專利名稱：利用車輛-基礎(chǔ)設(shè)施無線通信的車輛速度指示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通管理，包括幫助駕駛員選擇改善交通流的車輛速度。
背景技術(shù)：
盡管駕駛員努力安全平穩(wěn)地駕駛，但是，即使在沒有觸發(fā)事件的情況下，也在公路上出現(xiàn)一些交通擁擠。消除這些交通擁擠將有助于提高安全性、交通吞吐量，并減少車輛交通對(duì)于公路的環(huán)境影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的例子包括允許改善交通管理并允許更有效的車輛操作的設(shè)備和方法。例子包括利用車輛到基礎(chǔ)設(shè)施無線通信的建議車輛速度指示器系統(tǒng)。示例性方法將建議速度通知給駕駛員，該建議速度可通過交通控制器作為公路的最佳行駛速度被確定，并且可比公告的速度限制低。如果一個(gè)或更多個(gè)駕駛員將他們的車輛速度調(diào)整為接近建議速度，那么交通流可變得緩和，并且可以提高車輛安全性。建議速度可沿公路的特定部分被分配給適當(dāng)?shù)嘏鋫涞拿總€(gè)車輛。本發(fā)明的例子包括用于確定公路或其一部分上的對(duì)象車輛的建議速度并將建議速度傳送給對(duì)象速度的駕駛員的設(shè)備和方法。示例性系統(tǒng)包括與一個(gè)或更多個(gè)車輛電子器件系統(tǒng)(作為車輛單元的一部分)電子通信的雙向無線通信裝置、路邊無線通信裝置(稱為路邊單元)和交通控制器。車輛中的通信裝置記錄車輛的平均速度并將其傳送給路邊通信裝置，該路邊通信裝置然后將該信息傳送給交通控制器。交通控制器然后計(jì)算同一公路上的所有車輛的平均速度，并將基于平均速度的建議速度送回車輛。建議速度可比車輛的當(dāng)前速度快或慢，并且可與公告的速度限制明顯不同。示例性系統(tǒng)包括車輛單元、路邊單元和交通控制器。車輛單元包括向路邊單元傳送車輛速度并從路邊單元接收建議速度的收發(fā)器。建議速度由交通控制器通過使用來自多個(gè)車輛的車輛速度確定。車輛單元然后將建議速度傳遞給駕駛員。路邊單元(也可稱為路邊電子器件，RSE)可使用DSRC (專用短程通信)，以與車輛通信。多個(gè)路邊單元沿公路間隔地收集車輛速度，并將車輛速度數(shù)據(jù)傳送給交通控制器。交通控制器然后確定公路上的不同的位置處的每個(gè)車輛的最佳車輛速度。例如，當(dāng)車輛接近具有緩慢移動(dòng)車輛的公路的一部分時(shí)，建議速度可明顯比公告的速度限制低?？赏ㄟ^使用無通信直接從車輛收集車輛速度數(shù)據(jù)，并且也可從諸如視頻照相機(jī)和速度測(cè)量裝置的路邊傳感器收集它。車輛單元可通過使用任何適當(dāng)?shù)姆椒▽⒔ㄗh速度傳遞給駕駛員。建議速度可通過使用圖形符號(hào)(諸如較高或較低的符號(hào))或通過使用音頻信號(hào)以數(shù)值的方式被顯示于例如車輛的儀表板上。建議速度可作為絕對(duì)值或者相對(duì)于車輛的當(dāng)前速度被給出。例如，可根據(jù)建議速度是高于還是低于當(dāng)前的車輛速度給予駕駛員反饋。


圖1A IC是根據(jù)本發(fā)明的例子的系統(tǒng)的簡化示意圖。圖2A和圖2B示出車輛速度、交通速度和公告的速度限制的比較。圖3A和圖3B通過使用距離-時(shí)間關(guān)系示出與圖2A和圖2B類似的比較。圖4示出，在車輛前面出現(xiàn)交通阻塞的情況下，建議的速度可如何明顯比公告的速度限制低。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的例子的方法。
