(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
専用狭域通信（ＤＳＲＣ）を使用する衝突回避システムを作動する方法であって、
前記衝突回避システムは、
制御装置、受信機及び複数のアンテナを有し、
前記制御装置は、
第１の通信距離範囲で前記衝突回避システムを作動し、
車両が高衝突リスク場所に近づいているか否かを決定し、
前記車両が前記高衝突リスク場所に近づいている場合は、前記第１の通信距離範囲よりも長い第２の通信距離範囲で前記衝突回避システムを作動し、
前記第１の通信距離範囲は、
第１の電力水準で前記衝突回避システムを作動することによって達成され、
前記第２の通信距離範囲は、
前記第１の電力水準より大きい第２の電力水準で前記衝突回避システムを作動することによって達成され、
前記制御装置は、
前記第１の通信距離範囲においては、前記複数のアンテナのうちの１つを使用する制御を行うことによって、
前記第２の通信距離範囲においては、
前記複数のアンテナのうち、信号品質が所定の閾値を超えている１つのアンテナからの信号を前記受信機が受信し、当該アンテナの信号品質が低下した場合は、他のアンテナからの信号を前記受信機が受信する第１の技術、
前記複数のアンテナの信号対ノイズ比に基づいて、前記複数のアンテナのうちから選択された１つのアンテナからの信号を前記受信機が受信する第２の技術、
及び、
常時接続が確立された状態に維持された前記複数のアンテナのそれぞれからの信号が合成された信号を前記受信機が受信する第３の技術、
のうちの少なくとも１つを用いて前記複数のアンテナを使用する制御を行うことによって、
前記第１の通信距離範囲及び前記第２の通信距離範囲を反復的に切り替えること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の通信距離範囲は、
通常の条件において前記車両が作動している場合に使用されること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高衝突リスク場所は、
交通制御機器の近傍の領域を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高衝突リスク場所は、
無直線視界場所を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、
前記衝突回避システムと通信状態にあるナビゲーションシステムから前記衝突回避システムに対し、ナビゲーション情報を提供すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ナビゲーション情報は、
前記車両が高衝突リスク場所に近づいていることを決定するために使用されること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項の適用を受け、“車両向け衝突回避システム”と題する２００８年７月１１日付け米国仮特許出願第６１／０８０，１３７号に基づく優先権を主張する。この基礎出願は、本明細書中に参照として引用される。
【０００２】
本発明は、一般的には、衝突回避システムに関し、より具体的には、専用狭域通信衝突回避システム向けの電力管理スキームに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、衝突回避システム及び警告システムのような安全システムは進歩を遂げ、切迫した事故を運転者が回避するのを援けるまでになっている。これらのシステムは、直接的な車両間通信を使用して、又は、路側に位置するネットワークを使用して、車両通信を支援又は制御する。
【０００４】
例えば、米国特許第７,３１５,２３９号は、ある衝突回避システムを開示している。この衝突回避システムを装備した車両は、前方監視レーダ及び後方監視レーダを装備し、当該車両の前方及び後方に位置する車両のような周辺車両の速度及び相対距離を決定する。周辺車両が、この衝突回避システムを装備した車両に近づきすぎると、衝突回避システムは、この衝突回避システムを装備した車両の運転者に警告を発する。さらに、周辺車両も同様の衝突回避システムを使用している場合は、複数の衝突回避システムが相互に通信し、複数の車両の運転者が、１つの危険条件の警告を同時に受けることができる。
【０００５】
交差点は、衝突リスクが高い領域である。米国特許第７,２０９,０５１号には、交差点において使用される衝突回避システムが開示されている。交差点にシステムが配置され、交差点内の車両及び交差点に近づいている車両を支援する。当該システムは、交差点の周辺に配置された多くのセンサを使用する。車両センサは、車両が交差点に近づくのを監視する。進入車両センサは、対向車線内の車間に割り込むようにして交差点に進入するべく待機している車両を検知する。車両センサによって提供された情報は、対向車線内の車間距離を推定するために使用される。当該システムは、その後、交差点に安全に進入できる程度に車間が大きくなるのは何時かを、待機している車両の運転者に知らせる。
【０００６】
