CN102542835B - 具有交通阻塞识别功能的导航系统和导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有交通堵塞识别功能的导航系统和导航方法，其中借助于车辆的行驶状态、车辆位置和道路等级的数据来识别交通堵塞。

Description

具有交通阻塞识别功能的导航系统和导航方法

技术领域

本发明涉及根据相应的独立权利要求的前序部分所述的具有交通阻塞识别功能的导航系统和导航方法。

背景技术

已知具有在交通拥堵时进行绕行路线计算功能的导航方法，其中在车辆中的相应的导航系统具有路线计算装置，该路线计算装置在需要时提供用于绕开交通拥堵的绕行路线。

此外，已知用于观察车辆的周围环境并且获取交通数据的装置和方法。因此，EP0715287B1公开了用于获得与抽样车队的车辆的周围环境有关的信息的方法和装置，其中车辆数据以在车辆中确定的间隔被检测(该间隔对应于预先给定的时间段或预先给定的路段)并且与位置数据一同被传输给交通计算机。获取车辆动力总成的运行状态并且根据所获取的运行状态按照预先给定的判定准则确定车辆周围循环境的典型特征。

DE10133387A1公开了一种用于获取机动车辆的交通数据的方法，其中由车辆向中心提供车辆的位置数据并且由中心基于由多个车辆所传输的确定数量的相关数据拟定交通状态报告。

在车辆内部以预先确定的恒定时间间隔中间存储车辆的位置数据并且通过通信单元发送给中心。接着，由于可由中心基于由此评估出的行驶概况对车辆所传输的位置数据与其他车辆或者其他来源的位置数据一起进行编译。

拥堵情况通常由警察告知电台，有时也可能是告知这种信息的“拥堵汇报者”。这些拥堵于是由电台通过每半小时的消息或TMC(交通消息控制/TrafficMessageControl)进行告知，其中在无法收听到UKW信号的区域中以数字形式来发送交通堵塞情况。然而，并非在每个州都存在TMC或并不是每个电台都发射TMC。为了利用TMC需要具有TMC功能的无线电接收器。然而通知的质量差异非常大。通知并非总是最新的而是部分还会被延迟地告知。

通常，TMC服务是免费接收的。在少数州存在额外地付费的Pay-TMC服务，这些服务承诺了更好的质量和实时性。

发明内容

根据本发明，如权利要求1或7所限定的具有交通堵塞识别功能的导航系统和导航方法具有下列优点，即借助于车辆的车辆状态的数据并结合导航信息实现对交通拥堵或交通堵塞的识别。它们可以提前地确定未告知的拥堵，以便相对迅速地为驾驶员提供替代的路线。此外，拥堵不仅能识别高速公路上的拥堵，还能识别乡村道路上和城市中的拥堵。

根据本发明的一种有利的设计方案，利用在车辆设备中已有的信息并且通过数据总线例如CAN总线向导航系统传输信息。这样的信息是例如由雷达控制装置、泊车雷达或距离调节自动装置提供的车辆运动和距前方行驶的或跟随的车辆的距离。

有利地，实时获取形式为用于确定的车辆状态量的值的车辆状态，并且针对不同的道路等级，例如高速公路、乡村道路和城市/城镇构建具有车辆状态量的临界值的概括。在此处，通过将当前的值与为相应的道路等级预设的临界值比较来实现对交通堵塞的识别。

附图说明

参照附图阐述了本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明的一种实施方式的导航系统的示意图；以及

图2示出了根据本发明的一种实施方式的导航方法的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了导航系统10，其具有运算单元11，该运算单元11与数据存储器12连接，该数据存储器12又包括导航数据存储器13和行驶历史存储器14。运算单元11又与人机界面(HMI)15连接，该人机界面又包括输入装置16和输出装置17。在此，输入装置16由触摸屏构成而输出装置由触摸屏和扬声器构成。运算单元11还与定位装置18连接，在此为带有天线20的GPS单元19。运算单元11还通过CAN数据总线21与传感器22、23连接。传感器(在此为速度传感器22和距离传感器23)提供车辆的行驶状态数据，其中车辆的速度可以通过车辆中或导航系统中的传感器22直接查明。摄像机24提供道路周围环境的信息。运算单元11承担多种计算功能并且由此作为路线计算装置25和作为用于识别交通堵塞的装置26工作。

