CN104870289B - 用于为机动车提供运行策略的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括一种用于为至少一个目标车辆(10)提供运行策略的方法，所述目标车辆连同其他外源车辆(14)一起都在行驶线路的路段(12)上。所述目标车辆的通信设备(16)或外部的数据服务器在此与所述外源车辆(14)的相应的通信设备(16)通过Ad‑hoc‑网络、特别地通过车对X通信来联系。外源车辆(14)传输位置信号和/或关于运行参数的信息(S10)。处理装置(18)确定所述外源车辆(14)的位置(S30)，并且能够借助于运行参数的信息来确定所述路段上的当前交通状况的数字模型(S40)。所述数字模型表示出了所述路段和位于其上的外源车辆(14)，并且是用于操作至少一个目标车辆(10)的运行策略的基础(S50)。因此，可以给出驾驶建议(34)或所述模型的数字表示(30)(S80、S90)或者触发自动的机动车控制装置(S70)。

Description

用于为机动车提供运行策略的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在路段上借助于出现在环境中的机动车的信息为至少一个机动车提供运行策略的方法，其中，通过车辆-Ad-hoc-网络收集信息。
背景技术
车辆-Ad-hoc-网络用于机动车的通信，其中，特别地，关于运行参数例如机动车的速度的信息也可以传输给另一机动车或者位置固定的基础设施单元(英文：Road sideunit，RSU)。然后该信息可以被用于调整所接收的机动车内的相应的运行参数。已知的用于形成车辆-Ad-hoc-网络的技术有车对车通信或者更一般地涉及到基础设施组件的车对X(Car-to-X)通信。这些标准例如从车对车通信联盟获得。
US 2011/0208399公开了一种用于在通过车对车通信和交通拥堵报告(Staumeldung)考虑其他车辆工作数据(如速度)的情况下确定交通拥堵风险和驾驶策略尤其是最佳速度的方法。机动车驾驶员可以得到确定了的被显示为驾驶建议的结果。
DE 10 2010 054 077 A1公开了一种用于提供驾驶建议的方法，其中，确定了车辆前方路段上可能的速度曲线。为此，基于模型来考察以往绘出的速度曲线。
但是，基于概率计算的驾驶建议不能反映当前的情况。现有技术的缺点还在于，接收的机动车仅能够对存在的情况做出反应，而不能实现例如避免产生交通拥堵的前瞻性的驾驶方式。一个典型的例子是交通拥堵终点处的驾驶方式。如果车辆抵达交通拥堵终点并因此提高了其行驶速度，那么当在那里同时有过多的车辆时，在许多情况下在实际的交通拥堵终点之后会形成新的、波浪形的交通拥堵。
发明内容
本发明的目的是提供一种运行策略，该运行策略前瞻性地考虑了交通状况的发展。
本发明包括一种用于为至少一个机动车提供运行策略的方法，所述机动车在此称为目标车辆，并且所述机动车连同在此被称为外源车辆(Fremdfahrzeug)的其他车辆一起都在行驶线路的路段上。如果外源车辆不仅要将为了确定模型所必需的信息传输给通信设备而且还要接收运行策略，在这种情况下外源车辆同时也可以是目标车辆。
本发明基于以下思想，根据外源车辆所产生的信号形成所述路段的交通状况的数字模型。于是，目标车辆是这样的机动车，通过根据本发明的方法为其提供运行策略，采用该运行策略可以在所述路段上实现前瞻性的驾驶方式。
机动车优选为汽车(Kraftwagen)，特别是轿车。
目标车辆亦或车辆外部的数据服务器的通信设备通过与至少一个外源车辆的相应通信设备的数据联系来相应地接收外源车辆的至少一个位置信号，通过所述信号来确定外源车辆的位置。
目标车辆或数据服务器的通信设备被配置用于在所述路段上与外源车辆的相应设备建立起数据联系。特别地，通信设备实现为一种设备，该设备优选地通过Ad-hoc-网络、特别地通过车对X通信建立起联系并且可以在其上进行通信。
路段特别地包括一区域，在该区域中可以通过例如WLAN(无线局域网)建立Ad-hoc-网络，因此特别是沿着至少一个从目标车辆开始的方向优选达100m、300m、500m的区域。就车辆外部的数据服务器而言，从目标车辆开始的有效距离(Reichweite)优选同样处于这些值上或者其值为100m至300m、300m至500m或100m至1000m。通信设备是处理装置的一部分，所述处理装置可以包括例如对本领域技术人员已知的数据处理装置、例如微控制器或计算机。车辆集成的处理装置的优点在此是对于驾驶员而言在行驶途中可以持续执行根据本发明所述的方法。
