CN107209984B - 用于操作多个机动车辆的方法和交通管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于操作多个机动车辆的方法，包括以下步骤：a)预设起始区域(12)；b)确定布置在该预设起始区域(12)中并且沿着各自的导航路线(20)具有至少一个共同的中间目的地(18)的那些机动车辆(14)；c)将所确定的机动车辆(14)中的至少一部分与车辆集群(24)相关联；d)确定与该车辆集群(24)相关联的机动车辆(14)中的哪一者与该中间目的地(18)最近，并且将该机动车辆(14)设置为引导车辆(α)；e)控制该车辆集群，使得引导车辆(α)导航特别是被自主导航到该中间目的地(18)，并且该车辆集群(24)的其余机动车辆(14)跟随特别是自主跟随该引导车辆(α)，其中，如果检测到该车辆集群(24)的预定中断，则分离该车辆集群(24)。此外，本发明涉及用于操作多个机动车辆(14)的交通管理系统(10)。

Description

用于操作多个机动车辆的方法和交通管理系统

技术领域

本发明涉及用于操作多个机动车辆的方法和交通管理系统。

背景技术

在现有技术中，已知将机动车辆合并到车辆集群以将这些机动车辆集体导航到目的地。其中，特别是在大城市，可能会出现这样的问题，即在交通量增大的情况下，在机动车辆的导航期间这种车辆集群的结合可能无法得到保证。

KR 10261195 Α公开了用于控制车辆组队形的方法。该组队形对应于根据本发明的汽车集群。不同的车辆交换关于各自的目的地的信息。基于该信息，具有相同目的地的那些车辆合并成组。属于同一组的车辆排列成行并且以相同的方式加速或减速。

JP 2006300655 Α示出了组导航方法。将车辆的导航装置所搜索的单个路线与主路线进行比较，该主路线为汽车组描述用于组导航的路线。可以显示出单个线路和主线路之间的差异。

JP 2009-250637 Α示出了用于控制车辆组的行驶并防止该车辆组彼此分离的方法。因此，通信装置获取关于分离点的信息，诸如位置信息、临时停车点、交通信号灯、铁路交叉点、交通信号灯和铁路交叉点的变更时间的信息、交叉口和交叉路口处的交通信息等。基于该信息设置该车辆组的行驶路线。

根据JP 2010-271189 Α，路线信息提供装置被配置为向属于行驶至相同目的地的车辆组的多个车辆提供路线信息。检测单元分别检测车辆组中的车辆的位置。传感单元感测车辆继续停止规定时间段或更长时间的状态。当感测到车辆组中的至少一个车辆继续停止规定时间段或更长时间的状态时，搜索单元搜索分别将车辆组中的车辆引导到指定点的路线。发送单元将搜索到的路线的信息分别发送给车辆组中的车辆。

DE 10 2012 212 339 Α1示出了用于将若干辆汽车组合成沿着同一路线行驶的一组汽车的方法。不同的汽车可以通过用于识别线路相似的汽车的car2x通信来相互通信。组合的关注点在于能量效率。

US 2006 0161341 Α1示出了用于汽车组的导航方法。具有两个或更多个车辆的组一起行驶，每个车辆包括与导航单元耦合的通信单元，其中，将该组中的一个车辆分类为引导该组的主车辆，并且将该组的其余车辆分类为跟随主车辆的从车辆。中央远程导航服务器为车辆提供导航服务，其中导航服务器为每个从车辆计算路线指令，使得指示从车辆跟随主车辆。将路线指令经由通信网络发送给从车辆。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的在于提供用于操作多个机动车辆的方法和交通管理系统，通过该方法和交通管理系统可以以改进的方式对车辆集群的交通中断进行反应。

该目的通过用于操作多个机动车辆的方法以及具有独立权利要求的特征的交通管理系统来解决。具有本发明的适宜且重要发展的有利配置在从属权利要求中加以明确说明。

技术方案

在根据本发明的用于操作多个机动车辆的方法中，执行以下步骤：

a)预设起始区域；

b)确定布置在预设起始区域中并且沿着各自的导航路线具有至少一个共同的中间目的地的那些机动车辆；

c)将所确定的机动车辆中的至少一部分与车辆集群相关联；

d)确定与车辆集群相关联的机动车辆中的哪一者距中间目的地最近，并且将该机动车辆设置为引导车辆；

e)控制车辆集群，使得引导车辆被导航特别是被自主导航到中间目的地，并且车辆集群中的其余机动车辆跟随特别是自主跟随引导车辆，其中，如果检测到车辆集群的预定中断，则分离车辆集群。

