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Hintergrund
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Es existieren viele Systeme, um motorisierten Verkehrsteilnehmern Verkehrsgeschwindigkeitsinformationen bereitzustellen und Beispiele umfassen web-basierte System, die Verkehrsprobleme identifizieren. Derartige web-basierte Systeme können mit Kartendiensten integriert werden, um grafisch anzuzeigen, wo der Verkehr langsam ist. Weitere Beispiele umfassen telefonbasierte Systeme, in denen Benutzer eine dedizierte Nummer anrufen können, um lokale Verkehrsinformationen zu empfangen, und satellitennavigationsbasierte Systeme, in denen Verkehrsinformationen bei der Auswahl von Routen zu einem Ziel verwendet werden. Diese Systeme benutzen typischerweise Daten aus einem Netz fester Fahrgeschwindigkeitssensoren, wie beispielsweise jene, die sich in periodischen Abständen entlang von Hauptstraßen im Vereinigten Königreich befinden. Viele Radiostationen senden auch Verkehrsinformationen aus, die auch Daten aus diesem Netz von Sensoren benutzen können und diese Daten können durch Informationen ergänzt werden, die von Zuhörern bereitgestellt werden, die anrufen, um Probleme zu berichten, die sie auf den Straßen erleben.
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Bei bestehenden Systemen sind die von Benutzern empfangenen Daten veraltet. Bestenfalls ist die Information nur leicht veraltet (d. h. es kann eine kurze Zeitverzögerung von vielleicht 10 Minuten geben bei einem Benutzer, der Verkehrsgeschwindigkeitsinformationen empfängt); es kann jedoch in einigen Beispielen eine beträchtliche Verzögerung zwischen dem Auftreten (oder Auflösung) eines Vorfalls auf dem Straßennetz und seinem Bericht (z. B. eine Verzögerung von 30 Minuten oder mehr) geben. Außerdem decken aufgrund von Kosten und Planungsvorschriften etc. die Fahrgeschwindigkeitssensoren im Vereinigten Königreich nur größere Straßen ab und so ist wenig oder keine Verkehrsinformation für die Mehrheit des Straßennetzes im Vereinigten Königreich verfügbar. Ähnliche Situationen existieren in anderen Ländern.
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Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf Implementierungen beschränkt, die einige oder alle der Nachteile bekannter Verkehrsüberwachungssysteme lösen.
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Kurzfassung
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Diese Kurzfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die nachfolgend in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzfassung ist weder dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch ist sie dazu gedacht, als eine Hilfe beim Bestimmen des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
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Es wird ein kollaboratives Verkehrsüberwachungsverfahren beschrieben. In einer Ausführungsform umfasst ein kollaboratives Verkehrsüberwachungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug einen Eingang zum Empfang von GPS-Ortsdaten und eine Verarbeitungseinheit, die Geschwindigkeitsdaten für ein Fahrzeug auf der Grundlage der empfangenen GPS-Ortsdaten erzeugt. Das System umfasst auch einen Sender, der die Geschwindigkeitsdaten ausstrahlt, und einen Empfänger, der von anderen Fahrzeugen ausgestrahlte Geschwindigkeitsdaten empfängt. Die empfangenen Geschwindigkeitsdaten werden dann verwendet, um eine Angabe der vorausliegenden Fahrgeschwindigkeiten anzuzeigen.
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Ein erster Aspekt beschreibt ein kollaboratives Verkehrsüberwachungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei das System umfasst: einen Eingang zum Empfang von GPS-Ortsdaten für das Fahrzeug aus einem GPS-Modul; eine Verarbeitungseinheit, die ausgelegt ist, Geschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug unter Verwendung der GPS-Ortsdaten zu erstellen (bzw. zusammenzustellen); einen drahtlosen Sender, der ausgelegt ist, die Geschwindigkeitsdaten auszustrahlen; einen drahtlosen Empfänger, der ausgelegt ist, Dritt-Geschwindigkeitsdaten aus anderen Fahrzeugen zu empfangen; und einen Ausgang an eine Anzeigevorrichtung, die ausgelegt ist, Daten anzuzeigen, die Fahrgeschwindigkeiten für eine Vielzahl von Straßenproben vor dem Fahrzeug angeben, wobei die Fahrgeschwindigkeit für jede Straßenprobe auf der Grundlage der empfangenen Dritt-Geschwindigkeitsdaten berechnet werden.
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Ein zweiter Aspekt beschreibt ein kollaboratives, in einem Fahrzeug implementiertes Verkehrsüberwachungsverfahren, wobei das Verfahren umfasst: Sammeln von Geschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug; Ausstrahlen von Geschwindigkeitsdaten aus dem Fahrzeug unter Verwendung eines drahtlosen Senders; Empfangen von Geschwindigkeitsdaten, die von einem anderen Fahrzeug ausgestrahlt wurden, unter Verwendung eines drahtlosen Empfängers; und Anzeigen, auf einer Anzeigevorrichtung, von Geschwindigkeitsdaten für vorausliegende Straßenproben auf der Grundlage der empfangenen Geschwindigkeitsdaten.
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Ein dritter Aspekt beschreibt eine fahrzeuginterne Einheit zur kollaborativen Verkehrsüberwachung, wobei die Einheit umfasst: ein GPS-Modul; eine Verarbeitungseinheit, die ausgelegt ist, um GPS-Ortsdaten aus dem GPS-Modul zu empfangen und Geschwindigkeitsdaten unter Verwendung der GPS-Ortsdaten zu erstellen; einen Empfänger, der ausgelegt ist, Geschwindigkeitsdaten aus anderen Fahrzeugen zu empfangen; einen Sender, der ausgelegt ist, wenigstens eine Teilmenge der erstellten (bzw. zusammengestellten) Geschwindigkeitsdaten und der aus anderen Fahrzeugen empfangenen Geschwindigkeitsdaten auszustrahlen; und eine Anzeige, die ausgelegt ist, Vorhersagen vorausliegender Fahrgeschwindigkeiten anzuzeigen, wobei die Vorhersagen auf der Grundlage der aus anderen Fahrzeugen empfangenen Geschwindigkeitsdaten erzeugt werden.
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Die hier beschriebenen Verfahren können durch Software in maschinenlesbarer Form auf einem berührbaren Speichermedium z. B. in der Form eines Computerprogramms, das ein Computerprogrammcodemittel umfasst, das ausgelegt ist, alle Schritte der hier beschriebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer läuft und wo das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein kann. Beispiele von berührbaren (oder nicht-transitorischen) Speichermedien umfassen Disketten, USB-Sticks, Speicherkarten etc. und umfassen nicht sich fortpflanzende Signale. Die Software kann zur Ausführung auf einem parallelen Prozessor oder seriellen Prozessor geeignet sein, so dass die Verfahrensschritte in irgendeiner geeigneten Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden können.
