СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КООПЕРАТИВНОЙ ОСВЕДОМЛЕННОСТИ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ Российский патент 2021 года по МПК G08G1/16 G08G1/09 G08G1/962 

Область техники

Настоящее изобретение относится к реализации сообщений кооперативной осведомленности в интеллектуальных транспортных системах. Уровень техники

Интеллектуальные транспортные системы (ITS, intelligent transport systems), согласно определению Европейского телекоммуникационного института стандартов (ETSI, European Telecommunications Standards Institute), используют различные виды связи между транспортными средствами (например, автомобиль-автомобиль) и между транспортными средствами и неподвижными объектами (например, автомобиль-инфраструктура). Системы ITS не ограничиваются дорожным транспортом, поскольку они также предполагают использование информационно-коммуникационных технологий (ICT, information and communication technologies) для рельсового, водного и воздушного транспорта, включая навигационные системы. В общем случае системы ITS различных типов основываются на радиослужбах для обеспечения связи и используют специализированные технологии.

В процессе работы над системами ITS институт ETSI разработал несколько примеров применения, требования, модель архитектуры и два вида основных услуг: основная услуга кооперативной осведомленности (CABS, cooperative awareness basic service) и основная услуга децентрализованного оповещения об обстановке (DENBS, decentralized environmental notification basic service).

Кооперативная осведомленность (CA, cooperative awareness) в среде дорожного движения означает, что участники дорожного движения и придорожные устройства (элементы инфраструктуры) информированы о положении, динамических свойствах и атрибутах друг друга. Участники дорожного движения - это транспортные средства всех видов, в частности, автомобили, грузовики, мотоциклы, велосипеды, а также пешеходы. Оборудование придорожной инфраструктуры включает в себя дорожные знаки, светофоры или барьеры и шлагбаумы. Осведомленность друг о друге - основа различных систем безопасности и повышения эффективности дорожного движения с широким диапазоном применения, как описано в документе ETSI TR 102 638.

Кооперативная осведомленность достигается путем регулярного обмена информацией между транспортными средствами (взаимодействие V2V, vehicle-to-vehicle), а в общем случае между участниками дорожного движения всех видов, и между транспортными средствами и оборудованием придорожной инфраструктуры (взаимодействие V2I, vehicle-to-infrastructure, и взаимодействие I2V, infrastructure-to-vehicle), который основан на беспроводных сетях (сети V2X). Весьма вероятно, что следующее поколение сотовой сети связи 3GPP (например, 3GPP LTE-Advanced Pro или перспективная технология 3GPP 5G) будет поддерживать обмен сообщениями кооперативной осведомленности (САМ, cooperative awareness message) и сообщениями децентрализованного оповещения об обстановке (DENM, decentralized environmental notification message), соответствующими спецификациям ETSI. В документах 3GPP содержится несколько рабочих предложений, обеспечивающих соответствие требованиям V2V и V2I.

Информация, обмен которой необходим для обеспечения кооперативной осведомленности, может упаковываться в сообщение САМ, которое может передаваться периодически или по мере необходимости. Создание, управление и обработка сообщений САМ осуществляются посредством услуги CABS, относящейся к уровню средств (facilities layer) в архитектуре связи системы ITS согласно документу ETSI EN 302665, поддерживающей несколько вариантов применений системы ITS. Услуги CABS - это обязательное средство для станций системы ITS (ITS-S) участников дорожного движения всех типов (т.е. станции ITS-S транспортного средства, персональной станции ITS-S и т.д.).

Как указано выше, для определения требований к услугам институт ETSI собрал большое количество примеров применения. На этой основе определено большое количество сообщений САМ и DENM.

Тем не менее, ныне существующие сообщения предназначены для передачи физической информации о транспортных средствах и обстановке вокруг них, например, известные или измеренные физические параметры (скорость и вид транспортного средства, направление, наличие столкновения и т.д.), или свойства, например, преимущественное право проезда (полиция, скорая помощь и т.д.). В действующих стандартах полностью отсутствуют дополнительные средства связи для «кооперативного использования дороги», т.е. для спокойного и безопасного движения в ситуациях, когда физическое описание обстановки не обеспечивает удовлетворительных условий движения. В качестве примера можно привести обычную процедуру «уступания дороги», используемую людьми, чтобы отказаться от своего права на движение ради более безопасного, эффективного и справедливого движения транспорта.

При этом отсутствует специальное решение, позволяющее уступить дорогу в ситуациях, когда не установлены дорожные знаки, установленные средства сигнализации непонятны, временно недоступны, неправильно работают, неисправны, а также в других нестандартных ситуациях (например, учебная езда, развороты и т.д.) или когда на дороге находятся самоуправляемые транспортные средства.

Если автомобили оказываются в ситуации, когда требуется ручное согласование действий двух или более участников дорожного движения, водители могут использовать жесты руками или несколько раз помигать передними фарами, чтобы скоординировать права на проезд. Недостаток этих вариантов ручной сигнализации заключается в том, что впоследствии сложно оценить правовое положение (т.е. сложно определить ответственность, если в таких ситуациях происходят дорожно-транспортные происшествия). В случае самоуправляемых автомобилей ручная сигнализация невозможна.

