DE102005053461B4

DE102005053461B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Verkehrssteuerung

Info

Publication number: DE102005053461B4
Application number: DE102005053461A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. Woesler
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2025-11-05
Also published as: DE102005053461A1

Abstract

Vorrichtung zur Verkehrssteuerung, umfassend mindestens zwei Kamera-Rechnersysteme, die räumlich getrennten Lichtsignalanlagen zugeordnet sind, sowie einen zentralen Verkehrssimulationsrechner, wobei der zentrale Verkehrssimulationsrechner anhand der Daten der verteilten Kamera-Rechnersysteme und von Daten von XFCD-Fahrzeugen eine Verkehrssimulation durchgeführt wird, wobei die XFCD-Fahrzeuge zusätzlich mitteilen, ob diese mit einem ACC-Fahrerassistenzsystem ausgestattet sind, wobei in der Simulation Steuerphasen der Lichtsignalanlagen und Geschwindigkeiten der Verkehrsteilnehmer variiert werden, wobei aus den verschiedenen Simulationen ein lokales Optimum ermittelt wird und die zugehörigen Parameter für die Steuerphasen der Lichtsignalanlagen diesen von dem zentralen Verkehrssimulationsrechner übermittelt werden und mindestens die zugehörigen Geschwindigkeiten für die Fahrzeuge an die XFCD-Fahrzeuge übermittelt werden, wobei aus den Daten der Kamera-Rechnersysteme sowie den Meldungen von XFCD-Fahrzeugen mit ACC eine Dichte von ACC-Fahrzeugen abgeschätzt wird, wobei Straßenabschnitten mit höherer ACC-Dichte mehr Verkehr zugewiesen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verkehrssteuerung.
Aus der EP 14 89 552 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Erkennung und/oder Wiedererkennung von Objekten in der Bildverarbeitung mittels mindestens eines Kamera-Rechner-Systems bekannt, welches mit mindestens einer Kamera und mindestens einer Recheneinheit ausgebildet ist, wobei mit dem Kamera-Rechner-System mindestens ein Abbild einer Fläche eines Objektes erfasst und mindestens ein zugehöriger Kamerasensorpixelwert ermittelt wird, wobei mindestens ein Bereich ermittelt wird, welcher über die Fläche in die Kamera reflektiert wird, mindestens ein Sensorpixelwert des Bereiches durch die Recheneinheit ermittelt wird, ein Reflexionsanteil mindestens in Abhängigkeit von dem mindestens einen Sensorpixelwert des Bereiches ermittelt wird und der Sensorpixelwert der Fläche um den Reflexionsanteil korrigiert wird. Dieses Verfahren zur Fahrzeugerkennung und -wiedererkennung hat den Vorteil gegenüber z.B. einer Nummernschilderkennung und -wiedererkennung, dass preiswerte Kamerasensoren mit grober Ortsauflösung verwendet werden können, welche i.allg. an vorhandener Infrastruktur wie z.B. Gebäuden installiert werden können. Weiter können in das Verfahren weitere Daten wie zeitlich hochaufgelöste Daten von Induktionsschleifen zur Fahrzeugerkennung Integriert werden, indem diese Daten geeignet transformiert werden und gewichtete Abweichungen der transformierten Daten für je zwei Objekte berücksichtigt werden bei der Berechnung der gesamten gewichteten Abweichung als weitere Parameter für die Erkennung und -wiedererkennung von Objekten. Dadurch werden Objekte korrekt unterschieden, die beispielsweise optisch sehr ähnlich sind, sich jedoch ausreichend bezüglich ihrer Induktionsschleifendaten unterscheiden. In analoger Weise können Daten aus Kameras an Fahrzeugen extrahiert werden, und Daten aus Radar- und Laserdetektoren, Ultraschallsensoren, XFCD, luft- oder allgestützter Verkehrserfassung integriert werden. Weiter kann eine verbesserte Netzsteuerung und/oder Steuerung von Lichtsignalanlagen (LSA) erzielt werden, indem die Informationen über ermittelte Abstände, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der einzelnen Fahrzeuge vor einer LSA mitberücksichtigt werden. Die Verkehrsinformationen wie Fahrzeuge und/oder Reisezeiten können neben der LSA- Steuerung zur Steuerung von Informationssignalanlagen wie beispielsweise Richtgeschwindigkeitssignalanlagen verwendet werden. Die Hinweise können auch direkt an XFCD-Fahrzeuge und/oder tragbare Systeme wie PDA's mit Ortungssystem übermittelt werden. Informationen z.B. von XFCD-Fahrzeugen, die Rückschlüsse über die Witterung etc. enthalten, wie beispielsweise über Sichtweite, Glatteis oder über starken Regen, können an die Verkehrssteuerungs-/Routingsysteme und an die Fahrzeugerkennungssoftware weitergeleitet werden. Die Informationen können berücksichtigt werden zur verbesserten Wahl von Parametern des Erkennungs- und Wiederkennungsalgorithmus, um die Ausgabeergebnisse weiter zu verbessern. Mit allen elektrischen Informationssystemen an der Straße und Informationen an XFCD-Fahrzeugen kann eine konzertierte Verkehrssteuerung zusammen mit den LSA-Steuerungen und Geschwindigkeitsbegrenzungssignalanlagen durchgeführt werden, vorzugsweise unter zu Hilfenahme der Ergebnisse von Verkehrssimulationen. In Bereichen flussaufwärts von detektierten Staus kann der Zufluss in den Stau verringert werden durch entsprechend kürzere Grünzeiten und verringerte zulässige Fahrzeuggeschwindigkeiten und erhöhte Grünzeiten für eine Umleitungsroute zusammen mit erhöhten zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
Aus der EP 13 20 063 A2 ist ein Verfahren zur Objekterkennung mittels 3D-Featuredetektion bekannt, wo eine Fahrzeugecken- bzw. -kantendetektion beschrieben ist.
Aus der DE 100 29 816 A1 ist ein fahrerunterstützendes Assistenzsystem unter Einbeziehung von GPS-Daten zur Ermittlung des aktuellen Fahrzeugortes und digitalen Straßenkarten zur Erfassung der örtlichen Straßenführung und einer Ausgabe von rechnerunterstützt ermittelten Fahrempfehlungen an den aufrufenden Systemnutzer bekannt, wobei zur Berechnung der Fahrerempfehlungen FCD-Daten und X-FCD-Daten zur Erfassung der eigenen Fahrsituation und der vorausliegenden Verkehrssituation berücksichtigt werden. Die Fahrerempfehlungen können Hinweise zu einer auf die Verkehrssituation und Streckenführung angepassten optimalen Geschwindigkeit, Beschleunigungsausführung, Abstandshaltung zum Vordermann und Spurwahl enthalten. Mit den FCD-Systemen werden Verkehrsflussdaten erfasst. Mit den X-FCD-Systemen werden diverse andere Betriebszustände der Fahrzeuge erfasst, die zusätzlich Auskunft über Fahrzeugtypen und das Verkehrsverhalten der Fahrzeuge geben können, wie z.B. Blinkerbetätigungen, Abstände, Beschleunigungs- und Bremsverhalten, individuelle und kollektive Bewegungszustände.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verkehrssteuerung weiter zu verbessern.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Kamera-Rechnersysteme, die räumlich getrennten Lichtsignalanlagen zugeordnet sind, sowie einen zentralen Verkehrssimulationsrechner, wobei der zentrale Verkehrssimulationsrechner anhand der Daten der verteilten Kamera-Rechnersysteme und von Daten von XFCD-Fahrzeugen eine Verkehrssimulation durchführt, wobei in der Simulation Steuerphasen der Lichtsignalanlagen und Geschwindigkeiten der Fahrzeuge variiert werden, wobei aus den verschiedenen Simulationen ein lokales Optimum ermittelt wird und die zugehörigen Parameter für die Steuerphasen der Lichtsignalanlagen diesen von dem zentralen Simulationsrechner übermittelt werden und mindestens die zugehörigen Geschwindigkeiten für die Fahrzeuge an die XFCD-Fahrzeuge übermittelt werden. Erfindungsgemäß wird also ausgehend von einer aktuellen Verkehrssituation ermittelt, durch welche Änderungen der Lichtsignalanlagen und Fahrzeuggeschwindigkeiten der Verkehrsfluss optimiert werden kann. Da das lokale Optimum gegebenenfalls Geschwindigkeiten für die Fahrzeuge angenommen hat, die diese tatsächlich nicht aufweisen, müssen die Fahrzeuge über die für den Verkehrsfluss optimaleren Geschwindigkeiten informiert werden. Bestimmte Randwerte sind einzuhalten. So dürfen beispielsweise bestimmte Geschwindigkeiten nicht überschritten und Rotphasen nicht zu lang gewählt werden. Mittels der Kamera- Rechnersysteme können nicht nur Fahrzeuge erkannt bzw. wiedererkannt werden, sondern auch Radfahrer und Fußgänger, was die Erfassung der aktuellen Verkehrssituation sowie die Simulation verbessert. Darüber hinaus ist es dadurch möglich, nicht nur den Fahrzeugen sondern auch den Radfahrern bzw. Fußgängern Geschwindigkeiten vorzugeben, die für den Verkehrsfluss bzw. ihre Reisezeit optimiert sind, um beispielsweise längere Wartepausen an Rotphasen der Lichtsignalanlage zu verhindern. Insbesondere kann z.B. mittels akustischem Signal einem Radfahrer mitgeteilt werden, ob er zum Erreichen seiner nächsten LSA bei Grün schneller oder langsamer fahren müsste als er es derzeit tut. Hierzu müssen diese mit Empfangsgeräten wie beispielsweise geeigneten PDA's ausgerüstet sein. Die Daten der XFCD-Fahrzeuge können neben der Geschwindigkeit, Witterung, Verkehrsaufkommen auch aktuell befahrene Routen eines Navigationssystems sein. Dabei sei angemerkt, dass die XFCD-Fahrzeuge ihre Daten direkt und/oder über dezentrale Empfänger wie beispielsweise die LSA oder Baken an zentrale Simulationsrechner übermitteln können.
XFDC-Fahrzeuge werden so erweitert, dass sie mitteilen, ob sie über Active Cruise Control (ACC)-Fahrerassistenzsysteme oder ähnliche Systeme verfügen. Dabei wird Straßenabschnitten, auf denen mehr ACC-Fahrzeuge dem System bekannt sind, entsprechend etwas mehr Verkehr zugewiesen. Der Grund hierfür liegt darin, dass nachweislich bei höherer Dichte von Fahrerassistenzsystemen wie ACC der Verkehrsfluss besser ist.
Neben ACC können weitere Fahrzeugausstattungen, wie ABS (Anti-Blockier-System), ASR (Antriebsschlupfregelung) und ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) ebenfalls gemeldet und in der Simulation des Verkehrs berücksichtigt werden zur weiteren Optimierung der Simulation bzw. Verkehrssteuerung. Fahrerverhaltensänderungen der Fahrer mit ABS etc. können berücksichtigt werden. Z.B. kann ein ABS-Fahrzeug melden, dass es im Heckscheibenbereich Bremsleuchten hat, damit der Hintermann schneller bremsen kann. In der Simulation kann dann berücksichtigt werden, dass der Hintermann bei starkem Bremsen des ABS-Fahrzeugs im Allgemeinen ebenfalls früher bremst. Dies verbessert die Simulation in solchen Straßenabschnitten.
Mit Videodetektoren können in einem bestimmten Ortsbereich vor einer Lichtsignalanlage (LSA) Verkehrsdaten gewonnen werden. Diese Informationen ermöglichen ein verbessertes Schalten zwischen Grün- und Rotphase, so dass die Wartezeit der Fahrzeuge vor der LSA pro Umlauf verringert wird. Z.B. kann die Grünzeit einer Richtung bei größerer maximaler Aufstelllänge bei der nächsten Grünphase der Richtung verlängert werden, sofern eine maximale Dauer nicht überschritten wird. Alternativ kann eine Grünphase verlängert werden, so dass zwischen dem letzten durchgelassenen Fahrzeug und dem nächsten eine gewisse Mindestlücke liegt, bis zu einer Obergrenze der Grünzeit.
Um die Anzahl der Kameras, die einen Kostenfaktor darstellen, niedrig zu halten, kann oft nur in einem begrenzten Bereich vor einer LSA eine sichere Verkehrsdatenextraktion erfolgen. Wenn man z. B. die maximale Aufstelllänge pro Umlauf zur Steuerung der LSA verwendet, so wird bei starkem Verkehr die maximale Aufstelllänge oft über der liegen, die von der Kamera sicher erfasst werden kann.
