(57)【要約】  道路標識や子供などの低電磁プロファイルのオブジェクトの検出性と情報量を高めることで、車両のナビゲーション制御システムの性能と安全性を向上させるシステムと方法が開示されている。  開示された方法は、レーダーリフレクターと、低電磁プロファイル物体に取り付けられたパッシブ、アクティブまたは連続的にプログラム可能な RFID タグと、車両に追加され、そのナビゲーション制御システムに接続された RFID リーダーとを含む。  RFID タグは、オブジェクトに関する関連情報をメモリに記憶しており、この情報を問い合わせ読み取り機で読み取り、ナビゲーション制御システムにリアルタイムで、車両に対する位置に加えて、低電磁プロファイルオブジェクトの特性に関する重要な識別情報を提供する。
2021536045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ナビゲーション制御システムを改善する方法で、以下を含む:
ナビゲーション制御システムを有する車両を提供すること、
車両にRFID リーダーを接続し、前記ナビゲーション制御システムと作動的に関連付けること、 そして
低いレーダー断面を有する少なくとも 1 つのオブジェクトに 1 つ以上のリフレクターを取り付けることで、各リフレクターがレーダー断面を増加させること、 
各オブジェクトに 1 つ以上のRFID タグを連結し、各 RFID タグは、そのオブジェクトの性質を含む識別データを検索可能に記憶すること、および
前記性質は、前記オブジェクトの位置とは無関係とし、
RFID リーダーが、RFID タグが識別データを開示するように、作動可能範囲内のすべての RFID タグに問い合わせるように構成されていること。
【請求項２】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上の RFID タグがパッシブで、問い合わせ RFID リーダーによって電力を供給される。
【請求項３】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上の RFID タグが自己発電式である。
【請求項４】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上の RFID タグが位置データを検索可能に記憶するように構成されている。
【請求項５】
特許請求 4 の方法として、1 つ以上の RFID タグが、位置データが 1 秒間に複数回更新されるように連続的にプログラム可能である。
【請求項６】
特許請求 5 の方法として、1 つ以上の RFID タグが二重のバッファメモリを提供する。
【請求項７】
特許請求 1 の方法として、さらに、1 つ以上の RFID タグのそれぞれに作動的に関連付けられたアンテナを含む。
【請求項８】
特許請求 7 の方法として、さらに、アンテナおよび1 つ以上の RFID タグをリフレクターに固定するプラスチックホルダを含む。
【請求項９】
各反射器がコーナーリフレクターである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
特許請求 1 の方法として、RFID リーダーは複数の RFID タグの同時読み取りを可能にする衝突防止アルゴリズムを利用し。
【請求項１１】
以下からなる車両アドホックネットワークを作成する方法:
特許請求 1 の車両ナビゲーション制御システムを改善するための方法を組み込んだ複数の車両を供給する、および
各ナビゲーション制御システムが、作動可能範囲を超えて各車両と各オブジェクトの識別データを共有するように構成されている。
【請求項１２】
以下からなる特許請求 11 の方法:
交通モジュールが、各ナビゲーション制御システムに連結され、その交通モジュールが、作動可能範囲内の交通規制の状態を含み、その交通モジュールが、各オブジェクトの識別データに連結され。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連する出願との相互参照〕
この出願は、 2018 年 9 月 10 日および 2018 年 10 月 30 日にそれぞれ出願された米国仮出願番号 62/728,884 および 62/752,373 の優先権の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔発明の背景について〕
この発明は、自律型車両のナビゲーションシステムに関するものであり、より詳細には、自前の計器のみを用いてナビゲーションしようとしている間に車両が遭遇する可能性のある低電磁プロファイルのオブジェクトに、専用の RFID タグおよび/またはレーダーリフレクターを付加することにより、部分的または完全自律型車両の能力を向上させるシステムに関するものである。
【０００３】
センサーを使って走行しようとする車両は、自転車、オートバイ、家畜、ペット、馬、子供、路側の支柱、停止標識、信号機、警察官、ラウンドアバウトなどの低電磁プロファイルのオブジェクトに多数遭遇する可能性がある。未検出のオブジェクトや誤認は、車両のナビゲーションシステムの障害となり、非常に重大な安全上の問題を引き起こす可能性がある。
【０００４】
現代の車両は、光学的、視覚的、RFベースなどのセンサーの配列によって周囲のオブジェクトの情報を取得する制御システムによって部分的または全体的に制御されている。将来の輸送技術では、周囲のオブジェクトを検出して車両を安全に誘導するために、このようなセンサーへの依存度がさらに高くなると考えられている。しかしながら、車両のセンサーが感知した情報は誤解を招く可能性があり、例えば、ソーダ缶のようなオブジェクトはその大きさとはかけ離れたレーダー画像を生成し、プラスチック製の路側の柱や子供は実物よりもはるかに小さいレーダー画像が生成される。また、外部ネットワーク(セルラー、Wi-Fi、Bluetooth、BLE、専有、VANET等)から受信した情報に依存することは、通信速度、精度、信頼性の問題等により、重大な安全性の問題を引き起こす可能性がある。
【０００５】
そのため、自動化レベルを上げるためには、複雑なシナリオを正確に感知して分析し、複数の潜在的な危険にリアルタイムで正確に対応できるシステムが必要となる。さらに、高速で動きの速い車には、高速かつリアルタイムで正確な情報が求められる。
【０００６】
自律型(または半自律型)車両技術が直面している最も顕著な問題の1つは、自転車レーン内のサイクリスト(低電磁プロファイルのオブジェクトの例として)や、車両と道路を共有しているサイクリストを検出して反応することができないことである。しかし、車両のセンサーが検知しにくいのはサイクリストだけではない。車両は、子供、オートバイ、ペット、馬、豚、牛、ガードレール(具体的には非金属)、歩行者、信号機、路側の標識、ラウンドアバウトなどの他の多くの低電磁プロファイルのオブジェクト(およびそれらの任意の組み合わせ)に遭遇し、それによって、そのような低電磁プロファイルのオブジェクトは、しばしば検出されないか、または誤認される-すなわち、それらの知覚された電磁的プロファイルは、識別されたものとは異なる。カメラやIRセンサーのような視覚センサーでも、例えば子供を感知する際には、しばしば誤認することがある。
【０００７】
センサーからの情報のみに頼って走行しようとする車両は、そのようなオブジェクトの少なくとも部分的な電磁プロファイル、より具体的にはそのレーダー断面積（RCS）に基づく、周囲のすべてのオブジェクトに関する正確な情報を持つ必要がある。このレーダー反射/放射は、「レーダー指紋」または「レーダー署名」とも呼ばれている。繰り返しになるが、このようなナビゲーションは、オブジェクトによっては低い電磁プロファイルを有するため、完璧に達成することはできない。一方で、周囲のオブジェクトが自分の「性質」を明らかにできたとしたら(つまり、私は誰なのか？私はどのくらいの大きさなのか？ 私の状態など。)、正確なリアルタイムの位置に加えて、車両の全体的な有効性と安全性は大幅に向上させることができる。特にオブジェクトの密度と多様性が非常に難しい都市環境では、最適な性能を発揮するためには、低い電磁プロファイルを有するオブジェクトを含むすべてのオブジェクトの信頼できる、正確で、高速な検出方法が必要となる。
【０００８】
今日では、 5 つの主要なクラスの車両センサーが、車両制御のための環境感覚データの大部分を提供している。  それらのセンサーには、以下のものが含まれる:
（１）短・中・長距離レーダー、
（２）光検出・測距(以下、LIDAR)、
（３）イメージセンサー(主に赤外線帯と視覚帯のカメラ)、
（４）超音波、および
（５）カメラ等、およびその組み合わせ。 
【０００９】