Некоторые известные средства регулирования движения описаны в следующих документах: WO 2015198226A1, DE 102014008413А1, US 20150194053A1, US 20150170513A1 и US 8587418B2. Несмотря на то, что в этих документах описаны различные средства сигнализации и алгоритмы управления, ни в одном из них не описаны схемы обмена сообщениями кооперативной осведомленности.

В документе US 20150228195А1 описан способ обеспечения синхронизации транспортных средств для упрощения перехода дороги. Пешеход, которому требуется перейти дорогу, сигнализирует о своем намерении. Этот сигнал обнаруживается модулем в одном транспортном средстве, которое затем связывается с находящимися поблизости другими транспортными средствами для синхронизации движения, чтобы остановиться и позволить пешеходу перейти дорогу. В документе US 20130282357A1 описан протокол связи V2V, включающий в себя различные сообщения и коды для упрощения управления дорожным движением. В документе US 20160035221А1 описаны система и способ регулирования дорожного движения, в которых оборудование инфраструктуры обменивается сообщениями с устройствами в транспортных средствах, наряду с использованием связи V2V.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении реализован способ для усовершенствования системы кооперативной осведомленности, в которой обмен информацией между транспортными средствами происходит путем передачи с использованием мобильной связи. Способ включает в себя передачу первым транспортным средством запроса на разрешение дорожной ситуации, касающейся первого транспортного средства и второго транспортного средства, и прием первым транспортным средством ответа на запрос на разрешение дорожной ситуации, в котором определены действия первого и второго транспортных средств. Запрос, передаваемый первым транспортным средством, содержит информацию о характеристиках транспортного средства для определения права преимущественного проезда для первого транспортного средства и второго транспортного средства, а информация о характеристиках транспортного средства включает в себя уровень загрузки транспортного средства, и/или классификацию транспортного средства, и/или массу транспортного средства, и/или оценку энергопотребления.

Способ согласно изобретению обеспечивает обмен транспортных средств информацией кооперативной осведомленности о дорожной обстановке, которая может повлиять на дальнейшее движение транспортного средства.

В частности, согласно одному из аспектов изобретения, предложено по меньшей мере одно новое сообщение для включения в услугу CABS института ETSI, которое может использоваться для сигнализации «я уступаю вам дорогу» (иначе говоря: «Я отказываюсь от своего права преимущественного проезда») в ситуациях, когда дорожные знаки недоступны либо установленная сигнализация неправильно функционирует (например, на перекрестках, где светофор временно неисправен), или когда правила дорожного движения не обеспечивают однозначно определенного приоритета для каждого участника дорожного движения, или когда согласно правилам дорожного движения возникает экономически нецелесообразная (тяжелый грузовик должен тормозить, чтобы уступить дорогу легкому автомобилю), некомфортная (множество автомобилей должны ожидать проезда одного автомобиля) либо небезопасная (автомобиль должен интенсивно тормозить, чтобы уступить дорогу другому автомобилю) ситуация, или в случае самоуправляемых автомобилей (сценарий автоматического управления автомобилем, в котором взаимодействие с водителем-человеком отсутствует или ограничено).

Кроме того, в изобретении реализован способ инициирования распространения (по меньшей мере одного) сообщения (например, посредством дополнительной кнопки, расположенной на приборной панели автомобиля или на рычаге, связанном с рулевым колесом автомобиля, и т.д.).

Передача или прием сообщения (сообщений), содержащего отметку времени и/или отметку местоположения, может регистрироваться для определения ответственности, обеспечивая доказательства в случае дорожно-транспортного происшествия. Информация может сохраняться в участвующих в дорожном движении автомобилях и/или в одном из расположенных поблизости придорожных устройств (или, в широком смысле, в оборудовании придорожной инфраструктуры).

Согласно другому аспекту данного изобретения, реализована обработка по меньшей мере одного нового сообщения, используемого для сигнализации «я уступаю вам дорогу», оборудованием придорожной инфраструктуры (или, в широком смысле, элементом сети V2X, таким как сервер СА) и различные варианты подтверждения. Один из вариантов подтверждения может представлять собой одно сообщение «ваш запрос был (не был) успешно принят», в другом варианте может использоваться более сложное новое сообщение САМ, содержащее порядок разрешений на въезд или проезд перекрестка.

Кроме того, функция «я уступаю дорогу» может взаимодействовать с системой освещения автомобиля (например, с функцией мигания передних фар), позволяя автомобилю передавать световые сигналы в направлении вперед, когда водитель (или управляющий автомобилем компьютер) инициирует распространение сообщения. В качестве альтернативы или в дополнение к миганию передних фар, автомобиль может передавать световые сигналы назад (например, посредством стоп-сигналов). Независимо от того, используется ли для этой цели новый источник света или имеющиеся источники (такие как передние фары или стоп-сигналы), данные источники света могут выполняться с возможностью светить или мигать согласно определенному (т.е. заранее заданному) правилу световой сигнализации (например, с использованием определенной интенсивности, цвета, периодичности и т.д.), чтобы оповестить водителей (или компьютеры) о решении уступить дорогу и подготовить других участников дорожного движения к возможному внезапному уменьшению скорости. Этот аспект изобретения особенно полезен, поскольку позволяет водителям-людям участвовать в принятии решений (или получать информацию) относительно движения совместно с самоуправляемыми автомобилями, количество которых увеличивается.