Wenn es mehr als z.B. in 70% der Fälle der Fall ist über einen Zeitraum von z.B. 5min, kann anstelle der mit Videodetektoren ermittelbaren Zeitlücke für eine Zeitlückensteuerung oder der ermittelbaren maximalen Aufstelllänge eine pro LSA-Umlauf zeitlich gemittelte Aufstelllänge oder diejenige, die zu einer definierten Zeit nach Beginn der Rotphase vorliegt, oder die detektierte Fahrzeugdichte etwa zu Beginn der Rotphase, berücksichtigt werden, um eine LSA-Steuerung durchzuführen. Hierdurch kann auch bei sehr dichtem Verkehr auf beiden sich kreuzenden Straßen, wenn die maximale gemessene Aufstelllänge bereits immer etwa den gesamten von der Kamera ausgewerteten Bereich umfasst oder die Zeitlücken alle gering sind, noch eine Verbesserung der LSA-Steuerung erzielt werden, indem dann der Straße, z.B. deren Fahrzeugdichte kurz nach Beginn der Rotphase höher ist, im Folgenden eine verlängerte Grünzeit gegeben wird, bis zu einem bestimmten maximalen Verhältnis von Grün- zu Rotzeit. Zudem kann hierbei die summierte Aufstelllänge der zuführenden Straßen unter Berücksichtigung der empirisch ermittelten oder geschätzten üblichen Abbiegewahrscheinlichkeiten mitberücksichtigt werden, indem der Straße mit höherer summierter Aufstelllänge mehr Grünzeit gegeben wird. Für Fahrzeuge, deren geplante Routen einem Routingdienst vorliegen, der sie mit Einwilligung der Nutzer der Verkehrssteuerung zur Verfügung stellt, können die genauen Routen anstelle der einfachen Abbiegewahrscheinlichkeiten oder als Ergänzung der Daten berücksichtigt werden. Gleiches gilt für übermittelte Routen von XFCD-Fahrzeugen.
Die erwähnten Abbiegewahrscheinlichkeiten wiederum können zeitabhängig – ermittelt in einem bewegten Zeitfenster – und eventabhängig durch die Videodetektoren ermittelt werden, und in die Simulation auch unter Berücksichtigung einer u.a. mithilfe historischer Daten gewonnenen Prognose einfließen.
Weiter kann eine verbesserte Netz- und/oder LSA-Steuerung erzielt werden, indem die Informationen über ermittelte Abstände, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der einzelnen Fahrzeuge vor einer LSA mitberücksichtigt werden. Schätzungen für die Zeiten, wann die Fahrzeuge an der Haltelinie ankämen, können daraus mit der Annahme konstanter Beschleunigung bis zur Richtgeschwindigkeit bzw. beim Abbiegen bzgl. der Geschwindigkeit, die üblich beim Abbiegen erreicht wird, oder aus einer Verkehrssimulation errechnet werden und somit kann eine verbesserte Grünzeit berechnet werden zur Verringerung der mittleren Reisezeiten, indem insbesondere Grünzeiten um einen kleinen Betrag verlängert werden können, wenn dadurch Fahrzeuge passieren können und nach Ihnen eine größere Zeitlücke vorhanden ist, und indem Grünzeiten um einen Betrag verkürzt werden können, wenn keine Fahrzeuge mehr in einem Bereich vor der LSA sind.
Die oben beschriebenen erweiterten Verkehrsdaten verbessern die Datenbasis und ermöglichen somit eine verbesserte Verkehrssteuerung. Mit Videodetektion erfasste Fußgänger und Radfahrer können ebenfalls berücksichtigt werden. Radfahrer auf der Fahrbahn können als Fahrzeuge mit entsprechend geringerer Maximalgeschwindigkeit, geringerer Breite und weiteren Eigenheiten modelliert werden, und in der Simulation als im Allgemeinen an der Seite fahrend modelliert werden, wobei das Simulieren des Überholens durch Fahrzeuge im einfachsten Falle so durchgeführt wird als wenn kein Radfahrer vorhanden wäre. Nebeneinander detektierte Fahrräder hingegen können in der Simulation im einfachen Falle beim Überholen durch Fahrzeuge so berücksichtigt werden, dass ein Abstand zu Verkehrsteilnehmern bleibt und bei durchgezogener Linie und kurz vor LSA's kein Überholen mehr stattfindet. In der Simulation für eine Verkehrsteuerung kann, wie für Busse bekannt, Fahrzeugen eine höhere Priorität zugeordnet werden als Radfahrern. Fußgängern kann optional eine noch etwas geringere Gewichtung zugewiesen werden. Die Fußgängeranzahl vor einer LSA kann anhand der Videoerfassung grob geschätzt werden bzw. ein Bereich, in dem sich Fußgänger befinden. Bei extrem übermäßigem Andrang an einer LSA kann nicht mehr direkt erfasst werden, welcher Anteil der Fußgänger über die eine oder andere Straße gehen möchte. Hier kann anhand der Detektionsergebnisse z.B. bei den letzten jeweiligen Grünphasen, bei denen eine videobasierte Schätzung der Anteile der Fußgängerströme über die eine bzw. andere Straße erfolgte, geschätzt werden, dass der Anteil etwa der gleiche wäre; dies kann in der Simulation angesetzt werden. Parameter des Verhaltens von Fußgängern in der Simulation können gemäß bekannter Simulationen gesetzt werden, oder optional anhand von Vergleich von extrahierten Daten mit der Simulation festgelegt und optional adaptiv optimiert werden. In Bereichen, in denen Fußgängerpulks per Videodetektion geschätzt werden, kann eine Simulation mit einer Verteilung gemäß einer geschätzten üblichen Fußgängerdichte durchgeführt werden. Auch kann eine Schätzung der Anteile anhand von Wissen von Routingsystemen erfolgen, wenn z.B. gewisse Routen bzw. Ziele von Fußgängern häufig angefragt wurden oder gar für einzelne Fußgänger Ort, Ziel und angefragte Route auf freiwilliger Basis dem System zur Verwendung bekannt gemacht werden. Des Weiteren kann Eventwissen berücksichtigt werden, z.B. wird vor einem Kino oder Stadium vor den Eventzeiten üblich ein erhöhtes Aufkommen in Richtung auf Gebäudeeingänge hin erfolgen, was auch bei der Erstellung einer Verkehrsprognose berücksichtigt werden kann, indem man etwas längere Grünzeiten für die entsprechenden Fußgängerüberwege ansetzt sowie verlängerte Dauer der Belegung der Überwege durch Fußgänger. Das Ende der Fußgängergrünzeit kann, insbesondere bei geringem Fahrzeugverkehr, in der Simulation auf einen Zeitpunkt, bei dem der detektierte Fußgängerstrom – bzw. bei ausreichendem Detektionsbereich der simulierte Fußgängerstrom – um mehr als einen bestimmten Abstand abreißt bzw. im Bereich direkt vor der Straße keine Fußgänger mehr detektiert werden bzw. eine maximale Grünzeit erreicht wäre, festgelegt werden. In Zusammenhang mit einer durch Knopfdruck aktuierten Grünphase kann, wenn nur etwa ein Fußgänger vorhanden ist, oft die Grünzeit deutlich reduziert werden – wobei eine minimale aktuierte Grünzeit von z.B. 3 Sekunden festgelegt werden kann -, wodurch der Fahrzeugverkehr mehr Grünzeit erhalten kann, wodurch sich die mittleren Reisezeiten reduzieren lassen.
Zusätzlich kann bei Detektion z.B. eines Fußgängers auf der Fahrbahn in einem Bereich, indem eine feindliche Verkehrsrichtung Grün hat, ein Alarm an eine Zentrale mit einem Operator gegeben werden und komprimierte Bildern übermittelt werden, so dass der Operator nach Vergewisserung bzgl. des Problems z.B. eine zeitlang allen Richtungen Rot geben kann. Optional kann z.B. ein zusätzliches Blinksignal auf der LSA befestigt und automatisch durch die Videodetektion ausgelöst werden. Optional kann das Videodetektionssystem automatisch ein Signal an die Verkehrssteuerung geben, so dass z.B. alle Anlagen auf Rot schalten, bis kein Fußgänger mehr im Gefahrenbereich detektiert wird.
In Straßenbereichen, in denen Verkehrsdaten bekanntermaßen fehlen, kann ein geeignetes Auffüllen mit virtuellen Daten aus einer Verkehrssimulation erfolgen. Das Auffüllen kann zu Beginn mit dem Mittelwert aus den mittleren Dichten oder deren Schätzwerten und/oder dem Mittelwert aus den mittleren Flüssen oder deren Schätzwerten zwischen je zwei überwachten Bereichen durchgeführt werden, wobei überschüssige bzw. fehlende Fahrzeuge am nächsten überwachten Ort entfernt bzw. integriert werden, und anschließend kann mit den gemäß der Simulation sich ergebenden Werten aufgefüllt werden. Wenn z.B. nur mittlere Geschwindigkeit vorhanden ist, kann anhand von Fundamentaldiagrammen des Verkehrs, die auch in Abhängigkeit von Größen einer LSA-Steuerung wie Zeit-Offsets verwendet werden können, Größen wie z.B. der Fluss inklusive Unsicherheitsbereich grob geschätzt werden. Abbiege- und gegebenenfalls Spurwechselverhältnisse können zunächst geschätzt und später durch Vergleich von Simulationsergebnissen und realen Daten adaptiert werden. Zudem kann an einem Detektorort mit der Verkehrssimulation bis zu einem bestimmten Zeitbetrag vorwärts und rückwärts für die entsprechenden benachbarten Ortsbereiche der Verkehr simuliert werden, so dass der Verkehr insgesamt dadurch noch besser im System abgebildet wird. Für Verkehrsteilnehmer, deren Route mittels eines Routingdienstes, den das Fahrzeug nutzen möchte, dem Verkehrssimulationssystem auf freiwilliger Basis bekannt gemacht worden ist, kann die entsprechende Route in der Simulation berücksichtigt werden. Für andere Fahrzeuge kann insbesondere für eine Verkehrsprognose eine Route in der Verkehrssimulation berücksichtigt werden, die mit Hilfe einer synthetischen Bevölkerung und entsprechender Zielort und Routenwahl generiert wird. Bei der Auswahl einer bestimmten Grünzeitverteilung wird vorzugsweise neben dem Kriterium möglichst geringer mittlerer Reisezeit zudem das Kriterium verwendet, dass extrem hohe Wartezeiten einzelner Fahrzeuge vermieden werden, indem insbesondere wenigen detektierten Fahrzeugen, die auf einer kleinen Straße vor einer LSA und einer Kreuzung mit einer großen Straße mit viel Verkehr warten, nicht mehr als eine bestimmte maximale Rotzeit zugemutet wird. Bei einem Objekterkennungssystem mit unsicherer Fahrzeugdetektion wird generell eine Obergrenze der Dauer der Phase Rot verwendet, damit nicht detektierte wartende Fahrzeuge nicht extrem lange Reisezeiten erhalten.