自動車のアクティブセーフティシステムに一般的に採用されているレーダーベースのシステムは、大きく 3 つのクラスに細分化される:
（ｉ）近距離レーダー (SRR) による、衝突時の近接警告や安全、限定駐車アシスト機能のサポート、
（ｉｉ）中距離レーダー(MRR)による、車両のコーナーの監視、死角の検出、他車の車線逸脱の監視、側面衝突やコーナー衝突の回避、 および
（ｉｉｉ）長距離レーダー (LRR) による、前方監視センサー、アダプティブクルーズコントロール (ACC)、早期衝突検知機能。
【００１０】
周囲のオブジェクトの検出に失敗すると、車両制御装置の判断に影響があり、特に車がその情報を頼りにナビゲートして衝突を回避している場合には、悲惨な結果になる可能性がある。  一例として、小さな子供が車の横に立っていると、レーダー受信機には「見えなくなる」ことがあります。さらに、自転車やオートバイのフレームのような構造物では、プラスチックベースの部品の普及に加えて、(道路標識や自動車などに) 炭素繊維のような複合材料の使用が増加しており、これらのオブジェクトの電磁プロファイルをさらに減少させている。これは、レーダーベースのセンサーが、検出するオブジェクトからの反射電磁波に依存しているためである。レーダーベースのシステムの有効性は、反射された電磁放射に依存している。低反射の電磁放射は、レーダーベースのセンサーの有効性を著しく損なう。この現象は、レーダーの反射/放射を低減する様々な技術を使用して検出を回避するように設計されたステルス航空機によって使用されている (ただし、逆の効果の達成のため)。
【００１１】
車両レーダーシステムでは様々な方法が使用され、 ロングレンジレーダー (LRR) システムは、77 GHzの周波数帯 ( 76 〜81 GHz) において、幅と奥行きの高解像度の知覚と、狭いレーダー断面でのオブジェクトの検出、自動緊急ブレーキシステム (AEBS)、およびアダプティブクルーズコントロール (ACC) を組み合わせる広帯域周波数変調連続波 (FMCW)を操作する。
【００１２】
例えば自転車は、大きなものの塊である自動車とは異なり、比較的小さく、速く、異質であるため、複雑な検出問題を引き起こす。自転車は、質量 (主に金属) が著しく少なく、通常、外観のバリエーションが複数ある。自転車にはより多くの形、材料、構成 ,要素が加えられている。テストによると、今日のシステムでは、車両の 88 ％に対してバイクの 74 ％にしかスポットが当たらないことがわかっている。そのため、現在の車両制御技術(部分的または完全自動運転車)では、自転車レーン内のサイクリストや車両と道路を共有するサイクリストを検出して反応することができないという問題がある。自転車は急転回や不意の飛び出しをしやすため、車よりも予測のつかない、素早い動きをする。2017 年のIEEE Spectrumの研究によると、自律走行車がかかわるすべての交通手段の中で、自転車の検知が自動運転技術にとって最も困難であることが分かった。
【００１３】
このように、車両が自前の計器のみを用いて航行しようとする際に遭遇する可能性のある低電磁プロファイルのオブジェクトに、専用の RFID タグおよび/またはレーダーリフレクターを付加することにより、部分的または完全自律型車両の能力を向上させるシステムが必要とされている。本発明のシステムおよび方法は、低電磁プロファイルのオブジェクトの一例として、リフレクターおよび/または RFID を自転車に組み込むことにより、非常に低コストの解決策を提供する。リフレクターは車両のレーダー信号を跳ね返し、RFID は車両の RFID リーダーに「私は自転車です」「私の正しい位置は...」「私の現在の速度は...」「私の方向は...」などの識別情報を返信する。
【００１４】
今日、半自律型 または完全自律型車両は、路上のオブジェクトの検出および識別のために、自前のセンサおよびその制御ユニットでの処理能力のみに依存しているが、この発明の開示されたシステムおよび方法は、遭遇する可能性のある低電磁プロファイルのオブジェクトからのリアルタイムでの正確な情報を、非常に信頼性の高い方法で、かつ手頃な価格で提供する。この情報は、車両の既存の制御システムの入力に付加され、主に半自立型や完全自律型車両のナビゲーションの精度と安全性を向上させる。
【００１５】
本発明のシステムおよび方法は、サイズが小さく、低コストで、耐候性があり、サイバー攻撃の影響を受けず、無電力 (パッシブ) であり、アクティブまたは連続的にプログラム可能な RFID バージョンで必要とされる非常に限られた電力しか消費しない。その電力は、必要に応じて、電池および/または太陽電池パネル、風力タービンなどによって供給することができ、それによって、電気グリッドに接続されていない遠隔地でのこの技術の実装を可能にする。低コストであるため、低コストのオブジェクト (基本的なプラスチックの道路警告標識など) にも非常に導入がしやすい。本発明のシステム (パッシブバージョン RFID) は、多くの IoT (モノのインターネット) デバイスとは異なり、そのデータをオンラインで変更することができないため、あらゆるハッキング攻撃の影響を受けない。さらに、実装とインストールが非常に簡単で、メンテナンスが非常に少なくて済む。
【００１６】
オブジェクトの電磁シグネチャおよび/またはその識別の強化は、パッシブとアクティブの 2 つの基本的な方式に細分化することができる。パッシブ方式では、送信装置からのエネルギーのみを使用する。アクティブデバイスでは、反射した信号を強化 (増幅)したり、送信デバイスで受信される動作をトリガーしたりする。
【００１７】
〔本発明の概要〕
本発明の一側面として、車両ナビゲーション制御システムを改善する方法は、以下を含む: ナビゲーション制御システムを有する車両を提供すること、車両に RFID リーダーを接続し、前記ナビゲーション制御システムに作動的に関連付けること、および低いレーダー断面を有する少なくとも１つの対象物に１つまたは複数のリフレクターを取り付け、それぞれのリフレクタがレーダー断面を増大させること、１つまたは複数の RFID タグを各対象物に結合し、各 RFID タグが前記対象物の性質を含む識別データを検索可能な形で記憶すること、および前記性質は、前記対象物の位置とは関係しないものとし、 RFID リーダーは作動可能範囲内の全ての RFID タグに問い合わせ、RFIDタグ が識別データを開示するようにように構成されていること。
【００１８】
本発明の別の側面として、車両アドホックネットワークを作成する方法は、以下を含む: 前記方法を組み込んだ車両を複数提供すること、 および各ナビゲーション制御システムが、作動可能範囲を超えて各車両と各オブジェクトの識別データを共有するように構成されていること、トラフィックモジュールが各ナビゲーション制御システムに連結され、トラフィックモジュールが作動可能範囲内の交通規制の状態を含み、トラフィックモジュールが各オブジェクトの識別データに連結されていること。
【００１９】
本発明のこれらおよび他の特徴、側面および利点は、以下の図面、説明および特許請求を参照することにより、さらに理解できる。
【００２０】
〔図面の概要説明〕
図 1 -本発明のシステムが自転車に取り付けられ、道路上の車両と相互作用する方法の一例を示す。 
図 2 - 本発明のパッシブ RFID バージョンのシステムの一般的な構造をブロック図の形式で示しており、低電磁プロファイルのオブジェクト側に取り付けられた部品のみを示す。
図 3 - 本発明のアクティブRFID バージョンのシステムの一般的な構造をブロック図の形式で示しており、低電磁プロファイルのオブジェクト側に取り付けられた部品のみを示す。
図 4 - 本発明の連続的にプログラム可能な RFIDバージョンのシステムの一般的な構造をブロック図の形式で示しており、低電磁プロファイルオブジェクト側に取り付けられた部品のみを示す。
図 5 - 自動車産業に割り当てられた周波数帯域を含む周波数割り当て帯域の一般的な構造をブロック図形式で示す。 
図 6 - 典型的な車載センサーのセットアップと機能の一般的な構造を図示したもの。
図 7 - 車両内の典型的なセンサのセットアップの一般的な構造を図示したもの。
図 8 - 典型的なコーナーリフレクターの一般的な概念と機能を図示したもの。
図 9 - 一箇所に配置されたRFID タグを有する典型的な多方向コーナーリフレクターの一般的な構造を図示したもの。 
図 9a - 異なる方向に配置されたマルチRFID (タグまたはアンテナのみ) た典型的な多方向コーナーリフレクターの一般的な構造を図示したもの。
図 10 - コーナーリフレクターによって達成されるレーダー断面反射の改善への一例を示す。三角三面コーナーリフレクターの方位角面と仰角面での放射パターンを示す。
図 11 - 本発明のシステムの自転車上での典型的なセットアップの一般的な構造を図示したもの。
