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TWI790260B - 用於車輛之間協調式車道改變協商之系統及方法 - Google Patents

用於車輛之間協調式車道改變協商之系統及方法 Download PDF

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TWI790260B
TWI790260B TW107126442A TW107126442A TWI790260B TW I790260 B TWI790260 B TW I790260B TW 107126442 A TW107126442 A TW 107126442A TW 107126442 A TW107126442 A TW 107126442A TW I790260 B TWI790260 B TW I790260B
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巴拉 拉瑪薩米
阿諾德 吉姆
Original Assignee
美商高通公司
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Abstract

本發明揭示一種用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例方法，其包括：藉由一第一車輛之一計算裝置自一請求車輛接收一車道改變請求，該請求車輛請求改變至由該第一車輛佔用之一行進車道；藉由該計算裝置識別該行進車道中之一第二車輛；與該第二車輛協調以在該行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間；及將一車道改變回應傳輸至該請求車輛。在一些實例中，方法可進一步包括：判定該第一車輛與該第二車輛之間的一距離；判定一最小距離以建立該空間；及將該最小距離及改變一行進速度之一命令傳達至該第二車輛以建立該空間。

Description

用於車輛之間協調式車道改變協商之系統及方法
當沿多車道道路行進時，車輛常常需要改變車道以避免較慢的交通或以離開道路。在由駕駛員手動操作之車輛中，駕駛員能夠識別駕駛員之車輛可合併至其中之鄰近車道中之車輛之間的間隔。類似地，自控或半自控車輛可以能夠識別鄰近車道中之汽車之間的間隔且執行合併。然而，若不存在此類間隙，則車輛或駕駛員必須等待適合之間隙出現或調整其速度以移動至鄰近車道中之汽車前方或後方的間隙中。
描述了用於車輛之間的協調式車道改變協商之系統及方法的各種實例。
一種實例方法包括：藉由一第一車輛之一計算裝置，自一請求車輛接收一車道改變請求，該請求車輛請求改變至由該第一車輛佔用之一行進車道；藉由該計算裝置識別該行進車道中之一第二車輛；與該第二車輛協調以在該行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間；及將一車道改變回應傳輸至該請求車輛。
一種實例裝置包括：一射頻(RF)收發器；一非暫時性電腦可讀媒體；及一處理器，其與該RF收發器及該非暫時性電腦可讀媒體通信，該處理器經組態以執行儲存於該非暫時性電腦可讀媒體中以執行以下操作之處理器可執行程式碼：自一請求車輛接收一車道改變請求，該請求車輛請求改變至由包含該裝置之一第一車輛佔用的一行進車道；識別該行進車道中之一第二車輛；與該第二車輛協調以在該行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間；及將一車道改變回應傳輸至該請求車輛。
一種實例設備包括：用於自一請求車輛接收一車道改變請求之構件，該請求車輛請求改變至由包含該設備之一第一車輛佔用之一行進車道；用於識別該行進車道中之一第二車輛之構件；用於與該第二車輛協調以在該行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間之構件；及用於將一車道改變回應傳輸至該請求車輛之構件。
一種實例非暫時性電腦可讀媒體包括儲存於該非暫時性電腦可讀媒體中以使得一處理器執行以下操作之處理器可執行程式碼：自一請求車輛接收一車道改變請求，該請求車輛請求改變至由包含該裝置之一第一車輛佔用的一行進車道；識別該行進車道中之一第二車輛；與該第二車輛協調以在該行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間；及將一車道改變回應傳輸至該請求車輛。
提及此等說明性實例並非以限制或界定本發明之範疇，而是以提供實例以輔助理解本發明之範疇。在具體實施方式中論述說明性實例，具體實施方式提供其他描述。可藉由檢查本說明書來進一步理解由各種實例提供之優點。
在本文中在用於車輛之間的協調式車道改變協商之系統及方法之上下文中描述了實例。一般熟習此項技術者將認識到，以下描述僅係說明性的，且並不意欲以任何方式係限制性的。現將詳細參考如附圖中所說明之實例的實施方案。將在整個圖式及以下描述中使用相同參考指示器以指代相同或類似物品。
鑒於清晰，並未展示且描述本文中所描述之實例的所有例行特徵。當然，應瞭解，在任何此類實際實施方案之發展中，必須進行多個實施方案特定之決策以便達成開發者之特定目標，諸如符合應用及交通相關約束，且應瞭解，此等特定目標將在實施方案之間及開發者之間不同。
部分自動化及自動化車輛會開始在公用道路上變得更流行，且將需要能夠管理具有多個行進車道之道路，包括在無駕駛員輔助之情況下改變車道。舉例而言，沿多車道道路行進之車輛可諸如基於來自其導航系統之路線資訊而判定其需要改變車道。然而，車輛無法僅改變車道，此係因為其他車輛會佔據所要行進車道。因此，車輛必須首先嘗試與在道路上行進之其他車輛協調其車道改變。
在此實例中，車輛(「請求車輛」)傳輸其將想要改變至新行進車道之指示，且一或多個鄰近車輛接收該指示，其可係轉向燈、手或手臂信號或經由RF傳輸器傳輸之訊息。鄰近汽車例如基於與請求車輛之鄰近度及其各別當前行進車道而判定其是否是適當之車輛來作出回應。在車輛判定其在所要行進車道中之後，其嘗試彼此協調以順應該請求。
現參考圖1A，圖1A說明此說明性實例中之道路100且具有用於在特定方向上行進之若干車道110至130。請求車輛140在最左車道110中行進，而回應車輛142a至142b (亦即，第一車輛142a及第二車輛142b)在道路100之中間車道120中行進。另外，另一車輛——第三車輛144——亦在道路100上行進。但在此實例中，第三車輛144忽略請求，此係因為其不在中間車道120中。應瞭解，標記「第一」、「第二」、「第三」等等並不意欲指示序列或定序，而是僅意欲將不同車輛彼此區分開。
在此實例中，回應車輛142a至142b使用光偵測與測距(light detection and ranging，LIDAR)；無線電偵測與測距(radio detection and ranging，RADAR)；無線通信技術，包括廣播及點對點技術；或電腦視覺(computer vision，CV)系統來識別車道120中之其他車輛。在識別鄰近車輛之後，若存在，則回應車輛142a至142b藉由幫助在車道中建立充足空間來判定是否將順應所請求車道改變。
在此實例中，回應車輛142a至142b判定將允許請求車輛140合併至回應車輛142b前方之車道中。回應車輛142a至142b接著交換訊息以協調車道改變請求。在此實例中，車輛142a在一段時間內以每小時三哩加速，直至車輛142b與車輛142a之間的距離係至少50呎為止。車輛142b亦以每小時3哩減速。在某一時間段之後，車輛142a至142b之間的空間至至少50呎，此時，一個或兩個回應車輛142a至142c向請求車輛140傳輸指示空間已在車輛142a至142b之間產生且請求車輛140可合併至該空間中的訊息。請求車輛140接著調整其速度及位置，直至其在所產生空間旁邊為止，且接著改變車道至該空間中。請求車輛140接著向回應車輛142a至142b傳輸指示請求車輛140已合併至該空間中之回應，該等車輛各自以應答訊息回應。該三個車輛中之每一者接著恢復普通操作，普通操作可包括將三個車輛之間的空間進一步增大至安全量之車輛間的分離度。
此說明性實例並不意欲以任何方式係限制性的，而是替代地意欲提供對本申請案之主題的介紹。舉例而言，在上方關於自控汽車描述說明性實例；然而，本申請案不限於此環境，而是可用於任何適合之環境中。在下文描述自主車輛車道分配之其他實例。