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Dies erkennt an, dass Firmware oder Software wertvolle, getrennt handelbare Waren sein können. Sie soll Software umfassen, die auf ”dummer” oder Standardhardware läuft oder diese steuert, um die gewünschten Funktionen auszuführen. Sie soll auch Software umfassen, die die Konfiguration von Hardware ”beschreibt” oder definiert, wie beispielsweise HDL (Hardwarebeschreibungssprache) Software, wie sie zum Entwerfen von Siliziumchips oder zum Konfigurieren universeller programmierbarer Chips verwendet wird, um gewünschte Funktionen auszuführen.
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Die bevorzugten Merkmale können wie geeignet kombiniert werden, wie es für einen Fachmann offensichtlich wäre, und können mit beliebigen Aspekten der Erfindung kombiniert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein Ablaufdiagramm eines kollaborativen Verkehrsüberwachungsverfahrens ist;
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2 Schemazeichnungen von zwei Beispielszenarien zeigt, die beim Beschreiben des in 1 gezeigten Verfahrens benutzt werden können;
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3 Schemazeichnungen von zwei beispielhaften fahrzeuginternen Einheiten zeigt;
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4 eine weitere Beispieleinheit 400 und ein Flussdiagramm eines weiteren Beispiels eines kollaborativen Verkehrsüberwachungsverfahrens zeigt;
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5 ein Flussdiagramm eines weiteren beispielhaften Verfahrens zur kollaborativen Verkehrsüberwachung ist; und
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6 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausstrahlungsprozesses und Beispielnachricht und Datenpaketstrukturen zeigt.
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Gemeinsame Bezugszeichen werden in allen Figuren verwendet, um ähnliche Merkmale anzugeben.
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Detaillierte Beschreibung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend nur mittels Beispielen beschrieben. Diese Beispiele stellen die besten Möglichkeiten dar, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, die momentan dem Anmelder bekannt sind, obwohl sie nicht die einzigen Wege sind, auf die dies erreicht werden könnte. Die Beschreibung stellt die Funktionen des Beispiels dar und die Folge von Schritten zum Bauen und Betreiben des Beispiels. Jedoch können dieselben oder äquivalente Funktionen und Abfolgen durch verschiedene Beispiele erzielt werden.
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Wie oben beschrieben benötigen bestehende Verfahren der Verkehrsüberwachung eine teuere Infrastruktur, die ihre Anwendung auf weniger wichtigen Straßen und auch ihre Anwendung in Entwicklungsländern einschränkt. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines kollaborativen Verkehrsüberwachungsverfahrens, das keine Infrastruktur benötigt und deshalb irgendwo implementiert werden kann, auf irgendeiner Art von Straße oder Spur bzw. Bahn. Das Verfahren umfasst Fahrzeuge, die Daten über die Geschwindigkeit sammeln, mit der sie fahren (Block 102) und Geschwindigkeitsdaten (Block 104) ausstrahlen. Die Fahrzeuge empfangen auch die Daten, die von in der Nähe befindlichen Fahrzeuge (Block 106) ausgestrahlt werden und benutzen die empfangenen Daten (d. h. die im Block 106 empfangenen Daten), um Geschwindigkeitsdaten im Fahrzeug für die vorausliegende Straße (Block 108) anzuzeigen. Dieses Verfahren wird dann wiederholt und man erkennt, dass die Verfahrensschritte nicht in der in Figur gezeigten Reihenfolge auftreten müssen und in einigen Beispielen die Verfahrensschritte im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden können. Die Durchführung des einen oder der mehreren Verfahrensschritte muss nicht notwendigerweise mit den anderen Schritten auf irgendeine Weise synchronisiert werden.
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Die Daten, die (in Block 102) gesammelt werden, beziehen sich auf die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug fährt, das das Verfahren betreibt, und dies kann als ”erlebte Geschwindigkeitsdaten” bezeichnet werden. Diese Daten können in beliebiger Form sein, die einschließt aber nicht beschränkt ist auf: Durchschnittsgeschwindigkeit, momentane Geschwindigkeit, eine Kombination aus GPS-Ortsdaten (die auch als ”GPS-Positionsdaten” bezeichnet werden können) und Zeitstempel sowie GPS-Ortsdaten für zwei Punkte und eine Zeit, die es gedauert hat, um sich zwischen diesen beiden Punkten zu bewegen.
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Die Geschwindigkeitsdaten, die (in Block 104) ausgestrahlt werden, umfassen eine Kombination aus erlebten Geschwindigkeitsdaten (in Block 102, die erlebten Geschwindigkeitsdaten) und Geschwindigkeitsdaten, die aus anderen Fahrzeugen (in Block 106, in den Fällen, in denen beliebige solcher Daten verfügbar sind) empfangen wurden. Wie detaillierter nachfolgend beschrieben wird, umfassen die Geschwindigkeitsdaten unter Umständen nicht die gesamten Geschwindigkeitsdaten, die vom ausstrahlenden Fahrzeug gehalten werden, und stattdessen können die Daten auf der Grundlage eines oder mehrerer Kriterien gefiltert werden. In einigen Implementierungen können die erlebten und erfahrenen Geschwindigkeitsdaten differenziert werden, wenn die Geschwindigkeitsdaten (in Block 104) ausgestrahlt werden, z. B. durch die Verwendung einer Markierung, die zwischen erlebten und erfahrenen Geschwindigkeitsdaten differenziert (wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben); jedoch gibt es in vielen Implementierungen keine Differenzierung zwischen erlebten Geschwindigkeitsdaten und erfahrenen Geschwindigkeitsdaten. Die ausgestrahlten Geschwindigkeitsdaten können auch als ”gesendete Geschwindigkeitsdaten” bezeichnet werden.
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Die Geschwindigkeitsdaten, die ein Fahrzeug aus anderen Fahrzeugen (in Block 106) empfängt, können als ”empfangene Geschwindigkeitsdaten”, ”erfahrene Geschwindigkeitsdaten” oder ”Dritt-Geschwindigkeitsdaten” bezeichnet werden, da sich diese Geschwindigkeitsdaten nicht auf Geschwindigkeiten beziehen, die vom empfangenden Fahrzeug erlebt werden. Diese erfahrenen Geschwindigkeitsdaten können Daten umfassen, die aus einem oder mehreren Fahrzeugen empfangen wurden, und die aus einem einzelnen Fahrzeug empfangenen Daten können Daten aus mehr als einem Fahrzeug umfassen (z. B. erfahrene Geschwindigkeitsdaten, die von dem Ausstrahlungsfahrzeug gesammelt wurden und erfahrene Geschwindigkeitsdaten, die vom Ausstrahlungsfahrzeug aus anderen Fahrzeugen empfangen wurden). Dies hat den Effekt, dass ein Fahrzeug, das sich in eine Richtung eine Straße entlang bewegt, Geschwindigkeitsdaten empfangen kann, die von einem Fahrzeug vor jenem Fahrzeug gesammelt (d. h. erlebt) wurden, das in dieselbe Richtung fährt. Es ist nicht notwendig, die Geschwindigkeitsdaten bei sehr hohen Leistungen auszustrahlen (um einen großen Sendebereich zu erhalten), da ein Fahrzeug, das in die entgegengesetzte Richtung fährt, verwendet wird, um die Daten zwischen Fahrzeugen weiterzuleiten.