図 12 - 典型的な RFID システムの一般的な構造と、RFID タグに GPS 情報(固定または交互)を接続する追加の実施例を図示したもの。 
図 13 - 車両が遭遇する可能性のあるオブジェクトの例として、豚、牛/牛、羊、ドク (ペット)、馬、子供、道路標識(あらゆる種類の)スクーター、警察官、信号機などに設置された本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構造を図示したもの。黒い点は、これらのサンプルオブジェクト内のリフレクターおよび/または RFID タグの任意の配置を示している。  
図 14 - 本発明のシステムの一例を図示的に示し、 4 叉路交差点の信号機にどのように組み込むことができるかを示す図である。
図 15 - 車両制御システムに設置された本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構成を図示したもの。
【００２１】
〔本発明の詳細解説〕
以下の詳細な解説は、本発明の例証としての実施形態を施行するにあたり、現在考えられている最良の形態についてのものである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって最もよく定義されるため、本明細書は、限定的な意味で解釈されるものではなく、単に本発明の一般的な原理を例示する目的で作成されている。
【００２２】
広義には、本発明の実施形態は、車両の制御システムのセンサーによって道路標識や子供などの低電磁プロファイルのオブジェクトの検出性および情報を強化し、車両の制御システムの性能および安全性を向上させるためのシステムおよび方法を提供する。本発明の開示されたシステムおよび方法には、一方の端で低電磁プロファイルのオブジェクトに取り付けられたレーダーリフレクターおよび RFID タグ (パッシブ、アクティブまたは連続的にプログラム可能) と、他方の端で車両に追加され、その制御システムに接続されたレーダー、カメラおよびRFID リーダー (インタロゲータとしても知られている) が含まれる。
【００２３】
システムは、低電磁プロファイルのオブジェクトに取り付けられたレーダーリフレクターとRFID タグを含み、オブジェクトに関する関連情報をメモリに記憶する。車両は、レーダー、カメラ、および１つ以上の RFID インタロゲータを備えている。低電磁プロファイルのオブジェクトは、レーダー信号をより効果的に反射し、RFID リーダーによる問い合わせに応答して、リアルタイムで、低電磁プロファイルのオブジェクトの特性、性質、位置、状態などの重要な情報を、問い合わせする車両制御システムに提供する。
【００２４】
以下の単語および用語の定義は、以下の意味がある:
「約」と「本質的に」という用語は± 10 ％を意味する。
【００２５】
本明細書で使用される、「a」または「an」という用語は、1 つまたは複数のものとして定義される。本明細書で使用される、「複数」という用語は、2 つまたは 2 つ以上と定義される。  本明細書で使用される、「別の」という用語は、少なくとも2 番目またはそれ以降のものとして定義される。  本明細書で使用される、「含む」および/または「有する」という用語は、 構成するもの(すなわち、意味を区別しない)として定義される。  本明細書で使用される、「連結された」という用語は、必ずしも直接ではないが、機械的に接続されていると定義される。
【００２６】
本明細書全体を通して「1 つの実施例」、「特定の実施例」、および「ある実施例」または類似の用語への言及は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも 1 つの実施例に含まれることを意味する。したがって、本仕様書中の様々な場所でのそのようなフレーズの出現は、必ずしもすべてが同じ実施例を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、限定されることなく、1 つまたは複数の実施例において任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００２７】
ここで使用されている「または」という用語は、包括的なものとして解釈されるか、1 つまたは任意の組み合わせを意味するものと解釈される。したがって、「Ａ、Ｂ、またはＣ」とは、以下のいずれかを意味する: 「A、B、C、A と B、A と C、 B と C、AとB とC」。この定義の例外は、要素、機能、ステップまたは動作の組み合わせが何らかの形で本質的に相互に排他的である場合にのみ発生する。
【００２８】
図で紹介した図面は、本発明の特定の説明に適した実施例を示すためのものであり、これに限定されるものではない。現在分詞で表される操作に先行する用語「手段」は、1 つ以上の実施例(すなわち、所望の機能を達成するための 1 つ以上の方法、デバイス、または器具) が存在する所望の機能を示し、当技術分野に熟練した者は、本明細書の開示を考慮して、これらまたはそれらの等価物から選択することができることを示し、用語「手段」の使用は、限定的であることを意図していない。
【００２９】
（パッシブデバイス - レーダーリフレクター）
レーダーリフレクターは、入ってくるレーダー電磁信号を効果的に反射することを目的としている。  非常に効果的なパッシブリフレクターの例は、反射安全ベスト、路側の支柱、反射安全警告の目立つテープ (通常は黄色またはオレンジ色)、ランニングシューズなど、複数のデバイスで使用されるリフレクターである。  レーダーリフレクターは、安全ベスト、路側のリフレクター、自転車などにある光学リフレクターと非常によく似ているが、異なる波長 (つまり、可視帯域ではなく RF 帯域) を目的としている。  そのようなリフレクターの例は、「コーナーリフレクター」(二面体、三面体または八面体タイプ) である。  コーナーリフレクターは、レーダー断面積 (RCS) が非常に小さいオブジェクトから特に強いレーダーエコーを発生させるために使用される。  コーナーリフレクターは、正方形のプレートよりも約 20dB 以上強いレーダー信号を反射することができる。また、表面が平らではなく、金属ではないオブジェクトと比較すると、さらに大きくなる(図 10 を参照)。RCS は、レーダー信号をレーダー受信機の方向に反射させるターゲットの能力を示す指標である。RCS は、コーナーリフレクターの長さの正確な解によって計算される
・ RCS =(πL4)/(3λ2)
・RCS (dBsm)は、次のように計算される: 10 log *(RCS [meters2])
コーナーリフレクターは、通常、ベースが削除された金属ピラミッド 13 である。エネルギーはピラミッドに入り、集中ビームで反射するため、その方向のレーダー断面積が増加する。  多方向コーナーリフレクターには、2 つまたは 3 つの導電性表面があり、これらは(正確に90 度の角度で)交差して取り付けられている。入ってくる電磁波は、複数の反射によって、それらが来る方向に正確に後方散乱される。  このように、小さな RCS を持つ小さなオブジェクトからも、十分に強いエコーが得られる。小型船で広く使用されており、通常はマストに取り付けられている。
【００３０】
コーナーリフレクターの一つの面積は、レーダーの波長に比べて大きくなければならない。コーナーリフレクターが大きいほど、より多くのエネルギーが反射される。レーダー波長と共振して構築することもできる。これにより、エコー信号が再び増加する。他のオブジェクトによる損失を減らすために、コーナーリフレクターはできるだけ高く取り付けられている。
【００３１】
（RFID  - 無線周波数識別）
RFID タグ 25 は、電磁界を使用して、取り付けられているオブジェクトを自動的に識別および追跡する。  タグには、電子的に記憶された情報 (固有の識別情報(ID)、またはローカルプロセッサによってプログラムされ、記憶され、または変更されることができるGPS 位置、記述 ID、他の情報であってもよい)が含まれている。
【００３２】
本発明のシステムは、タグのデータを連続的に更新することを可能にするために、少なくとも３種類のRFID タグを使用することができる: a)パッシブ、b)アクティブ、および c)タグのデータを連続的に更新することを可能にするために、単一または二重のバッファメモリを有する連続的にプログラム可能な RFID 。
【００３３】
（RFID -パッシブ）
パッシブバージョンでは、リーダーから送信された RFID 信号(「リーダー」とも呼ばれる)は変調され、ID 情報と共にリーダーに反射される。  パッシブタグは、近くの RFID リーダーの問い合わせ電波からエネルギーを収集する。
【００３４】
