(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点における交通の流れを制御する交通信号の光を制御する交通信号制御システムにおいて用いられる光データ通信のシステムであって、該光データ通信のシステムは、光パルス（３０）の流れを送出する手段を包含する送出装置（２４）であって、該光パルスの流れは、或る反復率で発生する優先パルス（３２）およびデータパルス（３４）を包含するもの、光パルスの流れを受理し光パルスの流れをあらわす受理信号を発生させる手段を包含する検出装置（１６）、受理した優先パルスを識別する手段（３８）を包含する位相選択装置（１８）、およびデータパルスを識別する手段（４０，４２）と該データパルスから導出されるデータを集合させる手段、を具備することを特徴とする光データ通信のシステム。
【請求項２】
該送出装置（２４）は、該優先パルスが介在する該データパルスを送出する手段を包含し、各光パルスはｎ個の予め定められた時間間隔の１つにより隣接の光パルスからさらに分離される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
該送出装置は、光パルスの流れを送出する前に反復率の可変の成分を選択する手段、光パルスの流れを送出する前に反復率の予め定められた一定の成分を選択する手段、および反復率の予め定められた一定の成分に反復率の可変の成分を加算し反復率を形成する手段、を包含する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
送出装置の光パルスの流れを送出する手段は、連続する優先パルスの間でデータパルスを送出することにより１．０による第１の論理の状態をあらわす手段、および連続する優先パルスの間の予め定められた点でデータパルスを送出しないことにより１．０による第２の論理の状態をあらわす手段、を包含する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
送出装置の光パルスの流れを送出する手段はデータパルスをデータパケットのなかへ配置する手段を包含する、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
送出装置の光パルスの流れを送出する手段は、光パルスの流れのなかで、送出装置を独得に識別する識別コードを包含する送出される信号をあらわす手段を包含し、位相選択装置のデータを集合する手段は、受理される信号から識別コードを抽出する手段を包含する、請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は交通信号を遠隔制御し得るシステムに係り、特に、データを光エミッタから交差点の近くに設置された検出器に光学的に送信することを可能にするシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】
交通信号は、長年、交差点における交通の流れを調整するために使用されて来た。一般に、交通信号は交通信号光の位相（ｐｈａｓｅ）をいつ変更すべきかを決定し、それにより或るものは停止させ他のものは進行させるという交通の方向の交番する信号を発生させるよう、タイマまたは車両センサに依存してきた。
【０００３】
警察カー、消防車および救急車の如き緊急車両は一般に交差点を交通信号に抗して横断することが認められている。緊急車両は代表的に警笛、サイレンおよび点滅灯によって、該緊急車両が交差点を横断しようと意図する交差点に近づく他のドライバに警戒するようにさせる。しかしながら、聴力の減少、空気調節状態、オーディオ系および他の注意散漫により、交差点に近づく車両のドライバは屡に近接する緊急車両の発する警笛に気がつかなくなることがある。これにより危険な状態を生ずる可能性がある。
【０００４】
この問題点は、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許Ｎｏ．  ３，５５０，０７８（発明者Ｌｏｎｇ）に最初に委託され成功した。ロング特許は、光エミッタを備えた緊急車両、交差点の近くに取付けられた複数の光電池であって、この光電池は交差点への接近を見通しているもの、近接する緊急車両の距離を表わす信号を発生する複数の増幅器、および増幅器からの信号を処理し、正規の交通信号シーケンスを優先使用し、接近する緊急車両へ優先度を与えるために交通信号機制御器へ局面要求を出すことができる局面選択器とを開示している。
【０００５】
ロング特許は更に、緊急車両が交差点に接近するにつれて、それは毎秒１０パルスの如き所定の繰返し率において発生する光パルスの流れを具備する優先使用要求信号を発射し、各パルスは数マイクロ秒の継続期間を有するものであることを開示している。検出器チャンネルの一部分である光電池は近接する緊急車両から射出される光パルスの流れを受信する。検出器チャンネルの出力は局面選択器により処理され、それから局面選択器は交通信号機制御器に局面要求信号を出すことにより、緊急車両が交差点に接近するのを制御する交通信号機灯を緑に変更し緑に保持する。
【０００６】
ロング氏の開示したシステムは商業的に成功であることが判明したけれども、このシステムは一層よい信号弁別デバイスを具備しなければならないことが明瞭となった。ロング氏の開示したシステムは低繰返し率の光源、けい光灯、ネオンサイン、水銀蒸気ランプおよび雷光に応答して発生する誤検出を時に受ける。又このシステムは一連の等しい距離の光パルスと一連の不規則な距離の光パルスの間を適切に弁別しないということがまた発見された。更に、光パルスの終了後にパルス要求信号が能動状態に維持する時間の長さは予測不可能で、時には余りにも短かすぎるものであった。
【０００７】
本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許Ｎｏ．  ３，８３１，０３９（発明者ヘンシエル）は、緊急車両から受信した光パルスの流れに、より厳格な要求を課した、より正確な弁別回路を開示することにより、ロング特許に開示されるシステムに改良を施した。ヘンシエルの開示したシステムにおいて、光パルスの流れは適切なパルス分離を有し所定の期間継続せねばならぬ。また、ひとたび先取り要求（ｐｒｅｅｍｐｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔ）が交通信号機制御器へ送出されると、先取り要求の信号は少なくとも予め定められた期間活性を維持せねばならぬ。
【０００８】
一例として、ヘンシエルは一実施例を開示し、この実施例においては、個々の光パルスは１２０ミリ秒以上までに分離してはならないし、光パルス流は少くとも１．５秒の間継続せねばならず、一旦能動化されれば、局面要求信号は少くとも９秒の間能動状態を維持せねばならない。ヘンシエルの開示した弁別回路によりロングの開示した弁別回路以上の改良が得られ、その結果不正確な検出はより少いものとなった。
【０００９】
ロングの本来開示したシステムは、光交通優先使用システムは緊急車両に対し使用されることを意図するものであるが、このようなシステムは緊急車両でないバスや保守（修理）用車両の如き公認車両によって使用が開始された。続いて種々の車両から発する優先使用要求を優先化する必要が生じた。例えば、バスと救急車とがそれぞれ優先使用の要求を送信する光エミッタを具備し、両方とも同時に相異なる道路から交差点に接近しているならば、人命が危ないかも知れないので、救急車が交差点を通って進むべき優先権を付与すべきである。この必要性は、本出願と同じ譲り受け人に譲渡される米国特許Ｎｏ．  ４，１６２，４７７（発明者ムンクバーグ）により提案された。
【００１０】
