專利名稱：車輛間的位置感知系統(tǒng)和相關(guān)操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及車輛通信系統(tǒng)，更具體地，涉及用于獲得在主車輛 附近的車輛的位置感知的車載系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，車輛包括車載電子控制、通信和安全系統(tǒng)是很平常的事。例
如，現(xiàn)在許多車輛包括導(dǎo)航系統(tǒng)，其利用無線全球定位系統(tǒng)(.GPS)技 術(shù)精確識別主車輛的實時地點(location)。作為另一示例，現(xiàn)在一些 車輛包括自適應(yīng)巡4元控制系統(tǒng)，其采用無線傳感4支術(shù)來4全測主車輛和在 主車輛之前的車輛(如果有的話)之間的距離。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)使 用檢測的距離來影響主車輛的巡航控制特征的操作，例如調(diào)節(jié)主車輛的 速度和/或制動。
除了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)之外， 一些汽車制造商正在開發(fā)車載安全 系統(tǒng)，目的是減少事故或碰撞的發(fā)生和嚴(yán)重程度。例如，在駕駛者使車 輛倒退時，普遍采用無線傳感器和后視攝像機來輔助駕駛者。此外，自 動的避免碰撞系統(tǒng)旨在為主車輛提供有關(guān)主車輛的近距離內(nèi)的其它車 輛的地點的信息，其中這樣的信息將被用于避免事故或在不可避免的事 故的情況下減小對車輛的損害。

發(fā)明內(nèi)容
這里4苗述車4兩間 (vehicle—to—vehicle ) 4立置感^口 (position awa rene s s )系統(tǒng)的實施例。該系統(tǒng)包括位于主車輛上的檢測和測距系 統(tǒng)、耦合到該檢測和測距系統(tǒng)的交通建才莫器(traffic modeler)、以 及耦合到該交通建模器的無線發(fā)送器。該檢測和測距系統(tǒng)被配置為感測 靠近該主車輛的鄰近車輛，并且，響應(yīng)于此，產(chǎn)生指示鄰近車輛相對于 主車輛的位置的鄰近車輛數(shù)據(jù)。該交通建模器被配置為處理鄰近車輛數(shù) 據(jù)，并且響應(yīng)于此，產(chǎn)生用于該主車輛的虛擬交通模型。該無線發(fā)送器 被配置為無線發(fā)送傳達(convey)該虛擬交通模型的主車輛模型數(shù)據(jù)。
還提供了車輛間位置感知系統(tǒng)的另 一個實施例。該系統(tǒng)包括位于主車輛上的無線接收器、耦合到無線接收器的交通建模器、和耦合到交通 建模器的交通感知系統(tǒng)。該無線接收器被配置為無線接收來自于鄰近車 輛的鄰近車輛模型數(shù)據(jù)，該鄰近車輛模型數(shù)據(jù)傳達鄰近車輛的第 一虛擬 交通模型。該交通建模器被配置為處理該第一虛擬交通模型，并且響應(yīng) 于此，產(chǎn)生用于該主車輛的第二虛擬交通模型。此外，該交通感知系統(tǒng) 被配置為基于該笫二虛擬交通模型，預(yù)測接近主車輛的即將到來的
(impending)交通條件。
還提供了一種車輛間位置感知方法的實施例。該方法包括從主車 輛無線感測接近主車輛的鄰近車輛；產(chǎn)生指示鄰近車輛相對于主車輛的 位置的鄰近車輛數(shù)據(jù)；使用該鄰近車輛數(shù)據(jù)產(chǎn)生該主車輛的虛擬交通才莫 型；以及無線廣播傳達虛擬交通模型的主車輛模型數(shù)據(jù)。
提供該發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化的形式介紹概念的選擇，所述概念下 面在具體實施方式
中將做進一步的描述。該發(fā)明內(nèi)容不打算確定所要求
保護的主題的關(guān)鍵特征或?qū)嵸|(zhì)特征，也不打算被用來幫助確定所要求保
護的主題的范圍。


下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明，其中相似的參考標(biāo)記指代相似的元 素，以及
圖1是車輛間位置感知系統(tǒng)的實施例的示范性工作環(huán)境的示意圖； 圖2是主車輛的俯視圖，示出了示范性傳感器檢測區(qū)域； 圖3是車輛間位置感知系統(tǒng)的實施例的車載元件的示意圖；和 圖4是示出車輛間位置感知過程的實施例的流程圖。
具體實施例方式
下面的詳細描述本質(zhì)上僅僅是說明性的，不打算限制本主題的實施 例或者這樣的實施例的應(yīng)用和使用。這里所用的詞"示范性"意思是"用 作示例、實例或例證"。這里描述的作為示范性的任何實施方式不應(yīng)當(dāng) 被理解為優(yōu)于或比其它實施方式更有利。此外，本發(fā)明不打算被在前面 的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或下面的具體實施方式