具體實(shí)施例方式車輛操作員(駕駛員)基于諸如公告的速度限制和周圍的交通情況的各種因素確定最佳的車輛速度。但是，在不存在其它信息的情況下，公路上的駕駛員的最大努力也會(huì)導(dǎo)致次最佳的速度選擇，這會(huì)導(dǎo)致停停走走的交通。作為結(jié)果，出現(xiàn)撞車、交通阻塞、交通緩慢和高度波動(dòng)的車輛速度。如果存在阻塞，例如，如果公路上的車輛密度超過公路的設(shè)計(jì)密度，那么這些問題會(huì)特別普遍。即使在沒有諸如施工或之前事故的觸發(fā)事件的情況下，也出現(xiàn)交通擁擠。例如，在高密度交通中，即使在不存在外部障礙的情況下，停止或緩慢移動(dòng)的交通的波也會(huì)沿公路傳播。但是，通過使用建議的速度，可以減少或消除交通擁擠和緩慢的交通，使得大大改善安全性、公路容量、燃油經(jīng)濟(jì)性并減少環(huán)境影響。通過向駕駛員建議最佳駕駛速度，駕駛員有機(jī)會(huì)以更平穩(wěn)、更安全和更環(huán)境友好的方式沿公路行駛。常規(guī)上，這些信息對(duì)于駕駛員來說是不可得的。在本發(fā)明的例子中，交通控制器確定車輛在沿公路的不同位置處的最佳行駛速度。這些建議的速度可根據(jù)時(shí)間和沿公路的位置連續(xù)改變。確定的最佳速度作為建議的速度被呈現(xiàn)給駕駛員。駕駛員可以不選擇在建議的速度下行駛，但是，遵循建議的速度允許駕駛員避開阻塞區(qū)域和突然的減速，因此他有動(dòng)力這樣做。由此，安全性優(yōu)點(diǎn)使得吸引駕駛員遵循建議的速度。在一些例子中，車輛單元與路邊單元之間的雙向無線通信允許交換數(shù)據(jù)，諸如車輛速度和由交通控制器確定的建議速度。建議速度連同觀察的公告速度限制和周圍車輛的速度是對(duì)于駕駛員的附加信息。但是，向駕駛員提供建議速度有利于更平穩(wěn)的無阻塞交通。在一些例子中，建議速度可隨公路上的車道位置改變。例如，如果左車道的前方阻塞，例如，與公路的左車道上的車輛相比，右車道上的車輛可接收更高的建議速度。通常，期望較快的車輛使用左車道，而快的車輛使用中間車道，并且較慢的車輛使用右車道。但是，在阻塞的公路上，可以以或多或少隨機(jī)的方式使用這些車道。根據(jù)車道位置使用建議速度允許改善沿各個(gè)車道的交通管理，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的車輛吞吐量。車輛操作員通過利用諸如公告的速度限制的因素控制車輛的速度。但是，嘗試在公告的速度限制下駕駛會(huì)導(dǎo)致停停走走的交通狀況，從而給出低效和惡化的駕駛狀況。本發(fā)明的例子包括用于向車輛操作員傳遞建議速度的方法和設(shè)備。即使在可能在公告的速度限制下行駛的條件下，建議速度也可比公告的速度限制低。例子是在車輛前方存在阻塞的情況。圖1A表示示例性設(shè)備的簡化示意圖,表示與路邊單元14無線通信的在車輛10內(nèi)支持的車輛單元12。路邊單元14與交通控制器18通信。交通控制器18可從多個(gè)這種路邊單元接收交通數(shù)據(jù)。交通控制器能夠確定沿公路的各點(diǎn)上的最佳行駛速度。然后，最佳行駛速度可通過從路邊單元14 (或其它路邊單元)到車輛單元12的傳送而被傳送給車輛
10。當(dāng)車輛沿公路移動(dòng)時(shí)，建議速度可通過使用其它的路邊單元被傳送給車輛單元，并且，車輛可從后面遇到的路邊單元接收更新的建議速度。圖1B表示沿公路移動(dòng)的車輛，在與沿公路的移動(dòng)對(duì)應(yīng)的位置10、10'和10''上表示該車輛。路邊單元14和16與交通控制器18通信。交通控制器從車輛接收通過從車輛單元向路邊單元的無線傳送接收的行駛速度數(shù)據(jù)。當(dāng)車輛沿公路移動(dòng)時(shí)，它會(huì)與一個(gè)路邊單元失去聯(lián)系并隨后或者同時(shí)變得處于第二路邊單元的范圍內(nèi)。車輛可包括車輛OBE (車載電子器件)，并且可包含與車輛電子器件系統(tǒng)連接的雙向無線通信裝置。包含無線通信裝置的路邊單元可由RSE (路邊電子器件)表示。交通控制器通過無線、有線、光纖或其它通信鏈路與路邊單元通信。當(dāng)車輛沿公路行駛時(shí)，確定預(yù)定的時(shí)間段上的平均速度。預(yù)定時(shí)間段可以為例如小于5分鐘，諸如5秒 2分鐘范圍的時(shí)間段，諸如I分鐘。預(yù)定的時(shí)間可替代性與行駛諸如兩個(gè)路邊單元之間的距離的一定距離所耗費(fèi)的時(shí)間對(duì)應(yīng)。