运算单元11尤其作为路线计算装置25来执行导航任务，在行驶期间将行驶历史存储在行驶历史存储器14中，并且作为识别交通堵塞的装置26连续地对车辆状态的数据连同来自行驶历史存储器14的行驶历史数据和来自导航数据存储器13的导航数据进行评估。在识别交通堵塞时，导航系统10通过HMI11通知车辆驾驶员，计算替代的路线并且通过HMI14提供该替代的路线。驾驶员此时可以通过HMI14将所建议的路线选择为新的路线，并且相应地进行导航。

现在，为具有用于道路等级、高速公路、乡村道路和城市/城镇的行驶状态量的临界值的标准的概况举出示例。对道路等级的识别通过针对当前位置的导航数据或基于摄像机图像的评估来进行。

例如通过如下标准执行对在高速公路上的交通堵塞的识别：根据停止的/运行的、缓慢行驶的车辆的地图数据/GPS数据的信息，在确定的观察时长(例如1分钟)内速度低于40km/h的临界速度；在一分钟内保险杠离保险杠(泊车雷达)，例如前方的间距小于8m；之前(例如前2分钟)没有特别的转向运动，由于行驶到泊车位、行驶到加油站等。

例如通过如下标准来执行对在乡村道路上的车辆堵塞的识别：根据停止的/运行的车辆的地图数据/GPS数据的信息，也就是说在确定的观察时长(例如2分钟)内速度低于例如10km/h的临界速度，或者在一分钟内速度低于40km/h的第二临界速度；在2分钟的观察时长内的保险杠离保险杠(泊车雷达)，例如前方的间距小于8m；在识别出信号灯装置的情况下，增加观察时长到例如4分钟。

例如通过如下标准来执行对在城市/城镇中的交通堵塞的识别：根据停止的/运行的车辆的地图数据/GPS数据的信息，也就是说在确定的观察时长(3分钟)内速度低于例如10km/h的临界速度；在3分钟的观察时长内保险杠离保险杠(泊车雷达)，例如前方的间距小于8m；在识别出信号灯装置或十字路口的情况下，增加观察时长至例如4分钟；考虑例如十字路口附近或信号灯附近的位置。

信号灯装置或十字路口的识别可以基于导航数据或基于对摄像机图像的评估实现。

在限速时，可以将临界速度或第二临界速度减小或者延长观察时长。对限速的识别可以基于导航数据或基于对摄像机图像的评估实现。

有利地，借助于对不同的信息(尤其是行驶状态数据)与行驶历史的比较来计算拥堵概率。这能够实现如下的设置方式。首先，仅将速度用作确定行驶状态的标准。如果根据上面所述的用于速度的标准可能存在交通堵塞，则添加另一传感器，例如朝前的距离传感器。如果根据上面所述的用于距离的标准也可能存在交通堵塞，则可以添加另外的传感器，还用于确认或修正目前的传感器的标准。例如，亮度传感器或摄像机图像评估可以告知天黑，雨水传感器或雨刮器活动的信号可以告知下雨，或者温度信号可以告知打滑危险，在这些情况下可以减小临界速度或第二临界速度，或延长观察时长。

现在参照在图1中所描述的导航系统借助具有流程图30的图2对本发明的导航方法的一种实施方式进行描述。

基于具有导航系统10的车辆，所述导航系统具有路线计算装置25，其在需要时提供用于绕开交通拥塞的绕行路线，该方法以步骤a)开始：即输入路线信息和计算路线，导航系统此时根据计算出的路线进行导航。现在，连续地以循环的形式执行一组方法步骤，其以方法步骤b)开始：即查明行驶状态、车辆位置和道路等级的值。行驶状态包括根据由速度传感器22通过CAN总线21提供的数据的车辆速度，并且在该示例中例如还包括距前方行驶的车辆的距离(根据由距离传感器23通过CAN总线21提供的数据)和距跟随行驶的车辆的距离(根据另一传感器通过CAN总线21提供的数据)。车辆位置由GPS系统19查明并且由运算单元11与导航数据校正。