该方法特别是在大城市中应用，其中，起始区域优选预设在两个繁忙的交通交叉口(例如交叉路口)之间。布置在预设起始区域中并且沿着各自的导航路线具有至少一个共同的中间目的地的那些机动车辆的确定可以例如通过所谓的Car2Car通信或者通过从各个机动车辆获得相应导航信息的交通管理系统来实现。

其中，所确定的具有至少一个共同的中间目的地的机动车辆的至少一部分的关联可以根据完全不同的标准来实现。例如，可以根据到达中间目的地的交通状况的构成来预设为，车辆集群具有不多于两个至二十个机动车辆。对车辆集群，因此对与车辆集群相关联的所有机动车辆，的控制优选被实现为，使得机动车辆被完全自主地导航到中间目的地，或者至少相应的导航指示在机动车辆中显示为使得机动车辆的各个驾驶员可以尽可能和与其相关联的车辆集群保持汇合。

其中，在对车辆集群的控制期间，可以确保各个机动车辆之间的通信和/或相应的交通管理系统的通信，使得可以始终提供关于车辆集群内的各个机动车辆的驾驶行为的信息，其中，尽可能根据以上方式来控制各个机动车辆，使得在导航到中间目的地期间车辆集群不分离。

如果检测到沿着导航到达中间目的地的车辆集群出现预定中断，则车辆集群被分离。其中，可以设置为，车辆集群例如被分离成多个车辆集群，然后，车辆集群转而被控制为，使得各个车辆集群被导航到中间目的地。或者，还可行的是，如果需要其余车辆集群能够尽快地导航到中间目的地，则将个别机动车辆从车辆集群中排除。例如，可以通过车辆集群的各个机动车辆之间的Car2Car通信或通过交通管理系统再次检测车辆集群的中断。

通过根据本发明的方法，可以确保合并到车辆集群的机动车辆能够以特别有效的方式被导航到共同的中间目的地。如果在导航到中间目的地期间发生中断(应该防止将车辆集群的所有机动车辆特别快地导航到中间目的地)，根据本发明设置为，分离车辆集群使得至少一些机动车辆仍然可以被特别快地导航到中间目的地。

在本发明的有利的发展中，在方法步骤c)中提供了，将满足预设标准的那些机动车辆与车辆集群相关联。预设标准可以是例如功率大致相同的车辆被选择并与车辆集群相关联。或者或附加地，还可以设置为，相似的车辆类型(诸如卡车、常规乘用车、摩托车等)被选择并与车辆集群相关联。因此，可以确保与车辆集群相关联的机动车辆可以以尽可能相同的速度和/或加速度被导航到中间目的地，使得车辆集群不会被不必要地受到例如机动车辆之间的功率差异或尺寸差异的阻碍。

本发明的另一个有利的实施例，在方法步骤c)中提供了，根据交通状况来预设与车辆集群相关联的车辆的最大数量。例如，可以在起始区域等中，沿着到达中间目的地的路线来检测和评估交通状况。对于特别高的交通密度，例如合并较少数量的机动车辆可能是有利的。通过根据交通状况来预设与车辆集群相关联的车辆的最大数量，例如可以形成特别灵活的车辆集群，该车辆集群可以以特别简单的方式被导航到中间目的地而无需与车辆集群分离。

根据本发明的另一个有利的实施例，提供了在方法步骤e)期间，控制车辆集群，使得至少沿着到达中间目的地的部分区段禁止车辆集群内的超车操纵。由此，能够禁止车辆集群内不必要的中断。如果机动车辆被完全自主地或受控地导航到中间目的地，则可以特别简单地实现禁止超车操纵。在手动控制机动车辆的情况下，例如可以设置为在机动车辆内显示相应的警告指示，该警告指示提醒相应的驾驶员不要在车辆集群内执行超车操纵。