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Die Geschwindigkeitsdaten, die (in Block 108) angezeigt werden, beziehen sich auf die Straße vor dem Fahrzeug, in dem die Daten angezeigt werden (in den Fällen, in denen dies unter Bezugnahme auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs definiert ist). Die angezeigten Geschwindigkeitsdaten stellen eine Vorhersage der Fahrgeschwindigkeiten (z. B. die durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeiten) vor dem Fahrzeug auf der Grundlage von Daten bereit, die aus einem oder mehreren Fahrzeugen empfangen werden.
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Die angezeigten Geschwindigkeitsdaten können in einem anderen Format als die gesammelten, gesendeten und empfangenen Geschwindigkeitsdaten sein und in vielen Beispielen umfassen die angezeigten Geschwindigkeitsdaten eine grafische Darstellung der Geschwindigkeitsdaten (z. B. eine grafische Darstellung der durchschnittlichen Geschwindigkeit) für eine Anzahl von Straßenproben vor dem Fahrzeug (für die Bewegungsrichtung und in einigen Beispielen auch für die entgegengesetzte Richtung). Farben können in der grafischen Darstellung benutzt werden, um eine intuitive Anzeige bereitzustellen, die leicht mit einem schnellen Blick durch den Fahrer eines Fahrzeugs interpretiert werden kann. Wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, können die Geschwindigkeitsdaten, die angezeigt werden, auf der Grundlage der empfangenen Geschwindigkeitsdaten erzeugt werden und entsprechen unter Umständen nicht direkt den empfangenen Daten und demzufolge können diese neu erzeugten Geschwindigkeitsdaten, die zum Zwecke des Bereitstellens einer Anzeige einem Fahrer erzeugt werden, als ”interpretierte Geschwindigkeitsdaten” bezeichnet werden. Die angezeigten Geschwindigkeitsdaten geben daher Fahrgeschwindigkeiten für eine Vielzahl von Straßenproben an, da sie in einigen Beispielen nicht tatsächliche Geschwindigkeitsvoraussagen anzeigen, sondern irgendeine Darstellung dieser vorhergesagten Geschwindigkeiten.
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Der Begriff ”Geschwindigkeitsdaten” wird hier verwendet, um sich auf beliebige Daten zu beziehen, die die Geschwindigkeit beschreiben, mit der sich ein Fahrzeug bewegt (oder sich kürzlich bewegt hat) und kann eine oder mehr der erlebten Geschwindigkeitsdaten, erfahrenen Geschwindigkeitsdaten, angezeigten Geschwindigkeitsdaten, interpretierten Geschwindigkeitsdaten etc. umfassen. Außerdem kann sich der Begriff ”Geschwindigkeitsdaten” auf eine Sammlung von Daten beziehen, die sich auf mehr als ein Fahrzeug beziehen.
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Der Betrieb des in 1 gezeigten Verfahrens kann detaillierter unter Bezugnahme auf die in 2 gezeigten Schemazeichnungen beschrieben werden, die zwei Beispielszenarien veranschaulichen. In der ersten Schemazeichnung 201 sind eine Anzahl von Fahrzeugen 210–213 gezeigt, die eine Straße entlang fahren. Drei Fahrzeuge 210–212 bewegen sich in eine Richtung und ein Fahrzeug 213 bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung. In diesem Beispiel wird angenommen, dass wenigstens drei Fahrzeuge 210, 212 und 213 das Verfahren von 1 implementieren; jedoch können alle Fahrzeuge das Verfahren implementieren. Wenn die Fahrzeuge die Straße entlangfahren, sammeln sie Geschwindigkeitsdaten (Block 102) und strahlen sie aus (Block 104) und sie empfangen auch Geschwindigkeitsdaten (Block 106) von beliebigen anderen Fahrzeugen, die Daten ausstrahlen und die in Reichweite sind. Wenn Fahrzeug 213 an Fahrzeug 210 vorbeifährt, empfängt es Geschwindigkeitsdaten von Fahrzeug 210 (wie durch den wellenförmigen Pfeil in 1 angegeben). Anschließend, wenn sich das Fahrzeug 213 der Straße entlang bewegt hat, so dass es nahe an Fahrzeug 212 ist (wie durch den gepunkteten Umriss 213' angegeben), strahlt Fahrzeug 213 seine Geschwindigkeitsdaten (die sowohl erlebte Geschwindigkeitsdaten als auch erfahrene, vom Fahrzeug 210 empfangene Geschwindigkeitsdaten umfassen) aus und diese Geschwindigkeitsdaten werden vom Fahrzeug 212 empfangen. Auf der Grundlage der empfangenen Geschwindigkeitsdaten können Geschwindigkeitsdaten im Fahrzeug 212 für eine Anzahl von Straßenproben 214–215 vor dem Fahrzeug angezeigt werden. Nimmt man an, dass keine Daten von Fahrzeug 211 empfangen wurden, umfassen die angezeigten Daten für die Proben vor dem Fahrzeug 212 Daten für die Bewegungsrichtung auf der Grundlage der von Fahrzeug 210 erlebten Geschwindigkeiten, wenn es diesen Straßenabschnitt entlang fährt (und an Fahrzeug 212 über Fahrzeug 213 gesendet wird) und Daten für die entgegengesetzte Bewegungsrichtung auf der Grundlage von Geschwindigkeiten, die von Fahrzeug 213 erlebt werden. Falls Daten von Fahrzeug 213 aus Fahrzeug 211 empfangen wurden, können die angezeigten Daten für die Probe direkt vor dem Fahrzeug 212 (Probe 214) in der Bewegungsrichtung eine Kombination der von beiden Fahrzeugen 210 und 211 erlebten Geschwindigkeiten umfassen.