當(dāng)車輛單元處于路邊單元的通信范圍內(nèi)時(shí)，車輛單元通過使用無線通信向路邊單元傳送數(shù)據(jù)。例如，可對(duì)于這類系統(tǒng)使用5.9千兆赫DSRC (專用短程通信)。路邊單元從多個(gè)車輛收集數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)傳送給交通控制器，在該交通控制器中，來自各種車輛(以及任選地來自路邊傳感器或其它源)的數(shù)據(jù)聚集以產(chǎn)生公路或其多個(gè)部分的平均車輛行駛速度(交通速度)。根據(jù)公路上的位置和時(shí)間，可以確定平均車輛行駛速度。圖1C表示車輛單元12的形式的車輛電子器件的簡化示意圖，該車輛單元12包括收發(fā)器20、電子電路(在本例子中，為處理電路22)和用戶界面24。車輛單元從速度傳感器26接收速度傳感器信號(hào)。電子電路從速度信號(hào)確定車輛速度，例如，確定為預(yù)定時(shí)間上的平均速度。收發(fā)器可操作為當(dāng)路邊單元處于范圍內(nèi)時(shí)向路邊單元傳送車輛速度，并且進(jìn)一步可操作為從相同或不同的路邊單元接收建議速度。用戶界面可包括用于向駕駛員傳遞建議速度的任何機(jī)構(gòu)。在操作中，交通控制器比較當(dāng)前的交通速度(例如，公路上的車輛中的一些或全部的平均速度)與公告的速度限制。當(dāng)差值不明顯時(shí)，例如，當(dāng)交通在低于公告的速度限制Imph的速度下移動(dòng)時(shí)，可不需要任何行動(dòng)。并且，如果交通速度比公告的速度限制高，那么可以不采取任何行動(dòng)。但是，當(dāng)當(dāng)前的交通速度明顯比公告的速度限制低時(shí)，交通控制器可確定增加交通行駛速度會(huì)更好。如果車輛速度與平均車輛速度(交通速度)明顯不同，那么建議速度可等于或大致等于交通速度。明顯的速度差值可以為例如3mph或更大的差值，例如，5mph或更大。建議速度可被四舍五入到例如最近的整數(shù)mph或者其它的增量。圖2A表示可由示例性交通控制器收集的車輛速度數(shù)據(jù)。該圖示出(對(duì)象車輛的)交通速度、交通速度和公告的速度限制。在本例子中，交通速度是公路的一部分內(nèi)的車輛的平均速度。在圖2A中，車輛速度低于公告的速度限制，并且還低于交通流的速度。交通控制器和車輛單元向駕駛員表明比當(dāng)前的車輛速度快的建議速度。如果駕駛員加速使得車輛速度匹配建議速度，那么對(duì)象車輛然后與公路上的交通流一起駕駛?？蓮墓返母鱾€(gè)車道獲得諸如圖2A所示的數(shù)據(jù)。在這種情況下，交通速度是公路的一部分內(nèi)的某車道內(nèi)的車輛的平均。圖2B表示車輛速度比公告的速度限制和交通流的速度高的情況。在這種情況下，建議速度比對(duì)象車輛的現(xiàn)在的行駛速度低。該建議允許對(duì)象車輛與公路上的交通流一起駕駛。并且，可對(duì)于公路的單個(gè)車道收集諸如圖2B所示的數(shù)據(jù)。圖3A表示時(shí)間空間域內(nèi)的車輛行駛特性。如果車輛以恒定的速度行駛，那么它獲得與時(shí)間段成比例的一定距離。在這種情況下，在示為垂直線(t)的時(shí)間之后，車輛速度與交通速度之間的差值給出分離距離d。通過提供與平均交通速度類似的建議車輛速度，可以減少分離d。如果在某時(shí)間向駕駛員表明新的建議速度并且駕駛員然后變?yōu)樵撍俣?，那么可以減少交通流與對(duì)象車輛之間的距離。在圖3B中表示這一點(diǎn)。在圖3B中，對(duì)象車輛與交通流位置之間的距離表示為d，并且，由于車輛速度的改變，該距離從圖3A所示的距離減小。交通流可由以公路部分內(nèi)的車輛的平均速度移動(dòng)的點(diǎn)代表，并且，該點(diǎn)與比較開始的車輛位置匹配。在本例子中，車輛速度在時(shí)間ts上變?yōu)榻ㄗh速度，并且，在該時(shí)間后，d的值隨時(shí)間保持恒定。這表明，當(dāng)駕駛員將車輛速度修改為等于建議速度時(shí)，車輛速度匹配交通速度?？赏ㄟ^觀察來自公路上的其它車輛的車輛行駛數(shù)據(jù)，檢測(cè)交通阻塞的存在。