动态车辆间隔系统的制作方法

本发明总体上有关一种用于决定并动态地保持车辆之间的最佳间隔距离的系统和方法，特别是用于增强自动驾驶车辆的运行。

背景技术：

目前，在与其他车辆紧邻的交通中行驶时，最关键的安全议题之一是“间隔距离”(即，两辆移动的车辆之间的开放空间量)。跟随得太近被举出是车辆碰撞的最常见原因。从根本上来说，跟随得太近是由于车辆之间的间隔距离判断不足而造成，其最终可能导致碰撞、重大的车辆损坏，并经常导致乘车者受到身体伤害。有两个用于决定适当的“间隔距离”的一般考虑要素：(1)后车的反应时间；(2)后车相对于前车的停车能力的固有停车能力。

在传统的非自动驾驶环境中，车辆驾驶员需要连续地对适当的间隔距离进行主观价值判断，以允许在不发生碰撞的情况下进行快速且非预期的减速。不幸的是，后车的驾驶员仅具有有限数量的因素来考虑，例如，车速和明显的道路状况，以根据这些因素来正确地决定适当且安全的跟随距离。因为即使是相同品牌和型号的两辆车之间也存在众多物理和机械差异，因此，驾驶员难以连续地实时判断相对于前车所要保持的适当间隔距离，这增加了车辆碰撞的风险。

鉴于道路上的自动驾驶车辆的数量越来越多，以及对于确保这种自动驾驶车辆以安全的方式连续运行从而减少事故风险的期望，需要一种用于车辆的系统，以确保车辆以安全的方式运行，并且相对于彼此保持适当的间隔距离。目前开发和运行中的系统通常依靠传感器来引导后车，以保持其自身与前车之间的预定的固定间隔距离。这样的系统通常仅基于前车的位置以及相对于前车的距离来仅尝试使后车与前车保持设定的间隔距离。这样的现有方法受到限制的限制在于，它们没有考虑可能影响使两辆车之间避免碰撞所需的适当间隔距离的众多因素，这些因素包含但不限于车速、道路状况、交通拥堵、和天气。

本发明提供一种用于决定并保持行驶的车辆之间的适当间隔距离的系统和方法，其克服了当前系统和方法的缺点和限制。

技术实现要素：

本发明提供一种动态车辆间隔系统(dvss)，用于自动从各种类型的车辆和每辆个体车辆所独有的各种物理和性能参数中推导出间隔因素值，并将其连续地广播至后车，其中，当考虑所述间隔因素值时，通过动态地将由于目前环境状况而调整的车辆的多个相关标准(例如，间隔因素修正值)纳入推导中，所述间隔因素值表示车辆在任何给定时刻的整体停车能力。dvss还可以通过比较前车的间隔因素值与后车的间隔因素值之间的差异，并据此动态地调整车辆之间的间隔，自动地控制车辆的运行，以自动且连续地保持安全且最佳的跟随距离，从而确保在任何剎车情况下后车都不会撞到前车。

在本发明一实施例中，动态车辆间隔控制器(dvsc)配置为安装在车辆中。dvsc包括处理器、连接到处理器的存储器、以及连接到处理器的输入/输出界面。存储器储存计算出的车辆停车距离数值，其数值表示车辆从指定速度达到完全停止所需的距离。输入/输出界面接收与车辆的实时速度对应的信号，并且，处理器基于车辆的实时速度和第一车辆的停车距离数值来计算调整后的间隔因素值。经动态调整后，针对给定速度进行因素分析的调整后的间隔因素值，指示车辆从实时速度达到完全停止所需的距离，所述调整后的间隔因素值是基于存储器中由实时速度因素修正的停止距离因素值的组合的值。另外，处理器可以在其针对车辆的调整后的间隔因素值的计算中包含各种间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，存储器储存当轮胎安装在车辆上时的车辆行驶里程，输入/输出界面接收与车辆的目前行驶里程对应的信号；并且，处理器基于按比例计算此类型轮胎的轮胎胎面磨损期望值和自从将轮胎安装在车辆上以来的所述轮胎已行驶的行驶里程，以确定轮胎的剩余胎面深度及其对于降低剎车效果的对应影响，来计算间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，存储器储存安装在车辆上的轮胎的类型(例如，全天候、雪地、高性能等)及其对应的干剎车距离能力和湿剎车距离能力，输入/输出界面接收在此刻与环境温度对应的信号，并且，处理器根据目前环境温度下，基于计算出的胎面深度对此类型轮胎的剎车距离的影响，来计算间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，存储器储存安装在车辆上的轮胎的类型，输入/输出界面接收对应于即时降水状况的信号；并且，处理器基于轮胎的停止能力类型，针对在即时降水状况下计算出的胎面磨损，来计算间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收与实时轮胎气压对应的信号，并且，处理器基于实时轮胎气压与其建议目标值之间的偏差来计算间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，输入/输出界面同时接收与实时外部气温及实时降水事件对应的信号，并且，处理器基于降水是否结冰来计算间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示车辆的防滑系统的启动的信号，并且，处理器基于车辆的防滑系统的启动来计算间隔因素修正值。

在dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收包含间隔因素修正值的由地方当局指示的危险或其他道路状况的外部信号，并且，处理器将此修正值包含在其针对车辆的间隔因素值的计算中。

在本发明一实施例中，动态车辆间隔系统(dvss)包括：第一动态车辆间隔控制器(dvsc)，安装在第一车辆(“前”车)上；以及第二动态车辆间隔控制器(dvsc)，安装在直接在第一车辆后面行驶的第二车辆(“后”车)上。第一dvsc发送指示其间隔因素值的信号，所述间隔因素值指示第一车辆从即时实时速度达到完全停止所需的距离。第二dvsc计算其自身的间隔因素值，所述间隔因素值指示第二车辆从即时实时速度达到完全停止所需的距离。第二dvsc比较从第一车辆接收到的间隔因素值，并将从第一车辆接收到的间隔因素值与其自身此刻的间隔因素值进行比较。如果两辆车的间隔因素值相同，则第二个dvsc向后车分配计算出的跟随间隔距离命令。如果第一车辆的间隔因素值低于第二车辆的间隔因素值，其将向第二dvsc指示第一辆车将花费更长的时间来减速，则第二dvsc将考虑到第二车辆更快停止的能力，向后车分配减小的跟随间隔距离命令。类似地，如果第一车辆的间隔因素值高于第二车辆的间隔因素值，其将向第二dvsc指示第一车辆将花费更少的时间来减速，则第二dvsc将考虑到第一车辆更快停止的能力，向后车分配增加的跟随间隔距离命令。

在dvss的一些实施例中，每辆配备有dvss设备的车辆可配备有高度定向的红外线(ir)资料发送器，所述资料发送器可位于车辆的中心后方区域中，并可将调整后的所述车辆的间隔因素值连续地向后车发送。通过光学器件、防护罩等，ir资料将只能由直接位于前车后面的后车接收。每辆配备有dvss设备的车辆也可配备高度定向的红外线(ir)资料接收器，所述资料接收器可位于车辆的中心前方区域中，并可连续地接收调整后的前车的间隔因素值。

在dvss的一些实施例中，每辆配备有dvss设备的车辆可配备有单向天线或ir接收器，以从诸如道路当局的外部团队接收资料，所述外部团队能够向附近的所有车辆发送额外间隔因素修正值，以供如此配备的每辆车中的dvsc使用。

在dvss的一些实施例中，当第一车辆和第二车辆之间的实时距离小于计算出的间隔距离时，第二dvsc发送用于使第二车辆增加第一车辆和第二车辆之间的实时距离的信号。

在dvss的一些实施例中，第二dvsc发送用于使第二车辆减少其速度以增加第一车辆和第二车辆之间的实时距离的信号。

在dvss的一些实施例中，当第一车辆和第二车辆之间的实时距离大于计算出的间隔距离时，第二dvsc发送用于使第二车辆减少第一车辆和第二车辆之间的实时距离的信号。

在dvss的一些实施例中，第二dvsc发送用于使第二车辆增加其速度以减少第一车辆和第二车辆之间的实时距离的信号。

在dvss的一些实施例中，第一dvsc包括处理器、连接到处理器的存储器、以及连接到处理器的输入/输出界面。存储器储存第一车辆的停车距离数值，所述停车距离数值指示第一车辆从指定速度达到完全停止所需的距离。输入/输出界面接收与第一车辆的实时速度对应的信号，并且，处理器基于第一车辆的实时速度和第一车辆的停车距离数值来计算第一间隔因素值。经动态调整后，针对给定速度进行因素分析的第一间隔因素值，指示第一车辆从实时速度达到完全停止所需的距离，所述第一间隔因素值是基于存储器中所储存的由实时速度因素修正的停止距离因素值的组合的值。另外，处理器可以在其针对第一车辆的调整后的间隔因素值的计算中包含各种间隔因素修正值。

