대화형 시스템들 및 방법들은 차량들을 추적할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 차량들과 관련된 대응하는 데이터 관리 및/또는 통신에도 관련될 수 있다.
자율주행 차량 작동에 있어서 지속적인 발전과 함께, 자율주행 차량들의 새로운 기능들을 활용하기 위해 교통 관리 시스템을 조정할 필요가 있다. 특히, 차량들은 점점 더 많이 그 자체의 움직임을 조절할 수 있기 때문에, 운전자 또는 조종사의 반응 속도, 집중 수준, 피로도 등과 같은, 사용자 조작의 일부 단점이 제거된다. 결과적으로, 자율주행 차량들은 환경적인 위험들에 더 빠르게 반응할 수 있고 또한 결과적으로, 차량의 더 높은 속도 및 더 높은 밀도가 사용자 조작 차량들에 비교했을 때보다 안전하게 달성될 수 있고, 사고 거리(thinking distance)와 같은 인자들이 안전 정지 거리들을 고려할 때 적용되어야 한다.
이러한 교통 관리를 가능하게 하기 위해, 차량들은 그 자신 및 주변의 차량들 각각에 관련된 정확한 운동학적 데이터에 접근할 필요가 있고, 이것은 적절한 조치들을 취하는 것을 가능하게 해준다. 이것은 조치가 취해질 특정 차량 뿐만 아니라 어떠한 조치가 취해져야 하는지에 대한 판단에 영향을 미칠 수 있는 그 주변의 다른 차량들의 운동학적 데이터 모두를 포함할 것이다.
현재의 기술 아키텍쳐는 차량에 탑재되는 센서들이 각 차량에 독립적으로 그 자체의 상황 인식을 제공하고 이를 이용해 차량은 환경에 대해 추론하고 스스로 판단하고 실행할 수 있는 원리에 의존한다.
최근 몇 년 동안, RADAR(Radio Detection And Ranging), LIDAR(Light Imaging, Detection & Ranging), GNSS(Global Navigation Satellite Systems), EO(Electro-Optic) 센서들 및 IR(Infra-Red) 센서들을 포함하는 상업적으로 이용가능한 상황 감지 및 지리적-위치파악 기술들은, 원칙적으로 상업용 차량(예. 버스, 트럭, 택시, 드론) 및 가정용 차량(예. 자동차, 개인용 비행 차량)에 결합되어 상황 인식을 제공하고, 잠재적으로 무인 또는 조종사 없는 조작을 가능하게 하는 정도까지 질량, 크기, 전력 소비, 열 출력 및 기계적 충격, 진동 및 전자기 간섭과 같은 환경적 위험에 대한 민감성 모두가 감소되어 왔다. 하지만, 무인/조종사 없는 차량들의 안전이 중요한 응용 분야에 있어서 복수의 센서들 및 센서 융합에 기초한 이러한 모든 상황 인지에 대한 접근법들의 복잡도는 상당하다. 국방 및 항공우주 분야에 있어서의 저자들의 경험에 따르면 이 복잡도는 차량 비용을 필연적으로 높이고 또한 안전 위험을 증가시킨다. 나아가, 공통적인 접근법을 채택하는 것은 점점 더 어려워져서, 표준화는 난제가 되고 있다. 무인 자동차 분야의 수많은 대형 기술 기업들에 의한 막대한 투자에도 불구하고, 지난 10 년은 매우 느린 진전을 보여주고 있고, 안전 위험은 무인 차량의 규제 승인 가능성에 의문이 제기될 정도까지 점점 더 우려되고 있다.
일부 알려진 시스템들에 있어서, 예를 들어 교통 흐름 관리를 목적으로 차량들을 검출하고, 위치를 파악하고, 추적하고 이와 통신하기 위해 도로 내 또는 도로 위 감지 장비로, 도로변을 구현하려는 시도가 있다. 하지만, 통상적으로 이 시스템들은, 증가된 교통 흐름 속도는 차치하고, 현재 규정된 속도 및 권고 차량 간격에서의 교통 흐름에 있어서 안전한 자율주행 탐색에 필요한 실시간 운동학적 정확도 및 신뢰도를 갖는 이러한 검출을 달성할 수 없다.
초고속도로 또는 고속도로 상에서 100 km/h (28 m/s)의 일반적인 속도로 흐르는 교통의 대표적인 일 예를 이용해, 차량의 종방향 위치의 지상 실측(즉, 물리적 현실)이 5 cm의 정확도로 50 cm 이동할 때마다 측정되어야 한다면, 이 측정은 해당 정확도로 수행되고 또한 대략 50 Hz의 빈도에 해당하는, 대략 20 ms의 주기로 반복적으로 제공해야 한다. 기존의 도로변 시스템들은 이러한 정확도 및 빈도를 달성할 수 없다.
본 발명의 목적은 상기에서 설명된 문제들 중 적어도 하나 또는 그 이상을 해결하는 데 있다.
본 실시예들의 제1 측면에 따르면, 하나 또는 그 이상의 차량들이 그 안에서 움직일 수 있는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하기 위한 차량 추적 장치가 제공되는데, 이 차량 추적 장치는, 시야를 가지고 또한 상기 시야 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들로부터 방출되거나 또는 이에 의해 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되는, 하나 또는 그 이상의 적외선(IR) 센서들; 하나 또는 그 이상의 차량들 각각을 고유하게 식별하는 고유한 식별 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들이 지리적 위치에서 시야에 진입할 때 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하도록 구성되는, 수신기; 하나 또는 그 이상의 IR 센서들에 의해 검출되는 IR 광선, 수신된 고유한 식별 데이터 및 수신된 위치 데이터에 기초하여 적어도 2차원으로 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성되는, 프로세서; 및 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량의 결정된 현재 운동학적 데이터를 송신기로부터 이격되어 있는 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성되는, 송신기를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 특정 차량은 지상 차량이다. 이러한 실시예들에 있어서, 상기 차량 추적 장치에는 지형 매핑 데이터가 마련되어 있을 수 있고, 상기 프로세서는 검출된 IR 광선, 상기 고유한 식별 데이터, 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 이전에-결정된 운동학적 데이터 및 상기 지형 매핑 데이터 중 하나 또는 그 이상에 기초하여 3차원으로 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 특정 차량은 공중 차량이다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 차량들은 적어도 2 대의 차량들을 포함하고, 차량들 중 하나는 지상 차량이고 다른 하나는 공중 차량이며, 상기 하나 또는 그 이상의 IR 센서들은 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 하나의 IR 센서는 지상 차량으로부터 방출되거나 또는 이로부터 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되고 다른 하나의 IR 센서는 공중 차량으로부터 방출되거나 또는 이로부터 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성된다.
또 다른 실시예들에 있어서, 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들의 이전에 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 대응하는 차량들 각각에 대한 현재 운동학적 데이터의 결정을 위해 상기 프로세서로의 입력으로서 사용하도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 프로세서는 적어도 50 Hz의 빈도에서 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성된다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 수신기는 하나 또는 그 이상의 차량들의 지상-공간 엔벨롭 또는 공중 공간 엔벨롭에 관련된 데이터를 수신하도록 추가적으로 구성되고 또한 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들의 상대적 포지셔닝을 결정하기 위해 지상-공간 엔벨롭 또는 공중 공간 엔벨롭을 사용하도록 배치된다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 차량 추적 장치는, IR 광선을 하나 또는 그 이상의 차량들을 향해 방출하도록 구성되는 IR 방출기를 더 포함한다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 송신기는 결정된 현재 운동학적 데이터를 특정 차량의 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 송신기는 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 송신기는 결정된 운동학적 데이터를 원격으로 위치되는 교통 관리 시스템(TMS)의 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성된다. 상기의 실시예들의 다른 배치들에 있어서, 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나의 결정된 현재 운동학적 데이터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있고, 상기 제어 신호는 특정 차량에 의해 실행될 때 특정 차량의 속도 또는 위치의 변경을 초래하는 지시들을 포함하고, 상기 송신기는 이 제어 신호를 상기 특정 차량으로 전송하도록 더 구성된다.
이 측면의 실시예들에 있어서, 하나 또는 그 이상의 IR 센서들 중 적어도 하나는 고정된 지리적 기준점으로부터 방출되거나 또는 이로부터 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 고정된 지리적 기준점에 대하여 상기 차량 추적 장치의 위치를 결정하고; 또한 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정할 때 상기 차량 추적 장치의 결정된 위치를 사용하도록 더 구성된다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 프로세서에 의해 결정되는 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터는, 적어도 대응하는 차량의 시간에 따른 지리적 위치를 포함한다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 차량 추적 장치는 고정된 위치를 갖는 진입점을 모니터링하고, 또한 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치로서 시간상의 특정점에서 상기 고정된 위치에 관련된 데이터를 수신하도록 구성된다. 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들로부터 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 전송을 요청하는 상기 송신기에 의해 전송될 풀 요청을 생성하도록 더 구성될 수 있다.
본 실시예들의 추가적인 일 측면에 있어서, 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하기 위한 차량 추적 시스템이 더 제공되는데, 상기 차량 추적 시스템은 네트워크에 배치되는 상기의 제1 측면의 배치들 중 어느 하나에 따른 복수의 차량 추적 장치들을 포함하고, 제1 차량 추적 장치의 송신기는 제1 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동학적 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터를 복수의 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치로 전송하도록 구성되고, 제1 차량 추적 장치의 수신기는 제3 차량 추적 장치로부터 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터 및 복수의 차량 추적 장치들 중 제3 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동 데이터를 수신하도록 구성된다.
이 측면의 다른 실시예들에 있어서, 상기 제2 차량 추적 장치의 프로세서는 지역적으로 결정된 현재 운동학적 데이터와 수신된 운동학적 데이터 간의 일치를 결정하기 위해 제2 장치에서 지역적으로 결정된 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나의 현재 운동학적 데이터를 제1 차량 추적 장치에서 결정되고 이로부터 수신된 현재 운동학적 데이터와 비교하도록 더 구성된다. 이러한 경우들에 있어서, 상기 제2 차량 추적 장치는 적어도 2 개의 다른 차량 추적 장치들 간의 데이터 비교의 결과들을 수신할 수 있고 상기 제2 차량 추적 장치의 프로세서는 일관되지 않게 행동하는 추적 장치를 식별하기 위해 투표를 이용하도록 구성될 수 있다.
이 측면의 또 다른 실시예들에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 적어도 2 개는 지리적으로 서로 인접하게 위치되도록 배치되고 또한 인접하게-위치된 차량 추적 장치들의 IR 센서들은 부분적으로 중첩하는 시야를 가진다.
이 측면의 일부 실시예들에 있어서, 상기 차량 추적 시스템은 원격 통신 장치를 더 포함하고, 상기 원격 통신 장치는 광역 통신 네트워크로부터 원격 데이터를 수신하도록 구성되는 원격 데이터 수신기; 및 상기 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로 전송하도록 구성되는 원격 데이터 송신기를 포함하고; 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상은 상기 원격 데이터를 수신하고 또한 상기 수신된 원격 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로 전송하도록 구성된다. 상기 원격 통신 장치는 상기 수신된 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 각각으로 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 원격 통신 장치는 상기 수신된 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 각각으로 병렬적으로 전송하도록 더 구성될 수 있다. 복수의 차량 추적 장치들 중 현재 차량 추적 장치는 상기 원격 통신 장치로부터 전송된 원격 데이터를 직접 또는 복수의 차량 추적 장치들 중 다른 하나를 통해 수신하고; 또한 상기 수신된 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 또 다른 하나로 전송하도록 구성될 수 있다.
상기의 실시예들 중 일부에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 지역적 데이터(local data)를 수신하고 또한 상기 지역적 데이터를 광역 통신 네트워크로 전송하도록 더 구성될 수 있다.
상기의 실시예들의 또 다른 배치들에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치는 차량 추적 장치의 결정된 현재 운동학적 데이터를 원격 통신 장치로 전송하도록 구성되고 또한 상기 원격 통신 장치는 결정된 현재 운동학적 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치로부터 수신하도록 구성된다. 이러한 배치들에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치는 결정된 현재 운동학적 데이터를 원격 통신 장치로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 원격 통신 장치는 상기 시스템에 지역적인, 결정된 현재 운동학적 데이터를 원격으로-위치된 상호작용 장치로 전송하도록 더 구성될 수 있다. 상기 원격 통신 장치는 교통 관리 시스템(TMS)에 통신가능하게 결합될 수 있고 또한 결정된 현재 운동학적 데이터를 상기 TMS로 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 원격 통신 장치는 결정된 현재 운동학적 데이터를 상기 TMS로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 원격 데이터 수신기는 위성 통신 수신기를 포함할 수 있다. 상기 원격 데이터 수신기는 원웹(OneWeb) 위성 통신 수신기를 포함할 수 있다. 상기 원격 데이터 수신기는 4G 또는 5G 무선 통신 수신기를 포함할 수 있다. 상기 원격 데이터 수신기는 유선 네트워크 통신 수신기를 포함할 수 있다.
상기 원격 데이터는 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나의 결정된 현재 운동학적 데이터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량을 제어하기 위한 제어 신호를 포함하고, 상기 제어 신호는 상기 특정 차량에 의해 실행될 때 특정 차량의 속도 또는 위치의 변경을 초래하는 지시들을 포함하고, 상기 특정 차량에 근접하는 특정 차량 추적 장치의 송신기는 상기 제어 신호를 상기 특정 차량으로 전송하도록 더 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 복수의 원격 통신 장치들을 포함하고, 원격 통신 장치들 각각은 복수의 원격 통신 장치들 중 다른 원격 통신 장치들로부터 지리적으로 이격된 위치에 위치되고 또한 상기 원격 데이터를 상기 위치에 지역적인 지리적 영역 안에 마련되는 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로 전송하도록 구성된다.
이 측면의 다른 실시예들에 있어서, 상기 시스템은 지역적 통신 장치(local communications device)를 포함하고, 상기 지역적 통신 장치는 지역적 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 수신하도록 구성되는 지역적 데이터 수신기; 및 상기 지역적 데이터를 원격으로-위치되는 장치로 광역 통신 네트워크를 통해 전송하도록 구성되는 지역적 데이터 송신기를 포함하고, 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상은 지역적 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로부터 수신하고 또한 수신된 지역적 데이터를 상기 지역적 통신 장치로 전송하도록 구성된다. 상기 지역적 데이터는 차량 진단 및 예측 데이터, 운전자 상태 데이터, 운전자 건강 데이터, 운전자 또는 승객 활동 데이터 및 차량 원격측정 데이터 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 지역적 데이터는 차량, 그 내용물 또는 탑승자들로부터 유래된 어떠한 데이터라도 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 하나 또는 그 이상의 차량들은 공중 차량들이고 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 하부집합은 제1 고도에서 움직이는 하나 또는 그 이상의 공중 차량들을 추적하도록 구성되고 복수의 차량 추적 장치들 중 제2 하부집합은 제2 고도에서 움직이는 하나 또는 그 이상의 공중 차량들을 추적하도록 구성된다.
본 실시예들의 또 다른 일 측면에 있어서, 하나 또는 그 이상의 차량들이 그 안에서 움직일 수 있는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 차량 추적 장치를 마련하는 단계, 상기 추적 장치는 시야를 가지고; 하나 또는 그 이상의 차량들 각각을 고유하게 식별하는 고유한 식별 데이터 및 상기 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계; 상기 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들에 의해 방출되거나 또는 이에 의해 반사되는 IR 광선을 검출하는 단계; 검출되는 IR 광선, 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 수신된 고유한 식별 데이터 및 위치 데이터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하는 단계; 및 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량의 결정된 현재 운동학적 데이터를 이격된 수신 위치로 전송하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 이격된 수신 위치는 차량 추적 장치와 동일한 일반적인 지리적 위치이지만 물리적으로는 이격되어 있을 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 이격된 수신 위치는 차량 추적 장치와 다른 지리적 위치에 있을 수 있다.
이 측면의 일부 배치들에 있어서, 상기 전송하는 단계는 현재 운동학적 데이터를 상기 이격된 수신 위치에 있는 복수의 추적 장치들 중 적어도 하나의 다른 차량 추적 장치로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 전송하는 단계는 현재 운동학적 데이터를 상기 이격된 수신 위치에 있는 특정 차량으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용어 '현재 운동학적 데이터(current kinematic data)'는 속도, 위치, 운동량, 가속도 등과 같은 운동학적 변수들의 현재 값들 뿐만 아니라 전송 이전의 짧은 시간 동안 상기에서 언급된 변수 파라미터들과 같은 차량에 관련된 근접한 과거의 데이터도 커버하는 것으로 이해되어야 한다(예를 들어 10초, 또는 1분 또는 10분의 시간 동안 매 40 초마다 기록된 운동학적 변수들).
이 측면의 다른 배치들에 있어서, 상기 방법은 네트워크 내에 배치되는 복수의 차량 추적 장치들을 마련하는 단계를 더 포함하고, 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제1 차량 추적 장치에서 결정되는 현재 운동학적 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터를 복수의 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치로 전송하고 또한 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제3 차량 추적 장치로부터 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터 및 복수의 차량 추적 장치들 중 제3 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동학적 데이터를 수신하고; 상기 방법은 광역 통신 네트워크로부터 원격 데이터를 원격 통신 장치에서 수신하는 단계; 및 상기 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 적어도 하나로 전송하는 단계를 더 포함하고, 복수의 차량 추적 장치들 중 적어도 하나는, 사용시, 상기 원격 데이터를 수신하고 또한, 사용시, 상기 수신된 원격 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로 전송한다.
이 측면의 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 방법은 네트워크 내에 배치되는 복수의 차량 추적 장치들을 마련하는 단계를 더 포함하고 또한 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제1 차량 추적 장치에서 결정되는 현재 운동학적 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터를 복수의 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치로 전송하고 또한 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제3 차량 추적 장치로부터 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터 및 복수의 차량 추적 장치들 중 제3 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동학적 데이터를 수신하고; 상기 방법은 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 지역적 데이터를 지역적 통신 장치에서 수신하는 단계; 및 상기 지역적 데이터를 광역 통신 네트워크를 통해 원격으로-위치되는 장치로 전송하는 단계를 더 포함하고, 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상은, 사용시, 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로부터 지역적 데이터를 수신하고 또한, 사용시, 상기 수신된 지역적 데이터를 상기 지역적 통신 장치로 전송한다. 상기 전송하는 단계는 상기 결정된 운동학적 데이터를 원격으로-위치되는 교통 관리 시스템(TMS)으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기에서 설명된 실시예들의 특징들은 다양한 방식들로 조합가능하고 또한 여기에 특별히 기술되지 않는 한 이하의 본 발명의 실시예들의 상세한 설명에 추가될 수 있다. 예를 들어, 원격 통신 장치가 원격 데이터 수신기 및 원격 데이터 송신기를 포함하는 본 발명의 제1 및 제2 측면들에 따른 실시예와 관련하여 상기에서 설명된 추가적이고 선택적인 특징들은, 지역적 통신 장치가 지역적 데이터 수신기 및 지역적 데이터 송신기를 포함하는 본 발명의 제3 및 제4 측면들에 따라 상기에서 설명된 실시예와 함께 동등하게 사용될 수 있다.
본 발명을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어, 첨부된 도면들을 이제 참조할 것이다.
