DE102021214684A1 - Process for the automated generation of plausible route data - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Erzeugung von plausiblen Routendaten für das Testen einer Falschfahrerwarnung. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Definierens eines begrenzten Areals (34) um einen Anschlussstellenbereich (22) wenigstens einer Autobahn (18), des Extrahierens von Straßen in dem begrenzten Areal (34) anhand von bereitgestellten Straßenkarten, des Definierens möglicher Start- und Zielpunkte (38, 42), wobei die Startpunkte (38) auf beiden Seiten zu wenigstens einer Anschlussstelle (26) auf der wenigstens einen Autobahnzubringerstraße (30), welche mit der Anschlussstelle (26) verbunden ist, angeordnet sind, und die Zielpunkte (42) in jeder Fahrtrichtung auf beiden Seiten zu der Anschlussstelle (26) auf der wenigstens einen Autobahn (18) angeordnet sind. In weiteren Schritten werden alle möglichen Routen (10, 14) zwischen den möglichen Start- und Zielpunkten (38, 42) ermittelt und die gefundenen Routen (10, 14) werden gefiltert, so dass unplausible Routen verworfen werden und die gefundenen Routen (10, 14) anhand einer erlaubten Fahrtrichtung am Zielpunkt (42) als Falschfahrerrouten (10) oder Regulärrouten (14) eingeteilt werden.The invention relates to a method for the automated generation of plausible route data for testing a wrong-way driver warning. The method comprises the steps of defining a limited area (34) around a junction area (22) of at least one motorway (18), extracting roads in the limited area (34) using road maps provided, and defining possible starting and destination points (38, 42), wherein the starting points (38) are arranged on either side of at least one junction (26) on the at least one feeder road (30) connected to the junction (26), and the destination points (42) are arranged on both sides of the junction (26) on the at least one motorway (18) in each direction of travel. In further steps, all possible routes (10, 14) between the possible starting and destination points (38, 42) are determined and the routes (10, 14) found are filtered so that implausible routes are discarded and the routes found (10, 14) are classified as wrong-way routes (10) or regular routes (14) based on a permitted direction of travel at the destination (42).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Erzeugung von plausiblen Routendaten für das Testen einer Falschfahrerwarnung.The present invention relates to a method for the automated generation of plausible route data for testing a wrong-way driver warning.
Stand der TechnikState of the art
Falschfahrer („Geisterfahrer“) verursachen im Falle eines Unfalls Tote, Verletzte und erheblichen Sachschaden. Die Erkennung allein auf Basis des Navigationsgerätes (Straßenklasse und -richtung) ist für die meisten Fälle zu spät, d.h. der Falschfahrer befindet sich bereits - oft mit hoher Fahrgeschwindigkeit und großer Wahrscheinlichkeit einer Kollision - auf der falschen Fahrbahn.In the event of an accident, wrong-way drivers ("wrong-way drivers") cause deaths, injuries and considerable property damage. In most cases, recognition based solely on the navigation device (road class and direction) is too late, i.e. the wrong-way driver is already on the wrong lane - often at high speed and with a high probability of a collision.
Im Stand der Technik sind vielfältige Verfahren zur Detektion eines Falschfahrers beschrieben, wie z.B. der Einsatz einer Videosensorik, um das Passieren eines „Einfahrt verboten“ Schildes zu detektieren, oder der Einsatz einer digitalen Karte in Verbindung mit einer Navigation (Detektieren einer falschen Fahrtrichtung auf einem Streckenabschnitt, der nur in einer Richtung befahrbar ist). Weiterhin bekannt sind drahtlose Verfahren, die mittels Infrastruktur, wie z.B. Baken in der Fahrbahn oder am Fahrbahnrand, Falschfahrer detektieren.The prior art describes a variety of methods for detecting wrong-way drivers, such as the use of video sensors to detect passing a "no entry" sign, or the use of a digital map in conjunction with navigation (detection of the wrong direction of travel on a Section of road that is only passable in one direction). Wireless methods are also known that use infrastructure, such as beacons in the roadway or at the edge of the roadway, to detect wrong-way drivers.