在第一dvsc的一些实施例中，存储器储存安装在第一车辆上的轮胎的类型以及当轮胎安装在第一车辆上时的车辆行驶里程，输入/输出界面接收与第一车辆的实时行驶里程对应的信号；并且，处理器基于轮胎的类型、以及当轮胎安装在第一车辆上时的行驶里程与所述轮胎在第一车辆上的实时累积行驶里程之间的行驶里程，来计算调整后的间隔因素值。

在第一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收与第一车辆的实时轮胎气压对应的信号，并且，处理器基于实时轮胎气压与其建议目标值之间的偏差来计算间隔因素修正值。

在第一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收与实时外部气温对应的信号，并且，处理器基于实时外部气温是否指示结冰或异常热的道路状况来计算间隔因素修正值。

在第一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示降水的信号，并且，处理器基于降水的指示来计算间隔因素修正值。

在第一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示降水及实时外部气温的信号，并且，处理器基于对于降水是否可能结冰的指示来计算间隔因素修正值。

在第一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示第一车辆的防滑系统的启动的信号，并且，处理器基于第一车辆的防滑系统的启动来计算间隔因素修正值。

在第一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示危险或其他道路状况的外部信号，并且，处理器基于危险的道路状况的指示和类型来计算间隔因素修正值。

在一dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示第一车辆上的负载的异常物理状况的信号或指示第一车辆的最小间隔要求的信号，所述最小间隔要求是要求增加第一车辆和第二车辆之间的间隔距离的要求；并且，处理器还基于所述第一车辆上的负载的异常物理状况的指示或所述第一车辆的最小间隔要求的指示，来计算所述第一间隔因素值。

在dvss的一些实施例中，第二dvsc包括处理器、连接到处理器的存储器、以及连接到处理器的输入/输出界面。存储器储存第二车辆的停车距离数值，所述停车距离数值指示第二车辆从指定速度达到完全停止所需的距离。输入/输出界面接收与第二车辆的实时速度对应的信号，并且，处理器基于第二车辆的实时速度和第二车辆的停车距离数值来计算第二间隔因素值。经动态调整后，针对给定速度进行因素分析的第二间隔因素值，指示第二车辆从实时速度达到完全停止所需的距离，所述第二间隔因素值是基于存储器中由实时速度因素修正的停止距离因素值的组合的值。另外，处理器可以在其针对第二车辆的调整后的间隔因素值的计算中包含各种间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，存储器储存安装在第二车辆上的轮胎的类型以及当轮胎安装在第二车辆上时的车辆行驶里程，输入/输出界面接收与第二车辆的实时行驶里程对应的信号；并且，处理器通过按比例计算此类型轮胎的轮胎胎面磨损期望值和自从将轮胎安装在车辆上以来所述轮胎已行驶的行驶里程，以确定轮胎的剩余胎面深度及其对于降低剎车效果的对应影响，来计算间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示降水及实时外部气温的信号，并且，处理器基于对于降水是否可能结冰的判定来计算间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收与第二车辆的实时轮胎气压对应的信号，并且，处理器基于实时轮胎气压与其建议目标值之间的偏差来计算间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收与实时外部气温对应的信号，并且，处理器基于实时外部气温是否指示结冰或异常热的道路状况来计算间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示降水的信号，并且，处理器基于降水的指示来计算第二间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示第二车辆的防滑系统的启动的信号，并且，处理器基于第二车辆的防滑系统的启动来计算第二间隔因素修正值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示危险或其他道路状况的外部信号，并且，处理器基于危险的道路状况的指示来重新计算和修正间隔因素值。

在第二dvsc的一些实施例中，输入/输出界面接收指示第一车辆上的负载的异常物理状况的信号或指示第一车辆的最小间隔要求的信号，所述最小间隔要求是要求增加第一车辆和第二车辆之间的间隔距离的要求；并且，处理器还基于第一车辆上的负载的异常物理状况的指示或第一车辆的最小间隔要求的指示，来计算第一车辆与第二车辆之间的间隔距离。

在本发明一实施例中，提供了一种计算并保持第一车辆与第二车辆之间的间隔距离的方法。安装在第二车辆上的第二动态车辆间隔控制器(dvsc)从安装在第一车辆上的第一动态车辆间隔控制器(dvsc)接收第一间隔因素值信号，所述第一间隔因素值信号指示第一车辆从第一实时速度达到完全停止所需的距离。第二dvsc计算第二间隔因素值，所述第二间隔因素值指示第二车辆从第二实时速度达到完全停止所需的距离。第二dvsc发送第二间隔因素值信号，所述第二间隔因素值信号指示第二车辆从第二实时速度达到完全停止所需的距离。