도 1은 사용 시나리오에서 차량 추적 장치의 등측도이고;
도 2는 대체 사용 시나리오에서 도 1의 차량 추적 장치의 등측도이고;
도 3은 도 1의 차량 추적 장치에 의해 추적될 차량의 등측도이고;
도 4는 도 1의 차량 추적 장치의 개략도이고;
도 5a는 도 1의 차량 추적 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이고;
도 5b는 도 1의 차량 추적 장치의 다른 동작 방법을 나타낸 흐름도이고;
도 5c는 도 1의 차량 추적 장치의 또 다른 동작 방법을 나타낸 흐름도이고;
도 6은 사용 시나리오에서 도 1의 복수의 차량 추적 장치들을 포함하는 차량 추적 시스템의 등측도이고;
도 7은 대체 사용 시나리오에서 도 6의 차량 추적 시스템의 등측도이고;
도 8a 및 도 8b는 다른 대체 사용 시나리오에서 도 6의 차량 추적 시스템의 등측도들이고;
도 9는 도 6의 차량 추적 시스템의 동작 방법을 나타낸 흐름도이고;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 통신 장치를 포함하는 차량 추적 시스템의 등측도이다.
첨부된 도면들을 참조하여 이제 구체적인 실시예들을 설명한다.
추적될 차량(vehicle to be tracked)에 대해 여기서 만들어진 참조들은 지상 및 공중을 따라 주행하는 물체들을 포함하는, 움직일 수 있는 다양한 기계식 물체들(mobile mechanical objects)이라고 말할 수 있음을 이해해야 한다. 전부 다 열거되지 않은 목록으로서, 이러한 차량들은 자동차, 트럭, 오토바이, 드론, 및 소형 항공기를 포함할 수 있다. 추가로, 이러한 차량들은 사용자에 의해 수동으로 작동되도록 구성될 수 있거나, 또는 이러한 차량들은 자율적으로 구성될 수 있거나, 또는 이 둘의 결합, 즉, 반자율적으로 구성될 수 있다.
우선, 도 1을 참조하면, 하나 또는 그 이상의 차량들(12)을 검출하고 또한 검출된 차량들(12)에 대한 다양한 운동학적 데이터를 결정하기 위한 차량 추적 장치(10)가 도시되어 있다. 이 문서 전체에서 장치(apparatus)라는 용어가 사용되지만, 이 용어는 "기기(device)"와 동의어로 해석될 수 있음을 이해해야 한다. 차량 추적 장치(10)는 기존 도로 기반 시설(16)에 단단히 장착되어 도로(14) 상부에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있고 또한 차량 추적 장치(10)의 고정된 시야(field of view)에 진입하는 차량들(12)을 감시하도록 배치된다. 차량 추적 장치(10)가 장착되는 기존 도로 기반 시설(16)은 가로등 기둥, 신호등, 갠트리, 교통 감시 장비, 및 다리를 포함할 수 있다. 이는 예시일 뿐, 차량 추적 장치(10)는 다른 기존 도로 기반 시설(16)에 장착될 수 있음을 이해해야 한다. 또는, 차량 추적 장치(10)에는 차량 추적 장치(10)가 부착될 수 있는 전용 지지 구조가 제공될 수 있다.
차량 추적 장치(10)는 그 시야에 진입하는 차량들(12)을 고유하게 식별하는 데이터를 수신하도록 구성된다. 이러한 고유한 식별 데이터는 차량의 차량 등록을 포함할 수 있다. 추가적으로, 차량 추적 장치(10)는 차량(12)이 차량 추적 장치(10)의 시야에 들어옴에 따라 자신에 대해 상대적 또는 절대적 위치로서 차량(12)의 초기 위치를 가리키는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 이러한 모든 위치들은 차량의 위도와 경도 같은 절대 좌표들로 간단히 제공될 수 있다. 이후 차량 추적 장치(10)는 고유한 식별 데이터와 초기 위치 데이터를 연관시키기 위해 초기 위치 데이터와 수신된 고유 식별 데이터를 함께 사용하도록 더 구성된다. 이를 어떻게 달성할 수 있는지를 설명하는 추가의 세부사항은 도 3을 참조하여 이하에서 제공된다.
본 문서 전체에 걸쳐 이용되는 '초기 위치(initial position)'라는 용어는 차량(10)이 차량 추적 장치(10)의 기능적 시야에 처음 들어왔을 때 위치한 위치를 말함을 이해해야 한다. 덧붙여, (후술하는 바와 같이) 네트워크로 연결된 시스템에서 복수의 차량 추적 장치들(10)이 이용되는 실시예들에서, 현재 차량 추적 장치가 수신한 차량의 초기 위치는 차량이 존재하는 인접한 차량 추적 장치의 시야에서 차량의 마지막 추적 위치일 수 있다. 2개의 차량 추적 장치의 시야가 전형적으로 서로 인접하거나 또는 약간 겹쳐 있는 것을 감안하면, 제1 차량 추적 장치의 시야에서 마지막을 감지된 차량 위치는 차량(10)이 인접한 제2 차량 추적 장치(10)의 시야에 들어올 때 차량(10)이 놓인 위치에 대한 매우 좋은 지표를 제공할 수 있다.
또한, 차량 추적 장치(10)는 차량 추적 장치(10)의 시야에 들어오는 차량들(12)에 의해 방출 또는 반사되는 IR 방출(IR emissions)을 수신하도록 구성된다. 차량 추적 장치(10)는 수신된 IR 방출에 기초하여 차량들(12)의 다양한 운동학적 데이터를 결정하도록 구성된다. 이러한 운동학적 데이터는 차량들(12)의 위치, 속도, 가속도 또는 다른 운동학적 특성을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 차량 추적 장치(10)에 의해 결정된 운동학적 데이터는 검출된 IR 방출과 수신된 데이터를 연관시키기 위하여 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터와 함께 이용된다.
차량(12)이 차량 추적 장치(10)의 시야에 진입하기만 하면, 차량 추적 장치(10)는 차량(12)이 차량 추적 장치(10)의 시야를 벗어날 때까지 차량(12)의 현재 운동학적 데이터를 끊임없이 모니터링(monitor)하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 차량(12)이 차량 추적 장치(10)의 시야에 진입하고 고유한 식별자 정보 및 초기 위치 데이터가 수신되기만 하면, 차량 추적 장치(10)는 규칙적인 시간 간격으로 차량으로부터 연속적인 IR 방출을 수신하여 차량(12)의 증가하는 움직임을 구체적으로 모니터링하도록 구성된다. 각각의 검출된 IR 방출은 차량의 위치를 결정하기 위하여 차량 추적 장치(10)에 의해 이용될 수 있고, 연속된 위치 결정들의 조합은 속도 및 가속도와 같은 다른 운동학적 데이터의 계산을 가능하게 한다. 규칙적인 시간 간격으로의 위치 측정은 검출된 차량(12)이 종방향(즉, 도로를 따라) 뿐만 아니라 횡방향(즉, 차선 변경)으로 이동하고 있는지 판단하는 데 이용될 수도 있다. 연속적으로 검출된 IR 방출 간의 시간 간격의 길이는 계산되는 운동학적 데이터의 지연 시간(latency) 및 정확도(accuracy)를 판단하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, IR 방출이 20ms의 주기(대략 50Hz의 빈도)로 5cm의 정확도로 검출된다면, 이것은 100Km/h로 주행하는 차량의 이동이 매 50cm 측정되는 것을 의미한다. 이는 차량 제어 및 내비게이션을 목적으로 할 경우 매우 정확한 것으로 간주되며, 또한 차량 속도, 가속/감속 비율, 또는 다른 유용한 운동학적 데이터를 신속 정확하게 계산할 수 있도록 해준다. 이러한 수치들은 정확도와 지연 시간이 덜 요구되어도 사실상 적절하다고 증명되면 대체가능하고, 정확도와 지연 시간이 더 요구될 필요가 사실상 있다고 증명되면 대체가능하므로 예시로만 고려되어야 한다.
또한, 차량 추적 장치(10)는 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 검출된 차량들(12)에 전송하도록 구성될 수 있다. 전송되는 운동학적 데이터는 차량 추적 장치(10)에 의해 만들어진 운동학적 데이터 결정들 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 운동학적 데이터의 제공은 하나 또는 그 이상의 검출된 차량들(12)이 수신된 운동학적 정보에 따라 관련 차량(12)의 운동학적 양(예를 들어, 속력, 또는 주행 방향)을 조절할 수 있도록 해준다. 일부 실시예들에 따르면, 차량 추적 장치(10)는 관련되는 차량(12)에 관련되어 결정된 현재 운동학적 데이터를 전송만 하도록 구성된다. 이러한 일 실시예에 있어서, 차량(12)은 그후 이 지식에 기반하여 운동학적 양을 조정(예를 들면, 속도를 감소 또는 증가시키고, 차량이 다른 차선으로 벗어나고 있음을 나타내면 차선 내에서 움직이도록, 등) 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 복수의 검출된 차량들(12)에 대해 결정된 운동학적 데이터를 각각의 차량으로 전송하도록 구성된다. 이러한 일 실시예에 있어서, 각각의 차량(12)은 그후 주변에 있는 다른 차량들(12)의 운동학적 데이터 뿐만 아니라 차량(12) 자신의 운동학적 데이터의 지식으로 운동학적 질들을 조절할 수 있다. 예로써, 제1 차량이 제2차량(12)에 더 가깝게 안전하게 이동하는 것이 가능하도록, 제1 차량(12)에는 제1 차량 바로 앞에 있는 제2 차량(12)의 속도 및 위치를 나타내는 현재 운동학적 데이터가 제공된다.
현재 운동학적 데이터는 부분적으로 또는 완전히 자율적으로 작동될 수 있거나 차량(12)의 운전자, 조종사 또는 원격 컨트롤러로부터의 입력으로 작동될 수 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 전달된다. 차량 추적 장치(10)에 의한 전송의 형식은 수신 차량(12)의 필요에 적절히 맞추어질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 추가적으로 제어 신호를 하나 또는 그 이상의 차량들(12)로 보내도록 구성되어, 차량이 특정 동작을 취하게 한다. 제어 신호는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 계산된 현재 운동학적 데이터에 기초하여 형성될 수 있다. 예로써, 차량 추적 장치(10)의 시야 내의 2개의 검출된 차량들(12)이 2 개의 차량들(12)의 계산된 속도들에 기초하여 서로 미리 결정된 거리 내에 있다고 판단되면, 차량 추적 장치(10)는 차량들(12) 중 하나로 전송될 제어 신호를 발생시키고, 이에 따라 속도를 올리거나 낮추도록 차량에 알린다.
또한, 추가적인 실시예들에서, 차량 추적 시스템(10)은 복수의 IR 추적 센서들에 걸쳐 있는 더 넓은 시야에 대하여 차량들(12)에 대한 높은 정확도의 운동학적 데이터를 포함하는 공유되는 공통의 영상을 제공하도록, 결정된 현재 운동학적 데이터를 지역의 또는 지방의 교통 관리 시스템들(TMS)에 전송하도록 구성된다. 이것은 각각의 차량(12)에 대한 실시간 정확한 데이터를 TMS들에 제공하고 또한 TMS들로 하여금 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 탑재된 시스템들이 교통 관리와 관련하여 다루는 권고 또는 의무적인 정보로 자신들의 즉각적인 위치에 대해 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 제공되는 결정된 현재 운동학적 데이터를 증가시킬 수 있도록 해준다. 그 정보는 차량 추적 시스템(10)을 통하거나 또는 임의의 다른 적절히 구성된 시스템과 네트워크에 의해 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에게 제공될 수 있다.
차량 추적 장치(10)는 다양한 높이들에 견고하게 장착될 수 있음을 이해해야 한다. 차량 추적 장치(10)가 장착되는 높이는 전형적으로 차량 추적 장치(10)의 시야 내에서 지상 엔벨롭(ground envelope)을 결정한다. 즉, 높은 위치에 장착되는 차량 추적 장치(10)일수록 낮은 위치에 장착된 차량 추적 장치(10)보다 그 시야 내에서 더 넓은 영역을 가질 수 있다. 따라서, 차량 추적 장치(10)가 장착되는 높이는 시야 요건에 크게 좌우될 것이다. 전형적으로, 10m의 높이에 장착된 차량 추적 장치(10)는 일반적으로 고속도로의 가로등 기둥과 관련된 지상 엔벨롭을 커버하기 위해 종방향으로(즉, 도로를 따라) 140°및 횡방향으로(즉, 도로를 가로질러) 50°의 시야를 가질 필요가 있을 것이다.
차량 추적 장치(10)의 다른 실시예들에서, 요구되는 지상 엔벨롭을 커버하기 위해 사용시, 아마도 설치시, 차량 추적 장치(10)의 시야를 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차량 추적 장치(10)가 고속도로의 다른 차로를 볼 수 있도록 시야를 움직일 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 시야 내에서 지상 엔벨롭을 조정하기 위해 적어도 하나의 축을 중심으로 회전하고, 가능하게는 시야를 변경하기 위해 조절가능한 광학기기를 가지도록 구성됨으로써, 장치(10)에 시야 내에서 가변의 지상 엔벨롭 범위를 제공하게 된다. 이러한 실시예들에서, 장치(10)는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 현재 운동학적 데이터를 결정할 때 차량 추적 장치(10)의 현재 위치와 방향을 고려하도록 구성된다.
복수의 차량들(12)이 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 존재하는 경우, 차량 추적 장치(10)는 여기에 설명된 실시예들에 따라, 각각의 차량들(12)로부터 관련 데이터 및 IR 방출을 수신하여 각각의 차량들(12)의 현재 운동학적 데이터를 동시에 계산하도록 구성될 수 있다. 또한, 차량 추적 장치는 차량이 아닌 개체들, 예를 들어 보행자 또는 자전거를 탄 사람 또는 동물로부터의 IR 방출을 검출하여, 보행자 또는 자전거를 탄 사람이 합법적으로 있는 환경 또는 보행자 또는 동물이 있어서는 안되는 환경들에서 차량들의 안전한 작동을 지원하도록 추적 장치의 능력을 향상시키는 데 이용될 수 있다. 추적 장치의 시야는 보행자/동물이 추적될 수 있도록 차도에 인접한 인도 또는 보도를 커버하도록 확장될 수 있다.
일부의 경우들에 있어서, 차량 추적 장치(10)는 그 시야를 지나가는 차량들 전부가 차량 추적 장치(10)에 의해 검출될 IR 광선을 방출 또는 반사할 능력이 있는 것은 아닌 환경에서 동작하는 것으로 예상된다. 이러한 경우들에 있어서, 이러한 차량들은 물리적 장벽, 도로 표지판, 탑재된 차량 차선-추적 제어 또는 이러한 또는 다른 방법들의 조합에 의해 특정의, 가능하다면 가장 느린 차선(들)에 한정될 수 있다. 일부 상황들에서는 - 예를 들어 센서에 접근하면서 소형차가 대형 트럭 뒤 가까이 주행하는 경우, 한 차량이 다른 차량으로부터의 IR 방출 또는 반사를 가릴 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 경우들에 있어서, IR 센서를 더 높은 높이에 고정하거나, 또는 적절한 차선에 유사한 차량들이 유지되도록 전통적인 수단으로 교통 흐름을 제한할 수 있다. 나아가, 방출이 차량 추적 장치(10)의 시야로부터 차단되는 소정의 각도들에서조차도 IR 방출이 여전히 수신될 수 있도록, 차량 추적 장치(10)는 여러 각도들로부터 IR 방출을 수신하게 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 차량 추적 장치는 다른 위치들, 예를 들어, 다른 높이들에 위치하는 복수의 다른 IR 센서들을 포함할 수 있다. 방출이 여러 각도들에서 검출되는 이러한 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 방출의 진실성을 검증하기 위해 검출된 방출을 비교하도록 구성될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 도 1에 설명한 차량 추적 장치(10)의 대체 사용 시나리오가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 차량 추적 장치(10)는 기존 도로 기반 시설에 장착되어 있는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 본 시나리오에서, 차량 추적 장치(10)는 공중 차량들(airborne vehicles, 20)을 모니터링하도록 구성된다. 위에 설명한 실시예들은 지상 차량들보다는 공중 차량들을 모니터링하기 위해 적절히 조정될 수 있음을 이해해야 한다. 다른 실시예들에서, 추적 장치는 차량들, 예를 들어, 선박, 기차, 항공기 또는 우주선에 장착되어, 다른 차량들, 예를 들어 다른 항공기 또는 허공에 떠 있는 드론 또는 다른 우주선이 정확한 방식으로 추적될 수 있도록 함으로써, 선박에 착륙하는 항공기, 기차에 착륙하는 드론, 또는 우주선 도킹 동작과 같은 복잡한 동작들을 지원한다. 차량 추적 장치가 기존 도로 기반 시설에 어떻게 장착될 수 있는지에 관한 추가적인 설명은 아래에서 제공된다.
도 1의 사용 시나리오에서, 차량 추적 장치는 일반적으로 미리 정의된 경로들(즉, 도시, 시골 및 고속도로에서의 도로들)을 따라 주행하도록 제한되는 지상 차량들(ground-based vehicles, 12)을 모니터링하도록 구성된다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 도 2의 사용 시나리오에서, 감시될 공중 차량들(20)은 이러한 방식으로 물리적으로 제한되지 않으며, 또한 순전히 도로에 기반한 기반 시설 외의 장소들에 차량 추적 장치(10)를 장착하는 것이 필요할 수 있는 것으로 예상된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같은 사용 시나리오에서, 차량 추적 장치(10)는 도로변에 대한 근접성과 무관하게, 어떠한 기존 기반 시설에도 견고하게 장착되도록 구성된다. 또는, 차량 추적 장치(10)에는 또한 차량 추적 장치(10)가 부착될 수 있는 전용 지지 구조가 마련될 수 있다. 이러한 배치에 대한 추가적인 고려사항들은 도 4를 참조하여 더 상세히 논의될 것이다. 순전히 도로에 기반한 기반 시설 외의 장소들에 공중 차량들(20)을 모니터링하기 위한 차량 추적 장치(10)를 장착할 수 있다고 예상되지만, 공중 차량들(20)은 지상 차량(12)의 예와 유사한 방식으로 여전히 기존 도로 및 철도 기반 시설을 따라 주행하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 결과적으로, 공중 차량들(20)을 모니터링하는 경우에도, 차량 추적 장치(10)는 여전히 전술한 바와 같이 동일한 기존 도로변/철도변 기반 시설에 장착되도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2의 사용 시나리오들이 별개로 도시되어 있으나, 단일의 차량 추적 장치(10)가 지상(12) 및 공중 차량들(20) 모두를 모니터링하도록 마련될 수 있음을 이해해야 한다. 이는 2 가지 유형의 차량을 모니터링하도록 다른 방향들로 향하는 (즉, 다른 시야들을 가지는) 센서들을 제공함으로써 달성된다. 이러한 시나리오들에서, 차량 추적 장치(10)는 공중 차량들(20)에 대한 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 공중 차량들(20)에 전송만 하도록 구성되고, 또한 유사하게 지상 차량들(12)에 대한 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 지상 차량들(12)에 전송만 하도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안으로, 차량 추적 장치(10)는 대신 공중 차량들(20)에 대한 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 지상 차량들(12)에 전송하도록 구성될 수 있고, 그 역도 마찬가지이다. 이는 유리하게 지상 차량들(12)과 공중 차량들(20)이 자신들의 위치를 조정할 수 있게 한다. 예를 들어, 이는 배터리로부터 제공되는 전력 하에 작동하는 공중 차량들이 배터리 충전 트럭 또는 기차와 도킹할 수 있는 경우, 지상에서 공중으로의 배터리 충전을 위해 이용될 수 있다. 또한, 화물차 또는 기차와 함께 배달 지역으로 이동하고, 분리되어 문 앞에 배달한 후 돌아오는 한 무리의 공중 배달 드론들을 갖는 배달 화물차 또는 기차의 사용 시나리오에도 이용될 수 있다. 그리고, 수집 드론이 배송물을 픽업하여 장거리 운송을 위한 트럭 또는 기차로 옮기는 사용 시나리오에서도 이용될 수 있다. 공중 차량 데이터를 지상 차량들과 공유하는 것 및 그 반대로 공유하는 것의 다른 장점은 지상 차량들 위치 위에 공중 차량들이 주행할 수 있는 물리적 공간을 만들 수 있다는 것이다. 이는 공중 차량이 고도를 잃거나 추락하는 경우 공중 차량들 아래에 지상 차량들이 없도록 하여 충돌 위험을 최소화할 수 있는 안전한 구성이 될 수 있을 것이다. 이러한 사용 시나리오들은 오로지 예시를 위한 것임을 이해해야 하며, 이러한 실시예는 많은 다른 응용 분야들에서 활용될 수 있도록 의도된다. 이러한 실시예들에 대한 추가의 세부사항들을 아래에서 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 도 1의 차량 추적 장치(10)가 검출하도록 구성되는 지상 차량(12)의 예가 도시되어 있다. 도 3은 차량(12)의 위를 향하는 표면에 위치한 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)이 장착된 차량(12)을 보여준다. 도 3에는 5개의 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)이 도시되어 있으나, 이는 단지 예시를 위한 것이고 차량 추적 장치(10)의 기능을 가능하게 하는 한 모든 적절한 수의 방출기들이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 방출기들은 차량의 전면, 후면, 또는 측면들에 고정될 수 있음을 이해해야 한다. 차량의 지상 공간 엔벨롭과 관련하여 이들의 사용은 이후 설명한다.