Weiterhin werden neben der Detektion eines Falschfahrers im Stand der Technik viele Möglichkeiten der Reaktion auf einen Falschfahrer beschrieben. Beispiele hierfür sind die Warnung des Falschfahrers selbst über ein Display oder akustische Hinweise. Auch bekannt sind Verfahren, mit denen andere Fahrer in der Nähe eines Falschfahrers gewarnt werden, z.B. über Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation oder mittels Mobilfunk. Weiterhin ist die Warnung anderer Verkehrsteilnehmer über am Straßenrand aufgestellte Wechselverkehrszeichen beschrieben. Auch der Eingriff in die Motorsteuerung oder Bremse des falsch fahrenden Fahrzeugs ist bereits bekannt.Furthermore, in addition to the detection of a wrong-way driver, many possibilities for reacting to a wrong-way driver are described in the prior art. Examples of this are warning the wrong-way driver himself via a display or acoustic signals. Methods are also known with which other drivers are warned in the vicinity of wrong-way drivers, e.g. via vehicle-to-vehicle communication or by means of mobile communications. The warning of other road users via variable message signs set up at the roadside is also described. The intervention in the engine control or brake of the wrong-driving vehicle is already known.
In der
Die
Die
Um die Funktion der Falschfahrerwarnung in einer Region vor einer Inbetriebnahme zu prüfen, sind Testdaten in dieser Region notwendig. Solche Testdaten können durch aufgezeichnete reale Fahrten erzeugt werden. Dies würde jedoch zu lange dauern und wäre nicht wirtschaftlich. Zudem besteht nur eine geringe Chance, reale Falschfahrten aufzuzeichnen.In order to check the function of the wrong-way driver warning in a region before it is put into operation, test data is required in this region. Such test data can be generated by recorded real journeys. However, this would take too long and would not be economical. In addition, there is only a small chance of recording real wrong-way driving.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, ein wirtschaftliches Verfahren anzugeben, mit welchem plausible Testdaten erzeugt werden können, mit denen eine Falschfahrerwarnung getestet werden kann.The object of the present invention is therefore to specify an economical method with which plausible test data can be generated with which a wrong-way driver warning can be tested.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die Erfindung gibt ein Verfahren zur automatisierten Erzeugung von plausiblen Routendaten für das Testen einer Falschfahrerwarnung an. In einem ersten Schritt wird ein begrenztes Areal um einen Anschlussstellenbereich wenigstens einer Autobahn definiert. Dieses Areal kann dabei jede beliebige Form aufweisen, so dass der gesamte Anschlussstellenbereich ausreichend erfasst ist. Beispielsweise kann das Areal als Polygon ausgebildet werden. Dadurch ist es möglich, den Anschlussstellenbereich eng zu umgeben, so dass lediglich der relevante Teil erfasst wird, so dass die Rechenzeit zum Durchführen des Verfahrens reduziert werden kann. Die Anschlussstelle stellt dabei eine Verbindung zu dem höherrangigen Straßennetz dar. Diese Anschlussstellen sind durch Autobahnauffahrten und Autobahnabfahrten dargestellt. Der Anschlussstellenbereich gibt dabei einen Bereich an, welcher alle Anschlussstellen umfasst.The invention specifies a method for the automated generation of plausible route data for testing a wrong-way driver warning. In a first step, a limited area around a junction area of at least one freeway is defined. This area can have any shape, so that the entire connection point area is adequately covered. For example, the area can be designed as a polygon. This makes it possible to closely surround the connection point area so that only the relevant part is detected, so that the computing time for performing the method can be reduced. The connection point represents a connection to the higher-ranking road network. These connection points are represented by freeway entrances and freeway exits. In this case, the connection point range specifies a range which includes all connection points.
In einem nächsten Schritt werden Straßen in dem begrenzten Areal anhand von bereitgestellten Straßenkarten extrahiert. Durch die Extraktion der Straßen aus den Straßenkarten können die in der Straßenkarte zur Verfügung gestellten Informationen, wie beispielsweise Häuser, Flächen, etc., reduziert werden, so dass der Rechenbedarf für das Verfahren weiter reduziert werden kann.In a next step, roads in the delimited area are extracted using road maps provided. By extracting the streets from the street maps, the information provided in the street map, such as houses, areas, etc., can be redu be decorated, so that the computing requirements for the method can be further reduced.