在所述方法的一些实施例中，第二dvsc基于相对于第二间隔因素值的第一间隔因素值来计算第一车辆和第二车辆之间所需的间隔距离。

在所述方法的一些实施例中，第二dvsc从已存在于第二车辆中的出现在控制器局域网上的诸如雷达、激光雷达等的系统接收距离信号，所述距离信号指示第一车辆和第二车辆之间的实时距离。

在所述方法的一些实施例中，当第一车辆和第二车辆之间的实时距离小于计算出的间隔距离时，第二dvsc命令第二车辆增加第一车辆和第二车辆之间的实时距离。

在所述方法的一些实施例中，第二dvsc命令第二车辆减少其速度以增加第一车辆和第二车辆之间的实时距离。

在所述方法的一些实施例中，当第一车辆和第二车辆之间的实时距离大于计算出的间隔距离时，第二dvsc命令第二车辆减少第一车辆和第二车辆之间的实时距离。

在所述方法的一些实施例中，第二dvsc命令第二车辆增加其速度以减少第一车辆和第二车辆之间的实时距离。

在所述方法的一些实施例中，第二dvsc包括处理器、连接到处理器的存储器、以及连接到处理器的输入/输出界面。第二车辆的停车距离数值储存在存储器中，其中，所述停车距离数值表示第二车辆从指定速度达到完全停止所需的距离。输入/输出界面接收与第二车辆的实时速度对应的信号，并且，处理器基于第二车辆的实时速度和第二车辆的停车距离数值来计算第二间隔因素值。经动态调整后，针对给定速度进行因素分析的第二间隔因素值，指示第二车辆从实时速度达到完全停止所需的距离，所述第二间隔因素值是基于存储器中由实时速度因素修正的停止距离因素值的组合的值。另外，处理器可以在其针对第二车辆的调整后的间隔因素值的计算中包含各种间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，在存储器中储存安装在第二车辆上的轮胎的类型以及当轮胎安装在第二车辆上时的车辆行驶里程。输入/输出界面接收与第二车辆的实时行驶里程对应的信号，并且，处理器基于轮胎的类型和自从将轮胎安装在第二车辆上以来的轮胎磨损里程来计算第二间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，输入/输出界面接收与第二车辆的实时轮胎气压对应的信号，并且，处理器基于与第二车辆的建议实时轮胎气压的差异来计算间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，输入/输出界面接收与实时外部气温对应的信号，并且，处理器基于指示结冰或异常热的道路状况的实时外部气温来计算间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，输入/输出界面接收指示降水的信号，并且，处理器基于降水的指示来计算间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，输入/输出界面接收指示第二车辆的防滑系统的启动的信号，并且，处理器基于第二车辆的防滑系统的启动来计算间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，输入/输出界面从外部来源接收指示危险的道路状况的信号，并且，处理器基于危险的道路状况的信号的类型来计算间隔因素修正值。

在所述方法的一些实施例中，第二dvsc接收指示第一车辆上的负载的异常物理状况的信号或指示第一车辆的最小间隔要求的信号，所述最小间隔要求是要求增加第一车辆和第二车辆之间的间隔距离的要求；并且，第一dvsc还基于第一车辆上的负载的异常物理状况的指示或第一车辆的最小间隔要求的指示，来计算第一车辆与第二车辆之间的间隔距离。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及以下具体实施方式。为了说明本发明，在附图中示出了示例性实施例，然而，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施例。在附图中：

图1示出了示例性动态车辆间隔系统(dvss)的示意图；

图2示出了用于图1的示例性dvss的运作的示例性流程图；以及

图3示出了图1的示例性dvss的示例性动态车辆间隔控制器(dvsc)的示意图。

具体实施方式

根据本发明的动态车辆间隔系统(dvss)，允许配备适当的车辆在交通中保持安全且最佳的间隔距离(即，跟随距离)，所述间隔距离基于众多标准自动且连续地计算。车辆配备有彼此通信以保持车辆之间的适当间隔距离的动态车辆间隔控制器(dvscs)。与自适应巡航控制系统不同，例如，dvss的dvscs连续且智能地将各种因素(例如：车辆的物理和运行特性、道路状况等)纳入考虑，以计算并保持适当间隔距离，而不是不论可能影响车辆彼此之间可安全行驶的间隔距离的各种因素如何，都仅针对所有车辆保持一个整体的预定间隔距离。