또한, 차량(12)에는 각각 무선 신호들을 전송하고 수신하도록 구성되는 송신기(32) 및 수신기(34)(또는 결합된 송수신기)가 마련된다. 차량 추적 장치(10)의 시야에 진입하면, 차량(12)은 무선 신호를 차량 추적 장치(10)에 전송하도록 구성된다. 무선 신호는 차량 추적 장치(10)를 기준으로 차량(12)의 초기 위치를 나타내거나 또는 차량의 절대 위치를 나타내는 데이터 뿐만 아니라 차량(12)의 고유한 식별 데이터를 포함한다. 초기 포지셔닝의 이러한 제공은 차량이 시스템에 알려지지 않은 경우, 즉, 시스템으로의 진입점에서 특히 유용할 수 있다. 그러나, 차량이 시스템에 의해 일단 추적되었으면, 센서들의 네트워크가 이 정보를 요구할 것으로 예상되지 않는다. 네트워크에 일단 알려지고 나면 차량으로부터 수신될 수 있는 정보는 아래에서 설명된다.
차량(12)은 전형적으로 차량(12)의 지상-엔벨롭(36)을 기준으로 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치를 나타내는 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 지상-엔벨롭(36)은 차량(12)이 주행함에 따라 도로 상에서 점유하는 공간을 나타내는 차량의 2차원 풋프린트의 표시를 제공한다. IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)로부터 방출되는 IR 방출이 차량 추적 장치(10)에 의해 검출되면, 방출은 차량(12)이 점유하는 2차원 공간을 결정하기 위하여 지상-공간 엔벨롭에 대한 정보와 함께 이용될 수 있다. 이로써, 차량 추적 장치(10)는 차량의 다른 차량들에 대한 근접성을 안전하고 신뢰할 수 있는 방식으로 판단하기 위하여 차량의 이미지를 전부 해석할 필요가 없다. 일부 실시예들에 따르면, 지상-공간 엔벨롭은 추가적으로 차량을 둘러싸는 일부 공간을 포함하여, 차량이 점유하는 공간 둘레 주변의 안전 지대로 작용할 수 있도록 한다. 덧붙여, 지상-엔벨롭(36)을 기준으로 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치를 제공함은 차량 추적 장치(10)가 도로 상에서 관련 차량(12)의 방향(즉, 도로를 따라 정밀하게 정렬되어 있는지 또는 도로를 가로질러 위치를 변경하기 위하여 각도를 이루고 있는지 여부)을 판단할 수 있는, 방향 운동학적 데이터를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 공중 차량(20)이 추적되는 실시예들에 있어서는, 지상 공간 엔벨롭(36)이 적절하지 않다. 이러한 경우들에 있어서, 공중 차량들(20)은 공중 공간 엔벨롭을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 공중 공간 엔벨롭은 차량(20)이 주행함에 따라 공중에서 점유하는 2차원 공간을 나타내는 차량의 2차원 풋프린트를 다시 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서, 공중 공간 엔벨롭은 차량(20)이 주행함에 따라 공중에서 점유하는 3차원 공간을 나타내는 차량의 3차원 풋프린트를 제공할 수 있다.
도 3에, 특정 형태로 배치된 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)이 도시된다. 가변적인 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E) 개수에 더하여, 그 배치되는 패턴 또한 마찬가지로 가변적일 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 차량 추적 장치(10)는 IR 방출기들의 특정 패턴을 특정 유형의 차량(예를 들면, 화물차, 자동차, 드론, 오토바이, 등)과 연관시키도록 구성된다. IR 방출의 특정 공간 패턴이 검출되면, 차량 추적 장치(10)는 검출되고 있는 차량의 유형을 인식하도록 구성된다. 이러한 패턴들은 인접한 차량의 우연의 일치로 인한 오인식을 방지한다. 특정 차량 유형을 위한 표준 구성은 예를 들어 자동차용 3 개의 IR 방출기들의 삼각형 배열과 트럭과 밴용 5 개의 IR 방출기들의 도미노 배열을 포함할 수 있다. 이러한 구성들은 운동학적 데이터 (위치, 속도, 가속도, 감속도, 방향, 등)의 명확한 감지 및 결정이 가능하도록 돕는다. 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 차량들(12)의 유형과 관련된 정보는 또한 추적 장치의 시야에 있는 하나 또는 그 이상의 검출된 차량들(12)로 전송될 수 있다. 나아가, 차량 추적 시스템(10)이 제어 신호를 발생시키도록 구성되는 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 발생되는 제어 신호의 내용 또는 유형을 판단하기 위해 검출되는 차량의 유형과 관련된 정보를 이용하도록 구성된다. 예를 들어, 2 개의 인접한 차량들(12)이 서로 근접한 것으로 판단될 때, 차량 추적 장치(10)에 의해 발생되는 제어 신호는 정지 거리에 있어서의 연관된 차이들로 인해, 트럭과 자동차에 대하여 전형적으로 다르다.
일부 실시예들에 따르면, IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)은 IR 반사기들로 대체된다. 이 실시예는 차량 추적 장치(10)가 하나 또는 그 이상의 차량들(12)을 추적하기 위하여 차량 추적 장치(10)의 시야로 IR 광선을 방출하고 또한 하나 또는 그 이상의 차량들(12) 상의 IR 반사기들에 의해 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 IR 방출기들이 마련되는 경우에 이용된다.
도 4를 참조하면, 도 1의 차량 추적 장치에 대한 더욱 상세한 개략도가 도시된다. 차량 추적 장치(10)는 우선 상기 실시예에 따라 전송된 데이터를 무선으로 수신하도록 구성된 수신기(40)를 포함한다. 특히, 수신기(40)는 적어도 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 고유한 식별 데이터를 수신하고 또한 차량 추적 장치(10)에 대한 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 초기 위치를 나타내는 데이터를 수신하도록 구성된다. 수신기(40)는 외부 통신 네트워크(42)를 통해 하나 또는 그 이상의 차량들(12)로부터 전송된 데이터를 무선으로 수신하도록 구성될 수 있다. 수신기(40)는 저지연 무선 주파수 통신을 통해 이 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 수신기(40)는 데이터가 하나 또는 그 이상의 차량들(12)로부터 수신될 수 있게 하는, 임의의 적절한 형태의 통신을 이용하여 이 데이터를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 수신기(40)는 추가적으로 다른 차량 추적 장치들(10) 또는 중앙 교통 관리 시스템(미도시)와 같은, 하나 또는 그 이상의 차량들(12) 이외의 소스들로부터 발생하는 데이터를 수신하도록 구성된다. 이러한 데이터는 외부 통신 네트워크(42)를 통해 다시 전송된다. 일부 실시예들에 따르면, 수신기(40)는 적절한 경우, 즉, 수신기(40)가 고정된 위치들(중앙 교통 관리 시스템 또는 인접한 추적 장치들과 같은)로부터 데이터를 수신하도록 구성된 경우, 유선 통신을 통해 데이터를 수신하도록 구성된다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 차량 추적 장치(10)는 그 위치가 차량 추적 장치(10)에 알려지도록 (예를 들면, 차량 추적 장치의 메모리(48)에 이 위치를 저장함으로써) 미리 설정된 영역 또는 "진입점(entry point)"을 모니터링하도록 구성된다. 이러한 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 초기 위치에 관하여 하나 또는 그 이상의 차량들(12)로부터 정보를 수신할 필요가 없을 수 있다. 이러한 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 특정 차량(12)의 초기 위치가 항상 전술한 바와 같이 차량 추적 장치(10)에 알려지도록 미리 설정될 수 있는 위치가 되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 진입점(예를 들면, 복수의 차선들)에서 여러 위치들을 모니터링하도록 구성되고, 이들 각각은 자신의 알려진 미리 설정된 위치를 갖는다. 이러한 실시예들에서, 차량(10)이 진입점에 진입하면, 차량 추적 장치(10)는 복수의 미리 설정된 위치들 중 하나를 차량(10)의 초기 위치가 되는 것으로 선택하도록 구성될 수 있다. 이러한 선택이 이루어질 수 있는 방법은 후술할 "연관(association)" 과정을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 이러한 진입점 실시예는 차량이 차량 추적 장치(10)에 의해 알려진 특정 위치에서 정지하도록 구성되는, 톨게이트에서 나타날 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 차량(12)은 알려진 위치에 접근할 때 움직이지 않을 필요는 없다.
추가적 또는 다른 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 또한 각각의 차량(12)으로부터 이를 수신하기보다는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 고유한 식별 데이터를 판단하도록 구성될 수 있다. 이는 차량(10)의 고유한 식별자(예를 들어, 자동차의 등록판/번호판)를 판단하거나 차량을 (예를 들어 이미지 프로세싱을 이용하여) 식별 및 분류하고 차량의 위치를 보다 대략적으로 모니터링하기 위해 고유한 식별자를 할당할 수 있는 센서(첨부 도면들에는 미도시)를 차량 추적 장치(10)에 제공함으로써 달성될 수 있다. 이러한 센서는 자동 번호판 인식 (ANPR) 카메라 또는 특정 차량(10)을 고유하게 식별하거나 고유한 식별자를 감지하여 할당할 수 있는 다른 적절한 카메라 또는 센서를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들은 또한 차량 추적 장치(10)에 그 위치가 알려지도록 미리 설정된 영역 또는 "진입점"을 모니터링하도록 차량 추적 장치(10)가 구성된 전술한 실시예들과 결합하여 이용될 수 있다. 이러한 경우들에, 차량 추적 장치(10)는 차량 추적 장치(10)에 의해 전적으로 수행되는 고유한 식별자의 판단 및 초기 위치의 판단과 할당으로, 하나 또는 그 이상의 차량들(10)로부터 어떠한 임의의 데이터 전송이라도 수신할 필요가 없을 수 있다. 하지만, 지상-공간 엔벨롭들과 관련된 정보가 차량 추적 장치(10)에 의해 수신되는 경우, 이는 여전히 각각의 차량(12)에 의해 제공될 필요가 있을 수 있다.
덧붙여, 차량 추적 장치(10)는 IR 광선을 검출하도록, 구체적으로, 전술한 실시예들에 따라 추적되는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)에 의해 방출 또는 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)을 포함할 수 있다. 도 4에는, 오직 하나의 IR 센서(44)가 도시되어 있으나, 이는 단지 예시를 위한 것이고 일부 시나리오들에서 복수의 IR 센서들(44)을 포함하는 것이 유리하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 복수의 IR 센서들(44)이 마련될 수 있고, 여기서 각 IR 센서는 그것이 향하는 도로의 또는 아마도 도로 교차지점의 다른 시야를 갖는다. 이는 전용 IR 센서들(44)이 도로의 각 차선에 대해 제공되도록 한다. 또는, 전술한 실시예들에 따르면, 다수의 IR 센서들(44)이 마련될 수 있고, 여기서 IR 센서들(44) 중 하나 또는 그 이상은 도로를 모니터링하도록 구성되고, IR 센서들(44) 중 하나 또는 그 이상은 허공(sky)을 모니터링하도록 구성된다. 이로써, 단일 차량 추적 장치(10)는 전술한 실시예들에 따라 공중 차량들(20) 및 지상 차량들(12) 모두를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 동일한 방식이 예를 들어 갑판 위의 항공기 움직임과 접근하는 공중 항공기 모두가 추적되고 있는 항공모함에 적용될 수 있다. IR 센서들(44)은 차량 추적 장치(10)의 사용자에 의해 결정되는 미리 결정된 범위의 파장에서 IR 광선을 검출하도록 구성될 수 있다. 특히, 미리 결정된 범위의 파장은 구체적으로 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 의해 방출 또는 반사되는 파장의 범위에 대응할 수 있다. 이는 차량 추적 장치(10)가 추적되는 하나 또는 그 이상의 차량들(12) 이외의 소스들에 의해 방출될 수 있는 IR 잡음의 검출을 줄일 수 있게 한다.
본 실시예의 차량 추적 장치(10)는 수신기(40) 및 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 통신 가능하게 결합되는 프로세서(46)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(46)는 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 의해 수신되는 검출된 IR 방출과 관련된 정보 뿐만 아니라, 전술한 실시예들에 따라 수신기(40)에 의해 수신되는 데이터를 수신하도록 구성된다. 프로세서(46)는 또한 수신된 데이터 및 검출된 IR 방출에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들(12)을 추적하도록 구성된다. 이 추적은 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 관련된 다양한 운동학적 데이터의 계산을 포함한다. 특히, 프로세서(46)는 적어도 IR 방출이 발생되는 위치를 판단하도록 구성된다. 이는, 예를 들어, 센서 내의 IR 이미지를 처리하거나, 또는 IR 방출이 IR 센서(44)에 진입하는 각도를 판단하고 이를 도로 상의 특정 위치에 대한 이 각도와 관련된 알려진 정보와 결합하여, 판단될 수 있다. 프로세서(46)에 의해 수신된 정보는 프로세서(46)가 IR 방출이 발생하는 위치를 판단할 수 있게 하는 임의의 관련 정보(예를 들면, 방출이 수신되는 시간, IR 방출이 IR 센서(44)에 진입하는 각도, 등)를 포함할 수 있다.
프로세서(46)는 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 고유한 식별 데이터를 수신하고, 차량 추적 장치(10)에 대한 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 초기 위치를 나타내는 데이터를 수신하고, 또한 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 의해 수신되는 검출된 IR 방출에 관련된 정보와 이 데이터를 연관시키도록 구성된다. 이처럼, 프로세서(46)는 IR 광선을 방출 또는 반사시킨 차량(12)의 고유한 식별자와 특정 IR 방출을 연관시킬 수 있다. 이 상관(correlation)은 2 개의 위치들이 일치하는지 여부를 확고히 하기 위하여 수신된 IR 방출이 발생하는 것으로 판단된 위치와 수신기(40)에 의해 수신된 초기 위치 데이터를 비교하는 것을 포함할 수 있다. 2 개의 위치들이 일치하는 경우, 프로세서(46)는 그 초기 위치 데이터가 IR 방출의 근원 위치와 일치하는 차량(12)의 고유한 식별 데이터와 수신된 IR 방출을 연관시키도록 구성된다. 일치하는 경우, 프로세서(46)는 초기 위치 데이터 및/또는 IR 방출의 근원점에 따라 지금 식별된 차량(12)을 특정 위치를 갖는 것으로 표시하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 초기 위치 데이터와 IR 방출의 위치가 서로 오차 범위 내에 있을 경우 일치로 판단된다. 단일 차량에 복수의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)이 마련되는 실시예들에서, 프로세서(46)는 복수의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)로부터 수신된 IR 방출을 IR 광선을 방출 또는 반사한 차량(12)의 고유한 식별자와 연관시키도록 구성된다. 이는 전술한 실시예들과 유사하게 달성될 수 있지만, 덧붙여, 수신된 고유한 식별자는 복수의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E) 각각에 대한 초기 위치 데이터와 차량(12) 상의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 총 개수의 표시를 포함할 수 있다.
전술한 일부 실시예들에 따르면, 차량 추적 장치(10)는 차량(12)에 대한 초기 위치 데이터로 활용될 수 있고 또한 그 위치가 차량 추적 장치(10)에 알려지도록 미리 설정되는 영역 또는 "진입점"을 모니터링하도록 구성된다. 전술한 바와 같이, 이러한 위치는 차량 추적 장치(10)의 메모리(48)에 저장될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 프로세서(46)가 검출된 IR 방출과 고유한 식별 데이터를 연관시킬 때, 차량(12)의 초기 위치는 차량 추적 장치(10)에 알려진 미리 설정된 위치로 할당된다. 이 위치는 이에 따라 프로세서(46)에 의해 메모리(48)로부터 검색될 수 있다. 차량 추적 장치(10)가, 각각 자신의 알려진 미리 설정된 위치가 있는, 진입점 내 여러 위치들(예를 들면, 복수의 차선들)을 모니터링하도록 구성되는 다른 실시예들에서, 프로세서(46)는 복수의 미리 설정된 위치들 중 어느 것이 차량(12)의 초기 위치로 할당되어야 하는지를 판단하도록 구성된다. 이는 각각의 미리 설정된 위치들에 수신된 IR 방출의 근원 위치들을 비교하고 이 비교에 기초하여 초기 위치를 할당함으로써 달성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 이 할당은 수신된 IR 방출의 근원 위치들과 미리 설정된 위치 간의 비교가 서로의 오차 범위 내에 있을 때 수행된다. 다른 실시예들에서, 이 할당은 모든 미리 설정된 위치들과 수신된 IR 방출의 근원 위치들을 비교하고, 초기 위치를 수신된 IR 방출의 근원 위치들에 가장 가깝게 있는 미리 설정된 위치로 할당함으로써 수행된다. 위에 제공된 예들은 단지 예시를 위한 것이며, 전술한 요구되는 기능을 달성하는 임의의 적절한 비교 방법이 수행될 수 있다.