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Der Begriff 'Straßenprobe' bezieht sich auf einen Straßenabschnitt, wobei der Abschnitt der Straße auf eine beliebige Art definiert werden kann und verschiedene Straßenproben können von unterschiedlichen Größen sein und können in einigen Beispielen dynamisch definiert werden (z. B. auf der Grundlage der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit). In einem Beispiel kann ein festes Gitter auf der Grundlage von GPS-Daten benutzt werden, das Straßen in Abschnitte (z. B. unter Verwendung eine 0.5 km Gitters) einteilt. In anderen Beispielen kann die Straßenprobengröße, die verwendet wird, unterschiedlich sein auf der Grundlage des Straßentyps und dies wird nachfolgend näher beschrieben. Abhängig vom Wesen der von Fahrzeugen ausgestrahlten Geschwindigkeitsdaten ist es nicht notwendig für jedes Fahrzeug dieselbe Definition von Straßenprobe zu haben, und Straßenprobengrenzen brauchen nicht auf irgendeine Weise angeordnet/ausgerichtet werden, z. B. in den Fällen, in denen die Geschwindigkeitsdaten GPS-Ortsdaten und Zeitstempel oder Zeitdauerinformation umfassen, kann ein Fahrzeug die Daten verarbeiten, um die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit für einen beliebigen Abschnitt der Straße zu berechnen. Dies wird auch nachfolgend genauer beschrieben.
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Die zweite Schemazeichnung 202 in 2 kann verwendet werden, um den Betrieb des kollaborativen Verkehrsüberwachungsverfahrens von 1 in einer anderen Situation zu beschreiben: in sich langsam bewegendem oder stehendem Verkehr. In dem gezeigten Beispiel gibt es eine Schlange von sich sehr langsam bewegenden oder stehenden Fahrzeugen (einschließlich Fahrzeugen 220–222) auf einer Seite der Straße als ein Ergebnis eines Unfalls (der Fahrzeug 223 umfasst, in den Fällen, in denen die Bewegungsrichtung der Fahrzeuge 220–223 rechts nach links ist in dem in Schaubild 202 gezeigten Beispiel) und es gibt keine Fahrzeuge, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Dies bedeutet, dass es kein Fahrzeug gibt, das sich in diese entgegengesetzte Richtung bewegt (links nach rechts in dem in Schaubild 202 gezeigten Beispiel), das als ein Weiterleiter bzw. Verstärker für Daten fungieren kann, die von Fahrzeugen in der Schlange ausgestrahlt werden. In diesem Beispiel sind die Fahrzeuge jedoch ausreichend nahe beieinander, so dass ein Fahrzeug in der Schlange Geschwindigkeitsdaten empfangen kann, die von wenigstens dem Fahrzeug vorne (und möglicherweise mehr als einem Fahrzeug vorne) ausgestrahlt werden. Wie oben beschrieben werden, falls ein Fahrzeug in der Schlange (Fahrzeug 221) Geschwindigkeitsdaten empfängt, die von einem Fahrzeug vor diesem Fahrzeug (z. B. Daten, die von Fahrzeug 220 oder 223 ausgestrahlt werden) ausgestrahlt werden, diese empfangenen Geschwindigkeitsdaten dann in die Geschwindigkeitsdaten eingefügt, die von diesem Fahrzeug (d. h. von Fahrzeug 221) ausgestrahlt werden. Dieses Verfahren wird von Fahrzeugen in der Schlange wiederholt, die ausgelegt sind, eine kollaborative Verkehrsüberwachung zu implementieren und so rutschen die Geschwindigkeitsdaten durch die Schlange zurück (wie durch die wellenförmigen Linien im Schaubild angegeben) und werden dann von Fahrzeug 222 am Ende der Verkehrsschlange empfangen.
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Auf der Grundlage der empfangenen Geschwindigkeitsdaten (und wie oben beschrieben) können Geschwindigkeitsdaten in Fahrzeug 222 für eine Anzahl von Straßenproben 224–226 vor dem Fahrzeug angezeigt werden. In der Bewegungsrichtung zeigen alle Proben 224–226 stehenden (oder sich sehr langsam) bewegenden Verkehr in der Bewegungsrichtung und für alle Proben gibt es keine Daten für die entgegengesetzte Bewegungsrichtung. Es sind unter Umständen keine Daten für die Probe vor dem Unfall (z. B. weil dieser Teil der Straße frei von Verkehr ist) verfügbar und dies stellt dem Fahrzeugführer 222 eine Angabe der Schlangenlänge bereit. Wenn sich der Vorfall anschließend auflöst und das Fahrzeug 220 sich bewegen kann, werden die aktualisierten Geschwindigkeitsdaten vom Fahrzeug 222 durch die Übertragung von Daten entlang der Fahrzeuge in der Schlange empfangen und der Fahrer des Fahrzeugs 222 empfängt eine frühe Angabe, dass die vorherliegenden Probleme gelöst wurden. Diese Angabe wird vom Fahrer der Fahrzeugs 222 praktisch in Echtzeit empfangen und weit schneller als beliebige Aktualisierungen möglicherweise unter Verwendung herkömmlicher Verfahren empfangen werden könnten.
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Man erkennt, dass weitere Beispielszenarien eine Kombination der in 2 gezeigten Datenübertragungstechniken benutzen können, d. h. es kann eine Fahrzeug-Fahrzeug-Übertragung von Daten über ein Fahrzeug geben, das sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt (wie in Schaubild 201) und es kann eine Fahrzeug-Fahrzeug Übertragung von Daten zwischen Fahrzeugen geben, die sich in derselben Richtung bewegen (wie in Schaubild 202).
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Die obige Diskussion in Bezug auf 2 beschreibt Daten, die von einem Fahrzeug empfangen werden aus einem Fahrzeug vor ihm in der Schlange oder Fahrzeug-Fahrzeug-Übertragung von Daten. Man erkennt, dass das Ausstrahlen von Geschwindigkeitsdaten (in Block 104) keine Eins-zu-Eins-Verbindung (Fahrzeuge übertragen keine Daten zu einem speziellen Fahrzeug, z. B. werden Daten nicht von Fahrzeug 220 zu Fahrzeug 221 übertragen) sondern stattdessen gibt es eine blinde, unaufgeforderte Ausstrahlung von einem Fahrzeug zu beliebigen Fahrzeugen, die geeignet ausgestattet sind, innerhalb einer Reichweite sind und die auf Empfang sind (z. B. strahlt Fahrzeug 220 die Daten aus und die Daten werden vom Fahrzeug 221 empfangen, da es in Reichweite von Fahrzeug 220 ist). Die Ausstrahlung kann nicht-direktional (oder rundstrahlend) sein, so dass die Daten von Fahrzeugen um das Ausstrahlungsfahrzeug herum empfangen werden können, z. B. Fahrzeuge vor, hinter und an der Seite dieses Fahrzeugs (z. B. in einer mehrspurigen Straße wie zum Beispiel einer Autobahn). Daten werden von einem Fahrzeug ausgestrahlt, selbst wenn es kein Fahrzeug in Reichweite gibt und als solches kann die Ausstrahlung als opportunistisch beschrieben werden.