迄今为止，只有个别或小群组的经过谨慎控制的测试的自动驾驶车辆已进入公共道路。在大多数情况下，这些已测试的自动驾驶车辆的群组彼此相同，因此，它们的运行特性是已知且一致的。这意味着，理论上，无论速度或(如果速度适当地偏向的)减速率如何，两辆或多辆这种已测试的自动驾驶车辆都将永远无法互相碰撞。随着自动驾驶车辆在道路上被广泛地采用和接受，道路上将出现更多彼此紧邻的自动驾驶车辆(例如：不同类别中的不同型号和尺寸的乘用、商用和货用自动驾驶车辆)的混合，如同目前由操作员驾驶的车辆一样。

自动驾驶车辆运行的重要特征之一是，自动驾驶车辆与其他附近的自动驾驶车辆进行通信，从而在它们之间连续传递车辆信息和状态感知信息的固有能力。这样的通信可以提供关于车速、道路状况、交通状况、延误等的信息，这些信息可以用于提升道路上的所有车辆的安全运行。本发明的dvss利用自动驾驶车辆对各种类型的信息进行通信的固有能力，动态地、最佳地、且自动地协调自动驾驶车辆，以在包含自动驾驶车辆的混合群组的交通中保持适当间隔距离。

虽然dvss适用于自动驾驶车辆的安全和自动运行，但是其也可以作为安全备用手段用于由操作员驾驶的车辆，特别是在从被驾驶的车辆过渡到自动驾驶车辆的期间。随着自动驾驶车辆取代由操作员驾驶的车辆，自动驾驶车辆将与由操作员驾驶的车辆共享道路。由于由操作员驾驶的车辆的运行基于操作员的判断，而自动驾驶车辆的运行基于以规则为基础的逻辑，因此，包含自动驾驶车辆和由操作员驾驶的车辆的混合交通场景已显示出更大的碰撞和事故的可能性。例如，当由操作员驾驶的车辆跟随自动驾驶车辆时，由操作员驾驶的车辆“追尾”自动驾驶车辆的风险更大，因为自动驾驶车辆的剎车反应时间将比由操作员驾驶的车辆更快。由于被驾驶的车辆和自动驾驶车辆之间的初始剎车反应时间的差异，因此，对于间隔值计算需要更长的初始剎车反应时间调整，被驾驶的车辆需要向自动驾驶车辆传递其是被驾驶的事实。相反地，由于被驾驶的车辆和自动驾驶车辆之间的初始剎车反应时间的差异，因此，需要对间隔值计算进行较短的初始剎车反应时间调整，自动驾驶车辆需要向被驾驶的车辆传递其是自动驾驶的事实。因此，需要一种额外控制机构，用于使由操作员驾驶的车辆与自动驾驶车辆进行协调，以安全地最大化道路上的行驶速度和交通密度。将到达一个“临界点”的时刻，其中，自动驾驶车辆的数量将增加，而被驾驶的车辆的数量将占少数，而在所述时间点，将需要强制执行诸如dvss的系统，以使被驾驶的车辆和自动驾驶车辆同样安全。

本发明的dvss在包含自动驾驶车辆和由操作员驾驶的车辆的混合交通中可以特别有用。通过为由操作员驾驶的车辆(即，非自动驾驶车辆)配备dvss设备，配备适当的由操作员驾驶的车辆，可以通过调整其剎车和/或反应时间特性来与相邻的自动驾驶车辆更加兼容，以更安全地在与自动驾驶车辆共享的道路上运行。例如，dvss设备可以在由操作员驾驶的车辆中实施，以向驾驶员提供间隔距离不足的听觉和/或视觉指示，或者可以配置为直接被集成到自适应巡航控制系统或自动剎车系统中，作为保持适当间隔距离的优先方案。因此，在混合的交通场景中实施dvss，可以特别有利于在自动驾驶车辆和由操作员驾驶的车辆之间保持适当间隔距离。