如果交通控制器識(shí)別這種交通阻塞的存在，那么它可確定車輛的最佳速度以避開阻塞。該最佳速度作為建議速度被傳遞到駕駛員。圖4示出利用建議速度的阻塞避免。在圖4中，實(shí)線代表作為距離的函數(shù)的交通速度。在平緩梯度區(qū)域(表示為40)內(nèi)，交通流速度降低，從而表明后面的公路部分有交通阻塞。如果對(duì)象車輛以其初始速度(表示為虛線)向該部分前進(jìn)，則該車輛在隨后的時(shí)間V遇到交通阻塞。但是，通過在時(shí)間ts上將車輛速度降低到建議速度，對(duì)象車輛避開交通阻塞(由與較低速度對(duì)應(yīng)的較小梯度虛線42表示)。在本例子中，向駕駛員表明比當(dāng)前的車輛速度和周圍的交通速度都低的建議速度。通過立即將車輛速度調(diào)整到建議速度，對(duì)象車輛避開交通擁擠。圖5表示根據(jù)本發(fā)明的例子的方法?？?00與確定車輛速度對(duì)應(yīng)。它可以是預(yù)定時(shí)間上的平均速度?？?02與通過路邊單元向交通控制器傳送速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。框104與交通控制器分析來自多個(gè)車輛的速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)?？?06與確定建議速度對(duì)應(yīng)。例如，建議速度可等于公路的一部分內(nèi)的車輛的平均速度，或者以其它方式為其函數(shù)。該部分可以是車輛當(dāng)前行駛通過的部分或者車輛開往的部分?？?08與例如通過相同或不同的路邊單元向車輛傳送建議速度對(duì)應(yīng)?？?10與例如通過可聽和/視覺機(jī)構(gòu)向駕駛員傳遞建議速度對(duì)應(yīng)。在一些例子中，可針對(duì)單個(gè)車輛提出匹配周圍的交通的建議速度。例如，如果某車輛沿70mph速度極限公路以60mph行駛而其它的車輛以68mph移動(dòng),那么交通控制器可通過使用車輛到基礎(chǔ)設(shè)施通信識(shí)別較慢的車輛并向該車輛傳送建議速度。在本例子中，建議速度可以為68 (交通速度)或類似的速度。本發(fā)明的例子還允許改善公路匯合和交叉口處的交通管理。例如，交通控制器可從局部道路識(shí)別交叉或匯合口處的較慢交通的區(qū)域。在這些情況下，相對(duì)于公告的速度限制，接近交叉或匯合口處的交通可具有降低的建議速度，從而允許車輛避免迅速的減速，或者在一些情況下完全避免阻塞。由此，作為當(dāng)前和優(yōu)化的行駛速度上的車輛到基礎(chǔ)設(shè)施通信的結(jié)果，交通控制器可更有效地管理交通速度，以防止或減輕交通阻塞并提高公路吞吐量。車輛操作員享受相對(duì)自由流動(dòng)的交通的益處。由此，示例性設(shè)備包括向路邊單元傳送車輛速度、從路邊單元接收建議速度并將建議速度傳遞給駕駛員的車輛單元。速度傳感器可以是車輛速度計(jì)或相關(guān)聯(lián)的部件。但是，不需要使用直接的車輛速度傳感器。車輛速度傳感器可包含與車輛相關(guān)的全球定位系統(tǒng)(GPS)電子器件或者代表車輛速度的其它信號(hào)的源，諸如使用的齒輪或rpm。在一些例子中，不需要從車輛通信確定車輛速度。例如，可以使用路邊傳感器、交通照相機(jī)和雷達(dá)等以確定公路上的車輛速度。在這些例子中，車輛單元可被用于接收建議速度并將建議速度傳遞給駕駛員。車輛單元與對(duì)象車輛相關(guān)聯(lián)，并且可包收發(fā)器、速度分析電路、用戶界面和提供希望的功能所需要的任何其它電子電路。在操作中，車輛單元例如從諸如引擎控制單元的車輛電子器件或者速度或速度相關(guān)信號(hào)的任何其它適當(dāng)?shù)脑撮g隔地接收速度信號(hào)。車輛單元可包含可操作為與一個(gè)或更多個(gè)車輛電子系統(tǒng)通信的接口電路。速度信號(hào)可由速度傳感器、GPS或與車輛相關(guān)聯(lián)的其它導(dǎo)航系統(tǒng)提供。車輛單元可包含諸如基于處理器的電路的電子電路，該電子電路可操作為計(jì)算用于傳送到路邊單元的車輛速度數(shù)據(jù)。