前記のムンクバーグは、車両が種々の優先性のレベル（ｐｒｉｏｒｉｔｙ  ｌｅｖｅｌｓ）において先取り要求信号を送信することができる光交通先取りのシステム（ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｆｆｉｃ  ｐｒｅｅｍｐｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）を開示した。ムンクバーグの開発した光エミッタは、優先性のレベルを示す選択された繰返し率を用いて、多種多様の選択可能な所定の繰返し率において光パルスを送信し得る。ムンクバーグの開示した弁別回路は種々のクラスの車両の間の弁別を行い、それぞれのクラスに優先性のレベルを指定することができる。ムンクバーグの特許に従って製作されたシステムは、代表的に２つの優先性のレベルを規定した。即ち毎秒ほゞ１０個の光パルスを送信する低い優先性のレベルと毎秒ほゞ１４個の光パルスを送信する高い優先性のベルの２つである。
【００１１】
ムンクバーグの開示した弁別回路はタイミングパルス発生器により制御される遅延回路を用いる。一つの弁別回路はそれぞれの不連続の繰返し率の検出されることを必要とする。検出された光パルスから誘導された信号は遅延回路に付与されて、検出されるべき繰返し率の周期に等しい時間間隔の間遅延される。遅延回路からの遅延信号は、遅延回路に付与された信号と比較される。２つの信号が同時のパルスであれば、検出された光パルスは、有効な光交通優先使用システムのエミッタから発生されたと考えられ得る。
【００１２】
ムンクバーグの開示した弁別回路は優先使用の優先度レベルの間で適切に弁別を行った。しかしながら、このシステムは多数の不連続にして特定目的の専用の回路を必要とした。米国特許Ｎｏ．  ４，７３４，８８１（発明者クライン等）はマイクロプロセッサに基づく弁別回路を開示した。マイクロプロセッサは光のパルスが正当な光交通優先使用システムのエミッタから送信されたことを確認するためのウインドウ付きアルゴリズムを使用した。
【００１３】
クライン等の開示した実施例において、光交通優先使用システムは４個の検出器チャンネルを入力／出力回路に接続させた。入力／出力回路は順次マイクロプロセッサに接続されている。検出器チャンネルにおいて「第１の」光パルスを受信するや否や、マイクロプロセッサはロックアウト間隔に入る。ロックアウト間隔の間、いかなる光パルスも検出器チャンネルにおいて認識されることはない。ロックアウト間隔が終ると、最初第１の光パルスを検出した検出器チャンネルをして付加的光パルスの受信を許容するウインドウ期間が入れられる。ウインドウ期間は極めて短時間であって、正当なエミッタから、光パルスが期待されると思われる時間の点のまわりに中心を造る。もしもウインドウ期間中にパルスが検出されるならば、光パルスは正当なエミッタから発生したと考えられ得る。ロックアウト期間とウインドウ期間とは弁別回路が有効光パルスを受信し、之に追従する時に連続的に繰返される。しかしながら、ウインドウ期間中にいかなるパルスも受信されなければ、弁別回路はリセットされ、すべての検出器チャンネルとは再び「第１の」光パルスを検出することが可能となる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、交差点における交通の流れを制御する交通信号の光を制御する交通信号制御システムにおいて用いられる光データ通信のシステムであって、該光データ通信のシステムは光パルス（３０）の流れを送出する手段を包含する送出装置（２４）を具備し、該光パルスの流れは、或る反復率で発生する優先パルス（３２）、およびデータパルス（３４）を包含する、ことを特徴とする光データ通信のシステム、が提供される。
本発明は光エミッタからデータを交差点近傍に設置された検出器に光学的に送信するシステムを提供するものである。１つの実施例について、本発明の方法においては、ある繰返し率で発生する優先パルスと該優先パルスに対しすきまのあるように配列されたデータパルスとを有する光パルスの流れが可変データを送信するために使用される。この実施例において、光パルスの流れは受信され、優先パルスとデータパルスは相互に分類され、該優先パルスから導出されたデータと該データパルスと組み合わせられる。
【００１５】
第２の実施例において、光エミッタは光パルスの流れを送信し、該光パルスの流れは優先使用要求と識別コードとを備えた送信信号を表わすものである。この識別コードは特有の方法で光エミッタを識別する。
【００１６】
第３の実施例において、光エミッタは、オフセットコードを含む送信された信号を表わす光パルスの流れを送信する。この実施例において位相選択器（ｐｈａｓｅ  ｓｅｌｅｃｔｏｒ）はオフセットコードに応答するが、この応答は、オフセットコードおよび、光パルス流を受信したチャンネルの数にもとづき、位相要求（ｐｈａｓｅ  ｒｅｑｕｅｓｔｓ）を交通信号制御器へ送出することと位相要求を交通信号制御器から引出すことを交互に行なうことにより行なわれる。
【００１７】
第４の実施例において、光エミッタは動作コードを含む送信信号を表わす光パルス流を送信する。動作コードに応答して、位相選択器は、該動作コードに基づいて、光パルス流を受信した検出器に関係なく１つまたはそれより多い位相を想定する位相要求を発出する。
【００１８】
第５の実施例において、光エミッタは、領域設定用コードを含む送信信号を表わす光パルス流を送信する。領域設定用コードを有する信号の振幅を決定し、将来の受信信号が比較されるべきしきい値として振幅を使用することにより、位相選択器は領域設定用コードに応答する。しきい値を超える振幅を有する将来の受信信号に作用するであろうが、しきい値より小なる振幅をもち区域設定のコードを包含しない将来の受信信号は影響に作用しないであろう。
【００１９】
【実施例】
図１は交通信号機灯１２を有する代表的な交差点１０の図示である。交通信号機制御器１４は交通信号機灯１２を継続的に点滅して交通を交互に交差点１０を介して進行させることを許可するようにするものである。本発明に特別に関係あるものとして、交差点１０は従来の光交通先取りシステム、例えばミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マヌファクチュアリング社の製造する優先性制御のシステム（オプティコム（Ｏｐｔｉｃｏｍ）と呼ばれることもある）を装備している。
【００２０】
図１に示す光交通先取りのシステムは検出器アセンブリ１６Ａと１６Ｂ、光放出器２４Ａ，２４Ｂおよび２４Ｃと位相選択器１８とを備えている。検出器アセンブリ１６Ａと１６Ｂとは交差点１０に近接する認可された車両から発する光パルスを検知するために配置される。検出器アセンブリ１６Ａと１６Ｂとは位相選択器１８と通信するが、この選択器１８は典型的には交通制御器１４と同じキヤビネットに位置している。
【００２１】
図１において、救急車２０とバス２２とは交差点１０に近づきつつある。光送信器２４Ａは救急車２０上に装着され、光送信器２４Ｂはバス２２上に装着されている。光放出器２４Ａと２４Ｂとは所定の繰返し率で光パルスの流れをそれぞれ送信する。各光パルスは数マイクロ秒の継続時間を有する。検出器組立群１６Ａと１６Ｂはこれらの光パルスを受け出力信号を位相セレクタ１８に送る。位相セレクタ１８は検出器組立群１６Ａと１６Ｂからの出力信号を処理して、交通信号機制御器１４に位相要求を出して、正規の交通信号機のシーケンスの先取りを行なう。
【００２２】
図１はまた携帯可能な光放出器２４Ｃを操作する認可された人物２１を示すが、この光放出器２４Ｃはここではオートバイ２３に装着されて示されている。一実施例において、放出器２４Ｃは光交通先取りのシステムの検出範囲を設定するのに用いられる。他の実施例において、光放出器２４Ｃは交差点１０の手動制御を要求する状態で交通信号機灯１２に該人物２１が影響を与えるように用いられる。
【００２３】