处理装置借助于所有接收到的位置信号来确定外源车辆的位置。处理装置借助于外源车辆的位置来确定路段上当前交通状况的数字模型。为了确定模型例如为了确定Nagel-Schreckenberg-模型特别地使用算法用以在大型网络中模拟运输系统。
路段上当前交通状况的数字模型至少表示出了路段和位于其上的外源车辆。所述模型还可以包括至少一个目标车辆。在本发明的一种改进方案中，所述模型也可以包括交通信息、例如在路段的不同子路段上例如关于速度或平均速度的信息。数字模型可以作为纯粹的计算模型来实现，但是特别地也可以以环境的数字表示的形式、例如地图来实现。数字模型也可以用作“微型地图”(英文：“Mikro Traffic Map”)、即周围环境的地图。于是这种地图显示了例如路段的图形，在该路段上例如示出了单个机动车和/或根据例如车辆密度标记了路段的子路段。
数字模型可以实现对全部机动车在一个状态下的不同动力学描述，在所述状态下有多个车辆相对密集地在一个路段上，因此这些车辆例如在该路段上处于交通拥堵状态下。此外，所述模型还可以实现对交通状况的车辆准确的分辨。不同于以下路段，对于这些路段而言常规导航设备的地图材料具有十分小的分辨率(例如笔直的路段)，在这种情况下所述模型也可以实现对路段高且忠实于尺寸的分辨率和/或产生相应的地图。
处理装置借助于当前交通状况的数字模型来确定用于操作所述路段上的至少一个目标车辆上的运行策略。通过合理的运行策略例如节省了燃料，由此使得目标车辆的用户获益。如果用户例如与其机动车处于交通拥堵状态下，那么这种运行策略就避免了交通拥堵的形成或波浪形地蔓延，这在早期阶段也可以防止交通拥堵的形成。此外，这种运行策略通过在交通拥堵终点的快速加速促进了例如交通拥堵的消释。
这也可以实现对机动车整体的控制，其中，在物流方面占据重要位置的机动车已被提供了运行策略。
在该方法的一种改进方案中，目标车辆或数据服务器的通信设备接收至少一个属于至少一个外源车辆的、关于相应外源车辆运行参数的信息。运行参数的信息例如可以包括关于诸如车辆的速度、平均速度或制动过程的信息。该信息也可以通过处理装置以带来优点的方式被处理。
在这种情况下处理装置可以借助于至少一个接收到的、关于至少一个外源车辆的运行参数的信息来确定当前交通状况的数字模型。通过将运行参数引入到模型中使得模型得以补充并且获得了精度。同样地可以确定改进的运行策略，通过该运行策略可以推荐或执行目标车辆的例如某一平均速度。
在该方法的另一实施方式中，通信设备也接收至少一个位置信号，通过该位置信号来确定相应的目标车辆的位置。通信设备也可以接收至少一个关于目标车辆的运行参数的信息。通信设备借助于至少一个位置信号可以确定相应目标车辆的位置。处理装置借助于至少一个位置和/或关于目标车辆的运行参数的信息可以确定路段上当前交通状况的数字模型。在这种情况下对目标车辆的用户产生直接的优点，即所述用户获得了专门针对其目标车辆的、驾驶建议形式的运行策略。
在根据本发明的方法的一种优选的实施方式中，处理装置根据路段不同区域内的交通状况特别地根据交通流量、目标车辆的平均速度或所推荐的速度而将所述路段划分为不同的子路段。这可以实现模型较高的分辨率，并因此可以实现改善的运行策略。
在该方法的另一实施方式中，处理装置附加地可以接收基础设施组件特别是无线电信标关于路段或所述路段的子路段的当前交通状况的至少一个信息。然后，至少一个附加的信息可以被用于计算路段或子路段的当前交通状况的模型。在这种情况下有利的是，这种基础设施组件可以发出交通拥堵报告和/或可以检测现场的交通情况。基础设施组件还具有以下优点：所述基础设施组件例如借助于传感器还可以检测路段上不具有通信设备和/或处理装置的机动车。在这两种情况下都改善了所述模型。
在所述方法的一种实施方式中，通信设备和/或处理装置可以包括路段上的基础设施组件或车辆外部的数据服务器。因此，例如针对在其上经常发生交通拥堵的路段可以持久地确定与情况相匹配的运行策略。