（RFID -アクティブデバイス）
RFID -アクティブタグにはローカル電源(バッテリーや太陽電池など)があり、RFID リーダーから最大数百メートルの動作範囲がある。アクティブ RFID は、電子有料道路内などの高速で移動するオブジェクトにも効果的である。トランスポンダーとビーコンの 2 種類のアクティブ RFID タグが利用可能である。
【００３５】
トランスポンダー‐アクティブトランスポンダータグを使用するシステムでは、リーダー(パッシブシステムと同様)が最初に信号を送信し、次にアクティブトランスポンダーが関連情報とともに信号を送信する。トランスポンダータグは、タグがリーダーの範囲外にある場合にバッテリー寿命を節約するため、非常に効率的である。アクティブ RFID トランスポンダーは、安全なアクセス制御と料金所の支払いシステムで一般的に使用されている。
【００３６】
ビーコン ‐アクティブなビーコンタグを使用するシステムでは、タグはリーダーの信号を待つことはない。その代わりに、タグはその名前の通り「ビーコン」したり、3 〜 5 秒ごとに特定の情報を送信する。ビーコンタグは、石油およびガス業界、ならびに鉱業および貨物追跡アプリケーションで非常に一般的である。  アクティブタグのビーコンは数百メートル離れたところから読み取りが可能だが、バッテリー寿命を節約するために、約 100 メートルの読み取り範囲に到達するように送信電力を低く設定する場合がある。
【００３７】
タグのアンテナタイプ - RFID タグの最も一般的な 2 つのアンテナタイプは、直線偏波アンテナと円偏波アンテナである。アクティブ RFID タグには、a)応答距離が長い(通常は最大 300 メートル)、b)高速移動車両向けのパフォーマンスが優れているという利点がある。電子有料道路 RFID は通常、パッシブ RFID の検出が困難な車速のため、アクティブ RFID である。
一般的な RFID 周波数は次のとおりである:
【００３８】
【表１】
2021536045.tif 000003
【００３９】
（VANET、V2V -車両対車両、V2R ‐車両対路側、V2I ‐車両対インフラ ）
VANET プロトコルは、インフラのない環境で動作するように特別に設計されており、すべての車両 (ノード) が互いに通信し (アドホックネットワーク)、特定の環境でその瞬間に存在する交通状況に関する情報を共同で生成できる。本発明の開示されたシステムおよび方法は、VANET に統合され、そこで車両がオブジェクトから選択した情報 (ID、場所など) が共有され、VANET または他の同様のデータ共有ネットワークを介して隣接車両と共有する ことができる。  本発明の開示されたシステムおよび方法における他の要素は、別の入力として車両制御システムに統合される。
【００４０】
また、本発明のシステムは、WiFi/ WiMax/Bluetooth などの通信チャネルを追加してネットワーク内のアクティブノードとなることで、車両対車両 (V2V)、車両対路側 (V2R)、車両対インフラ (V2I) と統合することも可能である。
【００４１】
車両アドホックネットワークまたは VANET は、移動車両をネットワークのノードとして使用してモバイルネットワークを作成するテクノロジーである。VANET は、参加しているすべての車両をワイヤレスルーターまたはノードに変える。これにより、約 100 〜 300 メートルの距離にある車両が相互に接続し、広範囲のネットワークを構築できる。車両が信号範囲から外れ、ネットワークから外れると、他の車両が参加して、車両を相互に接続し、モバイルインターネットが作成される。VANET はノードが車両を参照する MANET のサブグループである。道路は車両の移動を制限するため、交通規制は重要な場所にVANET が活用可能な固定的なインフラを作成する。VANET の主な目的は、インフラ配備の有無にかかわらず、車両の現在の速度、位置座標が橋渡しされる交通安全対策を提供することである。
【００４２】
通信タイプ
‐  車両対車両 (V2V)
‐  車両対インフラ (V2I)
‐  車両対路側 (V2R)
（車両対インフラ/路側通信(V2I/V2R)）
・車両対インフラは、より長距離の車両ネットワークへのソリューションを提供する。
・ワイヤレスアクセスポイント (ロードサイドユニット- RSU) などの既存のネットワークインフラを利用する。
・車両と RSU 間の通信は、車両対インフラ (V2I) プロトコルと車両対路側 (V2R) プロトコルでサポートされている。
【００４３】
（使用される技術）
・センサー技術(赤外線センサー/ビデオおよびカメラ画像認識/レーダー/ジャイロセンサー/慣性センサー)は、数学的アルゴリズムを介してデータを処理し、車両環境の仮想現実的な理解を導き出す
・車載デジタルマップと測位技術(GPS/Wi-Fi/ WiMAX)は、感知システムを利用して車両の位置を正確に特定し、環境を解釈する
・道路脇のインフラによってグリッドロック/高い交通密度が検出された場合、路側システムはそのすべてのノード/車両に情報をブロードキャストできる。
・次に、VANET の DTN 機能を使用して、このジャンクションに向かう他の車両に情報を送信できる。
・同様に、その時点で非渋滞交通経路を見つける中央システムの調整に応じて、接近してくる車両に他の経路を伝えることができる。
【００４４】
（専用短距離通信 (DSRC)）
・VANET のアクティブな乗客の安全性とより高い信頼性
・802.11 p は車両ネットワークへの無線アクセスを追加し、OSI スタックを実装する
・5.9 GHz のライセンスバンド、7 つのチャネル、1000 m の範囲、データレート 6 〜 27 Mbps のワイヤレスプロトコル
・主に以下の通信に使用される
1)車両対車両
2)車両対路側
IEEE 802.11 p 、IEEE 802.11 ファミリーに属するプロトコルである。
カシフ・アリ他(参考文献 1)では、非インテリジェント車両(非 IV)にパッシブ RFID タグを装着し、車両の制御システムによる検出を支援することについては教示しているが、他のオブジェクトにパッシブ RFID タグもしくはアクティブRFIDの追加することについては教示していない 
A . バニータ・キャサリン他。(参考文献 2)は、 VANET コンセプトを使い、RFID を車両間の通信手段 (V2V) として使用することについて教示している。 
協調型衝突警告と車両のナビゲーション、ローカル相互接続ネットワーク (LIN) と CAN (コントローラーエリアネットワーク)、車両間通信 (IVC) プロトコルのための、車両アドホックネットワーク (VANET) と協調型衝突回避 (CCA) 通信システム。MOST (Media Oriented Systems Transport)、FlexRay、およびイーサネットは、車載通信設計の標準となっている。Dedicated Short-Range Communication(DSRC)規格などの規格は、早期の警告を提供し、自律システムの安全なナビゲーションを可能にすることにより、致命的な道路事故の数を劇的に削減することが期待されている。
【００４５】
本発明の目的は、車両のレーダや RFID 照会を使用し、車両からの問い合わせに応じてオブジェクトの性質、位置、速度等の重要な情報を明らかにし、車両のセンサーによる低電磁プロファイルと低電磁プロファイルのオブジェクトから得られた情報の検出性を高めることによって、車両の制御性能を向上させることにある。そのシンプルさ、高い信頼性、および非常に低いコストにより、固定または移動するすべての既存または新規の道路要素に取り付けることができ、あらゆる車両に、また複数の車両に同時に、正確で信頼できる全天候対応の情報を提供する。  車両の制御システムに統合されており、安全かつ正確な半自動または完全自動のナビゲーションを可能にする。
【００４６】
具体的に、図 1 から 15 を参照すると、 図 1 は、自転車21に乗ったライダー20を含む本発明の実施例を示す。車両47とそのレーダー16とその RFID リーダー19は電磁信号を送信する17 。本発明のシステムは、リフレクター13および RFID トランスポンダー25の電磁信号の返送、反射レーダー信号18および RFID タグの応答32 (つまり、データと)を含む。
【００４７】
図 2 は、本発明のパッシブによる実施例におけるモジュールを示し、道路標識金属板自体またはコーナーリフレクター13などのリフレクター、およびメモリを有する RFID モジュール24トランスポンダー回路25およびRFID タグアンテナ26 を含む。
【００４８】