中給出的任何 明示或暗示的理論束縛。
這里可以按照功能和/或邏輯塊組件的方式，并且參照可以由各種計算組件或設(shè)備執(zhí)行的操作、處理任務(wù)和功能的符號表示來描述技術(shù)和 科技。這樣的操作、任務(wù)和功能有時被稱為是計算機執(zhí)行的、計算機化 的、軟件實施的或計算機實施的。在實際中， 一個或多個處理器設(shè)備可 以通過在系統(tǒng)存儲器中的存儲器位置處操縱代表數(shù)據(jù)比特的電信號以 及其它信號處理來執(zhí)行所述操作、任務(wù)和功能。保持?jǐn)?shù)據(jù)比特的存儲器 位置是具有與所述數(shù)據(jù)比特對應(yīng)的特定電、磁、光或有機特性的物理位 置。應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示的各種塊組件可以由任何數(shù)目的被配置為執(zhí)行 指定功能的硬件、軟件和/或固件組件來實現(xiàn)。例如，系統(tǒng)或組件的實 施例可以采用各種集成電路組件，例如存儲器元件、數(shù)字信號處理元件、 邏輯元件、查找表等，其可以在一個或多個微處理器或其它控制設(shè)備的 控制下執(zhí)行多種功能。
下面的描述參考被"連接"或"耦合"在一起的元件或節(jié)點或特征。 除非另有明確說明，這里所用的"連接"意思是一個元件/節(jié)點/特征直 接接合到另一個元件/節(jié)點/特征(或直接與之通信)，并不一定必須是 通過機械方式。相似地，除非另有明確說明，"井禺合"意思是一個元件 /節(jié)點/特征直接或間接接合到另 一個元件/節(jié)點/特征(或直接或間接與
之通信)，并不一定必須是通過機械方式。因而，盡管圖3所示的示意 圖描繪了元件的一個示范性布置，但是附加的插入元件、設(shè)備、特征或 組件可以出現(xiàn)在所描述的主題的實施例中。
此外，也可以用在下面描述中的某些術(shù)語僅僅是用于參考的目的， 因而不打算是限制性的。例如，諸如"上"、"下，，、"在......之上"
和"在......之上，，的術(shù)語是指在所參考的圖中的方向。諸如"前"、"后"、
"尾部"、"側(cè)面"、"外側(cè)"和"內(nèi)側(cè)"的術(shù)語描述組件部分在一致 但任意的參考系內(nèi)的方位和/或地點，該參考系通過參考描述正在討論 的組件的文本和相關(guān)附圖而變得清楚。這樣的術(shù)語可以包括上面具體提 到的詞、其衍生詞、以及相似意思的詞。類似地，術(shù)語"第一"、"第
二"和其它這樣的引用結(jié)構(gòu)的數(shù)字術(shù)語不暗示著順序或次序，除非上下 文清楚指出。
為了簡便，在這里可能不詳細描述與無線數(shù)據(jù)傳輸、雷達和其它檢 測系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、矢量分析、交通建模和系統(tǒng)(以及系統(tǒng)的單個操作 組件)的其它功能方面有關(guān)的常規(guī)技術(shù)。此外，在包含在這里的各個附 圖中所示的連接線意欲代表各個元件之間的示范性功能關(guān)系和/或物理耦合。應(yīng)當(dāng)注意，許多可選的或附加的功能關(guān)系或物理連接可以存在于 本主題的實施例中。
圖1是如這里所述配置的車輛間位置感知系統(tǒng)的實施例的示范性工
作環(huán)境的示意圖。為了簡單和方便，這里將參照主車輛100和接近主車 輛100的多個鄰近車輛102來描述該系統(tǒng)。在這方面，主車輛100包括 車載車輛間位置感知系統(tǒng)，并且鄰近車輛102可以但是不需要，具有兼 容的位置感知系統(tǒng)。主車輛100的車載位置感知系統(tǒng)被適當(dāng)?shù)嘏渲脼楫a(chǎn) 生用于主車輛100的虛擬交通模型，該虛擬交通模型可以用作另一個車 載系統(tǒng)或組件的輸入，所述另 一個車載系統(tǒng)或組件例如交通感知系統(tǒng)、 避免碰撞系統(tǒng)、遠程信息處理技系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。特別地，主車輛100 可以向一個或多個鄰近車輛102發(fā)送其虛擬交通才莫型，因而使得那些鄰 近車輛102的每一個能夠為其自身創(chuàng)建更魯棒和精確的虛擬交通模型。 相似地，主車輛100可以纟皮配置為4妾收由鄰近車輛102產(chǎn)生的一個或多 個虛擬交通模型，以用于產(chǎn)生和更新其自己的虛擬交通模型。