В другом варианте осуществления сообщение «я уступаю дорогу» инициирует распространение по меньшей мере одного дополнительного сообщения САМ, определенного в документе ETSI TR 102 638, такого как «аварийные электронные стоп-сигналы», как описано в разделе С.1.1, или «кооперативное предупреждение о столкновении впереди», как описано в разделе С.1.5.5 указанного документа, чтобы предупредить следующих позади участников дорожного движения о решении водителя уступить дорогу другому участнику дорожного движения.

В другом варианте осуществления данного изобретения участникам дорожного движения предлагается принять решение (например, посредством оборудования придорожной инфраструктуры), когда они приближаются к нерегулируемому перекрестку и могут при желании реагировать путем распространения сообщения «я уступаю дорогу». В таком сценарии предлагаемому в изобретении запросу может предшествовать по меньшей мере одно дополнительное сообщение САМ, определенное в документе ETSI TR 102 638, такое как «предупреждение о столкновении на перекрестке», как описано в разделе С.1.5.4 указанного документа.

В еще одном варианте осуществления данного изобретения водитель (или компьютер) может при желании отменить свое решение отказаться от права преимущественного проезда.

Обычно неясные ситуации на нерегулируемых перекрестках или соединениях дорог могут быть очень легко разрешены. Это полезно даже в обычных условиях. Но это еще более полезно, например, при плохой видимости (темнота, дождь, туман и т.д.) или при встрече самоуправляемого транспортного средства с другими транспортными средствами (т.е. когда невозможно использовать жесты).

Благодаря регистрации факта отправки сообщения «я уступаю дорогу» и определения его отправителя, впоследствии можно определить ответственность, если потребуется расследование (полицией, страховыми компаниями и т.д.). В некоторых ситуациях может быть полезно регистрировать последовательный порядок всех распространенных сообщений «я уступаю дорогу», переданных участниками дорожного движения (участниками дорожного движения, которые находились в одном месте или являлись участниками одной ситуации), чтобы впоследствии определить ответственность.

Оборудование придорожной инфраструктуры (или, в широком смысле, элемент сети V2X, такой как сервер СА) обрабатывает и/или подтверждает сообщение (сообщения) «я уступаю дорогу», принятое (принятые) от участника (участников) дорожного движения. Это оборудование также может определять последовательный порядок проезда соответствующего перекрестка различными участниками дорожного движения, тем самым определяя приоритет права проезда для различных транспортных средств.

Сообщение «я уступаю дорогу» может инициировать мигание передних фар и/или включение стоп-сигналов транспортного средства. Взаимодействие с системой освещения автомобиля особенно полезно, чтобы избежать неправильного использования функций (сторонними участниками дорожного движения) и чтобы сопоставить принятое по радио сообщение САМ (непосредственно или использованием инфраструктуры) с надлежащим транспортным средством.

Изобретение позволяет без проблем внедрить процедуру распространения сообщения в имеющиеся определения САМ, т.е. сообщение «я уступаю дорогу» может эффективно дополняться другими предшествующими или последующими уже имеющимися сообщениями САМ.

Краткое описание чертежей

Далее только в качестве примеров представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения, описанные со ссылками на следующие чертежи.

На фиг. 1 представлен пример возможных беспроводных каналов связи между транспортными средствами и придорожным оборудованием.

На фиг. 2 представлена типичная дорожная ситуация, требующая разрешения.

На фиг. 3 приведен пример схемы последовательности сообщений для разрешения ситуации, представленной на фиг. 2.

На фиг. 4 приведена альтернативная схема последовательности сообщений для разрешения ситуации, представленной на фиг. 2.

На фиг. 5 представлена еще одна дорожная ситуация, требующая разрешения.

На фиг. 6 приведена схема последовательности сообщений для разрешения ситуации, представленной на фиг 5.

На фиг. 7 представлена еще одна дорожная ситуация, требующая разрешения.

На фиг. 8 приведена схема последовательности сообщений для разрешения ситуации, представленной на фиг 7.

На фиг. 9 представлена еще одна дорожная ситуация, требующая разрешения.

На фиг. 10 приведена схема последовательности сообщений для разрешения ситуации, представленной на фиг 9.