現參考圖2，圖2展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例系統。在圖2中所展示實例中，車輛200已配備有與天線220及一或多個感測器230、240通信之計算裝置210。計算裝置210經組態以自天線220接收無線電信號，且在一些實例中可經組態以使用天線220來傳輸無線電信號。舉例而言，計算裝置210可經組態以傳輸可由其他適合之計算裝置使用的信號，諸如可附連至其他車輛。此類信號可包括來自請求車輛之改變車道的請求、自回應車輛至請求車輛之回應、或自回應車輛至一或多個其他車輛之命令。在一些實例中，可例如藉由使用定向天線來以點對點方式傳輸信號；在一些實例中，可將信號廣播至離傳輸器之參考距離內的所有車輛，例如傳輸器之200米內的所有車輛。
由請求車輛使用無線收發器來傳輸之信號，諸如車道改變請求，可包括資訊，諸如車輛200之優先級等級、車輛200或計算裝置210之識別符、車輛200之一或多個尺寸、車輛200之行進車道、車輛200之速度、車輛200之前進方向或其他車輛資訊。來自回應或請求車輛之信號可包括關於行進車道中建立之空間的資訊、至其他車輛之命令，諸如加速或減速、關於其他車輛之鄰近度的資訊、對命令之回應等等。
應注意，圖2中所展示之計算裝置210及天線220的位置僅係實例，且在其他實例中，可使用車輛200或其他車輛內之任何適合位置。另外，計算裝置210整合於自控或半自控車輛內，且經組態以與其他車輛系統通信，以諸如藉由傳輸新所要車輛速度、提供改變節流閥應用至應用制動器、自導航系統獲得路線或位置資訊或向車輛之駕駛員或其他乘員提供通知或提示之命令來提供改變車輛速度之命令。
如圖2中所展示，車輛200可配備有屬於相同或不同類型之一或多個感測器230、240。在一些實例中，感測器240可包含經組態以偵測車輛之參考距離內之其他車輛或偵測至偵測到之車輛之距離的鄰近感測器。一些實例感測器可包括影像感測器、超聲波距離感測器、雷射距離感測器、LIDAR、雷達或其他適合之鄰近感測器，該等感測器可係用於判定第一車與第二車輛之間的距離的構件、用於識別行進車道中之車輛的構件、或用於識別兩個或更多個車輛之行進次序的構件。影像或光感測器，包括一或多個相機，可用以偵測來自其他車輛之信號，諸如轉向信號、刹車燈、頭燈、手或手臂信號等等。一或多個感測器230、240可諸如在車輛200之前方、側方及後方附連至車輛。在一些實例中，全向感測器，諸如LIDAR或雷達系統，可附連至車輛200之車頂。此類感測器可充當用於偵測請求車輛上之所啟動轉向燈的構件、或用於識別行進車道中之車輛的構件、或用於識別兩個或更多個車輛之行進次序的構件。
計算裝置210可進一步充當車輛200之導航系統或與其通信。計算裝置210可在一些實例中經組態以存取導航資訊，諸如可用於車輛之間的協調式車道改變協商之經預程式化路線資訊或位置資訊。
圖3展示圖2中所展示之實例計算裝置210的更詳細視圖。在圖3中所展示之實例中，移動裝置包括處理器310、記憶體320、無線收發器312、全球導航衛星系統(GNSS)接收器360，例如全球定位系統(GPS)、GNSS天線362、顯示器330、使用者輸入模組340及通信匯流排350。在此實例中，計算裝置210包含基於車輛之導航系統，但可係任何適合之裝置，包括一計算裝置、蜂巢式電話、筆記本電腦、平板電腦、平板手機、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、可佩戴式裝置、或擴增或虛擬實境裝置。處理器310經組態以使用通信匯流排350以執行儲存於記憶體320中之程式碼，以將顯示信號輸出至顯示器330及自使用者輸入模組340接收輸入。另外，處理器310經組態以自GNSS接收器360及無線收發器312接收資訊以將資訊傳輸至無線收發器312。
無線收發器312經組態以經由天線314傳輸且接收無線信號。舉例而言，無線收發器312可經組態以自任何適合之無線信號傳輸器接收無線電信號。在一些實例中，計算裝置210可包含一或多個額外無線收發器及相關聯天線，其可經組態以藉由向與蜂窩基地台相關聯之天線傳輸信號及自該天線接收信號來使用多個無線技術來諸如與該蜂窩基地台通信。無線收發器312及/或天線314可係用於自請求車輛接收射頻通信之構件、用於傳達提高速度之命令之構件、用於傳達降低速度之命令之構件、或用於傳達最小距離及如在本文中其他處所描述之改變行進速度的命令之構件。GNSS接收器360經組態以經由GNSS天線362自一或多個GNSS衛星接收信號及將位置信號提供至處理器310。應注意，在各種實例中需要計算裝置210中展示之所有組件。舉例而言，GNSS接收器360及GNSS天線362係可選的，顯示器330及使用者輸入模組340亦如此。
現參考圖4A至圖4C，圖4A至圖4C展示實例協調式車道改變環境及情境。圖4A至圖4C中所展示之實例意欲說明道路上之各種交通情形，且亦適用於各種道路組態，例如具有更大或更小數個車道或具有較暢通或較擁擠交通之道路。圖4A至圖4C中所展示之實例涉及與中間車道中之車輛(「回應車輛」)中之一者通信以與第二車輛(「命令車輛」)協調車道改變的第一車輛(「請求車輛」)。且儘管此實例僅涉及回應車輛與第二車輛之間的協調，但在一些實例中，回應車輛可與第二車輛、第三車輛等等協調。
圖4A說明車輛440 (「請求車輛」)判定需要自左車道410中之其行進車道改變至道路400之中心車道420。在此實例中，請求車輛440在自控駕駛模式下操作，在該模式下車輛之導航系統與其他車輛控制系統相互操作，例如防撞、車道管理、調適性巡航控制等等，以將道路400上之車輛操作至經程式化目的地。在此狀況下，程式化目的地已鍵入至車輛之導航系統中，導航系統現指示請求車輛440需要移動至右車道430以離開道路400；然而，在一些實例中，車輛440可自諸如交通管理系統之遠端源接收需要改變車道之指示。另外，車輛440可基於多個不同因素而判定需要改變車道，該等因素包括車輛之操作模式，例如自動化風景駕駛模式、緊急模式、手動模式等等；接近之緊急車輛或定位於上肩峰之緊急車輛；嵌入於不同車道中之路面內的偵測到之無線充電功能性；道路或車道條件；擁堵或危險，諸如碎片、積水、失靈車輛；車道類型，諸如高佔有率車輛車道、高速車道、本地車道等等；或任何其他因素。然而，為了自左車道410移動至右車道430，車輛440首先必須合併至中間車道420中。
在此情境下，道路400可由多種不同車輛佔用，其中一些可係自控的，一些可係半自控的，且其他可由其各別駕駛員手動操作。為了實現自動車道改變，請求車輛440嘗試與在中間車道420中行進之車輛442a至442c (亦即，車輛442a、442b及442c)協調車道改變操縱。在此實例中，車輛440向中間車道420中之車輛442a至442c傳輸RF請求，籍此變成請求車輛440。在此實例中請求在此狀況下由請求車輛440之大致200米之距離內的RF傳輸器廣播；然而，在一些實例中，可經由點對點通信技術傳輸請求。在此實例中，請求包括關於請求車輛440之資訊，諸如其行進車道，車輛之當時的位置、其速度、車道改變之目標車道、請求車輛440之品牌及型號、請求之優先級、及合併至車道中所需之可接受最小空間。
在中心車道420中行進之配備有RF接收器的車輛442a至442c可接收且處理請求，以便判定接收車輛是否係需要對請求作出回應之車輛。舉例而言，在接收到請求之後，各有能力車輛442b至442c判定其相對於請求車輛440之位置。舉例而言，車輛442b可判定在請求時，其在請求車輛之位置略微前向定位，而車輛442c可判定其在請求車輛之位置略微後向定位。在此實例中，車輛442a不具有RF接收器且不自請求車輛440接收請求。用於執行此功能之構件包括圖2之計算裝置210及圖3之處理器310。