在根据本发明所述的方法中已被证实为有利的是，处理装置产生用于实施所述运行策略的驾驶建议或产生关于路段和/或至少一个子路段的交通状况的地图。因此，运行策略可以在目标车辆中实施。
根据该方法的另一改进方案，运行策略通过处理装置传输到至少一个目标车辆的驾驶员辅助系统上、特别地传输到至少一个目标车辆的纵向-和/或横向控制装置上。因此，目标车辆的用户不必自己采取行动。
替代地或附加地，处理装置可以将驾驶建议和/或地图传输给用于其显示的显示装置、例如信息娱乐系统的平视显示器或屏幕上。在此，目标车辆的用户可以要么自己决定他要如何操作自己的机动车，和/或他被告知运行策略并且他明白例如出于什么原因例如车辆辅助系统加速或不加速。在这种情况下例如还存在以下可能性，即向驾驶员指示不同的驾驶建议并且选择例如可以被传输给驾驶员辅助系统的运行策略。
在该方法的一种实施方式中，在地图上可以根据一定的、与交通情况的模型有关的参数尤其是交通流量、平均速度或所推荐的速度来标记路段的至少一个子路段。这可以实现路段更高的分辨率和所显示的地图的清楚明了且可快速理解的显示。
上述目的还通过一种处理装置来实现，该处理装置被设计用于执行根据本发明所述方法的上述实施方式之一的、涉及到处理装置的方法步骤。
上述目的还通过汽车特别是轿车来实现，所述汽车包括根据本发明所述的处理装置和/或被设计用于执行根据本发明所述方法的实施方式。
附图说明
借助于附图再次通过具体的实施例对本发明进行详述。在图中功能相同的元件具有相同的附图标记。为此在附图中：
图1示出了根据本发明所述方法的一种实施方式的草图，
图2示出了根据本发明所述方法的另一实施方式的草图。
具体实施方式
在实施例中借助于图1示出了根据本发明的方法所依据的原理。
在行驶路线的路段12上、例如在高速公路的路段上有多辆机动车，所述机动车特别地可以包括乘用车。路段12例如可以分成子路段，其中，例如两个子路段A和C具有例如高的机动车密度或低的平均速度，子路段B具有例如低的机动车密度或提高了的平均速度，而子路段D具有十分低的机动车密度或高的平均速度。
在本示例中其中一辆机动车是目标车辆10，通过根据本发明所述的方法为该目标车辆提供运行策略。机动车14中的几个通过数据联系、例如通过机动车-Ad-hoc-网络的WLAN彼此联系。数据联系通过相应的外源车辆的通信设备16来实现。
状态信息、即例如位置信号或关于例如机动车的速度的信息可以从外源车辆14例如周期性地被传输(方法步骤S10)。在本示例中，目标车辆10同样将所述信息和位置信号传输给通信设备16，因此所述目标车辆同时也是外源车辆14。位置信号可以包括例如全球导航卫星系统诸如GPS、伽利略卫星导航系统、罗盘或格洛纳斯的信号。附加地或替代地，外源车辆可以将关于运行参数例如速度或平均速度的信息传输给通信设备16(S10)。附加地或替代地，特别是无线电信标的基础设施组件20可以将至少一个关于路段12的或其子路段A、B、C、D之一的当前交通状况的信息传输给通信设备16(S10')。
不论是通信设备16还是处理装置18都可以包括一设备或者都可以在被设计用于执行相应程序代码的计算机程序或计算机程序产品中实现。附加地或替代地，通信设备16和/或处理装置18可以被集成到目标车辆14内或者包括车辆外部的数据服务器。
优选地，处理装置18可以包括通信设备16。替代地，如在此在本实施例中的那样，通信设备16与处理装置18是彼此独立的并且将接收到的信号和外源车辆14的信息传输给处理装置18(S20)。处理装置18、在此例如机动车10的导航系统、驾驶员辅助系统或信息娱乐系统的装置借助于所有的位置信号来确定外源车辆14的位置(S30，“POS”)。
处理装置18借助于外源车辆14的位置来确定路段上的当前交通状况的数字模型(S40，“MOD”)。这种模型包括例如微型地图，所述微型地图在本示例中包括路段12和与之相关的交通信息。所述模型在此可以考虑子路段A、B、C和D及其不同的交通信息。
处理装置18借助于数字模型来确定用于运行路段12上的至少一个目标车辆10的运行策略(S50，“STRAT”)。例如存在以下可能性，即对于不同的子路段确定不同的运行策略。如果目标车辆10例如处于子路段D上，那么例如合理的是，对目标车辆10进行加速并且将其再次提高到正常的行驶速度，因为子路段D例如无交通拥堵并且在那里仅有少量的车辆。在图1中，目标车辆10在子路段B前方不远处。在此猛烈加速将会导致拥堵波浪状地蔓延，因为目标车辆10例如位于拥堵波(Stauwelle)中并且在子路段C上例如将会再次突然进入停车状态。因此，在这种情况下合理的运行策略是与拥堵波适配的小的平均速度例如为5km/h，以便例如避免或减少目标车辆10的“走走停停”。