米国においては、車両対インフラ通信及び車両間通信向けの専用狭域通信（ＤＳＲＣ）プロトコルが、標準技術となりつつある。自動料金徴収、交通管理システム及び衝突回避システムを含む多くの適用例において、ＤＳＲＣが使用され得る。ＤＳＲＣシステムは、車両の速度、向き、位置のような要素からなる車両安全メッセージを送信することができ、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）規則に従って、最大限２ワットの通信電力を消費する。この大きな通信電力は、車両システム向けの広域通信を可能にする。しかしながら、広域通信性能は、検知された車両の全てを追跡するには（車載コンピュータによる）より大きな処理能力も必要とする。このような電力消費は常時必要とされるとは限らないが、既存のシステムは、電力管理方策を使用しない。具体的には、衝突回避システムは、通常条件では、全出力より小さい出力で作動され、高リスク場所内にあるとき又は高リスク場所に近づいているときのみに全出力で作動され得た。このような高衝突リスク場所の一例として、交差点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７,３１５,２３９号明細書
【特許文献２】米国特許第７,２０９,０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、検知された衝突リスクシナリオに基づいて送信電力を管理する衝突回避システムに対する必要性が、当業界には存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（要約）
車両の衝突を回避するシステム及び方法が提供される。システムは、一般的に、それぞれの車両内に個々の衝突回避システムを含み、オプションとして、路側設備を含む。衝突回避システム及び路側設備は、相互に通信を行う。さらに、衝突回避システムは、ナビゲーションシステムに接続されて、ナビゲーション情報を使用してもよい。
【００１０】
通常動作中においては、システムの通信距離範囲が、到達可能な最大通信距離範囲より短くなるように、衝突回避システムは作動する。しかしながら、交通制御機器によって制御される領域の近傍のように、高衝突リスク場所においては、システムの通信距離範囲は延長される。
【００１１】
例えば全出力又は全出力に近い出力で作動するように、衝突回避システムへの電力供給を増大することによって、この通信距離範囲の延長は達成される。衝突回避システムへ電力ブーストを行うと、衝突回避システムによって送信された信号は、障害物で反射及び回折したうえで周辺車両に届くことが可能になる。このことは、衝突回避システムが周辺車両を検知し、間近に衝突が起こり得ることを運転者に警告する可能性を高める。
【００１２】
他の実施形態においては、システムの通信距離範囲の変化は、アンテナアレイの動作を制御することによって達成される。基準通信距離範囲は、アレイ中の唯一のアンテナを作動することによって達成されてもよい。長い通信距離範囲は、アンテナダイバーシティ技術を使用して達成されてもよい。これらの技術は、最良の性能を有するアンテナを選択するために使用されてもよいし、複数のアンテナの動作を組み合わせて、受信された信号品質及び／又は信号強度を増大させるために使用されてもよい。
【００１３】
後記する図面及び詳細な記述を参照すれば、当業者には、本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点が明らかになるであろう。このような追加的なシステム、方法、特徴及び利点は、当該明細書及び当該要約に含まれ、本発明の範囲内であり、後記する特許請求の範囲によって保護されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
後記する図面及び明細書を参照すれば、本発明はよりよく理解され得る。図内の構成要素は、必ずしも同縮尺で描かれておらず、本発明の原理を例示するために強調して配置されることもある。さらに、記載される図が別であっても、対応する部分には同じ参照番号が振られている。
【００１５】
【図１】ＤＳＲＣベースの衝突回避システムの実施形態を示す図である。
【図２】交差点シナリオにおける、ＤＳＲＣベースの衝突回避システムの実施形態を示す図である。
【図３】衝突回避システムの実施形態における、電力管理処理手順のステップを示すフローチャートである。
【図４】衝突回避システムの他の実施形態における、アンテナダイバーシティ技術を使用する電力管理処理手順のステップを示すフローチャートである。
【図５】衝突回避システムの他の実施形態における、見通しの悪い交差点での電力管理処理手順のステップを示すフローチャートである。
【図６】交通信号機を有する交差点に近づくときに、低電力で作動するＤＳＲＣベースの衝突回避システムの実施形態を示す図である。
【図７】交差点内の交通信号機を遵守するために減速するときに、全出力で作動するＤＳＲＣベースの衝突回避システムの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
車両に装備され得る安全特徴の１つに衝突回避システム、すなわちＣＡＳがある。本発明は、車両と組み合わせて使用され得る。明細書及び特許請求の範囲を通じて“車両”という語は、１又は複数の乗員を運送することが可能であり、任意の動力源によって駆動されるあらゆる移動体を意味する。車両という語は、乗用車、トラック、バン、ミニバン、ＳＵＶ、オートバイ、スクータ、ボート、個人用船舶及び航空機を含むが、これらに限定されない。