Осуществление изобретения

В контексте данного изобретения оборудование придорожной инфраструктуры, показанное на фиг. 1, может устанавливаться на уличных объектах, таких как фонарный столб, автобусная остановка и т.д. Оно может представлять собой простой транзитный узел (перенаправляющий данные, принятые по беспроводному каналу А, в беспроводной канал В и наоборот) или выполнять функции входного узла в сети инфраструктуры (перенаправлять данные, принятые по меньшей мере по одному из беспроводных каналов А и В, по меньшей мере одному неподвижному серверу и наоборот). В качестве технологии радиодоступа для беспроводных соединений А, В и С или основы для нее может использоваться одна из следующих технологий: WLAN, UMTS, LTE, LTE-Advanced, LTE-Advanced-Pro или, в общем случае, любая другая технология радиосвязи, включая связь D2D, V2V и V2X. Для обеспечения различных беспроводных каналов для придорожной инфраструктуры оборудование 10 может работать в лицензируемых или нелицензируемых частотных диапазонах радиосвязи.

Оборудование 10 придорожной инфраструктуры может представлять собой базовую станцию или точку доступа, эксплуатируемую оператором мобильной сети (MNO, mobile network operator), предлагающим услуги вида «устройство-устройство» (D2D, device-to-device) или службой безопасности дорожного движения. Сервер СА может располагаться в оборудовании придорожной инфраструктуры, в сети радиодоступа MNO, в базовой сети MNO или в сервере приложений в сети Интернет.

Система перекрестков с остановкой на всех направлениях используется преимущественно в США, Канаде и Южной Африке, где транспортные средства, приближающиеся к перекрестку с любой стороны, должны останавливаться перед проездом перекрестка. Перекресток с остановкой на всех направлениях может иметь несколько подъездов, помечаемых дополнительной табличкой с указанием количества подъездов. На фиг. 2 представлен пример перекрестка с четырьмя подъездами и остановкой на четырех направлениях.

Приближающийся к перекрестку с остановкой на всех направлениях водитель должен всегда полностью остановиться перед стоп-линией (или пешеходным переходом). После полной остановки транспортные средства обычно имеют право проезда перекрестка в порядке прибытия к перекрестку. В США, если транспортные средства прибывают приблизительно одновременно, каждый водитель должен уступить дорогу водителям, находящимся справа от него, а в Южной Африке водители должны руководствоваться здравым смыслом и использовать зрительный контакт и жесты. В некоторых странах предусмотрены дополнительные формальные и неформальные правила, которые могут включать или не включать в себя особые процедуры для случая одновременного приближения к знакам остановки на всех направлениях.

В данном примере предполагается, что все четыре автомобиля одновременно приближаются к перекрестку и приблизительно одновременно выполняют полную остановку. Поэтому сложно сказать, какой автомобиль имеет право первым проехать перекресток. Это приводит к неясной ситуации для водителей. Согласно установившейся практике водители должны использовать жесты для согласования порядка проезда. Предположим, что видимость неудовлетворительная (например, вследствие дождя или темноты) и сигналы руками (жесты водителей) недостаточно четко различимы другими участниками дорожного движения. Согласно установившейся практике, водители могут начать мигать передними фарами, которые также могут допускать различное толкование, поэтому эту нестандартную ситуацию невозможно просто разрешить.

Автомобиль, который решает «уступить дорогу» (т.е. по собственной инициативе отказывающийся от своего права в пользу другого участника дорожного движения), отправляет сообщение САМ вида «уступаю дорогу» посредством беспроводного соединения. Это сообщение может включать в себя идентификатор автомобиля (а также отметку местоположения, отметку времени, фотоснимок с камеры переднего вида автомобиля, идентификатор перекрестка, категорию транспортного средства и т.д.) и может передаваться непосредственно в другие автомобили, ожидающие на этом перекрестке, (связь вида V2V) или с использованием определенных элементов инфраструктуры (связь вида V2I). Данный элемент инфраструктуры может представлять собой оборудование придорожной инфраструктуры, как описано выше. Решение уступить дорогу может быть принято в самоуправляемом автомобиле или в автомобиле с автономным помощником водителя, использующим алгоритм, запрограммированный для надлежащего разрешения такой дорожной ситуации. Однако решение может также принять сам водитель, желающий уступить дорогу простым нажатием кнопки «уступаю дорогу», которая может располагаться у него на рулевом колесе или на панели приборов автомобиля.

В представленном на фиг. 2 примере сообщение САМ вида «уступаю дорогу» отправляется оборудованию 10 придорожной инфраструктуры. Другие сообщения САМ вида «уступаю дорогу», передаваемые другими участниками дорожного движения, могут передаваться тому же или другому оборудованию инфраструктуры. Эти другие единицы оборудования придорожной инфраструктуры могут быть связаны друг с другом. Например, эти единицы оборудования инфраструктуры могут представлять собой базовые станции, эксплуатируемые тем же или другим оператором (операторами) MNO в рамках перспективной службы безопасности дорожного движения 3GPP. Различные экземпляры сообщения САМ могут быть доступными для сервера СА и храниться в нем, а сервер может располагаться в оборудовании придорожной инфраструктуры (например, в базовой станции), и/или в серверном элементе, управляемом оператором MNO (например, в узле базовой сети), и/или в сервере приложений, управляемом третьей стороной, предлагающей сервисы безопасности движения (например, в сервере СА в сети Интернет). Согласно данному изобретению, порядок поступающих сообщений САМ вида «уступаю дорогу» также может регистрироваться (для определения ответственности).