接收車輛442b至442c中之每一者接著判定其是否能夠協調請求車輛440之車道改變操縱。若任一者或兩者能夠執行此造作，則其各自可向在相同車道中行進之其他車輛442a至442c傳輸指示車輛能夠協調車道改變之訊息。此指示可包括例如按照1至10之等級指示其協調車道改變之能力之定性指示的數值。定性指示亦可基於其他因素，諸如與請求車輛之鄰近度、接近車輛之車道中的現有空間等等。車輛442b至442c可接著協商以判定哪一車輛將實際上協調移動。舉例而言，在此實例中，車輛442b判定其能夠協調，此係因為其在適當車道420中行進且在自控模式下操作，且因此對車輛之功能具有完全控制。另外，在此實例中，其判定其在協調程序中係最前車輛，此係因為其在車輛442c前方行進且在其前方之車道中無車輛參與協調式車道改變。車輛442c可進行類似判定，且進一步判定其在協調程序中係最後車輛，此係因為其在車輛442n後方行進且在其後方之車道中無車輛參與協調式車道改變。各車輛接著傳輸其協調移動之各別能力。
因此，車輛442b至442c中之每一者接收另一者能夠協調移動之指示。然而，舉例而言，車輛442b接著判定尚未自車輛442a接收到通信，而不管具有LIDAR感測器之感測車輛442a。因此，車輛442b可接著傳輸其協調移動之能力由於其之前的非回應性車輛而降低的指示。車輛442c不會偵測此問題，且因此不會負面地對其協調車道改變之能力產生負擔。因此，車輛442b至442c判定車輛442c具有更好的定性能力以協調車道改變且將車輛442c指定為將協調車道改變且與請求車輛440通信之回應車輛442c。車輛442b至442c亦將車輛442b指定為命令車輛，其將對來自回應車輛442c之建立請求車輛440之空間的請求及命令作出回應，但將允許車輛442c協調車道改變。
車輛442c接著諸如使用含於請求中之位置資訊(如上文所論述)、來自一或多個感測器之資訊或從車輛442b接收到之資訊來判定請求車輛440相對於回應車輛442c之位置。舉例而言，車輛442b可諸如藉由使用CV系統來偵測牌照來偵測請求車輛440。在一些實例中，回應車輛442b至442c可藉由偵測另一車輛上之閃光轉向燈來偵測請求車輛。為了確認與請求車輛140相關聯之轉向燈，回應車輛442b至442c可向請求車輛440傳輸改變轉向燈閃光圖案或使刹車燈閃光的訊息，可接著使用諸如CV系統之感測器來偵測到閃光圖案或刹車燈。
涉及產生空間之車輛442b至442c亦可共用感測器資訊以使得回應車輛442c能夠更好地協調車道改變。舉例而言，車輛442b可提供感測器資訊，其指示其偵測到車輛440正使其轉向燈閃光且不偵測到車道410中之任何其他車輛，因此指示車輛440有可能係請求車輛。或在一些實例中，請求車輛440可提供可由車輛442b至442c上之影像感測器識別的品牌及型號資訊。舉例而言，車輛442b至442c可擷取車輛440之影像，且比較車輛上之標誌與所識別品牌且比較諸如行李箱蓋、前擋泥板或格柵上之型號號碼與來自請求之所識別品牌或型號號碼。若標誌或型號號碼匹配或皆匹配，則回應車輛442c可判定車輛440係請求車輛。在一些實例中，請求可包括牌照號碼，且車輛442b至442c可基於自車輛440之一或多個影像識別牌照資訊而偵測請求車輛440之位置。
在偵測到請求車輛440之位置之後，回應車輛442c可開始與車輛442b協調以判定是否可安全地建立將容納請求車輛440之空間。在一個實例中，此可以判定回應車輛442c與命令車輛442b之間的距離來開始。另外，亦可判定用以建立空間來允許請求車輛改變車道之最小距離。在一個實例中，在車道改變請求中提供最小距離。當回應車輛442c與命令車輛442b之間的距離小於最小距離時，回應車輛442c可將最小距離連同改變行進速度之一命令向第二車輛傳達以建立空間。舉例而言，回應車輛442c可向命令車輛442b發送請求關於其是否可加速或以其他方式增大其與回應車輛442c之間的分離度之資訊的訊息。在此實例中，命令車輛442b對指示其可更接近其前方之車輛442a移動15呎(大致1個汽車長度)之請求作出回應。回應車輛442c接著判定其是否可安全地降低其速度以產生其與命令車輛442b之間的更大量之分離度。回應車輛442c判定其可安全地使其速度降低每小時五哩(mph)以增大命令車輛442b後方之行車間距。回應車輛442c接著判定是否可在其與命令車輛442b之間的建立的空間可至少增大至車道改變請求中指定的可接受最小空間。在此實例中，請求車輛已請求至少75呎或大致五個汽車長度之可接受最小空間。用於執行上文所論述之功能(包括判定最小距離來建立空間)之構件包括圖2之計算裝置210及圖3之處理器310。
回應車輛442c基於接近感測器，例如LIDAR或CV系統而判定其已在命令車輛442b後方45呎行進。因此，回應車輛442c判定藉由命令車輛442b更接近第一車輛442a移動15呎及使其自有速度降低5 mph，可在回應車輛442c與車輛442b之間建立75呎之空間以順應車道改變請求。
回應車輛442c接著向命令車輛442b發佈更接近第一車輛442a移動15呎之命令(例如，至命令車輛442b之改變其行進速度以建立請求車輛改變車道之空間的命令)，且亦使其自有節流閥減速以在此實例中使其速度降低5 mph大致兩秒以建立空間，或直至其與命令車輛442b之間偵測到的距離係至少75呎為止。
現參考圖4B，圖4B展示回應車輛442c與命令車輛442b之間建立的空間。如可見，第一車輛442a與第二車輛442b之間的間隙已減小，而回應車輛442c已由於其速度降低而在請求車輛440後方進一步落後。
在已建立間隙之後，回應車輛442c向請求車輛440發送已諸如藉由指示車輛中之每一者的GPS位置來建立指示中間車道420中之回應車輛442c與命令車輛442b之間的空間的訊息。
現參考圖4C，請求車輛440已移動至回應車輛442c與命令車輛442b之間的空間中。請求車輛440接著向回應車輛442c傳輸指示車道改變已成功地完成之訊息。作為回應，回應車輛442c以應答訊息對請求車輛作出回應，且亦向命令車輛442b傳輸指示車道改變已成功地完成之訊息，命令車輛442b以應答回應。在所說明實例中，回應車輛442c可被視為第一車輛，例如此係因為其更加涉及協調車道改變，且命令車輛442b可被視為第二車輛。在所說明實例中，在請求車輛之車道改變之前，第二車輛在第一車輛正前方。然而，當然，在替代性情形中，第二車輛可在第一車輛正後方。
在圖4A至圖4C中所展示之事件的序列意欲作為行進車道中之兩個車輛可以協調車輛/命令車輛關係協商以在車道中建立供另一車輛440合併而不受人類駕駛員干預之空間的方式之實例。在下文描述車輛之間的協調式車道改變協商之實例技術，諸如點對點技術。此實例意欲係說明性的，且許多其他情形及技術處於本發明之範疇內。
現參考圖5，圖5展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例方法500。將關於圖2中所展示之實例車輛200、圖3中所展示之實例計算裝置210及圖6A至圖6C中所展示之實例道路情境論述圖5之方法500。然而，應瞭解，可使用根據本發明之任何適合車輛、計算裝置或駕駛環境。
在區塊510處，車輛自請求車輛接收車道改變請求。在此實例中，經由安裝於車輛640上之RF傳輸器傳輸車道改變請求，且多個車輛642b至642c (亦即，車輛642a、642b及642c)、644接收車道改變請求。接收車輛642b至642c、644中之每一者可因此執行此方法500之部分或全部。相比之下，車輛642a不配備有經組態以接收此類車道改變請求之RF接收器，且因此不接收車道改變請求。
然而，在其他實例中，可經由其他構件或多個構件傳達車道改變請求。舉例而言，請求車輛640可傳輸包括車道改變請求之RF訊息且可亦啟動轉向燈指示器，或車輛之駕駛員可做出指示所要車道改變之手臂手勢。許多車輛在車輛之前方及後方兩者上及常常亦在將使對應於所要車道改變之方向之一或多個燈閃光的側上配備有轉向燈指示器。轉向燈指示器通常處於黃色/橙色光範圍內且按週期性速率閃光，且因此可相對易於偵測，甚至在擁擠環境中亦如此。此類閃光燈可由鄰近車輛使用諸如相機或其他光偵測器之影像或光感測器來偵測到。在根據本發明之一些實例中，偵測此類轉向燈指示器可係自請求車輛接收車道改變請求。
可在以下實例中使用車道改變指示器(或下文詳述之手臂手勢)：請求車輛係不具有自控駕駛能力之手動操作車輛或僅具有諸如車道偵測及調適性巡航控制之一些自控特徵的車輛。使用閃光器可使得此類車輛能夠將車道改變請求傳輸至在鄰近車道中操作之自控車輛。舉例而言，在道路上操作之自控車輛可以非常接近之間隔操作，例如幾個汽車長度或小於一汽車長度之車輛間隔，因此限制其他車輛在其間合併之能力。對於不具有車輛間或其他RF通信能力之車輛，除非自控車輛可識別習知車道改變指示器(或手臂手勢)，否則可能實際上不可能改變車道。