【００１７】
衝突回避システムは、多くの異なる技術を使用し得る。レーダベースのシステムを使用して周辺車両を検知し、衝突の可能性を決定するＣＡＳもある。専用狭域通信（ＤＳＲＣ）を使用するＣＡＳもある。ＤＳＲＣは、待ち時間が最小である高速データ転送速度を通信リンクに提供する短距離から中距離までの範囲の通信サービスである。ＤＳＲＣシステムを装備した車両は、相互間で通信することができる、又は、路側設備（ＲＳＥ）と通信することができる。ＲＳＥは、その通信距離範囲内を車両が通過すると当該車両のＤＳＲＣシステムと通信する。ＤＳＲＣの通信距離範囲は約３００メートルであるが、システム化すれば、最大約１０００メートルになる。米国においてＤＳＲＣシステムは、５.９ギガヘルツ、つまり５.８５ギガヘルツから５.９２５ギガヘルツまでの帯域で作動する。
【００１８】
自動料金徴収対応車両のように、ＤＳＲＣを既に使用している車両は多い。米国におけるＤＳＲＣ基準は、車両安全向け専用チャンネル、現在はチャンネル１７２、の提供を含む。衝突回避システムは、この専用チャンネルで作動する。
【００１９】
図１は、本発明に係る衝突回避システム１００の実施形態を示す図である。図示されている実施形態において、第１の車両１０２は、第１のＣＡＳ１０６を装備している。同様に第２の車両１０４は、第２のＣＡＳ１０８を装備している。第１の車両１０２及び第２の車両１０８は、乗用車として示されているが、当業界において公知である任意の車両であってもよい。
【００２０】
ＣＡＳに加えて、第１の車両１０２は、第１のナビゲーションシステム１０７を装備してもよい。同様に、第２の車両１０４は、第２のナビゲーションシステム１０９を装備してもよい。ナビゲーションシステム１０７及び１０９は、米国特許第７,１８４,８８８号が開示するナビゲーションシステムのように、当業界において公知である任意のタイプのナビゲーションシステムであってよい。当該米国特許は、その全体がここに引用される。ある実施形態においては、ナビゲーションシステム１０７及び１０９は、車両位置を決定するＧＰＳ情報、ナビゲーションシステム１０７及び１０９に提供される地図情報、及び、ナビゲーション情報を車両の運転者に表示するディスプレイを含む。ナビゲーション情報が、衝突検知用に使用されるＣＡＳ１０６及び１０８と共有されるように、ナビゲーションシステム１０７及び１０９は、それぞれＣＡＳ１０６及び１０８と通信状態にあってもよい。“ナビゲーション情報”という語は、ある場所を決定し又はある場所に向かう方向を提供するのを支援するために使用され得る任意の情報を意味する。道路住所、道路名、道路番号又は住所番号、アパート番号又はスイート番号、交差点情報、交通制御機器、注目ポイント及び公園、並びに、町、タウンシップ、群、県、市、州、区、ＺＩＰ又は郵便番号及び国を含む行政区画又は地理的区画を含むナビゲーション情報の例もある。ナビゲーション情報は、商号及び屋号、商業地域、ショッピングセンタ、並びに駐車場を含む商業的情報をも含み得る。ナビゲーション情報は、全地球測位システム又は衛星（ＧＰＳ）、Ｇｌｏｎａｓｓ（ロシア）及び／又はＧａｌｉｌｅｏ（欧州）を含む任意の全地球航法衛星インフラ（ＧＮＳＳ）から入手された情報を含む地理的情報も含み得る。“ＧＰＳ”という語は、任意の全地球ナビゲーション衛星システムを意味するのに使用される。ナビゲーション情報は、情報の一項目を含み、情報の複数の項目の組合せも含む。
【００２１】
第１のＣＡＳ１０６及び第２のＣＡＳ１０８は、当業界において公知である任意のタイプのＣＡＳであってよい。一般的に、ＣＡＳ１０６及び１０８は、メモリ付きプロセッサのような、送信機、受信機（これらは１つの送受信機に組み込まれていてもよい）及び制御装置を含む。ある実施形態においては、第１のＣＡＳ１０６及び第２のＣＡＳ１０８は、ＤＳＲＣ送受信機を含む。第１のＣＡＳ１０６及び第２のＣＡＳ１０８は、ＤＳＲＣ車両通信に提供される基準周波数で作動する１又は複数のチャンネルを含んでもよい。例えば、米国では、約５.８５ギガヘルツと５.９２５ギガヘルツとの間で、ＤＳＲＣ基準が作動する。他の実施形態においては、ＣＡＳ１０６及び１０８の送受信機は、他の周波数で作動してもよい。
【００２２】
各送受信機１０６及び１０８は、データを送受信し得る。本出願の目的に沿って言えば、“データ”は、音声、画像及び／又は情報を含み得る。例えば、送受信機１０６及び１０８は、車両が存在することとして識別され得る任意の音又はすべての音、送信車両の運転者に見えている物を他の車両が見ることを可能にする前方監視カメラの出力、車両識別情報、車両ベクトル及び車両動作速度等を送信し得る。ＤＳＲＣシステムの動作通信速度は、毎秒約６メガビットと毎秒約２７メガビットとの間である例が多いので、有意なデータ量がＤＳＲＣシステムで送信され得る。
【００２３】
第１の送受信機１０６及び第２の送受信機１０８は、車両間通信リンク１１２を介して、相互に直接通信してもよい。車両間通信リンク１１２は、高周波、光信号等のような当業界において公知である任意のタイプの通信信号であり得る。車両間通信リンク１１２は、暗号認証及び／又は原本認証のようなセキュリティプロトコルを含んでもよい。
【００２４】