На фиг. 3 приведена схема последовательности сообщений для ситуации, представленной на фиг. 2. Автомобиль №3 отправляет сообщение САМ «уступаю дорогу» серверу СА. Автомобили №1, №2 и №4 могут дополнительно отправить сообщение о прибытии серверу С А (показано штриховыми линиями). Сервер СА регистрирует принятую информацию.

В данном варианте осуществления сервер СА определяет последовательный порядок проезда перекрестка для различных участников дорожного движения (один за другим) и создает новые сообщения САМ вида «ответ с правом проезда». Это сообщение может передаваться в транспортные средства или устройства всех вовлеченных участников дорожного движения в виде сообщения обратной связи.

Группа получателей может определяться посредством отметки (отметок) местоположения, идентификатора (идентификаторов) перекрестка и т.д., содержащихся в различных сообщениях САМ согласно данному изобретению вида «уступаю дорогу» (или вида «сообщение о прибытии»), полученных ранее. Например, сообщение САМ вида «ответ с правом проезда» может содержать идентификаторы автомобилей в порядке поступления сообщений САМ вида «уступаю дорогу».

На фиг. 4 представлена схема последовательности сообщений для такого варианта осуществления. В представленной на фиг. 2 ситуации все автомобили с №1 по №4 отправляют сообщение САМ с уведомлением о прибытии серверу СА, который обрабатывает принятую информацию. После обработки сервер СА отправляет каждому из четырех автомобилей ответы вида «право проезда», которые могут содержать информацию о порядке проезда перекрестка.

В другом варианте осуществления может быть рассчитан порядок проезда, отличающийся от порядка получения сообщений САМ вида «уступаю дорогу» (например, в зависимости от категории транспортного средства, массы транспортного средства, уровня загрузки и т.д.). Расчет нового порядка, основанного на этой информации, может, например, разрешать снижение приоритета пустых транспортных средств (в случае самоуправляемых транспортных средств) и/или повышение приоритета тяжелых транспортных средств (поскольку транспортные средства этого вида обычно требуют больше энергии, чтобы набрать полную скорость после полной остановки, чем легкие транспортные средства).

Согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения, передние фары соответствующих автомобилей могут начинать мигать при передаче сообщения «уступаю дорогу» или (если способ включает в себя отправку сообщений обратной связи) при приеме сообщения «ответ с правом проезда». В последнем случае все автомобили группы за исключением одного могут задействовать свои передние фары (за исключением автомобиля, которому присвоен самый высокий приоритет в порядке, указанном в сообщении САМ вида «ответ с правом проезда»). Модуляция свечения передних фар важна для вовлечения водителей-людей в автономный автоматизированный процесс и информирования их об автоматически принятом решении.

В другом сценарии, представленном на фиг. 5, автомобиль №3 имеет преимущественное право проезда, поскольку он движется прямо. Тем не менее, непосредственно перед ним обнаружено препятствие (затор, строительные работы и т.д.), которое вынуждает его к снижению скорости. Автомобиль №1 оповещает о своем намерении повернуть влево, при этом он не может быть уверен, что автомобиль №3 остановится или снизит скорость. Обычно требуется согласование действий водителей в ручном режиме, чтобы разрешить эту неясную ситуацию. Самоуправляемые автомобили неспособны детерминировано действовать в такой ситуации, что может привести к тому, что ситуация окажется тупиковой.

В этом примере предполагается, что автомобиль №3 позволит автомобилю №1 повернуть влево. Согласно обычной практике, водитель автомобиля №3 должен использовать жесты, чтобы оповестить о том, что он отказывается от права проезда. Для иллюстрации изобретения дополнительно предполагается, что видимость неудовлетворительная (например, вследствие дождя или темноты) и сигналы руками (жесты водителей) недостаточно четко различимы.

Согласно данному изобретению, автомобиль, решающий уступить дорогу (т.е. автомобиль №3, желающий предоставить право проезда автомобилю №1), отправляет сообщение САМ вида «уступаю дорогу». Это сообщение может включать в себя идентификатор автомобиля (а также отметку местоположения, отметку времени, фотоснимок с камеры переднего вида автомобиля, идентификатор перекрестка и т.д.) и может передаваться другим находящимся рядом автомобилям непосредственно (связь вида V2V) или с использованием определенных элементов инфраструктуры (связь вида V2I). Данный элемент инфраструктуры может представлять собой оборудование придорожной инфраструктуры, как описано выше. Если автомобилем №3 управляет водитель-человек, автомобиль может иметь средства для инициирования передачи сообщения САМ, например, водитель просто нажимает кнопку «уступаю дорогу», которая может располагаться у него на рулевом колесе или на панели приборов автомобиля.