本出願と同じ譲受け人に譲渡された米国特許Ｎｏ．  ４，１６２，４７７（発明者Ｍｕｎｋｂｅｒｇ）は、光放出器の所定の繰返し率を利用して先取りのレベルを示す多重優先性の光交通先取りのシステムを開示している。図１の光交通先取りのシステムがムンクバーグ特許に従って構成されたならば、救急車２０は、人命にかかわるかも知れない問題であるから、バス２２よりも優先性を与えられるであろう。したがって救急車２０は毎秒１４パルスのような高次の優先性を示す所定の繰返し率で先取り要求信号を送信することになるが、一方バス２２は毎秒１０パルスの如き低い優先性を示す所定の繰返し率で先取り要求信号を送信するであろう。位相選択器１８は、低いおよび高い優先性の信号を弁別し、救急車の交差点への接近を制御する交通信号灯１２をして緑色になるよう又は緑色を維持させるように、またバスの交差点への接近を制御する交通信号灯１２をして赤色になるよう又赤色を維持させるよう、交通信号機制御器１４に要求することになる。
【００２４】
前記の従来の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムは２段階の信号弁別法を使用して来た。第１の段階は光パルス流が有効な優先性制御システム（オプテイコム）の光放出器から放出されているかどうかを単に識別するに過ぎない。これは米国特許Ｎｏ．  ３，５５０，０７８（発明者Ｌｏｎｇ）および米国特許Ｎｏ．  ３，８３１，０３９（発明者Ｈｅｎｓｃｈｅｌ）において開示されたが、これらは共に本出願と同じ譲受け人に譲渡されている。ムンクバーグが開示した第２の段階の信号弁別法は、優先性のレベルを示している所定のパルスの流れの繰返し率を使用することにより、多重優先性のレベルを前記の優先性制御システム（オプテイコム）の信号において符号化する可能性を与えた。この発明は第３の段階の信号弁別法、即ち光パルス流の可変データを符号化および弁別する能力を付加するものである。
【００２５】
可変データを光パルス流に符号化することにより、過剰の新しい光交通割込システムのオプションが可能となる。一実施例において本発明に従って設計された光放出器は、光放出器を一義的に識別する識別コードを送信する。この実施例の一つの形態として、識別がユーザコードと車両分類コードとに分割される。例えば、この形態において、図１のバス２２はバス２２を大量輸送交通機関用車両として識別する車両分類コードと、バス２２を同じ車両分類コードを共有する他の車両から区別するユーザコードとを送信する。同様に、救急車２０は救急車２０を緊急車両として識別する車両分類コードと個別救急車を識別するユーザコードとを送信する。他の形態において、ユーザはユーザが希望するように承認車両を代表する識別コードを規定し得る。
【００２６】
本発明により設計された位相選択器は種々の方法で識別コードを使用するように構成され得る。一つの構成において、位相選択器１８は承認された識別コードのリストを備えている。この構成において、位相選別器１８は車両が実際に正常の交通信号シーケンスから割込むことを承認されたことを確認する。送信されたコードがリストに載っている承認コードの一つに一致しなければ、割込みは発生しない。この構成は非承認ユーザが正規の交通管理シーケンスを割込むことを阻止するのに特に役立つものである。
【００２７】
別の構成において、位相選別器１８は割込みの時間、割込みの方向、割込みの継続時間、識別コードと検出器の所定の範囲内の請求している車両の通過の確認を記録することによりすべての割込み（優先使用）の要求を記録する。この構成において、光交通割込システムの乱用は記録された情報を検査することにより発見可能である。
【００２８】
本発明の別の実施例では、光交通先取りのシステムは大量輸送交通機関システムを一層効率的に走行するよう援助する。図１のバス２２のように本発明に従って製作された光放出器を有する認可された大量輸送用車両は交通信号機において待ち時間を消費することが少いので、それによって燃料を節約し、大量輸送用車両をしてより長大な路線向きに役立つようにすることができる。これはまた、認可された大量輸送交通機関用車両が渋滞した都会領域を他の車両よりも速やかに移動するから、人々が利用の自動車の代りに大量輸送用の自動車を利用することを奨励する。
【００２９】
救急車とは違って、光エミッタを装備した大量輸送用の自動車は全体的な先取りを要求しない可能性がある。１つの実施例において、交通信号のオフセットは、大量輸送用車両よりも優越性を与えるために使用され、一方交差点への接近のすべてが行なわれることが依然として許容される。例えば、各方向に通常は交通を５０％の時間流通するのを許容する交通信号機制御器は位相選択器からの反復される位相の要求に応答して大量輸送車両の方向に流れている交通が６５％の時間だけ進行することを許容し、他の方向に流れている交通が３５％の時間だけ流れることを許容する。この実施例において、実際のオフセットは大量輸送の車両をして予報できる利点を有することを許容するよう固定される。
【００３０】
別の実施例において、オフセットは可変である。可変のオフセットは大量輸送の車両をして計画通りに維持するのを許容せしめる。この実施例において、おそい大量輸送車両はオフセットが許容されており、大量輸送の車両が予定に遅れている程度に比例するオフセットの大きさを以て許可される。決まった時刻の、もしくは時間前の大量輸送車両はオフセットが許可されない。オフセットの量を大量輸送用車両の遅れに基礎付けることにより、大量輸送用車両は予定通りを維持するようになる。
【００３１】
一実施例において、キーパッド、操作棒（ジョイステイック）、トグルスイッチもしくは光エミッタに結合した他の入力装置を使用することにより、オフセットは大量輸送用車両のオペレータにより手動的に選択される。この実施例において、オフセット量は光信号で符号化される。別の実施例では、大量輸送用車両が予定通りであるか否かを決定するシステムに関連してオフセットは自動的に決定される。このようなシステムは大量輸送用車両上に設置可能であり、この場合オフセット量は光信号で符号化され、またこのシステムは交通信号機制御器と同じキヤビネット内に内蔵可能であり、その場合には、システムは車両識別コードが光信号で送信されることのみを必要とする。
【００３２】
オプテイコムのシステムは交通交差点を実際には制御しない。むしろ、位相選択器が位相要求を交互に出し、交通信号機制御器から位相要求を取り下げ、そして位相要求が許可され得るかどうかを交通信号機制御器が決定する。交通信号機制御器はまた近くの鉄道交差点のような他の起源から発生する位相要求を受信し、その場合に、他の起源からの位相要求が前記の優先性制御システム（オプテイコム）の位相選択器からの位相要求の前に許可されることを交通信号機制御器は決定し得る。しかし、実際的なこととして、前記の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムは交通交差点に影響を与え、かつ交通信号機制御器のシーケンスを監視し、最も許可されそうな位相要求を繰返し出すことにより交通信号機オフセットを作成することができる。
【００３３】
この方法を利用することにより、可変データを送信し得る前記の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムはまた交通信号を遠隔制御するため種々の新しい選択肢を与える。一実施例において、（図１の人物２１の如く）公認された人物が前記のオプテイコムのエミッタを用いることにより葬式、パレード又は運動の行事のように手動交通管制を必要とする状態の間交差点を遠隔制御することができる。この実施例において、エミッタ（光放出器）はキーパッド、ジョイステイック、トグルスイッチ或は公認された人が交通信号の位相を選択するのに使用する他の入力装置を備えている。エミッタは入力装置を介して入力する情報に応じて、選択された交通信号の位相を表わす動作コードを含む光パルス流を送信する。動作コードに応答して、位相選択器はおそらく所望の位相をとることになる交通信号機制御器に位相の要求を出すであろう。