第１の車両１０２及び第２の車両１０４が送受信機１０６及び１０８の通信距離範囲内に進入したときに、車両間通信リンク１１２が確立されるようにしてもよい。例えば、第１の送受信機１０６は、応答を要求する周期的な信号を発信してもよい。第２の送受信機１０８が通信距離範囲内に進入すると、第２の送受信機１０８は、第１の送受信機１０６によって送信された周期的なメッセージを検知し、通信リンク１１２を確立するようにしてもよい。代替的に、第２の送受信機１０８が認識信号を発信し、第１の送受信機１０６が通信リンク１１２を確立するようにしてもよい。当業者には明らかなように、第１の送受信機１０６が信号を検知できる状態で、第２の送受信機１０８は、周期的な信号を送信し続けてもよい。
【００２５】
ある実施形態においては、ＤＳＲＣは、ＲＳＥ１１０のような路側設備（ＲＳＥ）のネットワークを装備していてもよい。ＲＳＥ１１０は、建物、塔又は他の路側対象物に設置される送受信機のような当業界において公知である任意のタイプのＲＳＥであってよい。ＲＳＥ１１０は、ＲＳＥ１１０が通信可能な距離範囲内にある車両と通信してもよい。例えば、ＲＳＥ１１０は、第１のシステム通信リンク１１４を介して第１の車両１０２と通信し、第２のシステム通信リンク１１６を介して第２の車両１０４と通信してもよい。システム通信リンク１１４及び１１６は、対衛星通信及び対地上通信のうちのいずれか又は両者が可能であることとしてもよい。システム通信リンク１１４及び１１６は、高周波信号又は光信号のような当業界において公知である任意のタイプの通信信号であってよい。システム通信リンク１１４及び１１６は、暗号認証及び／又は原本認証のようなセキュリティプロトコルを含んでもよい。
【００２６】
同じ複数のＲＳＥのネットワークは、例えば高速道路に沿って間隔を置いて配置してもよい。例えば、車両がＲＳＥと通信することを許可されているか否か、通信リンクが確立され得るか否か又は確立されるべきであるか否か、及び、どのようなチャンネルで情報を送信するのかを決定する、メモリ付きのプロセッサのような制御装置を、各ＲＳＥが装備してもよい。例えば、周期的な信号を送信し、通信リンクが確立される契機となるような応答を待ち受けることによって、各ＲＳＥは、連続的に車両を探索してもよい。同様に、車両のほうから周期的な信号を送信し、通信距離内のＲＳＥからの応答を待ち受けるようにしてもよい。１つのＲＳＥが応答すると、通信リンクが確立されるようにしてもよい。
【００２７】
典型的には、ＤＳＲＣシステムが通信可能な最大距離範囲は、約３００メートルである。実用上は、通信距離範囲を短縮して、チャンネル輻輳を減らしてもよい。ＤＳＲＣシステムに必要な典型的な電力は、対衛星通信及び対地上通信の両者について、約２ワットである。通信距離範囲が短いほど、必要な電力は小さい。したがって、ＣＡＳ１０６及び１０８は、基準通信距離範囲、すなわち、到達可能最大通信距離範囲より短い距離範囲、及び、長い通信距離範囲、すなわち、基準通信距離範囲より長い距離範囲を達成するために作動され得る。ＣＡＳは、通常の作動条件においては基準通信距離範囲で作動して、電力を節約し、チャンネルの輻輳を減らしてもよい。しかしながら、交通制御機器が設置されている領域のような高衝突リスク場所の近傍を車両が走行しているときのように、長い通信距離範囲が望ましい場合もある。
【００２８】
ある実施形態においては、基準通信距離範囲は、通常の運転条件において、第１の電力水準すなわち低電力でＣＡＳを作動することによって達成される。本出願の目的に沿って言えば、“低電力”とは、全出力よりも低いことであると看做してもよい。ある実施形態においては、低電力は、全出力の約５０％から約８０％までの範囲を変動する。しかしながら、長い通信距離範囲が望まれるとき、低電力よりも高く全出力そのものを含む第２の電力水準で作動することが有利である。本出願の目的に沿って言えば、“全出力”は、実際の全出力そのもの及び実際の全出力の水準よりやや低い電力水準を含んでもよい。ある実施形態においては、アンテナアレイがＣＡＳ内に提供される。基準通信距離範囲は、アレイのうちの１つのアンテナを使用して達成されてもよい。通信距離範囲を、長い通信距離範囲にまで延長するためにアンテナダイバーシティ技術が使用されてもよい。アンテナ感度を上げるため、送信信号強度及び／又は受信信号強度を上げるため、コンピュータが信号を解析する能力を上げるため、若しくは、車両が高衝突リスク場所に近づいている又は高衝突リスク場所で作動しているときのように、ある条件におけるＣＡＳの通信距離範囲を延長するために、当業界において公知である他の技術が使用されてもよい。
【００２９】
図２に、このような高衝突リスク場所の一例が示されている。第１の車両１０２は、第１の道路１２０上を走行している。第２の車両１０４は、第２の道路１１８上を走行している。第１の道路１２０は、交差点１２２で、第２の道路１１８と交差する。車両１０２及び１０４のいずれか又は両者は、交通制御機器１２４に遭遇する。交通制御機器１２４は、当業界において公知である任意のタイプの交通流量制御標識又は交通流量制御構造であり、例えば、灯り、標識、サークルであってもよいし、さらには交通整理の駐在警察官であってもよい。
【００３０】