Zusätzlich werden in einem darauffolgenden Schritt mögliche Start- und Zielpunkte definiert, wobei die Startpunkte auf beiden Seiten zu wenigstens einer Anschlussstelle auf der wenigstens einen Autobahnzubringerstraße, welche mit der Anschlussstelle verbunden ist, angeordnet sind, und die Zielpunkte in jeder Fahrtrichtung auf beiden Seiten zu der Anschlussstelle auf der wenigstens einen Autobahn angeordnet sind. Da oftmals mehrere Anschlussstellen vorhanden sind, sind die Startpunkte auf der Autobahnzubringerstraße vor und nach dem Anschlussstellenbereich angeordnet. Dadurch kann ein Auffahren aus beiden Fahrtrichtung der Autobahnzubringerstraße simuliert werden.In addition, in a subsequent step, possible starting and destination points are defined, with the starting points being arranged on both sides of at least one junction on the at least one feeder road that is connected to the junction, and the destination points in each direction of travel being on both sides of the Connection point are arranged on the at least one highway. Since there are often several junctions, the starting points are arranged on the feeder road before and after the junction area. In this way, a collision from both directions of travel on the feeder road can be simulated.
Entsprechend sind auch die Zielpunkte für jede Fahrtrichtung der Autobahn vor und nach dem Anschlussstellenbereich angeordnet. Da die Autobahn baulich getrennte Fahrtrichtungen aufweist, sind für jede Fahrtrichtung jeweils zwei Zielpunkte vorhanden, welche vor und nach der Anschlussstelle angeordnet sind.The destinations for each direction of travel on the motorway are arranged accordingly before and after the junction area. Since the motorway has structurally separate driving directions, there are two destinations for each driving direction, which are located before and after the junction.
In einem weiteren Schritt werden alle möglichen Routen zwischen den möglichen Start- und Zielpunkten ermittelt. Dabei wird anhand der miteinander verbundenen Straßen jede Route zwischen Start- und Zielpunkt ermittelt. Die Routen umfassen dabei sowohl Falschfahrerrouten als auch Regulärrouten. Über diesen Schritt können jedoch auch unsinnige Routen ermittelt werden, wie beispielsweise Routen, bei welchem der Fahrer richtig auf die Anschlussstelle fährt und nach dem Auffahren auf der Autobahn dreht. In einem nächsten Schritt werden somit die gefundenen Routen gefiltert, so dass unplausible Routen verworfen werden und die gefundenen Routen anhand einer erlaubten Fahrtrichtung am Zielpunkt als Falschfahrerrouten oder Regulärrouten eingeteilt werden. Eine Falschfahrerroute ist dabei eine Route, bei welcher bereits falsch auf die Anschlussstelle aufgefahren wird und bei welcher die Route auf der Autobahn entgegen der Fahrtrichtung der entsprechenden Fahrspur verläuft. Eine Regulärroute ist hingegen eine Route, bei welcher sowohl richtig auf die Anschlussstelle aufgefahren wird, als auch die Route auf der Autobahn in Fahrtrichtung verläuft.In a further step, all possible routes between the possible starting and destination points are determined. Each route between the starting point and destination is determined on the basis of the roads that are connected to each other. The routes include both wrong-way routes and regular routes. However, nonsensical routes can also be determined via this step, such as routes in which the driver drives correctly to the junction and turns around after entering the freeway. In a next step, the routes found are thus filtered so that implausible routes are discarded and the routes found are classified as wrong-way routes or regular routes on the basis of a permitted direction of travel at the destination. A wrong-way driver's route is a route in which the wrong approach is already taken to the junction and in which the route on the freeway runs in the opposite direction to the direction of travel of the corresponding lane. A regular route, on the other hand, is a route in which the junction is entered correctly and the route on the freeway runs in the direction of travel.