특정 검출된 IR 방출 또는 전술한 실시예들에 따른 방출과 차량(12)을 연관시킴에 이어서, 프로세서(46)는 프로세서(46)가 통신가능하게 결합되는 메모리(48)에 연관시킴과 관련된 정보를 저장하도록 구성된다. 메모리(48)에 저장된 정보는 연관된 차량(12)의 결정된 위치 뿐만 아니라 고유한 식별자도 포함한다. 메모리(48)에 저장된 정보는 추가적으로 여기에 설명되는 실시예들에 따른 임의의 다른 결정된 운동학적 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(48)는 하나 또는 그 이상의 이전에 연관된 차량들(12)에 관련된 정보를 검색하기 위해 나중에 프로세서(46)에 의해 액세스되도록 구성될 수 있다. 이러한 검색은 여기에 서술되는 실시예들에 따라 차량 또는 차량들(12)의 다른 운동학적 데이터를 결정하기 위해 이용될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 의해 수신되는 검출된 IR 방출과 관련된 정보의 수신 시, 프로세서(46)는 추가적으로 검출된 IR 방출이 그 고유한 식별자가 검출된 IR 방출과 이전에 연관되었던 차량(12)에 의해 방출 또는 반사되었는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 이는 전술한 실시예들에 따라 저장된 차량들(12)의 결정된 위치에 관한 정보를 메모리(48)로부터 검색하고, 이를 현재 검출된 IR 방출의 근원 위치와 비교함으로써 달성된다. 현재 IR 방출의 근원이 알려진 시간 간격 이후 차량(12)의 이전에 결정된 위치에 충분히 가깝다면, 프로세서(46)는 이 차량과 현재 검출된 IR 방출을 연관시키고 현재 검출된 IR 방출의 근원을 차량(12)의 새로운 위치로 표시하도록 구성된다. 근원이 충분히 가까운지 여부의 판단은 IR 위치의 근원과 차량(12)의 이전에 결정된 위치 간의 위치에 있어서의 차이를 계산함으로써 달성될 수 있고, 상기 차이가 미리 결정된 문턱 값 미만인 경우, 프로세서(46)는 IR 방출의 근원을 차량(12)의 새로운 위치로 연관시킨다. 미리 결정된 문턱 값은 사용자에 의해 설정될 수 있다. 미리 결정된 문턱 값은 또한 차량(12)의 속도 및 IR 센서(44)의 새로 고침 속도와 같은, 기타 인자들에 기반할 수 있다. 이후, 이 새로운 위치는 메모리(48)에 저장될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 새로운 위치는 이전에 결정된 위치를 덮어쓴다. 다른 실시예들에서, 새로운 위치는 이전에 결정된 위치 또는 타임 스탬프를 갖는 위치들과 함께 저장되어, 처음 검출된 이래로 차량(12)이 있었던 모든 위치들에 대한 기록을 생성한다. 이러한 실시예들에서, 이어지는 방출이 차량(12) 기록과 관련되는지를 판단할 때, IR 방출의 근원은 타임스탬프에 따라 차량(12)의 가장 최근 위치와 비교된다. 프로세서(46)는 IR 센서(44)가 방출을 수신하는 만큼 자주 이러한 판단을 수행하도록 구성될 수 있다. 위에 언급한 바와 같이, 연속적으로 검출된 IR 방출 간의 시간 간격의 길이는 계산되는 운동학적 데이터의 정확도를 판단하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, IR 방출이 8ms의 주기로 검출된다면 (대략 120Hz의 빈도), 이는 차량에 의한 주행 거리가 20cm인 것으로 해석된다. 이는 차량 제어 및 내비게이션을 목적으로 할 경우 매우 정확한 것으로 간주되며, 또한 차량 속도, 가속/감속 비율, 또는 다른 유용한 운동학적 데이터를 신속 정확하게 계산할 수 있도록 해준다. 이러한 수치는 정확도와 지연 시간이 덜 요구되어도 사실상 적절하다고 증명되면 대체 가능하고, 정확도와 지연 시간이 더 요구될 필요가 있다고 사실상 증명되면 대체가능하므로 예시로만 고려되어야 한다.
프로세서(46)는 추가적으로 차량(12)의 추가적인 운동학적 데이터를 계산하기 위하여 특정 차량과 관련하여 메모리(48)로부터 정보를 검색하도록 구성될 수 있다. 특히, 프로세서는 차량(12)의 속도 및/또는 가속도를 계산하기 위하여 특정 차량(12)의 복수의 위치들과 그들의 연관된 타임 스탬프들(일정 기간에 걸친 차량 추적 기록으로 알려짐)을 검색하도록 구성될 수 있다. 속도 및 가속도는 2차원으로 (즉, 도로를 따라서 그리고 도로를 가로질러) 계산될 수 있다. 계산은 당업자에게 알려진 기술에 따라 수행될 수 있고 이에 여기서 더 설명할 필요가 없을 것이다. 이 추가적인 운동학적 데이터를 계산함으로써, 차량(12)에 대하여 더 많은 정보가 결정될 수 있고, 이는 정보가 차량(12)에 제공될 때 차량(12)의 더욱 정확한 제어를 위해 추가적으로 이용될 수 있다. 계산된 운동학적 데이터는 관련 차량(12)의 메모리 기록에 추가적으로 저장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 프로세서(46)는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 의해 일어날 제어 또는 경고 신호를 추가적으로 생성하도록 구성되어, 차량으로 하여금 특정 조치를 취하도록 한다. 제어 신호는 위의 실시예들에 따라 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 계산된 현재 운동학적 데이터에 기초하여 형성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 프로세서(46)는 취해질 조치를 결정하기 위해 추적 장치(10)의 시야에 있는 모든 차량들(12)에 대한 운동학적 데이터를 메모리(48)로부터 검색하도록 구성된다. 예로써, 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 2 개의 검출된 차량들(12)이 2 개의 차량들(12)의 계산된 속도들에 기초하여 서로 미리 결정된 거리 내에 있다고 판단되면, 프로세서(46)는 차량들(12) 중 하나에 전송될 제어 또는 경고 신호를 생성하여, 이에 따라 차량이 속도를 높이거나 낮추도록 지시하도록 전송된다.
일부 실시예들에 따르면, 차량(12)이 차량 추적 장치(10)의 시야를 벗어나 이동하면, 프로세서(46)는 차량(12)에 관련된 저장된 정보를 삭제하도록 메모리에 지시하도록 구성된다.
차량 추적 장치(10)가 차량(12)의 지상-엔벨롭(36)에 대한 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치를 나타내는 정보를 수신하도록 구성된 실시예들에서, 프로세서(46)는 추가적으로 이 정보와 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 의해 수신된 검출된 IR 방출과 관련된 정보를 결합하여 차량(12)의 지상 엔벨롭(36)의 위치/방향을 판단하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 지상 엔벨롭(36)의 위치는 차량 추적 장치(12)에 상대적으로 결정되거나 및/또는 지상 엔벨롭(36)의 절대 위치로서 결정된다.
이러한 실시예들에서, 지상 엔벨롭(36)이 관련되는 차량(12)이 이전에 연관되지 않은 경우, 지상 엔벨롭(36)의 위치 계산은 초기 연관 단계의 일부로서 수행된다. 검출된 IR 방출과 차량(12)의 고유한 식별 데이터의 상관이 차량(12)의 초기 위치를 나타내기 위해 수행될 때, 프로세서(46)는 추가적으로 지상 엔벨롭(36)에 대한 각각의 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)에 관한 정보와 각각의 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 초기 위치 데이터를 결합할 것이다. 이러한 방식으로, 지상 엔벨롭(36)의 초기 위치가 생성되고, 차량(12)이 초기에 점유하는 2차원 공간의 표시는 차량(12)의 이미지를 완전히 해석할 필요 없이 생성된다. 전술한 실시예들에서 설명한 바와 같이, 지상 공간 엔벨롭은 추가적으로 차량(12)이 점유하는 공간 주변의 안전 지대로서 작용하도록 차량을 둘러싸는 일부 공간을 포함할 수 있다. 일단 초기 지상 엔벨롭(36) 위치가 결정되면, 이 정보는 지상 공간 엔벨롭(36)에 대한 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치에 관해 제공된 지상 공간 엔벨롭(36) 정보에 더하여, IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 초기 위치들에 관해 전술한 과정과 유사하게 메모리(48)에 저장된다.
전술한 실시예들에 따라 그 고유한 식별자가 이미 연관되어 있는 차량(12)에 대해 지상 엔벨롭(36)이 계산될 경우, 프로세서(46)는 추가적으로 메모리(48)로부터 저장된 지상 엔벨롭(36) 정보를 검색할 수 있다. IR 방출이 이전에 연관된 차량(12)에 관한 것임이 판단되면, 프로세서(46)는 이전에 저장된 지상 공간 엔벨롭(36)에 대한 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치에 관한 정보를 검색할 것이다. 이 정보는 이후 위와 유사한 방식으로 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 검출된 근원점들과 결합될 수 있다. 마찬가지로, 지상 엔벨롭(36)의 계산된 새로운 위치는 유사하게 IR 방출기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치들 및 연관된 타임 스탬프들과 함께 메모리(48)에 저장될 수 있다.
지상 공간 엔벨롭(36)의 위치/방향이 계산되는 것으로 논의되었으나, 다른 운동학적 데이터(속도 및 가속도와 같은)가 차량(12)의 지상 공간 엔벨롭(36)과 관련하여 동일하게 계산된 후 메모리(48)에 저장될 수 있음이 이해되어야 한다. 나아가, 지상 공간 엔벨롭에 관련하여 여기에 설명되는 차량 추적 장치(10)의 기능은 또한 공중 차량들을 위한 공중 공간 엔벨롭에 적용가능하다.
차량 추적 장치(10)는 프로세서(46)에 통신가능하게 결합되는 송신기(50)를 더 포함할 수 있다. 송신기(50)는 프로세서(46)로부터 결정된 운동학적 데이터를 수신한 후 이를 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 전송하도록 구성될 수 있다. 송신기(50)는 이 데이터를 저지연 무선 주파수 통신을 통해 전송하도록 구성될 수 있다. 또는, 송신기(50)는 데이터가 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 의해 수신될 수 있도록 하는, 임의의 적절한 형태의 통신을 이용하여 이 데이터를 전송할 수도 있다.
송신기(50)는 차량(12)의 결정된 운동학적 데이터를 오직 관련된 차량(12)에만 전송하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 데이터는 자신의 운동학적 데이터에만 기초하여 차량(12)의 위치 및/또는 속도를 자가조절하기 위하여 차량에 의해 수신된다. 이를 위하여, 각각의 차량(12)은 데이터를 송신하고 수신하기 위해 고유한, 또는 지역적으로 고유한, 통신 주파수를 가질 수 있다. 이 정보는 전술한 실시예들에 따른 고유한 식별 데이터의 일부로서 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 통신 채널은 전송에 대한 무단 가로채기 또는 간섭을 방지하기 위하여 암호화될 수 있다.
다른 실시예들에서, 송신기(50)는 복수의 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 결정된 운동학적 데이터를 전송하도록 구성된다. 데이터는 전술한 실시예들에 따라 전송될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 데이터는 주변에 있는 차량들(12)의 운동학적 데이터 뿐만 아니라 그 자신의 운동학적 데이터에 기초하여 차량(12)의 위치, 속도 및/또는 가속도를 자가조절하기 위하여 차량에 의해 수신된다. 예를 들어, 차량(12)은 그 주변에 있는 차량들 뿐만 아니라 자신에 관련된 운동학적 데이터를 수신하도록 구성될 수 있고, 이러한 정보 모두에 기반하여, 차량(12)의 가속도 또는 속도 및 이로써 위치가 이에 따라 조절된다 (예를 들면, 주변의 다른 차량이 특정 문턱 값 거리보다 더 멀리 있다고 알려지면, 차량(12)은 이 거리를 더 좁히도록 자신의 위치를 조정하도록 구성되거나, 또는 그 역도 마찬가지이다).
운동학적 데이터가 위와 같이 전송되는 경우, 차량(12)의 지상 공간 엔벨롭(36) 위치(및 다른 연관된 운동학적 데이터)가 계산되는 실시예들에서, 이 운동학적 데이터는 유사한 방식으로 동일하게 전송될 수 있다.
프로세서(46)가 제어 또는 경고 신호를 발생시키는 실시예들에서, 송신기(50)는 추가적으로 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 발생된 제어 또는 경고 신호를 전송하도록 구성된다. 이 실시예에서, 송신기(50)는 관련된 차량(12)에 제어 또는 경고 신호를 오직 전송만 하도록 구성된다. 이는 전술한 바와 같이 관련되는 차량(12)으로 운동학적 데이터가 오직 전송될 수만 있는 방식과 유사하게 달성될 수 있다.
제어 신호 또는 경고가 발생되어 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 지상 공간 엔벨롭(36)에 관한 운동학적 정보가 제공 및/또는 계산되는 실시예들에서, 제어 신호 또는 경고는 지상 공간 엔벨롭(36)의 운동학적 정보에 기초하여 발생될 수 있다. 이전에 논의한 바와 같이, 차량의 지상 공간 엔벨롭(36)에는 차량(12)이 점유하는 공간 주변의 안전 지대가 제공될 수 있다. 지상 공간 엔벨롭(36)의 운동학적 데이터에 기반한 제어 신호 또는 경고에 근거함으로써, 이 안전 지대가 고려된다. 이는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)이 서로에 대해 안전한 근접성을 유지하도록 시스템에 추가적인 안전 메커니즘을 제공하도록 작용할 수 있다. 이는 특히 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 작은 위치 판단 오류를 줄이는 데 유리할 수 있다.
송신기(50)는 또한 더 넓은 시야를 포괄하는 복수의 IR 추적 센서들에 걸쳐 있는 차량들(12)에 대한 높은 정확도의 운동학적 데이터를 포함하는 공유되는 공통의 영상을 제공하도록, 결정된 현재 운동학적 데이터를 지역의 또는 지방의 교통 관리 시스템들(TMS)에 전송하도록 구성될 수 있다. 이러한 전송의 장점은 위에 설명되어 있다. 수신기(40)는 또한 지역 또는 지방의 TMS로부터 제어, 경고 또는 권고 정보를 수신하여 송신기(50)를 통해 차량들(12)에 전달하도록 구성될 수 있다. 또는, TMS는 일부 다른 적절히 구성된 메커니즘에 의해 제어, 경고 또는 권고 정보를 차량들(12)에 제공할 수 있다.
수신기(40)가 차량들(12)로부터 데이터를 수신하도록 구성되는 경우, 차량 추적 장치는 차량이 차량 추적 장치(10)의 시야에 들어옴에 따라 필요한 데이터를 요청하는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에게 송신기(50)에 의해 전송될 이 데이터를 위한 요청 신호를 지속적으로 생성하도록 더 구성될 수 있다. 또는, 차량들(12)은 또한 차량(12)이 범위 내에 들어옴에 따라 차량 추적 장치(10)에 의해 수신될 이 정보를 단순히 지속적으로 방송하도록 구성될 수 있다.
차량 추적 장치(10)의 다른 실시예들에서, 하나 또는 그 이상의 IR 방출기들(미도시)이 추가적으로 마련된다. 이러한 IR 방출기들은 검출될 하나 또는 그 이상의 차량들(12) 각각이 하나 또는 그 이상의 방출기들보다는 IR 반사기들을 포함하는 시나리오들에서 마련될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)의 IR 방출기는 검출될 차량들(12)의 방향으로 IR 광선을 방출하고, 이 방출된 IR 광선은 이후 차량(12)의 IR 반사기들에 의해 반사되어, 차량 추적 장치(10)에 의해 다시 검출되도록 구성된다. 이 검출된 IR 광선은 이후 전술한 실시예들에 따라 다시 이용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 IR 센서들(44)로부터 멀리 위치하고 지속적으로 IR 센서들의 시야에 있는 추가의 고정된 IR 방출기 또는 반사기(미도시)를 더 포함할 수 있다. IR 센서들(44)는 이 고정된 방출기/반사기의 위치를 지속적으로 모니터링하여 환경 조건들(바람과 같은)로 인한 차량 추적 장치(10)의 다른 요소들의 움직임을 측정하기 위해 그 고정된 위치로부터 검출된 오프셋을 이용한다. 프로세서(46)는 고정된 IR 반사기 또는 방출기로부터의 수신된 IR 방출에 기반하여 이 오프셋을 계산하도록 구성된다. 오프셋이 계산된 경우, 이는 추적 정확도를 유지하기 위해 지상 및 공중 차량들 모두에 대한 운동학적 데이터 계산에 입력되도록 이용될 수 있다. 이는 특히 차량 추적 장치(10)의 움직임을 야기하는 악천후 상황들이 예상되는 경우에 유리하고, 운동학적 데이터의 부정확한 계산을 방지하는 것을 돕는다.
차량 추적 장치(10)의 일부 실시예들에 따르면, 프로세서(46)는 추가적으로 3차원으로 운동학적 데이터를 계산하도록 구성된다. 이러한 실시예들에서, 차량 추적 장치(10)는 추가적으로 해당 지점에서 지형의 높이와 특정 검출된 2차원 위치를 상관시키는 데 이용되는 3차원 지형 매핑 데이터를 수신기(40)를 통해 수신하거나, 또는 메모리(48)에 사전 저장하도록 구성된다. 이 3차원 위치 데이터가 전술한 2차원 데이터와 유사하게 저장되어 계산에 이용된다. 차량 추적 장치(10)가 공중 차량들을 검출하고 추적하도록 구성되는 경우, 차량 추적 장치(10)는 또한 3차원 위치 데이터를 확인하기 위하여 공중 차량으로부터 고도 데이터를 수신하도록 구성된다. 이는 현 실시예와 호환되는 성능 특성(60Hz의 측정 속도, 20cm의 정확도)을 갖는 소형, 저전력, 경량 레이더 고도계의 일반 가용성으로 인해 본 발명의 현 실시예에 의해 가정될 수 있다. 또는, 수평의, 360도 레이저 비콘들이 적절한 높이의 고정된 구조물(예를 들어, 도시 지역의 높은 빌딩들의 꼭대기)에 사용되어, 공중 차량들을 위한 고도 자동추적 기준 신호(altitude homing reference signal)를 제공할 수 있다. 또는, 차량 추적 장치(10)는 3차원 위치 데이터를 확인할 수 있게 하는, 삼각 측량 동작을 수행하기 위하여 공중 차량 상의 복수의 센서들로부터 복수의 방출들을 수신하도록 구성될 수 있다. 이들 및 가능한 다른 방법들의 조합으로, 높이 유지는 공중 차량들에 의해 필요한 안전 수준까지 유지될 수 있다.
정확한 계산을 유지하기 위하여 요구되는 수신 및 전송 속도와 데이터 요건들의 예가 아래에 논의된다. 이는 단지 예로써 주어진 것이고 정확한 수치는 사용자의 요구에 따라 좌우될 수 있음을 이해해야 한다.
100 km/h의 속도로 주행하는 도로 차량들 간에 현재 권고되는 전형적인 간격은 1:3의 비율인 사고(생각) 거리와 제동 거리의 합인 정지 거리에 기반한다. 본 발명의 현 실시예들은 사고 거리를 없앨 수 있어, 안전한 교통 흐름 속도를 25% 정도 즉시 증가시킬 수 있다. 시스템 및 방법의 안전성에 있어 신뢰도가 발전함에 따라 이 엔벨롭을 적어도 두 배 및 잠재적으로 현재 교통 흐름 속도의 몇 배수로 점진적으로 증가시키는 것이 가능할 것이다. 기차 간 간격 최소값이 네트워크 용량을 대체로 결정하는 철도 교통에 대해서 유사한 고려사항들이 존재한다. 본 발명의 현 실시예들은 간격 최소값의 감소를 가능하게 할 수 있다.
전형적인 고속도로에서, 차량 추적 장치(10)가 부착될 수 있는 가로등 기둥들 사이의 간격은 대략 30 미터(m)이고, 가로등 기둥의 높이는 대략 10m이고, 차로의 폭은 대략 11m이며, 이들 모두는 차량 추적 장치(10)가 전형적으로 종방향으로 (차로를 따라) 140° 및 횡방향으로 (차로를 가로질러) 55°의 시야를 갖도록 요구한다. 차량 추적 장치(10)는 종방향 및 횡방향 시야에 대해 설치 시 조정될 수 있는 설정을 갖는 표준 구성으로 생산될 수 있고, 이로써 전술한 실시예들의 표준 차량 추적 장치(10)가 여러 다양한 상황들에서 배치될 수 있게 된다. 차량 추적 장치(10)는 그 시야 내의 다수의 차량들 모두를 해결한다. 3차선 차로의 경우, 이는 모든 자동차들이 앞뒤 단 1m 간격을 두고 주행한다고 가정하면 (교통 밀도가 점점 증가하는 시스템을 점진적으로 배치하고 증명한 후에만 달성되는 한정적인 경우) 소형 차량들(12) 대략 20 대까지 될 수 있다. 이러한 한정적인 경우, 차량들(12)의 대략 60 개의 IR 방출기들/반사기들이 시야에 있을 것이며, 각각의 차량(12)에 대해 운동학적 데이터를 생성하고 통신하기 위해 이 숫자를 해결하고 분석하는 것이 실용적이라고 간주된다.