傳送的車輛速度數(shù)據(jù)可以是車輛速度的移動(dòng)平均(rolling average),例如,前面的60秒或其它時(shí)間間隔上的平均。車輛單元可操作為從路邊單元接收建議速度?？蓮慕邮哲囕v速度的同一路邊單元接收或者可從不同的路邊單元接收建議速度。用戶界面被用于向駕駛員傳遞建議速度。用戶界面可包括以下方面中的一個(gè)或更多個(gè):可聽信號(hào)換能器(其可包含揚(yáng)聲器和諸如音調(diào)源或聲音合成器的可聽信號(hào)產(chǎn)生器)、視覺換能器(諸如燈、數(shù)字顯示器或其它顯示器)和觸覺換能器等。例如，可通過使用以下方面中的一個(gè)或更多個(gè)顯示建議速度:數(shù)字顯示器、接近速度計(jì)的燈(例如，使用模擬型速度計(jì)周圍或內(nèi)部的弓形形式的燈)、任何改裝的速度計(jì)、用于指示駕駛員是否應(yīng)加速或減速的音調(diào)、其它指示燈、用于向駕駛員給出指示的合成語音或任何其它適當(dāng)?shù)姆椒?。建議速度可以按絕對(duì)和/或相對(duì)形式被傳遞給駕駛員。例如，如果建議速度為65mph，那么顯示器或改裝的速度計(jì)可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞街甘?5mph。但是，駕駛員可能偏好根據(jù)建議速度與當(dāng)前的車輛速度的相對(duì)大小接收相對(duì)數(shù)據(jù)，例如，加速或減速的指示。例如，根據(jù)建議速度比當(dāng)前的車輛速度快或慢，燈可指示紅色或綠色(或其它顏色組合)。也可使用音調(diào)信號(hào)(例如，可變音高)、聲音合成或其它方法以傳遞這種信息。在傳遞建議速度的示例性方法中，車輛單元比較建議速度與當(dāng)前的車輛速度，并且通過使用用戶界面將該比較傳遞給駕駛員。在改善的自適應(yīng)巡航控制的例子中，建議速度從交通控制器被接收并被傳遞到與車輛單元電子通信的自適應(yīng)巡航控制。建議速度可取代駕駛員的偏好速度作為車輛的目標(biāo)行駛速度。例如，車輛可在阻塞前面變慢，以避開阻塞并且無需隨后突然減速。該方法允許改善自適應(yīng)巡航控制的操作，并且可被用于通過提前避免挑戰(zhàn)性的阻塞狀況而避免駕駛員輸入的需要。車輛單元可具有附加的功能，諸如警告駕駛員正在接近的緊急車輛、交通交叉口、失速車輛和不利天氣等。車輛單元可具有由車輛支持的外殼。但是，術(shù)語“車輛單元”不應(yīng)被理解為限于單個(gè)部件。車輛單元可由例如確定平均速度的GPS或車輛計(jì)算機(jī)、作為增強(qiáng)型無線電的一部分提供的收發(fā)器和由改裝的速度計(jì)和/或無線電提供的用戶界面的多種功能的組合提供。車輛單元可完全或部分地與諸如娛樂裝置、導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS和車輛控制電子器件等的現(xiàn)有的車輛電子系統(tǒng)集成。示例性路邊單元從車輛單元接收車輛速度并將速度數(shù)據(jù)傳送給交通控制器。路邊單元還從交通控制器接收建議速度并將其傳遞給車輛。路邊單元可包括可操作為與適當(dāng)?shù)嘏鋫涞能囕v通信的收發(fā)器和到交通控制器的通信鏈路。路邊單元可包含電子電路、收發(fā)器、電源(或其源)、其它相關(guān)聯(lián)的部件，并且可在具有天線的外殼內(nèi)被支持。路邊單元可沿公路間隔地被設(shè)置。術(shù)語“路邊”不是要限于位于公路路肩(shoulder)中的單元。路邊單元可在諸如路肩的道路側(cè)被支持，例如，安裝于柱子上，也可通過臺(tái)架支持于車道之上、處于中間分隔帶中、或者位于車道下面或者以其它的方式接近公路。路邊單元可部分地或者完全地與具有諸如警告標(biāo)記、速度限制標(biāo)記、交通控制信號(hào)等的附加功能的裝置集成。路邊單元可包括GPS，或者以其它的方式通過位置編程或可以按其它的方式通過交通控制器進(jìn)行位置識(shí)別的其它位置確定系統(tǒng)。