В представленном на фиг. 5 примере сообщение САМ вида «уступаю дорогу» отправляется оборудованию придорожной инфраструктуры, например, базовой станции, эксплуатируемой оператором MNO, поддерживающим перспективную службу безопасности дорожного движения 3GPP. Сообщение САМ может быть доступным для сервера СА и храниться в нем, а сервер может располагаться в оборудовании придорожной инфраструктуры (например, в базовой станции), и/или в серверном элементе, управляемом оператором MNO (например, в узле базовой сети), и/или в сервере приложений, управляемом третьей стороной, предлагающей сервисы безопасности движения (например, в сервере в сети Интернет). Согласно одному из аспектов изобретения, некоторые информационные элементы сообщения САМ вида «уступаю дорогу», такие как отметка местоположения, отметка времени, фотоснимок с камеры переднего вида автомобиля, идентификатор перекрестка и т.д., могут сохраняться для последующего определения ответственности.

На фиг. 6 приведена схема последовательности сообщений для ситуации, представленной на фиг 5. Автомобиль №3, поскольку на его пути есть препятствие, передает сообщение «уступаю дорогу», которое сохраняется на сервере СА. При этом могут передаваться дополнительные сообщения, включая сообщение «намерен повернуть влево», отправляемое автомобилем №1 серверу СА, который после обработки отправляет информационное сообщение автомобилю №3. Сообщение «подтверждение уступающему дорогу» может отправляться сервером СА в ответ на отправленное автомобилем №3 сообщение «уступаю дорогу». Дополнительно автомобиль №1 может оповещаться о том, что автомобиль №3 уступает дорогу.

Реакция автомобиля №3 на нестандартную дорожную ситуацию может запрашиваться с использованием сообщения САМ вида «информация». Как показано, это сообщение САМ может, например, отправляться, когда другой автомобиль оповещает о своем намерении повернуть влево.

Сообщение САМ вида «подтверждение уступающему дорогу» может передаваться автомобилю №3 в виде сообщения обратной связи.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения, может инициироваться мигание передних фар автомобиля №3 при передаче первоначального сообщения «уступаю дорогу» или (если способ включает в себя отправку сообщений обратной связи) при приеме автомобилем №3 сообщения «подтверждение уступающему дорогу» и/или при приеме автомобилем №1 сообщения «уступаю дорогу» (перенаправленного).

Другой вариант осуществления изобретения может быть реализован для разрешения ситуации, в которой пешеход желает перейти улицу. В этом примере автомобиль оснащается дополнительным источником света (с характером светового сигнала и/или цветом, который в данный момент не используется в этом контексте). Источник света особенно полезен для самоуправляемых автомобилей, для которых невозможно использование зрительного контакта с человеком или жестов. Если такой источник света устанавливается для поддержки водителя-человека, может быть полезно разместить этот источник света рядом с головой водителя, поскольку водитель и пешеход вероятно будут пытаться установить зрительный контакт в такой нестандартной ситуации. Дополнительный источник света может устанавливаться, например, на зеркале заднего вида, чтобы светить вперед зеленым светом. Таким образом он будет передавать очень четкий сигнал «идите» для пешеходов, которые намерены перейти улицу. Это сигнал также может быть звуковым (аналогичным сигналу, который формируют для слепых людей светофоры, регулирующее пешеходное движение). Звуковой сигнал может формироваться установленным в автомобиле громкоговорителем и/или мобильным устройством пешехода. Сигнал также может представлять собой формируемый мобильным устройством пешехода осязательный сигнал, например, вибрацию.

Такая ситуация представлена на фиг. 7. В этом примере предполагается, что автомобиль намерен позволить пешеходу перейти улицу. В настоящее время пешеход не может быть уверен, что автомобиль действительно остановится перед пешеходным переходом. Поэтому перед переходом улицы пешеход может по какому-либо признаку попытаться определить предполагаемый режим движения автомобиля. В случае самоуправляемого автомобиля такие признаки пока недоступны. В случае водителя-человека это может быть зрительный контакт с водителем. Кроме того, в случае водителя-человека пешеход может предположить, что водитель использует жесты, чтобы показать, что видит пешехода и понимает его намерение. Предположим, что видимость неудовлетворительная (например, вследствие дождя или темноты) и сигналы руками (жесты водителя) недостаточно четко различимы пешеходом.

Согласно одному из аспектов изобретения автомобиль, который намерен пропустить пешехода, отправляет сообщение САМ вида «уступаю дорогу». Это сообщение может включать в себя идентификатор автомобиля (а также отметку местоположения, отметку времени, фотоснимок с камеры переднего вида автомобиля, идентификатор пешеходного перехода и т.д.) и может передаваться в мобильное устройство пешехода непосредственно (связь вида V2P (автомобиль-пешеход)) или посредством элементов инфраструктуры (связь вида V2I). Такой элемент инфраструктуры может представлять собой оборудование придорожной инфраструктуры, как описано выше. Если автомобилем управляет водитель-человек, автомобиль может иметь средства для инициирования передачи сообщения, например, кнопку «уступаю дорогу», которая может располагаться на рулевом колесе водителя или на панели приборов автомобиля.