由此导航系统11识别出当前行驶的道路及其道路等级。此时执行方法步骤c)：即查明针对该道路等级的典型行驶状态的临界值。对于速度的行驶状态分量来说，这些临界值为具有相应观察时长的一个或多个最小速度，而对于距离的行驶状态分量来说，这些临界值为具有相应的观察时长的最小距离。这些临界值包含在导航数据中并且对应于道路等级。接下来执行方法步骤d)：借助于行驶状态的值与典型行驶状态的临界值的比较评估是否存在交通堵塞。如果不存在交通堵塞则结束该循环的当前运行，并且以方法步骤b)继续循环。如果交通堵塞存在，则接下来执行方法步骤e)：计算和提供替代的路线。

可以根据具有传感器的车辆的配备或具有计算能力的导航系统的配备以多种方式执行方法步骤d)。在图2所示的本发明的实施方式中，通过方法的分步骤，在方法步骤d1)中检验是否低于临界值，以及根据目前所考虑的指标检验交通堵塞以何种概率存在。在此，可能有三种情况。如果由过高的速度或总览不同的指标可以排除交通堵塞，则通过支路31分路到b)，并且在那里继续循环。如果总览不同的指标识别出拥堵，则通过支路32分路到e)。如果对于交通堵塞而言存在平均概率，并且交通堵塞既不能被识别也不能被排除，则通过支路33分路到d2)。在方法步骤d2)中检验是否有其他传感器或导航信息的数据可供使用。如果没有其他传感器或导航信息的数据可用，则通过支路34分路到b)并且在那里继续循环。如果有其他传感器或环境信息的数据可供使用，则通过支路35分支到d3)。在d3)中以预先给定的传感器顺序对紧接着的传感器检验是否这些传感器或周围环境信息的数据需要使得临界值偏移或当前考虑的传感器的观察时长偏移。在需要时，这些值被超过。随后又执行方法步骤d1)。

交通堵塞的第一指标是在预先给定的观察时长内速度低于特定的临界值或某一个临界值。这根据临界值和观察时长为交通堵塞给出一定的概率。可以调整到预先给定的时间间隔中的平均速度或调整到预先给定的时间间隔中的最大速度。通过添加其它标准可以提高确定交通堵塞的概率。作为接下来的指标，对在相应的观察时长上距前方行驶的车辆的距离与相应的临界值进行比较。速度和距前方行驶的车辆的距离是用于拥堵识别的最重要的指标。

其他指标基本上用于确认或校正对速度和距前方行驶的车辆的距离的评估。作为第三指标可以使用距跟随车辆的距离。如果该距离极小，则这提高了确定交通堵塞的概率，然而在没有跟随车辆的情况下，该指标不给出报告。作为其它指标，亮度传感器或摄像机图像评估可以告知天黑，雨水传感器或雨刮器活动的信号可以告知下雨或温度传感器可以告知打滑危险，在这些情况下可以减小临界速度或第二临界速度或延长观察时长。

在方法步骤d2)和d3)中，也对其他周围环境信息进行考虑。对信号灯装置或十字路口的识别可以基于导航数据或基于对摄像机图像的评估实现，并且在信号灯的区域中可以相应地减小临界速度和/或增加观察时长。在限速的情况下，可以减小临界速度或第二临界速度或延长观察时长。对限速的识别可以基于导航数据或基于对摄像机图像的评估实现。最后数分钟的行驶历史也属于周围环境信息。

传感器的逐步添加并不一定意味着，这些传感器相继地获得测量数据。这仅可能在运算单元11的计算能力低时是有利的。通常，传感器的测量数据同时被获得，但逐步被分析。在具有高计算能力的情况下，可以不断地对整个传感器信息和周围环境信息进行考虑。

在图2中在方法步骤e)后、在方法步骤f)中设有对驾驶员的询问，例如“您的车辆基于行驶数据已发现拥堵。需要调整路线导航吗？”驾驶员此时可以拒绝所提供的替代路线，于是通过支路36向b)分路并且继续循环。或者驾驶员选择所提供的替代路线并且该方法从开始向前通过经由支路37根据方法步骤a)分支开始。