在自动驾驶车辆的未来世界中，需要特别注意的事实是，与今天的车辆的混合一样，将继续存在广泛且多样的车辆类型和尺寸的混合，其中的每一种都具有不同的个体性能和剎车特性。除了基本的车辆类别，例如乘用车、卡车等之外，还有车辆的子类别，例如：具有指定的额外间隔要求(例如：“保持退后100英尺”等)的消防车；载重超出车辆的后边缘(例如：水管、木板等)的卡车或乘用车，其中，被驾驶的车辆使用诸如红旗/红布的视觉标记，但所述视觉标记在自动驾驶车辆的正常感应位置不可见/在所述正常感应位置之外。如同今天的人类驾驶员采取额外步骤使后车感知到这种异常状况一样，dvss可以包括手动设置，以根据这种异常状况修正间隔因素值而增加间隔距离。本发明的dvss设计为不论车辆之间的剎车特性是否存在很大差异，都允许通过近距离间隔的自动驾驶车辆的混合，或者通过自动驾驶和非自动驾驶车辆的混合，来最佳且安全地利用道路。配备有dvss设备的车辆，无论是自动驾驶的还是非自主驾驶的，都将允许前车动态地发送与后车有关的资料，使得不论速度、天气状况等如何，后车都可以动态地计算最佳间隔距离，以防止后车与前车碰撞。

图1和图2示出示例性dvss1以及包括多个配备有动态车辆间隔控制器10(dvscs)的(自动驾驶和非自动驾驶)车辆的运行方法。配备有dvsc10的车辆彼此通信以发送相关信息，以决定车辆之间的适当间隔距离来防止事故和/或碰撞。例如，每个dvsc10连续地发送其对应的车辆的间隔因素值，所述间隔因素值指示车辆在给定的实时运行状况下达到完全停止的能力。间隔因素值由dvsc10基于针对实时运行因素(间隔因素修正/校正值)调整的车辆的剎车额定值(停车距离数值)来计算。剎车额定值是指对于车辆品牌和型号从指定速度达到完全停止的剎车距离。对于所有车辆品牌和型号，可以在其对应的最大车辆总重额定值和标准速度(例如60mph至0mph)对剎车额定值(例如，剎车距离)进行标准化。至少，例如，间隔因素值指示至少基于车辆的剎车额定值和车辆的实时速度来使车辆达到完全停止的实时能力(例如，实时剎车距离)。间隔因素值可以由处理器修正，以进一步反映基于诸如轮胎类型、轮胎磨损、天气状况等的其它运行状况的车辆停车能力。

在前车20a与第一后车20b之间，前车20a的dvsc10a将前车20a的间隔因素值发送到第一后车20b的dvsc10b。基于前车20a的间隔因素值和第一后车20b的间隔因素值，第一后车20b的dvsc10b计算前车20a与第一后车20b之间的适当间隔距离以避免碰撞和/或冲撞，所述适当间隔距离将诸如车辆特性(例如：剎车额定值等)和实时运行状况(例如：速度、天气状况、交通状况等)的因素纳入考虑。然后，第一后车20b的dvsc10b将10a和10b的计算出的适当间隔因素值解析为前车20a与第一后车20b之间的实时间隔距离，以自动调整前车20a与第一后车20b之间的间隔距离(例如，使第一后车20b加速或减速)，或发出听觉和/或视觉指示，以调节第一后车20b相对于领前车20a的间隔距离(例如，使第一后车20b加速或减速)。

以类似的方式，第一后车20b还可直接将其自身的间隔因素值发送到直接跟随第一后车20b的第二后车20c，依此类推。如果一长列车辆中的所有车辆都配备有dvsc10，则每辆车都将自动在其自身与其前方的车辆之间正确间隔开，从而，即使所述车列中的第一辆车突然施加全部的剎车作用力，不论运行状况(例如：车速(s)、车辆类型、车辆重量、任何车辆的运行状况、或任何车辆的剎车能力)如何，整列车都将同时安全地停止，而没有任何车辆撞击到其前方的车辆。因为dvsc10将一组车辆中的每个对应车辆的间隔距离(即跟随距离)分别设置为用于安全运行的最佳值，所以从本质上最佳化了车列的密度，从而允许道路上的车辆以最大的速度、交通密度和容量运行。

如图3所示，dvsc10可以是独立的单元，配置为可操作地连接到自动驾驶车辆的驱动系统(例如，控制器局域网)或非自动驾驶车辆的驱动系统(例如，控制器局域网)。dvsc10提供了通用输入/输出(gpio)功能，用于从车辆收回资料、从其他车辆接收资料、向其他车辆发送资料、从道路当局接收资料、自动调整车辆与另一车辆之间的间隔距离(例如，使车辆加速或减速)和/或发出听觉和/或视觉指示以调节车辆与另一车辆之间的间隔距离(例如，使后车加速或减速)。