Die mittels Fahrzeugwiedererkennungssystemen auf Abschnitten berechneten Reisezeiten können unter zu Hilfenahme von Fundamentaldiagrammen des Verkehrs und/oder mittels Verkehrssimulation verwendet werden, um eine Information über die Anzahl der Fahrzeuge im nicht überwachten Gebiet und somit über die Fahrzeugdichte zu erzeugen. Damit kann die LSA-Steuerung weiter verbessert werden, indem im einfachen Falle bei Fahrspuren bzw. Straßen mit höherer Dichte von Fahrzeugen die Grünphase der entsprechenden Fahrspur bzw. Straße vorausschauend erhöht wird. Die Verkehrsinformationen inklusive Reisezeiten können neben der LSA-Steuerung zur Steuerung von Informationssignalanlagen wie z.B. Richtgeschwindigkeitssignalanlagen, Warnhinweissignalanlagen, Wechselverkehrszeichen (WVZ), Parkraumbelegungshinweisen oder Wechselwegweiser verwendet werden. Die diversen Signalanlagen können manuell, anhand von programmierten Erfahrungskriterien und -regeln und/oder anhand einer Simulation verschiedener Möglichkeiten und anschließender Auswahl einer gemäß einem Kriterium optimalen Möglichkeit gesteuert werden, wobei die Simulation hierarchisch durchgeführt werden kann, so dass zunächst die wichtigsten Steuermaßnahmen festgelegt werden und danach die jeweils feineren Steuermaßnahmen. Die Hinweise können auch direkt an XFCD-Fahrzeuge und/oder tragbare Systeme wie PDA's mit GPS o. ä. übermittelt werden. Wenn der Verkehr sich im für die Entstehung von Staus kritischen Bereich z.B. von Fundamentaldiagrammen des Verkehrs befindet, erniedrigt man vorzugsweise insbesondere flussaufwärts die Richtgeschwindigkeit zur Vorbeugung von Staus. Gemäß der Simulation prognostizierten Staus oder kritischen Situationen kann vorgebeugt werden, indem der Zufluss in das Segment verringert wird. Als Stau kann auch eine detektierte Folge von Fahrzeugen aufgefasst werden, die unterhalb einer kleinen Schwellengeschwindigkeit fahren, wobei die Folge eine Mindestlänge überschreitet und nicht vor einer LSA beginnt, oder vor einer LSA beginnt und dann länger ist als eine Länge, die im einfachen Falle bei einer mittleren Grünzeit unter via Simulation berücksichtigter üblicher Reaktionszeit der Fahrer nicht ausreicht, um die Folge aufzulösen. Auch kann eine Schleife in einem bestimmten Abstandsbereich vor einer LSA, die bei Ende der Grünphase wiederholt viele Fahrzeuge detektiert, als Staukriterium dienen. (X)FCD-Fahrzeuge können ebenfalls zur Staudetektion eingesetzt werden, insbesondere sofern die Fahrzeuge die Information versenden, ob sie unterwegs sind bzw. wenn z.B. Taxi-FCD die Information geben, ob sie gerade eine Fahrt ausführen und eine ID der Fahrt senden: wenn sie einen Link, d.h. einen Straßenabschnitt zwischen zwei Kreuzungen, passiert haben, kann anhand der Positionsmeldungen für den Fall, dass die Fahrt-ID nicht wechselte, die Reisezeit für den Link ermittelt werden, und sofern dieser oberhalb einer kritischen Zeit liegt, kann die Gefahr, dass ein Stau entstehen könnte, gemeldet werden, und sofern sie oberhalb einer bestimmten zweiten Schwellenzeit liegt, kann ein Stau gemeldet werden, und oberhalb einer weiteren Schwellenzeit, dass ein Link zeitweilig blockiert ist – diese Dinge können auch gemeldet werden, bevor der Link wieder verlassen wurde, wodurch dem System ermöglicht wird, schneller und somit besser zu reagieren. Auch ohne Versenden der Fahrt-ID können derartige Dinge durchgeführt werden, nämlich, wenn die Zentrale eine Fahrt-ID vergibt, speichert und dem Verkehrssimulationssystem mitteilt. Solange ein Fahrzeug nahe dem Startort detektiert wird und sobald es nahe dem Ziel detektiert wird, kann das Verkehrssimulationssystem die jeweiligen Positionsdaten verwerten, es werden somit nur die Positionen berücksichtigt, während derer tatsächlich eine Fahrt durchgeführt wird. Bei detektierten Staus kann im Bereich flussaufwärts zudem davor gewarnt werden, indem die Informationen dorthin übermittelt und angezeigt werden. XFCD-Fahrzeugen kann zudem das detektierte Ende bzw. der detektierte Anfang eines Staus und für Fahrzeuge im Stau die voraussichtliche Dauer bis zum Ende des Staus mitgeteilt werden, was für eine Routenneuberechnung verwendet werden kann. Informationen von XFCD-Fahrzeugen, die ein Park-and-Ride-System nutzen möchten, können das System über ihre voraussichtliche Ankunftszeit und Zielort informieren. Das System kann die Abfahrt eines öffentlichen Beförderungsmittels gemäß der Menge der einlaufenden Informationen geeignet wählen. Vorzugsweise wird nicht immer nach Plan abgefahren, sondern etwas später, wenn gemäß diesen Informationen dadurch noch Kunden mitgenommen werden können und der folgende Routenabschnitt wenig Verkehr aufweist. Das System kann seinerseits die aktuell geplante Abfahrtszeit den Kunden ins XFCD-Fahrzeug mitteilen. Derartiges kann ebenfalls zwischen Benutzern öffentlicher Transportmittel und Personen mit entsprechenden tragbaren Systemen wie PDA's mit GPS o. ä. durchgeführt werden.
Die Verkehrs- und Reisezeitinformationen können Datenbanken und einem dynamischen Routingdienst zur Verfügung gestellt werden, so dass Nutzern eines solchen Dienstes verbesserte aktuelle Routenempfehlungen gegeben werden, indem vorzugsweise eine Route mit niedriger prognostizierter Reisezeit genannt wird.
Routingsoftware kann in einer oder mehreren Zentrale(n) und/oder im Fahrzeug selbst enthalten sein. In letzterem Falle kann die Reisezeitinformation und/oder weitere Information auch direkt vom Wiedererkennungssystem lokal an die Fahrzeuge mit entsprechender Empfangsvorrichtung gesendet werden. Diese Fahrzeuge übertragen die Informationen an weitere Verkehrssteuerungssysteme und/oder an im Straßennetz benachbarte Fahrzeuge und ermöglichen somit insgesamt ein Routing, das optional ohne Zentrale(n) arbeiten kann.
Die Reisezeitinformationen können in einer Verkehrssteuerung, die eine Lastabwurfstrategie beinhaltet, berücksichtigt werden. Ein Ziel ist zu verhindern, dass Staus vor einer LSA flussaufwärts Kreuzungen blockieren. Oben wurde bereits erläutert, wie letzteres und die Gefahr, dass dies droht, detektiert werden kann. Wenn plötzlich eine stark erhöhte Reisezeit auf einem Segment ermittelt wird, können die LSA's in dem umliegenden Bereich so gesteuert werden, dass der Zufluss in das Segment bzw. in die darauf zuführenden Segmente sinkt und/oder eine nahe Umleitung mit Bevorzugung größerer Straßen verlängerte Grünzeiten erhält. Bei mittels Simulation prognostizierten Stauungen oder kritischen Situationen kann dies wiederum ebenfalls präventiv erfolgen. Hierzu kann die jeweilige geschätzte mittlere Reisezeit von einem Ort bis in das Segment als Grundlage für den Zeitpunkt, ab wann an dem Ort der Lastabwurf beginnt, verwendet werden, und Orte, die weiter als eine bestimmte geschätzte mittlere Reisezeit vom Segment entfernt liegen, müssen nicht mehr berücksichtigt werden, insbesondere, wenn eine Simulation des Abwurfs innerhalb ein ausreichendes Ergebnis prognostiziert. Auch kann bei entsprechendem öffentlichem Interesse ein Ausweichen auf bestimmte verkehrsberuhigte Straßen oder Wohngebiete verhindert werden. Dies kann u. a. geschehen, indem diesen künstlich in der Verkehrssimulation geringere Kapazitäten als die tatsächlichen zugewiesen werden bzw. deren Zuflüssen geringere Grünzeiten zugewiesen werden und/oder indem in Routingsystemen Routen mit Teilstrecken in den Bereichen nicht berücksichtigt, werden und bei vorhandenen z.B. elektronischen Anzeigetafeln kann eine Umleitungsempfehlung berechnet werden, indem Simulationen bei verschiedenen denkbaren Umleitungsempfehlungen verglichen werden und eine gemäß einem Kriterium günstigste gewählt wird, wobei Umleitungen über bestimmte Straßen oder Wohngebiete nicht simuliert werden. Auch können bestimmte Umleitungsempfehlungen bei Stauungen in Bereichen, in denen sie erfahrungsgemäß bzw. gemäß Simulationen häufig vorkommen, vorab bekannt sein oder auf diese Weise bestimmt werden, und online automatisch verwendet werden, wenn entsprechende Stauungen bei ähnlicher Verkehrssituation detektiert werden.
Es kann versucht werden herauszufinden, wann gemäß der Simulation eine in folgendem Sinne kritische Situation zu erwarten ist. Als kritisch wird im Folgenden eine Situation bezeichnet, bei der bei ungünstigem Verhalten der Verkehrsteilnehmer, oder falls real an einer Stelle etwas mehr Verkehr vorliegt als gemäß der Simulation, in einer Simulation oder erfahrungsgemäß ein Stau entstehen würde. Im einfachsten Falle kann dies anhand der Simulation geschätzt werden, wenn gemäß Erfahrungswissen über die Kapazitäten der Straßen, Fundamentaldiagrammen bzw. verallgemeinerten Fundamentaldiagrammen Verkehrsfluss und/oder -dichte sich nahe eines kritischen Wertes für die Entstehung von Störungen oder Staus befinden werden. Dann kann bereits ein Lastabwurf durchgeführt werden mit dem Ziel, real nicht in die kritischen Bereiche zu gelangen.
Alternativ oder ergänzend kann auch eine komplexere Simulation durchgeführt werden, z.B. mit etwas höherem Verkehrsaufkommen als real zu erwarten ist. Für Bereiche, wo dann in der Simulation eine Störung oder Stau auftritt, kann ebenfalls vorab durch Lastabwurf verhindert werden, dass die Störung oder der Stau real entsteht.
Speziell aufgrund der kamerabasierten Wiedererkennung von Fahrzeugen können Spurwechsel zwischen überwachten Gebieten ermittelt werden und daraus zeit- und eventabhängige gemittelte Spurwechselanteile berechnet werden. Diese können in die Simulation des Verkehrs einfließen zur optimierten Prognose und Steuerung.
Sofern eine Strecke zu einer Zeit eine sehr hohe Spurwechselrate gleichzeitig in beiden Richtungen aufweist, kann für sie eine entsprechend geringere momentane Kapazität und geringere Durchschnittsgeschwindigkeit bei hohem Verkehrsaufkommen berücksichtigt werden.
Bei ausreichend vielen Kamerasystemen mit Wiedererkennung können zudem Teilrouten ermittelt werden und gemittelte zeit- und eventabhängige Teilrouten-Anteile ermittelt werden. Die Teilroutenanteile enthalten Mehrfach-Abbiegewahrscheinlichkeiten, die in die Simulation für die Verkehrssteuerung etc. einfließen können. Teilroutenanteile können bedeutsam sein, z.B. kann eine bestimmte Teilroute zu bestimmter Tageszeit die fast ausschließlich verwendete Teilroute sein, so dass dies sinnvoller Weise in der Simulation berücksichtigt wird: Sobald Fahrzeuge zu Beginn der Teilroute, die fast ausschließlich verwendet wird, detektiert werden, können sie in der Simulation mit entsprechend hoher Wahrscheinlichkeit auf die Teilroute gelegt werden, wodurch die spätere Verkehrsmenge an späteren Kreuzungen der Teilroute besser abgeschätzt werden kann. Dadurch lassen sich drohende Staus in der Simulation besser prognostizieren. Dementsprechend kann eine schnelle Ausweichteilroute für eine zu häufig befahrene Teilroute berechnet werden und bei Re-Routing berücksichtigt werden. Optional kann auf entsprechenden Signalanlagen eine Ausweichteilroute angezeigt werden, z.B. für Besucher eines Events, die in das System inklusive zugehörigen Parkplatzorten etc. eingegeben wurde, das Ziel solcher Teilrouten ist.
Auch kann aufgrund der Video-, Schleifen und/oder XFCD-basierten Größenerfassung der Fahrzeuge obige Analyse für PKW-ähnliche und LKW-ähnliche Fahrzeuge getrennt durchgeführt werden, wodurch sich die Genauigkeit der Simulation weiter erhöhen kann und eine optimierte Steuerung gefunden werden kann.
Die Verkehrs- und Reisezeitinformationen können mit der Verkehrssimulation für eine Korridorsteuerung, z.B. einer grünen Welle zwischen zwei Punkten einer Stadt, eingesetzt werden. Sie ermöglichen es unter Nutzung von Informationen eines Routingdienstes und/oder einer Verkehrsdatenbank, in Abhängigkeit vom Verkehr eine Fahrtrichtung zu bevorzugen, eine grüne Welle verbessert an die jeweilige Verkehrsdichte und/oder an Fahrzeuge mit Sonderrechten anzupassen, und/oder Lastabwurf bei zu hoher Reisezeit auf einem Segment zu bewirken.
Kriterien für die Auswahl einer günstigen Verkehrssteuerung – Kriterien können als das Minimum einer Summenfunktion definiert werden, in die gewichtet detektierte Daten eingehen über die Verzögerungen der Fahrzeuge an LSA und/oder auf Gebieten, Daten über mithilfe der Verkehrsdaten grob geschätzten Verkehrsstärken, Kraftstoffverbrauch und Lärmbelastungen insbesondere in Gebieten, in denen geringer Verkehr erzielt werden soll – können mit den erweiterten Verkehrserfassungsmethoden besser definiert werden. Trajektorien von (X)FCD-Fahrzeugen (unvollständige Trajektorien können durch vereinfachte Simulation eines fehlenden Stücks durch Nutzung von Schätzungen, z.B. dass nicht um einen großen Prozentsatz schneller als Richtgeschwindigkeit gefahren wird, näherungsweise komplettiert werden) liefern solche Verzögerungsdaten, und Videoauswertung mit Erzeugung von Trajektorien liefert Verzögerungen auf Teilstrecken, was insbesondere bei überwachten Kreuzungen zur adaptiven Festlegung von Parametern der Simulation verwendet werden kann. Die Verzögerungsdaten ermöglichen eine verbesserte Evaluation von Verkehrssteuerungenstrategien, weil die Performance verschiedender Steuerungen anhand von Kriterien wie Verzögerungsdaten bzw. Linkreisezeiten bewertet werden kann. Ebenso kann Verkehrsprognose und Routing anhand des Vergleichs der extrahierten Daten und prognostizierten Daten evaluiert werden, und Parameter des Systems z.B. mittels Simulation und Auswahl günstiger Werte adaptiert werden.