可諸如在以車輛不具有轉向燈指示器，例如指示器破裂之狀況下或在具有相對小之轉向燈指示器的車輛上使用手臂手勢，該等車輛諸如摩托車、小輪機踏車或腳踏車。車道改變之標準手臂手勢通常由車輛之駕駛員做出，且可包含手臂伸出車窗且按九十度角朝上彎曲以指示右轉，或平行於地面直伸出車窗外以指示左轉。其他非標準手臂信號可僅係人在所要車道改變之方向上指向或做手勢。在一些狀況下，乘客可做出標準手臂手勢，但以成鏡像方式做出，此係因為乘客可定位於車輛之與駕駛員相對的側上等等。成鏡像方式指代乘客做出上文所論述之標準手勢，但信號指示如上文所論述之相對方向。舉例而言，手臂自車輛之乘客側延伸且按九十度角朝上彎曲可指示左轉，而手臂直延伸出車窗外且平行於地面可指示右轉。亦可使用手臂手勢之其他變化。在前述實例中，在車輛之左側的駕駛員預測所描述手勢。在駕駛員在車輛之右側上的狀況下，此類手臂信號可具有相對或不同含義。手臂手勢可由其他車輛使用諸如物體識別技術或邊緣偵測技術之CV技術來偵測且解譯。在根據本發明之一些實例中，偵測此類手臂手勢可係自請求車輛接收車道改變請求。
在此實例中，車道改變請求由請求車輛使用適合於大致200米之傳輸距離的RF傳輸器功率設定廣播；然而，可使用其他功率設定。在一些實例中，藉由特定地對目標車輛進行尋址或經由定向天線朝向目標車輛通信，可將車道改變請求傳輸為經導引至特定車輛之點對點訊息。車輛可使用諸如LIDAR之感測器資訊來識別鄰近車輛，以偵測鄰近車輛及其距離。影像感測器及CV技術可用於一些實例中，且可向關於鄰近車輛之LIDAR資訊提供額外或互補資訊，諸如牌照資訊或品牌及型號資訊。此類資訊可使得請求車輛能夠將點對點訊息傳輸至一或多個所識別車輛。舉例而言，請求車輛可將目標車輛之牌照號碼傳達至車道管理系統，諸如下文關於圖10所描述之車道管理系統，且請求關於目標車輛之RF能力的資訊，諸如全局唯一或暫時唯一標識符，例如媒體存取控制(media access control，MAC)地址、網際網路協定(Internet Protocol，IP)地址、蜂巢式電話號碼等等。在獲得一或多個鄰近車輛之此類資訊之後，請求車輛可向此類車輛傳輸一或多個點對點訊息。
車道改變請求可包括資訊外加需要改變車道之指示。舉例而言，經由RF傳輸器傳輸之訊息可攜載關於請求車輛640之資訊、請求車輛640之速度及當前車道、所要行進車道、請求之緊急度或優先級、最小安全緩衝距離(包括請求車輛前方或後方之不同緩衝距離要求)或車道合併間隔、完成車道改變之時間(諸如維持合併空間之最少時間)等等。關於請求車輛之資訊可包括資訊，諸如車輛之年份、品牌及型號；車輛之車輛識別號(vehicle identification number，VIN)；車輛之尺寸；車輛之條件，包括制動器、輪胎、引擎之狀態、或關於機械問題之任何緊急或資訊；駕駛員條件，例如昏睡、睡著、無意識等等；關於車輛是否係緊急車輛之指示器，諸如警車或消防車、救護車等等；或適合於向接收車輛642b至642c、644告知可用於協調車道改變之條件或其他資訊的任何其他資訊。根據一些實例之車道改變請求亦可包括路線資訊，諸如轉向或自請求車輛640計劃採取之道路退出，或直至將完成車道改變為止的時間或距離。
在此實例中，車道改變請求指示車輛之品牌及型號、其行進車道、其所要行進車道、其速度、其GPS位置及最小可接受合併空間。基於車道改變請求，接收車輛642b至642c判定其皆在請求車輛之指示中間車道620的所要行進車道中行進，而接收車輛644判定其不在所要行進車道中且捨棄車道改變請求。應瞭解，所要行進車道可指示右車道630，而不管在左車道610中行進之請求車輛640。在一個此類實例中，接收車輛642b至642c、644可判定其各自在所要行進車道中，此係因為請求車輛640將需要在到達右車道630之前橫越中間車道620。
在一些實例中，車道改變請求可由非常接近於請求車輛之一或多個車輛接收到，例如車輛642b至642c。接收車輛可基於含於請求內之資訊或基於自請求車輛接收到之RF信號的特性而判定其與請求車輛之鄰近度，特性諸如都卜勒資訊、信號強度、定時信號等等。接收車輛可接著進一步將車道改變請求傳播至車道中之其他車輛。舉例而言，若接收車輛642b至642c不能順應車道改變請求或過於遠離請求車輛(例如，大於300米)，則其可識別車道中之其他車輛(如下文關於區塊520所描述)且代表請求車輛640向車道中之一或多個其他所識別車輛傳輸車道改變請求。此等其他車輛可接著出於此實例方法500之目的而充當接收車輛，藉由向請求車輛傳輸回應來對車道改變請求作出應答，且執行根據本發明之方法，諸如圖5之實例方法500。
車道改變請求之此類傳播可針對車輛之參考數目或離請求車輛之距離而繼續。舉例而言，車道改變請求可傳播直至請求車輛後方之大致300米的距離或直至請求車輛前方100米。在傳播至此類距離之後，車輛可即刻不再傳播車道改變請求或可忽略接收到之車道改變請求。
應瞭解，當車輛繼續沿著道路600行進時，在此方法500之此過程期間論述之位置可隨著時間推移而改變。因此，在一些實例中，為了維持當前絕對及相對位置資訊，請求車輛或接收車輛可週期性地傳輸或交換位置訊息，包括當時位置、速度、加速(或制動)速率、交通條件、優先級或緊急資訊、緊急條件等等。舉例而言，用於執行區塊510中所說明之功能的構件可包括圖3之天線314及無線收發器312或處理器310及記憶體320、或圖2之天線220及計算裝置210。
在區塊520處，接收車輛642b至642c各自判定定位於其行進車道620內之一或多個其他車輛。在此實例中，車輛642c在自控駕駛模式下操作，且使用感測器以偵測在道路600上行進之其他車輛。在此實例中，車輛642c使用感測車輛642c前方及後方定位以及定位至其各側之車輛的LIDAR系統。另外，其使用影像感測器以偵測道路特徵，諸如車道標記、其他車輛及路標。車輛642c亦使用GPS系統以獲得位置及速度資訊。
在此實例中，不同於接收車輛642c，車輛642b按能夠到達其位置之大致200米內之所有車輛的傳輸功率廣播請求各車輛之當時行進車道的RF請求。請求包括車輛642b之識別資訊，諸如VIN或牌照號碼、由車輛642b上之GNSS接收器報告之其位置、及其當前行進車道620。作為回應，車輛642b自車輛642c而非自車輛642a接收回應。然而，因為車輛642b亦在自控駕駛模式下操作，所以其亦使用感測器以偵測鄰近車輛。在此實例中，如車輛642c，車輛642b使用LIDAR系統；然而，在一些實例中，例如經由RF收發器傳輸廣播請求可使得能夠偵測視距(line-of-sight，LOS)外但在相同車道中行進之車輛。
在此實例中，接收車輛642c自接收車輛642b接收廣播請求且對請求作出回應。在實施例中，回應可包括關於車輛642c之資訊，諸如其VIN、牌照號碼或年份、品牌及型號。回應亦可包括行進車道620、車輛速度、至請求車輛之距離、或與由在相同車道620中行進之車輛642c偵測到之一或多個車輛，諸如由其LIDAR或影像感測器偵測到之車輛，相關的識別資訊。在此實例中，回應包括車輛之牌照號碼、其速度及關於車輛642b之資訊，經由其LIDAR系統偵測到該接收車輛642c。資訊包括至車輛642b之偵測到的距離及其牌照號碼，使用應用於由接收車輛642c上之影像感測器擷取之一或多個影像的CV技術來獲得該資訊。
車輛642b自車輛642c接收回應，且基於回應而判定車輛642c不僅與車輛642b定位於相同車道中，而且基於在接收到之回應中識別其自有牌照號碼而判定車輛642c在車輛642b正後方。因此，接收車輛642b判定車輛642a及642c兩者與其在相同車道620中行進。類似地，車輛642c基於車輛642b之廣播訊息及感測器資訊而判定接收車輛642b與其定位於相同車道中，諸如使用CV系統來識別車輛642b之牌照。
如上文所論述，接收車輛642b已判定接收車輛642c在相同車道620中行進且亦在車道620中在其正後方。其藉由使用其RF收發器來傳輸訊息來將此判定傳達至接收車輛642c。該訊息識別接收車輛642c、傳輸車輛642b、及車道內之行進次序的指示。在此實例中，行進次序之指示將車輛642a識別為最前車輛，將車輛642b識別為中間車輛，且將車輛642c識別為最後車輛。應瞭解，若偵測到其他車輛，則此指示可進一步識別此類其他車輛及其在行進次序內之各別位置。在此實例中，車輛642b能夠基於自其感測器以及自由接收車輛642c傳輸之訊息獲得的資訊而判定行進次序。然而，在一些實例中，多個車輛可藉由交換訊息來隨時間推移產生此行進次序，此類訊息識別傳輸車輛及一或多個偵測到之鄰近車輛。當車輛接收此類訊息時，其可建構行進次序且將包括行進次序之訊息傳輸至其他鄰近車輛，諸如200米內之車輛。因此，車輛可以特用或點對點方式判定道路上之車道中的行進次序。