В представленном на фиг. 7 примере сообщение САМ вида «уступаю дорогу» отправляется оборудованию придорожной инфраструктуры, например, базовой станции, эксплуатируемой оператором MNO, поддерживающим перспективную службу безопасности дорожного движения 3GPP. Сообщение САМ может быть доступным для сервера СА и храниться в нем, а сервер может располагаться в оборудовании придорожной инфраструктуры (например, в базовой станции), и/или в серверном элементе, управляемом оператором MNO (например, в узле базовой сети), и/или в сервере приложений, управляемом третьей стороной, предлагающей сервисы безопасности движения (например, в сервере в сети Интернет). Согласно данному изобретению, некоторые информационные элементы сообщения САМ вида «уступаю дорогу», такие как отметка местоположения, отметка времени, фотоснимок с камеры переднего вида автомобиля, идентификатор пешеходного перехода и т.д., могут сохраняться для последующего определения ответственности.

На фиг. 8 представлена соответствующая схема последовательности сообщений. В ответ на сообщение САМ «уступаю дорогу», регистрируемое сервером СА, пешеходу отправляется опциональное (перенаправленное) сообщение «уступаю дорогу». Это опциональное (перенаправленное) сообщение «уступаю дорогу» может инициировать формирование визуального, звукового или тактильного сигнала в мобильном устройстве пешехода. В альтернативном случае автомобилю может быть дана команда передать пешеходу сигнал, такой как мигание передних фар, специальный оптический сигнал или звуковой сигнал.

Изобретение также предназначено для определения приоритетов отдельных транспортных средств.

В представленном на фиг. 9 примере два самоуправляемых автомобиля приблизительно одновременно приближаются к въезду на автомагистраль. Автомобиль №3 - это небольшой легкий пустой автомобиль, а автомобиль №1 - большой тяжелый автомобиль с пятью пассажирами. Согласно международным правилам дорожного движения (и здравому смыслу) движущиеся транспортные средства (такие как автомобиль №3) имеют преимущество перед въезжающими на автомагистраль транспортными средствами (такими как автомобиль №1).

Кроме того, в представленном на фиг. 9 примере сценария перед автомобилем №1 в конце въезда находится знак «уступи дорогу». Таким образом, согласно современному уровню техники автомобиль №3 (небольшой) имеет право преимущественного проезда, а автомобиль №1 (большой) должен уступить дорогу автомобилю №3.

В представленной на фиг. 9 дорожной ситуации оба самоуправляемых автомобиля обнаруживают, что они приблизительно одновременно приближаются к въезду и что, возможно, потребуется разрешение нестандартной ситуации, касающейся права проезда в первую очередь. Близость может определяться непосредственно с использованием канала С или с помощью инфраструктуры. Оба автомобиля отправляют сообщение САМ вида «запрос на установление права проезда» оборудованию придорожной инфраструктуры, например, базовой станции, эксплуатируемой оператором MNO, поддерживающим перспективные службы D2D или службу безопасности дорожного движения 3GPP. Сообщение САМ может быть доступным для сервера СА и храниться в нем, а сервер может располагаться в оборудовании придорожной инфраструктуры (например, в базовой станции), и/или в серверном элементе, управляемом оператором MNO (например, в узле базовой сети), и/или в сервере приложений, управляемом третьей стороной, предлагающей сервисы безопасности движения (например, в сервере в сети Интернет). Это сообщение может включать в себя идентификатор автомобиля (а также отметку местоположения, отметку времени, информацию об уровне загрузки пассажирами, массу транспортного средства, информацию об энергопотреблении при разгоне, идентификатор въезда и т.д.) и может передаваться в другие автомобили непосредственно (связь вида V2V) или с использованием элементов инфраструктуры (связь вида V2I), см. фиг. 10. Такой элемент инфраструктуры может представлять собой оборудование придорожной инфраструктуры, как описано выше.

Согласно данному изобретению, некоторые информационные элементы из сообщения САМ вида «запрос на установление права проезда», такие как идентификатор транспортного средства, информация об уровне загрузки пассажирами, масса транспортного средства, информация об энергопотреблении при разгоне, идентификатор въезда, могут использоваться сервером СА для определения порядка проезда автомобилей.

Затем сервер СА определяет эффективный порядок действий (в соответствующем месте, например, на въезде, показанном на фиг. 9) для двух самоуправляемых автомобилей и создает сообщение САМ вида «ответ с установленным правом проезда». Это сообщение может передаваться транспортным средствам или устройствам всех вовлеченных участников дорожного движения и может использоваться в качестве сообщения обратной связи. Группу получателей возможно определять с использованием идентификатора (идентификаторов) транспортного средства, отметки (отметок) местоположения, идентификатора (идентификаторов) въезда и т.д., содержащихся в различных сообщениях САМ вида «запрос на установление права проезда», полученных ранее.

Это может быть одно сообщение САМ вида «ответ с установленным правом проезда», общее для всех получателей в данном месте, или несколько отдельных сообщений. Например, сообщение САМ вида «ответ с установленным правом проезда» может содержать указание автомобилю №3 (небольшой) уступить дорогу автомобилю №1 (большой). В этом примере экономически оправдано предоставить преимущество автомобилю №1, поскольку в автомобиле №3 отсутствует водитель (и пассажиры) и он имеет значительно меньшую массу (и требует меньше энергии для разгона).