可以使用包括储存在由计算机处理器执行的计算机可读介质中的计算机编程码的计算机应用程序来实现本文所述的dvsc10的功能。本文所述的dvsc10的功能还可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置等的可编程硬件装置中实现。此外，可以使用由计算机处理器和可编程硬件装置执行的计算机程序的一些组合来实现本文所述的dvsc10的功能。因此，本发明的dvsc10包括用于执行期望功能的合适的计算机硬件和软件，并且不限于硬件和软件的任何特定组合。在一实施例中，dvsc10包括：处理器12、连接到处理器12的存储器14、以及连接到处理器12的输入/输出界面16。

dvsc10可以包括：“第三方”信号接收器110(例如用于i2v)；资料信号接收器112，从其他车辆接收资料(例如，来自另一车辆的间隔因素值)；以及资料信号发射器114，将资料(例如，与安装有dvsc10的车辆对应的间隔因素值)发送到后车。例如，资料信号接收器112可以是高度定向且被可选地屏蔽的红外线(ir)资料接收器，理想地位于车辆的前方中心区域中，用于接收来自前车的间隔因素值；并且，资料信号发射器114可以是高度定向且被可选地屏蔽的红外线(ir)资料发送器，理想地位于车辆的后方中心区域中，用于将间隔因素值发送到后车。或者，dvsc10可以连接到已经安装在车辆上的信号收发器(或分开的信号接收器和信号发射器)，以与其他车辆进行资料通信。dvsc10还可以包括一个或多个传感器120，用于确定特定状况(例如，车辆与另一车辆之间的间隔距离)。或者，dvsc10可以连接到已经安装在车辆上的传感器，以确定车辆与另一车辆之间的实时间隔距离。dvsc10可以进一步包括声音系统130和/或显示系统140，以提供听觉和/或视觉指示来调节车辆与另一车辆之间的间隔距离(例如，使后车加速或减速)。或者，dvsc10可以连接到已经安装在车辆上的声音系统和/或显示系统，以提供听觉和/或视觉指示来调节车辆与另一车辆之间的间隔距离。

如图2和图3所示，在运行期间，安装在车辆20中的dvsc10基于至少例如车辆的剎车额定值和车辆的实时速度来计算车辆20的间隔因素值(即，车辆达到完全停止的实时能力)。剎车额定值是指对于车辆品牌和型号从指定速度达到完全停止的剎车距离。对于所有车辆品牌和型号，可以在其对应的最大车辆总重额定值和标准速度(例如60mph至0mph)对剎车额定值(例如，剎车距离)进行标准化。车辆的剎车额定值可以储存在dvsc10的存储器14中。dvsc10的输入/输出界面16可以可操作地连接到车辆20的驱动系统(例如，控制器局域网)，以接收与车辆20的实时速度对应的资料。基于车辆20的实时速度和剎车额定值，dvsc10的处理器12可以计算车辆20的间隔因素值。间隔因素值指示车辆20从实时速度达到完全停止所需的距离(例如，实时剎车距离)。

dvsc10还可以通过考虑天气状况因素，例如，通过对温度和道路状况的测量，来计算车辆20的间隔因素值(即，车辆达到完全停止的实时能力)。dvsc10可以通过与车辆的控制器局域网的连接来从车辆的温度传感器接收温度资料。并且，dvsc10可以基于通过与车辆的控制器局域网连接所接收的信号来推断道路状况。例如，指示车辆的挡风玻璃雨刷为开启的信号可作为降水的指示。或者，来自车辆的挡风玻璃湿度传感器的信号可指示是否降水。此外，例如，如果从前车的ir发射器接收到的ir资料信号电平降到预设的接收信号电平以下，则其可以由于假设有雾/大雨/雪的干扰而被后车的dvsc用来自动增加跟随距离作为安全措施。