【００３４】
別の実施例において可変データを送信することの可能な前記の優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタが前記の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムの有効範囲のように現場保守作業員により前記のオプテイコムのパラメータを設定する如く使用される。前記の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムの範囲は動作中の優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタを所望の範囲に設置し、システムが流れ光パルスを認識するしきい値になるまで位相選択器に関連するポテンショメータを調整することにより設定された。しかしながら、この実施例においては、保守作業員は単に所望の範囲に前記の優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタを設置して範囲設定コードを送信するのみである。位相の選択器はそれから光信号の振幅を決定し、範囲設定用コードを有する伝送を除けば、前記の優先性制御システム（オプテイコム）の将来形における伝送用しきい値としてこの振幅を使用する。
【００３５】
図２に示すのはムンクバーグが開示したフォーマットにしたがった２個の従来技術の優先性制御システム（オプテイコム）のパルス流を示している。優先性制御システム（オプテイコム）のパルス流は極度に正確な水晶発振器により制御される。パルス間のタイミングは優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタから発生したものとして、信号を識別する場合に臨界的である。高い優先性のパルスの流れ２６は、ほゞ毎秒１４パルスの繰返し率で発生する等間隔の、極めて短い（１０μｓ以下の）パルスの流れである。低い優先性のパルス流２８は、ほゞ毎秒１０パルスの繰返し率で発生する等しく短いパルスの流れである。
【００３６】
本発明のデータ伝送計画は高い優先性の信号および低い優先性の信号において同様に機能する。図示する目的のためにデータ伝送計画は毎秒１０パルスの繰返し率をもつ低い優先性の信号を参照して説明することにする。
【００３７】
図３は本発明に従うパルス流３０の部分を示している。パルス３２は、光伝送（信号）が優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタから発生することを示すことが要求される。パルス３２は優先性を示し、本発明を従来の優先性制御システム（オプテイコム）の優先性管理システムと両立させることが要求されるので、以後パルス群３２は優先性のパルスとしてみなすことにする。
【００３８】
データパルススロット３４はデータパルスが優先性のパルスで交互に重ねられ得る位置を表わす。それぞれのデータパルススロットは１対の優先性のパルスの間で平等に距てられている。データパルススロット内にデータパルスが存在することは、第１の論理状態を表わし、またデータパルススロット内にデータパルスがないことは第２の論理状態を表わす。他の実施例において、各連続対の優先性のパルス３２の間に若干のデータパルススロット３４が設置され得、それによって前記のオプテイコムのシステムとの両立性を維持しながら信号フォーマットのデータ伝送容量を増加する。
【００３９】
ムンクバーグとクラインほかの特許に開示されるように、前記の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムは、正確な所定の繰返し率でパルスが発生することを期待する。光パルスはまた他の起源から生ずるので従来の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムはパルス流における付加的パルスを無視するよう設計されたものである。
【００４０】
従来の優先性制御システム（オプテイコム）の位相選択器は優先性制御システム（オプテイコム）の伝送方式において符号化された可変データを識別することが可能ではないけれども、その信号を優先性制御システム（オプテイコム）の伝送として認識することが可能となるであろう。本発明に従って、可変データを有する優先性制御システム（オプテイコム）の信号は、所定の繰返し率のパルスによって示される優先性のレベルを用いて、優先性制御システム（オプテイコム）伝送を示す精密な限時の優先性のパルスを矢張り含んでいる。同様に、本発明に従って製作された優先性制御システム（オプテイコム）の位相選択器は従来の優先性制御システム（オプテイコム）の光エミッタからの信号が可変データを含まないけれども、この信号を受信し認識することは可能となるであろう。
【００４１】
データ伝送フォーマットは、光エミッタが識別可能な情報を送信することを必要とする。本発明の一実施例において、データ伝送フォーマットはｉ個の連続した第１又は第２論理状態を備えたフレーム指示用セグメントとして規定され、開始セグメントはｊ個の連続した第１又は第２論理状態として規定され、データセグメントはｋ個の連続した可変論理状態として規定され、ここにそれぞれの可変論理状態は該第１又は第２論理状態の一つであることを特徴としている。
【００４２】
一実施例において、このデータフォーマットはｎ個のデータビットを有し、全体の（２ｎ＋１）個のデータスロットを必要とするデータパケットを形成するために用いられる。フレーム指示用セグメントはｎ個の第２論理状態より構成され、開始セグメントは単一の第１の論理状態より構成され、データセグメントはｎ個の可変な論理状態より構成され、ここにデータスロット中にデータパルスの存在することは該第１の論理状態を表わし、データスロットからのデータパルスの不存在は第２の論理状態を表わす。このデータパケットのフォーマットは、少くとも１ケのデータパルス（開始パルス）は（２ｎ＋１）データスロット毎に送信されることを確証するものである。（２ｎ＋１）個のデータスロットの後に、局面選択器がデータパルスを検出しなければ、データパルスは光信号に含まれていないと判定することができる。ｎ個の第２論理状態より構成されるフレーム指示用セグメントは局面選択器をして、開始セグメントとデータセグメントを認識することを許容する。
【００４３】
ｎの値は所望のすべての任意選択を実施するのに十分なコードを付与するのに十分な大きさでなければならない。一実施例においてｎは１７であり、これより１３１，０７２データコードが得られる。この実施例において、データコードは１００，０００個の規定可能なユーザコードと３１，０７２個のシステムコードとに分割される。ユーザコードはユーザがどんなものを希望するかを表すように規定可能である。一つの構成例においてユーザコードは１０個の車両クラスに分割され、それぞれのクラスは１０，０００個のコードを備えているものである。システムコードは、優先性制御システム（オプテイコム）の光エミッタに対し、優先性制御システム（オプテイコム）のシステムの範囲を設定するようなシステム機能を実行するために使用される。この実施例において、単一のデータパケットはユーザコード又はシステムコードのいずれかを表わし得るが、しかし両方を表わすことは出来ない。
【００４４】
別の実施例において、データセグメントのデータスロットのあるものがシステムコード用に予約され、一方、データセグメントの残余のデータスロットはユーザコード用に予約されるように、データパケットが規定される。この実施例において、ユーザおよびシステム情報はそれぞれのデータパケットと共に送られる。
【００４５】