Die genannten Verkehrssteuerungsinformationen können zur Verbesserung des dynamischen Re-Routings verwendet werden. In einer Verkehrssimulation mit der geplanten Verkehrssteuerung kann berücksichtigt und berechnet werden, dass Staus sich i. allg. mit bestimmter Geschwindigkeit flussaufwärts bewegen und somit einige Zeit später andere Segmente blockiert sein können. Wenn ein Nutzer des dynamischen Re-Routings gemäß einer zunächst berechneten Route zu einem solchen zukünftigen Zeitpunkt in die entsprechenden blockierten Segmente fahren würde, kann vorher das Re-Routing erfolgen und dieses verhindern; wie oben beschrieben kann die neue Route z.B. on-board des Fahrzeugs errechnet werden.
Für Gruppen von Fahrzeugen – z. B. einer Touristengruppe – kann beim dynamischen Re-Routing berücksichtigt werden, dass die Gruppe möglichst gar nicht oder nicht mehr als einen bestimmten Abstand getrennt werden soll. Z.B. mittels LBS (Local Based Services) kann der jeweilige Ort der übrigen Fahrzeuge bestimmt werden und ein dementsprechendes Re-Routing für alle Teilnehmer der Gruppe erfolgen.
Verkehrssteuerungssysteme wie LSA-Steuerungssysteme können den Fahrzeugen mit entsprechender Empfangsvorrichtung Informationen, z.B. einem wartenden Fahrzeug über die verbleibende Dauer der Rotphase, Staus, Störfälle, Informationen über Ziele, freien Parkraum und/oder Werbung mitteilen, und vom Fahrzeug aus können mittels Funk Parkraum reserviert/bezahlt und/oder Waren/Dienstleistungen gekauft werden, die dadurch bei Ankunft am Ziel bereits bereit zur Abholung/Nutzung stehen können.
Fahrzeuge mit Sonderrechten – wie z. B. ein Rettungsfahrzeug im Einsatz – und/oder deren Einsatzzentralen können LSA-Steuerungssystemen Informationen senden, dass sie an eine LSA heranfahren bzgl. welchen Zielort sie haben und welche Route sie verwenden möchten. Solche Informationen können vom LSA-Steuerungssystem zur bevorzugten Freigabe der Straße für das Fahrzeug verwendet werden, was die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer erhöht und die Reisezeit des Fahrzeugs verringert. Bei bekannter gewünschter Route kann mittels Verkehrsimulation verschiedener Szenarien eine geeignete Steuerung mit geringer Reisezeit für das Fahrzeug ermittelt werden bzw. eine optimalere Route vorgeschlagen werden.
Mittels der beschriebenen Verkehrssimulation in Form einer stochastischen Simulation kann vorab simuliert werden, ob in einem Abschnitt ein Stau zu erwarten ist. Da im Verkehr z. T. recht zufällige Reaktionen der Fahrer relevant sind, ist durch eine einmalige Simulation i. allg. keine Abschätzung einer Stauwahrscheinlichkeit möglich. Stattdessen kann eine Monte-Carlo-Simulation durchgeführt werden, bei der aus mehreren Durchläufen der stochastischen Verkehrssimulation sich eine Stauwahrscheinlichkeit schätzen lässt und diese Information zur weiteren Verbesserung der Steuerung der Signalsysteme eingesetzt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird den XFCD-Fahrzeugen zusätzlich eine optimierte Fahrspur übermittelt. Hierdurch können die Fahrzeuge besser verteilt werden, wobei gleichzeitig Kenntnisse über das Abbiegeverhalten berücksichtigt werden können. Weiter können auch Beschleunigungsvorgänge übermittelt werden, insbesondere wenn ein starkes Abbremsen sinnvoll ist. Dies kann verschiedenartig mitgeteilt werden, beispielsweise in der einfachen Form akustisch oder als Anzeige eines Pfeils nach oben für starke Beschleunigung und eines Pfeils nach unten für starkes Bremsen.
XFCD-Fahrzeugen mit Abstandsmessvorrichtungen kann ein Abstand vorgeschlagen werden, der von der Messvorrichtung kontrolliert werden kann und die Elektronik kann z.B. mittels eines Displays mit einem Pfeil nach oben oder unten empfehlen, zu beschleunigen oder zu bremsen. Bei einem Abstandsmessgerät, das auch nach hinten den Abstand misst, kann im Prinzip durch ein Display im Heck des XFCD-Fahrzeugs auch dem Folgefahrzeug empfohlen werden, zu beschleunigen oder zu bremsen.
Fahrzeugfolgen können u. a. in Korridoren z. T. oder vollständig in einer Grünen Welle geführt werden. Es kann z.B. den Variationen im Verkehrsaufkommen gegenüber einem geschätzten bzw. aus historischen Daten prognostizierten mittleren Verkehr begegnet werden, indem man eine Steuerung bzw. Grüne Welle üblich so auslegt, dass auch bei nicht optimal geringem Abstand der Fahrzeuge im Platoon diese Grüne Welle haben, und das System kann zu einer Zeit, zu der ein etwas größeres als das übliche Verkehrsaufkommen detektiert wird, XFCD-Fahrzeugen und gegebenenfalls allen Fahrzeugen über elektronische Hinweisschilder vorschlagen, keine übergroße Lücke zum Vorderfahrzeug zu lassen, so dass das größere Verkehrsaufkommen ohne Verzögerung abgewickelt werden kann. Diese Vorschläge können generell an XFCD-Fahrzeuge erfolgen, wenn sie die jeweils nächste LSA gemäß der Simulation nur dadurch voraussichtlich bei Grün erreichen würden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform übermitteln die Steuereinrichtungen der Lichtsignalanlagen eine Frühstart- bzw. Frühstoppempfehlung an die Fahrzeuge, die insbesondere für die zuvor beschriebenen Korridor- bzw. Platoonsteuerungen vorteilhaft sind.
Wenn jemand auf eine Straße fährt, auf der ein Platoon später ankommt und für das die LSA gemäß der oben beschriebenen Verkehrssteuerung auf Grün geschaltet werden soll, kann ersterem mitgeteilt und empfohlen werden, langsamer bis ein Stück vor der LSA zu fahren oder entfernter vor der LSA zu halten, und kurz vor der LSA, kurz bevor sie auf Grün schaltet, auf etwa Richtgeschwindigkeit zu beschleunigen, damit das Platoon praktisch ohne zu bremsen durchfahren kann. Andernfalls würde nämlich das Fahrzeug vor der LSA stehen, und bei Grün wäre es noch sehr langsam oder stünde noch, wodurch das ankommende Platoon gezwungen würde, wegen des Fahrzeugs zu bremsen oder gar zu halten. Ein einmal gestopptes Platoon kann zu einem Stau führen und bewirkt eine Verzögerung, wann das Platoon bzw. ein Teil davon an den nächsten LSAs ankommen würde, und eine geplante grüne Welle würde somit zerstört und zudem würde eine Verzögerung vieler Fahrzeuge eintreten. D.h., die erwähnte generelle Empfehlung, entfernter vor LSA zu warten, bewirkt eine deutliche Reduktion der Reisezeiten.
Optional kann dem XFCD-Fahrzeug die Zeit bis zum Beginn des Grüns mitgeteilt werden; diese Mitteilung muss nur einmalig gemacht werden, danach kann die Fahrzeugelektronik die Zeit selbsttätig rückwärts zählen und anzeigen lassen gemäß einer elektronischen On-board-Uhr.
Generell kann, sofern die rechtlichen Rahmenbedingungen es erlauben, XFCD-Fahrzeugen mitgeteilt werden, bei Rot nur bis zu einem bestimmten Abstand vor eine LSA heranzufahren. Kurz vor der Grünphase kann dem XFCD Fahrzeug mitgeteilt werden, zu starten und auf die Richtgeschwindigkeit zu beschleunigen, so dass das Fahrzeug unter der Ampel bereits bei Grün mit hoher Geschwindigkeit fährt und somit schneller am Ziel ist und niemanden behindert. Der Abstand vor der LSA kann mit der üblichen Fahrzeugbeschleunigung pro Fahrzeugtyp und aktuellen individuellen Fahrzeugdaten variieren.
Man kann normalen Verkehrsteilnehmern gesetzlich verbieten, bei Rot vor ein vor der Kreuzung in diesem Abstand wartendes Fahrzeug zu fahren. Der übliche optimale PKW-LSA-Abstand könnte z.B. durch einen zusätzlichen gestrichelten Querstreifen an entsprechender Stelle vor der LSA sichtbar gemacht werden. Optional kann, wer besonders schnell beschleunigt, entsprechend weiter vom stoppen, und wer besonders langsam beschleunigt, entsprechend weiter entfernt. Optional können für PKW und LKW gemäß deren üblichen Beschleunigungen verschiedene Querstreifen und/oder z.B. zwei gestrichelte Streifen längs zur Fahrspur von dem geeigneten Abstand für PKW bis zu dem für LKW als Markierung auf der Fahrbahn vorgesehen werden. Für reine Abbiegespuren kann der Abstand entsprechend der üblichen geringeren Kurvengeschwindigkeit geringer gewählt werden.
Alternativ zu diesen Fahrbahnmarkierungen kann, sobald eine ausreichend genaue Positionsbestimmung der XFCD Fahrzeuge vorhanden sein sollte, diese verwendet werden, um dem XFCD-Fahrzeug in Abhängigkeit von dessen gespeicherten Fahrzeugdaten mitzuteilen, wann, d.h. somit implizit wo, optimalerweise zu halten ist. Eine denkbare jedoch kostenintensive Alternative ist, in die Fahrbahn Elektronik einzubauen, die mit den XFCD-Fahrzeugen kommuniziert, deren Position relativ zur Detektorelektronik in der Fahrbahn befindet, woraus entnehmbar ist, wann sie sich im geeigneten Abstand vor der LSA befinden um zu stoppen.
Für LKW, die eine üblicherweise geringere Beschleunigung aufweisen als PKWs, können je nach Zielsetzung verschiedene Empfehlungen eingeführt werden. Zum einen könnten sie an der Frühstoppempfehlung bzw. -regel nicht beteiligt werden, zum zweiten könnten sie genauso weit entfernt stoppen wie PKWs und zur gleichen Zeit starten – dies bietet sich bei Einführung der Empfehlung für PKWs als einfache Regel an – bzw. sie könnten etwas eher ein Startsignal erhalten, zum dritten könnten sie noch weiter entfernt stoppen als PKWs und noch früher ein Startsignal erhalten, um bei der LSA etwa Richtgeschwindigkeit erreicht zu haben, bei letzterem könnte zum einen PKWs erlaubt oder zum anderen verboten werden, vor die stehenden LKWs zu fahren und zu stoppen.
Ab dem Zeitpunkt T1, zu dem die Verkehrssteuerungssoftware berechnet hat, wann sie einer Richtung Rot geben wird, besteht die Möglichkeit, ein Frühstartsignal für das erste entfernter wartende Fahrzeug der anderen Richtung zu geben. Sofern dieser Frühstartsignal-Zeitpunkt später als der Zeitpunkt T1 ist, kann das Frühstartsignal wie beschrieben so früh erfolgen, dass bei Grün üblich die Richtgeschwindigkeit erreicht ist, andernfalls wird das Startsignal so früh wie möglich, nachdem T1 berechnet wurde, gegeben.
Für LSA, bei denen die Zeitpunkte, wann Grünphasen beginnen, i. allg. länger vor Beginn der Grünphasen bekannt sind, kann das Frühstartsignal immer entsprechend rechtzeitig gegeben werden.
Insbesondere sofern eine Verkehrssteuerung demgemäß jedoch üblich höchstens so früh das Frühstartsignal zwar für PKWs geben kann, dass sie Richtgeschwindigkeit bei der LSA erreichen, jedoch nicht den LKWs, ist sinnvoll, den LKWs denselben Abstand zum Hatten vor der LSA zu geben wie den PKWs.
Alternativ kann LKWs ein etwas geringerer Abstand vor der LSA empfohlen werden, der gestrichelt eingezeichnet wird, dort, wo LKWs demgemäß bei Grünphasenbeginn im Allgemeinen etwa den gleichen Abstand von der LSA haben wie PKWs, die ebenfalls früh starten. Ferner ist eine Alternative, dass LKWs direkt vor der LSA stoppen und nicht beim Frühstartsignal starten.
