CN110462342A - 用于查明气象区域的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

用于机动车(1)的用于查明气象区域(10)的方法，所述机动车配置有传感机构(6、8、9)和通信接口(5)，所述传感机构和通信接口在信号技术上相互耦联，所述方法包括：接收包括地图形式的地理信息的数据，并且借助于将所接收的数据划分成多个彼此邻接的栅格单元(13)来创建网格(11)。所述方法还包括：提供传感机构的测量信号，所述测量信号代表在所述各栅格单元(13)之一中与位置有关的局部的气象情况，并且根据所提供的测量信号对于相应的栅格单元(13)查明局部的气象区域(10)。

Description

用于查明气象区域的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及一种用于查明气象区域的方法、装置和系统，所述方法、装置和系统分别能实现可靠且精确地检测气象区域并且为低的错误通知率做贡献。
背景技术
机动车通常具有多个传感器和导航系统，这些传感器和导航系统能实现检测具有所属的位置参照的不同测量参量。借助于安装在机动车内的传感机构存在如下可能性：获得关于当前的气象特性的信息并且将这些信息一同引入到道路交通中。因此关注于生成准确的气象信息并且将错误通知率保持得低。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种用于查明气象区域的方法、装置和系统，所述方法、装置和系统分别能实现可靠且精确地检测气象区域并且为低的错误通知率做贡献。
所述目的通过各独立权利要求的特征实现。在各从属权利要求中给出本发明有利的实施方式。
按照本发明的第一方面，一种用于机动车的用于查明气象区域的方法，所述机动车配置有在信号技术上相互耦联的传感机构和通信接口，所述方法包括：接收包括地图形式的地理信息的数据，并且借助于将所接收的数据划分成多个彼此邻接的栅格单元来创建网格。所述方法还包括：提供所述传感机构的测量信号，所述测量信号代表在所述各栅格单元之一中与位置有关的局部的气象情况，并且根据所提供的测量信号对于相应的栅格单元查明局部的气象区域。
借助于所描述的方法能够可靠且位置准确地识别气象区域，其特别是能为低的错误通知率做贡献。在此，所述气象区域基于所接收的制图的数据和所创建的网格与一个或多个栅格单元相关联，并且因此可以定位在相应的区域中。这样的区域包括一个或多个栅格单元，所述栅格单元例如分别具有一千米的边长。因此，例如对于彼此相邻的道路，不仅对于相应的机动车恰好在其上行驶的道路查明气象区域，而且所查明的气象区域也包括处于相应的栅格单元之内的行驶路径。
包含以地形或道路地图形式的地理信息的数据特别是可以在外部的服务器单元上或通过地图供应商提供，并且在所述方法的范围内被调用。所描述的方法因此特别是实现将所查明的气象数据与可供使用的地图数据参照地理地融合，从而能实现简单且可靠地查明和定位气象区域。
在所述方法的范围内，特别是可以提供、分析和相互比较在所属的栅格单元中的多个所查明的气象区域，从而能够通过另外的机动车证实相应的所查明的气象区域，以便为特别准确且错误少地检测连续的气象区域做贡献。可以将要处理的数据发送到服务器单元或后端上并且在所属的数据库中储存和处理，所述数据包含地理信息以及关于局部的气象区域的所记录的参照地理的信息。在此，所检测的测量参量或者所生成的测量信号特别是包含位置信息，所述位置信息例如借助于定位系统已查明并且与所识别出的气象区域相关联。
关于一个或多个气象区域的数据可以借助于所谓的众包(Crowd-Sourcing)方法来查明，其中，交通参与者的机动车产生用于确定气象区域的位置的数据。由此可能的是，通过相对低的花费产生用于气象区域的当前的数据并且基于网格划分来确定气象区域的范围。此外，可以检测正在迁移的气象区域的当前的位置。
所述外部的服务器单元实现构成为用于接收、提供和发送数据的后端。附加地，另外的后端可以构成为与服务器单元分开的单元，所述单元能在所述方法的范围内实现数据传送和/或数据处理。因此，借助于所述方法能够通过众包在后端中基于网格地重建气象区域。
在所描述的测量信号方面，所述传感机构具有相应的传感器或相应的装置，所述传感机构能实现检测物理的特征参量并且生成所属的测量信号。因此，所述传感机构例如包括摄像机、位置传感器、下雨传感器和/或例如实现为光电二极管的亮度传感器。