전형적인 상업적으로 이용가능한 비콘에 의해 방출되는 IR 광선은 본 발명의 실시예들에 따른 시스템 및 방법으로 제안된 거리들에서 정상적인 대기 및 날씨를 통해 강한 특징을 갖는다. 대략 10m의 높이에 대략 140 x 55 도의 시야로 배치되어 있는 차량 추적 장치(10)로, 대략 4 메가픽셀, 즉, 2K x 2K 픽셀의 초점 평면 어레이 CCD 검출기는 대략 0.1 도의 방위 정확도(bearing accuracy)를 제공하여, 대략 5cm의 해상도를 달성하고 차량(12) 20대 = IR 방출기 60개까지 추적할 수 있다 (이는 모두가 1m의 종방향 간격을 갖는 소형 자동차인 것에 기초하여, 시야 내 최대 차량 점유도이다). 200kph까지의 속도에서 요구되는 정확도까지 차량을 추적하기 위해서는 대략 100Hz의 검출 새로고침 속도가 요구된다. 이러한 매개변수들은 최신 기술의 (해마다 개선되고 있는) IR 추적 센서들에 의해 달성될 수 있는 매개변수들이거나 또는 이에 근접한다.
30m x 11m의 시야에서 대략 5cm x 5cm의 2D 위치 정확도는 디지털 데이터 18 비트가 필요하다; 따라서, 소형 차량(12) 20대(= 60개의 방출기), 그 각각이 18 비트의 종방향/횡방향 위치를 가지는 한정적인 경우는 1080 비트와 동일하다. 120Hz에서, 이는 통신 장비를 통해 차량(12)에 전해지는 110Kbit/sec의 데이터-스트림을 생성한다. 시야 내의 차량들의 안테나들로의 단거리 전송에 있어서, 이는 현실적이고 또한 암호화 장치 또는 방법(미도시)이 추가 보안을 위해 추가될 수 있다.
차량 추적 장치(10) 및 차량들(12) 간에 데이터를 전송하는 수단은 약 1 내지 2ms의 지연 시간을 가지고 요구되는 데이터(위의 예에서 1080 비트로 추정됨)를 전송할 수 있는 수많은 무선 통신 시스템 또는 기술 중 하나일 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 이것은 1ms 미만의 공중 지연 시간과 대략 또는 적어도 10m의 범위를 갖는 진화하는 5G 디지털 중 또는 고 대역 네트워크 기술의 필수 부분 또는 '네트워크 슬라이스'가 될 수 있고, 이로써 현재 발명의 성능 및 설계 엔벨롭 내에서 적합하다. 또는, 데이터 전송은 그 최신 버전이 본 발명의 원하는 지연 시간과 용량 요건을 만족시키는 표준 802.11 WiFi 무선 네트워크에 의하거나, 또는 자율, 반자율 및 관리형 자율 주행을 지원하기 위해 이용될 차량-대-차량 및 차량-대-기반 시설 네트워크를 위한 고속 모바일 통신용 새로운 802.11p 표준을 만족시키는 새로운 기반 시설 시스템일 수 있다. 나아가 대안적으로, 전용의, 목적을 위해 설계된, 데이터링크일 수 있다. 차량 추적 장치(10) 및 차량들(12) 간에 데이터를 전송하는 수단은 1ms 미만의 공중 지연 시간과 약 10m의 범위를 갖는 5G/6G 디지털 소형-셀 네트워크 기술의 필수 부분이 될 수 있다고 생각되고 이로써 현재 발명의 성능 및 설계 엔벨롭 내에서 적합하다. 실제로, 본 발명의 실시예들은 자율, 반자율 및 관리형 자율 주행을 지원하기 위해 이용될 구상중인 차량-대-차량 및 차량-대-기반 시설 네트워크들을 위한 중요한 조력자일 수 있다.
전술한 실시예들은 적절하다면 지상 및 공중 차량들 모두에 대한 운동학적 데이터를 결정하고 전송하는 데 이용될 수 있음을 이해해야 한다.
이제 도 5a를 참조하면, 위의 실시예들에서 설명된 차량 추적 장치(10)의 작동 방법(60)이 도시된다. 특히, 도 5a는 차량 추적 장치가 고유한 식별 데이터를 수신하고 이를 수신된 IR 방출과 연관시키는 방법에 관한 것이다.
방법(60)은, 단계(62)에서, 차량 추적 장치의 시야 내에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 전송된 고유한 식별 데이터 및 차량 추적 장치(10)에 대한 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 초기 위치를 나타내는 전송된 데이터를 수신함으로써 시작된다. 또는, 이 초기 위치는 절대 위치 좌표, 예를 들어, 위도 및 경도 좌표로서 제공될 수 있다. 이 데이터는 전술한 실시예들에 따른 수신기(40)에 의해 수신된다. 이후에, 방법(60)은, 단계(64)에서, 전술한 실시예들에 따라 추적될 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)에 의해 방출 또는 반사되는 IR 광선을 검출함으로써 계속된다. IR 광선은 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 의해 검출된다. 단계들(62 및 64)이 순차적으로 도시되어 있으나, 2 개의 전송들은 반대 순서로, 또는 동시에 동일하게 수신될 수 있음을 이해해야 한다.
이후에, 방법(60)은, 단계(66)에서, 검출된 IR 광선의 근원점을 판단함으로써 계속된다. 이는 전술한 실시예들에 따라 달성될 수 있고 또한 프로세서(46)에 의해 수행될 수 있다. 이 단계는 위치를 수신된 IR 광선과 연관되도록 할 수 있다. 이 판단에 이어서, 차량 추적 장치(10)는, 단계(68)에서, 수신된 IR 방출을 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 수신된 고유한 식별 데이터와 연관시킨다. 이는 판단된 IR 방출의 위치를 전술한 실시예들에 따른 차량(12)의 수신된 초기 위치와 비교함으로써 달성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 다른 근원 위치들을 갖는 다수의 IR 방출 세트는 동시에 수신될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 방법(60)은 차량(12)이 연관될 수 있는 적절한 방출이 발견될 때까지 각각의 IR 방출 세트와 차량(12)의 초기 위치를 비교하는 것을 포함한다. 일단 차량(12)이 IR 방출과 연관되면, 방법(60)은, 단계(70)에서, 전술한 실시예들에 따라 차량(12)의 고유한 식별 데이터 및 차량(12)의 초기 위치를 메모리(48)에 저장함으로써 계속된다. 이후 이 방법은 단계(72)에서 종료한다.
상기 방법(60)에서, 차량 추적 장치(10)에 대한 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 초기 위치를 나타내는 전송된 데이터와 검출된 IR 방출의 연관에 관한 논의가 있다. 방법(60)은 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)의 위치 제공 맥락에서 논의되지만, 일부 실시예에서, 지상 공간 엔벨롭(36)에 관한 정보가 전술한 실시예들에 따라 추가적으로 제공됨을 이해해야 한다. 이러한 실시예들에서, 단계(68)에서 연관이 수행될 때, 위 실시예들에 따라 제공된 지상 공간 엔벨롭(36) 정보를 이용하여 차량(12)의 지상 공간 엔벨롭(36)의 계산이 추가적으로 수행되고 또한 이 정보는 연관을 수행하기 위해 이용된다(즉, 차량(12)은 자신의 지상 공간 엔벨롭(36)의 초기 위치를 제공하도록 구성될 수 있고, 또한 차량 추적 장치(10)는 이 정보를 계산된 지상 공간 엔벨롭과 비교하도록 구성된다). 이 정보는 또한 이후 단계(70)에서 저장될 수 있다.
차량 추적 장치(10)는 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 여러 세트들을 동시에 수신할 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 경우들에, 방법(60)은 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 각 세트에 대해 동시에 그리고 함께 반복되도록 구성된다. 또는, 방법(60)은 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 각 세트에 대해 동시에 동작하도록 구성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 위의 실시예들에서 설명된 차량 추적 장치(10)의 작동 방법(80)이 더 도시된다. 특히, 도 5b는 차량 추적 장치(10)가 IR 방출과 이전에 IR 방출이 검출되어 연관된 차량(12)을 연관시키는 방법을 설명한다.
방법(80)은, 단계(82)에서, 전술한 실시예들에 따라 추적될 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)에 의해 방출 또는 반사되는 IR 광선을 검출함으로써 시작된다. 이어서, 방법(80)은, 단계(84)에서, 검출된 IR 광선의 근원점을 판단함으로써 계속된다. 이는 전술한 실시예들에 따라 달성될 수 있고 또한 프로세서(46)에 의해 수행될 수 있다. 이 단계는 위치가 수신된 IR 광선과 연관되도록 할 수 있다.
일단 IR 방출의 근원점이 판단되면, 방법(80)은, 단계(84)에서, 차량 추적 장치(10)의 메모리(48)로부터 이전에 식별된 차량들의 위치들을 검색함으로써 계속된다. 이는 이전에 저장된 모든 데이터를 검색하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 프로세서(46)은 이 데이터의 오직 서브세트만 검색하도록 구성될 수 있다. 이는 각각의 차량(12)에 대해 저장된 가장 최근 위치를 검색하는 것만 포함할 수 있다. 이는 또한 필터링된 정보를 검색하는 것을 포함할 수 있고, 여기서 필터는 그 위치가 IR 방출 근원점의 미리 결정된 거리 내에 있는 차량들에 관한 정보를 검색하는 것만을 지정할 수 있다.
일단 위치들이 검색되면, 방법(80)은, 단계(86)에서, 그 정보가 이전에 저장된 차량들(12) 중, IR 방출이 연관된 차량(12)을 판단함으로써 계속된다. 이는 전술한 실시예들에 따라 검색된 위치 데이터 중 어느 것이 IR 방출의 근원에 충분히 가까운지 여부를 판단함으로써 달성될 수 있다. 이것이 완료되면, 방법(80)은, 단계(88)에서, IR 방출의 근원 위치와 단계(86)에서 식별된 차량을 연관시킴으로써 계속된다. 이 연관시킴은 식별된 차량(12)의 현재 위치를 IR 방출의 근원 위치로 업데이트하는 것을 포함할 수 있다. 방법(80)은 단계(90)에서, 전술한 실시예들에 따라 식별된 차량(12)의 메모리 기록의 메모리(48)에 현재 위치를 저장함으로써 계속된다. 언급한 바와 같이, 이 저장은 추가적으로 IR 방출이 수신되었던 타임스탬프를 저장하는 것을 포함할 수 있다. 이후 방법은 단계(92)에서 종료된다.
도 5a를 참조하여 논의한 바와 같이, 지상 공간 엔벨롭(36) 정보가 이전에 제공되어 메모리(48)에 저장되는 실시예들에서, 단계(86)에서 정보가 검색되는 경우, 이는 또한 지상 공간 엔벨롭(46) 정보를 검색하는 것을 포함할 수 있다. 이는 이후 어느 차량(12)이 검출된 IR 정보와 관련되는지 판단하기 위하여 이전에 논의한 바와 같이 지상 공간 엔벨롭(36)에 관한 운동학적 데이터를 계산하는 데 활용할 수 있다 (즉, 차량(12)의 지상 공간 엔벨롭(36)의 이전에 계산된 위치는 검출된 IR 정보가 관련된 차량(12)을 판단하기 위해 현재 계산된 지상 공간 엔벨롭(36)에 비교될 수 있다). 다시, 이 새로운 운동학적 정보는 이후 단계(92)에서 메모리(48)에 저장될 수 있다.
이제 도 5c를 참조하면, 전술한 실시예들에 설명된 차량 추적 장치(10)의 작동 방법(100)이 도시된다. 특히, 도 5c는 차량 추적 장치(10)가 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 대한 운동학적 데이터를 결정 및 전송하는 방법(100)을 설명한다.
작동 방법(100)은, 단계(102)에서, 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 있는 특정 차량(12)에 대한 위치 데이터를 획득함으로써 시작한다. 이는 상기 도 5a 및 도 5b의 방법들(60, 80)에 따라 IR 방출을 수신하고, 그의 근원 위치를 판단하고, 이를 특정 차량과 연관시키는 것을 포함할 수 있다. 이는 또한 특정 차량에 대해 메모리(48)로부터 위치 데이터를 검색하는 것을 포함할 수 있다.
이어서, 프로세서(46)는, 단계(104)에서, 차량(12)의 운동학적 데이터를 결정하기 위해, 획득한 위치 정보를 이용한다. 일부 경우들에서, 이는 단순히 차량(12)의 위치를 1차원 또는 2차원에서 판단하는 것을 포함하며, 이 경우 획득 및 판단 단계는 동일하다. 다른 실시예들에서, 운동학적 데이터는 1차원 또는 2차원에서 속도 및 가속도와 같은 양을 계산하는 것을 포함하고, 이는 복수의 위치들이 해당 위치가 판단되었던 시간과 함께 획득되도록 요구한다. 이러한 실시예들에서, 프로세서는 전형적으로 메모리(48)로부터 복수의 위치들 및 연관된 타임 스탬프들을 획득할 것이다. 메모리(48)로부터 위치들의 검색은 아직 메모리(48)에 저장되지 않은 IR 방출 근원 데이터와 결합될 수 있다. 위치 및 시간적 데이터를 이용한 속도 및 가속도의 계산은 잘 알려져 있으므로 여기에서 더 설명하지 않을 것이다.
일단 요구되는 운동학적 데이터가 결정되면, 결정된 데이터가 단계(106)에서 차량 추적 장치(10)의 메모리(48)에 저장된다. 이 저장에 이어서, 방법(100)은 단계(108)에서, 전술한 실시예들에 따라, 결정된 운동학적 데이터를 차량들(12) 중 하나 또는 그 이상에 전송함으로써 계속된다. 이는 관련되는 차량에만 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 이는 또한 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 있는 복수의 차량들(12)에 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 방법은 단계(108)에서, 운동학적 데이터를 TMS로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다. TMS로의 데이터 전송 방법은 차량들(12)로의 전송 방법과 동일할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또는, 데이터 전송 방법은 추가의 시스템 기반 시설 및 방법들을 활용하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 대안들은 이하에서 도 10을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 작동 방법(100)은 이후 단계(110)에서 종료한다.
프로세서가 추가적으로 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 전송될 제어 또는 경고 신호를 생성하도록 구성되는 실시예들에서, 방법(100)은 제어 또는 경고 신호가 전술한 실시예들에 따라 계산되고 판단되는 단계(106)와 단계(108) 사이에 추가의 단계를 포함한다. 이 제어 또는 경고 신호는 이후 추가적으로 단계(108)에서 운동학적 데이터와 함께 전송되거나, 또는 운동학적 데이터 대신에 전송될 수 있다.
지상 공간 엔벨롭(36) 정보가 제공되는 실시예들에서, 단계(104)에서 차량(12)의 운동학적 데이터의 계산은 전술한 실시예들에 따라 차량(12)의 지상 공간 엔벨롭(36)과 관련하여 운동학적 데이터를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 지상 공간 엔벨롭(36)에 관한 이 데이터는 이후 단계(106)에서 저장되어, 단계(108)에서 전송될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 하나 또는 그 이상의 지상 차량들(12)을 검출하고 검출된 차량들(12)에 대한 다양한 운동학적 데이터를 결정하기 위한 전술한 실시예들에 따른 복수의 차량 추적 장치들(10)을 포함하는 차량 추적 시스템(150)의 등측도가 도시된다. 명확함을 목적으로, 도면에 차량 추적 장치들(10) 전부가 도시되진 않았다. 더 구체적으로, 도시된 차량 추적 시스템(150)은 도시 환경에 설치된 복수의 차량 추적 장치들(10)을 포함하고, 또한 개별 차량 추적 장치들(10) 중 어느 하나의 시야 (혹은 '셀'(152))보다 큰 영역에 걸쳐, 검출된 차량들(12)에 대한 다양한 운동학적 데이터를 결정하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 차량 추적 시스템(150)은 넓은 영역에 걸쳐 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 추적을 가능하게 한다. 차량 추적 시스템(150)은 복수의 장애물(예를 들면, 건물들, 도로 기반 시설)이 차량 추적 장치(10)의 시야를 가릴 수 있는 도시 환경에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 차량 추적 시스템(150)은 연장된 도로, 예를 들어, 고속도로 또는 연장된 선로(rail track)와 같이, 이러한 장애물들이 없는 넓은 영역에 걸쳐 차량들(12)을 추적하도록 동일하게 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 차량 추적 시스템(150)의 차량 추적 장치들(10)은 다시 가로등 기둥, 신호등, 갠트리 및 건물과 같은 기존 기반 시설에 부착될 수 있다.
도시된 차량 추적 시스템(150)은 각각 자신의 셀(152) 안에, 전술한 실시예에서 설명한 바와 같은 복수의 차량 추적 장치들(10)을 포함한다. 복수의 셀들(152)은 네트워크를 이루어, 차량 추적 시스템(150)에 의해 모니터링되는 영역을 커버한다. 각각의 차량 추적 장치들(10)은 그들의 특징과 관련된 원하는 기능을 달성하기 위하여 상기 요소들 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 특히, 각각의 장치(10)는 수신될 각 차량(12)에 대한 고유한 식별 데이터, 검출될 IR 방출, 및 계산되어 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 전송될 다양한 운동학적 데이터를 허용하는 특징을 포함할 수 있다. 차량 추적 시스템(150) 내 각각의 차량 추적 장치(10)는 동일한 특징이 마련될 필요가 없는 시스템(150) 내 각각의 셀, 즉, 각각의 차량 추적 장치(10)에서 다른 기능들을 달성하기 위해 다른 실시예들의 특징이 마련될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 시스템(150) 내 하나의 장치(10)는 시스템(150)으로의 진입점을 모니터링하도록 구성될 수 있어 차량(12)으로부터 정보를 수신하거나 또는 전술한 실시예들에 따라 미리 설정된 위치 정보가 제공되도록 구성될 수 있다. 시스템(150) 내 다른 장치들(10)은 이 진입 위치를 모니터링하지 않으므로 이러한 기능이 필요하지 않을 수 있다.
도 6의 차량 추적 시스템(150)에서, 각각의 차량 추적 장치(10)는 추가적으로 차량 추적 시스템(150) 내의 하나 또는 그 이상의 다른 차량 추적 장치들(10)로 계산된 운동학적 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 이는 전송의 범위가 그 시야 내에서 추적 장치 및 차량들(12) 사이의 범위와 유사하므로 각각의 차량 추적 장치의 수신기(40), 프로세서(46) 및 송신기(50)의 적절한 구성을 통해 달성될 수 있다. 또는, 다른 통신 메커니즘들이 수반될 수 있는데, 예를 들어, 차량 추적 장치들(10) 사이에 유선 연결이 있을 수 있다. 나아가, 각각의 차량 추적 장치(10)는 마찬가지로, 계산된 운동학적 데이터와 함께 차량 추적 시스템(150) 내 다른 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상(10)에게 차량(12)의 고유한 식별 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 이처럼, 차량(12)이 특정 차량 추적 장치(10)의 시야를 통과하여 벗어날 때, 다양한 데이터가 차량(12)이 지금 진입하고 있는 셀(152)을 갖는 다른 차량 추적 장치(10)로 전달될 수 있다(혹은 이미 전달되었을 수 있다). 이 데이터는 차량 추적 시스템(150)의 첫번째 셀로 진입하고 있는 차량(12)과 수신된 IR 방출을 연관시키기 위해 차량(12)에 의해 차량 추적 장치(10)로 원래 전송되는 데이터와 유사하게 이용될 수 있다. 운동학적 데이터가 전송되는 경우, 위치 데이터 또한 이를 계산한 차량 추적 장치(10)에 대해 제공될 수 있다. 또는, 위치 데이터가 전송될 때, 이를 보내는 장치(10)보다 이를 받을 차량 추적 장치(10)에 대해 차량(12)의 위치가 주어지도록 먼저 처리될 수 있다. 또는, 위치 데이터를 수신하는 차량 추적 장치(10)는 이 데이터 자체를 변환하도록 구성될 수 있다. 또는, 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 절대 위치(예를 들어, 경도 및 위도 좌표)가 전송될 수 있다.