Durch das Verfahren können sowohl Daten möglicher Regulärrouten, als auch Falschfahrerrouten in einer bestimmten Region anhand von Straßenkarten erzeugt werden. Anhand dieser Daten kann die Funktion eines Systems zur Falschfahrerwarnung getestet werden, bevor es in Betrieb geht.The method can be used to generate data on possible regular routes as well as wrong-way routes in a specific region using road maps. This data can be used to test the functionality of a wrong-way driver warning system before it goes into operation.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden vor dem Extrahieren die Straßenklassen gefiltert, so dass nur Straßen extrahiert werden, die als Autobahn, Anschlussstelle oder eine mit der Anschlussstelle verbundene Straße gekennzeichnet sind. Dadurch werden alle sonstigen in diesem Areal angeordnete Straßen rausgefiltert und somit die Datenmenge für die Verarbeitung in dem Verfahren reduziert, so dass das Verfahren schneller und mit geringerer Rechenleistung durchführbar ist.In a preferred embodiment of the invention, the road classes are filtered before the extraction, so that only roads that are identified as a freeway, an interchange or a road connected to the interchange are extracted. As a result, all other roads located in this area are filtered out and the amount of data for processing in the method is thus reduced, so that the method can be carried out faster and with less computing power.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die möglichen Start- und Zielpunkte am Rand des begrenzten Areals angeordnet. Der Start- und Zielpunkt ist dabei vorzugsweise der Schnittpunkt zwischen dem Rand des Areals und der entsprechenden Straße. Die Startpunkte sind somit die Schnittpunkte des Areals mit der Autobahnzubringerstraße, während die Zielpunkte durch die Schnittpunkte der Autobahn mit dem Areal bestimmt sind. Dadurch wird die Auswahl der Start- und Zielpunkte vereinfacht. Da das Areal bereits derart gelegt ist, dass es um den Anschlussstellenbereich angeordnet ist, sind die Schnittpunkte vor und hinter der Anschlussstelle. Dadurch wird die Wahl der Start- und Zielpunkte vereinfacht und kann somit automatisiert erfolgen.In a further preferred embodiment of the invention, the possible starting and destination points are arranged at the edge of the limited area. The starting and destination point is preferably the intersection between the edge of the area and the corresponding street. The starting points are thus the intersections of the area with the freeway access road, while the destination points are determined by the intersections of the freeway with the area. This simplifies the selection of the start and end points. Since the area is already laid out to be around the junction area, the intersections are in front of and behind the junction. This simplifies the selection of the starting and destination points and can therefore be automated.
Vorzugsweise werden die Straßenkarten über einen freien Anbieter zur Verfügung gestellt, so dass keine Nutzungsgebühren entrichtet werden müssen. Dadurch kann das Verfahren wirtschaftlich in verschiedenen Regionen getestet werden. Vorzugsweise werden die Straßenkarten über Open Street Map bereitgestellt.The road maps are preferably made available via a free provider, so that no usage fees have to be paid. This allows the process to be economically tested in different regions. The street maps are preferably provided via Open Street Map.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden lediglich Zielpunkte definiert, welche entgegen einer erlaubten Fahrtrichtung liegen, so dass nur Falschfahrerrouten ermittelt werden. Es wird somit für jede Fahrtrichtung der Autobahn lediglich ein einziger Zielpunkt definiert. Dieser Zielpunkt liegt jedoch in Fahrtrichtung vor der Anschlussstelle. Somit handelt es sich dabei um einen Zielpunkt, welcher in einer nicht erlaubten Fahrtrichtung liegt. Durch diesen Schritt wird die Anzahl der Routen zusätzlich reduziert, so dass der Rechenaufwand verringert wird. Dadurch werden die für die Falschfahrerwarnung relevanten Falschfahrerrouten erzeugt.In an advantageous development, only destination points are defined which are opposite to a permitted direction of travel, so that only wrong-way routes are determined. Only a single destination is thus defined for each direction of travel on the freeway. However, this destination is in front of the junction in the direction of travel. It is therefore a destination that is in an impermissible direction of travel. This step additionally reduces the number of routes, so that the computational effort is reduced. This generates the wrong-way driver routes relevant to the wrong-way driver warning.