按照一种优选的进一步扩展方案，所述方法包括根据所述传感机构的测量信号对于相应的栅格单元以及对于与该栅格单元相邻接的栅格单元查明局部的气象区域。所述方法能实现，借助于机动车的传感机构可靠且参照位置地识别危险的气象情况。借助于基于网格的方法能够准确地查明气象区域，并且特别是与不同的其他机动车网联地考虑气象现象的地理范围。在所述方法的范围内，不仅仅沿着机动车在其上实际也已识别出危险的气象情况的道路区段示出可能的危险警告，因为在紧邻的周围环境之内的道路上的危险是极有可能的。所述周围环境被相应的栅格单元一同包括并且优选也是与其相邻接的栅格单元。
此外，所述方法包括根据传感机构的测量信号创建警报消息。这样的警报消息可以在外部的服务器单元中生成并且提供，并且还在到达危险气象区域之前向在后跟随的机动车有针对性地作为警告示出。例如借助于所属的控制单元进行消息指示，所述消息指示根据所查明的气象区域建议降低速度。
所述方法基本上实现了一种用于聚集来自机动车车队的气象相关的、地理延伸的警报通知的有效的方案，其中借助于警报通知的多次确认和通过多个不同机动车所查明的气象区域使得错误通知率降低。特别是使得所描述的方法高效地在定标的后端基础设施上实现。此外，栅格单元的的与位置有关的编码能以稳定精度实现存储器高效地表示所创建的网格。
处理和分析在服务器单元中到达的信息，并且优选是将其非直接地转达至其他的交通参与者。数据的直接转达会导致也将传感器噪声和误识别直接地发送至其他的交通参与者，因此生成和传播错误通知。
特别是在所述方法的范围内，所述单个栅格单元的边长可以构成为根据要查明的气象区域来预定。按照一种优选的进一步扩展方案，所述方法包括：根据所述传感机构的测量信号设计机动车的轨迹，并且查明在所设计的轨迹与相应的栅格单元之间的重叠。接着，所述方法还包括：根据所查明的重叠来查明对于相应的栅格单元的局部的气象区域。基于所查明的重叠可以位置相关地识别和定位气象区域。
按照一种进一步扩展方案，所述方法包括：分别为相应的栅格单元设置数值计数器，所述数值计数器根据所述传感机构的测量信号具有预定的值，并且如果对于栅格单元提供了传感机构的测量信号和/或查明了气象区域，则使该栅格单元的相应的数值计数器增值。按照另一种进一步扩展方案，所述方法包括：分别为相应的栅格单元设置时间计数器，所述时间计数器根据传感机构的测量信号具有预定的值并且代表预定的时间段，并且如果为栅格单元提供了传感机构的测量信号和/或查明了气象区域，则使该栅格单元的相应的时间计数器重置。
所述数值计数器例如可以包含以下信息，即已查明气象区域并且所属的栅格单元的状态设置为“激活”。所预定的时间计数器避免了在预定的时间段之内对机动车的双重通知，从而例如在经过这样的时间段之后，所述栅格单元的状态设置为“未激活”，并且接着能够再次在利用机动车所述栅格单元之内查明气象区域。
此外，可以对于以下栅格单元实施数值和/或时间计数器的增值或重置，即对于所述栅格单元和此外对于与该栅格单元相邻近或者说相邻接的栅格单元已查明气象区域。
按照一种进一步扩展方案，所述方法包括：根据所述传感机构的测量信号查明机动车的当前的行驶行为，并且根据所查明的行驶行为对于相应的栅格单元查明局部的气象区域。所述行驶行为的查明例如可以包括机动车的当前速度和/或制动事件的查明。例如可以借助于速度传感器或位置传感器来探测机动车速度的减小，并且验证所查明的气象区域。如果机动车驶入到恶劣的气象区域中，则通常应当识别出机动车可识别的速度减小。
所述方法特别是也可以包括：根据相应的机动车的多个分别查明的速度来查明局部的速度特征。按照这种方式，行驶行为可以被一同包含到气象区域的探测中，并且由此验证所查明的气象区域，以便使错误识别率保持得低。
按照一种优选的进一步扩展方案，所述方法特别是可以包括：提供和分析与不同的机动车相关联的多个分别查明的气象区域。基于不同机动车的多个气象信息可以特别可靠且精确地查明相应的气象区域的范围，并且使错误通知率保持得低。
所述方法可以在机动车方面实施，不过由于在车辆车队的范围内利用多个机动车可以汇集多个要处理的信息以及所查明的数据，有利地是在外部的服务器单元和/或后端中进行所接收的数据的处理和分析以及气象区域的查明和验证。