Wenn eine Verkehrssteuerung demgemäß üblich nicht so früh das Frühstartsignal für PKW geben kann, dass sie Richtgeschwindigkeit etwa bei der LSA erreichen, kann den PKW ein Ort zum Stoppen empfohlen werden – z.B. mittels gestricheltem Querstreifen –, so dass sie bei üblicher Beschleunigung nach dem Frühstartsignal die LSA im Allgemeinen kurz nach Beginn der Grünphase erreichen. Aus dem Frühstartsignalzeitpunkt, einer üblichen Reaktionszeit der Fahrer, der üblichen Beschleunigung von PKW und der kleinen Zeitdifferenz zwischen dem daraus berechneten üblichen Auftauchen des PKW bei der LSA und dem Beginn der Grünphase wird berechnet, in welchem Abstand der gestrichelte Querstreifens vor der LSA auf der Fahrbahn angebracht wird.
Sofern der Abstand vor der LSA z.B. mittels Funkverbindung mit der LSA-Steuerungseinheit bzw. mehreren solcher oder zusätzlicher Einheiten an verschiedenen Orten mit ausreichender Genauigkeit ermittelt wird, kann dies verwendet werden, um den Fahrzeugen das Frühstartsignal oder ein Frühstartsignal zu einem auf den Abstand vor der LSA gesondert zugeschnittenen Zeitpunkt zu geben, so dass unter Berücksichtigung von Reaktionszeit und Beschleunigungsphase kurz nach Grünbeginn die LSA erreicht wird.
Für verschiedene Verkehrssituationen können den Fahrern verschiedene Empfehlungen mitgeteilt werden. Für nicht zu starken Verkehr gilt das Beschriebene. Für Verkehr, der laut Simulation und/oder Verkehrsdaten eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Rückstaus bis zur LSA flussaufwärts beinhaltet, kann den XFCD-Fahrern – und optional allen Fahrern per extra Lichtsignal anstelle des roten Dauerlichts, z.B. Rot und kurzzeitiges Rot-Grün abwechselnd – vor der LSA flussabwärts mitgeteilt werden, dass sie nicht früher halten sollen. Dann wird die volle Länge der Straße ausgenutzt und der Rückstau reicht nicht mehr so weit zurück. Somit wird im Falle extrem starken Verkehrs keine Verschlechterung erzielt und im Falle normalen Verkehrs eine Verbesserung im Mittel durch Vermeidung des Bremsens von Platoons und durch verkürzte Wartezeit vor der LSA, u. a. weil man sich bei Grün bereits mit Richtgeschwindigkeit direkt vor der LSA befindet.
Alternativ kann insbesondere auf Strecken, auf denen ein großer Stau selten ist, eine übliche Haltelinie entfernter vor der LSA angebracht werden, dann kann das bisher übliche Rot-Gelb zum Anfahren beibehalten werden, nur früher gegeben werden als Frühstartempfehlung – als Ersatz für das oben beschriebene blinkende Rot. Bei dem beschriebenen Fall eines wahrscheinlichen Rückstaus auf die nächste Kreuzung kann dann durch ein Extrasignal angezeigt werden, dass man die alte Haltelinie direkt vor der LSA nutzen möge. Das Rot-Gelb-Signal zum Anfahren wird dann wieder wie bisher üblich, d.h. später, gegeben.
Eine Frühstartempfehlung bzw. -regel kann auf alle Fahrzeuge vor der LSA erweitert werden. Je früher ein Fahrzeug nach dem Beschleunigen des vor ihm stehenden Fahrzeugs selbst beschleunigt, desto schneller kommt es selbst und kommen die folgenden Fahrzeuge vorwärts. Wenn ein Fahrzeug anfährt, d.h. wenn das Gaspedal etwas gedrückt ist und ein Gang eingelegt ist, kann dies im Fahrzeug detektiert werden und optional ein zusätzliches Lichtsignal – ähnlich dem ABS-Licht im Heck, nur stattdessen z.B. grünfarbiges Licht – nach hinten ausgelöst werden, das dem Hintermann signalisiert, dass es anfährt. Auch kann zwischen XFCD-Fahrzeugen dies von einem Fahrzeug automatisch zum nächsten signalisiert werden, z.B. wenn mittels LBS der Ort des nächsten XFCD Fahrzeugs direkt hinter dem eigenen Fahrzeug detektiert wird; letzteres kann direkt durch eine Zentrale durchgeführt werden, welche von den XFCD Fahrzeugen die Signale erhält, wann sie anfahren.
U. a. solange nicht genügend XFCD-Fahrzeuge vorhanden sind, kann eine zusätzliche LSA-Lichtkombination für das frühere Starten des ersten vor der LSA entfernter wartenden Fahrzeugs eingeführt werden, z.B. in Deutschland ein blinkendes Rot zum Starten und Beschleunigen, dann Rot-Gelb zum Heranfahren und Grün zum Überqueren der Kreuzung.
Ein blinkendes Rot mit kurzer Kein-Licht-Phase hat den Vorteil, dass jemand, der z.B. direkt vor der LSA wartet oder der nur die bisherigen LSA-Phasen kennt, dies nicht als Signal missversteht, bereits auf die Kreuzung zu fahren. Bei zukünftigen LSA kann hingegen ein weiteres Signal, z.B. Weiß für diese neue Phase eingebaut werden. Anzumerken ist, dass in einem Land, in dem Rot-Gelb bedeutet, dass man anfahren darf, jedoch erst bei Grün auf die Kreuzung fahren darf, das beschriebene Blinkende-Rot-Signal sinnvoll ist und z.B. Rot mit blinkendem Gelb als Frühstartregel ungeeignet ist, weil letzteres im Prinzip mit Rot-Gelb verwechselt werden könnte.
Somit kann diese spezielle Empfehlung für alle Fahrzeuge, auch nicht-XFCD-Fahrzeuge umgesetzt werden – praktisch ohne, dass zusätzliche Infrastruktur aufgebaut werden müsste.
Das Start-Signal an das erste XFCD Fahrzeug, das im üblichen oder im vergrößerten Abstand vor der LSA wartet, kann auch per Funk direkt an das Fahrzeug mitgeteilt werden und dadurch kann automatisch der Motor, sofern abgeschaltet, gestartet werden wobei vorab eine Bremse und Auskupplung aktiviert wird. Durch das automatische Starten des Motors bemerkt ein Fahrer, dass er Gasgeben darf. Optional kann dem XFCD-Fahrzeug das Frühstartsignal bzw. Startsignal zusätzlich als akustisches Signal gegeben werden. Das Gasgeben des Fahrers kann durch eine Vorrichtung detektiert werden und dadurch kann automatisch die Bremse und Kupplung wieder in den normalen Betrieb wechseln. Dadurch werden dem Fahrer Routinearbeiten abgenommen.
Dieses automatische Motor-Starten kann wie oben beschrieben z.B. mittels LBS auch an die weiteren XFCD-Fahrzeuge weiter entfernt vor der LSA zu jeweils entsprechend späterem Zeitpunkt gegeben werden.
Insbesondere bei Fahrzeugen, die bereits über eine entsprechende Startautomatik verfügen, d.h. die z.B. den Motor starten, wenn man das Gaspedal drückt, und ihn z.B. abschalten, wenn man bremst, kann man obiges Verfahren des automatischen Remote-Motorstartens ohne großen Aufwand integrieren.
Es kann optional zusätzlich dort, wo eine elektronische Richtgeschwindigkeitsanzeige an der Straße vorhanden ist, allen Verkehrsteilnehmern die variable Richtgeschwindigkeit, wie sie wie beschrieben XFCD-Fahrzeugen mitgeteilt werden kann, für alle verbindlich vorgegeben werden.
Sofern das Startsignal für entfernt vor der LSA wartende Fahrzeuge nicht durch die beschriebene neue LSA-Lichtkombination angezeigt wird, sondern per Funk an XFCD-Fahrzeuge übertragen wird, ist ein Missbrauch durch Störfunk denkbar. Um selbst in einem solchen denkbaren Fall eine besonders hohe Sicherheit zu gewährleisten, kann die Meldung der LSA an das Fahrzeug, verschlüsselt erfolgen. Dazu kann auch einem Fahrzeug bei Anmeldung im System eine Zufallszahl vergeben werden. Zudem kann eine Verschlüsselung verwendet werden, die vorab der Fahrzeugelektronik bekannt gegeben wurde, und die bei jeder neuen Mitteilung an das Fahrzeug zu einem anderen Code für das Fahrzeug wechselt, wobei die Berechnung der jeweils neuen Zahl mit Hilfe des dem Fahrzeug bekannten Schlüssels erfolgt. Dadurch kann niemand durch Abhören der Nachrichten an vorherigen LSAs der Fahrzeugroute auf den jeweils nächsten Code für das Fahrzeug schließen und dem Fahrzeug somit keine falsche Nachricht – z.B. eine Empfehlung, dass es viel zu früh starten dürfte – zukommen lassen.
Eine noch weitere Erhöhung der Sicherheit ist nicht nötig, kann jedoch dadurch geschehen, dass der Abstand, wo vor der LSA gewartet wird, erhöht wird, so dass nach Beschleunigen auf etwa Richtgeschwindigkeit im Falle einer Falschinformation bei dann weiterhin roter LSA noch Platz zum Abbremsen verbliebe. Des Weiteren kann der zeitliche Überlapp der Rotphasen feindlicher Richtungen z.B. um eine kurze Zeitspanne, z.B. eine halbe Sekunde, verlängert werden.
Das beschriebene automatische remote-Motor-Starten kann auch bei allen LSAs ohne Frühstartempfehlung generell zu einem Zeitpunkt, etwa wenn die Rotphase endet, durchgeführt werden.
Denkbar ist zudem eine Empfehlung, üblich etwas unterhalb der Richtgeschwindigkeit zu fahren. Dann kann Nachzüglern das Aufschließen auf ein Platoon ermöglicht werden, indem man Nachzüglern kurzzeitig eine etwas höhere Geschwindigkeit vorschlägt. Des Weiteren ist dann Spielraum, Platoons in Fällen, wo die übliche etwas kleinere Geschwindigkeit nicht ausreicht, um ein Grün für das gesamte Platoon zu erhalten an der nächsten LSA, eine etwas erhöhte Geschwindigkeit vorzuschlagen. Solange nur wenige XFCD-Fahrzeuge vorhanden sind, kann an solchen XFCD-Fahrzeugen optional eine Markierung oder oben – ähnlich wie bei ABS-Fahrzeugen oft – ein Wechsellichtsignal angebracht sein, um anzuzeigen, dass es ratsam ist, ihrer etwas langsameren Geschwindigkeit zu folgen, damit man an der nächsten LSA nicht bremsen muss.
Eine Empfehlung für Platoons, i. allg. langsamer zu fahren ist jedoch nicht nötig. Das Aufschließen auf ein Platoon ist auch dann möglich, wenn einem Platoon nur dann eine geringere Geschwindigkeit vorgeschlagen wird, wenn diese zum Erreichen der nächsten LSA bei Grün nötig ist. Bei schnellen Platoons kann dann Nachzüglern, die gemäß Simulation nicht mehr bei Grün die nächste LSA passieren können, eine langsame Geschwindigkeit vorgeschlagen, wenn dadurch die LSA bei der nächsten Grünphase erreicht werden kann oder sich der Kraftstoffverbrauch dadurch erniedrigen kann.
Hierbei kann bei bekanntem Gefälle bzw. bekannter Steigung das Gefälle/die Steigung berücksichtigt werden, weil zu bekanntem Gefälle/Steigung die zu den Geschwindigkeiten geeigneten Gänge mit niedrigem Kraftstoffverbrauch im Mittel etwa bekannt sind; dies kann recht genau erfolgen, wenn entsprechende Fahrzeugeigenschaften in der Rechnung berücksichtigt werden. Generell kann bekanntermaßen bei gegebener Geschwindigkeit eine Fahrzeugelektronik einen Gang mit niedrigem Kraftstoffverbrauch vorschlagen, z.B. vorschlagen, runter- oder hochzuschalten, oder selbsttätig einen Gang wählen bzw. den Motor automatisch abschalten, um eine zeitlang Richtung nächster LSA ohne Kraftstoffverbrauch zu rollen.