如這里所用的，"虛擬交通模型"是與該特定虛擬交通模型相關(guān)的 車輛周圍的環(huán)境的模擬模型。虛擬交通模型可以是計算機產(chǎn)生的虛擬現(xiàn) 實模型，其包括感興趣區(qū)域內(nèi)的每個感興趣車輛的矢量計算，其中車輛 的矢量定義了該車輛的當(dāng)前行進方向、位置或地點、速度和加速度/減 速度。虛擬交通模型也可以包括車輛的預(yù)計(project)、預(yù)測或外推 特性，其使得車輛間位置感知系統(tǒng)能夠預(yù)測或預(yù)見車輛在將來某個時間 的行進方向、位置、速度和可能的其它參數(shù)。在某些實施例中，虛擬交 通模型包括關(guān)于主車輛自身的信息以及關(guān)于很接近主車輛的鄰近車輛 的信息。此外，虛擬交通模型可以包括關(guān)于主車輛所處的環(huán)境的信息， 包括而不限于與下列有關(guān)的數(shù)據(jù)周圍地形或硬景觀(hardscape); 主車輛正在其上行使的道路、高速公路或大路(例如，導(dǎo)航或地圖數(shù)據(jù))； 車道信息；主車輛正在其上行使的道路、高速公路或大路的速度限制； 和感興趣區(qū)域內(nèi)的其它對象，例如樹、建筑物、標(biāo)志、燈柱等。
如下面將更詳細地描述的，主車輛100的實施例使用如下數(shù)據(jù)來產(chǎn) 生其虛擬交通模型(1)從定位系統(tǒng)獲得或?qū)С龅奈恢脭?shù)據(jù)；(2)指 示鄰近車輛102的位置的鄰近車輛數(shù)據(jù)；和(3)從鄰近車輛102接收 到的虛擬交通模型。圖1所示的實施例以傳統(tǒng)方式與全球定位系統(tǒng)(GPS ) 衛(wèi)星104合作來獲得主車輛100的GPS數(shù)據(jù)。特別是，即使一個或多個鄰近車輛102是不具備GPS能力的，該位置感知系統(tǒng)仍然能夠運行。例 如，圖1中的鄰近車輛102a不從GPS衛(wèi)星104接收GPS信號，因此不 獲得其自身的GPS數(shù)據(jù)。
主車輛10 0可以使用適當(dāng)配置的車栽檢測和測距系統(tǒng)獲得鄰近車輛 數(shù)據(jù)。在某些實施例中，車載檢測和測距系統(tǒng)包括或者被實現(xiàn)為雷達系 統(tǒng)。優(yōu)選地，檢測和測距系統(tǒng)使用定位在主車輛IOO周圍的戰(zhàn)略地點中 的多個傳感器，所述多個傳感器使得檢測和測距系統(tǒng)能夠感測/檢測主 車輛IOO周圍的檢測區(qū)域內(nèi)的鄰近車輛102。在這方面，圖2是主車輛 100的俯視圖，示出了主車輛100的示范性傳感器檢測區(qū)域106。為了 說明性的目的，檢測區(qū)域106被分成對應(yīng)于前傳感器區(qū)域106a、后傳感 器區(qū)域106b、駕馬史者側(cè)傳感器區(qū)域106c和乘客側(cè)傳感器區(qū)域106d的四 個子區(qū)域。該布置對應(yīng)于檢測和測距系統(tǒng)的具有四個傳感器的實施例， 但是主車輛100的實施例可以包括多于或少于四個的傳感器。應(yīng)當(dāng)理解， 在操作中，這些傳感器區(qū)域的每一個將對應(yīng)于三維空間，所述三維空間 不需要是如圖2所示的形狀或大小，并且這些傳感器區(qū)域?qū)⒂锌赡芑ハ?重疊。此外，每個傳感器區(qū)域的具體大小、形狀和范圍(在本領(lǐng)域中可 以是可調(diào)整的)可以被選擇以適合特定部署的需要并且確保主車輛100 能夠4全測所有感興趣的鄰近車輛。
如前所述，主車輛IOO被配置為廣播其虛擬交通模型，以供位于主 車輛100的發(fā)射范圍內(nèi)的兼容的鄰近車輛102來接收。圖1描繪了經(jīng)由 無線鏈路108的該廣播傳輸。圖1描繪了鄰近車輛102a和102c接收由 主車輛IOO廣播的虛擬交通模型而鄰近車輛102b不接收來自主車輛100 的虛擬交通模型(由于不兼容、不良的通信鏈路、傳輸錯誤等)的情形。 在實際中，主車輛IOO可以采用相對短距離的無線數(shù)據(jù)通信方案來與鄰 近車輛102交換虛擬交通模型。諸如與IEEE規(guī)范802.1 1 (任何變體) 兼容的短距離無線協(xié)議可能是希望的，以確保主車輛IOO從實際上可能 影響主車輛100附近的交通;f莫式的周圍車輛接收信息，而同時限制由主 車輛IOO接收的不相關(guān)(來自于遠距離車輛)的信息量。例如，可取的 是，采用具有大約1000碼或更小的范圍的無線數(shù)據(jù)通信方案來用于這 里描述的車輛間通信。
圖3是車輛間位置感知系統(tǒng)200的實施例的車載元件的示意圖，車 輛間位置感知系統(tǒng)200可以位于主車輛上，例如圖1中的主車輛100上。結(jié)合這里所公開的實施例描述的各種說明性塊、模塊、處理邏輯和組件 可以用下列被設(shè)計為執(zhí)行這里所描述的功能的 一 個或多個來實現(xiàn)或執(zhí)
行通用處理器、內(nèi)容可尋址存儲器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路、 現(xiàn)場可編程門陣列、任何合適的可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、 分立的硬件組件、或者其任意組合。處理器可以被實現(xiàn)為微處理器、控 制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例 如數(shù)字信號處理器和微處理器的組合、多個微處理器、與數(shù)字信號處理