路邊單元可提供其它的功能，諸如環(huán)境條件傳感器(諸如溫度、降水和光傳感器等)，并且可與諸如因特網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)(諸如公路基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò))的其它網(wǎng)絡(luò)通信。路邊單元可如希望的那樣與諸如視頻照相機(jī)和溫度傳感器等的各種傳感器通信。路邊單元還可提供車輛跟蹤功能，例如，出于商業(yè)用途希望監(jiān)視車輛的行程。路邊單元可包括可提供局部數(shù)據(jù)分析的電子電路，例如，基于處理器的電路。例如，路邊單元可從視頻或其它交通傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算交通速度和密度。路邊單元的不同的元件可處于不同的位置，例如，天線可高于車道水平，而其它的電子部件的位于更接近地平面。交通控制器從一個(gè)或更多個(gè)路邊單元接收多個(gè)車輛的車輛速度數(shù)據(jù)。交通控制器確定公路上的車輛行駛的建議速度，并且將建議速度傳送給路邊單元。建議速度可根據(jù)局部交通狀況隨沿公路的位置改變，使得每個(gè)路邊單元可傳送該公路部分的局部建議速度。交通控制器包括用于與路邊單元通信的通信裝置。它們可以是無線收發(fā)器，或者可以使用有線通信。交通控制器從公路或其一部分上的多個(gè)車輛接收速度數(shù)據(jù)。交通控制器可包含計(jì)算電路，諸如基于處理器的電路，并且可包括數(shù)據(jù)庫和其它存儲(chǔ)器部件?？赏ㄟ^由處于交通控制器內(nèi)的電子電路內(nèi)的處理器執(zhí)行的算法計(jì)算建議速度。建議速度可以是公路或其一部分上的車輛的平均速度的函數(shù)。例如，交通控制器可確定當(dāng)前的公路部分(對(duì)象車輛當(dāng)前在其上行駛的公路部分)的交通速度。在一些例子中，建議速度可被計(jì)算為當(dāng)前公路部分上的車輛的平均(平均或中數(shù))交通速度，并且，平均可包含對(duì)象車輛的速度。在其它的例子中，建議速度可被計(jì)算，以幫助對(duì)象車輛避開對(duì)象車輛前方的公路部分(車輛正駛向的公路部分)上的阻塞。建議速度比當(dāng)前的公路部分上的交通速度低，并且被計(jì)算為使得對(duì)象車輛在阻塞散開或者前移之后到達(dá)當(dāng)前阻塞的部分。建議速度可被計(jì)算為使得對(duì)象車輛不跟上沿公路傳播的阻塞的波。交通控制器可使用先前收集的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)于可通過交通控制器訪問的數(shù)據(jù)庫中。可以使用自適應(yīng)學(xué)習(xí)方法以提高建議速度，例如，通過監(jiān)視車輛以確定建議速度實(shí)際上是否是減少阻塞的最佳速度并對(duì)于將來的建議速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ??？赏ㄟ^使用當(dāng)前交通速度、當(dāng)前交通密度、將來的計(jì)算交通速度和密度、車輛類型、環(huán)境條件確定建議速度。例如，對(duì)于給定的交通密度，夜間或不利天氣狀況會(huì)導(dǎo)致建議速度降低。可以利用車輛的加速和剎車(減速)特性以確定建議速度。例如，與汽車相比，卡車的建議速度可在阻塞之前降低更多。在系統(tǒng)操作的例子中，對(duì)象車輛前方的公路部分中的交通速度明顯比當(dāng)前的對(duì)象車輛速度低。對(duì)象車輛前方的交通密度可能接近或超過可望出現(xiàn)停停走走交通的閾值密度。由此，如果對(duì)象車輛跟上前方的交通，那么交通密度會(huì)超過停停走走交通的閾值。在這種例子中，建議速度可被確定為比當(dāng)前的車輛速度低，從而減少道路前方出現(xiàn)過大的交通密度的可能性。由此，在本發(fā)明的例子中，交通控制器可被編程以使交通密度變得平穩(wěn)，以及確定使交通流最優(yōu)化的建議速度。交通控制器可操作為提供避免過量交通密度或公路上的車輛的減速的建議車輛速度。