因此，配置有相应的传感机构和通信接口的相应的机动车实现用于查明气象区域的移动的测量站，从而在机动车方面至少实施以下的内容：检测气象所属的特征参量，并且借助于传感机构生成测量信号，以及传输所记录的测量信号和/或所分析的数据。相应的记录的测量信号和/或所查明的位置相关的气象区域可以借助于通信接口发送到外部的服务器单元上并且按照所描述的方法来处理。
因此，所描述的方法能实现收集和整合多个所查明的或可查明的气象区域，这些气象区域相互校正并且能由此证实低的错误通知率，这能进一步实现创建具有经验证的气象区域的有益的气象地图。按照这种方式，能够对不同气象区域进行有益地绘图，从而在气象区域方面预先警告在后跟随的机动车并且例如可以使其考虑备选路线。特别是借助于所描述的方法，分别通过不同的机动车查明、划界和验证连通的气象区域，提高在确定气象区域时的准确度，从而为低的错误通知率做贡献。
所述方法实现将所接收的数据在服务器单元中基于网格地整合，在所述服务器单元中，首先将地球的表面作为所提供的地理数据在表面范围内地以网格覆盖并且被划分成栅格单元，其中，栅格单元的边长预定为小于要重建的气象区域的特征范围。例如用于重建下雨区域的栅格单元具有一千米的边长。
由每个机动车发送的警报消息以几乎实时的方式重建粗略的折线轨迹。如果栅格单元与这样的轨迹相交，则对于所述栅格单元使数值计数器增值并且重置时间计数器。此外，为了避免在所重建的各气象区域之间的空隙，也更新所有八个相邻单元的相应的计数器。不过，增值对每个机动车在预定的时间段之内优选仅实施最多一次，以便避免由单个机动车进行双重通知。
除了轨迹与栅格单元的纯交叉，还可以考虑其他的判据，例如之前描述的行驶行为，以便验证气象相关的危险情况的识别。
本发明的另一方面涉及一种用于查明气象区域的装置，所述装置设置为用于实施之前所描述的方法之一。这样的装置例如实现为服务器单元或后端，并且构成为用于接收、处理和发送数据，所述数据与该方法相关联地查明或分析。备选地或附加地，也可以使机动车的控制单元作为能胜任探测气象区域和用实施所描述的各方法之一的装置。但特别是鉴于来自不同的机动车的多个要处理的测量信号、数据和信息，优选在机动车外部的后端中实施所描述的方法。
此外，本发明的另一方面涉及一种用于查明气象区域的系统，所述系统包括机动车和之前所描述的装置的实施方案。所述机动车具有传感机构和通信接口，并且因此实现用于探测气象区域的移动的测量站，并且特别是在具有多个这样的机动车的车辆车队之内的配合作用下能实现以低的错误识别率识别和验证气象区域。
附图说明
以下借助于示意性的各附图更详细地阐明本发明的各实施例。图中：
图1示出用于查明气象区域的系统的一个示意性的实施例，
图2示出用于查明气象区域的系统的另一个示意性的实施例，
图3A-3D示出用于查明气象区域的示意性的实施例，
图4A-4B示出用于查明气象区域的示意性的实施例，
图5示出用于查明气象区域的方法的示例性的流程图。
具体实施方式
跨附图地利用相同的附图标记来标记结构或者功能相同的元件。出于清晰性的原因，可能不在所有附图中利用附图标记来标记所示的各元件。
图1以示意性的俯视图示出用于利用机动车1查明气象区域10的系统的一个实施例。所述系统还具有包括通信接口5和传感机构4、6、8、9的设备，所述传感机构借助于机动车1的控制单元3与通信接口5在信号技术上耦联。所述通信接口5设置为用于与在机动车1外部的服务器单元7双向地通信并且向所述服务器单元发送数据以及从所述服务器单元接收数据。
所述具有传感机构4、6、8、9和通信接口5的设备能实现检测相应的物理特征参量和生成所属测量信号，处理所述测量信号以用于查明气象区域10。如借助于以下图2至5所阐明的那样，所述系统和方法能实现可靠且精确地识别气象区域10并且为低的错误通知率做贡献，所述低的错误通知率能够进一步对所属的道路交通产生有利影响。
所述传感机构能实现检测测量信号，所述测量信号包括具有气象相关的信息的数据或者至少包括能够对查明气象区域10产生影响的信息。传感机构例如包括位置传感器4、摄像机6、下雨传感器8和亮度传感器9，以用于检测所属的特征参量并且产生所属的测量信号。借助于位置传感器4(例如根据基于卫星的位置检测系统的GNSS传感器)，所记录测量信号可以是位置有关且参照地理的。
可以借助于所述传感机构生成相应的测量信号并且借助于通信接口5为了储存和处理而将其发送到外部的服务器单元7和/或后端20上(参见图2)。测量信号的检测以及数据的发送和接收可以借助于控制单元3来控制。数据或特征参量的查明以及所述方法的实施优选是借助于服务器单元7和/或后端20的计算与存储单元来进行。备选地或附加地，也可以在车辆方面在控制单元3中实施各方法步骤，于是所述控制单元对此能胜任。在此，所述服务器单元7和后端20可以实现两个彼此分开的单元并且构成为一个共同的中央单元。