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Das oben beschriebene kollaborative Verkehrsüberwachungsverfahren kann in einer fahrzeuginternen Einheit implementiert sein und 3 zeigt Schemazeichnungen von zwei beispielhaften fahrzeuginternen Einheiten 300, 301. Der Begriff 'fahrzeuginterne Einheit' wird benutzt, um sich auf eine Einheit oder Modul zu beziehen, das in einem Fahrzeug benutzt werden kann. Eine fahrzeuginterne Einheit kann eine alleinstehende Ausrüstung sein, die fest im Fahrzeug ist oder aus dem Fahrzeug entfernbar ist, oder alternativ kann die Funktionalität der fahrzeuginternen Einheit in eine andere fahrzeuginterne Ausrüstung integriert sein. Zum Beispiel kann die Funktionalität in ein Fahrzeugaudiosystem (z. B. Radio) oder eine Satellitennavigationseinheit integriert sein. In einem weiteren Beispiel kann die Funktionalität in das Innere des Fahrzeugs, Armaturenbrettelektronik (z. B. in die Instrumentengruppe) oder Motor/Fahrzeug-Managementsystem integriert sein.
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Die erste beispielhafte Einheit 300 umfasst einen Eingang 302 zum Empfang von GPS-Ortsdaten aus einem GPS-Modul, das sich in diesem Beispiel außerhalb der Einheit befindet. In der zweiten Beispieleinheit 301 ist das GPS-Modul 303 innerhalb der Einheit. Jede Einheit 300, 301 umfasst auch eine Verarbeitungseinheit 304, die ausgelegt ist, Geschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug (die erlebten Geschwindigkeitsdaten) unter Verwendung von Daten aus dem GPS-Modul (ob innerhalb oder außerhalb der Einheit) zu erstellen (oder zu sammeln). Die Geschwindigkeitsdaten werden unter Verwendung eines drahtlosen Senders 306 ausgestrahlt und Geschwindigkeitsdaten werden aus anderen Fahrzeugen unter Verwendung eines drahtlosen Empfängers 308 empfangen. Jede Einheit 300, 301 umfasst ferner ein Anzeigemodul 310, das ausgelegt ist, eine Darstellung der Fahrgeschwindigkeiten für Straßenproben vor dem Fahrzeug anzuzeigen, in dem sich die Einheit befindet.
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Die Verarbeitungseinheit 304 kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die Mikroprozessoren, Controller oder andere geeignete Typen von Prozessoren sein können zum Verarbeiten computerausführbarer Instruktionen, um Geschwindigkeitsdaten zu erstellen und in einigen Beispielen auch eine Ausgabe an das Anzeigemodul zu erzeugen und/oder Geschwindigkeitsdaten zu verarbeiten, um interpretierte Geschwindigkeitsdaten zu erzeugen. In einigen Beispielen, zum Beispiel in dem ein System auf einer Chiparchitektur verwendet wird, können die Prozessoren einen oder mehrere feste Funktionsblöcke (auch als Beschleuniger bezeichnet) umfassen, die einen Teil des Verfahrens des Erstellens von Geschwindigkeitsdaten, Erzeugen interpretierter Geschwindigkeitsdaten und/oder Erzeugen einer Ausgabe an das Anzeigemodul in Hardware (anstelle von Software oder Firmware) erzeugen. Die computerausführbaren Instruktionen können unter Verwendung beliebiger computerlesbarer Medien bereitgestellt werden, auf die die Verarbeitungseinheit 304 zugreifen kann. In einem Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 304 computerlesbare Medien umfassen, die ausgelegt sind, um die computerausführbaren Instruktionen zu speichern, die von der Einheit ausgeführt werden, oder alternativ können derartige Instruktionen außerhalb der Verarbeitungseinheit 304 gespeichert werden und die Verarbeitungseinheit kann darauf zugreifen.
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Computerlesbare Medien können zum Beispiel Computerspeichermedien, wie beispielsweise Speicher- und Kommunikationsmedien umfassen. Computerspeichermedien, wie beispielsweise Speicher, umfassen volatile und nicht-volatile, entfernbare und nicht-entfernbare Medien, die in einem Verfahren oder Technologie zur Speicherung von Information implementiert sind wie beispielsweise computerlesbare Instruktionen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten. Computerspeichermedien umfassen, aber sind nicht beschränkt auf RAM, ROM, EPROM, EEPROM, Flashspeicher oder andere Speichertechnologie, CD-ROM, DVD oder andere optische Speicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, magnetische Scheibenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen, oder ein beliebiges anderes Nicht-Übertragungsmedium, das verwendet werden kann, um Informationen zum Zugriff durch eine Rechenvorrichtung zu speichern. Im Gegensatz können Kommunikationsmedien computerlesbare Instruktionen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten in einem modulierten Datensignal, wie beispielsweise eine Trägerwelle, oder einem anderen Transportmechanismus verkörpern. Wie hier definiert umfassen Computerspeichermedien keine Kommunikationsmedien. Deshalb sollte ein Computerspeichermedium nicht als ein sich fortpflanzendes Signal an sich interpretiert werden.
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Ein beliebiges geeignetes Anzeigeverfahren kann verwendet werden, um eine Darstellung der Fahrgeschwindigkeiten für Straßenproben vor dem Fahrzeug anzuzeigen, in dem sich die Einheit befindet und zwei Beispielanzeigen
311,
312 sind in
3 gezeigt. In der ersten Beispielanzeige
311 werden LEDs
313 (z. B. dreifarbige LEDs oder eine Menge von verschiedenfarbigen LEDs) verwendet, um eine Angabe von Fahrgeschwindigkeit in jeder Straßenprobe bereitzustellen, wobei zwei LEDs für jede Straßenprobe (eine für jede Bewegungsrichtung) bereitgestellt werden. In der zweiten Beispielanzeige
312 werden ähnliche Informationen unter Verwendung farbiger Quadrate (oder Zellen)
314 auf einer LCD-Anzeige angezeigt. In diesem Beispiel werden die Buchstaben R und G in dem Schaubild benutzt, um Quadrate anzuzeigen, die rot oder grün gefärbt sind, wobei rote Quadrate sehr geringe Geschwindigkeiten und grüne Quadrate höhere Geschwindigkeiten (z. B. > 25 mph) anzeigen. In einem weiteren Beispiel können die LEDs/Zellen wie folgt benutzt werden, um Geschwindigkeitsinformationen an den Fahrer oder anderen Insassen des Fahrzeugs bereitzustellen:
| Anzeige | Beschreibung |
| Unbeleuchtet | Es gibt keine Daten für diese Straßenprobe |
| Rot | Durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit für diese Probe beträgt weniger als 10 mph. |
| Bernstein | Durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit für die Probe beträgt 10 mph oder größer, aber weniger als 25 mph. |
| Grün | Durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit für die Probe ist größer als 25 mph. |
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In weiteren Beispielen kann eine beliebige Kombination von Farben für verschiedene Geschwindigkeitsbereiche verwendet werden.