例如，在對(duì)象車輛前方的車輛正在急劇減速的情況下，建議速度可從公告的速度限制和當(dāng)前的交通速度都降低。通過在對(duì)象車輛到達(dá)急劇減速交通區(qū)域之前減慢對(duì)象車輛，使得駕駛員的駕駛體驗(yàn)更平穩(wěn)且緩和。本發(fā)明的例子包括向駕駛員傳遞可觀地減少或者明顯消除對(duì)象車輛的減速的建議速度。通過減少對(duì)象車輛的減速，可增加車輛的汽油里程，從而為駕駛員省錢?？赏ㄟ^使用最佳交通流的建議速度優(yōu)化交通平穩(wěn)化。在這些例子中，可減少公路上的車輛的意想不到的加速和減速。本發(fā)明的例子可與諸如可變速度限制系統(tǒng)的其它系統(tǒng)一起使用。當(dāng)確定建議速度時(shí)，可以考慮可變速度限制(VSL)?？赏ㄟ^VSL系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些方面，例如，可通過VSL顯示器給予所有車輛建議速度。但是，車輛單元的使用優(yōu)于常規(guī)的VSL系統(tǒng)，例如，原因是不需要用于顯示速度的VSL硬件。本發(fā)明的例子還可以與智能速度自適應(yīng)系統(tǒng)(ISA)—起工作。建議速度可考慮一天中的時(shí)間、位置、車輛類型和駕駛員類型。例如，建議速度可對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的駕駛員較低。常規(guī)的ISA系統(tǒng)不在現(xiàn)有的速度限制內(nèi)建議最佳車輛速度。但是，本發(fā)明的例子包括可提供ISA的所有優(yōu)點(diǎn)連同為了提高公路吞吐量被優(yōu)化的建議速度的方法。由此，本發(fā)明的例子允許車輛速度準(zhǔn)確地匹配周圍的交通速度，從而允許在公路上實(shí)現(xiàn)車輛的最佳吞吐量。在一些例子中，可以利用車輛前方的較慢的交通流的區(qū)域以確定降低的建議速度，從而允許對(duì)象車輛的駕駛員減少、消除或避免這種阻塞。
本發(fā)明不限于以上描述的解釋性例子。描述的例子不是要限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到其中的改變、要素的其它組合和其它的用途。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的范圍限定。描述了本發(fā)明了以后，要求以下的權(quán)利。
權(quán)利要求
1.一種用于幫助交通控制的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 車輛單元，所述車輛單元包括收發(fā)器，并被配置為被車輛支持， 位于接近公路部分的路邊單元，所述路邊單元在車輛單元位于所述公路部分上時(shí)與車輛單元通信；和 與路邊單元通信的交通控制器， 交通控制器從路邊單元接收車輛速度數(shù)據(jù)并且可操作為確定車輛的建議速度， 建議速度被從路邊單元傳送到車輛單元， 車輛單元可操作為將建議速度傳遞給駕駛員。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，建議速度是所述公路部分上的車輛的平均速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，建議速度是所述公路部分的交通車道上的車輛的平均速度，所述車輛位于交通車道中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，所述設(shè)備包括多個(gè)路邊單元，交通控制器從每個(gè)路邊單元接收車輛速度數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，建議速度比車輛速度低，建議速度被計(jì)算為允許車輛避免遇到車輛前方的公路部分上的交通阻塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的 設(shè)備，建議速度是使用位于所述公路部分前方的公路上的車輛的平均速度確定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，收發(fā)器是DSRC(專用短程通信)收發(fā)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，建議速度使用視覺信號(hào)被傳遞到駕駛員。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，建議速度使用視覺信號(hào)被傳遞到駕駛員。