图2示意性示出按照图1的系统在道路区段12上，所述道路区段引导穿过具有表明雷雨的气象区域10。所述机动车1具有传感机构4、6、8、9、控制单元3和通信接口5。机动车1例如代表轿车并且沿着道路走向行驶，从而借助于位置传感器4可以查明机动车1的行驶路径的轨迹14。此外，可以借助于位置传感器4或者通过车轮转速来查明机动车1的实际速度作为当前的速度。
机动车1将所检测的事件(例如识别出下雨、识别出环境亮度、轨迹14和/或所检测的速度)借助于通信接口5通过无线网络连接传输到服务器单元7和/或后端20的接收装置上。由相应的接收装置接收的事件包括事件的类型和位置(例如GNSS位置)，并且所述事件参照了地理。
此外，在用于查明气象区域10的方法的范围内处理包含(例如以道路地图或地形地图的形式的)地理信息的数据。借助于创建网格将可供使用的地图划分成各个栅格单元13，所述各个栅格单元彼此邻接并且具有相应的边长17。网格化的地理数据可以不同或相同地设计相应的栅格单元13的相应的长度和相应的宽度，从而所述各栅格单元13相应地构成为长方形或正方形。
在图3A至3D中示意性示出用于识别和验证气象区域10的方法的各个步骤，所述方法可以根据按照图5的流程图来实施。在所述方法的步骤S1中，例如由服务器单元7和/或后端20接收可供使用的数据，所述数据包括具有地理数据的地图信息。这些数据例如可以以数字的道路地图或地形地图的形式由地图供应商提供。
在所述方法的步骤S3中，所提供的地形地图被具有预定的边长17的多个栅格单元13按照网格划分(参见图3A)。所述边长17例如是与要检测的气象区域10相协调地构成，从而例如在下雨的情况下可以将一千米的边长17视为是有益的。
在下一步骤S5中，例如借助于下雨传感器8记录测量信号并且查明是否下雨。这样的测量值记录和气象区域10的查明可以在预定的时间间隔内、例如以分钟间隔循环地实施。备选地或附加地，可以根据机动车1的速度来实施所述测量值记录，因为按照所述速度驶过行驶路径的更大或更小的路程区段。所述测量值记录的位置实现参照地理的更新位置16，根据所述更新位置可以查明机动车1的轨迹14，所述轨迹例如形成为在相应的两个更新位置16之间的直线区段的相互连接(参见图3A)。
例如每隔60秒和/或每隔两千米实施一次测量值记录并且构成一个更新位置16，优选是所述二者中的哪个事件更早发生。按照相应的栅格单元13的单元尺寸的选择，也可以对于更新时间或更新地点预定另外的值，以便例如根据相应的栅格单元13的边长17和由此产生的单元尺寸来保证对于每个栅格单元13和轨迹14至少一个测量点。
如果例如探测到危险的气象情况，则在下一步骤S7中向外部的服务器单元7和/或后端20传输所属的数据。例如可以由至少M个连续的栅格单元13重建危险的气象地带，所述各栅格单元在最后的T秒之内已经与至少N个轨迹14相交。传感器噪声和错误通知可以通过以下方式减少，即选择轨迹的数量为N>1，并且因此对于每个栅格单元13需要来自多个机动车1的警报通知作为确认。每个相交的栅格单元13视为被标记的并且其相邻的栅格单元13被设置到“激活”的状态中(参见图3B和3C)。
在下一步骤S9中，基于所述视为激活的各栅格单元13查明连续的气象区域10(参见图3D)。只要重建了连通的气象区域10，则可以在该区域内对于所有激活的栅格单元13启动计时器或者时间计数器。如果在栅格单元13之内接收到了或根据相应的轨迹14查明了新的警报消息，则重置其计时器。在计时器期满之后，重新将相应的栅格单元13设置为未激活。按照这样的方式例如可以展现正在运动的气象区域。
基于所查明的气象区域，现在可以对于由重建的气象区域10的栅格单元所覆盖的所有道路输出警报通知。
相似于图3C和3D，在图4A和4B中示出栅格单元13和所属的经查明的气象区域10的标记，所述气象区域与按照图3A至3D的实施例的区别在于通过两辆机动车1来查明。特别是在被标记的或设置为激活的栅格单元13(在左上的图像区域中标记的栅格单元13)重叠的区域内存在所查明的气象区域10的更高的准确度，因为所述气象区域被两个不同的机动车驶过并且分别查明的气象区域10已经被另一个机动车1验证。特别是可以对于分别查明的气象区域10的重叠区域输出警报通知。