図 3 は、本発明のシステムにおける主要モジュールを示し、それは RFID アクティブバージョンを示す。それには標識自体などのリフレクターまたはコーナーリフレクター13と、メモリを備えたアクティブ RFID モジュール24電動トランスミッターと RFID タグアンテナ26.を備えたトランスポンダー回路25が含まれる。GPS データ22は RFID メモリ24に書き込まれる。デバイス全体は、マイクロプロセッサや ASIC などの制御および処理ユニット23 (内臓または外部)によって制御され、電源27バッテリー、ソーラーパネル、電力線などから電力を取得する。
【００４９】
図 4 は、本発明のシステム、連続的にプログラム可能なアクティブ(またはパッシブ)バージョンのモジュールを示す。それにはコーナーリフレクターのようなリフレクター13と、メモリを備えたアクティブ RFID モジュール24電源トランスポンダー回路25とRFID タグアンテナ26が含まれる。GPS データ22は RFID メモリ24に送られ、毎秒数回など、高速で位置が変わるたびに更新される。非常に高速で移動するオブジェクトであっても、センチメートル単位の差で正確な位置データが得られる。  信号機50 (図 13)ステータスなどの追加情報は、RFID メモリを継続的に更新することもできる。データは、信号機のコンピューター(例として)から送信され、それにより信号機のステータスがリアルタイムで更新される。  デバイス全体は、制御および処理ユニット23によって制御され、電源27バッテリー、ソーラーパネル、電力線などから電力を取得する。
【００５０】
図 5 は、自動車で使用されているレーダーを含む、自動車産業の現在の周波数割り当てを示す11 。
【００５１】
図 6 は、自律型(自動運転)車両または半自律型車両がその経路をナビゲートするために使用するセンサー技術とデバイスの種類を示す。センサーからのすべてのデータはセンサーのデータフュージョンおよび制御システム15に流れ込み、車両とその動きを制御する。本発明により、RFID リーダー（またはインテロゲーター） 19がセンサーの配列に追加され、その入力は、他のマルチセンサー入力に加えて、車両センサーのデータフュージョンおよび制御システム15への入力である 。
【００５２】
図 7 は、自律型(自動運転)車両または半自律型車両がナビゲートするために使用するセンサーのタイプを示す。センサーからのすべてのデータは、車両を制御するセンサーのデータフュージョン制御システム15に流れ込む。フュージョン ECU (Electronic control unit)15とも呼ばれる。本発明により RFID リーダー(またはインタロゲータ) 19が追加され、その入力は、車両制御ユニット15へのマルチセンサーの入力に追加される。
【００５３】
図 8 は、典型的なコーナーリフレクター13の一般的な概念と、電磁波がリフレクター14を移動する経路を図で示している。
【００５４】
図 9 は、典型的なコーナーリフレクター13の一般的な概念を図で示している。示されているように、それにはあらゆる方向から来る電磁信号を跳ね返す複数のコーナーリフレクターが含まれる。追加の RFID タグ (パッシブ、アクティブ、または継続的にプログラム可能なタグ) 25がリフレクター13に取り付けられている。RFID タグは優先コーナーに配置されている。アンテナと RFID タグの位置は、プラスチックホルダーで固定するか、またはコーナーリフレクターの空洞を、シリコーン、プラスチック、またはその他の非金属材料で満たしてアンテナを適切な位置 (通常は給電位置) に保持することによって固定できる。
【００５５】
図 9 は、典型的な多方向コーナーリフレクター13の一般的な概念を図で示している。示されているように、それにはあらゆる方向から来る電磁信号を跳ね返す複数のコーナーリフレクターが含まれる。追加の RFID タグ(パッシブ、アクティブ、または継続的にプログラム可能なタグ) 25がリフレクター13に取り付けられている。RFID タグ(またはアンテナのみ)はすべてのコーナーに配置されている。アンテナと RFID タグの位置は、プラスチックホルダーで固定するか、またはコーナーリフレクターの空洞を、シリコーン、プラスチック、またはその他の非金属材料で満たしてアンテナを適切な位置 (通常は給電位置) に保持することによって固定できる。
【００５６】
図 10 は、コーナーリフレクターによって達成されたレーダー断面反射の改善例を示している。三角三面コーナーリフレクターの方位角面と仰角面での放射パターンを示す。
【００５７】
図 11 は、低電磁プロファイルのオブジェクトの例として、自転車上の本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構造を図で示している。本発明のシステムの後部リフレクター 28 は、主に自転車の後ろの車両から来る電磁信号を反射することを目的とし、前部リフレクター 30 は、自転車の前の車両から来る電磁信号を反射することを目的としている。2 つの側面リフレクター 27 および 29 は、主に側面の自動車または路側のデバイスや要素からの電磁信号を反射することを目的としている。リフレクタ―の性質上、これらのリフレクターは、直接リフレクターに来ていない信号を反射することもある。パッシブ、アクティブ、または継続的にプログラム可能な RFID タグ (図示せず) も、いずれかのリフレクターに統合できる。
【００５８】
図 12 は、本発明の代表的なシステムの一般的な構成を図示している。レーダー 16 とリフレクター 13、RFID リーダー (インテロゲーター) 19、インテロゲーション信号 17 およびトランスポンダ 25 とそのアンテナ 26 からの応答信号 18。GPS 22 も RFID タグに接続できる。タグは、太陽電池、バッテリーなどの電源から電力を供給される27。
【００５９】
図 13 は、車両がナビゲートしている間に遭遇する可能性のある典型的なオブジェクトの例を図の形で示しており、豚のような動物 40、雄牛/牛 41、羊 42、ドク  (ペット) 43、馬 44、10代の若者のような人間 45 警官 54 子供 55 およびポスト 46 ような道路側のオブジェクト、一時停止の標識 47  (道路標識の例として)、ラウンドアバウトのような道路要素 48、歩行者用信号機 49、車両用信号機 50、道路標識の真実性 51 52 53 (例として)である。リフレクターと RFID はキーホルダー 56 で実現でき、バッグやベルト、スクーター 57 などに取り付ける、およびその任意の組み合わせで運ぶことができる。リフレクター 13 と RFID タグ 25 (任意の種類) がオブジェクト(黒い円の形で表示) に取り付けられ、視認性と検出性を高め、車両に情報を提供する。
【００６０】
図 14 は、RFID 25 が接近する車両に信号機の現在の状態に関する情報を提供する、 (例で説明したように) 信号機に設置された本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構造を図示している。この例では、車両は左に曲がる (東) か、まっすぐ進む (北) かしかできず、現在のステータスは緑 (先に進む) であるという情報 ID である。この例では、信号機自体がレーダーリフレクター 13 であるため、十分な RCS がある。
【００６１】
図 15 は、車両制御システムに設置された本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構成を図示している。画像処理とデジタルマップも、車両制御システムが使用するガイダンスシステムの一部である。RFID 19 リーダーが、制御システムを構成する車両のセンサー、調整、およびフュージョンシステムに追加される。
【００６２】
本発明の方法は、車両が農村部または都市部でのセミナビゲーションまたはフルナビゲーションのために利用しているセンサーのセットに RFID リーダーを追加すること、およびそのような環境で発見されたオブジェクトに視認性および検出性を高めるデバイス (たとえば、レーダーリフレクター、RFID タグなど) を追加することに基づいている。システムが提供する情報は、車両の処理、制御、および誘導のために車両フュージョンおよび制御ユニットに供給される。この重要な情報はセンサーは車両制御システムに提供する情報 (車両周辺の現在および開発中の状態に関するデータを使用)に比べて非常に正確である。操作と安全性の両方は、センサーシステムの精度に依存する。本発明のシステムでは、情報は、オブジェクトへのインストール時に設定されるか、またはシステムによってリアルタイムで更新される。選択したデータを誤って解析してしまうことによる車両制御システムエラーが大幅に減少する。その結果、より安全なナビゲーションが可能になる。
【００６３】