本発明では使用される好適な弁別アルゴリズムは従来の優先性制御システム（オプテイコム）のシステムで使用された弁別方法とは異なる。クラインほかの開示したウインドウ作動のアルゴリズムは検出器チャンネル当り１個の優先性制御システム（オプテイコム）の伝送信号を検出し追尾するのにのみ適しているが、これはロックアウト期間が弁別回路をして、他の起源からのパルスを検出するのを阻止するからである。しかしながら、本発明が識別コードのロギングのような機構を実施することであれば、各チャンネル毎に１つ以上の優先性制御システム（オプテイコム）の伝送信号を検出し追従することが可能でなければならない。
【００４６】
図４は図１の光交通割込みシステムを示すブロック図である。図４において、光エミッタ２４Ｂと２４Ｃから発生する光パルスは局面選択器１８のチャンネル１に接続されている検出器アセンブリ１６Ａによって受信される。光エミッタ２４Ａから発する光パルスは局面選択器１８のチャンネル２に接続されている検出器アセンブリ１６Ｂにより受信される。
【００４７】
局面選択器１８は、各チャンネルが信号処理回路（３６Ａと３６Ｂ）をもった２つのチャンネルと、チャンネルマイクロプロセッサ（３８Ａと３８Ｂ）、主局面選択器用マイクロプロセッサ４０、長周期メモリ４２、外部データポート４３、および実時間クロック４４を具備している。主局面選択器用マイクロプロセッサ４０は交通信号機制御器１４と通信し、これは順次交通信号機灯１２を制御する。
【００４８】
チャンネル１を参照すれば、信号処理回路３６Ａは検出器組立群１６Ａにより付与されるアナログ信号を受信する。信号処理回路３６Ａはアナログ信号を処理し、チャンネルマイクロプロセッサ３８Ａが受信するディジタル信号を発生する。チャンネルマイクロプロセッサ３８Ａはそのディジタル信号からデータを抽出し、そのデータを主局面選択器マイクロプロセッサ４０に与える。チャンネル２は同様に構成され、信号処理回路３６Ｂに結合された検出器組立群１６Ｂを有し、之は順次チャンネルマイクロプロセッサ３８Ｂに結合している。
【００４９】
長期メモリ４２は電子的消去可能ＰＲＯＭを用いて実施される。長期記憶４２は主局面選択器マイクロプロセッサ４０に結合され、公認の識別コードのリストを格納しデータを記録するために用いられる。
【００５０】
外部データポート４３は局面選択器１８をコンピュータに結合するのに用いられる。一実施例において、外部データポート４３はＲＳ２３２型直列ポートである。典型的に、携帯用コンピュータはデータを交換し、局面選択器を構成するために野外で使用される、収録されたデータは外部データポート４３を介して局面選択器１８から取除かれ公認された識別コードのリストが外部データポート４３を介して局面選択器１８に格納される。外部データポート４３はまたモデム、ＬＡＮもしくは他のそのようなデバイスを用いて遠隔からアクセス可能である。
【００５１】
実時間クロック４４は主局面選択器用マイクロプロセッサ４０に実時間を付与する。実時間クロック４４は長期記憶４２に収録され得るタイムスタンプを与え、他の事象をタイミングするのに用いられる。
【００５２】
本発明は各検出器チャンネルをしていくつかのオプテイコムＴＭ伝送信号を同時に検出し追従することを許容するアルゴリズムを用いる。この実施例においてそのアルゴリズムは各チャンネルマイクロプロセッサ（図４の３８Ａと３８Ｂ）により実行される。チャンネル１のチャンネルマイクロプロセッサ３８Ａに関するそのアルゴリズムの大部分の構成部分は図５のブロック図として示されている。
【００５３】
モジュール４６は図４の信号処理回路３６Ａから与えられたディジタル信号からのパルス情報を集める。もしもモジュール４６がパルス情報を受信すれば、モジュール４８はメモリアレイ内に相対時間スタンプ（時刻表示）を格納する。相対時間スタンプはパルスが他の受信パルスに対して受信された時間を示すことにより受信パルスの記録として用いられる。モジュール４８が相対時間スタンプを格納する度毎に、モジュール５０はメモリアレイを走査し、丁度格納したタイプスタンプを先に受信したパルスを表わす時間スタンプと比較する。先に受信のパルスが所望の間隔により今受信したパルスから分離されるならば、パルス情報はモジュール５２により追従アレイ内に格納される。
【００５４】
一実施例において、低位優先度伝送は９．６３９Ｈｚの繰返し率において発生する優先度パルスを有し、高位優先伝送は１４．０３５Ｈｚの繰返し率で生ずる優先パルスを有する。この実施例において、有効なオプテイコムＴＭパルスを分離する４個の可能な所定の時間間隔が存在し、０．０７１２５秒の第１の間隔は順（次）高位優先度オプテイコムＴＭ優先パルスを分離し、０．０３５６３秒の第２の間隔は隣接する高位優先度オプテイコムＴＭデータパルスから高位優先度オプテイコムＴＭ優先パルスを分離し、０．１０３７５秒の第３の間隔は順次低位優先度オプテイコムＴＭ優先パルスを分離し、０．０５１８７秒の第４の間隔は隣接する低位優先度オプテイコムＴＭデータパルスから低位優先度オプテイコムＴＭ優先パルスと分離するものである。
【００５５】
連続する優先パルス間の一個以上のデータパルススロットを有する他の実施例において、所定の間隔は所定の繰返し率の周期の分数である。夫々の連続の優先パルス対の間で等しい間隔の２個のデータパルススロットをもつ信号フォーマットを規定するある実施例において、各繰返し率に対し３個の所定の間隔がある。第１の間隔は繰返し率の周期であり、第２の間隔は繰返し率の１／３の周期であり、第３の間隔は繰返し率の２／３の周期である。
【００５６】
モジュール５２は、主局面選択器用マイクロプロセッサ４０に対し、それが共通のソースから発生する光パルスの流れの追従を最初開始した後にこのマイクロプロセッサへの予備的検知指示を与えるものである。その後、モジュール５２は組立られたデータパケットを与え、主局面選択器用マイクロプロセッサ４０に対し継続的な検出指示を与える。先行パルスのいずれも所定間隔だけ受信パルスから分離されていないことをモジュール５０が決定すれば、制御はモジュール４６に復帰される。
【００５７】
図６はモジュール５０と５２が利用するメモリアレイ５４のブロック図である。この実施例において、メモリアレイ５４は先入れ先出し方式の待ち行列で、これは２５個のエントリ（記述項）をもち、各エントリは単一受信パルスを表現し得るもので、この２５個のエントリをもつ円形にアクセスされたメモリアレイとして物理的に実施される。この第１のエントリは今受信したパルスについての情報を含む。残余のエントリは先に受信したパルスについての情報を含み、或は空である。メモリアレイ５４は、追従されるべきそれぞれのオプテイコムＴＭソースからの２個のパルスを表現するのに十分なエントリと、之に加えて他のソースからのノイズパルスを格納するための付加的エントリとをもたねばならない。パルスは、後続のパルスが受信されるまでノイズとして識別され得ないし、それ故ノイズパルスは格納されねばならない。
【００５８】
メモリアレイ５４のそれぞれのエントリは１６ビットの広さである。３ビットかタグ（標識）フイールド用に留保され、１３ビットが相対的時間スタンプ用に留保される。タグフイールドは共通のオプテイコムＴＭエミッタから発生のパルスを識別し、また追従用アレイを識別するインデックス（指標）として用いられる。相対的時間スタンプは先に受信パルスに関しパルスが受信された時刻を表わす。１３ビットを有する相対時間スタンプは時間の８．１９２個の個別の点を表現することができる。関係の最長の間隔は最大のオプテイコムＴＭ時間間隔より少し大きいから、時間スタンプは近似的に１３・３３マイクロ秒の解像度を与える。
【００５９】