도 6의 차량 추적 시스템(150)에서, 각각의 차량 추적 장치(10)가 추가적으로 차량 추적 시스템(150) 내 다른 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상(10)으로 계산된 운동학적 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 이는 각각의 차량 추적 장치의 수신기(40), 프로세서(46) 및 송신기(50)의 적절한 구성을 통해서 달성될 수 있다. 나아가, 각각의 차량 추적 장치(10)는 마찬가지로, 계산된 운동학적 데이터와 함께 차량(12)의 고유한 식별 데이터를 차량 추적 시스템(150) 내 다른 차량 추적 장치들(10) 중 하나 또는 그 이상으로 전송하도록 구성될 수 있다. 이처럼, 차량(12)이 특정 차량 추적 장치(10)의 시야를 통과하여 벗어날 때, 다양한 데이터가 차량이 이제 진입하려는 셀(152)을 갖는 다른 차량 추적 장치(10)로 전달될 수 있다. 이 데이터는 차량 추적 시스템(150)의 첫번째 셀로 진입하고 있는 차량(12)과 수신된 IR 방출을 연관시키기 위해 차량(12)에 의해 차량 추적 장치(10)로 원래 전송되는 데이터와 유사하게 이용될 수 있다. 운동학적 데이터가 전송되는 경우, 위치 데이터 또한 이를 계산한 차량 추적 장치(10)에 대해 제공될 수 있다. 또는, 위치 데이터가 전송될 때, 이를 보내는 장치(10)보다 이를 받을 차량 추적 장치(10)에 대해 차량(12)의 위치가 주어지도록 먼저 처리될 수 있다. 또는, 위치 데이터를 수신하는 차량 추적 장치(10)는 이 데이터 자체를 변환하도록 구성될 수 있다. 또는, 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 절대 위치(예를 들어, 경도 및 위도 좌표)가 전송될 수 있다.
각각의 차량 추적 장치(10)가 고유한 식별 데이터 및 계산된 운동학적 데이터를 다른 차량 추적 장치들(10)로 전송하도록 구성되는 실시예들에서, 각각의 차량 추적 장치가 고유한 식별 데이터 또는 임의의 다른 데이터를 차량 자체로부터 수신할 필요는 없다. 이러한 실시예들에서, 시스템(150)은 전술한 실시예들에 따라, 지정된 차량 추적 장치(10)에서 차량(12)으로부터 초기에 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터를 수신하도록 구성된다. 이 차량 추적 장치(10)는, 차량들이 차량 추적 시스템(150)에 의해 모니터링되고 있는 영역에 진입하도록 구성되는 경우, 지정된 "진입점" (혹은 진입 셀)을 모니터링하도록 구성된다. 또는, 이러한 차량 추적 장치(10)는 전술한 실시예와 같이 미리 설정된 알려진 위치를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 초기 위치 정보 및/또는 고유한 식별 정보는 차량에 의해 제공될 필요가 없을 수 있다. 이어서, 그후 차량으로부터 데이터를 수신한 차량 추적 장치에 의해 관련 정보가 다른 차량 추적 장치들(10)에게 전송된다. 이러한 실시예들에서, 진입 셀을 모니터링하고 있지 않는 차량 추적 장치(10)는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)로부터 이 정보를 수신하지 않고, 대신 오직 다른 차량 추적 장치들(10)로부터의 전송만 수신하도록 구성된다.
다른 실시예들에서, 각각의 차량 추적 장치들(10)에 의해 모니터링되고 있는 셀(152)은 다른 셀들과 중첩되도록 구성되어, 추적되는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)이 복수의 차량 추적 장치들(10)의 시야에 있는 지점들이 있도록 한다. 이러한 실시예들에서, 관련있는 차량들을 추적하는 장치들(10) 각각은 하나 또는 그 이상의 차량들에 대한 운동학적 데이터를 각각 계산하도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 각각의 차량에 대해 계산된 운동학적 데이터는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)이 셀 내에 있는 각각의 다른 차량 추적 장치들(10)로 전송되고, 이 데이터가 비교된다. 각각의 차량 추적 장치의 프로세서는 이후 데이터를 비교하고 투표 알고리즘을 이용하여 데이터가 일치하는지 여부를 판단하도록 구성되고, 일치하지 않으면 일치하지 않는 데이터가 차량(12) (혹은 다른 전송 목적지)로 전송되지 않도록 이 데이터를 거부하도록 구성된다. 이는 각각의 차량 추적 장치(10) 및 그의 제1, 제2 및 가능하다면 제3의 중첩되는 추적 장치들 간에 데이터 일관성 또는 연속성 체크를 허용하고, 2가지 후자의 경우에는, 고장난 추적 장치(10)를 검출하여 투표로 제외시킨다. 이는 추적 장치 고장을 허용하고 이로써 높은 정보 가용성을 달성하기 위해 보수되도록 하면서, 차량 마일 당 1 x 10-8 실패들 보다 더 나은 차량들에 제공되는 정보에 대해 요구되는 안전 무결성을 달성할 수 있는 '3중' 또는 '4중' 중복 아키텍쳐를 생성한다. 덧붙여, 각각의 차량(12)에 대한 진단 또는 예측 장비로부터의 상태 정보는 이웃하는 차량들(10) 또는 수반되는 교통 관리 시스템이 고장 또는 예측된 고장, 특히, 고장난 IR 방출기에 대해 경고할 수 있는 차량 추적 장치(10)에 다시 전달될 수 있어, 전반적인 시스템 무결성을 더욱 향상시킨다.
다른 실시예들에서, 투표 알고리즘은 셀들이 인접하거나 또는 거의 인접하지만 겹치지는 않는 복수의 추적 장치들(10) 간에 데이터 일관성 또는 연속성이 판단되는 대안적 방식에서 이용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 복수의 차량 추적 장치들(10)에 의한 측정된 하나 또는 그 이상의 차량들(10)의 위치들 간의 비교가 투표 알고리즘에 의해 수행된다. 이러한 비교를 통하여, 투표 알고리즘은 차량 추적 장치들(10) 중 하나에 의해 일치하지 않는 위치가 생성되는 이전 단락의 무결성과 일치하는 매우 높은 무결성 수준까지 검출을 할 수 있다. 예시로서, 4개의 인접한 차량 추적 장치들(10)의 한 그룹에 의해 이용되는 투표 알고리즘은 제4 추적 장치에 전달되는 롤링 쌍 비교(rolling pairwise comparison)에 의해 추적 장치들(10) 중 어느 하나가 나머지 3개와 일치하지 않는지 판단할 수 있다. 이러한 예에서, 투표 시스템은 잘못된 장치(10)를 결함이 있는 것으로 표시해 두고, 결함이 있는 장비가 보수될 때까지 결함이 있는 장비가 만들어 내는 측정들을 무시, 무효화, 보간법으로 대체, 혹은 달리 처리할 수 있다. 투표 알고리즘은 추가적으로 장치가 결함이 있는 것으로 강조표시되기 전에 판단된 복수의 잘못된 측정들을 대기시키도록 구성될 수 있다. 이 예는 4개의 차량 추적 장치들(10)의 이용을 언급하나, 3중 또는 4중 또는 더 높은 차수의 장치들(10)과 같은, 복수의 차량 추적 장치들(10)에 의해 투표 알고리즘이 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예들에 따르면, 투표 알고리즘을 이용하는 차량 추적 장치들(10)은 차량 추적 장치들의 시스템을 따라 '롤링'한다 (즉, 투표 알고리즘이 4개의 장치들(10) 사이에 있는 경우, 장치 번호 1 내지 4는 그들 사이에서 투표하고 그후 번호 2 내지 5, 3 내지 6 등으로 투표한다). 이 아키텍쳐에 대한 일 변형으로, 차량 추적 장치들(10)은 3 또는 4 이상 사이에서 고정된 투표 알고리즘을 갖는 3 또는 4 이상의 그룹들로 배치되어, 3 또는 4의 그룹들 내에서 및 3 또는 4의 그룹들 간의 핸드오버(handover) 모두에서 일관성 체크를 추적할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 네트워크의 일부에서 인접하거나 거의 인접하는 셀이 있을 수 있고, 다른 부분들, 아마도, 교통 안전 위험이 큰 부분에서, 중첩하는 셀들이 있을 수 있다. 이러한 인접들 및 중첩들을 갖는 이러한 실시예들은 여전히 복수의 차량 추적 장치들(10)은 일반 영역(common area)을 모니터링하도록 하면서, 소수의 차량 추적 장치들(10)은 확장된 영역(extended area)에 걸쳐 이용되도록 할 수 있다.
도 6의 차량 추적 시스템(150)의 실시예는 차량 추적 시스템(150)이 지상 차량들의 운동학적 데이터를 검출 및 결정하도록 구성되는 구현을 도시한다. 그러나, 차량 추적 시스템(150)은 동일하게 공중 차량들(20)을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성의 예는 도 7에 도시되어 있고, 여기서 시스템은 다시 도시 환경에 배치된다. 다시, 명확함을 목적으로, 모든 차량 추적 장치들(10) 및 공중 차량들(20)이 도시되지는 않았다. 이 구성에서, 차량 추적 시스템(150)이 시스템(150)의 아래보다는 위로부터 수신되는 IR 방출 또는 반사를 모니터링하도록 구성되는 것을 제외하고, 차량 추적 시스템(150)의 동일한 특징들 및 기능들이 포함됨을 이해해야 한다. 차량 추적 시스템(150)의 차량 추적 장치(10) 각각은 이 구성에서 시야, 또는 달리 "공중 셀들(sky cells)"을 갖는다. 본 실시예들에서, 공중 셀들을 위한 추적 시스템은 태양의 눈부심을 피하기 위해 수직에서 북쪽으로 (남반구인 경우는 남쪽으로) 향하게 해야 한다. '공중 차선(lane in the sky)'을 형성하는 인접한 공중 셀들은 역 방향의 차선들로부터 안전한 간격을 두고 있어야 한다.
어떻게 위를 향하는 차량 추적 시스템(810)이 배달/수집 드론과 같은 차량들을 위한 공중 회랑들을 생성하도록 구성될 수 있는지에 대한 다른 실시예가 도 8a 및 도 8b에 도시된다. 이러한 구성에서, 차량 추적 장치들은 더 좁은 시야를 가지고, 예를 들어 여기서, 전기 선로 위 더 높은 고도에 공중 회랑을 생성하도록 배치될 수 있다. 이는 또한 교호적(alternate) 또는 다중의 교호적 차량 추적 장치들을 서로 링크시켜 다른 고도들에 하나 이상의 공중 회랑이 생성되는 것을 허용한다. 도 8a에서, 짝수의 추적 장치들은 말하자면 300ft 고도에서 회랑(811)을 생성하고, 홀수의 추적 장치들은 말하자면 150ft 고도에서 회랑(812)를 생성하며, 레일 갠트리 상의 IR 센서들의 시야들은 해당 고도에서 공중에 인접 또는 약간 겹치는 셀들을 생성하도록 구성된다. 이로써, 2개의 다른 공중 회랑들이 시스템의 교호적 차량 추적 장치들(810)을 이용하여 생성된다. 각각의 차량 추적 장치는 또한 위를 향하는 IR 방출기를 포함할 수 있고, 그 중 다수가 적절하게 공중 차량(820)에 장착된 IR 센서에 보일 수 있을 것이다. 이는 IR 방출기들이 규칙적으로 이격될 것이기 때문에 공중 차량이 간단한 삼각측량에 의해 자신의 고도를 모니터링 및 제어할 수 있는 또 다른 수단을 제공할 것이다. IR 방출기들은 또한 공중 차량 상의 IR 센서에 보일 수 있는 철로 변에 '활주로'를 위한 '활주로 등'을 생성하는 데 이용될 수 있다. 이는 정상 동작에 유용할 수 있지만, 예를 들어 고장 나거나 또는 연료가 부족한 공중 차량들을 위한 안전한 착륙 지대(813)를 생성하는 데 특히 유용할 것이다. 이처럼, 본 실시예에 의해 생성된 기반 시설 시스템은 자율 공중 차량들의 안전하고 통제된 비행을 가능하게 할 것이다.
2개의 지상 및 공중 모니터링 구성들이 별도의 실시예들로서 도시되었으나, 2개의 실시예들은 공중 및 지상 차량들의 모니터링이 동시에 이루어지는 제3 실시예에 결합될 수 있다. 이는 전술한 실시예들의 차량 추적 장치(10)의 적절한 구성들에 따라 달성된다. 덧붙여, 차량 추적 시스템(150)은 특정 지점들에서 지상 또는 공중 차량들을 위한 운동학적 데이터를 단지 검출 및 계산하도록 구성될 수 있다. 예로써, 이는 공중 또는 지상 차량들이 특정 차량 추적 장치(10)의 시야에서 검출될지 여부에 따라 차량 추적 장치(10)에 위를 향하는 또는 아래를 향하는 IR 센서들(44)를 제공함으로써 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 특정 유형의 모니터링이 특정 영역에서 필요하지 않는 경우 불필요하게 중복되는 구성들을 제거할 수 있다. 또한, 도 7은 공중 차량들이 정밀한 고도를 유지하기 위하여 사용할 수 있는 수평의, 광역 기준 신호를 제공하는 수평의, 360°레이저 비콘(160)을 도시한다.
도 9를 참조하면, 상술한 차량 추적 시스템(150)의 작동 방법(170)이 도시된다. 특히, 방법(170)은 어떻게 하나의 셀(152)에서 차량 추적 시스템(150)의 차량 추적 장치(10)가 다른 전형적으로 인접한 셀(152)의 다른 차량 추적 장치(10)로부터 정보를 수신하고 이를 이용하여 자신의 시야에 진입하는 차량(12)에 대한 운동학적 데이터를 결정하는지에 관한 것이다. 차량이 셀들의 네트워크에 진입하는 한 셀에서, 제1 차량 추적 장치(10)에 의한 데이터의 초기 획득 및 운동학적 데이터의 결정은 도 5a의 방법(60)의 관련 단계들을 이용하여 달성될 수 있음을 이해해야 하고, 본 방법(170)은 제1 차량 추적 장치(10)에 이은 차량 추적 장치(10)가 따르는 절차에 관한 것이다.
방법(170)은 단계(172)에서, 시야에 막 진입하려는 차량 각각에 대한 그 업 스트림 이웃으로부터 전송되는 식별 데이터, 운동학적 데이터(위치, 속도, 가속도, 감속도, 방향 또는 기타 유용한 운동학적 데이터) 및 차량 기하구조 데이터를 수신함으로써 시작된다. 이는 수신기(40)를 통해 그 업스트림 이웃 차량 추적 장치(10)로부터 관련 데이터가 수신되는 한, 차량(12)으로부터 정보가 수신되는 도 5a의 단계(62)와 유사하게 발생한다. 이 경우에 있어서, 전송되는 차량(12)의 초기 위치 데이터는 업스트림 이웃 차량 추적 장치(10)에 의해 계산되는 위치를 포함할 수 있다.
방법(170)은 단계(174)에서, 전술한 실시예들에 따라 추적될 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 IR 방출기들 또는 반사기들(30A, 30B, 30C, 30D, 30E)에 의해 방출 또는 반사되고 있는 IR 광선을 검출함으로써 계속된다. IR 광선은 하나 또는 그 이상의 IR 센서들(44)에 의해 검출된다. 단계(172)와 단계(174)가 순차적으로 도시되었으나, 2개의 전송들은 반대 순서로 또는 동시에 동일하게 수신될 수 있음을 이해해야 한다.
이어서, 방법(170)은 단계(176)에서, 검출된 IR 광선의 근원점을 판단함으로써 계속된다. 이는 전술한 실시예들에 따라 달성되며 프로세서(46)에 의해 수행된다. 이 단계는 수신된 IR 광선과 위치를 연관시킬 수 있게 한다. 이 판단에 이어, 차량 추적 장치(10)는 그후 단계(178)에서, 하나 또는 그 이상의 차량들(12)의 수신된 고유한 식별 데이터와 수신된 IR 방출을 연관시킴을 진행한다. 이는 전술한 실시예들에 따라, 차량(12)의 수신된 위치 데이터와 판단된 IR 방출의 위치를 비교함으로써 달성된다. 일부 실시예들에 따르면, 다른 근원 위치들을 갖는 IP 방출들의 여러 세트들은 동시에 수신된다. 이러한 실시예들에서, 방법(170)은 차량(12)이 연관될 수 있는 적절한 방출이 발견될 때까지 IR 방출들의 각각의 세트와 차량(12)의 수신된 위치를 비교하는 것을 포함한다. 일단 차량(12)이 IR 방출과 연관되면, 방법(170)은 단계(180)에서, 전술한 실시예들에 따라, 차량(12)의 고유한 식별 데이터 및 차량(12)의 초기 위치를 메모리(48)에 저장함으로써 계속된다.
차량 추적 장치(10)는 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 다수의 세트들을 동시에 수신할 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 경우들에, 방법(170)은 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 각 세트에 대해 동시에 함께 그 자체를 반복하도록 구성된다. 또는, 방법(170)은 고유한 식별 데이터 및 수신된 위치 데이터의 각 세트에 대해 동시에 동작하도록 구성된다
작동 방법(170)은 단계(182)에서, 차량(12)의 운동학적 데이터를 결정하기 위해 획득한 정보를 이용함으로써 계속된다. 일부의 경우들에 있어서, 이는 단순히 차량(12)의 위치를 1차원 또는 2차원으로 판단하는 것을 포함하고, 이 경우 획득 및 판단 단계들은 동일하다. 다른 실시예들에서, 운동학적 데이터를 결정하는 단계는 속도 및 가속도와 같은 양을 1차원 또는 2차원으로 계산하고, 이는 해당 위치가 판단되었던 시간과 함께, 획득될 복수의 위치들을 요구한다. 이러한 실시예들에서, 프로세서는 전형적으로 메모리(48)로부터 복수의 위치들 및 연관된 타임스탬프들을 획득한다. 메모리(48)로부터의 위치들의 검색은 메모리(48)에 아직 저장되지 않은 IR 방출 근원 데이터와 결합될 수 있다. 위치 및 시간적 데이터를 이용한 속도들 및 가속도들의 계산은 잘 알려져 있으므로 여기에서 더 설명하지 않을 것이다.
일단 요구되는 운동학적 데이터가 결정되면, 결정된 데이터가 단계(184)에서 차량 추적 장치(10)의 메모리(48)에 저장된다. 이 저장에 이어서, 방법(100)은 단계(186)에서, 전술한 실시예들에 따라 결정된 운동학적 데이터를 차량들(12) 중 하나 또는 그 이상에 전송함으로써 계속된다. 이는 관련되는 차량에만 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 이는 또한 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 또는 시야를 벗어나지만 차량 추적 장치들 간의 통신 범위 내에 있는 복수의 차량들(12)에 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 운동학적 데이터가 TMS로 전달되는 실시예들에서, 단계(186)은 운동학적 데이터를 TMS로 전송하는 것을 포함한다.