运行策略可以作为用于执行所述运行策略的驾驶建议或者作为地图30由处理装置18产生并输出(S60、S80、S90)。驾驶建议可以传输到驾驶员辅助系统22上，特别地传输到目标车辆10的纵向-和/或横向控制装置上(S60)。纵向-和/或横向控制装置可以例如基于所述驾驶建议而触发诸如制动器24、巡航控制设备26或自适应巡航控制设备(“ACC”，“Adaptive Cruise Control”)28的自动的机动车控制装置(S70)。
然而，驾驶建议也可以作为例如文本消息形式的指示34传输给用于其显示的显示装置32、例如信息娱乐系统(S80)。运行策略和/或模型也可以在模型的图形表示30中、例如在地图30中被实现并且被传输给显示装置32(S90)。地图30例如可以包括路段12的俯视图。在地图30上根据一定的、与交通情况的模型有关的参数尤其是交通流量、平均速度或所推荐的速度例如采用颜色来标记例如路段12的至少一个子路段A、B、C、D。由此使得地图30变得更加清楚明了，并且在地图30中被标记的目标车辆10的驾驶员可以看到，例如还要拥堵多久和/或他是否已经达到了交通拥堵终点。
在图2中示出了根据本发明所述方法的另一实施例。
在该种情况下根据本发明的方法如同上面已经关于图1所阐述那样地进行。然而，在该示例中例如三个目标车辆10的运行策略要被确定并且作为驾驶建议被传输(S60、S80)。其中，例如仅有一辆机动车(该机动车也是外源机动车14)将状态信息传输给通信设备18。在路段12路边处的无线电信标20在这种情况下可以包括例如外部的数据服务器、例如后端-服务器，该后端-服务器又包括通信设备16和/或处理装置18。
这些示例阐述了本发明的思想，借助于由机动车产生的信号通过环境知识来确定路段交通状况的数字模型和数字地图，并且在此基础上产生针对目标车辆的运行策略。
在这种情况下，车辆借助于例如Ad-hoc-通信(WLAN)周期性地发射状态消息。这些状态消息包括例如车辆速度及其位置的信息。如果车辆例如处于交通拥堵中，则该车辆就借助于通信接收周边车辆的周期性的状态消息。由所接收到的消息的总和该车辆建立具有交通信息的微地图。该微地图包含例如具有低分辨率的道路段处的平均速度的信息。由此，车辆可以得到驱动策略，以避免交通拥堵波浪形地蔓延并且以便通过在终点处快速加速而有助于交通拥堵的消释(交通拥堵消释)。
进行接收的车辆例如可以通过环境信息调整其在交通拥堵情况下的驱动策略。因此例如使得燃料消耗最小化。例如抵制了交通拥堵波浪形的蔓延。驾驶员获得了例如关于交通拥堵的详细信息，由此提高了其舒适性。通过例如车辆本身接收并利用其他车辆的信息可以相对于所述车辆建立起准确的环境图像(Umfeldbild)。
车辆可以或必须配备有周期性地发射状态消息的通信单元(例如WLAN)。接收车辆同样可以或必须配备有相应的通信单元，以便接收这些消息。接收车辆附加地还需要处理单元，该处理单元将微地图接收的消息的信息与交通信息联系起来并且据此自动匹配驱动策略和/或借助于例如HMI(Human-Machine-Interface，人机交互界面)为驾驶员提供驱动策略的建议。

Claims (16)

1.一种用于为至少一个目标车辆(10)提供运行策略的方法，所述目标车辆与其他的外源车辆(14)一起位于行驶线路的路段(12)上，其中，处理装置(18)的通信设备(16)与所述外源车辆(14)的相应的通信设备(16)通过Ad-hoc-网络互联系，并且通过相应的联系相应地接收(S10)所述外源车辆(14)的位置信号，该位置信号给出所述外源车辆(14)的位置，
其特征在于，
所述处理装置(18)
-根据路段不同区域中的交通状况而将所述路段(12)划分为不同的子路段(A、B、C、D)，其中，该划分根据交通流量、平均速度或为目标车辆(10)所推荐的速度进行，
-借助于所有的位置信号来获取(S30)所述外源车辆(14)的位置，
-借助于所述外源车辆(14)的位置来确定(S40)路段中的当前交通状况的数字模型并且为此考虑各子路段(A、B、C、D)以及其交通信息，通过所述模型描述所述路段和位于其上的外源车辆(14)，