Vorteilhafterweise werden Autobahnzubringerstraßen anhand eines gemeinsamen Schnittpunktes mit einer Autobahnauffahrt ermittelt. Ein solcher Schnittpunkt ist in den Straßenkartendaten hinterlegt. Dadurch wird eine Ermittlung der Autobahnzubringerstraßen vereinfacht.Motorway feeder roads are advantageously determined using a common intersection with a motorway entrance. Such an intersection is stored in the road map data. This simplifies the determination of the feeder roads to the freeway.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden die Regulärrouten mittels realer Daten auf deren Plausibilität geprüft. Die Daten werden dabei mit realen aufgezeichneten Daten verglichen. Durch einen solchen Vergleich können zumindest die Regulärrouten überprüft werden. Durch eine solche Überprüfung können Fehler bei der Ermittlung der Routendaten einfach ermittelt werden. Eine solche Überprüfung wird vorteilhafterweise für eine vorbestimmte Anzahl von Anschlussstellenbereichen durchgeführt.In a further advantageous embodiment, the regular routes are checked for their plausibility using real data. The data is compared with real recorded data. Through such a comparison, at least Regular routes are checked. Errors in the determination of the route data can easily be determined by such a check. Such a check is advantageously carried out for a predetermined number of connection point areas.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann insbesondere computerimplementiert und somit in einer Software verkörpert sein. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem oder mehreren Computern ausgeführt werden, den oder die Computer dazu veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.The method described above can in particular be computer-implemented and thus embodied in software. The invention therefore also relates to a computer program with machine-readable instructions which, when executed on one or more computers, cause the computer or computers to carry out the method described.
Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf einen maschinenlesbaren Datenträger und/oder auf ein Downloadprodukt mit dem Computerprogramm. Ein Downloadprodukt ist ein über ein Datennetzwerk übertragbares, d.h. von einem Benutzer des Datennetzwerks downloadbares, digitales Produkt, das beispielsweise in einem Online-Shop zum sofortigen Download feilgeboten werden kann.The invention also relates to a machine-readable data carrier and/or a download product with the computer program. A downloadable product is a digital product that can be transmitted over a data network, i.e. can be downloaded by a user of the data network and that can be offered for sale in an online shop for immediate download, for example.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 Darstellung einer Straßenkarte mit Falschfahrerroute und Regulärroute und -
2 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur automatisierten Erzeugung von plausiblen Routendaten.
-
1 Display of a road map with wrong-way driver route and regular route and -
2 an embodiment of a method for the automated generation of plausible route data.
Beschreibung der AusführungsbespieleDescription of the exemplary embodiments
In
Um den Anschlussstellenbereich 22 ist ein begrenztes Areal 34 definiert. Das begrenzte Areal 34 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Polygon ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel werden vier Ecken des Polygons durch Punkte gebildet, welche auf der Autobahn 18 und auf der Autobahnzubringerstraße 30 angeordnet sind. Diese Punkte bilden dabei Start- und Zielpunkte 38, 42, wobei die Startpunkte 38 auf der Autobahnzubringerstraße 30 und die Zielpunkte 42 auf der Autobahn 18 angeordnet sind. Die Startpunkte 38 sind vor und hinter dem Anschlussstellenbereich 22 vorgesehen. Ebenso sind die Zielpunkte 42 vor und hinter dem Anschlussstellenbereich 22 auf der Autobahn 18 angeordnet.A
In
In Schritt D werden in den extrahierten Straßen mögliche Start- und Zielpunkte 38, 42 definiert. Die Startpunkte 38 werden zu beiden Seiten des Anschlussstellenbereichs 22 auf der Autobahnzubringerstraße 30 angeordnet. Die Zielpunkte 42 werden auf der Autobahn 18 in jeder Fahrtrichtung vor und hinter der Anschlussstelle 26 positioniert. Im anschließenden Schritt E werden die möglichen Routen 10, 18 von den Startpunkten 38 zu den Zielpunkten 42 ermittelt. Da mit dieser Methode lediglich über die Verbindung der Straßen miteinander ein Weg zwischen Start- und Zielpunkt 38, 42 ermittelt wird, ergeben sich auch unsinnige Routen, welche für die Falschfahrer-Erkennung nicht sinnvoll sind. Beispielsweise könnte eine Route nach einer richtig befahrenen Anschlussstelle 26 auf der Autobahn 18 in falscher Richtung verlaufen. Eine solche U-Turn-Route ist jedoch unsinnig.In step D, possible start and
In einem nächsten Schritt F werden solche unsinnigen Routen herausgefiltert. Ebenso werden die gefundenen Routen anhand der erlaubten Fahrtrichtung am Zielpunkt 42 in Falschfahrerrouten 10 und in Regulärrouten 14 eingeteilt. Anhand der somit erstellten Daten kann simuliert werden, ob ein System zur Falschfahrerwarnung zuverlässig funktioniert und alle Falschfahrten als solche erkennt.In a next step F, such nonsensical routes are filtered out. The routes found are also divided into wrong-
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