第１の道路１２０から第２の道路１１８を見る視界及び第２の道路１１８から第１の道路１２０を見る視界は、第１の建物１２６及び第２の建物１２８のような１又は複数の構造物に少なくとも部分的に遮られていることがある。したがって、車両１０２及び１０４が交差点１２２に近づくにつれて、車両１０２及び１０４のうちの少なくとも一方は、他方の車両を視認できなくなることがあり得る。このことは、衝突リスクを高める。図２に示されるように、第１のＣＡＳ及び第２のＣＡＳが、車両間通信リンク１１２又はシステム通信リンク１１４、１１６を確立できれば理想的である。しかしながら、ＣＡＳが低電力で作動している場合、例えば障害物によって、送信された信号が遮られる又は散乱させられるので、通信リンクの確立は困難になり得る。
【００３１】
図３は、交通信号機が存在する高衝突リスクシナリオを説明する電力管理処理手順１３０を示す。一般的に、ＣＡＳは、通常運転条件の間は低電力で作動して交通制御機器に近づいていることを検知し、車両が交通制御機器の近傍にあるときにはＣＡＳへの電力供給を全出力にまで上げるように制御されている。
【００３２】
開始ステップ１３１において、ＣＡＳは、スリープモード、節電状態又は未起動状態にある。ステップ１３２において、ＣＡＳが起動される。ＣＡＳは、例えばイグニッションキーを回すことによって、車両が発車するときに起動されてもよいし、例えば、ボタンを押下したり音声で命令したりすることによって、運転者がシステムに対してオンの指示をするときに起動されてもよい。ＣＡＳは、車両によって電力を供給されて、周期的な信号を送信し始め、応答を待ち受ける、及び／又は、他の車両からの信号を検知するのを待ち受ける。ステップ１３４において、ＣＡＳは、低電力で作動する。
【００３３】
ステップ１３５において、ＣＡＳは、車両位置を識別する。例えば、車両のナビゲーションシステム、ＧＰＳシステム等と通信することによってこのステップは実現され得る。ステップ１３６において、ＣＡＳの制御装置は、車両が交通制御機器の近くに位置しているか否かを周期的に問いかけ、ＣＡＳへの電力供給が増大されるべきか否かを決定する。地図上に車両位置をプロットし得る車両のナビゲーションシステムと協働して、車両位置が決定されてもよい。地図が交通制御機器情報を含む場合は、ＣＡＳは、ナビゲーション情報を使用して交通制御機器の近傍に車両が存在することを決定してもよい。また、ＣＡＳは、車両上のセンサに接続されてもよい。当該センサは、車両が交通制御機器に近づいているか否かを決定し得る。当該センサは、例えば、カメラ及びカメラによって取得された画像を分析する視覚分析ソフトウエアである。車両が交通制御機器に近づいていない場合、ＣＡＳは、低電力で作動し続ける。車両が交通制御機器に近づいている場合、制御装置は、ステップ１３８に進む。ある実施形態においては、制御装置は、ステップ１３６の処理を実行しない。その代わりに、交通信号機が存在することをナビゲーション情報が示している場合、制御装置は、車両が交差点又は他の高衝突リスク場所に近づいているものと単純に看做してもよい。
【００３４】
ステップ１３８において、ＣＡＳの制御装置は、車両が交通制御機器に近づいているか否かを決定する。この情報は、ナビゲーションシステムから入手されてもよい。現在多くのナビゲーションシステム地図が交通信号機情報を含んでいるからである。制御装置は、車載ユニット又は車載コンピュータに接続されて、車両が交差点に近づいていると推定するのを支援する。車両が交通制御機器に近づいていない場合、制御装置は、ステップ１３４に戻り、低電力でＣＡＳを作動する。車両が交通信号機に近づいている場合、制御装置はステップ１４２に進む。他の実施形態においては、ステップ１３８は、ナビゲーション情報を使用して、交通制御機器を含む場所だけではなく任意の高衝突リスク場所に車両が近づいているか否かを決定してもよい。
【００３５】
ステップ１４２において、制御装置は、ＣＡＳに提供される電力を、全出力にまで増大させ、全出力でメッセージ／通信を送信する。ある実施形態においては、電力増大は、ＣＡＳが使用可能な最大電力のうちの部分で表してもよい。例えば、通常の低電力作動ステージにおいてＣＡＳが全出力の５０％で作動している場合、電力増分を全出力の２５％として、増大後の電力水準を７５％としてもよい。電力増分を調整して、他のシステムにも電力を行き渡らせるか否かを決定してもよい。その結果、ＣＡＳへの電力供給の増大に起因して出力不足になったり停止したりするシステムはなくなる。電力ブースト又は電力増大の後、制御装置は、全出力すなわちより高い電力水準で作動する。
【００３６】
制御装置は、ステップ１３５に戻ることを繰り返し、車両が交通制御機器を通過したか否かを問いかける。すなわち、制御対象の交差点を通過したか否かを問いかける。ステップ１３６及び１３８において、車両が交通制御機器を通過した場合は、制御装置はステップ１３４に戻り、ＣＡＳは、低電力で作動し続ける。例えば、車両のイグニッションスイッチをオフにする、ＣＡＳに停止を指示する、のようにして、ＣＡＳがシャットダウンされるまで、制御装置はループ処理を繰り返す。
【００３７】
ステップ１３４及びステップ１３５に戻った後、ＣＡＳは、低電力で作動し続ける。例えば、車両のイグニッションスイッチをオフにする、ＣＡＳに停止を指示する、のようにして、ＣＡＳがシャットダウンされるまで、制御装置は処理手順１３０のループ処理を繰り返す。
【００３８】