儘管已在上文論述偵測在相同車道中行進之其他車輛的不同實例，但應顯而易見，可使用用於判定在相同車道中行進之車輛的其他技術。舉例而言，車輛可與車道管理系統通信，諸如下文關於圖10所描述之車道管理系統，以識別與車輛在相同車道中行進之其他車輛。此類系統可自沿著道路行進之車輛獲得資訊，如在2016年3月25日申請之標題為「Automated Lane Assignment for Vehicles」之同在申請中的美國專利申請案第15/081,665號中所論述。另外，舉例而言，用於執行區塊520中所說明之功能的構件可包括圖3之天線314及無線收發器312或處理器310及記憶體320、或圖2之天線220、計算裝置210或感測器230、240。
在區塊530處，接收車輛642b至642c協調以建立用以在其行進車道620中容納請求車輛640之空間。在一些實例中，接收車輛642b至642c中之一或多者可向請求車輛640傳輸應答或其他訊息，其例如基於交通條件或由接收車輛642b至642c中之一或多者採取之路線而指示其嘗試建立空間以順應所請求車道改變或預期順應車道改變請求之時間。
在此實例中，車輛642b至642c使用點對點技術以建立其車道620中之空間。此點對點技術可涉及在接收車輛642b至642c之間傳輸或交換多個訊息，且在一些實例中，可涉及傳輸或與在車道620中行進之其他車輛交換訊息。舉例而言，在協調之過程期間，接收車輛642b至642c可交換交通資訊，例如制動或加速資訊或擁擠資訊、位置更新、車輛間隔資訊等等。一些訊息可係週期性的，諸如位置更新，而其他訊息可係事件驅動的，諸如指示制動或加速或例如在新車輛合併至車道620中之情況下偵測到此車輛之訊息。因此，儘管在下文論述某些訊息及協商，但除了下文論述之資訊傳送以外，亦可交換此等額外訊息，且自此資訊傳送獲得之資訊可併入至下文論述之協調技術中。舉例而言，當接收車輛642b至642c協商建立空間或判定其或請求車輛640之間的距離時，此類協商或判定可基於最新位置或其他所獲得資訊，而非基於初始車道改變請求或其他初始資訊傳送。
如上文所論述，接收車輛642b至642c已判定車道620內之車輛的行進次序。另外，接收車輛642b至642c已先前自請求車輛640獲得關於最小可接受合併空間之資訊。接收車輛642b至642c亦能夠基於接收到之GNSS位置資訊而判定請求車輛與各車輛之鄰近度。接收車輛642b至642c進一步能夠藉由判定裏請求車輛640之距離來判定請求車輛640大致在其旁邊，且基於請求車輛640之位置與各接收車輛642b至642c之位置之間的差而判定側向分離度。此類資訊可使得各接收車輛642b至642c能夠判定請求車輛640之各別相對位置。用於執行此功能之構件包括圖2之計算裝置210及圖3之處理器310。
在接收車輛642b至642c基於GPS位置而判定請求車輛640大致在其旁邊之後，該等車輛交換訊息以建立其之間的車道620中的空間。舉例而言，該等車輛可與協調車輛及該協調車輛命令之一或多個車輛協商。
如上文關於圖4A至圖4C所論述，一個車輛可藉由自目標車道620中之其他車輛獲得資訊且命令此類車輛中之一或多者改變速度以建立用於請求車輛640之空間來組織或協調車道改變。在一些實例中，車輛中之一者可自另一車輛或自諸如車道管理系統之遠端計算裝置獲得資訊。
舉例而言，如上文所論述，一個車輛可將自身建立為回應車輛，或接收車輛642b至642c中之每一者可表決建立回應車輛，例如車輛可基於各車輛與請求車輛之各別鄰近度、各車輛與其他接收車輛之鄰近度、鄰近非回應性車輛、或鄰近車輛不具有與接收車輛中之一或多者而進行表決。在一些實例中，各車輛可獲得單個表決，且獲得最大表決總數之車輛變成回應車輛。在一些實例中，可基於與請求車輛之鄰近而對車輛之表決進行加權。舉例而言，請求車輛之50米內的車輛可具有1之加權，且車輛加權對於離請求車輛之每額外25米距離而減小0.2。在一些實例中，可基於離請求車輛之距離而以指數方式減小加權，使得離請求車輛100米或更多之車輛具有零的加權。此類方案可允許一個車輛諸如藉由協調制動或加速以建立空間來與協調多個接收車輛以建立行進車道中之空間。
然而，在此實例中，接收車輛642b至642c作為同級操作且在其間交換資訊以建立空間。因此，接收車輛642c向接收車輛642b傳輸指示其在後方不具有車輛且因此係最後車輛且可降低其速度之訊息。另外，車輛642b嘗試向車輛642a，在此實例中最前車輛，發送信號以藉由使其頭燈閃光來改變車道。儘管車輛642a不配備有RF收發器且由其駕駛員手動地駕駛，但其可對此類通信作出回應。舉例而言，在一些位置中，閃光之頭燈向車輛指示改變車道之請求。因此，藉由使其頭燈閃光，接收車輛642b能夠嘗試與車輛642a通信。若請求未經應答或被起作用，則接收車輛642b可向接收車輛642c傳輸其不能加速以在兩個接收車輛642b至642c之間產生額外空間的訊息。替代地，若車輛642a改變車道至任一鄰近車道610、630，則接收車輛642b可向接收車輛642c傳輸指示其可加速以在車輛之間建立額外空間。
在一些實例中，若接收車輛642b未成功地請求車輛642a例如藉由使其頭燈閃光來改變車道，則接收車輛642b可自身改變車道。舉例而言，其可改變至任一鄰近車道，此可在中間車道620中提供額外空間以順應所請求車道改變。在此類實例中，接收車輛642b可向接收車輛642c傳輸指示其已改變車道且接收車輛642c現在車輛642a後方之訊息。接收車輛642c可接著判定至車輛642a之距離，且若空間大於或等於由請求車輛640識別之最小可接受合併空間，則接收車輛642c可對請求車輛640作出已在中間車道620中在兩個車輛642a、642c之間建立空間的回應。若未建立充足空間，則接收車輛642c可諸如藉由減少節流閥輸入或應用制動器來降低其速度，直至在其與車輛642a之間建立充足空間為止。
儘管在此實例中車道改變請求包括最小可接受合併空間，但一或多個接收車輛亦可使用最小間隔參數。舉例而言，牽引式拖車可能在高速公路環境中需要至少50米之最小車輛間隔。因此，若牽引式拖車接收具有30米之最小可接受合併空間的車道改變請求，則牽引式拖車可以其自有最小車輛間隔要求置換最小可接受合併空間。另外，牽引式拖車可向請求車輛或其車道中之一或多個車輛傳輸指示經修改車道改變要求之回應。
然而，在此實例中，接收車輛642b由於車輛640及644的存在而不能改變車道，但車輛642a對接收到車輛之閃光頭燈作出回應且移動至右車道630中。因此，其向車輛642c發佈降低其速度以增大兩個車輛642b至642c之間的空間同時提高其自有速度以利用車輛642a改變車道時產生之額外空間的命令。接收車輛642c接著降低其速度，直至車輛642b至642c之間的距離至少與最小可接受合併空間同等大為止。在一些實例中，車輛642c可偵測其與車輛642b之間的距離，或車輛642b可監測該距離，且在偵測到充足空間已建立之後即刻例如藉由傳輸指示已建立充足空間的訊息及車輛642b之速度來向車輛642c傳輸其可恢復與車輛642b相同之速度的訊息。
儘管在此實例中，兩個車輛642b至642c能夠協調以在其間建立空間，但在一些實例中，車輛642b至642c可能無法執行此操作。舉例而言，一個或兩個車輛642b至642c可判定其不能調整其速度以產生空間，或一個或兩個車輛可能例如在車隊中一起行進且因此經組態以不允許車輛合併進入其間。
若接收車輛642b至642c中之一或多者不能順應請求，則其可向車道620內之其他車輛傳播車道改變請求。舉例而言，若額外車輛在車輛642c後方行進，則其可代表請求車輛640向一或多個此類車輛傳輸車道改變請求且將請求車輛640識別為請求之發起者。一或多個此類後隨車輛可接著開始根據本發明之方法以建立空間來容納請求車輛640。另外，後隨車輛中之一或多者可向請求車輛640傳輸訊息以應答已接收到車道改變請求。此技術可允許跨比緊接於或與請求車輛640緊密鄰近地行進之車輛之間更大的區域順應車道改變請求。