図７と図８はモジュール５０の流れ図である。ステップ５６においてメモリアレイ５４のエントリに参照を付けるインデックス（指標）は２に初期設定される。インデックス（パルス（指標））により参照を付けられたパルスから、今受信した（パルス（１））パルスを分離する時間間隔がオプテイコムＴＭ時間間隔に等しいかどうかをステップ５８は決定する。この実施例において、パルス（１）とパルス（指標）により表わされた時間間隔とオプテイコムＴＭの間隔との差の大きさが窓の時間間隔より少なければ、２つのパルスはオプテイコムＴＭ時間間隔の一つにより分離されると考えられる。本発明に従って製作された光交通割込システムは７５マイクロ秒の短い窓時間間隔をもつことができる。しかしながら、先行のオプテイコムＴＭエミッタと両立を維持するためには３５０マイクロ秒のより大きな窓時間間隔が必要である。
【００６０】
先行のオプテイコムＴＭエミッタはデータパルスを放出しない。一実施例において、この事実は先行のオプテイコムＴＭエミッタを本発明に従って製作された光エミッタから分離するのに使用される。この実施例において、窓時間間隔は可変であり、これはデータパルスを送信しているエミッタから発生の光パルスを孤立させるための小窓時間間隔（７５マイクロ秒程度の短かい）と、データパルスを送信していないエミッタから発生の光パルスを孤立させるための大窓時間間隔（たとえば３５０マイクロ秒）とを用いるステップ５８とを有している。
【００６１】
別の実施例において、窓時間間隔は一定である。この実施例では、大窓時間間隔（３５０μｓの如き）が先行するオプテイコムＴＭエミッタと本発明に従って製作されたエミッタとを同時に用立てるのに使用される。別の実施例において（７５μｓの如き）小窓時間間隔が先行するオプテイコムＴＭエミッタが利用されない状態で使用される。
【００６２】
パルス（１）をパルス（指標）から分離する時間間隔がオプテイコムＴＭ時間間隔に等しいことをステップ５８が決定すれば、ステップ５９はオプテイコムＴＭ時間間隔により表現された優先度を決定し、ステップ６０はパルス（指標）が標識を有するかどうかを決定する。パルス（指標）が標識（タグ）を有するならば、ステップ６１はステップ５９で決定された優先度が、パルス（指標）の標識により識別された追従アレイに割当てられた優先度と同じであるかどうかを決定する。優先度が同じであれば、ステップ６２はパルス（指標）のタグ（標識）をパルス（１）に割当て、制御はモジュール５２に移行する。優先度が同じでなければ、ステップ６３はパルス（指標）のタグにより識別された追従アレイをリセットし、ステップ６４は新しいタグをパルス（１）に割当て、制御はモジュール５２に移行する。ステップ６０において、もしもパルス（指標）がタグをもたなければ、パルス（指標）がエミッタから受信した第１のパルスであった場合と同様に、ステップ６４は新しいタグをパルス（１）に割当て制御はモジュール５２に移行する。
【００６３】
ステップ５８において、パルス（指標）からパルス（１）を分離する時間間隔がオプテイコムＴＭ時間間隔に等しくなければ、その時は３つのステップ（６６，６８および６９）は図６のメモリアレイ５４が完全に処理されたかどうかを決定する。ステップ６６はパルス（１）をパルス（指標）から分離する時間間隔が最大のオプテイコムＴＭ時間間隔より大きいかどうかを決定する。もしそうならば、制御はモジュール４６に復帰し、もしそうでなければ、ステップ６８は指標が２５に達したかどうかを決定する。この２５はこの実施例においてメモリアレイ５４における最後のエントリを表わすものである。指標が２５に到達すれば、制御はモジュール４６に復帰する。指標が２５に到達しなければ、ステップ６９は残っているエントリが空であるかどうかを決定する。残余のエントリが空であれば、制御はモジュール４６に復帰する。残余のエントリが空でなければ、メモリアレイは完全には走査されなかったことになり、ステップ７０は指標を１つだけ増加してステップ５８が繰返される。
【００６４】
モジュール５０はオプテイコムＴＭ伝送を識別し得る前に、メモリアレイ５４内に格納された同じオプテイコムＴＭエミッタから２つのパルスをとらねばならない。エミッタからの「第１の」パルスがメモリアレイ５４内に格納される場合に、タイムスタンプが格納されるが、タグは代入され得ない。第１のパルスがノイズパルスともなり得る。「第２」のパルスが受信され、そのパルスが１対のオプテイコムＴＭパルスを示す時間間隔により第１のパルスから分離される場合に、タグは第２のパルスに代入されて、モジュール５０は第２のパルスに関する情報をモジュール５２内の適切な追従アレイに送る。適切な追従アレイがタグにより識別されて送られた情報は、パルス指示と、この実施例における４つの値の１つとなり得るオプテイコムＴＭ時間間隔と、およびパルスの振幅とを含んでいる。モジュール５０が第２のパルスに対する適切なタイミングを有する第３のパルスを識別すれば、第２のパルスのタグは第３のパルスのタグフイールドにコピーされる。この方法を用いることにより、モジュール５０は、それぞれのパルスが発生するオプテイコムＴＭソースに基いた受信パルスを分離および追従することが可能となる。
【００６５】
図９は、図５のモジュール５２により利用された追従アレイ７２のブロック図である。追従されるべきそれぞれのオプテイコムＴＭエミッタに対し１つの追従アレイ７２が必要である。この実施例においては４ケの追従アレイ７２が存在する。それぞれの追従アレイ７２は幾つかのフイールドを有し、振幅フイールド７４は最後の受信パルスの振幅を維持するものであり、１／２ビットフイールド７６はデータパルスから優先パルスを分類するものであり、カウントフイールド７８は受信した優先パルスの数を格納するものであり、優先フイールド８０は光伝送の優先を代表するもの、そしてデータフイールド８２は受信した際にデータパケットを集合（アセンブル）するのに用いられるものである。データフイールド８２は１ビット幅で、円形にアクセスされたメモリアレイのように物理的に実行される３５ビット奥行の先入れ先出し方式待ち行列である。異なるデータパケット寸法をもつ別の実施例において、データフイールド８２は（２ｎ＋１）ビットの奥行で、ここでｎはデータパケット内に送られたデータビットの数である。
【００６６】
モジュール５０は同じオプテイコムＴＭエミッタから受信した第２のパルスにタグを代入すると、伝送の優先度は確立され、優先フイールド８０に格納される。１が低位優先度を示し、２が高位優先度を示す。モジュール５２が４個のエミッタからの光伝送を追従しており、モジュール５０が高位優先度において送信する第５のエミッタを検知すれば、モジュール５０は追従アレイ７２から低位優先度エミッタをやめることにより第５エミッタに追従しようと試みる。追従用アレイ７２のすべてが高位優先度エミッタに代入されるならば、第５のエミッタは無視されることになる。０の値をもつ優先フイールド８０は追従アレイがオプテイコムＴＭエミッタへの代入に利用可能であることを示す。
【００６７】
図１０と図１１はモジュール５２の流れ図である。ステップ８４はパルス指示、オプテイコムＴＭ間隔およびパルス振幅を受け、振幅フイールド７４にパルス幅を格納する。この実施例において、振幅フイールド７４は、受信した最後のパルスの振幅を表わす。他の実施例において、受信した最後のパルスの振幅は振幅フイールドに格納された先行する値と結合されて、最後の受信パルスと先に受信パルスの重みづけ平均を生ずる。
【００６８】
受信したパルスと先に受信したパルス間の時間間隔が１対の優先パルス間の時間間隔（全長パルス間隔）またはデータパルスと優先パルス間の時間（１／２パルス間隔）に等しいかどうかをステップ８６は決定する。時間間隔が全長パルス間隔であれば、ステップ８８はカウントフイールド７８を１だけ増加し、１／２ビットフイールド７６をクリアし、データフイールド８２に第２の論理状態を書き込む。
【００６９】
ステップ８６が時間間隔が１／２パルス間隔であると決定すれば、ステップ９０は１／２ビットフイールド７６を検査する。もし１／２ビットフイールド７６がクリアであれば、ステップ９２は１／２ビットフイールド７６を設定し、制御をモジュール４６に返却する。しかしながら、１／２ビットフイールド７６が設定されれば、ステップ９４はカウントフイールド７８を１だけ増加し、１／２ビットフイールド７６をクリアし、第１の論理状態をデータフイールド８２に書き込む。