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Die in 3 gezeigten Beispiele zeigen Daten für beide Bewegungsrichtungen; jedoch in Beispielen, in denen eine Anzeige nur Daten für die Bewegungsrichtung (und nicht die entgegengesetzte Richtung) zeigt, wird man erkennen, dass nur eine LED/Zelle pro Straßenprobe benötigt wird.
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In einigen Beispielimplementierungen einer fahrzeuginternen Einheit kann der Eingang 302, Verarbeitungseinheit 304, Sender 306 und Empfänger 308 auf einem einzigen Siliziumchip implementiert sein, der als ein Partnerchip angesehen werden kann, der neben einem GPS-Chip (der als ein GPS-Modul bezeichnet werden kann) arbeitet. In einer weiteren Beispielimplementierung können das GPS-Modul 303, Eingang 302, Verarbeitungseinheit 304, Sender 306 und Empfänger 308 in einem einzigen Siliziumchip implementiert werden.
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4 zeigt eine weitere Beispieleinheit 400 und ein Flussdiagramm eines weiteren beispielhaften Verkehrsüberwachungsverfahrens (das eine modifizierte Version des in 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Verfahrens ist). Man kann sehen, dass die Beispieleinheit 400 in 4 auch einen Datenspeicher 402 umfasst. Dieser Datenspeicher wird benutzt, um die empfangenen Geschwindigkeitsdaten (Block 404) zu speichern. Damit die gespeicherten Geschwindigkeitsdaten nicht veralten, was zu einem Anzeigen veralteter Information (in Block 108) führen kann, werden die gespeicherten Daten periodisch (in Block 406) gelöscht, wenn der Fahrzeugmotor gestoppt (und/oder gestartet) wird. In einem weiteren Beispiel, das geeigneter sein kann für Fahrzeuge auf langen Reisen oder kommerzielle Fahrzeuge, deren Motoren für lange Zeitdauern laufen, können Elemente der gespeicherten Daten auf der Grundlage eines den Daten zugeordneten Zeitstempels (in Block 406) gelöscht werden, z. B. können Daten (z. B. ein Datenelement) gelöscht werden, wenn sie eine Stunde alt sind. Das Löschen von Daten (in Block 406) kann durch den Datenspeicher 402 selbst, die Verarbeitungseinheit 304 oder durch ein anderes Modul innerhalb oder außerhalb der Einheit 400 implementiert werden.
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Die gespeicherten Daten können die Rohdaten sein, die empfangen werden oder ein verarbeitetes Formular der Daten (z. B. wie nachfolgend detaillierter beschrieben). In einigen Beispielen können die gespeicherten Daten aggregierte Daten für Straßenproben umfassen; jedoch, in den Fällen, in denen aggregierte Daten gespeichert werden, kann es nur möglich sein, die Daten beim Ein- bzw. Ausschalten zu löschen, anstatt periodisch basierend auf dem Zeitstempel, der einem Element der empfangenen Daten zugeordnet ist.
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In einem Beispiel einer der fahrzeuginternen Einheiten 300, 301, 400 in Betrieb, wenn das Fahrzeug, das die Einheit trägt, ausgeschaltet wird, werden alle Zellen (oder Quadrate oder LEDs) in der Anzeige ausgeschaltet (oder in einen anderen definierten Zustand gesetzt, der angibt, das es keine Daten gibt), weil keine Übertragungen empfangen wurden und so nichts über die vorausliegenden Straßenbedingungen bekannt ist. Die Einheit überträgt keine Geschwindigkeitsdaten, bis eine Straßenprobe befahren wurde (und damit einige erlebte Geschwindigkeitsdaten gesammelt wurden) oder einige erfahrene Geschwindigkeiten aus einer anderen fahrzeuginternen Einheit empfangen werden. Wenn eine Übertragung aus einer anderen Einheit empfangen wird, wird die Fahrgeschwindigkeitsinformation empfangen und als die am letzten bekannte gespeichert. Die Anzeige kann dann mit Geschwindigkeitsdaten (die interpretierte Geschwindigkeitsdaten sein können) aktualisiert werden. Die Einheit ist nun aktiv, fährt umher und sammelt (erlebte) Geschwindigkeitsdaten. Die Einheit beginnt mit dem Senden ihrer bekannten Geschwindigkeit für vorübergegangene befahrene Straßen und erfahrene Geschwindigkeitsdaten, die aus anderen Einheiten empfangen wurden. In einer Beispielimplementierung strahlt die Einheit robust ihre Geschwindigkeitsinformationen aus, bis sie ausgeschaltet wird (unabhängig davon, ob es in der Nähe Verkehr gibt, um die ausgestrahlten Nachrichten zu empfangen). Wenn andere ausgestrahlte Nachrichten empfangen werden, werden die erfahrenen Informationen gespeichert und die Anzeige wird aktualisiert.
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Die fahrzeuginternen Einheiten 300, 301, 400, die in 3 und 4 gezeigt sind, umfassen alle ein Anzeigemodul 310; jedoch in weiteren Beispielen umfasst eine fahrzeuginterne Einheit nicht unbedingt ein Anzeigemodul, sondern kann stattdessen einen Ausgang an eine externe Anzeige umfassen, wie beispielsweise eine Anzeige der Instrumentengruppe, Anzeige der Autostereoanlage, Anzeige des Satellitennavigationssystems, etc.
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5 zeigt ein Flussdiagramm eines weiteren Beispielverfahrens zur kollaborativen Verkehrsüberwachung, das als eine modifizierte Version jeder der vorhin beschriebenen (und in 1 und 4 gezeigten) Verfahren angesehen werden kann. Dieses Verfahren benutzt das Konzept einer 'Ortskategorie' (in Block 502 identifiziert), das den Weg bestimmt, auf dem Geschwindigkeitsdaten gesammelt werden (in Block 504) und angezeigt werden (in Block 508). Die Ortskategorie kann zusätzlich (oder stattdessen) benutzt werden, um Übertragungsparameter einzustellen, wie beispielsweise Übertragungsleistung (in Block 506), die benutzt werden, wenn die Geschwindigkeitsdaten (in Block 104) ausgestrahlt werden.
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Die Identifizierung einer Ortskategorie (in Block 502) kann zum Beispiel in einer Verarbeitungseinheit 304 in einer fahrzeuginternen Einheit implementiert werden oder ein getrenntes Modul kann innerhalb einer Einheit bereitgestellt werden. In den Fällen, in denen Sendeleistung (oder andere Sendeparameter) auf der Grundlage der Ortskategorie (z. B. in Block 506) eingestellt werden, kann dies durch die Verarbeitungseinheit 304, Sender 306 oder ein anderes Modul innerhalb oder außerhalb der Einheit gemacht werden.