儘管在上文所論述之實例中，車輛642a至642c彼此協調以建立用於請求車輛640之合併空間，但在一些實例中，回應車輛可自諸如車道管理系統之遠端系統獲得資訊，該資訊向回應車輛發送關於將在何處建立用於請求車輛之合併空間的指令或識別應與其協調車道改變請求之一或多個其他車輛。舉例而言，若車輛642b係回應車輛，則或應建立空間之最小距離的參數，其可與車道管理系統通信，該車道管理系統可接著判定車輛640及642a至642c之位置，判定在車輛642a至642c中之哪些車輛之間建立用於請求車輛640之空間，包括諸如應建立之空間之大小，且將判定傳達至回應車輛642b。若車輛642a至642c在無車輛係回應車輛之點對點模式下操作，則車輛642a至642c中之每一者可與車道管理系統通信，以判定將在何處建立合併空間，且在一些實例中，判定車輛之間的最小距離以建立空間。因此，回應車輛可獲得將在多個車輛中之哪兩個車輛之間的建立合併空間的判定。
在一些實例中，涉及對請求作出回應之車輛亦可維持追蹤在一段時間，例如過去60秒，內允許之合併數目的資訊。若一個或兩個車輛已允許大於參考數目個車輛在該時間週期內在其前方合併，則車輛可拒絕請求或將該請求傳播至其後方之一或多個車輛，如上文所論述。此技術可確保一個車輛不會無止盡地允許諸如在擁擠交通條件下車輛在其前方合併。為了提供此特徵，車輛可使用漏桶型技術，其中對於經允許以在其前方合併之各車輛，車輛向桶添加「符記」或增大計數器之值。車輛接著自桶移除符記，或週期性地，例如每60秒，減小計數器之值。若計數器之值(或桶中之符記的數目)超出閾值，則車輛將不順應來自另一車輛之車道改變請求，儘管此可按駕駛員之偏好或基於例如來自緊急車輛之優先級請求而被置換。
在一些實例中，可使用替代性技術，諸如後移定時器，其中在車輛順應車道改變請求之後，其將在時間段，例如60秒，內不順應另一車道改變請求、不存在之駕駛員干預或例如來自緊急車輛之優先級請求。另外，用於執行區塊530中所說明之功能，包括與第二車輛協調以建立空間來容納行進車道中之請求車輛及與第二及第三車輛協調以建立空間，的構件可包括例如圖3之處理器310或圖2之計算裝置210。
在區塊540處，一個或兩個車輛將車道改變回應傳輸至請求車輛640。在此實例中，因為車輛640b至640c能夠建立滿足請求車輛之車道改變請求的空間，所以一個或兩個車輛對已在兩個車輛642b至642c之間的建立空間的請求車輛作出回應。
在此實例中，接收車輛642b至642c各自充當回應車輛。因此，各接收車輛經由RF收發器向請求車輛傳輸車道改變回應。回應車輛642c回應已建立空間且提供其當前位置。類似地，回應車輛642b亦回應已建立空間且提供其當前位置。因此，為請求車輛640提供已建立空間之應答及空間之任一端處之兩個車輛的位置。因此，請求車輛640能夠判定空間之位置且接著行進至所建立空間中。
應瞭解，車道改變回應可包括如上文在不同實例中所論述之其他資訊或額外資訊。舉例而言，車道改變回應可包括車道改變定時(諸如合併空間將變得可用的時間或合併空間將保持打開的持續時間)、請求車輛之目標速度等等中之一或多者。
在此實例中，在改變車道之前，請求車輛640對回應車輛642b至642c作出回應以指示其正開始合併。另外，在請求車輛640已完成合併之後，其可傳輸指示合併完成之另一訊息。在一些實例中，回應車輛642b至642c中之一或多者亦可基於例如來自LIDAR感測器或影像感測器之一或多個感測器信號而偵測合併之完成。
另外，在一些實例中，一或多個回應車輛可以能夠向請求車輛傳輸取消或中止車道改變之訊息。舉例而言，車輛642b可偵測另一車輛已加速且在請求車輛640能夠執行合併之前快速占取所建立空間。在偵測到此操縱之後，車輛642b傳輸一或多個中斷訊息來取消先前傳輸之車道改變應答。回應車輛642b至642c可接著嘗試重新開始協調或可向請求車輛640傳輸可不再順應車道改變請求之回應。請求車輛640可接著傳輸新車道改變請求，或回應車輛642b至642c中之一或多者可將該請求傳播至車道620中之一或多個其他車輛。
然而，在一些實例中，可不建立空間。在一個實例中，(一或多個)回應車輛可向車道改變請求傳輸指示已拒絕車道改變請求之回應。因此，請求車輛可在回應車輛前方行進或在回應車輛後方後退，及發佈對於車道改變之新請求。
如上文所論述，請求車輛640可實際上尋求移動至右車道630，因此在到達中間車道620之後，其可諸如藉由傳輸另一車道改變請求來重複圖5之方法500，該車道改變請求可由右車道中之諸如車輛644之一或多個車輛接收到。在一些實例中，請求車輛640可向車輛644傳輸訊息以指示車道改變之第一部分已完成且請求車輛640就緒合併至右車道630中。另外，舉例而言，用於執行區塊540中所說明之功能的構件可包括圖3之天線314及無線收發器312或處理器310及記憶體320、或圖2之天線220或計算裝置210。
儘管已關於各自配備有RF收發器之兩個回應車輛642b至642c論述此實例，但在一些實例中，兩個車輛可不具有此類RF收發器。現將關於此實例論述圖5中所展示之實例方法500，且將參考在圖7A至圖7C中所展示之行進環境。
在區塊510處，圖7A中所展示之在道路700之左車道710中行進的請求車輛740，在此實例中第一車輛740，傳輸對於車道改變的請求，大體上如上文所論述。然而，在此實例中，僅車輛742c、744配備有RF收發器。因此，車輛742a至742b不接收請求，且在右車道730中行進之車輛744忽略請求，此係因為其不在正確車道中以順應所請求車道改變。
在區塊520處，接收車輛742c偵測其車道720中之其他車輛，大體上如上文所論述，且識別車輛742b，在此實例中第二車輛，且可識別車輛742a，此取決於對車輛742c可用之LOS或感測器。
在區塊530處，接收車輛742c與其他車輛協調以建立空間來容納請求車輛740。在此實例中，接收車輛742c不能與其車道中之其他車輛742a至742b通信，且替代地藉由降低其速度直至其建立至少與如圖7B中可見之由請求車輛740識別之最小可接受合併空間一樣長之空間為止來建立空間。接收車輛742c使用一或多個感測器，例如LIDAR、RADAR、影像感測器等等來判定所建立空間之大小，以判定至車輛742b之距離。在一些實例中，車輛742c可以能夠建立空間，即使其他車輛在其後當行進亦如此，此係因為藉由應用其制動器或降低其速度，後車輛將亦降低其速度或以其他方式順應車輛之速度降低。在此實例中，接收車輛742c藉由自身進行判定來獲得對三個車輛車輛742a至742c中之兩者的判定，將在該兩個車輛之間建立空間。
在區塊540處，接收車輛742c變成回應車輛且將車道改變回應傳輸至請求車輛740。在此實例中，回應包括回應車輛742c之位置、回應車輛742c與車輛742b之間的距離、及回應車輛742c之速度。此類資訊可允許請求車輛740定位回應車輛742c且亦定位所建立空間，以完成如圖7C中所展示之車道改變。
現將關於圖7A至圖7C再次論述圖5中所展示之實例方法500，且涉及指定為協調車輛之一個車輛之實例，而涉及建立車道中之空間的其他車輛被指定為命令車輛。
在區塊510處，圖7A中所展示之在道路700之左車道710中行進之請求車輛740傳輸對於車道改變的請求，大體上如上文所論述。在此實例中，車輛742a至742c (亦即，車輛742a、車輛742b及車輛742c)及744中之每一者配備有RF收發器。因此，車輛742a至742c、744中之每一者接收車道改變請求；然而，因為不在目標車道中，所以車輛744忽略請求。
在區塊520處，接收車輛742a至742c偵測其車道720中之其他車輛，大體上如上文所論述。因此，車輛742a至742c中之每一者偵測其他車輛中之每一者的存在。
在區塊530處，接收車輛742a至742c協調以建立空間來在其行進車道720中容納請求車輛740。然而，在此實例中，車輛742a至742c指定協調車輛。如上文所論述，車輛742a至742c可基於與請求車輛740之鄰近度、基於加權投票等等而進行此指定。在此實例中，車輛742a至742c將車輛742b指定為協調車輛，而將車輛742a、742c指定為命令車輛。因此，命令車輛742a、742c等待來自車輛742b之指令，但將感測器資訊以及車輛狀態資訊供應至車輛742b。此類感測器資訊可包括偵測到之車輛、偵測到之車輛之間的距離及偵測到的車輛的標識。車輛狀態資訊可包括節流閥或制動器資訊、速度、位置等等。