【００７０】
ステップ８８又は９４が論理状態をデータフイールド８２に書き込んだ後に、ステップ９６はカウントフイールドが６に等しいかどうかおよび予備検出指示が既に送られてないかどうかを決定する。これら両方の条件が真であれば、ステップ９８は予備検出指示を図４の主フエーズ選択器用マイクロプロセッサ４０に送る。予備検出指示は振幅フイールド７４と優先度フイールド８０に格納された値と、光信号を受信するプロセス内にあるチャンネル数（図４の１又は２）とを含んでいる。
【００７１】
この実施例において、１つのデータパケットの全体を検出し集合させるには３５の優先性のパルスを必要とすることになり、優先性制御システム（オプテイコム）の信号の存在ははるかに早く決定され得る。予備検出指示は重要なものである。ほゞ毎秒１４パルスの繰返し率を有する高い優先性のエミッタに対し完全なデータパケットを受信するにはほゞ２．５秒かかることになる。予備検出指示は、優先性制御システム（オプテイコム）の伝送を検出後、１／２秒以内に出され得る。緊急車両が高速度で交差点に近接するような場合の道路上で優先性制御システム（オプテイコム）のシステムが使用されるならば、このシステムを構成するために責任ある人は、位相選択器が車両の識別コードを識別し得る前にそのシステムをして交通信号シーケンスの先取り使用を開始させることを希望する可能性がある。この構成において、優先性制御システム（オプテイコム）のシステムは認可されたユーザの処理した確認に基づいてではなく、オプテイコムの伝送の存在に基づいて交通信号シーケンスを先取りするであろう。しかし、先取りを要求するすべてのユーザは依然として記録されこのシステムは乱用に対し監視され得るであろう。勿論他の実施例において、任意の数の優先性のパルスが検出された後に予備検出の表示が発出され得る。
【００７２】
ステップ９６が、予備検出指示が送信されたこと、又はカウントのフイールド７８が６に等しくないことを決定すれば、ステップ１００はカウントのフイールド７８が３５に等しいかどうかを決定する。この３５はデータパケットを送るのに必要な優先性のパルスの数である。カウントのフイールド７８が３５に等しくないときは、制御は、モジュール４６へ返還される。
【００７３】
カウントのフイールド７８が３５に等しければ、ステップ１０２はデータのフイールド８２を走査して、データのフイールド８２が開始セグメントに後続のフレーミングのセグメントを含むかどうかを決定する。もしそうならば、ステップ１０６はデータのフイールド８２からデータパケットを抽出し、データパケットと継続の検出指示を主局面選択器用マイクロプロセッサ４０に送る。継続の検出指示は振幅フイールド７４と優先フイールド８０に格納された値と、光信号を受信プロセス中であるチャンネル数（図４の１又は２）とを含んでいる。それからステップ１０６はカウントのフイールドをクリアし、制御をモジュール４６へ返還する。
【００７４】
データのフイールド８２が開始セグメントに後続のフレーミングのセグメントを含まないと、ステップ１０４は後続の検出指示を主局面選択器用マイクロプロセッサ４０に送る。しかしながら、データのフイールドには識別可能なデータがないから、ステップ１０４はデータパケットを送信することはできない。ステップ１０４はそれからカウントのフイールド７８をクリアし、制御をモジュール４６へ返還させる。
【００７５】
データのフイールド８２内のどこかでフレーミングのセグメントを押すことにより、ステップ１０６は、先のデータパケットからのデータのセグメントの一部を、今受信したデータパケットからのデータのセグメントの一部と多分結合し、それにより優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタからのデータパケットは確実に受信され、３５個の優先パルス後に組立てられることが保証される。しかしながら、この実施例はまたすべてのデータパケットが同じデータを含むことを仮定している。優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタがパケットからパケットまで変化したデータのセグメントを有するデータパケットを送信しようとすると、２つの個別のデータパケットからデータのセグメントを使用して、データが抽出され得ないことになる。フレーミングのセグメントが図８のデータのフイールド８２の右端に達する場合にのみデータは抽出可能となる。この点において、データのフイールドの左端は単一データパケットからのデータのセグメントを含むことになるであろう。
【００７６】
図１２は本発明に従って製作された光エミッタ１０８を示す。エミッタ１０８は機能的に図１と図４に示した光エミッタ２４Ａ，２４Ｂと２４Ｃに等しい。エミッタ１０８はユーザ入力端１０、エミッタ・マイクロプロセッサ１１２、メモリ１１４、パルス形成回路１１６、色源１１８およびガス放電ランプ１２０を有している。
【００７７】
ユーザ入力端１１０はユーザをして、ランプ１２０から送られた光信号に影響を与えるデータを供給することを許容する。図１の救急車２０に付属されたエミッタ２４Ａの如き一実施例において、ユーザ入力端１１０は、光伝送の優先度を決定するスイッチと識別コードに入れるのに用いられる１組のＢＣＤ（２進化１０進表記法）スイッチとを具備している。この実施例において、ユーザ入力端１１０は最初は救急車２０を識別するように構成されており、救急車２０の識別コードが変化しなければ変更される必要はなくなる。
【００７８】
図１の公認の人２１が操作するエミッタ２４Ｃの如きもう一つの実施例において、ユーザ入力端はデータを容易に連続的に入力させるのを許容する、キーパッド、ジョイステイック又はトグルスイッチの如きデバイスより構成される。この実施例において、ユーザ入力端１１０から与えられるデータは連続的に変化している。
【００７９】
メモリ１１４は一時的記憶を与え、エミッタ用マイクロプロセッサ１１２用のプログラムを格納する。メモリ１１２はＲＡＭとＲＯＭより構成される。一実施例において、メモリ１１２はエミッタマイクロプロセッサ１１２と同じ集積回路内に格納される。
【００８０】
エミッタ・マイクロプロセッサ１１２はメモリ１１４に格納されたプログラムを実行する。プログラムはユーザ入力端１１０から与えられたデータをとり、タイミング信号をパルス発生回路１１６に与える。パルス発生回路１１６は電源１１８から得られた電力信号を変調して、ランプ１２０をして本発明に従う光信号を送信するようにさせる。
【００８１】
同じ繰返し率を有するオプテイコムＴＭ信号は、図５に示した弁別アルゴリズムが２つの信号間を微分することが不可能となるように重畳することは、ありそうもないけれども、可能性があることである。このような状態では、弁別アルゴリズムは２つの信号を単一のオプテイコムＴＭ信号として認識することになる。２つの重畳した信号は相互に相手をだめにして、弁別アルゴリズムは組合せ信号から何等かの可変データを抽出することを多分不可能にすることにする。
【００８２】
一実施例において、本発明に従って製作されたオプテイコムＴＭエミッタは一致回避機構を備え、２つの信号の重畳を避けるものである。一致回避機構は、２つの信号から送信されている重ね合わせ信号が発散する傾向にあるように、光エミッタから発射された光パルスのタイミングを少し変更する方法から成り立っている。タイミングの変更はエミッタからエミッタへ変化する。
【００８３】