Einem XFCD Nachzügler bzw. Fahrzeug, das von einer nicht überwachten Seitenstraße kommt, kann man üblich – oder falls es auf eine Empfehlung, langsamer zu fahren, oder nicht zu dicht an die LSA heranzufahren, nicht reagiert oder das nicht schafft – bei mehreren Fahrspuren mitteilen, dass es – falls eine benachbarte Spur frei ist und dies detektiert und dem System bekannt ist – z.B. auf eine bestimmte Fahrspur fahren kann, um zu verhindern, dass unnötig Spuren blockiert werden und ein ankommendes Platoon stoppen müsste. Dabei kann dem Platoon empfohlen werden, ganz oder die ersten Fahrzeuge des Platoons auf eine andere Fahrspur wechseln zu lassen, damit möglichst alle bei Grün direkt durchfahren können ohne stoppen zu müssen. Dem Verkehrssteuerungssystem sind dazu jeweils die aktuellen Spuren mit ihren Richtungen etc. mitzuteilen. Falls mit dem verwendeten System die Ortsgenauigkeit der Positionsbestimmung der XFCD-Fahrzeuge nicht ausreicht, die genaue Fahrspur zu ermitteln, kann eine generelle Empfehlung für anhaltende Fahrzeuge, z.B. auf der rechten zweier gleichwertiger Spuren zu fahren und für etwa beim Umschalten auf Grün ankommende Platoons auf der linken zu fahren, gegeben werden. Sofern Echtzeitschleifendaten vorhanden sind, aus denen die Spur der Fahrzeuge ermittelt wird, kann einem ankommenden Platoon empfohlen werden, nicht auf der Spur, auf der wartende Fahrzeuge detektiert wurden, zu fahren.
Wenn von nicht überwachten Seitenstraßen ein großer Anteil der Fahrzeuge kommt und/oder abfließt, kann an dem beschriebenen Verfahren folgende Ergänzung vorgenommen werden. Es kann in der Simulation zu solchen Zeiten angesetzt werden, dass man den geschätzten Zu- und Abfluss pro Richtung berücksichtigt, um eine generelle übliche ungefähre Grünzeitdauer der jeweiligen Richtung entsprechend zu definieren, d.h., die Richtung mit größerer geschätzter Summe der Verkehrsflüsse erhält eine entsprechend längere generelle übliche ungefähre Grünzeitdauer. Die jeweils genaue Grünzeitdauer wird wie oben beschrieben anhand von Simulationen unter Berücksichtigung von möglichen Grünzeitdauern innerhalb eines Intervalls um die übliche ungefähre Grünzeitdauer bestimmt. Wo keine Detektoren vor der LSA anzeigen, wie groß der tatsächliche Zufluss einer Richtung auf die LSA ist, wird in der Simulation ein Zu-/Abfluss mittels gleichmäßigem Zu-/Abfluss bzw. stochastischer Zugabe/Entnahme von simulierten Fahrzeugen durchgeführt.
Das beschriebene Konzept mit der Empfehlung eines entfernteren Haltepunktes vor der LSA ist insbesondere für eine Korridorsteuerung einsetzbar: Oft kann eine Grüne Welle oder eine Grüne Welle auf Teilabschnitten erzielt werden. Dann kommen oft Platoons an der nächsten LSA an, wenn diese gerade auf Grün geschaltet hat. Immer, wenn einzelne Fahrzeuge zwischendurch in die Straße einbogen, würden sie nach bisheriger Technik vor der LSA warten und oft das Platoon zum Halten oder Abbremsen zwingen. Dieses Problem wird durch das oben beschriebene Konzept weitestgehend vermieden bzw. verhindert. D.h. insbesondere in Korridoren und den zufließenden Straßen ist die Frühstoppempfehlung sinnvoll.
Wenn insbesondere bei dichtem Verkehr ein XFCD-Fahrzeug auf einem Kreuzungsbereich geortet wird und dies dem System mitgeteilt wird, oder eine andere Verkehrserfassung, z.B. videobasiert ein Fahrzeug dort ortet, während üblicherweise eine feindliche Richtung bereits Grün hätte, so kann das System im vorhinein verhindern, dass die feindliche Richtung Grün erhält, bis das Objekt nicht mehr im Gefahrenbereich detektiert wird, z.B. indem allen Richtungen Rot und/oder allen feindlichen Richtungen Rot gegeben wird.
Ferner kann ein Insasse eines entsprechenden XFCD-Fahrzeugs dem Verkehrssteuerungssystem z.B. per Knopfdruck per Funk mitteilen, falls ein Fahrzeug im Gefahrenbereich der jeweiligen Kreuzung ist, während eine feindliche Richtung bereits Grün hat. Das System kann daraufhin allen Richtungen eine zeitlang Rot geben, oder gegebenenfalls bei Videoüberwachung durch einen Operator die Situation überprüfen lassen, und diese Information kann dann in der Verkehrssimulation berücksichtigt werden zur Optimierung der Verkehrsprognose und -steuerung, welche gezielt durch Lastabwurf wie oben beschrieben reagieren kann.
Vermieden werden können solche Gefahrensituationen i. allg. durch oben beschriebene Steuerungsmaßnahmen, insbesondere durch Lastabwurfmaßnahmen im Falle von gemäß Simulation drohender Überlastung einer Strecke.
Im Allgemeinen und insbesondere, wenn die Verkehrssimulation eine erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Stauung im Kreuzungsbereich z.B. bei Linksabbiegern und/oder Rechtsabbiegern ergibt, kann XFCD Fahrzeugen, die geradeaus fahren möchten, empfohlen werden, Spuren mit den Abbiegern zu meiden und eine Spur für nur Geradeausfahrer zu wählen. Insbesondere für ein XCFD-Fahrzeug mit etwa 1m oder noch genauerer Positionsbestimmungsgenauigkeit und entsprechend genauen elektronischen Karten, kann das System die aktuelle Spur der Fahrzeuge ermitteln und somit dem Fahrer gegebenenfalls eine Mitteilung ,Spur nach rechts/links wechseln' anzeigen.
Insbesondere für Strecken, auf denen keine grünen Wellen in allen Richtungen oder für die Hauptrichtungen erzielbar sind, kann die Erniedrigung der vorgeschlagenen Geschwindigkeit – zum Erreichen der nächsten LSA bei Grün – in Bereichen weit vor der LSA begrenzt werden, z.B. auf 50% der üblichen Richtgeschwindigkeit, sofern der Verkehr gemäß den gegebenenfalls vorhandenen Verkehrsdaten nicht zu dicht ist. Sofern elektronische Richtgeschwindigkeitsschilder vorhanden sind, wird die Richtgeschwindigkeit auf die erwähnte vorgeschlagene Geschwindigkeit gesetzt. Wenn der Verkehr zu dicht ist, so dass z.B. gemäß Fundamentaldiagrammen oder stochastischer Simulation ein Stau droht, kann hingegen durch besonders niedrige empfohlene Geschwindigkeit weiterhin die Stauentstehung vermieden werden. Vor Erreichen der LSA kann wiederum die empfohlene Geschwindigkeit auf kleine Werte bzw. auf null gesetzt werden, sobald der oben beschriebene vergrößerte Abstand vor der LSA erreicht ist.
XFCD Fahrzeuge können optional mit einer Vorrichtung ausgestattet werden, die etwa in einem Teil des Heckbereichs nach hinten eine Anzeige aufweist, die Meldungen an das XFCD-Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeugen mitteilen kann. Z.B. kann die empfohlene Richtgeschwindigkeit, eine Staumeldung/Umleitung oder optional belegtes Parkhaus/Parkhaus mit freien Plätzen angezeigt werden. Eine solche Vorrichtung kann staatlich gefördert werden, weil sie der Information anderer und der Optimierung des Verkehrsflusses dient.
Es kann eine Vorrichtung und Anzeige im XFCD-Fahrzeug eingebaut werden, die mitteilt, falls man sich gemäß der gespeicherten elektronischen Karte und der Positionsbestimmungselektronik auf einer Straße mit Gleisen befindet, so dass man eventuell Acht geben kann, einen entsprechend ausreichenden Abstand für eventuelle Schienenfahrzeuge von den Gleisen einzunehmen. Insbesondere, wenn dem System die Positionen der Schienenfahrzeuge bekannt gegeben werden z.B. automatisch mittels Funk, kann bei Schienenfahrzeugen hinter dem XFCD Fahrzeug dem XFCD Fahrzeug dies frühzeitig signalisiert werden. Z.B., wenn eine Spur neben den Gleisen endet oder von parkenden Fahrzeugen belegt ist oder einem Radfahrer auszuweichen ist, ist diese Information hilfreich, damit der Fahrer nicht unüberlegt plötzlich auf die Gleisspur wechselt sondern rechtzeitig bremsen kann. Analoges kann für Busspuren durchgeführt werden.
XFCD Fahrzeugen, deren Positionsbestimmungsgenauigkeit ausreicht festzustellen, ob man sich auf einer Spur befindet, in der man in die falsche Richtung fährt (Geisterfahrer), kann ein entsprechender Warnhinweis gegeben werden. Auf den äußeren Spuren von mehrspurigen Autobahnen ist der Abstand zu einer Spur der anderen Fahrtrichtung groß, so dass dies für Fahrzeuge auf diesen Spuren selbst bei einer Positionsbestimmungsgenauigkeit von ca. 5 m anwendbar ist.
Insbesondere in Bereichen mit häufigen Unfällen kann Videoüberwachung stattfinden. Vorhandene Systeme zur Ermittlung von Trajektorien der Fahrzeuge können um eine Verkehrssimulation erweitert werden, so dass erkannt wird, wann eine Extrapolation von Trajektorien mittels Simulation einen Zusammenstoß ergeben könnte bzw. große Beschleunigungen zur Vermeidung einer Kollision benötigt würden. Diese Informationen können an die jeweiligen Fahrer, insbesondere, sofern es entsprechende XFCD-Fahrzeuge sind, weitergegeben werden und Handlungsempfehlungen zur Vermeidung von Kollisionen gegeben werden. Bei gefährlichem Spurwechsel kann mitgeteilt werden, den Spurwechsel zu unterlassen und benachbarten und folgenden Fahrzeugen mitgeteilt werden, zu bremsen; bei zu schnellem folgendem Fahrzeug kann dem folgenden Fahrzeug empfohlen werden, zu bremsen und dem vorausfahrenden Fahrzeug, zu beschleunigen oder optional, falls möglich, die Spur zu wechseln. Zudem kann eine Anzeige ein rotes Ausrufezeichen für Gefahr andeuten und/oder ein Tonsignal gegeben werden. Wie oben beschrieben, können XFCD-Fahrzeuge solche Gefahreninformationen auch in einer Anzeige im Heckbereich an folgende Fahrzeuge mitteilen, sowie über zufällig vorausfahrende XFCD-Fahrzeuge kann eine Gefahren-Information dem fälschlich spurwechselnden Fahrzeug und seinen Nachbarn angezeigt werden. Generell kann in kritischen Situationen die empfohlene Geschwindigkeit erniedrigt werden, bzw. sofern vorhanden können elektronische Richtgeschwindigkeitsschilder eine niedrigere Richtgeschwindigkeit anzeigen.
Generell sollten derartige einfache Handlungsempfehlungen vorimplementiert sein in der Simulation für die Verkehrssteuerung. Man kann stattdessen auch beliebige Handlungsempfehlungen in der Simulation testen und die optimale wählen, jedoch stößt man irgendwann an die Rechenzeitgrenze, daher ist es sinnvoll, ,if then'-Regeln zu implementieren. Eine solche Steuerung kann man als simulationsbasiertes Expertensystem bezeichnen.
Generell kann das System mit berücksichtigen, dass einige Verkehrsteilnehmer nicht so handeln wie vorgeschlagen, einige vermutlich regelmäßiger als andere, was sich wiederum in der Simulation berücksichtigen lässt, indem man die tatsächlichen Routen im Falle eines Einverständnisses der Nutzer automatisch mit den vorgeschlagenen vergleicht und Abweichungshäufigkeiten speichert. Man könnte dementsprechend in der Simulation für kritische Situationen sinnvolle Alternativen suchen.
Fahrern einer langen Route kann bei ungünstigem Verkehrsverlauf, wie z.B. einem Stau aufgrund eines Unfalls, dem man z.B. auf der Autobahn nicht mehr ausweichen kann, entweder als Regel oder aufgrund einer Simulation des Routenverlaufs eine geeignete Zeit und Ort für eine Rast vorschlagen, so dass nach der Rast eine zügigere Weiterfahrt möglich ist.
Wenn bei langen Routen eine Simulation an die Rechenzeitgrenze stoßen würde, kann vorab eingestellt sein, dass für Reisen über eine bestimmte Distanz bzw. Zeithorizont eine vereinfachte Simulation durchgeführt wird, bei der nur Reisezeitschätzungen auf Kanten, d.h. Straßenabschnitten, berücksichtigt werden. Die Reisezeitschätzungen der Kanten können von der Rechenzentrale eines Routingdienstes und/oder Verkehrskontrollsystems abgerufen werden.
Es kann ein Verkehrssteuerungssystem eingesetzt werden, bei dem man zeitweilig eine wenig adaptive Steuerung durchführt, und zeitweilig eine besonders adaptive Steuerung. Man kann dazu zunächst für verschiedenen üblichen Input, z.B. Morgens Berufsverkehr etc. verschiedene lokal und/oder global z.B. in einer Stadt geeignete Steuerungen, z.B. Grüne Wellen per Simulation auswählen, und wechselt dann dazwischen je nachdem, welchem Zustand der aktuelle Input z.B. gemäß einer geeignet gewichteten Abweichungsquadratsumme am nächsten kommt, bzw. man führt eine volladaptive Steuerung in den übrigen selteneren Verkehrssituationen durch.