協調車輛742b接收此類資訊且判定應在其間建立空間來容納請求車輛740的兩個車輛。在此實例中，車輛742b基於請求車輛740與車輛742a至742c中之涉及協調車道改變之每一者之間的計算距離而判定請求車輛740應在車輛742b與742c之間合併。在此實例中，請求車輛740最接近車輛742b至742c (亦即，車輛742b及車輛742c)，因此車輛742b判定建立車輛742b至742c之間的空間。又，在此實例中，接收車輛742b藉由自身進行判定來獲得對三個車輛車輛742a至742c中之兩者的判定，將在該兩個車輛之間建立空間。自車輛742c之視角，藉由自車輛742b接收判定來獲得判定。用於執行此類功能，包括判定應在其間建立空間的兩個車輛，之構件包括圖3之處理器310或圖2之計算裝置210。
為了建立空間，協調車輛742b基於車輛742a指示無車輛位於其前部而命令車輛742a加速。類似地，車輛742b加速以維持其相對於車輛742a之位置。最後，協調車輛742b命令車輛742c減速以增大車輛742b與742c之間的分離度。
在發佈命令之後，協調車輛742b監視其與車輛742c之間的距離。當兩個車輛之間的空間例如基於所請求最小可接受空間而到達閾值大小時，協調車輛742b命令車輛742a、742c中之每一者恢復其先前速度，籍此維持所建立空間。
在區塊540處，協調車輛向請求車輛740傳輸指示已建立空間之回應。在此實例中，回應例如藉由提供車輛742b至742c之各別位置來提供所建立空間之位置。在請求車輛740合併至所建立空間中之後，協調車輛742b發指令給車輛742a、742c以恢復正常操作且協調車輛742b取消將自身指定為協調車輛。
現參考圖8，圖8展示類似於上文關於圖4所論述之實例的實例情境；然而，在此實例中，請求車輛840將車道改變請求傳輸至回應車輛842c。回應車輛842c判定在其車道中行進之其他車輛，大體上如上文關於圖5之區塊520所論述，且判定請求車輛840更接近車輛842a及842b，且因此回應車輛842c不太適合於協調車道改變且車輛842b應協調車道改變。因此，回應車輛842c向請求車輛840傳輸指示車輛842b應協調所請求車道改變之回應。請求車輛840接著向變成新回應車輛842b之車輛842b傳輸車道改變請求。回應車輛842b接著協調對於請求車輛840之車道改變，大體上如上文關於圖5之方法500所論述。用於執行上文所論述之功能，包括判定第一、第二或第三車輛中之應在其間建立空間的兩個車輛之構件包括圖3中之計算裝置210的處理器310或圖2中所展示之計算裝置210。
儘管在上文論述根據圖5中所展示之方法500的各種實例方法，但應瞭解，在一些實例中，一或多個回應車輛可由其各別駕駛員組態來以不同方式對車道改變請求作出回應。舉例而言，駕駛員可對其車輛進行組態以拒絕任何車道改變請求，除了來自緊急車輛之車道改變請求之外(或其他高優先級車道改變請求)。在一些實例中，回應車輛可協商或判定關於請求車輛之能力。具有高品質或精密自控的駕駛特徵之請求車輛可使得一或多個回應車輛能夠更快速地作出回應或使用合併間隔、定時、車輛速度等等之更緊密容限，其可使得請求車輛能夠更快速地合併且合併至更小之合併空間中。在其他實例中，請求車輛可具有基本或部分自控能力，且因此回應車輛可使用增大之合併間隔、降低之合併速度，或完全拒絕請求。若請求車輛完全不具有自控能力或不具有RF能力，例如，經由轉向燈起始車道請求，則回應車輛可使用更大合併空間，諸如5至6個汽車長度，及視覺指示器，諸如前燈閃光，以對合併請求作出回應。
現參考圖9，圖9展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例方法900。
在區塊910處，請求車輛使用RF傳輸器來傳輸車道改變請求。如上文關於圖5中所展示之方法500的區塊510所論述，車道改變請求可包括根據不同實例之廣泛多種資訊如上文關於所論述
在區塊920處，請求車輛自一或多個回應車輛接收回應。如上文所論述，回應可包括拒絕請求。若拒絕請求，則請求車輛可在傳輸新請求之前等待超時時間段。在一些實例中，請求車輛可傳輸識別其他鄰近車輛之請求。若相同或相同車輛中的一些保持接近請求車輛，則其可延遲傳輸另一車道改變請求，此係因為其可判定情境尚未充分地改變以允許車道改變。然而，若請求車輛偵測到新車輛或大部分回應車輛在拒絕最後的車道改變請求時並非請求車輛附近之車輛，則請求車輛可傳輸新車道改變請求。
在區塊930處，若請求車輛接收到指示已建立空間之車道改變回應，則請求車輛合併至所建立空間中。在此實例中，請求車輛判定回應車輛之位置且判定隨所建立空間相對於回應車輛之位置。舉例而言，若回應車輛指示所建立空間位於回應車輛前部，則請求車輛可調整其速度以趕上回應車輛，或允許回應車輛趕上請求車輛。另外，請求車輛可使用一或多個感測器以偵測所要車道中之鄰近於請求車輛的開放空間。因此，請求車輛可基於其相對於回應車輛之相對位置及基於偵測到所要車道中之開放空間而判定其鄰近於所建立空間。在定位所建立空間之後，請求車輛可改變車道至所建立空間中。
在一些實例中，請求車輛可繼續與回應車輛交換訊息以協調車道改變。舉例而言，請求車輛可與回應車輛交換具有位置資訊之訊息。請求車輛或回應車輛可使用訊息或RF參數，諸如都卜勒資訊、信號強度、定時信號等等，以判定車輛之間的相對位置，或判定相對位置之改變速率，且基於相對位置或相對位置之變化率而調整速度。請求車輛可接著基於所交換訊息而判定其相對於回應車輛及所建立空間之位置，且在其已判定其鄰近於所建立空間後即刻合併至所建立空間中。
在一些實例中，回應車輛可偵測請求車輛何時鄰近於所建立空間，且向請求車輛傳輸指示其應改變車道至所建立空間中的訊息。舉例而言，回應車輛可使用CV資訊、位置資訊、RF參數或任何組合來識別請求車輛。舉例而言，回應車輛可基於照之CV識別而識別請求車輛，且比較所識別牌照與含於車道改變請求中之牌照資訊。回應車輛可接著判定至請求車輛之距離，且當請求車輛處於鄰近於所建立空間之距離時，回應車輛可傳輸指示請求車輛可合併至所建立空間中之訊息。請求車輛可接著合併至車道中之所建立空間中。
現參考圖10，圖10展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例系統。在此實例中，該系統包括車道管理系統1080，其包括一或多個伺服器1082及一或多個資料儲存區1084，且經由網路1070及無線收發器1050與在道路1000上行進之車輛1040、1042a至1042c及1044中之一或多者通信。服務器1082可係根據本發明之任何適合計算裝置，諸如關於圖3所描述之計算裝置，且可執行根據本發明之任何方法或方法之部分，包括上文關於圖5及圖6A至圖6C、圖7A至圖7C及圖8所描述之各種方法。舉例而言，車道管理系統1080可自一或多個請求車輛接收訊息且識別且將請求傳達至可充當回應車輛之一或多個鄰近車輛。另外，車道管理系統1080可自一或多個回應車輛接收訊息且與回應車輛協調所請求車道改變，大體上如上文關於圖5、圖6A至圖6C、圖7A至圖7C及圖8所描述。因此，車道管理可加入以執行根據不同實例之請求或回應車輛的一或多個操作，且適當時將此類操作之結果傳達至請求或回應車輛。
儘管根據在各種機器上執行之軟體描述本文中之方法及系統，但方法及系統亦可實施為特定組態之硬體，諸如特定用以執行各種方法之場可程式化閘陣列(FPGA)。舉例而言，實例可實施於數位電子電路中，實施於電腦硬體、韌體、軟體中或實施於其組合中。在一個實例中，裝置可包括一或多個處理器。處理器包含電腦可讀媒體，諸如耦接至處理器之隨機存取記憶體(random access memory，RAM)。處理器執行儲存於記憶體中之諸如執行一或多個電腦程式的電腦可執行程式指令。此類處理器可包含微處理器、數字信號處理器(digital signal processor，DSP)、特殊應用積體電路(application-specific integrated circuit，ASIC)、場可程式化閘陣列(field programmable gate array，FPGA)及狀態機。此類處理器可進一步包含可程式化電子裝置，諸如PLC、可程式化中斷控制器(programmable interrupt controller，PIC)、可程式化邏輯裝置(programmable logic device，PLD)、可程式化只讀儲存器(programmable read-only memory，PROM)、電子可程式化只讀儲存器(electronically programmable read-only memory，EPROMM或EEPROM)或其他類似裝置。