-借助于当前交通状况的数字模型来确定(S50)用于运行所述路段(12)上的至少一个目标车辆(10)的运行策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，处理装置(18)的通信设备(16)与所述外源车辆(14)的相应的通信设备(16)通过车对X通信相互联系。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信设备(16)接收(S10)至少一个属于所述至少一个外源车辆(14)的、关于相应外源车辆(14)运行参数的信息，所述通信设备将该信息传输(S20)给处理装置(18)，处理装置(18)借助于接收到的、关于至少一个外源车辆(14)的运行参数的至少一个信息来确定所述路段中的当前交通状况的数字模型。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述通信设备(16)接收(S10)至少一个位置信号，该位置信号给出相应的目标车辆(10)的位置，借助于所述至少一个位置信号来确定(S30)相应目标车辆(10)的位置，借助于所述目标车辆(10)的至少一个位置来确定(S40)所述路段中当前交通状况的数字模型。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，通信设备(16)附加地接收(S10')基础设施组件(20)的关于所述路段(12)或子路段(A、B、C、D)的当前交通状况的至少一个信息，处理装置(18)将所述至少一个附加的信息用于计算所述路段(12)或子路段(A、B、C、D)的当前交通状况的模型(S40)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，基础设施组件(20)是无线电信标。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，通信设备(16)和/或处理装置(18)包括所述路段(12)上的基础设施组件(20)或车辆外部的数据服务器。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，处理装置(18)被集成到目标车辆中。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，处理装置(18)产生用于实施运行策略的驾驶建议或产生关于所述路段(12)和/或至少一个子路段(A、B、C、D)的交通状况的地图(30)。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，处理装置(18)将驾驶建议传输(S60)到至少一个目标车辆(10)的驾驶员辅助系统(22)。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，处理装置(18)将驾驶建议传输(S60)到至少一个目标车辆(10)的纵向控制装置和/或横向控制装置。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，处理装置(18)将驾驶建议(34)和/或地图(30)传输(S80、S90)给用于其显示的显示装置(32)。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，在地图(30)中根据与交通状况的模型有关的特定参量——即交通流量、平均速度或所推荐的速度——来标记路段(12)的至少一个子路段(A、B、C、D)。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，至少一个外源车辆(14)也是目标车辆(10)。
15.一种处理装置(18)，该处理装置被设计用于执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法的、涉及到处理装置(18)的方法步骤。
16.一种汽车，其包括根据权利要求15所述的处理装置(18)。
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