Für die Verkehrssteuerung wird eine Hierarchie der nacheinander zu berücksichtigenden möglichen Anforderungen definiert. Diese werden gemäß der Hierarchie abgearbeitet, solange nicht die Echtzeitgrenze erreicht ist. Dadurch kann Anforderungen von Feuerwehr, Krankenwagen, Polizei, Zügen etc. eine höhere Stelle in der Hierarchie eingeräumt werden, als einer Priorisierung öffentlicher Transportmittel, und denen eine höhere als denen von privaten Verkehrsteilnehmern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform führen die lokalen Kamera-Rechnersysteme eine lokale Verkehrssimulation durch, wobei die zuvor übermittelten Parameter des zentralen Simulationsrechners zugrundegelegt werden. Hierdurch kann die lokale LSA-Steuerung noch einmal anhand der lokalen Daten weiter optimiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in den Kamera-Rechnersystemen ein 3D-Featuredetektionsverfahren zur Objekterkennung implementiert, bei dem ein 3D-Feature d.h. verschiedene benachbarte Teile eines Fahrzeugmodells wie z.B. im Bereich einer Fahrzeugecke mit verschiedenen Gewichtungen zugleich ins Bild projiziert werden. Hierdurch lässt sich die Objekterkennung weiter verbessern. Zur Detektion eines 3D-Features wird ein entsprechender Teil eines ausgewählten Fahrzeugprototypen an die entsprechende Stelle im Bild in ein z.B. 0,1m × 0,1m 2-d-Koordinatensystem projiziert, das etwa der lokalen Fahrbahnebene entspricht wobei eine Richtung längs der Fahrspur bzw. längs einer zuvor z.B. gemäß ermittelten geschätzten Fahrzeugtrajektorie verläuft. Dies ergibt ein z.B. 0,1m × 0,1m-Abbild des 3D-Feature-Prototypen wobei Pixel auf große positive Werte gesetzt werden, in denen eine Prototypkante verläuft und auf 0 oder negative Werte außerhalb des Fahrzeugbereichs und auf leicht positive Werte im übrigen Bereich innerhalb des Fahrzeugs. Das Teilbild wird ortsaufgeweicht auf z.B. 0,2m × 0,2m. Dies ergibt eine Matrix, für die z.B. eine Vektor-Norm definiert wird, nachdem man die Komponenten der Matrix als die Komponenten eines Vektors definiert. Der Vektor kann z.B. transformiert werden gemäß bestimmten Kriterien. Das Skalarprodukt des z.B. transformierten Vektors kann mit dem z.B. transformierten eines realen Kantenbildausschnitts gebildet werden. Das Ergebnis kann z.B. durch das Produkt der Normen der beiden Vektoren geteilt werden, sofern sie einen Schwellenwert übersteigen, und ergibt dann den Cosinus des eingeschlossenen Winkels. Es kann ein Schwellenwert für diesen Cosinus definiert werden, oberhalb dessen der entsprechende Bildausschnitt als 3D-Featurekandidat definiert wird. Die Teilmatrix wird über den zu untersuchenden Bereich des Bildes verschoben, und der 3D-Featurekandidat mit dem größtem erwähnten Cosinus der eingeschlossenen Winkel der Teilbildvektoren kann als die 3D-Featurehypothese des Fahrzeugs definiert werden, sofern der Cosinus einen Schwellenwert oder eine Schwellenwertfunktion nicht unterschreitet. So werden der Reihe nach 3D-Features detektiert, bis das Objekt eingegrenzt ist. Dabei werden nacheinander 3D-Feature, wie Fahrzeugecken und -kanten, gemäß einer flexiblen 3D-Feature-Hierarchie detektiert, wobei der Suchbereich gemäß Weltwissen über Fahrzeuge umso eingeschränkter definiert wird, desto mehr 3D-Feature bereits gefunden sind – dadurch wird die Geschwindigkeit des Algorithmus erhöht. Die Hierarchie wird in Abhängigkeit von Parametern definiert, insbesondere in Abhängigkeit vom Blickwinkel, in dem auf das Objekt geschaut wird. Flexibel bedeutet, dass, falls einmal ein 3D-Feature verdeckt sein sollte, so dass es nicht gefunden wird, das in der Hierarchie folgende 3D-Feature gesucht wird. Wenn eine bestimmte Anzahl charakteristischer 3D-Feature gefunden ist, wird die Hypothese ausgegeben, dass es sich um ein Fahrzeug handelt. Aus den gefundenen Eckenhypothesenpositionen ergeben sich Abmessungen des Fahrzeugs.
Bei der Erzeugung der Eckenmatrix bzw. Featurematrix wird vorzugsweise besonders stark der Bereich üblich kontrastreicher Kanten berücksichtigt. D.h., eine Komponente erhält einen besonders hohen positiven Wert, wo ein Teil des Kennzeichens liegen kann, etwas niedrigere Werte werden für den Bereich der Fahrzeuglichter definiert.
Insbesondere bei der Fahrzeugvorderkante bei Blick von hinten sowie bei der Hinterkante bei Blick von vom ist der Kontrast bei preiswerten Kameras oft gering, so dass im binarisierten Kantenbild keine Kante sichtbar ist. Hier kann folgendes Verfahren angewendet werden. Es wird ein Kantenbild ohne Binarisierung berechnet. Dann wird z.B. der Mittelwert, Maximalwert und Minimalwert bzw. empirische Standardabweichung der Kantenbildwerte des Teilbilds von der Größe des Teilbilds des projizierten Features des Fahrzeugprototypen berechnet. Wenn diese drei Werte in einem vorgegebenen Rahmen liegen und z.B. Maximalwert minus Minimalwert einen Schwellenwert überschreitet, kann z.B. eine Binarisierung des Kantenbilds vorgenommen werden, wobei z.B. Werten oberhalb des Mittelwertes eine 1 und unterhalb eine null zugeordnet wird. Diese Matrix wird dann weiter behandelt wie im oben beschriebenen Verfahren das direkt binarisierte Teilkantenbild. Nun sind auch schwächere Kantenstrukturen im Kantenbild enthalten und können somit durch das weiter oben beschriebene Verfahren gefunden werden.
Alternativ kann stattdessen die Suche nach üblich deutlicheren Kanten, die rechts und links auf die Vorder- bzw. Hinterkante zulaufen bzw. nach der oberen Dach-Seitenkante und der unteren Fahrzeug-Seitenkante, durchgeführt werden. Da die Breite von PKW üblich nur eine leichte Variation aufweist zwischen 1,4m und 1,8m, kann die Suche darauf zulaufender langer Kanten auf entsprechend kleine Bereiche begrenzt werden.
Diese alternative Methode kann mit der zuvor beschriebenen veränderten Kantenbildberechnung kombiniert werden: Zwischen den Kantenstrukturen, die auf die schlecht sichtbare Vorder- bzw. Hinterkante zulaufen, kann ein kleineres Teilbild definiert werden, in dem die beschriebene Verbesserung des Kontrasts des Kantenbilds durchgeführt wird, um die Kante zu finden.
Zur Ermittlung des Abstandes der Fahrbahn von der Kamera kann ein Laserabstandsmessgerät neben der Kamera angebracht sein. Z.B. so dass es etwa parallel zum Mittelpunktsstrahl der Kamera ausgerichtet ist. Ein Operator, der das Bild ansieht, auf dem z.B. der Punkt des Mittelpunktstrahls eingezeichnet ist, kann den Laserstrahl einschalten z.B. wenn der Strahl Abstand von Fahrzeugen hat. In einem solchen Zeitraum kann der Abstand gemessen werden. Optional kann der Strahl in einem nicht-sichtbaren Spektralbereich liegen, und optional kann der Spektralbereich durch einen entsprechenden Kameramatrixsensor sichtbar sein. Des Weiteren kann eine Vorrichtung, welche den Neigungswinkel der Kamera gegenüber der Horizontalen misst, integriert werden. Insbesondere bei vorhandener Steigung der Fahrbahn gegenüber der Horizontalen kann zudem der Laserabstandsmesser drehbar, z.B. mit einem Motor und einer Vorrichtung zum Ablesen der Winkel gegenüber der Kamera versehen, gestaltet werden. Dann kann der Operator den Strahl auch auf zwei mehrere Meter entfernte Punkte etwa der Fahrbahnebene, die im Bild mit dem ersten Punkt einen Winkel zwischen etwa 30 und etwa 150 Grad bilden – optional können stattdessen drei Laserabstandsmessgeräte nebeneinander fest installiert werden einen Winkel von etwa 90 Grad bildend mit etwa 1m Abstand der Laserpunkte auf einer gedachten Fläche vor der Kamera, die einem Abstand von z.B. 50m von der Kamera hat –, zeigen lassen und den Abstand und die Neigungswinkel des Laserabstandsmessgeräts gegenüber der Kameraausrichtung durch die Vorrichtung ermitteln lassen. Entweder kann der Operator die Laserpunkte der drei Orte auf der Fahrbahn anhand der Bilder erkennen und dem System mitteilen, oder die entsprechenden Linseneigenschaften der Objektive sind dem System bekannt, dann kann das System selbsttätig die genäherten Bildkoordinaten der Laserpunktorte ermitteln. Aus den Daten kann das System eindeutig eine Näherung der Fahrbahnebene relativ zur Kamera berechnen inklusive des gewünschten Maßstabs, d.h. es kann z.B. ein 0,1m × 0,1m Gitter der genäherten Fahrbahnebene berechnen mit den zugehörigen Bildkoordinaten.
Danach kann eine Fahrzeugerkennung inklusive der Bestimmung von Fahrzeugabmessungen mit bekannten Verfahren erfolgen.
Es kann zudem eine Positionsbestimmungsvorrichtung neben der Kamera angebracht werden, so dass der Ort der Kamera ermittelt und in eine gespeicherte Karte eingetragen wird. Optional kann z.B. mittels neben der Kamera integriertem Kompass die ungefähre Nordrichtung gefunden werden, und somit die beschriebene berechnete genäherte Fahrbahnebene in die Karte eingetragen werden und bei genauer gespeicherter Karte Straßen und deren Richtungen den Bildbereichen zugeordnet werden. Auch kann die oben beschriebene Laserabstandsmessung unterbleiben, wenn die Karte selbst den ungefähren Steigungsvektor der Fahrbahn angibt, und die Positionsbestimmung genauer als ca. 2m ist: Unter Berücksichtigung des Abstands des Sensors vom Objektiv, der Objektiveigenschaften, insbesondere der Brennweite, kann daraus eine Schätzung der Fahrbahnebene im Bild, d.h. Fahrbahn-Weltkoordinaten zu den Bildkoordinaten, berechnet werden. Diese Eintragung kann von einem Operator visuell überprüft werden und nötigenfalls optimiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zur Objekterkennung Bilder mit unterschiedlichen Polarisationsfiltern aufgenommen, wobei vorzugsweise vertikale und horizontale Polarisationsfilter verwendet werden. Dabei gibt es prinzipiell zwei Alternativen, nämlich die Verwendung einer Kamera oder zweier Kameras. Zunächst soll letztere Alternative kurz erläutert werden.
Zwei Kameras mit großem Abstand zur Verkehrsfläche werden verwendet, die erste mit vertikalem Polarisationsfilter, die zweite mit horizontalem oder die zweite ohne Filter. Die Kameras werden zeitlich synchronisiert. Bei direkt benachbarten Kameras werden die gleichen Bildbereiche in den Kameras teilweise verschiedenen Output liefern. Ausreichend verschiedener Output der Pixel bedeutet bei Objekten, deren Abstand von den Kameras sehr groß gegenüber dem Abstand der Kameras voneinander ist, insbesondere wenn man die Randbereiche der Objekte weglässt, dass das jeweilige Objekt nicht völlig unpolarisiertes Licht abgibt.