図４は、ＣＡＳによって使用され得る電力管理処理手順の他の実施形態を示す。当該実施形態ではアンテナダイバーシティ技術が、電力を管理するために使用される。これらのアンテナダイバーシティ技術は、単独で使用されてもよいし、図３の説明において前記した他の電力管理技術と組み合わせて使用されてもよい。
【００３９】
アンテナダイバーシティは、システムが複数のアンテナを有し、専らそれらのアンテナを選択的に使用するアンテナ管理技術である。例えば、ある条件においては、１つのアンテナが使用される一方、他の条件においては、複数のアンテナが使用されてもよい。これらの条件は、検知される信号品質、検知される信号強度、タイミング、検知される送信機との近接度、ユーザ選好等を含んでもよい。アンテナの使用は、多くの異なる技術を使用して制御されてもよい。
【００４０】
複数のアンテナアレイにおいて、アンテナアレイは、“スイッチング”技術を使用して管理され得る。当該技術では、唯一のアンテナからの信号品質が所定の閾値を超えている限り、そのアンテナからの信号だけが受信機に入力される。その信号品質が低下した場合は、他のアンテナが起動される、すなわちスイッチングされる。スイッチングは、単純かつ消費電力が小さい技術である。しかしながら、使用中のアンテナの品質が低下し新たなアンテナが起動しつつある期間は、受信信号がフェーディングし同期から外れる恐れがある。
【００４１】
他のアンテナ管理技術は、“選択”である。“選択”では、いかなる時点においても、唯一のアンテナの信号が受信機に送信される。検知されたすべてのアンテナの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）に基づいて、アンテナが選択される。したがって、この方法は、すべてのアンテナのＳＮＲを計測するために一定の時間を要することになる。このＳＮＲ計測中に、すべてのアンテナが受信機との通信を確立していなければならない。このことは、スイッチングしている間の電力消費を増大する。しかしながら、アンテナ選択は、あるデータパケットを受信した後次のデータパケットを受信するまでの時間に、迅速に実行される。アンテナ間のスイッチングは、パケット毎に実行され得るので、非常に高品質のデータ受信が可能になる。
【００４２】
他のアンテナ管理技術は、“合成”である。この技術は、すべての使用可能なアンテナを常時接続が確立された状態に維持しておく。複数の信号が合成されて受信機に提供される。信号はそのまま追加されてもよいし（等利得合成）、重み付けされた上でコヒーレントに追加されてもよい（最大比合成）。このタイプのアンテナ管理は、信号減衰に対する耐性は大きいが、消費電力は最も大きい。
【００４３】
他のアンテナ管理技術は、“動的制御”である。当該技術では、受信機は、検知された条件に基づいてアンテナ管理スキーム（スイッチング、選択又は合成）を選択し得る。動的制御は、他のアンテナ管理技術より多くのコンピュータ処理能力を使用する一方、動的に制御されたシステムは、すぐにアンテナアレイの電力対性能比を最適化し得る。信号が良好である状況、又は高度な信号性能が要求されていない状況では、１つのアンテナが使用されてもよい。条件が変化すると、スイッチング、選択又は合成の技術のうちの１つが使用されて、信号品質又は信号強度を増大する。
【００４４】
図４に示されるアンテナダイバーシティ処理手順３３０では、ＣＡＳは、図３の処理手順１３０と同様に作動する。開始ステップ３３１において、ＣＡＳは、スリープモード、節電状態又は未起動状態にある。ステップ３３２において、ＣＡＳが起動される。ステップ３３４において、ＣＡＳは、アンテナダイバーシティのない状態で作動する。すなわち、メッセージは、すべて１つのアンテナによって受信される。あるアレイのうちの唯一のアンテナを使用することは、システムの消費電力を削減する。
【００４５】
ステップ３３５において、ＣＡＳは、車両位置を識別する。例えば、車両のナビゲーションシステム、ＧＰＳシステム等と通信することによってこのステップは実現され得る。ステップ３３６において、ＣＡＳの制御装置は、車両が交通制御機器の近くに位置しているか否かを周期的に問いかけ、アンテナダイバーシティが使用されるべきか否かを決定する。アンテナダイバーシティ処理手順３３０のステップ３３６において、図３の処理手順１３０のステップ１３６について前記した任意の方法が、車両が交通制御機器の近傍にあるか否かを決定するために使用できる。
【００４６】
ステップ３３８において、ＣＡＳの制御装置は、車両が交通制御機器に近づいているか否かを決定する。当該処理は、図３の処理手順１３０のステップ１３８において、車両が交通制御機器に近づいているか否かを決定する処理と同様である。車両が交通制御機器に近づいていない場合は、制御装置は、ステップ３３４に戻り、唯一のアンテナでメッセージを受信する。車両が交通信号機に近づいている場合は、制御装置は、ステップ３４０に進む。
【００４７】
ステップ３４０において、アンテナダイバーシティ技術のうちの１つが使用されて、ＣＡＳが複数のアンテナによってメッセージ／通信を受信することを可能にする。スイッチング、選択、合成、動的制御又はこれらの技術の組合せのうちの任意の１つが使用されて複数のアンテナの使用が可能となる。
【００４８】