Соответствующая схема последовательности сообщений представлена на фиг. 10. При обнаружении близости оба автомобиля передают сообщения «запрос на установление права проезда», которые затем обрабатываются сервером СА. Передача сообщений «запрос на установление права проезда» может инициироваться инициирующим сообщением, отправленным сервером СА, но это не обязательно. Близость может определяться непосредственно с использованием канала С без использования инфраструктуры. После обработки сообщения «ответ с установленным правом проезда» отправляются обоим автомобилям, действующим соответствующим образом для разрешения ситуации. Автомобиль №3 может подтверждать получение сообщения «ответ с установленным правом проезда», т.е. подтверждать, что он уступит дорогу.

Относительно описанных вариантов осуществления следует отметить следующее.

В представленных выше примерах произвольно выбран порядок передачи одного из сообщений САМ, определенных в этом изобретении, и активации светового (и/или звукового) сигнала. Иначе говоря, это изобретение также охватывает следующие случаи.

Распространяется первый экземпляр сообщения САМ, затем активируется соответствующий световой (и/или звуковой) сигнал.

Подается первый световой (и/или звуковой) сигнал, затем распространяется соответствующее сообщение САМ. Распространение сообщения САМ и формирование соответствующего светового (и/или звукового) сигнала осуществляется одновременно или по меньшей мере они одновременно инициируются.

Распространяется сообщение САМ, или активируется световой сигнал, или формируется звуковой сигнал.

На фигурах представлены типичные ситуации для правостороннего движения (континентальная Европа, США и т.д.), т.е. для стран, где правила требуют, если не указано иное, чтобы транспорт, движущийся в обоих направлениях, держался правого края дороги. Очевидно, что описанные в настоящем документе принципы и решения могут быть легко адаптированы для левостороннего движения (Япония, Великобритания и т.д.).

Изобретение относится к реализации сообщений кооперативной осведомленности в интеллектуальных транспортных системах. Способ обеспечения кооперативной осведомленности в интеллектуальных транспортных системах, в котором обмен информацией между транспортными средствами реализован путем передачи с использованием мобильной связи, включает в себя передачу первым транспортным средством запроса на разрешение дорожной ситуации, касающейся первого транспортного средства и второго транспортного средства, и прием первым транспортным средством ответа на запрос на разрешение дорожной ситуации, в котором определены действия первого и второго транспортных средств. Запрос, переданный первым транспортным средством, содержит информацию о характеристиках транспортного средства для определения права преимущественного проезда для первого транспортного средства и второго транспортного средства, информация о характеристиках транспортного средства включает в себя по меньшей мере одно из следующего: уровень загрузки транспортного средства, классификация транспортного средства, масса транспортного средства и оценка энергопотребления, а разрешение дорожной ситуации обеспечивается сервером кооперативной осведомленности. Достигается своевременная передача информации. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ обеспечения кооперативной осведомленности в интеллектуальных транспортных системах, в котором обмен информацией между транспортными средствами реализован путем передачи с использованием мобильной связи, включающий в себя:

- передачу первым транспортным средством запроса на разрешение дорожной ситуации, касающейся первого транспортного средства и второго транспортного средства; и

- прием первым транспортным средством ответа на запрос на разрешение дорожной ситуации, в котором определены действия первого и второго транспортных средств,

отличающийся тем, что запрос, переданный первым транспортным средством, содержит информацию о характеристиках транспортного средства для определения права преимущественного проезда для первого транспортного средства и второго транспортного средства, информация о характеристиках транспортного средства включает в себя по меньшей мере одно из следующего: уровень загрузки транспортного средства, классификация транспортного средства, масса транспортного средства и оценка энергопотребления, а разрешение дорожной ситуации обеспечивается сервером кооперативной осведомленности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передача и прием выполняются с использованием оборудования придорожной инфраструктуры.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первое транспортное средство передает запрос оборудованию придорожной инфраструктуры.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что оборудование придорожной инфраструктуры дополнительно принимает информацию о характеристиках транспортного средства от второго транспортного средства и для определения ответа использует обе части информации о характеристиках транспортного средства.

5. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что запрос отправляется первым транспортным средством после приема инициирующего сообщения.

6. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что дорожная ситуация включает в себя въезд транспортного средства на автомагистраль и/или определение приоритета на соединении дорог.

7. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что после приема ответа первое транспортное средство формирует оповещение о том, что уступает право проезда второму транспортному средству.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что оповещение передается оптически или посредством радиоинтерфейса.

9. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что запрос передается в ответ на активацию пользователем первого транспортного средства устройства, инициирующего запрос.

10. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что запрос и/или ответ передаются оптически.

11. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что запрос и/или ответ записываются.

12. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что запрос передается серверу, который обрабатывает принятый запрос, чтобы определить порядок действий для выбранных других автомобилей.

13. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что дорожная ситуация разрешается с учетом экономических показателей и/или эффективности дорожного движения.

14. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что запрос передается в виде сообщения кооперативной осведомленности (CAM) согласно стандарту мобильной связи 3GPP.

15. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что первое и/или второе транспортное средство являются самоуправляемыми.