本発明の新規性の 1 つは、現在の自律型 (および半自律型) 車がそれ自体のセンサーおよび処理能力のみに依存するのに比べ、本発明の開示されたシステムおよび方法により、遭遇したオブジェクトが、a) レーダーの断面積を増やすことによって車両のセンサーによる「視認性」を高め、およびb) 子供、前方の右カーブを意味する道路標識、正確な位置、ステータスなど、それらが何であるか、それらの性質に関する重要な情報を提供することによって、オブジェクトが自身を「識別する」ようにして、車両の制御システムに支援を加えることである。
【００６４】
図 1 に示すように、車両 47 には、半自律または完全自律ナビゲーション用の複数のセンサーが装備されており、これらのセンサーの中には、a) 車両のレーダー 16 および b) RFID リーダー 19 がある。両者とも電磁信号を送信するが、、レーダー16はそのレーダー (または車両の片側) の前にあるオブジェクト (複数可) を検出し、 RFID リーダー 19 は、それ/それらに問い合わせし、応答としてそのタイプ (または性質)、位置などについての情報を取得する。低電磁プロファイルを有するオブジェクトの例として自転車 21 とそのライダー 20 はレーダーパルスを反射するが、一般的には、レーダー信号 17 に対して非常に弱い応答信号によって応答する(低レーダー断面積としても知られている) 。本発明のシステムには、コーナー反射板 (図 8 を参照) および RFIDトランスポンダ 25 のようなリフレクター 13 が含まれてる。レーダー信号は、はるかに強い信号 32 (リフレクターの構造により、図 10 を参照) 18として跳ね返され、 大きなオブジェクトとしてレーダーで受信される。RFID 問い合わせ信号は、RFID タグ 25 (アクティブまたはパッシブ）によって応答され、合意されたプロトコルに基づいて、オブジェクト (それが取り付けられている) の性質(またはタイプ) 、および任意でそのリアルタイムの位置、特定のオブジェクトに関連する可能性のある危険、シリアル番号、材料構成、年齢、サイズ、重量、高さ、およびそれらの任意の組み合わせについての情報を含む信号 18 を送り返す。本発明のシステムのブロック図が図 2 に示され、そのパッシブバージョンの RFID を示している。RFID メモリは、RFID タグが問い合わせに応答する必要があるデータを保持する。トランスポンダ 25 は、RFID リーダーからの問い合わせに応答するために必要な電子回路を保持する。アンテナ26 は、RFID リーダーに応答を送信する。RFID はコーナーリフレクターのようなリフレクターに取り付けられている。RFID とレーダーリフレクターが共に車両に対するオブジェクトの視認性を高め、セーバーの動きのために車両制御システムに重要な情報を提供する。
【００６５】
同じ概念が図 3 に示されているが、ここでは RFID はアクティブタグであり、応答範囲が長く (通常は最大 300 メートル)、送信データを制御し、接近する車両上のオブジェクト (自転車ライダーのような) を通知することもできるという利点がある。送信されたデータは制御装置 23 によって変更可能であり、RFID タグメモリ 24 の内容は、GPS ユニット 22 から RFID トランスポンダ 25 およびそのアンテナ 26 およびリフレクター13 に供給されるオブジェクトの現在位置に関する情報で更新される。このシステムは、バッテリーや太陽電池 (例として太陽光発電) などの電源27 から電力を供給される。
【００６６】
追加の実施形態として、リフレクターがRFID のアンテナの一部であるオプションの構成。車両レーダーに割り当てられている現在の周波数を図 5 に示す。
【００６７】
本発明のシステムには、図 6、7、15 に示すように、車両のセンサーに接続されたセンサー - データフュージョンおよび制御システム 15の配列に RFID リーダー 19 を追加する必要がある。
【００６８】
システムは複数のオブジェクトを同時に読み取ることができ、オブジェクトは非常に短時間で、さらには同時に複数の問い合わせに応答できる。 
【００６９】
コーナーレーダーリフレクタ―の一例として、コーナーリフレクター 13 主動作概念 14を図 8 と図 9 に示す。示されているように、それはほとんどの方向からの着信信号を跳ね返し、レーダーに非常に高い戻り信号を与える。RFID タグ 25 をリフレクター13 に取り付けることで、図 9 に示すように、低電磁プロファイルのオブジェクトの視認性と検出性を向上させる効果的なシステムを構築することができる。
【００７０】
自転車に取り付けられた本発明のシステムの例を図 11 に示す。自転車のさまざまな場所に配置でき、走行の妨げにならず、どちらの方向からでも良好な視認性と検出性を提供する。システムはパッシブまたはアクティブのいずれかになる。
【００７１】
本発明のシステムから益を得ることができるオブジェクトの例は、図 13 にあり、家畜、豚、牛/雄牛、羊、ペット、馬、子供、路側の支柱、信号機、警察官、子供などを含み、さらに任意の組み合わせもある。
【００７２】
（継続的にプログラム可能な RFID）
本発明の別の実施形態は、連続的にプログラム可能な RFID であり、タグ上の情報は、タグが取り付けられているオブジェクトのパラメータが位置、速度などの変化に応じて頻繁かつ連続的に更新される。このような RFID タグチップには以下が含まれる:
（a）単一メモリ (ID、つまりそのデータ)。プロセッサは、新しいデータ (更新された GPS 座標、信号機のステータスなど) を必要に応じて、たとえば 1 秒に 1 回の頻度で書き込んでいく。通常数マイクロ秒かかる書き込み時間の間は、タグはリーダーの応答に反応しないが、書き込み時間は全体的な時間に対して非常に短いため (つまり、「デューティサイクル」)、ほとんどの時間でタグが応答する。
（b）ダブルバッファメモリのセットアップでは、2 つのメモリが交互に機能し、一方のメモリがはタグリーダーによるクエリーへに応答するために使用されている間、もう一方のメモリは更新されたデータで更新される (つまり、「書き込みモード」)。これらのメモリは交互にタスクを交換し、1 つのメモリに最新のデータを残して、いつでも使用できるようにする。
どちらのバージョンでも、ID データをリアルタイム情報で継続的に更新でる。 
【００７３】
継続的にプログラム可能な RFID タグの寿命は事実上ほぼ無制限である。100 億回の読み取りおよび書き込みアクセスを備えた現在のメモリテクノロジ (F-Mem など) では、タグのメモリに対してほぼ無制限の「書き込み」操作が可能である。これは、オブジェクトの位置を数分の1秒ごとに更新できることを意味する。一例として、オブジェクトの位置を 10 ミリ秒ごとに更新することができ (例として)、これは、100 Km/Hr. で走行する車両の移動距離が 1 フィート未満に相当する)、それでも何年もの耐用年数を持つことができる。
【００７４】
本発明の別の実施形態として、必要に応じて (予算などのために) 限られた規模で実施できる。一例として、公共交通機関の車線など、固定された所定の行路を走行する自律型車両が挙げられる。限られた行路内の限られた数のオブジェクトに本発明で説明する機能を追加すると、システム全体のコストが簡素化され、安全性が大幅に向上し、車両の他のセンサーとレーダーが予期しない、走行中に車両が遭遇する遇発的で未知のイベントとオブジェクトのみに焦点を合わせるようになる。
【００７５】
（衝突防止プロトコルとアルゴリズム）
RFID リーダーは、衝突防止のアルゴリズムを採用できる。これにより、複数のオブジェクトが存在する混雑した交通や環境で車両が直面する可能性のある状況で、複数の RFID タグを同時に読み取ることができる。
衝突防止プロトコルは、大きく 4 つの多元接続プロトコルに分類できる。
a) SDMA - 空間分割多元接続。チャネルは、識別プロセスのために指向性アンテナまたは複数のリーダーを使用して方向に分割される。チャネルを空間的に分離するために、このプロトコルでは複雑なアンテナ設計が必要である。
b) FDMA - 周波数分割多元接続。チャネル全体を単一の通信リンク専用にする代わりに、チャネルはより小さな帯域幅に分割される。識別が終了するまで、各周波数領域は単一のタグ専用となる。このメカニズムでは、識別を成功させるために複雑なリーダー機能が必要である。
c) CDMA - 符号分割多元接続。タグは、リーダーに送信する前に、ID に疑似乱数コードを掛ける必要がある。次に、リーダーは送信された ID を一意のコードと照合して解読する。このシステムでは、識別プロセスを成功させるために計算作業を行う必要があるため、両端に複雑な機能が必要である。