10.一種改善公路上的交通流的方法，所述交通流包括具有駕駛員的車輛，所述方法包括: 確定車輛速度； 使用和與車輛相關(guān)聯(lián)的車輛單元通信的路邊單元，向交通控制器傳送車輛速度； 確定公路的一部分內(nèi)的多個(gè)車輛的平均速度； 確定車輛的建議速度，所述建議速度是平均速度的函數(shù)； 將建議速度傳送給車輛；和 將建議速度傳遞給駕駛員，以幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)改善交通流的車輛速度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括: 使用DSRC (專用短程通信)無線通信鏈路將車輛速度從車輛傳送給路邊單元；和 使用DSRC無線通信鏈路從路邊單元接收建議速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，公路的所述部分包含車輛，所述建議速度等于公路的所述部分內(nèi)的多個(gè)車輛的平均速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，公路的所述部分是車輛前方的公路部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，所述建議速度是多個(gè)車輛的平均速度和車輛與車輛前方的公路部分之間的距離的函數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，所述車輛位于交通車道內(nèi)，所述多個(gè)車輛位于所述交通車道內(nèi)。
16.一種用于改善公路上的交通流的設(shè)備，所述設(shè)備與具有駕駛員的道路車輛相關(guān)聯(lián)，所述設(shè)備包括: 可操作為從車輛電子器件接收速度信號(hào)并確定車輛速度的電子電路； 可操作為當(dāng)車輛位于公路部分上時(shí)通過接近所述公路部分的路邊單元將車輛速度傳送給交通控制器的收發(fā)器， 所述收發(fā)器進(jìn)一步可操作為從交通控制器接收建議速度，所述建議速度是公路上的多個(gè)車輛的平均速度；和 可操作為將建議速度傳遞給駕駛員的用戶界面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，收發(fā)器是DSRC收發(fā)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，用戶界面包含視覺顯示器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，用 戶界面提供與建議速度相關(guān)的可聽信號(hào)。
全文摘要
示例性交通控制系統(tǒng)包括與公路上的車輛相關(guān)聯(lián)的車輛單元、接近公路的一個(gè)或更多個(gè)路邊單元、和交通控制器。當(dāng)處于無線通信范圍中時(shí)，車輛單元向路邊單元傳送車輛速度。路邊單元向交通控制器傳送車輛速度。交通控制器從多個(gè)車輛接收車輛速度數(shù)據(jù)，并且確定每個(gè)車輛的建議速度。建議速度可與公路的一部分(例如車輛所位于的同一公路部分或者車輛正前往的公路部分)上的車輛的平均速度相關(guān)。
文檔編號(hào)G08G1/0968GK103098109SQ201180043236
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者H·哈達(dá) 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車工程及制造北美公司