器結(jié)合的一個或多個微處理器、或者任何其它這樣的配置。作為一個實 際實施例，主車輛可以包括適當(dāng)配置的電子控制模塊(ECM),其合并 了位置感知系統(tǒng)200的功能性。
位置感知系統(tǒng)200 —般非限制地包括檢測和測距系統(tǒng)202;定位 系統(tǒng)204;交通建模器206;交通感知系統(tǒng)208;無線發(fā)送器210;和無 線接收器212。位置感知系統(tǒng)200的這些和其它元件以適當(dāng)?shù)姆绞奖获?合在一起，以根據(jù)需要提供數(shù)據(jù)、控制命令和信號的通信，從而支持位 置感知系統(tǒng)200的操作。圖3所描繪的元件全部是車載元件，因為它們 全部位于主車輛上，由主車輛攜帶，或者被集成到主車輛中。下面將更 詳細地描述這些元件的每 一 個。
檢測和測距系統(tǒng)202 ;波適當(dāng)配置為感測靠近主車輛的鄰近車輛。如 參照圖2所述的一樣，檢測和測距系統(tǒng)202可以包括一個或多個傳感器 214或者與其合作，這些傳感器戰(zhàn)略地定位在主車輛上，以提供主車輛 周圍的希望的檢測區(qū)域。檢測和測距系統(tǒng)202以及傳感器214可以利用 一個或多個傳感或檢測技術(shù)，例如但不限于雷達；紅外；聲學(xué)；視頻 成像等。檢測和測距系統(tǒng)202通過產(chǎn)生鄰近車輛數(shù)據(jù)216來對鄰近車輛 的檢測或感測作出響應(yīng)，該鄰近車輛數(shù)據(jù)216指示、傳達或以其他方式 表征鄰近車輛對應(yīng)于主車輛的位置。該鄰近車輛數(shù)據(jù)216非限制性地可 以包括或傳達主車輛和鄰近車輛之間的當(dāng)前距離；鄰近車輛的位置數(shù) 據(jù)(例如，GPS坐標(biāo))；鄰近車輛相對于鄰近車輛的位置坐標(biāo)；與鄰近 車輛相關(guān)聯(lián)的矢量等。例如，主車輛優(yōu)選地至少發(fā)送鄰近車輛的當(dāng)前位 置數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)。在某些實施例中，檢測和測距系統(tǒng)202可以檢測主 車輛的檢測區(qū)域內(nèi)的任何數(shù)目的鄰近車輛的存在。如圖3所示，鄰近車 輛數(shù)據(jù)216用作交通建模器206的輸入。
定位系統(tǒng)204被適當(dāng)?shù)嘏渲脼榇_定主車輛的位置數(shù)據(jù)218,其中位置數(shù)據(jù)218包括、傳達或代表指示主車輛相對于位置感知系統(tǒng)200所使 用的地點域(location domain)的當(dāng)前地點的l史據(jù)。例如位置數(shù)據(jù)218 可以傳達與主車輛的綿度、經(jīng)度、海拔高度(相對于參考，例如海平面)、 行進方向、俯仰、和/或偏航有關(guān)的信息。在實際中，位置數(shù)據(jù)218或 者其任何部分可以由GPS導(dǎo)出和/或從其它信息(例如，車載系統(tǒng))導(dǎo) 出。特別地，在兩個或更多個時間點獲得的位置數(shù)據(jù)218可以用于導(dǎo)出 相應(yīng)車輛的矢量。如圖3所示，位置數(shù)椐218用作交通建模器206的另 一個輸入。在某些實施例中，定位系統(tǒng)204包括車載GPS系統(tǒng)，其從GPS 衛(wèi)星接收GPS數(shù)據(jù)，并且處理GPS數(shù)據(jù)以獲得主車輛的GPS坐標(biāo)。GPS 系統(tǒng)是公知的和平常的，因此，這里將不再詳細描述GPS系統(tǒng)的操作。
無線接收器212從位于主車輛附近的一個或多個鄰近車輛無線接收 鄰近車輛模型數(shù)據(jù)。在某些實施例中，無線接收器212也可以被配置為 從鄰近車輛接收位置數(shù)據(jù)(例如，GPS坐標(biāo))，其中接收到的位置數(shù)據(jù) 由鄰近車輛上的車載定位系統(tǒng)產(chǎn)生。無線接收器212可以被布置為使得 它也能夠支持主車輛的其它無線數(shù)據(jù)通信特征。如上所述，無線接收器 212可以是相對短距離接收器，其被配置為與合適的短距離無線數(shù)據(jù)通 信方案相兼容，所述通信方案例如IEEE規(guī)范802. 11 (Wi-Fi)、藍牙⑧ 短距離無線通信協(xié)議、802. llp (也稱為專用短距離通信或DSRC)等。 因而，鄰近車輛模型數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要被格式化、排列和/或封裝，從 而以與特定無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)和協(xié)議兼容的方式進行傳輸。鄰近車輛才莫 型數(shù)據(jù)包括、傳達或代表由相應(yīng)的鄰近車輛產(chǎn)生的一個或多個虛擬交通 模型220。反過來，虛擬交通模型220用作交通建模器206的附加輸入。