此類處理器可包含可儲存在由處理器執行時可使得處理器執行在本文中描述為由處理器執行或輔助之步驟指令的媒體或可與該媒體通信，例如電腦可讀儲存媒體。電腦可讀媒體之實例可包括但不限於能夠為諸如網路服務器中之處理器的處理器提供電腦可讀指令之電子、光學、磁性或其他儲存裝置。媒體之其他實例包含但不限於軟碟、CD-ROM、磁碟、記憶體晶片、ROM、RAM、ASIC、組態式處理器、所有光學媒體、所有磁帶或其他磁性媒體、或可自其中讀取電腦處理器之任何其他媒體。所描述處理器及處理可在一或多個結構中，且可經由一或多個結構分散。處理器可包含用於執行本文中所描述之方法(或方法之部分)中之一或多者的程式碼。
一些實例之前述描述已僅出於說明及描述之目的而呈現，且並不意欲係詳盡的或將本發明限於所揭示精確形式。在不偏離本發明之精神或範疇之情況下，多個修改及其調整將對熟習此項技術者顯而易見。
在本文中對實例或實施方案之參考意謂結合該實例所描述之特定特徵、結構、操作或其他特性可包括於本發明之至少一個實施方案中。本發明不限於照此描述之特定實例或實施方案。片語「在一個實例中」、「在一實例中」、「在一個實施方案中」或「在一實施方案中」或其變化在本說明書中各處之出現不一定指代相同實例或實施方案。本說明書中關於一個實例或實施方案所描述之任何特定特徵、結構、操作或其他特性可與關於任何其他實例或實施方案所描述之其他特徵、結構、操作或其他特性組合。
在本文中對詞語「或」之使用易於覆蓋包括性及互斥或條件。換言之，A或B或C包括適於特定用圖之任何或全部以下替代性組合：僅A、僅B、僅C、僅A及B、僅A及C、僅B及C；及A及B及C。
100‧‧‧道路110‧‧‧最左車道120‧‧‧中間車道130‧‧‧車道140‧‧‧請求車輛142a‧‧‧第一車輛/回應車輛142b‧‧‧第二車輛/回應車輛144‧‧‧第三車輛200‧‧‧車輛210‧‧‧計算裝置220‧‧‧天線230‧‧‧感測器240‧‧‧感測器310‧‧‧處理器312‧‧‧無線收發器314‧‧‧天線320‧‧‧記憶體330‧‧‧顯示器340‧‧‧使用者輸入模組350‧‧‧通信匯流排360‧‧‧全球導航衛星系統(GNSS)接收器362‧‧‧全球導航衛星系統(GNSS)天線400‧‧‧道路410‧‧‧左車道420‧‧‧中心車道430‧‧‧右車道440‧‧‧車輛442a‧‧‧回應車輛442b‧‧‧回應車輛442c‧‧‧車輛444‧‧‧車輛500‧‧‧方法510‧‧‧區塊520‧‧‧區塊530‧‧‧區塊540‧‧‧區塊600‧‧‧道路610‧‧‧鄰近車道620‧‧‧中間車道630‧‧‧鄰近車道640‧‧‧請求車輛642a‧‧‧車輛642b‧‧‧接收車輛/回應車輛642c‧‧‧接收車輛/回應車輛644‧‧‧車輛700‧‧‧道路710‧‧‧左車道720‧‧‧車道730‧‧‧右車道740‧‧‧第一車輛/請求車輛742a‧‧‧車輛742b‧‧‧第二車輛/協調車輛742c‧‧‧接收車輛/回應車輛744‧‧‧車輛840‧‧‧請求車輛842a‧‧‧車輛842b‧‧‧回應車輛842c‧‧‧回應車輛900‧‧‧方法910‧‧‧區塊920‧‧‧區塊930‧‧‧區塊1000‧‧‧道路1040‧‧‧車輛1042a‧‧‧車輛1042b‧‧‧車輛1042c‧‧‧車輛1044‧‧‧車輛1050‧‧‧無線收發器1070‧‧‧網路1080‧‧‧車道管理系統1082‧‧‧伺服器1084‧‧‧資料儲存區
併入至本說明書之一部分中且構成該部分之附圖說明一或多個特定實例，且連同實例之描述，用以解釋某些實例之原理及實施方案。
圖1A至圖1B展示根據用於車輛之間的協調式車道改變協商之一個實例方法的實例車道改變情境；
圖2及圖3展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例裝置及系統；
圖4A至圖4C展示根據用於車輛之間的協調式車道改變協商之一個實例方法的實例車道改變情境；
圖5展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例方法；
圖6A至圖6C、圖7A至圖7C及圖8展示根據用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例方法的實例車道改變情境；
圖9展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例方法；且
圖10展示用於車輛之間的協調式車道改變協商之實例系統。
500‧‧‧方法
510‧‧‧區塊
520‧‧‧區塊
530‧‧‧區塊
540‧‧‧區塊

Claims (13)

  1. 一種用於車輛之間協調式車道改變協商之方法，其包含：藉由多個車輛中的一第一車輛之一計算裝置自一請求車輛接收一車道改變請求，該請求車輛請求改變其行進車道至由該多個車輛佔用之一不同行進車道；與該多個車輛協商以判定該第一車輛為該多個車輛的一回應車輛，該回應車輛將協調該請求車輛至由該多個車輛佔用之該不同行進車道的改變；藉由該回應車輛與該多個車輛協調以在該不同行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間；及藉由該回應車輛將一車道改變回應傳輸至該請求車輛。
  2. 如請求項1之方法，其中該協調包含：判定該多個車輛中之將在其間建立該空間之兩個車輛；判定一最小距離以建立該空間；及將該最小距離及改變一行進速度之一命令傳達至該兩個經判定車輛中之至少一者以建立該空間。
  3. 如請求項2之方法，其中該判定該兩個車輛包含：判定該請求車輛之一位置；判定該請求車輛與該多個車輛中之每一者之間的一距離；及判定該多個車輛之一行進次序。
  4. 如請求項3之方法，其中傳達該最小距離及改變該行進速度之該命令包含：將一提速命令傳達至該多個車輛中之一最前車輛，及將一減速命令傳達至該多個車輛中之一最後車輛。
  5. 如請求項1之方法，其中自該請求車輛接收該車道改變請求包含：使用一影像感測器來偵測該請求車輛上之一經啟動轉向信號；或自該請求車輛接收一射頻通信。
  6. 如請求項1之方法，其中該車道改變回應指示該所建立空間。
  7. 一種用於車輛之間協調式車道改變協商之設備，其包含：適於藉由多個車輛中的一第一車輛自一請求車輛接收一車道改變請求的構件，該請求車輛請求改變其行進車道至由該多個車輛佔用的一不同行進車道；適於與該多個車輛協商以判定該第一車輛為該多個車輛的一回應車輛的構件，該回應車輛將協調該請求車輛至由該多個車輛佔用之該不同行進車道的改變；適於藉由該回應車輛與該多個車輛協調以在該不同行進車道中建立用以容納該請求車輛之一空間的構件；及適於藉由該回應車輛將一車道改變回應傳輸至該請求車輛的構件。
  8. 如請求項7之設備，其中適於協商的構件包含：適於判定對該多個車輛中之將在其間建立該空間之兩個車輛的構件；適於判定一最小距離以建立該空間的構件；及適於將該最小距離及改變一行進速度之一命令傳達至該兩個經判定車輛中之至少一者以建立該空間的構件。
  9. 如請求項8之設備，其中適於判定該兩個車輛的構件包含：適於判定該請求車輛之一位置的構件；適於判定該請求車輛與該多個車輛中之每一者之間的一距離的構件；及適於判定該多個車輛之一行進次序的構件。
  10. 如請求項9之設備，其中該適於傳達該最小距離及改變該行進速度之該命令的構件包含：適於傳達至該多個車輛中之一最前車輛的構件，及適於將一減速命令傳達至該多個車輛中之一最後車輛的構件。
  11. 如請求項7之設備，其中適於自該請求車輛接收該車道改變請求的構件包含：適於使用一影像感測器來偵測該請求車輛上之一經啟動轉向信號的構件；或適於自該請求車輛接收一射頻通信的構件。
  12. 如請求項7之設備，其中該車道改變回應指示該所建立空間。
  13. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其包含儲存於該非暫時性電腦可讀媒體中以使得一處理器執行如請求項1-6項任一項之方法之處理器可執行程式碼。
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