此外，在所述方法的范围内，特别是可以在由不同机动车1组成的作为车辆车队的配合作用下分别根据机动车1通过服务器单元7和/或后端20来相互处理和分析多个这样的所检测的数据和所查明的信息。这样的方法特别是利用各机动车1的彼此网联或者多个机动车1与外部的服务器单元7和/或后端20的网联，从而基于所查明的数据与所接收的地图信息的融合以及借助于所谓的众包的证实能够特别可靠地查明和验证气象区域10，并且能够为低的错误通知率做贡献。
附图标记列表
1 机动车
3 控制单元
4 位置传感器
5 通信接口
6 摄像机
7 服务器单元
8 下雨传感器
9 亮度传感器
10 雷雨区域
11 网格
12 道路区段
14 机动车的轨迹
16 更新位置
20 后端
S(i) 用于对于机动车重建现场的方法的相应步骤

Claims (12)

1.用于为机动车(1)查明气象区域(10)的方法，所述机动车配置有传感机构(4、6、8、9)和通信接口(5)，所述传感机构和通信接口在信号技术上相互耦联，所述方法包括：
-接收包括地图形式的地理信息的数据，
-借助于将所接收的数据划分成多个彼此邻接的栅格单元(13)来创建网格(11)，
-提供传感机构的测量信号，所述测量信号代表在所述各栅格单元(13)之一中与位置有关的局部的气象情况，并且
-根据所提供的测量信号对于相应的栅格单元(13)查明局部的气象区域(10)。
2.权利要求1所述的方法，包括：
根据所述传感机构的测量信号对于相应的栅格单元(13)以及对于与所述栅格单元(13)相邻接的栅格单元(13)查明局部的气象区域(10)。
3.按照权利要求1或2所述的方法，包括：
-根据所述传感机构的测量信号创建警报消息，并且
-如果机动车接近所查明的气象区域(10)，则向所述机动车(1)输出所创建的警报消息。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其中，相应的栅格单元(13)的边长(17)构成为根据要查明的气象区域(10)来预定。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，包括：
-根据所述传感机构的测量信号设计机动车(1)的轨迹(14)，
-查明在所设计的轨迹(14)与相应的栅格单元(13)之间的重叠，并且
-根据所查明的重叠对于相应的栅格单元(13)查明局部的气象区域(10)。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，包括：
-分别为相应的栅格单元(13)设置数值计数器，所述数值计数器根据所述传感机构的测量信号而具有预定的值，并且
-使如下栅格单元(13)的相应的数值计数器增值，对于所述栅格单元提供传感机构的测量信号和/或查明气象区域(10)。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，包括：
-分别为相应的栅格单元(13)设置时间计数器，所述时间计数器根据传感机构的测量信号而具有预定的值并且代表预定的时间段，并且
-使如下栅格单元(13)的相应的时间计数器重置，对于所述栅格单元提供传感机构的测量信号和/或查明气象区域(10)。
8.按照权利要求6或7所述的方法，包括：
使如下栅格单元(13)的相应的计数器增值，对于所述栅格单元以及对于与所述栅格单元(13)相邻接的栅格单元(13)查明气象区域(10)。
9.按照权利要求1至8之一所述的方法，包括：
-根据所述传感机构的测量信号查明机动车(1)的当前的行驶行为，并且
-根据所查明的行驶行为，对于相应的栅格单元(13)查明局部的气象区域(10)。
10.按照权利要求1至9之一所述的方法，包括：
-提供与不同的机动车相关联的多个分别查明的气象区域(10)，
-分析多个经查明的气象区域(10)并且查明相应的气象区域(10)的范围。
11.用于查明气象区域(10)的装置，所述装置设置为用于实施按照权利要求1至10之一所述的方法。
12.具有按照权利要求11所述的用于查明气象区域(10)的装置的机动车(1)，所述机动车具有控制单元(3)、传感机构(6、8、9)和通信接口(5)，所述控制单元、传感机构和通信接口在信号技术上相互耦联。
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