無線接收器212和鄰近車輛之間的無線通信鏈路也可以容納 (accommodate)由鄰近車輛進行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。換句話說，鄰近車輛可以 有效地用作中繼器，其從第三車輛接收虛擬交通模型(和/或其它數(shù)據(jù))， 然后將該虛擬交通模型(不對其進行修改)轉(zhuǎn)發(fā)給主車輛。這允許位置 感知系統(tǒng)200處理與可能與其自身相隔多于一個車輛的車輛有關(guān)的信 息。在這方面，位置感知系統(tǒng)200可以包括處理智能，該處理智能使得 其能夠確定是否處理從遠處車輛接收到的數(shù)據(jù)。例如，由相隔4艮遠的車 輛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能與主車輛無關(guān)，并且該主車輛可以決定忽視這樣的數(shù) 據(jù)。
對于該特定實施例，交通建模器206處理鄰近車輛數(shù)據(jù)216、位置數(shù)據(jù)218、鄰近車輛的虛擬交通模型220、以及其它信息(如果需要的 話)，并且響應(yīng)于該輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生(或更新)主車輛的虛擬交通模型222。 如上所述,虛擬交通模型222可以是主車輛附近的當(dāng)前交通狀況的虛擬 現(xiàn)實表示。虛擬交通模型222可以包括主車輛的車輛矢量信息和任何感 興趣的鄰近車輛的車輛矢量信息。該矢量信息使得車輛感知系統(tǒng)200能
夠基于主車輛和鄰近車輛的當(dāng)前狀態(tài)預(yù)測在不遠的將來的交通狀況。在 實際中，車輛矢量信息可以包括與相應(yīng)車輛的速度、行進方向、加速度
/減速度和絕對位置有關(guān)的信息。
交通建模器206可以被適當(dāng)?shù)嘏渲脼閳?zhí)行矢量分析、虛擬現(xiàn)實建模、 最小/最大加速度計算、最小/最大行進方向改變計算和其它技術(shù)來產(chǎn)生 虛擬交通模型222。交通建模器206也可以被配置為基于主車輛的位置 數(shù)據(jù)218和鄰近車輛數(shù)據(jù)216來導(dǎo)出或計算鄰近車輛的位置數(shù)據(jù)(例如 GPS坐標(biāo))。該特征是尤其希望的，因為它使得位置感知系統(tǒng)200能夠 獲得與主車輛不完全兼容的鄰近車輛的位置數(shù)據(jù)。換句話說，位置感知
系統(tǒng)200不需要依靠主車輛和鄰近車輛之間的車輛間通信來獲得鄰近車 輛的位置數(shù)據(jù)。
如上所述，無線接收器212接收鄰近車輛模型數(shù)據(jù)，并且交通建模 器206使用該鄰近車輛模型數(shù)據(jù)中傳達的虛擬交通模型來產(chǎn)生更魯棒和 精確的主車輛的虛擬交通模型222。相似地，無線發(fā)送器210被適當(dāng)?shù)?配置為無線地發(fā)送傳達主車輛的虛擬交通模型222的主車輛^t型數(shù)據(jù)。 對于此實施例，無線發(fā)送器210以廣播方式(而不是點對點方式)發(fā)送 主車輛模型數(shù)據(jù)，使得無線發(fā)送器210的發(fā)射范圍內(nèi)的所有鄰近車輛可 以潛在地接收虛擬交通模型222,用于產(chǎn)生/更新它們自己的虛擬交通才莫 型。
無線發(fā)送器210可以被布置為使得它也支持主車輛的其它無線數(shù)據(jù) 通信特征。在實際中，無線發(fā)送器210可以是相對短距離的發(fā)送器，其 被配置為與合適的短距離無線數(shù)據(jù)通信方案兼容，所述通信方案例如 IEEE規(guī)范802. 11 (Wi-Fi)、藍牙⑧短距離無線通信協(xié)議等。因而，主 車輛模型數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要被格式化、排列和/或封裝，從而以與該特 定無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)和協(xié)議兼容的方式進行傳輸。
主車輛的虛擬交通模型222也可以用作交通感知系統(tǒng)208的輸入。 交通感知系統(tǒng)208浮皮適當(dāng)?shù)嘏渲脼轭A(yù)測、估計、預(yù)計或外推主車輛附近的即將到來的交通條件，其中交通感知系統(tǒng)208的操作是基于虛擬交通 模型222的并且受其影響。在某些實施例中，交通感知系統(tǒng)208和/或 交通建模器206可以被配置為使得矢量分析和虛擬交通建模算法考慮實 際操作和環(huán)境特性和條件。例如，位置感知系統(tǒng)200可以被適當(dāng)?shù)嘏渲?為預(yù)期實際的車輛性能特性，例如輪胎牽引力、不同速度的制動距離、 最大加速度/減速度、轉(zhuǎn)彎半徑等。此外，位置感知系統(tǒng)200可以被適 當(dāng)?shù)嘏渲脼榇_定和考慮主車輛和鄰近車輛的地點(相對于參考，例如海 平面)。這將允許位置感知系統(tǒng)200準(zhǔn)確地對橋、隧道、天橋、地下通 道等的存在進行建模。