d) TDMA - 時分割多元接続。チャネル帯域幅は、通信プロセスのタグとリーダーによって使用されるタイムスロットに分割されます。TDMA プロトコルは、実装が容易で複雑さが軽減されることにより、パッシブ RFID システムの衝突防止プロトコルの最大のファミリを形成する。TDMA システムは、リーダートークファースト (RTF) とも呼ばれるリーダー駆動システムとタグトークファースト (TTF) とも呼ばれるタグ駆動システムにさらに分けることができる。
(例として) 言及される衝突防止アルゴリズムは次のとおりである: ALOHA、framed slotted Aloha (FSA)、Dynamic Frame Slotted ALOHA (DFSA)、プログレッシブスキャン (PS) アルゴリズム、およびツリーベースのプロトコル。それぞれ確率論的アプローチと決定論的アプローチである。
【００７６】
【表２】
2021536045.tif 000004
【００７７】
【表３】
2021536045.tif 000005
【００７８】
〔例 本発明〕
固定位置オブジェクト(道路脇の要素、ラウンドアバウト、電話ポスト、電信柱、道路標識など)は、本発明のシステムに組み込むことができ、設置時にそれらの位置を設定することができる。技術者は、道路標識を配置した場所(例として GPS から取得)を使用して RFID タグをプログラムする。道路標識に取り付けられた RFID は、その ID と正確な位置を質問者に送信する。レーダーと RFID リーダーを搭載した車両はそこから、簡単な操作で、周囲のオブジェクトから正確な情報を取得し、その性質とリアルタイムの位置を特定できる。正確な情報は、車両を安全に誘導する車両制御ユニットに送られる。これにより、車両のセンサーデータのみに頼っている場合のそのようなオブジェクトを識別するための複雑な処理やエラーの発生が不要となるので、車両の安全なナビゲーションに不可欠な機能の追加となる。
【００７９】
ａ）レーダーリフレクターを備えた、子供のランドセル内に設置されたパッシブ RFID の例。
【００８０】
【表４】
2021536045.tif 000006
【００８１】
このタグ情報は次のことを意味する。これは、RCS が低く、RFID タグ番号 0987654321 が付いたイスラエルにいる小さな子供です。
【００８２】
ｂ）道路標識内に設置されたアクティブ RFID の例：車線がブロックされていることを示します。
【００８３】
【表５】
2021536045.tif 000007
【００８４】
このタグは次のことを意味する: これは鋼製の道路標識であり、道路標識の位置から 100 ヤードで車線が閉鎖されていることを警告している。
RFID のアクティブな性質により、検出範囲ははるかに長くなる(通常は約 300 メートル)。
【００８５】
ｃ）継続的にプログラム可能な RFID(データが継続的に更新される)を備えた信号機に設置された RFID の 2 つの例。
例 1: 
信号機のようなオブジェクトは、ジャンクションを通過できるか(「青信号」)、停止する必要があるか(「赤信号」)、運転できる方向についての情報のみをドライバーに配信する(現在)。しかし、本発明のシステムおよび方法を用いると、例として、その RFID タグ内のデータ(車両のRFID リーダーによって取得される)が、信号機の現在の状態への追加情報、どのレーンを使用できるか(「青信号」)、どのレーンで停止する必要があるか(「赤信号」)、最後の変更からの経過時間、次の変更までの時間(つまり、車線の切り替え)などについて更新される。
【００８６】
例として信号機では、車両の RFID リーダーによる問い合わせ時に RFID によって転送されるデータは、合意された標準に準拠して数値情報の解釈がなされ、要素ごとに異なる可能性がある。(プリアンブル 、同期、およびその他の非データビットを除く)例として、
【００８７】
【表６】
2021536045.tif 000008
【００８８】
このタグ情報は次のことを意味する。これは、米国にある信号機で、N40°44.9064 '、W073°59.0735'(ニューヨーク市のエンパイアステートビル)にある。これは 4 方向のジャンクションである。信号はジャンクションの南端に配置されており、車両は左に曲がるか、まっすぐに運転できる(つまり、右に曲がることはできない)。現在のステータスは緑色(運転が許可されていることを意味する)で、緑色の信号は 12 秒間点灯し、次の 28 秒間点灯する。プラスチックとフェロメタルでできている。(図 14 を参照)。  情報は、RFID タグメモリ内で毎秒、および/または信号機のステータスの変更時に更新される(例として緑から赤)。 
例 2: 自転車を例にすると、車両のRFID リーダーによる問い合わせの際に RFID によって転送されるデータは以下のものである。
【００８９】
【表７】
2021536045.tif 000009
【００９０】
このタグは次のことを意味する: カーボンファイバー製の自転車で、レーダー断面積が低く、走行速度は北から 270 度方向(つまり西方向)に時速 25 キロ、障害者用なので特別な警告がある。自転車の位置と速度に関する情報は、タグで1 秒間に 10 回更新されます(例として)。  
本発明の開示されたシステムおよび方法の別の実施形態は、暗号化およびサイバーセキュリティであり、
・悪意ある要素(サイバー攻撃)による任意のアクセスがなく、正確な情報が保証できる暗号化とセキュリティ対策である。これを RFID タグに追加して、リーダーで解読し、信頼性を確認することができる。暗号化方式は、RFID タグの任意のバージョンに適合させることができる。
・サイバープルーフ特性 。したがって、これは一方向の通信に基づいており(RFID リーダーの問い合わせは「通信」とは見なされず)、サイバー接続が RFID タグデータに直接影響を与えたり、それを変更したりすることはできない。例として、信号機コンピュータシステムを介した間接的なサイバー攻撃は、信号機システム自体によって防止できる。RFID タグデータは、直接的なサイバー攻撃の対象にはならない。
【００９１】
（本発明の付加的な側面 ）
ａ）ID‐ ID は、コンピュータシステムの通信では MAC (Media Access Control) 番号が一意であり、物理的なMAC ごとにリンクされているため、すべてのオブジェクトを一意の ID で識別することができる。
ｂ）サイバー保護- 本発明の開示されたシステムおよび方法の別の実施形態は、それに組み込まれたサイバープルーフ特性である。前もってプログラムされたタグであるため、サイバー攻撃はいかなる方法でも直接 RFID のタグのデータに影響を与えたり変えることができない。例として、信号機コンピュータシステムを介した間接的なサイバー攻撃 (プログラム可能なタグの場合) は、信号機システム自体によって防止可能で、実際に防止される。RFID タグデータは、直接的なサイバー攻撃の対象にはならない。 
ｃ）駐車支援- 本発明の開示されたシステムおよび方法の別の実施例は、リフレクター 13および RFID 25 が、要求された駐車スロットに隣接するオブジェクトに関する情報を駐車しようとする車両に提供する駐車支援としてのものである。 
ｄ）国際的に合意された RFID プロトコル‐ 国際社会が、低電磁オブジェクトに取り付けられたあらゆる RFID で使用され、世界中のあらゆる場所であらゆる車両がアクセスし、読み取ることができるようになる統一プロトコル を採用するということが目標である。
ｅ）非インテリジェント車両- 低電磁プロファイルを有する道路要素ではないが、本発明は、非インテリジェント車両にも搭載することができる。
ｆ）処理能力の低減- 本発明の開示されたシステムおよび方法のさらなる効果は、車両が、センサのデータのみに基づいてデータを収集、分析、および解釈するために必要な大規模な処理能力を使わずにその周囲の物体をより効率的に分析できるようになることであり、したがって、周囲の状態の誤認識を大幅に減少させることである。車両 (半自律型/完全自律型) の処理能力とセンサの複雑さを低減する。
ｇ）本発明の開示されたシステムおよび方法のさらなる効果は、車両の RFID リーダーは、車両が混雑した交通や複数のオブジェクトがある環境において直面する可能性のある状況のために、複数の RFID タグの同時読み取りを可能にする衝突防止アルゴリズムを利用そのできるということである。
【００９２】
当然のこととして、前記は本発明の例証としての実施形態に関するものであり、以下の特許請求の範囲に記載されているように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく修正が行われ得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明のシステムが自転車に取り付けられ、道路上の車両と相互作用する方法の一例を示す。