替代地，导航设备在观察持续时间内低于速度的情况下在询问驾驶员之前可能已经识别出交通堵塞的低概率，并且预防性地计算出其他路线引导并且在确认交通堵塞时，如果交通堵塞的概率足够高，则将向驾驶员提供其他路线引导。

根据本发明，可以有用于确定行驶状态与用于识别行驶周围环境的传感器的多种组合，其超过在示例中所提及的传感器，其中存在多种用于识别交通堵塞的标准，这个同样超过示例。

本发明的最小化版本仅利用在车辆中不带其他传感器的导航设备，从而也无需通向车辆的数据总线的接口，并且仅仅使用在导航设备中查明的速度来确定车辆状态。在最小化版本中优选地采用长的观察时长并且导航系统被强化地用于识别周围环境。

Claims (12)

1.一种具有交通堵塞识别功能的导航系统(10)，其特征在于，所述导航系统(10)具有用于借助于车辆的行驶状态、车辆位置和道路等级的数据识别交通堵塞的装置(26)，并且所述导航系统(10)通过数据总线(21)与用于获得车辆的行驶状态的数据的速度传感器(22)和距离传感器(23)连接，其中摄像机(24)提供道路周围环境的信息，其中使用具有用于道路等级、高速公路、乡村道路和城市/城镇的行驶状态量的临界值的标准，首先仅将车辆的速度用作确定行驶状态的标准，即比较车辆的速度与基于道路等级的临界值，如果根据用于速度的标准可能存在交通堵塞则添加另一传感器，如果根据用于距离的标准也可能存在交通堵塞，则添加另外的传感器用于确认或修正目前的传感器的标准。

2.根据权利要求1所述的导航系统(10)，其中设有路线计算装置(25)，所述路线计算装置在识别出交通堵塞的情况下计算绕行路线并且在需要时预先给出用于绕开所识别出的交通堵塞的绕行路线。

3.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述导航系统具有用于存储行驶历史的数据存储器(14)。

4.根据权利要求1、2或3所述的导航系统，其特征在于，所述车辆的行驶状态的数据包括车辆的速度的数据。

5.根据权利要求1、2或3所述的导航系统，其特征在于，所述车辆的行驶状态的数据包括距前方行驶的车辆和/或跟随的车辆的距离的数据。

6.根据权利要求1、2或3所述的导航系统(10)，其中所述另一传感器是朝前的距离传感器。

7.一种具有交通堵塞识别功能的导航方法，具有方法步骤：

a)输入路线信息以及计算路线；

b)不断地查明车辆的行驶状态的数据的值、车辆位置的数据的值和道路等级的数据的值；

c)查明道路等级的相应行驶状态的临界值；

d)借助于对所查明的行驶状态的值与相应的行驶状态的临界值进行的比较评估是否存在交通堵塞，

其中，所述车辆状态的数据包括行驶状态的数据包括车辆的速度的数据、距前方行驶车辆的和/或跟随的车辆的距离、在预先给定的时间间隔中的最大速度和/或平均速度的数据、与在预先给定的时间间隔中的转向运动有关的数据，以及其中使用具有用于道路等级、高速公路、乡村道路和城市/城镇的行驶状态量的临界值的标准，首先仅将车辆的速度用作确定行驶状态的标准，即比较车辆的速度与基于道路等级的临界值，如果根据用于速度的标准可能存在交通堵塞则添加另一传感器，如果根据用于距离的标准也可能存在交通堵塞，则添加另外的传感器用于确认或修正目前的传感器的标准。

8.根据权利要求7所述的导航方法，具有方法步骤：

e)如果存在交通堵塞，则提供替代的路线，

f)如果输入采用所提供的替代路线则计算绕行路线。

9.根据权利要求7或8所述的导航方法，其特征在于，借助于导航数据或通过摄像机的图像数据查明相对于车辆位置的道路等级。

10.根据权利要求7或8所述的导航方法，其特征在于，对是否存在交通堵塞的评估使用与道路周围环境有关的存储数据。

11.根据权利要求7或8所述的导航方法，其特征在于，对是否存在交通堵塞的评估考虑与信号灯装置有关的存储数据。

12.根据权利要求7或8所述的导航方法，其中所述另一传感器是朝前的距离传感器。