在某些實施例中，交通感知系統(tǒng)208耦合到一個或多個主車輛子系 統(tǒng)224，并且交通感知系統(tǒng)208可以按照依賴于預(yù)測的即將到來交通狀 況的方式自動控制主車輛子系統(tǒng)224的操作。例如，交通感知系統(tǒng)208 可以包括主車輛的避免碰撞系統(tǒng)、與之合作或者#皮實現(xiàn)為該避免石並撞系 統(tǒng)。在操作中，避免碰撞系統(tǒng)可以分析或處理虛擬交通才莫型222來確定 即將或者很近的將來發(fā)生事故或碰撞的可能性。如果確實是這種情況， 則可以控制或調(diào)整主車輛子系統(tǒng)224,以力圖避免或阻止^i撞和/或減小 可能對主車輛發(fā)生的任何損害。在這方面，交通感知系統(tǒng)208可以一皮配 置為控制車載系統(tǒng)的操作，所述車載系統(tǒng)例如但不限于制動系統(tǒng)；節(jié) 氣門系統(tǒng)；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；燃料系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)；牽引控制系統(tǒng)；遠程信息 處理系統(tǒng)；安全氣袋部署(deployment)系統(tǒng)；和/或駕駛者接口系統(tǒng) (警告指示器、警報通知、顯示燈等)。
圖4是示出車輛間位置感知過程3 0 0的實施例的流程圖。與過程3 0 0 結(jié)合執(zhí)行的各個任務(wù)可以由軟件、硬件、固件或它們的任何組合來執(zhí)行。 為了說明性的目的，過程300的下列描述可以參照上面結(jié)合圖1-3描 述的元件。在實際中，過程300的部分可以由所描述的系統(tǒng)的不同的元 件來執(zhí)行，例如檢測和測距系統(tǒng)、交通建模器或交通感知系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理 解，過程300可以包括任何數(shù)目的附加或可選任務(wù)，圖4所示的任務(wù)不 需要以所示出的次序被執(zhí)行，并且過程300可以被合并到具有這里未詳 細描述的附加功能性的更綜合的程序或過程中。
位置感知過程300的該實施例無線地感測接近主車輛的一個或多個 鄰近車輛(任務(wù)302 )。為了簡單，下面將參照僅一個鄰近車輛的處理 來描述過程300。應(yīng)當(dāng)理解，過程300實際上能夠同時處理任何數(shù)目的鄰近車輛的數(shù)據(jù)。
響應(yīng)于任務(wù)302,過程300產(chǎn)生指示鄰近車輛相對于主車輛的位置 的鄰近車輛位置數(shù)據(jù)(任務(wù)304 )。此外，過程300可以獲得主車輛的 位置數(shù)據(jù)(此示例中為GPS數(shù)據(jù))(任務(wù)306 ),并且計算鄰近車輛的 位置數(shù)據(jù)(在此示例中為GPS數(shù)據(jù))(任務(wù)308 )。在任務(wù)308期間， 過程300根據(jù)主車輛的位置數(shù)據(jù)和該鄰近車輛位置數(shù)據(jù)計算鄰近車輛的 位置數(shù)據(jù)。可選地，過程300可以直接從鄰近車輛自身獲得鄰近車輛的 位置數(shù)據(jù)(而不是以上述方式導(dǎo)出)。
過程300也可以從鄰近車輛無線地接收鄰近車輛模型數(shù)據(jù)，其中接 收到的數(shù)據(jù)傳送鄰近車輛的虛擬交通模型(任務(wù)310)。此后，過程300 可以產(chǎn)生或更新主車輛的虛擬交通模型(任務(wù)312)。對于此實施例， 任務(wù)312使用鄰近車輛位置數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)和鄰近車輛的虛擬交通模型 杏^ 4 i生紐M ffe i"吞；第A^刑
然后，主車輛的虛擬交通^t型的最近版本可以由主車輛無線地廣播
(任務(wù)314)。如上所述，主車輛可以發(fā)送以適當(dāng)?shù)母袷絺鬟_虛擬交通沖莫 型的主車輛模型數(shù)據(jù)。該廣播允許其它車輛(包括該鄰近車輛)利用由 主車輛產(chǎn)生的虛擬交通模型。
主車輛的虛擬交通模型也可以被用于預(yù)測接近主車輛的即將到來 的交通條件(任務(wù)316)。此外，過程300可以響應(yīng)于預(yù)測的即將到來 的交通條件來自動控制主車輛的一個或多個子系統(tǒng)。例如，如果過程300 預(yù)測沒有潛在的碰撞或不安全的狀況，則任務(wù)318可以使子系統(tǒng)以正常 方式運行。另一方面，如果過程300預(yù)測有潛在的事故，則任務(wù)318可 以根據(jù)需要控制例如制動系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的子系統(tǒng)。按 照這種方式，在任務(wù)318期間執(zhí)行的實際操作依賴于預(yù)測的即將到來的 交通狀況。