ステップ３４２において、制御装置は、より高強度の受信信号を選択してメッセージを受信する。ステップ３４０において受信されたすべての信号を評価した結果、ある１つのアンテナが、信号強度及び／又は信号品質において他のアンテナより優れているということがあり得る。このアンテナを選択して、交通制御機器の近傍の信号を受信する。他の実施形態においては、複数のアンテナが選択されて、合成された信号又はオーバーオール信号をＣＡＳに提供する。当該信号は、ステップ３３４においてメッセージを受信するために使用された１つのアンテナから得られる信号強度又は信号品質よりも大きい所望の信号強度又は信号品質を有している。
【００４９】
制御装置は、ステップ３３５、３３６及び３３８に戻ることを繰り返し、車両が交通制御機器を通過したか否かを問いかける。すなわち、制御対象の交差点を通過したか否かを問いかける。車両が交通制御機器を通過していない場合は、制御装置は、アンテナダイバーシティ技術を使用し続けて、１つのアンテナであればそれから得られたであろう信号より強度の大きい信号を受信する。車両が交通制御機器を通過した場合、制御装置は、車両が高衝突リスク場所から抜け出しつつあるものと判断し、車両位置を監視（ステップ３３５）しながら、１つのアンテナによる信号受信（ステップ３３４、アンテナダイバーシティなし）に戻ってもよい。
【００５０】
ステップ３３４に戻った後、ＣＡＳは、唯一のアンテナで作動し続ける。例えば、車両のイグニッションスイッチをオフにする、ＣＡＳに停止を指示する、のようにして、ＣＡＳがシャットダウンされるまで、制御装置は、アンテナダイバーシティ処理手順３３０のループ処理を繰り返し、アンテナダイバーシティ処理手順３３０が決定するように１つのアンテナと複数アンテナとの間で切り替えを行う。
【００５１】
図５に示される他のアンテナダイバーシティ処理手順４３０は、高衝突リスク場所が無直線視界（ＮＬＯＳ）場所、すなわち見通しの悪い交差点である場合に使用され得る。第２のアンテナダイバーシティ処理手順４３０では、ＣＡＳは、図４の処理手順３３０と同様に作動する。開始ステップ４３１において、ＣＡＳは、スリープモード、節電状態又は未起動状態にある。ステップ４３２において、ＣＡＳが起動される。ステップ４３４において、ＣＡＳは、アンテナダイバーシティのない状態で作動する。すなわち、メッセージは、すべて１つのアンテナによって受信される。あるアレイのうちの唯一のアンテナを使用することは、システムの消費電力を削減する。
【００５２】
ステップ４３５において、ＣＡＳは、車両位置を識別する。例えば、車両のナビゲーションシステム、ＧＰＳシステム等と通信することによってこのステップは実現され得る。ステップ４３６において、ＣＡＳの制御装置は、車両がＮＬＯＳ交差点の近くに位置しているか否かを周期的に問いかけ、アンテナダイバーシティが使用されるべきか否かを決定する。アンテナダイバーシティ処理手順４３０のステップ４３６において、図３の処理手順１３０のステップ１３６について前記した任意の方法が、車両がＮＬＯＳ交差点の近傍にあるか否かを決定するために使用できる。
【００５３】
ステップ４３８において、ＣＡＳの制御装置は、車両が交通制御機器に近づいているか否かを決定する。当該処理は、図４の処理手順３３０のステップ３３８において、車両が交通制御機器に近づいているか否かを決定する処理と同様である。車両がＮＬＯＳ交差点に近づいていない場合は、制御装置は、ステップ４３４に戻り、唯一のアンテナでメッセージを受信する。車両がＮＬＯＳ交差点に近づいている場合は、制御装置は、ステップ４４０に進む。
【００５４】
ステップ４４０において、アンテナダイバーシティ技術のうちの１つが使用されて、ＣＡＳが複数のアンテナによってメッセージ／通信を受信することを可能にする。スイッチング、選択、合成、動的制御又はこれらの技術の組合せのうちの任意の１つが使用されて複数のアンテナの使用が可能となる。
【００５５】
ステップ４４２において、制御装置は、より高強度の受信信号を選択してメッセージを受信する。ステップ４４０において受信されたすべての信号を評価した結果、１つのアンテナが、信号強度及び／又は信号品質において他のアンテナより優れているということがあり得る。このアンテナを選択して、交通制御機器の近傍の信号を受信する。他の実施形態においては、複数のアンテナが選択されて、合成された信号又はオーバーオール信号をＣＡＳに提供する。当該信号は、ステップ４３４においてメッセージを受信するために使用された１つのアンテナから得られる信号強度又は信号品質よりも大きい所望の信号強度又は信号品質を有している。
【００５６】
制御装置は、ステップ４３６に戻ることを繰り返し、車両がＮＬＯＳ交差点を通過したか否かを問いかける。車両がＮＬＯＳ交差点を通過していない場合は、制御装置は、アンテナダイバーシティ技術を使用し続けて、１つのアンテナであればそれから得られたであろう信号より強度の大きい信号を受信する。車両がＮＬＯＳ交差点を通過した場合、制御装置は、車両が高衝突リスク場所から抜け出しつつあるものと判断し、車両位置を監視（ステップ４３５）しながら、１つのアンテナによる信号受信（ステップ４３４、アンテナダイバーシティなし）に戻ってもよい。
【００５７】