図４のモジュール５０は、信号が期待のオプテイコムＴＭタイミングに関し、７５マイクロ秒の最小ウインドウ時間間隔内にあれば、オプテイコムＴＭソースから信号を識別するであろうし、それにより２５マイクロ秒の誤差の余裕（マージン）を残すことになる。もう一つの実施例において、ウインドウ時間間隔は先行のオプテイコムＴＭエミッタに適応するように３５０マイクロ秒であり、これは一致回避機構を支持するために極めて大きな誤差の余裕を残すものである。之に加えて、モジュール５０はシーケンスパルス間の時間を測定するのみで、したがって一致回避機構により導入された小さな誤差は蓄積されて大きな誤差になるものではない。
【００８４】
一実施例において、一致回避機構は繰返し率を可変の成分と所定の一定の成分とに分割することにより得られる。可変成分はエミッタからエミッタまで変化し、所定の一定成分はエミッタからエミッタまで変化しない。
【００８５】
可変成分はエミッタからエミッタへ変化する高い確率を与えるある便利な手段により決定可能である。一実施例において、メモリ１１４のＲＡＭ部分を具備する物理的メモリの内容が電力増加から電力増加まで変化することが見出された。この実施例において、図１０のエミッタ１０８がオンになると、８ビットの検査合計がＲＡＭ部分のメモリ１１４の初期状態に基づいてエミッタ・マイクロプロセッサ１１２により実行される。エミッタマイクロプロセッサ１１２はそれから８ビット検査合計とユーザ入力端１１０から得られたデータの排他的ＯＲ（論理和）を実行する。ユーザ入力端１１０は多分識別コードに対して構成されるであろうから、ユーザ入力端１１０から得られたデータは同じ（他方）自治体内で動作するそれぞれのオプテイコムＴＭエミッタに対して多分異なってくるであろう。
【００８６】
排他的論理和機能の結果の６ビットは６ビット符号の整数を与えるよう保持される。−４８と４８の間の任意の数が６ビット符号の整数に１．５の変換係数を乗ずることにより得られて、その結果−４８マイクロ秒と４８マイクロ秒の間の可変成分になる。
【００８７】
変数成分が所定の常数成分に加算されると、エミッタ１０８は、他のエミッタの繰返し率から少しだけ殆んど確実に変化する繰返し率をもつ光パルスの流れを放射することになる。エミッタ１０８は他のエミッタから変化する繰返し率を有するから、重ね合わせの光伝送は発散する傾向になる。しかしながら、エミッタ１０８から放射される光パルスの流れは、繰返し率がウインドウ時間間隔内に十分あるパルスを与えるから、本発明に従って製作された局面選択器と従来のオプテイコムＴＭ局面選択器とによりやはり正確に受信されるであろう。
【００８８】
本発明のもう一つの実施例において、ランダムシフトが光パルスの流におけるある点に挿入される。この実施例において、ランダムシフトを表わす擬似ランダム数はエミッタマイクロプロセッサ１１２により発生され、それぞれのデータパケットの終りにおけるように光パルスの流れにおける非クリテイカル点に挿入される。
【００８９】
一実施例において、ランダムシフトは−１ミリ秒と１ミリ秒の間のある値をとることができる。それぞれのデータパケットの後にランダムシフトを導入するそれぞれのエミッタに対し、光パルスの個別の流れを送信する２個のオプテイコムＴＭエミッタを備えることにより、光パルスの流れは発散する傾向になり、図５のアルゴリズムは２つのエミッタを個別に追従し得ることになる。
【００９０】
本発明は、従来のオプテイコムＴＭシステムと信号フォーマットの互換性を同時に維持しながら可変データを送信することの可能な伝送フォーマットを利用することにより、従来技術よりも広汎な改良が得られる。可変データを光パルスの流れに符号化することにより、局面選択器は独自に光エミッタを識別することが可能である。エミッタを独自識別する局面選択器は公認のエミッタの処理された確認と、識別コード、優先使用の要求の時間、優先使用の要求の方向、優先使用の要求の継続および検出器の所定領域内の要求している車両の通過の確認のような関係深いデータの集録が得られるように構成することができる。
【００９１】
本発明は大量輸送の効率を改善するための新規な機会を提供するものである。交通信号機オフセットは渋滞領域を通り抜ける場合に利点を大量輸送用車両に与える。一実施例において、オフセットは一定であり、大量輸送車両をしてより長大な路線を使用することを許容する予測可能な利益を与える。もう一つの実施例において、オフセットは可変であり、大量輸送用車両の遅れに関するオフセットの量を作り上げることにより大量輸送用車両を予定通りに維持するのに使用可能である。
【００９２】
本発明は交通交差点を遠隔的に制御する新しい機会を提供する。キーパッド、ジョイステイック又はトグルスイッチのようなユーザ入力装置を有するエミッタは、交差点における交通信号機灯の局面を認可されたユーザの選択した局面要求を符号化することにより光信号にとすることによって影響を与えることができる。光信号に応答して位相選択器は選択された位相要求を交通信号機制御器に出力する。交通信号機制御器は同様に交通信号機灯が選択された位相をとるようにさせる。本発明のこの実施例は葬儀、パレードまたは体育行事のような手動交通制御を必要とする状況において特に有用である。
【００９３】
本発明は光交通先取りのシステムを遠隔構成するための新しい選択肢を提供する。１つの実施例において、優先性制御システム（オプテイコム）の領域は所望の領域で光エミッタを位置決めし、領域設定用コードを送信するための保守作業員により設定される。フエーズ選択器は送信されたパルスからの振幅を決定し、この振幅を将来の光送信が比較されるしきい値として使用する。従来の優先性制御システム（オプテイコム）のエミッタは保守用作業員に退屈な手動の手続を実行することを要求した。
【００９４】
本発明は新規な伝送および弁別アルゴリズムを規定するものである。本発明に従って製作されたエミッタは伝送アルゴリズムを具備し、このアルゴリズムは相異なるエミッタから発生する重ね合わせのパルス流をして漂流して離れ離れになることを許容するものである。本発明に従って製作された局面選択器はデータをそれぞれの光信号から抽出している間に、若干の個別の光エミッタから光信号を追従し得る弁別アルゴリズムを備えている。
【００９５】
本発明は好適な実施例を参照して記載されたけれども当該技術の専門の作業員であれば、本発明の精神と範囲を逸脱することなく形式と詳細において変更が為され得ることが認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的な交通交差点に接近するバスと救急車の透視画法による図で、バス、救急車およびオートバイに取付けたエミッタに関し、夫々が本発明に従って光信号を送信するものである。
【図２】従来技術の低いおよび高い優先性の光交通先取りのシステムのパルス流を示す図である。
【図３】本発明に従った光交通先取りのシステムのパルス流を示す図である。
【図４】図１に示す光交通先取りのシステムの構成部品のブロック図である。
【図５】本発明により使用される弁別アルゴリズムを表わすブロック図である。
【図６】パルス情報を格納し、かつ図５に示す弁別アルゴリズムにより利用されるメモリのアレイのブロック図である。
【図７】図５に示すアルゴリズムのモジュールの１つの流れ図である。
【図８】図５に示すアルゴリズムのモジュールの１つの流れ図である。
【図９】共通の起源から発生するパルスを追従するために図５の弁別アルゴリズムにより使用される追従用アレイである。
【図１０】図５に示すアルゴリズムのモジュールの１つの流れ図である。
【図１１】図５に示すアルゴリズムのモジュールの１つの流れ図である。
【図１２】本発明に従って製作された光エミッタのブロック図である。
【符号の説明】
１０…交差点
１２…交通信号機灯
１４…交通信号機制御器
１６Ａ，Ｂ…検出器群
１８…位相選択器
２０…救急車
２２…バス
２４Ａ，Ｂ，Ｃ…光エミッタ
２３…オートバイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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