鄰近車輛的檢測、主車輛的虛擬交通^t型的更新、輸入和輸出的虛 擬交通模型的無線通信、GPS坐標(biāo)的計算和這里描述的其它處理和數(shù)據(jù) 通信任務(wù)以快速和周期的方式被執(zhí)行。實際上，過程300的迭代可以在 幾毫秒內(nèi)完成，導(dǎo)致交通狀況的幾乎實時的更新和處理。這樣快速的處
部署?！?; ' B ^ ' ' 、、 二' '
盡管在前面的詳細描述中已經(jīng)呈現(xiàn)了至少一個示范性實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，存在大量的變形。還應(yīng)當(dāng)理解， 一個示范性實施例或多個示 范性實施例僅僅是示例，不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或 配置。相反，前面的詳細描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實施一個示 范性實施例或多個示范性實施例的方便指導(dǎo)。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離在所 附的權(quán)利要求書及其合法等價物所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以 對元件的功能和布置做出各種改變。
權(quán)利要求
1、一種車輛間位置感知系統(tǒng)，包括位于主車輛上的檢測和測距系統(tǒng)，該檢測和測距系統(tǒng)被配置為感測靠近該主車輛的鄰近車輛，并且，響應(yīng)于此，產(chǎn)生指示所述鄰近車輛相對于所述主車輛的位置的鄰近車輛數(shù)據(jù)；耦合到該檢測和測距系統(tǒng)的交通建模器，該交通建模器被配置為處理該鄰近車輛數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于此，產(chǎn)生該主車輛的虛擬交通模型；以及耦合到該交通建模器的無線發(fā)送器，該無線發(fā)送器被配置為無線地發(fā)送傳達該虛擬交通模型的主車輛模型數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該才全測和測距系統(tǒng)包括雷達系統(tǒng)。
3、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該檢測和測距系統(tǒng)包括多個傳 感器，所述多個傳感器定位在主車輛周圍，并且被配置為感測主車輛周 圍的檢測區(qū)域內(nèi)的鄰近車輛。
4、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括位于主車輛上的定位系統(tǒng)， 該定位系統(tǒng)被配置為確定該主車輛的位置數(shù)據(jù)，其中該交通建模器耦合到該定位系統(tǒng)；以及該交通建^t器被配置為處理該鄰近車輛數(shù)據(jù)和該位置數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生 該主車輛的虛擬交通模型。
5、 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中該定位系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)。
6、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該虛擬交通模型包括主車輛的 第一車輛矢量信息和該鄰近車輛的第二車輛矢量信息。
7、 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中第一車輛矢量信息包括與主車輛的絕對位置、速度、行進方向和加速度/減速度有關(guān)的信息；以及第二車輛矢量信息包括與鄰近車輛的絕對位置、速度、行進方向和加速度/減速度有關(guān)的信息。
8、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該無線發(fā)送器包括短距離發(fā)送 器，其被配置為將該主車輛模型數(shù)據(jù)廣播給其他車輛，所述其他車輛包 括該鄰近車輛。
9、 一種車輛間位置感知系統(tǒng)，包括位于主車輛上的無線接收器，該無線接收器被配置為無線地接收來 自鄰近車輛的鄰近車輛模型數(shù)據(jù)，該鄰近車輛模型數(shù)據(jù)傳達該鄰近車輛的第一虛擬交通模型；耦合到該無線接收器的交通建模器，該交通建模器被配置為處理該第一虛擬交通模型，并且響應(yīng)于此，產(chǎn)生該主車輛的第二虛擬交通模型； 以及耦合到該交通建模器的交通感知系統(tǒng)，該交通感知系統(tǒng)被配置為基 于該第二虛擬交通模型，預(yù)測接近該主車輛的即將到來的交通狀況。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中該交通感知系統(tǒng)包括避免碰撞 系統(tǒng)。