ステップ４３４及びステップ４３５に戻った後、ＣＡＳは、唯一のアンテナで作動し続ける。ＣＡＳがシャットダウンされるまで、制御装置は、第２のアンテナダイバーシティ処理手順４３０のループ処理を繰り返し、アンテナダイバーシティ処理手順４３０が決定するように１つのアンテナと複数アンテナとの間で切り替えを行う。
【００５８】
図６及び図７は、前記したような電力ブーストが、交差点１２２のような交差点において、衝突を予防するのをどのように支援するかを示している。図６に示されるように、低電力で作動しているとき、１又は複数の信号１５０、１５２及び１５４が、第１の車両１０２によって送信される。図２について前記したような場所で、車両１０２は、交通制御機器１２４に近づいているが、電力水準はブーストされていない。換言すれば、車両１０２は、車両が交差点１２２にこれから近づき始めるときには、依然として低電力で作動している。
【００５９】
これらの信号は、直接的な車両間通信によっては、第２の車両１０４に届くことができないかもしれない。説明を単純化する目的で３つの信号だけが図示されているが、一般的には、信号は車両１０２からすべての方向に発信される。第１の信号１５０は、第１の建物１２６に届き、反射して短い距離を進むが、第２の車両１０４には届かない。第２の信号１５２は、第１の道路１２０に沿って直進する間に減衰してしまい、第３の信号１５４は、第２の建物１２８に遮られて散乱する。この地点では、第１の車両１０２はＣＡＳを使用して第２の車両１０４を検知することはできず、第２の車両１０４もＣＡＳを使用して第１の車両１０２を検知することはできない。
【００６０】
図７において、第１の車両１０２は、交通制御機器１２４、すなわち停止標識に近づくときに減速する。本発明の電源管理処理手順のある実施形態によれば、第１の車両１０２のＣＡＳシステムに供給される電力は、増大させられ例えば全出力にまで達している。第１の車両１０２のＣＡＳからの通信の信号強度も増大されている。このように信号強度が増大すると、信号は、障害物の形状を利用し、これらの障害物で回折及び反射し、第２の車両１０４に届く。
【００６１】
例えば、第１の信号１５０は、障害物１２６で反射し、第１の反射信号１５６となる。第１の反射信号１５６は、第２の車両１０４に届く方向を向いており、第２の車両１０４に届くだけの十分な信号強度を有している。第２の信号１５２の強度はより大きいが、反射又は回折し得る障害物又は構造物がないので、依然として、第２の車両には届かない。第３の信号１５４は、第２の建物１２８で反射し、第２の反射信号１５８となる。第２の反射信号１５８は、第１の建物１２６でさらに反射し、第３の反射信号１６０となる。第３の反射信号１６０は、第２の車両１０４に届く方向を向いており、第２の車両１０４に届くだけの十分な信号強度を有している。さらに、第３の信号１５４が第２の建物１２８に当たると、第２の建物１２８に反射して散乱した信号は、もとの信号１５４と干渉を起こす。この干渉は、第３の信号１５４を回折させる、すなわち、第３の信号１５４を、第２の建物１２８の周辺で“屈曲”させ、回折信号１６４を形成する、という結果となり得る。反射信号と比べれば信号強度が通常は小さいとはいうものの、回折信号１６４は、第２の車両１０４に届くだけの十分な信号強度を依然として有し得る。これらの反射信号及び回折信号を使用して、図２の車両間通信リンク１１２のような車両間通信リンクが確立され得る。同様に、図４及び図５には明示されていないが、ブーストされた電力信号の反射及び回折は、図２のシステム通信リンク１１４のような、第１の車両１０２とＲＳＥとの間のシステム通信リンクを確立するのを支援し得る。
【００６２】
これらのメカニズムによって、信号は、周辺環境の形状を利用して第１の車両１０２と第２の車両１０４との間の通信リンクを確立するが、これらのメカニズムは例示にすぎない。反射、回折又は大気中での屈折さえも使用して、任意の信号の方向を変更し得る。
【００６３】
本発明の様々な実施形態が記述されてきたが、これらの記述は、本発明を限定するものではなく、本発明の例示にすぎない。本発明の範囲内で、多くの実施形態が可能であることが、当業者には明らかである。したがって、添付される特許請求の範囲およびその均等物に限定して本発明を解釈するべきではない。本発明の範囲内で、様々な修正及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  衝突回避システム（ＣＡＳ）
１０２  第１の車両
１０４  第２の車両
１０６  第１のＣＡＳ（送受信機）
１０７  第１のナビゲーションシステム
１０８  第２のＣＡＳ（送受信機）
１０９  第２のナビゲーションシステム
１１０  路側設備（ＲＳＥ）
１１２  車両間通信リンク
１１４  第１のシステム通信リンク
１１６  第２のシステム通信リンク
１１８  第２の道路
１２０  第１の道路
１２２  交差点
１２４  交通制御機器
１２６  第１の建物（障害物）
１２８  第２の建物（障害物）
１５０  第１の信号
１５２  第２の信号
１５４  第３の信号
１５６  第１の反射信号
１５８  第２の反射信号
１６０  第３の反射信号
１６４  回折信号
【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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