이어서, 방법(170)은 단계(188)에서, 그 운동학적 데이터가 결정된 차량(12)이 현 차량 추적 장치(10)의 시야에서 막 벗어나려고 하는지 여부를 판단함으로써 계속된다. 이 판단은 차량(12)의 결정된 위치를 차량 추적 장치(10)의 시야의 알려진 끝 위치에 비교하는 것을 포함할 수 있다. 차량(12)이 이 끝 위치의 미리 결정된 범위 내에 있는 경우, 차량이 차량 추적 장치(10)의 시야를 벗어나고 있다고 판단할 수 있다. 그렇지 않다고 판단되는 경우, 방법(180)은 단계(174)로 돌아가 차량(12)과 연관될 새로운 IR 방출을 검출한다. 차량이 차량 추적 장치(10)의 시야를 벗어나고 있다고 판단되는 경우, 방법(170)은 단계(190)에서, 그 시야를 막 벗어나려고 하는 차량(12)에 관한 식별 데이터 및 운동학적 데이터를 그 다운스트림 이웃 IR 추적 센서로 전송하도록 진행한다. 이후 방법은 단계(192)에서 종료되도록 진행한다.
차량 추적 장치(10)의 시야 내에 또는 시야를 벗어나지만 차량 추적 장치들 간의 통신 범위 내에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에게 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 있는 복수의 차량들(12)에 관한 운동학적 데이터를 제공하고자 의도되는 실시예들에서, 도 9의 방법(170)은 이를 달성하기 위해 수정될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 수정은 단계(182)에서, 그 시야에 있는 복수의 차량들(12)에 대한 운동학적 데이터를 동시에 결정하도록 구성되는 프로세서(46)를 포함할 수 있다. 이는 전술한 실시예들에 따라 결정된 바와 같이 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 모든 차량들에 관한 데이터를 메모리(48)로부터 검색하는 것을 포함할 수 있다. 그후 관련 운동학적 데이터는 각각의 이러한 차량들(12)에 대해 계산되고 단계(184)에 따라 그 뒤에 저장될 수 있다. 이후, 단계(186)에서, 시야 내 모든 차량들(12)에 대한 운동학적 데이터는 하나 또는 그 이상의 차량들(12)에 전달될 수 있다. 또한 계산된 운동학적 데이터의 오직 서브세트만이 각각의 차량(12)에 전송될 수 있음을 이해해야 한다. 이 서브세트는 데이터가 전송될 차량(12)의 근처에 있는 차량들에 기초하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 차량 추적 장치(10)의 시야 내에 10 대의 차량이 있다면, 특정 차량(12)의 바로 근처에는 4 대만 (즉, 앞에 하나, 뒤에 하나, 양 측에 하나씩) 있을 수 있다. 이 예에서, 차량 추적 장치(10)는 차량(12) 그 자체 및 그 바로 근처에 있는 단지 4 대의 차량과 관련하여 특정 차량(12)에 운동학적 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다. 나아가, 차량(12) 자신은 추적 장치(10)의 시야를 벗어났지만 그 뒤의 차량은 그러지 못하고 주행 방향으로 아직 그 다음 추적 장치의 시야에 있지 않을 수 있다. 이 경우에 있어서 추적 장치는 그 뒤 차량이 그 시야를 벗어날 때까지 그 뒤 차량에 대한 운동학적 데이터를 차량(12)에 제공하는 것을 계속할 것이다.
도 9의 방법(170)은 차량이 특정 추적 장치(10)의 시야를 막 벗어나려고 할 때 운동학적 데이터가 다른 차량 추적 장치(10)에 단지 전송되는 과정에 관한 것이다. 그러나, 일부 실시예들에서, 차량 추적 시스템(150)은 계산된 운동학적 데이터를 시스템(150) 내 다른 차량 추적 장치들(10)로 지속적으로 전송하도록 구성된다. 이는 결정된 운동학적 데이터가 복수의 장치들(10)에 의해 일치되는지 여부를 확인하고 부정확하게 계산된 데이터의 전송을 방지하기 위해 투표 시스템이 이용되는 경우 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 방법(170)은 운동학적 데이터가 단계(186)에서 차량(12)에 전송될 때, 다른 차량 추적 장치들(10)에 함께 전송되도록 조정될 수 있다. 이는 시스템(150) 내 모든 다른 장치들(10) 또는 단지 서브세트(예를 들어, 업스트림 및 다운스트림 이웃 장치들(10))에만 전송될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 단계(188)와 단계(190)는 차량이 특정 장치(10)의 시야에서 벗어나고 있는지 판단할 필요가 없으면 생략될 수 있다. 또는, 이 단계들은 특정 차량(12)에 대한 데이터가 더 이상 본 장치(10)로부터 수신되지 않을 것이라고 다운스트림 이웃 장치(10)에 알리기 위하여 여전히 수행될 수 있다.
도 9의 방법(170)은 차량 추적 시스템(150) 내 각각의 차량 추적 장치(10)의 다양한 수정들을 고려하기 위하여 적절히 수정될 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 지상 공간 엔벨롭들(36)에 관한 정보는 차량(12) 위치들을 판단하기 위하여 전술한 바와 유사한 방법들로 활용될 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 하나 또는 그 이상의 지상 차량들(12)을 검출하고 검출된 차량들(12)에 대한 다양한 운동학적 데이터를 결정하기 위한 전술한 실시예들에 따른 복수의 차량 추적 장치들(10)을 포함하는 차량 추적 시스템(200)이 도시된다. 명확함을 목적으로, 도면에 차량 추적 장치들(10) 전부가 도시되진 않았다. 덧붙여, 차량 추적 시스템(200)은 광역 통신 네트워크로부터 원격 데이터를 수신하도록 구성되고 또한 수신된 원격 데이터를 차량 추적 장치들(10) 중 하나 또는 그 이상에 전송하도록 구성되는 원격 통신 장치(202)(도 10에서는 개략적으로 통신 안테나 기둥으로 도시)를 더 포함한다. 원격 데이터를 수신하는 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)은 추가적으로 각 추적 장치의 시야(152) 내에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들에 원격 데이터를 전송할 수 있도록 구성된다. 차량 추적 시스템(200)은 이들 특징들의 관련 기능을 달성하기 위해 도 6의 차량 추적 장치(160)에 대해 설명된 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
특정 상황들에서, 차량에서 멀리 있는 데이터를 해당 차량으로 전달할 수 있는 것이 유리할 수 있다. 이러한 데이터는 차량의 동작과 관련된 데이터(내비게이션 데이터와 같은)를 포함할 수 있다. 또한 차량에 연결된 장치에서 인터넷을 검색하는 것처럼, 다른 유형의 더욱 일반적인 목적의 데이터도 포함할 수 있다. 전형적으로, 차량들에 대한 데이터 연결은 특히 이러한 데이터를 차량에 옮길 수 있는 방송 안테나 기둥으로부터 거리가 먼 위치들에서 (예를 들어, 고속도로에서) 단속적일 수 있거나, 또는 (전형적인 건물밀집 영역들, 특히 높은 건물들로) 잡음을 생성하고 수신된 신호를 왜곡하는 다중경로 반사들로 어려움을 겪을 수 있다. 도 10의 차량 추적 시스템(200)의 제공은 이러한 원격 또는 건물밀집 위치들에서도 데이터의 보다 신뢰할 만한 전송을 허용한다. 이러한 데이터 공급이 필요한 한 가지 예는 TMS로부터의 데이터의 제공과 관련된다. TMS는 문제의 차량 추적 시스템(200)의 지역 어디든 위치할 수 있고, 일부의 경우들에서, TMS의 위치는 차량 추적 시스템(200)으로부터 멀 수 있다. 이러한 경우들에, 원격 통신 장치(202)의 제공은 원격 위치임에도 TMS와 하나 또는 그 이상의 차량들 사이에 통신을 가능하게 할 수 있다. 이는 특히 복수의 다른 교통 위치들로부터 정보를 수신하기 위해 TMS가 전형적으로 중앙 위치에 배치되므로 유리하다. TMS와 복수의 다른 위치들 사이의 신뢰할 만한 통신 링크를 제공하는 능력은 특히 도 10의 차량 추적 시스템(200)을 제공함으로써 가능해진다.
도 10을 참조하면, 차량 추적 시스템(200)은 6-차선 고속도로와 관련하여 도시된다. 추적 장치(10)와 차량(12) 간 데이터 전송(153)의 기능 및 성능 특성들은 안전이 중요한 차량 제어를 위해 요구되는 추적 정확도를 제공하기 위해 1 내지 2ms 대의 전송 지연 시간과 10ms 마다 약 1Kbit의 데이터 전송 속도를 요구하는 것으로 위의 단락들에서 설명되었다. 유사한 요건들이 추적 장치들(10) 간의 전송들(154)에 적용된다. 하나 또는 그 이상의 지역적 차량들(local vehicles)을 추적하기 위한 차량 추적 시스템의 동작 설명은 위에 상세히 설명하였고 가독성을 위해 여기서 되풀이하지 않을 것임을 이해해야 한다.
원격 통신 장치(202)는 차량 추적 시스템(200)의 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)의 주변에 위치하는 것으로 도시된다. 원격 통신 장치(202)는 하나 또는 그 이상의 추적 장치들(10)과 격리되어 존재하는 하나의 장비일 수 있거나, 또는 특정 상황들에서 차량 추적 장치(10) 내에 위치할 수 있음을 이해해야 한다. 원격 통신 장치(202)는 광역 통신 네트워크를 통해 원격 장치로부터 원격 데이터를 수신하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 수신기들(미도시)을 포함한다. 이러한 데이터는 유선 또는 무선 수단을 통해 수신될 수 있다. 원격 통신 장치(202)는 추가적으로 유선 또는 무선 수단을 통해 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상(10)에 원격 데이터를 전송하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 송신기들(미도시)를 포함한다. 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상(10)에는 전송된 원격 데이터를 수신하도록 구성된 수신기가 마련된다. 이는 이전에 참조된 것과 동일한 수신기(40) 일 수 있거나, 또는 추가의 전용 수신기일 수 있다. 이 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)에는 추가적으로 차량 추적 장치의 시야에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들로 원격 데이터를 전송하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 송신기들이 마련된다. 이는 이전에 참조된 것과 동일한 송신기(50)일 수 있거나, 또는 추가의 전용 송신기일 수 있다. 특히, 예를 들어, 원격 통신 장치(202)에는 위성(204)과의 통신을 위한 위성 통신 수신기가 마련될 수 있다. 일부의 경우들에서, 이 위성 수신기는 구체적으로 원웹 위성 통신 수신기를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 원격 통신 장치(202)에는 또한 4G 또는 5G 통신 수신기가 마련될 수 있다.
일부 사용 시나리오들에서, 원격 통신 장치(202)는 원격 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10) 각각에 병렬로 전송하도록 구성된다, 즉, 차량 추적 시스템(200) 내 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10) 각각은 서로 독립적으로 원격 통신 장치(202)로부터의 전송을 수신하도록 구성된다. 다른 사용 시나리오들에서, 원격 통신 장치(202)는 하나의 특정 차량 추적 장치(10)와 직접 통신하여 원격 데이터를 이 하나의 차량 추적 장치(10)에만 전송하도록 구성된다. 이 원격 데이터를 수신하는 이 차량 추적 장치(10)는 이후 원격 데이터를 다른 차량 추적 장치(10)로 전송하도록 구성된다. 이 과정은 차량 추적 시스템(200) 내 모든 차량 추적 장치들(10)에 원격 데이터가 전송될 때까지 반복될 수 있다. 일부 사용 시나리오들에서, 차량 추적 장치들(10) 간의 데이터 전송은 데이터의 의도된 수신자인 차량(12)의 통신 범위에 있는 차량 추적 장치(10)에 데이터가 전송될 때까지 계속된다.
다른 사용 시나리오들에서, 원격 통신 장치(202)는 추가적으로 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)로부터 지역적 데이터를 수신하도록 구성된다. 이 데이터는 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)에 의해 결정된 운동학적 데이터를 포함할 수 있다. 데이터는 광역 통신 네트워크로부터 원격 데이터에 대한 요청을 더 포함할 수 있다. 이 사용 시나리오에서, 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)은 관련 차량 추적 장치(10)의 시야에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들로부터 원격 데이터에 대한 요청들을 수신하고 그 다음 이러한 요청들을 원격 통신 장치(202)에 전송하도록 구성된다. 이전에 언급된 원격 통신 장치(202) 및 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)의 송신기들 및 수신기들은 이러한 요청들을 수신 및 전송하도록 적절히 구성될 수 있다. 또는, 추가의 전용 송신기들 및 수신기들이 이러한 목적을 위하여 제공될 수 있다. 일부 사용 시나리오들에서, 원격 통신 장치(202)는 또한 수신된 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량 추적 장치들(10)로 전송하도록 구성된다. 이는 원격 통신 장치(202)가 특정 차량 추적 장치(10)에 의해 결정된 원격 운동학적 데이터를 다른 차량 추적 장치(10)에 전달할 수 있게 한다. 이는 차량 추적 장치들(10) 간에 결정된 운동학적 데이터를 전송하기 위한 전술한 방법들에 추가적으로 또는 대안으로 사용될 수 있다.
원격 통신 장치(202)가 전술한 바와 같이 지역적 데이터를 수신하도록 구성되는 시나리오들에서, 원격 통신 장치(202)는 추가적으로 차량 추적 시스템(200)과 별개로 위치하는 원격 장치에 이 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 이는 TMS를 포함할 수 있다. 또한 웹 서버와 같이 데이터를 수신 및 전달하도록 구성되는 임의의 장치를 포함할 수 있다.
도 10은 하나의 원격 통신 장치(202)를 도시하지만, 차량 추적 시스템(200)은 각 장치(202)가 서로 지리적으로 이격된 위치에 배치되는 복수의 원격 통신 장치들(202)을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 원격 통신 장치들(202)의 이격은 통신 범위 및 전달되는 데이터의 성능 요건들에 의해 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 데이터의 전달은 광역 네트워크에 대한 액세스를 제공하는 데 요구되는 통신 장비의 양을 최소화하는 동시에 넓은 지리적 영역에 걸쳐 가능해진다.
원격 통신 장치(202)가 TMS와 데이터를 송수신하도록 구성되는 예를 참조하면, 전술한 실시예들에 따라, TMS와의 통신을 위한 성능 속성들은 더 넓은 전체 시스템(200)의 대응하는 기능 및 성능 특성들에 좌우될 것이다. TMS로의 전송은 오직 모니터링만을 목적으로 할 수 있거나, 또는 TMS가 교통 관리 충고 및 경고를 모니터링하고 제공할 수 있거나, 또는 TMS가 (전술한 제어 신호의 제공을 설명한 실시예들에 따라) 차량 교통에 바로 폐루프 제어를 제공할 수 있을 것이다. 이러한 사용 예들 각각은 사용되고 있는 시스템들 및 기술들에 있어 성능 요구(더 높은 데이터 속도, 지연 시간 감소, 더 높은 데이터 무결성)가 증가하고 있다.
도 10은 다수의 차량 추적 장치들로부터의 데이터를 TMS로 전송하고 또한 권고, 경고, 제어 또는 기타 정보를 돌려받기 위한 여러 가능한 방법들을 도시한다. 유선 또는 무선일 수 있는 인접한 또는 가까운 추적 장치들 간의 전송(154)은 추적 장치들의 그룹(도 10에서 20개의 그룹들)이 도로를 따라 또는 도시 환경 전체에 걸쳐 확장된 간격으로 장착된 TMS 통신 장비(202)에 링크(192)되도록 확장될 수 있다. 해당 배치는 성능 및 가능한 다른 요건들에 따라 직렬(하나의 장치에서 다음 축적 데이터로, 이후 TMS 통신 장비로) 또는 병렬(각각의 장치로부터 직접 TMS 통신 장비(202)로)일 수 있다.
그리고 나서, 도로변에 있는 TMS 통신 장비(202)는 TMS와 통신할 수 있고, 여러 다른 가능한 통신 기술 클래스들이 도 10에 도시된다. TMS로의 통신 링크는 유선 통신(194), 또는 무선 수단, 예를 들어, 장거리 WiFi 또는 4G 또는 5G 링크와 같은 무선 데이터 링크(193), 또는 위성 통신(195), 예를 들어, 지구 저궤도 또는 정지 위성 시스템(204)을 통할 수 있다.
이러한 기술 클래스들의 지연 시간 능력은 수ms 내지 500ms 범위이고 용량 능력은 10Mbps 내지 1Gbps이다. 도 10의 배치가 가장 효율적이고 효과적일 가능성이 높지만, 추적 장치에서 차량으로 및 추적 장치에서 추적 장치로의 전송들에 대해 앞서 설명한 구체적인 기술들이 여기에 동일하게 관련된다. 4G LTE/5G 네트워크의 네트워크 슬라이스는 모든 필요한 통신 링크들을 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 기술들은 종종 장거리 경로들에서 제대로 채워지지 않은 상태로 남아 있어 도로변, 도시 및 도시 역들(202)에서 원웹과 같은 지구 저궤도 위성통신 시스템(195, 204)으로 직접 연결하는 옵션이 유리할 수 있다. 이 시스템은 50ms의 잠재적인 지연 시간 및 적절한 데이터 속도 용량 이상을 가진다.
도 10의 예에서, 전술한 여러 다른 통신 시스템들을 통한 원격 통신 장치(202)와 TMS 간의 통신이 도시된다. TMS와 원격 통신 장치(202) 간 전용 통신 채널(전술한 실시예들에 따른) 및 원격 통신 장치(202)와 다른 원격 장치들 간 별도의 통신 채널들이 있도록 다른 원격 장치들을 갖는 (위에서 강조한 바와 같이) 통신 시스템들이 추가로 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
위에서 언급한 바와 같이, 도 10의 실시예는 전술한 실시예들에 따라 하나 또는 그 이상의 적절하게 구성된 차량 추적 장치들(10) 및 적절하게 구성된 원격 통신 장치(202)를 사용하여 광역 통신 네트워크를 통해 하나 또는 그 이상의 차량들(12)과 원격 장치 간의 데이터 흐름을 가능하게 한다. 특히, 전술한 실시예들은 이러한 방식으로 지역적 데이터가 하나 또는 그 이상의 차량들(12)로부터 원격 장치로 전송될 수 있게 한다. 상기 실시예들은 광역 통신 네트워크로부터의 원격 데이터에 대한 요청이라는 맥락에서 이러한 지역적 데이터를 설명하였지만, 도 10의 시스템은 추가적으로 차량으로부터 다른 유형의 지역적 데이터가 원격 장치에 의해 수신될 수 있게 함을 이해해야 한다. 이러한 지역적 데이터는 전형적으로 내부 및 외부 차량 상태들에 관한 데이터, 차량의 운전자 / 조종사 / 승객 및 차량 근방의 환경 상황들에 관한 데이터를 포함한다.
전술한 바와 같이, 차량 추적 장치(10) 각각은 차량(12)으로부터 무선 통신을 수신하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 수신기들(40)을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 이러한 수신기들(40)은 전술한 실시예들에 따라 원격 장치로 전송될 수 있는 여러 유형의 지역적 데이터를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 이러한 목적으로 추가의 전용 송신기들 및 수신기들이 차량 추적 장치들(10)에 제공된다.
도 10의 실시예에 의해 가능해진 지역적 데이터의 전송은 광역 통신 네트워크를 통해 데이터를 수신하도록 구성된 임의의 수의 데이터 수집 시스템들에 이 데이터를 제공하는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 이러한 시스템들에는 하나 또는 그 이상의 차량들(10)로부터 실시간 데이터 및 비실시간 데이터를 수신하는 편리한 방법이 마련된다. 나아가, 상기 실시예들에서 설명한 차량 추적 장치들(10) 및 시스템(150)을 이용하는 하나 또는 그 이상의 차량들(10) 각각에게 이용가능한 정밀한 위치 데이터의 가용성으로 인해, 수신된 지역적 데이터는 또한 유리하게 위와 아래에 설명한 다른 정보에 추가하여 이 위치 데이터를 포함할 수 있다. 위치 데이터와 다른 정보와의 이 조합은 현재 알려진 시스템에서 가능한 것보다 더 심층적인 분석을 수행하기에 충분한 데이터를 갖는 이 정보를 수신하는 데이터 수집 시스템들을 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서, 덜 정밀한 위치 데이터가 여전히 사용될 수 있으나, 차량 추적 장치들(10) 및 시스템(150)에 의해 가능해진 정밀한 위치 데이터가 요구되지 않을 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 지역적 데이터는 추가적으로 차량의 GPS 데이터(또는 다른 위치 데이터)를 포함할 수 있다.