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Der Begriff 'Ortskategorie' wird hier benutzt, um sich auf eine Klassifikation des aktuellen Orts eines Fahrzeugs zu beziehen und diese Kategorien können auf beliebige Weise definiert werden. Kriterien können einer Ortskategorie zugeordnet werden, die diese Kategorie festlegen und/oder die den Weg festlegen, in dem Aspekte des kollaborativen Verkehrsüberwachungsverfahrens geändert werden als ein Ergebnis davon, dass der aktuelle Ort als eine spezielle Ortskategorie klassifiziert wird. Beispiele von Ortskategorien, die verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf ländlich, städtisch, Innenstadt und Autobahn und ein Beispielsystem kann zwei oder mehr Ortskategorien umfassen (z. B. kann ein Ort als entweder ländlich und nicht-ländlich klassifiziert werden). Der Ort kann klassifiziert werden (und eine Kategorie ausgewählt aus den vom System benutzten Kategorien) auf der Grundlage eines oder mehrerer: GPS-Ortsdaten (d. h. tatsächliche GPS-Position), GPS-Abbildungsdaten (z. B. die spezifizieren, auf welcher Straße das Fahrzeug sich bewegt) und Fahrzeuggeschwindigkeit (in Block 502). In den Fällen, in denen GPS-Ortsdaten verwendet werden, kann eine Datenbank in der Einheit bereitgestellt werden, die GPS-Positionsdaten auf eine spezielle Kategorie abbildet. In einem Beispiel kann die Datenbank Gebiete festlegen, die als ”städtisch” kategorisiert sind und Positionen außerhalb der festgelegten Gebiete können als ”ländlich” kategorisiert werden. In den Fällen, in denen GPS-Abbildungsdaten verwendet werden, kann ein Ort als ”städtisch” kategorisiert sein, falls er innerhalb einer Stadtgrenze, ”Innenstadt”, falls er innerhalb einer Innenstadtgrenze ist (und die als eine Teilmenge von ”städtisch” in einigen Implementierungen betrachtet werden kann), und ”Autobahn”, falls er auf einer Autobahn ist (z. B. falls das Fahrzeug entlang dem M25 im Vereinigten Königreich fährt). In den Fällen, in denen Geschwindigkeit benutzt wird, kann ein Ort als ”städtisch” kategorisiert werden, falls das Fahrzeug mit 40 mph oder weniger fährt und ein Ort kann ansonsten als ”nicht-städtisch” oder ”ländlich” kategorisiert werden. Andere Namenskonventionen für Kategorien können alternativ benutzt werden (z. B. ”schnelle Straße”, ”langsame Straße”). Man erkennt, dass in den Fällen, in denen die Geschwindigkeit benutzt wird, dies auf der Grundlage von GPS-Ortsdaten oder auf der Grundlage von Ablesungen eines Geschwindigkeitsmessers (oder eines anderen Fahrzeuginstruments) bestimmt werden kann.
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Wie in 5 gezeigt, gibt es viele Möglichkeiten, dass eine Verwendung einer Ortskategorie die Umsetzung des kollaborativen Verkehrsüberwachungsverfahrens beeinflussen kann und in einer beliebigen Umsetzung kann die Ortskategorie in keiner, einigen oder allen gezeigten Arten und Weisen benutzt werden. In einem ersten Beispiel kann die Ortskategorie benutzt werden, um die Straßenprobengröße auszuwählen, die eine Wirkung auf die Art und Weise hat, in der Geschwindigkeitsdaten angezeigt werden (in Block 508) und in einigen Umsetzungen können sie auch eine Wirkung auf die Art und Weise haben, in der die Geschwindigkeitsdaten (in Block 504) gesammelt werden, z. B. in den Fällen, in denen Daten in einem Umfang auf der Grundlage der Straßenprobenlänge gesammelt werden. Für Autobahnen und ländliche Orte kann eine längere Probenlänge benutzt werden als in städtischen und Innenstadtorten. In einem Beispiel kann eine Probenlänge von 1000 Metern für Autobahnen und ländliche Orte benutzt werden, eine Länge von 500 m für städtische Orte und an einem Innenstadtort kann eine Probenlänge von 50 m oder 100 m benutzt werden.
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Die Planung der Probenlänge kann für einen Betrieb mit geringer Geschwindigkeit optimiert werden, weil das kollaborative Verkehrsüberwachungssystem am hilfreichsten ist, wenn es Verkehrsprobleme gibt, die dazu führen, dass sich Fahrzeuge langsam bewegen. Falls das System nicht für Situationen optimiert ist, in denen der Verkehr frei und/oder spärlich fließt, macht dies nichts, da es wenig gibt, über das der Fahrer informiert werden muss, selbst wenn das System für ein derartiges Szenario optimiert wurde.
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Wie auch in 5 gezeigt können auch die Sendeleistung (oder andere Sendeparameter), die beim Ausstrahlen von Geschwindigkeitsdaten (in Block 104) benutzt werden, (in Block 506) auf der Grundlage der Ortskategorie eingestellt werden. In einem Beispiel, in dem der Ort als eine Innenstadt kategorisiert ist, kann die Sendeleistung reduziert werden, z. B. um einen Ausstrahlungsbereich von ungefähr 25 m vom Fahrzeug zu erhalten. Ein derartiger Bereich kann ungefähr 10 Fahrzeuge in langsamer Bewegung oder in stehendem Verkehr (wie in dem Szenario, das im zweiten Schaubild 202 in 2 gezeigt ist) umfassen und durch Reduzieren der Leistung wird die Höhe der Interferenz reduziert und die Menge an duplikativen Daten, die ein Fahrzeug empfängt (weil jedes Fahrzeug die Geschwindigkeitsdaten, die es empfängt, wieder ausstrahlt), wird reduziert. In einem anderen Beispiel kann die Frequenz, die zur Übertragung benutzt wird, gemäß einer Ortskategorie verändert werden (z. B. auf eine höhere Frequenz für innerstädtische/städtische Orte, so dass Übertragungen auf Sichtlinie beschränkt sind mit minimalen Verlusten um Ecken).
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In einer Variation des in 5 gezeigten Verfahrens kann die Geschwindigkeitsdatensammlung, Anzeige von Geschwindigkeitsdaten und/oder Sendeparameter stattdessen gemäß alternativen Kriterien anstelle von (oder zusätzlich zu) der Ortskategorie variiert werden. In einem Beispiel kann die Fahrzeuggeschwindigkeit benutzt werden, um die Straßenprobengröße festzulegen, wobei eine Straßengröße (z. B. 2000 m), die bei Fahrzeugen benutzt wird, die sich mit 30 Meilen pro Stunde (mph) und darüber fortbewegen und einer anderen, kleineren, Straßenprobengröße (z. B. 500 m), die bei Fahrzeugen benutzt wird, die sich mit weniger als 30 mph fortbewegen. Die Sendeleistung kann auch für Fahrzeuge reduziert werden, die sich mit weniger als 30 mph fortbewegen. Man erkennt, dass 30 mph als ein beispielhafter Geschwindigkeitsschwellwert bereitgestellt wird und ein alternativer Wert benutzt werden kann oder dass es mehr als einen Schwellwert (z. B. 30 mph und 60 mph) mit Stufenänderungen bei einer Straßenprobenlänge gibt, wenn ein Schwellwert überschritten wird (z. B. mit einer ersten Probenlänge < 30 mph), einer zweiten, größeren Probenlänge für Geschwindigkeiten von 30 mph oder mehr aber weniger als 60 mph, und einer dritten, sogar größeren Probenlänge für Geschwindigkeiten von 60 mph oder mehr).