Die vorzugsweise Polarisation einiger Objektteile bzw. Bereiche ist bekannt. Objekt ist dabei ein Begriff für Verschiedenstes wie z.B. für Schatten. Bei Sonnenschein sind Schatten vorhanden. Die Schattenregion weist i. allg. eine andere Polarisation auf als die Region im Sonnenschein. Die Bilder und das Differenzbild der beiden Kameras ist für theoretische Schatten- und Lichtregionen einer trockenen asphaltierten Straße bei Sonnenschein unter Berücksichtung des anhand der Uhrzeit bekannten Sonnenstandes und von Sensor-, Objektiv- und Kameraeigenschaften inklusive Ort und Ausrichtung vorab näherungsweise berechenbar optional inklusive üblicher Variationsbereiche, letztere z.B. in einfachem Falle in Form von Standardabweichungen unter Berücksichtigung von stochastischen Abhängigkeiten. Die Variationsbereiche können denen bestimmter Witterungsbedingungen und/oder bestimmter Straßenoberflächeneigenschaften, bei denen theoretische Schattenbereiche ebenfalls in theoretisch näherungsweise vorab berechneten Bildsensorwertbereichen – von Sensoren, die sich in beiden Kameras entsprechen, d.h. welche etwa denselben Straßenbereich abbilden – sich von denen für andere übliche Objekte i. allg. etwa ausreichend für eine Klassifikation unterscheiden, entsprechen. Pixel, in deren im Allgemeinen etwa 0,4m-Umgebung Pixelwerte derselben Kamera in einem Frame stark abweichen, können dabei für diesen Frame ausgeschlossen werden. Es kann eine Funktion definiert werden, deren Wert in Teilen der Variationsbereiche – in denen andere Objekte i. allg. nicht auftauchen – unterhalb des Schwellenwertes liegt, außerhalb darüber, so dass zum einen anhand des Funktionswertes die Klassifikation als vorläufige Schattenbereichshypothese ausgegeben werden kann und zum anderen kann der Funktionswert als ein Beitrag zu einem Maß für die Sicherheit der Klassifikation dienen.
Optional kann man für andere übliche Objekte ebenfalls Variationsbereiche definieren und man definiert einen Teilbereich nur dann als eine vorläufige Schattenbereichshypothese, wenn dieser nicht nur im Variationsbereich für Schatten sondern in keinem üblichen Variationsbereich anderer üblicher Objekte liegt. Falls ein Bereich dann nur im üblichen Variationsbereich einer Objektart liegt, kann sie als Hypothese der entsprechenden Objektart definiert werden.
Das Verfahren liefert bei Schatten im Allgemeinen Teilbereiche von Schatten als Schattenhypothesenbereiche.
Dem System kann die Fahrbahnfläche etwa bekannt sein, z.B. automatisch durch gespeicherte ca. 1m genaue Karten sowie durch eine Positions- und Ausrichtungsbestimmungsvorrichtung unter Berücksichtigung von Sensor und Objektiveigenschaften und/oder von Hand durch Einzeichnen eines Polygons im Bild, und dadurch kann die Schattensuche auf Fahrbahnbereiche beschränkt werden. Die Schattenbereichshypothesen können z.B. mit einem Erosions-/Dilatationsverfahren und anschließendem Clusterverfahren weiterverarbeitet werden und Löcher in den Bereichen können geschlossen werden.
Zusätzlich und insbesondere vorab kann eine Fahrzeugerkennung durchgeführt werden, und eine 3D-modellbasierte Analyse kann u. a. unter Berücksichtung der Sonnenstandsrichtung einen Bereich als möglichen Schattenbereich ausgeben, und anschließend kann eine Analyse des Bereichs, optional etwas vergrößert, mit der oben beschriebenen Polarisationsdoppelbildmethode durchgeführt werden, ob es letztere Schattenhypothesenteilbereiche verfestigen kann. Sofern ein Bereich der Schattenhypothese auch gemäß der Polarisationsanalyse Schattenbereichshypothese ist, wird die Schattenbereichshypothese als sicherere Schattenbereichshypothese gekennzeichnet. Auch kann eine Analyse etwas außerhalb des ursprünglichen Schattenhypothesenbereichs in Richtung weg von der Fahrzeughypothese erfolgen, ob dort eine größere mittlere Helligkeit vorliegt, wodurch sich die Hypothese weiter verfestigen lässt.
Zahlreiche Objekte sind nicht unpolarisiert. Z.B. weist ein wolkenloser Himmel im Allgemeinen in großen Teilen eine relativ starke Polarisation in Abhängigkeit vom Sonnenstand auf. Diese übliche genäherte Polarisation kann berechnet werden und eingesetzt werden, um das übliche lokale theoretische Polarisations-Doppelbild zu berechnen. Daraus ergibt sich durch Vergleich analog wie oben beschrieben die Möglichkeit, Himmelsbereiche zu detektieren. Variationsbereiche der Doppelbildpixelwerte für bestimmte Fälle nicht völlig wolkenlosen Himmels können ebenfalls festgelegt werden.
Weitere Sensoren über RGB hinaus, z.B. IR und/oder UV, können z.B. als RGB-IR oder RGB-UV 2×2-Pixel berücksichtigt werden.
Insbesondere sind Fälle denkbar, in denen eine Fahrzeugerkennung ein Objekt mit Schatten findet, jedoch die Grenze zwischen Schatten und Fahrzeug nicht korrekt oder unbekannt ist. Für solche Software kann über dem gesamten Objekthypothesenbereich die beschriebene Analyse bzgl. Schattenbereich durchgeführt werden und gegebenenfalls eine grobe Hypothese der Trennung von Schatten und Fahrzeug gebildet werden, die mithilfe der beschriebenen 3D-modellbasierten Analyse unter Berücksichtung des Sonnenstandes überprüft werden kann. Ferner kann eine Schattenteilbereichshypothese vergrößert werden, wenn die benachbarten Gebiete ähnliche Doppelbildpixelwerte aufweisen.
Die beschriebene Vorrichtung mit 2 benachbarten Kameras kann zudem für eine stereoskopische Analyse verwendet werden.
Eine alternative Vorrichtung verwendet keine 2 Kameras sondern einen räumlich komplexer gestalteten Filter. Hierbei wird z.B. beim Bayermosaik (2×2-Pixel bestehend z.B. aus RGBG oder RGB-IR oder RGB-UV) räumlich abwechselnd mit jedem 2×2-Pixel – bzw. bei sw-Kameras mit jedem Pixel – ein vertikaler und dann ein horizontaler Filter (bzw. kein Filter) vor dem 2×2-Pixel angebracht. Dadurch verschlechtert sich die Auflösung der Bilder mit gleichem Filter entsprechend. Die Klassifikation von Bildbereichen kann mit dieser Vorrichtung analog wie oben beschrieben durchgeführt werden.
Weitere Vorrichtungen sind denkbar mit räumlich und/oder zeitlich komplexer gestalteten Filtern, um weitere Informationen über die Polarisation zu extrahieren bzw. um bei Pixelausgabewerten den Anteil, der durch störende Reflexionen verursacht wird, zu reduzieren, um Objektart- und -eigenschaftshypothesen zu optimieren.
Für die beschriebenen Vorrichtungen gilt, dass bei Multiview, d.h. mehreren Kameras, die aus verschiedenen Blickrichtungen Objekte aufnehmen, die wie beschriebenen aus etwa einem Blickwinkel gewonnene detailliertere Objektinformation verwendet werden kann, bevor man z.B. die übliche Objektfusion durchführt, wodurch die Leistung des Multiviewsystems steigt.
Diese verbesserten Objektinformationen, d.h. verbesserten Verkehrsdaten, können für die oben beschriebene Verkehrsprognose und -steuerung verwendet werden, was zu einer weiter verbesserten Leistung dieser Systeme führt.

Claims

Vorrichtung zur Verkehrssteuerung, umfassend mindestens zwei Kamera-Rechnersysteme, die räumlich getrennten Lichtsignalanlagen zugeordnet sind, sowie einen zentralen Verkehrssimulationsrechner, wobei der zentrale Verkehrssimulationsrechner anhand der Daten der verteilten Kamera-Rechnersysteme und von Daten von XFCD-Fahrzeugen eine Verkehrssimulation durchgeführt wird, wobei die XFCD-Fahrzeuge zusätzlich mitteilen, ob diese mit einem ACC-Fahrerassistenzsystem ausgestattet sind, wobei in der Simulation Steuerphasen der Lichtsignalanlagen und Geschwindigkeiten der Verkehrsteilnehmer variiert werden, wobei aus den verschiedenen Simulationen ein lokales Optimum ermittelt wird und die zugehörigen Parameter für die Steuerphasen der Lichtsignalanlagen diesen von dem zentralen Verkehrssimulationsrechner übermittelt werden und mindestens die zugehörigen Geschwindigkeiten für die Fahrzeuge an die XFCD-Fahrzeuge übermittelt werden, wobei aus den Daten der Kamera-Rechnersysteme sowie den Meldungen von XFCD-Fahrzeugen mit ACC eine Dichte von ACC-Fahrzeugen abgeschätzt wird, wobei Straßenabschnitten mit höherer ACC-Dichte mehr Verkehr zugewiesen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Simulation die weiteren vorhandenen Steuerungsinstrumente wie Richtgeschwindigkeitssignalanlagen, Warnhinweissignalanlagen, Wechselverkehrszeichen (WVZ), Parkraumbelegungshinweisen, dynamisches Routing, Anzeigesysteme für priorisierten Verkehr, und Wechselwegweiser berücksichtigt werden und für diese optimierte Anzeigedaten bestimmt werden und angezeigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den XFCD-Fahrzeugen eine zu benutzende Fahrspur übermittelt wird.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuereinrichtungen der Lichtsignalanlagen eine Frühstartempfehlung an Fahrzeuge und/oder ein Remote-Motorstart-Signal übermitteln.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Kamera-Rechnersysteme die übermittelten Parameter des zentralen Simulationsrechners einer lokalen Verkehrssimulation zugrundelegen.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamera-Rechnersystem zur Objekterkennung ein flexibles hierarchisches 3D-Featuredetektionsverfahren implementiert hat, bei dem verschiedenste benachbarte Teile eines Fahrzeugs zugleich ins Bild projiziert werden, die unterschiedlich gewichtet werden.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Objekterkennung Bilder mit unterschiedlichen Polarisationsfiltern aufnehmbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System die Abfahrt eines öffentlichen Beförderungsmittels gemäß der Menge der einlaufenden Informationen geeignet wählt und/oder Radfahrern und/oder Fußgängern mit PDA mit entsprechender Navigationssoftware optimierte Geschwindigkeitsempfehlungen übermittelt.
Verfahren zur Verkehrssteuerung, mittels mindestens zwei Kamera-Rechnersystemen, die räumlich getrennten Lichtsignalanlagen zugeordnet sind, sowie einen zentralen Verkehrssimulationsrechner, wobei der zentrale Verkehrssimulationsrechner anhand der Daten der verteilten Kamera-Rechnersysteme und von Daten von XFCD-Fahrzeugen eine Verkehrssimulation durchgeführt wird, wobei die XFCD-Fahrzeuge zusätzlich mitteilen, ob diese mit einem ACC-Fahrerassistenzsystem ausgestattet sind, wobei in der Simulation Steuerphasen der Lichtsignalanlagen und Geschwindigkeiten der Verkehrsteilnehmer variiert werden, wobei aus den verschiedenen Simulationen ein lokales Optimum ermittelt wird und die zugehörigen Parameter für die Steuerphasen der Lichtsignalanlagen diesen von dem zentralen Verkehrssimulationsrechner übermittelt werden und mindestens die zugehörigen Geschwindigkeiten für die Fahrzeuge an die XFCD-Fahrzeuge übermittelt werden, wobei aus den Daten der Kamera-Rechnersysteme sowie den Meldungen von XFCD-Fahrzeugen mit ACC eine Dichte von ACC-Fahrzeugen abgeschätzt wird, wobei Straßenabschnitten mit höherer ACC-Dichte mehr Verkehr zugewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Simulation die weiteren vorhandenen Steuerungsinstrumente wie Richtgeschwindigkeitssignalanlagen, Warnhinweissignalanlagen, Wechselverkehrszeichen (WVZ), Parkraumbelegungshinweisen, dynamisches Routing, Anzeigesysteme für priorisierten Verkehr, und Wechselwegweiser berücksichtigt werden und für diese optimierte Anzeigedaten bestimmt werden und angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass den XFCD-Fahrzeugen eine zu benutzende Fahrspur übermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Steuereinrichtungen der Lichtsignalanlagen eine Frühstartempfehlung an Fahrzeuge und/oder. ein Remote-Motorstart-Signal übermitteln.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Kamera-Rechnersysteme die übermittelten Parameter des zentralen Simulationsrechners einer lokalen Verkehrssimulation zugrundelegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Objekterkennung das Kamera-Rechnersystem ein flexibles hierarchisches 3D-Featuredetektionsverfahren implementiert hat, bei dem verschiedenste benachbarte Teile eines Fahrzeugs zugleich ins Bild projiziert werden, die unterschiedlich gewichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Objekterkennung Bilder mit unterschiedlichen Polarisationsfiltern aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfahrt eines öffentlichen Beförderungsmittels gemäß der Menge der einlaufenden Informationen geeignet wählt und/oder Radfahrer und/oder Fußgänger mit PDA mit entsprechender Navigationssoftware optimierte Geschwindigkeitsempfehlungen übermittelt werden.