전송될 수 있는 여러 유형의 지역적 데이터와 사용 시나리오들의 예는 아래와 같다.
* 지상 및 공중 차량들 모두에 대한, 차량 제조사, 유지 보수 및 비상 고장/복구 조직으로 전송될 차량 진단 & 예측 데이터. 이 데이터의 이용은 고장 및 복구 조직들이 고장이 발생하였고 또한 어디에 고장난 차량이 있는지 판단할 수 있게 할 뿐만 아니라 제조사가 차량의 부품 수명을 판단할 수 있게 한다. 차량 추적 장치들(10) 및 시스템(150)에 의해 가능해진 정밀한 위치 데이터의 이용은 이러한 목적으로 차량 위치를 더욱 정밀하게 판단할 수 있게 한다.
* 지상 및 공중 차량들 모두에 대한, 유지 보수, 보험, 및 고용/리스 조직에서의 이용을 위한, 운전자 제어 입력 데이터(차량 구동) 또는 자율 제어 데이터와 결합한 차량 추적 이력. 다시, 차량 추적 장치들(10) 및 시스템(150)에 의해 가능해진 정밀한 위치 데이터를 이용하면 이러한 목적을 위해 수신된 데이터의 질을 향상시킨다.
* 조종되는 지상 차량들에서의 이용을 위한, 운전자 상태 데이터 (제어, 모니터링, 경고, 깨어 있음, 잠이 듦). 이러한 상태 데이터는 운전자가 차량을 조종/운전함에 따라 운전자의 주의력 상태를 판단하는 데 이용될 수 있고, 경고가 운전자에게 표시될 필요가 있는지 여부를 판단하는 데 활용할 수 있다. 마찬가지로, 데이터는 또한 운전자의 주의력이 (경로의 특성상) 전반적으로 감소되는 고속도로와 같은 차량 경로의 일부를 판단하는 데 이용될 수 있고, 운전자의 주의력이 높아지도록 (이로써 경로를 따라 진행함에 따라 운전자의 안전이 증가하도록) 경로 기반 시설을 수정하는 데 이를 사용할 수 있다.
* 운전자 건강 데이터 (예를 들면, 인간 생체 매개변수들을 모니터링하는 스마트 워치 또는 스마트폰으로부터). 운전자 건강 데이터가 차량의 일부가 아닌 센서에 의해 캡처되는 시나리오들에서, 각각의 차량은 전술한 실시예들에 따라 데이터를 전송하기 전에 외부 센서들로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
* 여정의 위치/단계, 하루 중의 시간, 등의 함수로서, 운전자/승객 활동 데이터 (예를 들면, 그들의 전화/노트북/자동차 제어/엔터테인먼트 시스템들 상에서 행하는 무엇)
* 지상 및 공중 차량들 모두에서, 물류 조직에 의한 사용을 위해 포장 배달 정밀 진행. 현재, 배달 서비스는 전형적으로 차량의 정밀한 위치 데이터를 제공할 수 없거나, 또는 차량의 대리(proxy) 위치를 판단하기 위해 차량 내 모바일 장치의 이용에 의존한다. 특히, 모바일 장치를 이용하면, 기록되는 전형적으로 부정확한 위치 데이터와 이러한 장치들이 쉽게 꺼지거나 수신이 끊길 수 있어 차량의 대리 위치가 전송되는 것을 방해한다는 사실 때문에 불리하다.
* 도로 상태를 판단하는 데 이용되는 차량 원격측정 데이터. 차량이 상태가 좋지 않은 도로의 부분(예를 들면, 포트홀)을 지나간 시간 뿐만 아니라 포트홀의 정밀한 위치를 나타내는 차량 원격측정 데이터가 전송될 수 있다. 이 정보는 포트홀의 위치와 존재에 주목하는 유지 보수 기반 시설 하드웨어로 전송될 수 있다. 일부의 경우들에서, 포트홀의 존재에 대해 복수의 차량들로부터 반복되는 표시는 포트홀의 위치에 대한 더욱 정확한 데이터를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 공중 회랑(경로)의 경우, 지역적으로 모니터링될 수 있고 해당 위험 위치에 접근하는 공중차량들에게 알리기 위하여 TMS로 송신되는 지역적 불량 가시성 문제 또는 다른 위험들이 있을 수 있다.
지상 또는 공중 차량에 특히 관련된 활동에 관한 모든 이러한 지역적 데이터는 차량 추적 시스템(150)에 제공된다. 시스템은 광역 네트워크를 통해 서버와 같은 원격으로 위치되는 상호작용 장치에 해당 정보를 제공하는 전달자로서 작용한다. 그러나, 이 데이터는 또한 원격 통신 장치들 중 하나 또는 그 이상(202)에서 차량 추적 시스템에 의해 저장될 수 있다. 이어서 데이터는 임의의 광역 네트워크 통신 링크를 이용하여 중앙 서버에 업로드될 수 있고, 그 다음 필요에 따라 수집 및 분석될 수 있다. 업로드 주기는 각 원격 통신 장치(202)에서 이용가능한 저장소의 야의 함수로서 결정된다.
본 발명의 몇몇 예시적인 실시예들과 장치의 다른 기능들의 구현이 상세하게 도시되었지만, 당업자는 어떻게 이를 달성할 수 있는지에 대한 상세한 설명 필요 없이 설명된 기능을 수행하기 위해 시스템의 기본 구성을 쉽게 조정할 수 있을 것임을 이해해야 한다. 따라서, 본 명세서에서, 시스템에 기능을 구현하는 숙련자의 능력이 주어지면 필요하지 않으므로, 필요한 구체적인 구현을 설명하지 않고 시스템의 여러 기능들이 다른 위치들에서 설명되었다.
나아가, 문맥이 허용한다면 여기에 서술된 다른 실시예들의 특징, 장점 및 기능이 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (46)

  1. 하나 또는 그 이상의 차량들이 그 안에서 움직일 수 있는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하기 위한 차량 추적 장치에 있어서,
    시야를 가지고 또한 상기 시야 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들로부터 방출되거나 또는 이에 의해 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되는, 하나 또는 그 이상의 적외선(IR) 센서들;
    하나 또는 그 이상의 차량들 각각을 고유하게 식별하는 고유한 식별 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들이 지리적 위치에서 시야에 진입할 때 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하도록 구성되는, 수신기;
    하나 또는 그 이상의 IR 센서들에 의해 검출되는 IR 광선, 수신된 고유한 식별 데이터 및 수신된 위치 데이터에 기초하여 적어도 2차원으로 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성되는, 프로세서; 및
    하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량의 결정된 현재 운동학적 데이터를 송신기로부터 이격되어 있는 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성되는, 송신기를 포함하는, 차량 추적 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 특정 차량은 지상 차량인, 차량 추적 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 차량 추적 장치에는 지형 매핑 데이터가 마련되어 있고, 상기 프로세서는 검출된 IR 광선, 상기 고유한 식별 데이터, 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 이전에 결정된 운동학적 데이터 및 상기 지형 매핑 데이터 중 하나 또는 그 이상에 기초하여 3차원으로 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 특정 차량은 공중 차량인, 차량 추적 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 차량들은 적어도 2 대의 차량들을 포함하고, 차량들 중 하나는 지상 차량이고 다른 하나는 공중 차량이며, 상기 하나 또는 그 이상의 IR 센서들은 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 하나의 IR 센서는 지상 차량으로부터 방출되거나 또는 이로부터 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되고 다른 하나의 IR 센서는 공중 차량으로부터 방출되거나 또는 이로부터 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들의 이전에 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 대응하는 차량들 각각에 대한 현재 운동학적 데이터의 결정을 위해 상기 프로세서로의 입력으로서 사용하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 적어도 50 Hz의 빈도에서 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신기는 하나 또는 그 이상의 차량들의 지상-공간 엔벨롭 또는 공중 공간 엔벨롭에 관련된 데이터를 수신하도록 추가적으로 구성되고 또한 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들의 상대적 포지셔닝을 결정하기 위해 지상-공간 엔벨롭 또는 공중 공간 엔벨롭을 사용하도록 배치되는, 차량 추적 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, IR 광선을 하나 또는 그 이상의 차량들을 향해 방출하도록 구성되는 IR 방출기를 더 포함하는, 차량 추적 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 결정된 현재 운동학적 데이터를 특정 차량의 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 결정된 현재 운동학적 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 결정된 운동학적 데이터를 원격으로 위치되는 교통 관리 시스템(TMS)의 운동학적 데이터 수신기로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항 또는 제 10 항 또는 제11 항에 종속하는 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나의 결정된 현재 운동학적 데이터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 더 구성되고, 상기 제어 신호는 특정 차량에 의해 실행될 때 특정 차량의 속도 또는 위치의 변경을 초래하는 지시들을 포함하고, 상기 송신기는 이 제어 신호를 상기 특정 차량으로 전송하도록 더 구성되는, 차량 추적 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 IR 센서들 중 적어도 하나는 고정된 지리적 기준점으로부터 방출되거나 또는 이로부터 반사되는 IR 광선을 검출하도록 구성되고, 상기 프로세서는
    상기 고정된 지리적 기준점에 대하여 상기 차량 추적 장치의 위치를 결정하고; 또한 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정할 때 상기 차량 추적 장치의 결정된 위치를 사용하도록 더 구성되는, 차량 추적 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서에 의해 결정되는 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터는, 적어도 대응하는 차량의 시간에 따른 지리적 위치를 포함하는, 차량 추적 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 추적 장치는 고정된 위치를 갖는 진입점을 모니터링하고, 또한 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치로서 시간상의 특정 점에서 상기 고정된 위치에 관련된 데이터를 수신하도록 구성되는, 차량 추적 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 하나 또는 그 이상의 차량들로부터 고유한 식별 데이터 및 초기 위치 데이터의 전송을 요청하는 상기 송신기에 의해 전송될 풀(pull) 요청을 생성하도록 더 구성되는, 차량 추적 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 적외선(IR) 센서들은 상기 운송 네트워크에 인접한 사람들 또는 동물들의 움직임을 커버하기에 충분히 넓은 시야를 가지는, 차량 추적 장치.
  19. 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하기 위한 차량 추적 시스템에 있어서, 상기 차량 추적 시스템은 네트워크에 배치되는 제1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 차량 추적 장치들을 포함하고, 제1 차량 추적 장치의 송신기는 제1 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동학적 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터를 복수의 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치로 전송하도록 구성되고, 제1 차량 추적 장치의 수신기는 제3 차량 추적 장치로부터 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터 및 복수의 차량 추적 장치들 중 제3 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동 데이터를 수신하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제2 차량 추적 장치의 프로세서는 지역적으로 결정된 현재 운동학적 데이터와 수신된 운동학적 데이터 간의 일치를 판단하기 위해 제2 장치에서 지역적으로 결정된 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나의 현재 운동학적 데이터를 제1 차량 추적 장치에서 결정되고 이로부터 수신된 현재 운동학적 데이터와 비교하도록 더 구성되는, 차량 추적 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제2 차량 추적 장치는 적어도 2 개의 다른 차량 추적 장치들 간의 데이터 비교의 결과들을 수신하고 상기 제2 차량 추적 장치의 프로세서는 일관되지 않게 행동하는 추적 장치를 식별하기 위해 투표를 이용하도록 구성되는, 추량 추적 시스템.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 적어도 2 개는 지리적으로 서로 인접하게 위치되도록 배치되고 또한 인접하게 위치된 차량 추적 장치들의 IR 센서들은 부분적으로 중첩하는 시야를 가지는, 차량 추적 시스템.
  23. 제 19 항에 있어서, 원격 통신 장치를 더 포함하고, 상기 원격 통신 장치는
    광역 통신 네트워크로부터 원격 데이터를 수신하도록 구성되는 원격 데이터 수신기; 및
    상기 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로 전송하도록 구성되는 원격 데이터 송신기를 포함하고,
    복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상은 상기 원격 데이터를 수신하고 또한 상기 수신된 원격 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 상기 수신된 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 각각으로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 상기 수신된 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 각각으로 병렬적으로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 현재 차량 추적 장치는
    상기 원격 통신 장치로부터 전송된 원격 데이터를 직접 또는 복수의 차량 추적 장치들 중 다른 하나를 통해 수신하고; 또한
    상기 수신된 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 또 다른 하나로 전송하도록 구성되는, 추량 추적 시스템.
  27. 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 지역적 데이터를 수신하고 또한 상기 지역적 데이터를 광역 통신 네트워크로 전송하도록 더 구성되는, 차량 추적 시스템.
  28. 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치는 차량 추적 장치의 결정된 현재 운동학적 데이터를 상기 원격 통신 장치로 전송하도록 구성되고 또한 상기 원격 통신 장치는 복수의 차량 추적 장치들 중 상기 제1 차량 추적 장치로부터 결정된 현재 운동학적 데이터를 수신하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서, 복수의 차량 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치는 원격 통신 장치로부터 결정된 현재 운동학적 데이터를 수신하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 상기 시스템에 지역적인, 결정된 현재 운동학적 데이터를 원격으로 위치된 상호작용 장치로 전송하도록 더 구성되는, 차량 추적 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 교통 관리 시스템(TMS)에 통신가능하게 결합되고 또한 결정된 현재 운동학적 데이터를 상기 TMS로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 결정된 현재 운동학적 데이터를 상기 TMS로부터 수신하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  33. 제 23 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원격 데이터 수신기는 위성 통신 수신기를 포함하는, 차량 추적 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 원격 데이터 수신기는 원웹 위성 통신 수신기를 포함하는, 차량 추적 시스템.
  35. 제 23 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원격 데이터 수신기는 4G 또는 5G 무선 통신 수신기를 포함하는, 차량 추적 시스템.
  36. 제 23 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원격 데이터는 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나의 결정된 현재 운동학적 데이터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량을 제어하기 위한 제어 신호를 포함하고, 상기 제어 신호는 상기 특정 차량에 의해 실행될 때 특정 차량의 속도 또는 위치의 변경을 초래하는 지시들을 포함하고, 상기 특정 차량에 근접하는 특정 차량 추적 장치의 송신기는 상기 제어 신호를 상기 특정 차량으로 전송하도록 더 구성되는, 차량 추적 시스템.
  37. 제 23 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원격 통신 장치는 복수의 원격 통신 장치들을 포함하고, 원격 통신 장치들 각각은 복수의 원격 통신 장치들 중 다른 원격 통신 장치들로부터 지리적으로 이격된 위치에 위치되고 또한 상기 원격 데이터를 상기 위치에 지역적인 지리적 영역 안에 마련되는 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  38. 제 19 항에 있어서, 상기 시스템은 지역적 통신 장치를 포함하고, 상기 지역적 통신 장치는
    지역적 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 수신하도록 구성되는 지역적 데이터 수신기; 및
    상기 지역적 데이터를 원격으로 위치되는 장치로 광역 통신 네트워크를 통해 전송하도록 구성되는 지역적 데이터 송신기를 포함하고,
    복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상은 지역적 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로부터 수신하고 또한 수신된 지역적 데이터를 상기 지역적 통신 장치로 전송하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 지역적 데이터는 차량 진단 및 예측 데이터, 운전자 상태 데이터, 운전자 건강 데이터, 운전자 또는 승객 활동 데이터 및 차량 원격측정 데이터 중 하나 또는 그 이상을 포함하는, 차량 추적 시스템.
  40. 제 19 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 차량들은 공중 차량들이고 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 서브세트는 제1 고도에서 움직이는 하나 또는 그 이상의 공중 차량들을 추적하도록 구성되고 복수의 차량 추적 장치들 중 제2 서브세트는 제2 고도에서 움직이는 하나 또는 그 이상의 공중 차량들을 추적하도록 구성되는, 차량 추적 시스템.
  41. 하나 또는 그 이상의 차량들이 그 안에서 움직일 수 있는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법에 있어서,
    차량 추적 장치를 마련하는 단계, 상기 추적 장치는 시야를 가지고;
    하나 또는 그 이상의 차량들 각각을 고유하게 식별하는 고유한 식별 데이터 및 상기 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들 각각의 초기 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계;
    상기 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들에 의해 방출되거나 또는 이에 의해 반사되는 IR 광선을 검출하는 단계;
    검출되는 IR 광선에 기초하여 하나 또는 그 이상의 차량들의 현재 운동학적 데이터를 결정하는 단계; 및
    하나 또는 그 이상의 차량들 중 특정 차량의 결정된 현재 운동학적 데이터를 이격된 수신 위치로 전송하는 단계를 포함하는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 전송하는 단계는 현재 운동학적 데이터를 상기 이격된 수신 위치에 있는 복수의 추적 장치들 중 적어도 하나의 다른 차량 추적 장치로 전송하는 단계를 포함하는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법.
  43. 제 41 항 또는 제 42 항에 있어서, 상기 전송하는 단계는 현재 운동학적 데이터를 상기 이격된 수신 위치에 있는 특정 차량으로 전송하는 단계를 포함하는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법.
  44. 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서, 네트워크 내에 배치되는 복수의 차량 추적 장치들을 마련하는 단계를 더 포함하고, 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제1 차량 추적 장치에서 결정되는 현재 운동학적 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터를 복수의 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치로 전송하고 또한 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제3 차량 추적 장치로부터 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터 및 복수의 차량 추적 장치들 중 제3 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동학적 데이터를 수신하고; 상기 방법은
    광역 통신 네트워크로부터 원격 데이터를 원격 통신 장치에서 수신하는 단계; 및
    상기 원격 데이터를 복수의 차량 추적 장치들 중 적어도 하나로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    복수의 차량 추적 장치들 중 적어도 하나는, 사용시, 상기 원격 데이터를 수신하고 또한, 사용시, 상기 수신된 원격 데이터를 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로 전송하는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법.
  45. 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서, 네트워크 내에 배치되는 복수의 차량 추적 장치들을 마련하는 단계를 더 포함하고 또한 복수의 차량 추적 장치들 중 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제1 차량 추적 장치에서 결정되는 현재 운동학적 데이터 및 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터를 복수의 추적 장치들 중 제2 차량 추적 장치로 전송하고 또한 제1 차량 추적 장치는, 사용시, 제3 차량 추적 장치로부터 하나 또는 그 이상의 차량들의 고유한 식별 데이터 및 복수의 차량 추적 장치들 중 제3 차량 추적 장치에서 결정된 현재 운동학적 데이터를 수신하고; 상기 방법은
    복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 지역적 데이터를 지역적 통신 장치에서 수신하는 단계; 및
    상기 지역적 데이터를 광역 통신 네트워크를 통해 원격으로 위치되는 장치로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    복수의 차량 추적 장치들 중 하나 또는 그 이상은, 사용시, 하나 또는 그 이상의 차량들 중 적어도 하나로부터 지역적 데이터를 수신하고 또한, 사용시, 상기 수신된 지역적 데이터를 상기 지역적 통신 장치로 전송하는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법.
  46. 제 41 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송하는 단계는 상기 결정된 운동학적 데이터를 원격으로 위치되는 교통 관리 시스템(TMS)으로 전송하는 단계를 포함하는, 운송 네트워크 내의 지리적 위치에 있는 하나 또는 그 이상의 차량들을 추적하는 방법.
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