dvsc10还可以通过考虑诸如胎面磨损、轮胎气压、轮胎类型等的车辆轮胎状况因素，来计算车辆20的间隔因素值(即，车辆达到完全停止的实时能力)。胎面磨损和/或不正确的胎压会降低车辆的停车能力(即，增加车辆的剎车距离)。正如车辆可以基于历史速度和驱动类型来动态地计算换油间隔一样，可以类似地基于自安装轮胎以来所行驶的里程来确定轮胎的胎面磨损。可以将新轮胎安装在车辆上时的行驶里程储存在存储器14中，并通过dvsc10与(通过与例如控制器局域网的驱动系统连接而接收的)车辆的实时行驶里程进行比较，以确定轮胎的胎面磨损。并且，充气不适当的轮胎会降低车辆的停车能力(即，增加车辆的剎车距离)。dvsc10可以通过与车辆的控制器局域网连接而从车辆的胎压传感器接收胎压资料。此外，安装在车辆上的轮胎的类型(例如：雪地轮胎、全天候轮胎等)及其工作温度将影响车辆的停车能力。这方面的一个示例可为：dvsc10识别到目标车辆配备有雪地轮胎，且环境温度远高于冰点，同时车辆的挡风玻璃雨刷是打开的(其可指示降雨)。由于相对于全天候轮胎，雪地轮胎在湿表面上的剎车能力降低，因此dvsc10将修正间隔因素值，以通过适当修正值来增加跟随距离。

dvsc10可以通过考虑外部状况因素，例如：前车或后车的防滑系统的启动(即，轮胎打滑)、指示前方交通繁忙的警告信号、道路上的浮油、异物、事故等，来进一步计算车辆20的间隔因素值(即，车辆达到完全停止的实时能力)。指示前车20a的防滑系统的启动的信号可以由前车20a的dvsc10a发送，并由后车20b的dvsc10b接收。因此，后车20b的dvsc10b可以在设定的时间量内增加前车20a与后车20b之间的间隔距离。dvsc10可以配置为接收外部补偿值偏斜，以进一步修正/增加计算出的车辆之间的间隔距离。这方面的一个示例可为：地方或高速公路当局针对诸如前方交通拥挤、道路上的浮油、异物、事故等的特定问题而发送的“最优先”偏斜值。非自动驾驶对这方面的模拟是，高速公路当局因应天气或当地道路状况来显示指定的临时速度下限。这些信息中的一些可以由沿路车辆中的dvsc10的网络提前于任何车辆提供。

根据本发明，dvsc10可以配置为通过考虑这些因素以及其他因素，例如：周围车辆的行驶速度、周围车辆的类型、尺寸和重量、以及道路的类型和设计(例如，单车道道路或多车道高速公路)，来动态地计算间隔距离。在此方面，可选地，在临时的车辆群组或车列中的前车可将在其资料流中的代码发送到邻近的后车，以指示其前行位置的状态。因此，每辆后车将递增地设置其“位置”代码。当车辆离开或进入交通线路时，车辆编号代码将动态地进行适当调整。在优选实施例中，车辆可以识别紧接在前的前车(l)的信息，并且将所述车辆视为车辆子集(s)中的“领跑者”；同时，在适用的情况下，还识别所述前车前方的车辆(l+1)的运行信息，并且将所述前车前方的车辆视为第二车辆子集(s+1)中的“领跑者”，依此类推；从而，可以动态地评估每个子集(s至s+n)的所有资料，以保持最佳间隔距离。例如，只要车辆感测到包含间隔因素值的有效ir资料信号的接收，则所述车辆将被视为在“受控”模式下的“后”车。一旦车辆丢失了包含间隔因素值的有效ir资料信号的接收，则所述车辆将作为新的“前”车运行，并加速至道路速度限制。如果此动作使所述车辆紧邻在另一辆配备有dvss且正在发送包含间隔因素值的有效ir资料信号的车辆后面，则所述车辆将恢复为“后”车运行状态，并且所述间隔因素值将用于设置所述车辆与新的“前”车之间的间隔距离。

通过采用dvss，在一段高速公路上的单一固定速度限制的概念，可以由(在指定范围内的)临时最大速度限制代替，其中所述临时最大速度限制由车辆群组基于“最弱环节”(例如，剎车能力最差的车辆)的性能特性决定。目前，道路上的最大速度限制是以已确定允许“一般”驾驶员在“一般”驾驶状况下安全地进行“一般”车辆的进入、离开或其他保持安全的运行的速度为依据。通过使用dvss，可以实现更高的平均行驶速度，以产生更高、而又安全的交通密度。更高的交通密度和更高的行驶速度将增加现有道路的最大处理能力，这可以避免或消除建造额外车道的需求，或建造其他基础设施以利用现有道路来处理越来越多的车辆的需求。

本发明实施例的前述描述已经为了说明和描述的目的而给出。其并非旨在详尽无疑地说明或将本发明限制为所公开的形式。鉴于以上公开内容，可以进行明显的修改和变化。所描述的实施例被选择来最优地说明本发明的原理及其实际应用，以使本领域的普通技术人员能够利用各个实施例中的本发明，并进行适合所预期的特定用途的各种修改。