11、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括位于主車輛上的檢測和測距 系統(tǒng)，該檢測和測距系統(tǒng)被配置為感測靠近該主車輛的第二鄰近車輛， 并且，響應(yīng)于此，產(chǎn)生指示該第二鄰近車輛相對于該主車輛的位置的第 二鄰近車輛數(shù)據(jù)。
12、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中該交通建模器耦合到該檢測和測距系統(tǒng)；以及 該交通建模器被配置為響應(yīng)于該第二鄰近車輛數(shù)據(jù)和該第一虛擬 交通模型產(chǎn)生該第二虛擬交通模型。
13、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括耦合到該交通建模器的無線發(fā)送器，該無線發(fā)送器被配置為無線地發(fā)送傳達該第二虛擬交通模型的 主車輛模型數(shù)據(jù)。
14、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括位于主車輛上的定位系統(tǒng)， 該定位系統(tǒng)被配置為確定該主車輛的位置數(shù)據(jù)，其中該交通建模器耦合到該定位系統(tǒng)；以及該交通建模器被配置為處理該鄰近車輛模型數(shù)據(jù)和該位置數(shù)據(jù)，以 產(chǎn)生該主車輛的第二虛擬交通模型。
15、 一種車輛間位置感知方法，包^": 由主車輛無線感測接近該主車輛的鄰近車輛；響應(yīng)于無線感測該鄰近車輛，產(chǎn)生指示該鄰近車輛相對于該主車輛 的位置的鄰近車輛數(shù)據(jù)；使用該鄰近車輛數(shù)據(jù)產(chǎn)生該主車輛的虛擬交通^t型；以及 該主車輛無線地廣播傳達該虛擬交通模型的主車輛模型數(shù)據(jù)。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括獲得主車輛的全球定位數(shù)據(jù) ,其中響應(yīng)于該鄰近車輛數(shù)據(jù)和全球定位數(shù)據(jù)產(chǎn)生該虛擬交通^t型。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括根據(jù)該鄰近車輛數(shù)據(jù)和該主 車輛的全球定位數(shù)據(jù)來計算該鄰近車輛的全球定位數(shù)據(jù)。
18、 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括無線地接收來自第二鄰近車 輛的第二鄰近車輛模型數(shù)據(jù)，該第二鄰近車輛模型數(shù)據(jù)傳達第二鄰近車 輛的第二虛擬交通模型，其中響應(yīng)于該鄰近車輛數(shù)據(jù)和第二鄰近車輛模 型數(shù)據(jù)產(chǎn)生主車輛的該虛擬交通模型。
19、 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括基于該虛擬交通模型來預(yù)測 接近主車輛的即將到來的交通狀況。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括以依賴于預(yù)測的即將到來 的交通狀況的方式自動控制主車輛的子系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛間的位置感知系統(tǒng)和相關(guān)操作方法。提供了一種利用無線通信技術(shù)的車輛間位置感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實施例包括位于主車輛上的檢測和測距系統(tǒng)，其中該檢測和測距系統(tǒng)被配置為感測靠近該主車輛的鄰近車輛。響應(yīng)于該鄰近車輛的檢測，該檢測和測距系統(tǒng)產(chǎn)生指示鄰近車輛相對于主車輛的位置的鄰近車輛數(shù)據(jù)。該位置感知系統(tǒng)還包括交通建模器，該交通建模器被配置為處理該鄰近車輛數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于該處理，產(chǎn)生該主車輛的虛擬交通模型。該位置感知系統(tǒng)還采用無線發(fā)送器，該無線發(fā)送器發(fā)送傳達該虛擬交通模型的主車輛模型數(shù)據(jù)。在主車輛附近的兼容車輛可以接收并處理該主車輛模型數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生它們自己的虛擬交通模型。
文檔編號G01S13/93GK101526615SQ20091012618
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者A·G·羅巴扎, C·R·馬基維奇 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司