在本发明的进一步有利的发展中，提供了在方法步骤e)期间，根据检测到的交通状况来控制车辆集群，使得机动车辆以适应于检测到的交通状况的队形行驶。各个队形可以例如根据不同的标准来预设。例如，可以设置为，所有的机动车辆一个接一个地(如同串在一个接一个的珠链中)因此以单列方式行驶。或者，例如还可以设置为，车辆彼此相邻地排成两列且一个接一个串行行驶。此外，可以设置为，在其队形内的各个机动车辆之间预设某些预设间隙。根据交通状况，车辆集群的队形被选择为使得整个车辆集群能够以特别是不中断的方式通行，直到车辆集群被导航到中间目的地。

本发明的另一个有利的实施例，提供了在方法步骤e)期间，控制车辆集群，使得特别是如果机动车辆遇到交通堵塞，则至少沿着到达中间目的地的部分区段将机动车辆之间的相应距离最小化为预定距离。由此，可以防止车辆集群在车道上占据太大的空间，这尤其在交通堵塞或停滞交通的情况下会妨碍另外的交通参与者前进。

本发明的另一个有利的实施例，提供了在方法步骤e)期间，控制车辆集群，使得机动车辆中的一者至少在道路支路处阻挡其他交通参与者，使得当其余机动车辆转向到道路支路时，防止被阻挡的交通参与者影响这些机动车辆。由此，即使在转向到道路支路上，也能确保车辆集群保持在一起，而车辆集群中的各个机动车辆不会由于其它交通参与者的阻碍从车辆集群中分离。

在本发明的进一步有利的发展中，提供了一旦在方法步骤e)期间检测到至少一个另外的交通参与者要被添加到车辆集群中，则控制车辆集群，使得在车辆集群的当前机动车辆中的前后相邻的两者之间建立用于容纳另外的交通参与者的间隙。例如，可以想到，通过相应的Car2Car通信或者通过交通管理系统通知车辆集群：具有相同的中间目的地的另外的机动车辆希望汇合到车辆集群。由于在车辆集群的当前机动车辆之间建立了用于容纳另外的交通参与者的间隙，因此跟随的和汇合的机动车辆可以以简单的方式与现有的车辆集群成为一体。

本发明的另一个有利的实施例，提供了一旦在方法步骤e)期间检测到车辆集群中的至少一个车辆偏离预设驾驶方式预设公差量，则将该车辆从车辆集群中排除。预设驾驶方式例如可以包括与车辆集群的前一车辆的预定距离或预定行驶方向等。其中，优选根据引导车辆的速度或者根据车辆集群的平均速度来预设公差量。由于车辆集群中的个别机动车辆因偏离预设驾驶方式而从车辆集群中排除，因此可以确保具有其余机动车辆的车辆集群能够以特别是不中断和快速的方式到达中间目的地。

在本发明的进一步有利的发展中，提供了一旦在方法步骤e)期间检测到引导车辆偏离预设驾驶方式预设公差量，则将引导车辆从车辆集群中排除，其中，车辆集群的其余机动车辆中的一者被设置为新的引导车辆，并且控制车辆集群，使得新的引导车辆被导航到中间目的地，并且车辆集群的其余机动车辆跟随新的引导车辆。由此，能够确保即使预先设置为引导车辆的机动车辆偏离预设驾驶方式(例如其与预设速度或行驶方向相关)，车辆集群仍然能够特别可靠地并且快速地到达中间目的地。优选地，仍留在车辆集群中的如下机动车辆被设置为新的引导车辆：该机动车辆从行驶方向观察位于原引导车辆后面的最前方位置。

根据本发明的另一个有利的实施例，提供了一旦在方法步骤e)期间检测到车辆集群中一个接一个行驶的两个车辆之间的距离超过预设公差量(例如由于在导航到中间目的地期间交通灯的控制或车辆集群的其他中断)，则将车辆集群分成第一车辆集群和第二车辆集群，该第一车辆集群包括引导车辆，其中，为第二车辆集群设置第二引导车辆并且控制第二车辆集群，使得第二引导车辆被导航到中间目的地，并且第二车辆集群的其余机动车辆跟随第二引导车辆。通过将车辆集群适当地分成两个较小的车辆集群，可以确保即使在原车辆集群中断的情况下，车辆集群的所有车辆仍然能够通过分成两个车辆集群而以特别是不中断和快速的方式到达其中间目的地。