【図２】本発明のパッシブ RFID バージョンのシステムの一般的な構造をブロック図の形式で示しており、低電磁プロファイルのオブジェクト側に取り付けられた部品のみを示す。
【図３】本発明のアクティブ RFID バージョンのシステムの一般的な構造をブロック図の形式で示しており、低電磁プロファイルのオブジェクト側に取り付けられた部品のみを示す。
【図４】本発明の連続的にプログラム可能な RFIDバージョンのシステムの一般的な構造をブロック図の形式で示しており、低電磁プロファイルオブジェクト側に取り付けられた部品のみを示す。
【図５】自動車産業に割り当てられた周波数帯域を含む周波数割り当て帯域の一般的な構造をブロック図形式で示す。
【図６】典型的な車載センサーのセットアップと機能の一般的な構造を図示したもの。
【図７】車両内の典型的なセンサのセットアップの一般的な構造を図示したもの。
【図８】典型的なコーナーリフレクターの一般的な概念と機能を図示したもの。
【図９】一箇所に配置された RFID タグを有する典型的な多方向コーナーリフレクターの一般的な構造を図示したもの。
【図９ａ】異なる方向に配置されたマルチRFID (タグまたはアンテナのみ) た典型的な多方向コーナーリフレクターの一般的な構造を図示したもの。
【図１０】コーナーリフレクターによって達成されるレーダー断面反射の改善への一例を示す。三角三面コーナーリフレクターの方位角面と仰角面での放射パターンを示す。
【図１１】本発明のシステムの自転車上での典型的なセットアップの一般的な構造を図示したもの。
【図１２】典型的な RFID システムの一般的な構造と、RFID タグに GPS 情報(固定または交互)を接続する追加の実施例を図示したもの。
【図１３】車両が遭遇する可能性のあるオブジェクトの例として、豚、牛/牛、羊、ドク (ペット)、馬、子供、道路標識(あらゆる種類の)スクーター、警察官、信号機などに設置された本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構造を図示したもの。黒い点は、これらのサンプルオブジェクト内のリフレクターおよび/または RFID タグの任意の配置を示している。
【図１４】本発明のシステムの一例を図示的に示し、 4 叉路交差点の信号機にどのように組み込むことができるかを示す図である。
【図１５】車両制御システムに設置された本発明のシステムの典型的なセットアップの一般的な構成を図示したもの。
【図１】
2021536045.tif 000010
【図２】
2021536045.tif 000011
【図３】
2021536045.tif 000012
【図４】
2021536045.tif 000013
【図５】
2021536045.tif 000014
【図６】
2021536045.tif 000015
【図７】
2021536045.tif 000016
【図８】
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【図９】
2021536045.tif 000018
【図９ａ】
2021536045.tif 000019
【図１０】
2021536045.tif 000020
【図１１】
2021536045.tif 000021
【図１２】
2021536045.tif 000022
【図１３】
2021536045.tif 000023
【図１４】
2021536045.tif 000024
【図１５】
2021536045.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月23日(2020.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ナビゲーション制御システムを改善する方法で、以下を含む:
ナビゲーション制御システムを有する車両を提供すること、
車両にRFID リーダーを接続し、前記ナビゲーション制御システムと作動的に関連付けること、
低いレーダー断面を有する少なくとも 1 つのオブジェクトに 1 つ以上のコーナーリフレクターを取り付けることで、各コーナーリフレクターがレーダー断面を増加させること、 
各コーナーリフレクターに 1 つ以上の RFID タグを連結し、各 RFID タグは、そのオブジェクトの性質を含む識別データを検索可能に記憶すること、および
前記性質は、前記オブジェクトの位置とは無関係とし、
RFID リーダーが、RFID タグが識別データを開示するように、作動可能範囲内のすべての RFID タグに問い合わせるように構成されていること。
【請求項２】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上のRFID タグがパッシブで、問い合わせ RFID リーダーによって電力を供給される。
【請求項３】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上のRFID タグが自己発電式である。
【請求項４】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上のRFID タグが位置データを検索可能に記憶するように構成されている。
【請求項５】
特許請求 4 の方法として、1 つ以上のRFID タグが、位置データが 1 秒間に複数回更新されるように連続的にプログラム可能である。
【請求項６】
特許請求 5 の方法として、1 つ以上のRFID タグが二重のバッファメモリを提供する。
【請求項７】
特許請求 1 の方法として、さらに、1 つ以上のRFID タグのそれぞれに作動的に関連付けられたアンテナを含む。
【請求項８】
特許請求 7 の方法として、さらに、アンテナおよび1 つ以上の RFID タグをコーナーリフレクターに固定するホルダを含む。
【請求項９】
特許請求 1 の方法として、RFID リーダーは複数の RFID タグの同時読み取りを可能にする衝突防止アルゴリズムを利用し、その衝突防止アルゴリズムは複数の RFID タグが非同期方式にランダムに応答することを要求するプロトコルを含む。
【請求項１０】
以下からなる車両アドホックネットワークを作成する方法:
特許請求 1 の車両ナビゲーション制御システムを改善するための方法を組み込んだ複数の車両を供給する、および
各ナビゲーション制御システムが、作動可能範囲を超えて各車両と各オブジェクトの識別データを共有するように構成されている。
【請求項１１】
以下からなる特許請求 10 の方法:
交通モジュールが、各ナビゲーション制御システムに連結され、その交通モジュールが、作動可能範囲内の交通規制の状態を含み、その交通モジュールが、各オブジェクトの識別データに連結され、交通規制の状態が信号機の状態が変化するまでの間の経過時間を含む。
【請求項１２】
特許請求 1 の方法として、各 RFID タグが、各コーナーリフレクターのコーナーに配置されている。
【請求項１３】
特許請求 12 の方法として、各コーナーリフレクターは、2 つまたは 3 つの電気的に反射する表面を有する多方向コーナーリフレクターであり、各 RFID タグが、2 つまたは 3 つの導電性の表面のうちの 2 つに隣接して配置されている。
【請求項１４】
特許請求 13 の方法として、各コーナーまたは各コーナーリフレクターは、そこに配置された RFID タグを有する。
【請求項１５】
特許請求 14 の方法として、各コーナーリフレクターは、各コーナーに関連付けられた 2 つの電気的に反射する表面に隣接して配置されている。
【請求項１６】
特許請求 1 の方法として、RFID リーダは、RFID タグが位置データを開示するように、作動可能範囲内の全ての RFID タグに問い合わせるように構成されている。
【請求項１７】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上の RFID タグが識別データを検索可能に記憶するように構成されている。
【請求項１８】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上のRFID タグが、識別データが 1 秒間に複数回更新されるように連続的にプログラム可能である。
【請求項１９】
特許請求 1 の方法として、1 つ以上のRFID タグが、位置データが 1 秒間に複数回更新されるように連続的にプログラム可能である。
【請求項２０】
特許請求 10 の方法として、各ナビゲーション制御システムは、作動可能範囲を超えて各車両と各オブジェクトの位置データを共有するように構成されている。
【国際調査報告】
2021536045.tif 000026