根据本发明的交通管理系统适于根据本发明的方法或根据本发明的方法的有利实施例操作多个机动车辆。其中，根据本发明的方法的有利配置被认为是交通管理系统的有利配置，其中，交通管理系统特别是具有用于执行方法步骤的装置。

根据对优选实施例的以下描述并且基于附图，本发明的其他优点、特征和细节将显而易见。以上在说明书中提及的特征和特征组合和以下在附图的描述中提及和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以用于各自指定的组合中，还可以在不脱离本发明的范围的情况下用于其他组合或单独使用。

下面，基于示意图更详细地说明本发明的实施例。

附图说明

在这里示出：

图1示出了交通管理系统和多个机动车辆的示意图，其中，一些机动车辆合并到车辆集群并且被导航到共同的中间目的地；

图2示出了车辆集群的可能的队形的示意图，其中，各个机动车辆以单列方式一个接一个地行驶；

图3示出了车辆集群的另一个队形的示意图，其中，机动车辆以双列方式一个接一个地行驶；

图4示出了车辆集群的另一个可能的队形的示意图，其中，机动车辆以X形方式一个接一个地行驶；

图5示出了车辆集群内的机动车辆的另一个可能的队形的示意图，其中，机动车辆以双列方式一个接一个地行驶并且彼此横向偏置；

图6示出了交叉路口的示意图，其中，车辆集群的车辆右转并且车辆集群中的两个机动车辆自身位于交叉路口内，使得它们阻挡未与车辆集群相关联的另外的机动车辆，使得车辆集群的其余机动车辆也可以顺利地右转；和

图7示出了道路与道路的交叉口的示意图，车辆集群在该交叉口处行驶，其中，车辆集群中的三个机动车辆位于交叉口处，使得它们阻挡交叉口。

具体实施方式

在附图中，相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。

通过交通管理系统10，预设起始区域12。起始区域12优选位于两个繁忙的交通路口之间(这里其未被更详细地说明)，例如繁华城市区域内的交叉路口、环状交叉口等。通过交通管理系统10，确定位于城市区域12内的机动车辆14、16中的哪些车辆沿着到达其各自的导航目的地22的其各自的导航路线20具有至少一个共同的中间目的地。其中，可以设置为，各个机动车辆14、16可以经由相应的通信链路相互通信，其中，还可以设置为，所有机动车辆14、16可以经由相应的通信链路将其各自的导航目的地22传送给交通管理系统10。

所确定的具有共同的中间目的地18的机动车辆14中的至少一部分被合并到车辆集群24。借助于交通管理系统10或者替代地通过各个机动车辆14之间的通信，来确定与车辆集群24相关联的机动车辆14中的哪一个车辆距中间目的地18最近，其中，交通管理系统10将该车辆14设置为引导车辆α。随后，交通管理系统10将车辆集群24控制为，使得引导车辆α被导航到中间目的地18并且车辆集群24中的其余机动车辆14跟随引导车辆α，其中，如果在导航期间检测到车辆集群24的预定中断，则分离车辆集群24。优选地，交通管理系统10将与车辆集群24相关联的机动车辆14并且因此还有引导车辆α控制为，使得机动车辆14和引导车辆α被完全自主地导航到中间目的地18。或者，还可行的是，车辆集群24的机动车辆的驾驶员也可以手动地控制其机动车辆14，其中，显示出相应的导航指示。

优选地，这些机动车辆14与大致具有相同的发动机功率的车辆集群24相关联，或者机动车辆14各者均与相似的车辆类型(诸如，卡车、常规乘用车、摩托车等)相关联。因此，提供了特别单一的车辆集群24，该车辆集群24可以以特别简单和可靠的方式导航到中间目的地18而无需分离车辆集群24。

此外，交通管理系统10根据城市区域12内的交通状况和/或沿着到达中间目的地18的路线，来预设与车辆集群24相关联的车辆的最大数量。此外，交通管理系统10将车辆集群24控制为，使得优选禁止车辆集群24内的超车操纵，直到到达中间目的地。

其中，根据检测到的交通状况来控制车辆集群24，使得机动车辆α、14以适应于检测到的交通状况的队形行驶。在图2至图5中，示意性地示出了车辆集群24的可能的不同队形。例如，可行的是，车辆集群24被控制为使得机动车辆α、14以单行线路一个接一个地行驶。或者，还可行的是，交通管理系统10将车辆集群24控制为，使得机动车辆α、14以双列排列行驶。此外，还可行的是，交通管理系统10将车辆集群24控制为，使得机动车辆α、14以X队形行驶。此外，还可行的是，交通管理系统10将车辆集群24控制为，使得机动车辆α、14再次以双列方式行驶，其中，各列的各个机动车辆被设置为彼此偏置，因此，车辆集群24以Y队形行驶。其中，可以根据沿着到达中间目的地18的导航的当前交通状况来改变车辆集群24的相应队形，使得车辆集群24可以在不分离的情况下被导航到中间目的地18。

此外，可以设置为，如果机动车辆α、14应处于交通堵塞或停滞的交通状况下，车辆集群24被控制为，使得至少沿着到达中间目的地18的部分区段，机动车辆α、14之间的相应距离被最小化为预设距离。优选地，车辆集群24的机动车辆α、14之间的距离减小到最小值，例如几厘米、半米等。由此，能够确保特别是在堵塞状况或停滞交通状况的情况下，车辆集群24占用特别小的交通区域，并且因此尽可能小地妨碍另外的机动车辆。

此外，可以设置为，在车辆集群24到达中间目的地18的导航期间，一旦检测到至少一个另外的交通参与者要被添加到车辆集群24，则控制车辆集群24，使得在车辆集群24的当前机动车辆α、14中的前后相邻的两者之间建立用于容纳另外的交通参与者的间隙。具有与车辆集群24的其他机动车辆α、14相同的中间目的地18的汇合机动车辆因此能够以简单的方式汇合到车辆集群24并且移动到所提供的间隙中。

一旦检测到车辆集群24的机动车辆14中的一者偏离预设驾驶方式(例如在行驶方向上距前一个机动车辆α、14的距离等)预设公差量(其与速度相关)，则将该车辆14从车辆集群24中排除，以便不妨碍车辆集群24的其余机动车辆α、14的前进。

如果检测到引导车辆α偏离预设驾驶方式预设公差量，则这也可以实现。然后，也将引导车辆α从车辆集群24中排除。交通管理系统10将车辆集群24的其余机动车辆14中的一者设置为新的引导车辆α’，并且车辆集群24被控制为使得新的引导车辆α’被导航到中间目的地，并且车辆集群24的其余机动车辆14跟随新的引导车辆α’。

一旦确定车辆集群24中一个接一个地行驶的两个机动车辆24之间的距离超过预设公差量(例如由于不顺利的交通灯的控制等)，则将车辆集群24分成第一车辆集群24’和第二车辆集群24”，第一车辆集群24’包括引导车辆α，其中，为第二车辆集群24”设置第二引导车辆α”，并且第二车辆集群24”被控制为使得第二引导车辆α”被导航到中间目的地并且第二车辆集群24”的其余机动车辆14”跟随第二引导车辆α”。

在图6中，示意性地示出了未被详细表示的道路交叉口。显然，整个车辆集群24即将在交叉口内右转。为了使得不中断整个车辆集群24的右转，设置为通过交通管理系统10来控制车辆集群24，使得车辆集群24的至少一些机动车辆14位于交叉路口内使得它们禁止另外的机动车辆16转向到与车辆集群24相同的方向。换句话说，车辆集群24的一些机动车辆14被控制为使得它们自身位于交叉口内，使得它们阻挡另外的机动车辆16，直到整个车辆集群24可以以未被中断的方式并且在无需分离车辆集群的情况下，执行转向操作。

在图7中，在示意图中，示意性地示出了车辆集群24行驶的道路的路口。交通管理系统10将车辆集群24控制为，使得一些机动车辆14(根据该图，三个机动车辆14)自身位于交叉路口处，使得另外的机动车辆16不能转向到车辆集群24前进的同一条道路上。其中，阻挡交叉路口的机动车辆14保持在其阻挡位置处，直到车辆集群24的其余机动车辆α、14通过交叉路口。一旦发生这种情况，先前阻挡交叉路口的另外的机动车辆14再次汇合到车辆集群24。此后，另外的机动车辆16可以顺利地通过交叉路口并且在与车辆集群24相同的道路上行驶。

Claims (11)

1.一种用于操作多个机动车辆(14)的方法，所述方法包括以下步骤：

a)预设起始区域(12)；

b)确定布置在所述预设起始区域(12)中并且沿着各自的导航路线(20)具有至少一个共同的中间目的地(18)的那些机动车辆(14)；

c)将所确定的机动车辆(14)中的至少一部分与车辆集群(24)相关联；

d)确定与所述车辆集群(24)相关联的所述机动车辆(14)中的哪一者距所述中间目的地(18)最近，并且将该机动车辆(14)设置为引导车辆(α)；

e)控制所述车辆集群，使得所述引导车辆(α)被导航到所述中间目的地(18)，并且所述车辆集群(24)中的其余机动车辆(14)跟随所述引导车辆(α)，其中，如果检测到所述车辆集群(24)的预定中断，则分离所述车辆集群(24)，其中，

一旦在方法步骤e)期间检测到所述车辆集群中一个接一个行驶的两个机动车辆(14)之间的距离超过预设公差量，则将所述车辆集群(24)分成第一车辆集群(24’)和第二车辆集群(24”)，所述第一车辆集群(24’)包括所述引导车辆(α)，其中，

为所述第二车辆集群(24”)设置第二引导车辆(α”)，并且控制所述第二车辆集群(24”)，使得所述第二引导车辆(α”)被导航到所述中间目的地并且所述第二车辆集群(24”)的其余机动车辆(14)跟随所述第二引导车辆(α”)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于

在方法步骤c)中，满足预设标准的那些机动车辆(14)与所述车辆集群(24)相关联。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在方法步骤c)中，根据交通状况来预设与所述车辆集群(24)相关联的机动车辆(14)的最大数量。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在方法步骤e)期间，控制所述车辆集群(24)，使得至少沿着到达所述中间目的地(18)的部分区段禁止所述车辆集群(24)内的超车操纵。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在方法步骤e)期间，根据检测到的交通状况来控制所述车辆集群(24)，使得所述机动车辆(14)以适应于所述检测到的交通状况的队形行驶。

6.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在方法步骤e)期间，控制所述车辆集群(24)，使得如果所述机动车辆(14)遇到交通堵塞，则至少沿着到达所述中间目的地的部分区段将所述机动车辆(14)之间的相应距离最小化为预设距离。

7.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在方法步骤e)期间，控制所述车辆集群(24)，使得所述机动车辆(14)中的一者至少在道路支路处阻挡其他交通参与者(16)使得在所述其余机动车辆(14)转向到所述道路支路上时防止被阻挡的交通参与者(16)影响这些机动车辆(14)。

8.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

一旦在方法步骤e)期间检测到至少一个另外的交通参与者要被添加到所述车辆集群(24)，则控制所述车辆集群(24)，使得在所述车辆集群(24)的当前机动车辆(14)中的前后相邻的两者之间建立用于容纳所述另外的交通参与者的间隙。

9.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

一旦在方法步骤e)期间检测到所述车辆集群(24)的机动车辆(14)中的一者偏离预设驾驶方式预设公差量，则将该机动车辆(14)从所述车辆集群(24)中排除。

10.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

一旦在方法步骤e)期间检测到所述引导车辆(α)偏离预设驾驶方式预设公差量，则将所述引导车辆(α)从所述车辆集群(24)中排除，其中，将所述车辆集群(24)的其余机动车辆(14)中的一者设置为新的引导车辆(α)，并且控制所述车辆集群(24)，使得所述新的引导车辆(α)被导航到所述中间目的地并且所述车辆集群(24)的其余机动车辆(14)跟随所述新的引导车辆(α)。

11.一种交通管理系统(10)，其适于根据权利要求1至10中任一项所述的方法操作多个机动车辆(14)。

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