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In einer weiteren Variation des in 5 gezeigten Verfahrens können Empfangsparameter entsprechend der Ortskategorie und/oder alternativer Kriterien variiert werden. Beispiele von Empfangsparametern umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, Frequenz und Verstärkergewinn, und beliebige Änderungen, Parameter zu empfangen, können Änderungen entsprechen, die gemacht werden, um Parameter für eine spezielle Ortskategorie (z. B. so, dass für eine beliebige Ortskategorie die Sende- und Empfangsfrequenzen dieselben sind) zu senden oder die Änderungen, Parameter zu empfangen, können unabhängig von beliebigen Änderungen sein, die gemacht werden, um Parameter zu senden.
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In den Fällen, in denen ein Fahrzeug unter Verwendung des Verfahrens von 5 in Betrieb ist und bei einer Ortskategorie (und daher Straßenprobenlänge und/oder Sendeparametern), die auf der Grundlage von GPS-Daten (entweder Positions- oder Abbildungsdaten) gesetzt ist, kann das Verfahren in Situationen, in denen eine GPS-Einstellung nicht erreicht wurde oder in denen sie verloren wurde (z. B. in einem Tunnel), darauf zurückgreifen ein geschwindigkeitsbasiertes Verfahren (wie oben beschrieben) zu benutzen oder standardmäßig einen Standardsatz von Werten oder eine Standardortskategorie (z. B. ländlich) zu benutzen und dann Messungen eines linearen Abstands (z. B. vom Geschwindigkeitsmesser des Fahrzeugs) zu benutzen, um Geschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug zu sammeln, bis GPS-Daten wieder verfügbar sind.
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Wie oben beschrieben können unterschiedliche Fahrzeuge unterschiedliche Verfahren benutzen, um eine Straßenprobenlänge zu berechnen und daher zu definieren, wie regelmäßig Geschwindigkeitsdaten berechnet werden. Es ist nicht für alle Fahrzeuge notwendig, dasselbe Verfahren zu benutzen oder dieselbe Definition einer Straßenprobe zu haben. Stattdessen werden die empfangenen Geschwindigkeitsdaten in einem Fahrzeug gemäß der aktuellen Definition einer Straßenprobe dieses Fahrzeugs verarbeitet, um die Geschwindigkeitsdaten zur Anzeige (z. B. in Block 108 oder 508) zu erzeugen.
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In einem Beispielverfahren zum Verarbeiten der empfangenen Geschwindigkeitsdaten sind die Geschwindigkeitsdaten, die von einem Fahrzeug empfangen werden, im Format (Position 1, Position 2, Zeit, die benötigt wird, um sich zwischen Position 1 und Position 2 zu bewegen), und ein Fahrzeug empfängt die folgenden Daten:
(1, 3, 4)
(3, 5, 3)
(5, 7, 1)
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Falls das Fahrzeug eine Straßenprobenlänge von 1 Einheit (anstelle der 2 Einheiten des Fahrzeugs, das die empfangenen Geschwindigkeitsdaten erzeugte), dann erzeugt die Verarbeitungseinheit die folgenden Geschwindigkeitsdaten:
Probe 1 (Position 1 bis Position 2), Geschwindigkeit = 2
Probe 2 (Position 2 bis Position 3), Geschwindigkeit = 2
...
Probe 4 (Position 4 bis Position 5), Geschwindigkeit = 1.5
Probe 5 (Position 5 bis Position 6), Geschwindigkeit = 0.5
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Oder für verschiedene Probengrenzen:
Probe 1' (Position 1.5 bis Position 2.5), Geschwindigkeit = 2
Probe 2' (Position 2.5 bis Position 3.5), Geschwindigkeit = 1.75
(Durchschnitt von 2 und 1.5)
...
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Wie oben beschrieben können die Geschwindigkeitsdaten, die von der Verarbeitungseinheit erzeugt werden, um in der Lage zu sein, Daten dem Fahrer des Fahrzeugs anzuzeigen, als interpretierte Geschwindigkeitsdaten bezeichnet werden. Außerdem kann, obwohl beschrieben wird, dass die Verarbeitung von der Verarbeitungseinheit 304 durchgeführt wird, in anderen Implementierungen die Verarbeitung von der Anzeigeeinheit 310 selbst oder von einem anderen Modul in einer fahrzeuginternen Einheit durchgeführt werden.
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In Beispielen, in denen die gesammelten Geschwindigkeitsdaten eine Durchschnittgeschwindigkeit über eine Straßenprobe (und nicht GPS-Positionen und einige zugeordnete Zeitdaten, z. B. Zeitstempel und/oder Zeitdauerdaten) umfasst, kann es einige Situationen geben, in denen die Fahrgeschwindigkeiten so langsam sind, dass ein Berechnen eine Durchschnittgeschwindigkeit über eine kurze, stadtbasierte Straßenprobenlänge von 50–100 m nicht praktikabel ist. In derartigen Beispielen kann das Verfahren die gesammelten Geschwindigkeitsdaten von einer Durchschnittsgeschwindigkeit über einer Straßenprobe in einen anderen Wert ändern, wie beispielsweise die Zeit, die es dauert, um sich 100 m fortzubewegen. Außerdem kann in derartigen Beispielen, in denen die Geschwindigkeitsdaten eine Durchschnittgeschwindigkeit über eine Straßenprobe umfassen und in denen sich ein Fahrzeug nicht über eine gesamte Probendistanz für das geografische Gebiet bewegt, in dem es sich befindet (z. B. Innenstadt/städtisch/ländlich/Autobahn), die Durchschnittsgeschwindigkeit über den Abschnitt der zurückgelegten Probe gesammelt werden und stattdessen ausgestrahlt werden.
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Das Ausstrahlen von Geschwindigkeitsdaten (in Block 104) kann eine beliebige geeignete Funkfrequenz (z. B. Hunderte von MHz) und ein Protokoll und ein beliebiges geeignetes Nachrichtenformat (z. B. Nachrichten, die in der Form kurzer Bursts übertragen werden, die zum Beispiel nicht länger als 0.25 Sekunden sind) benutzen. Insbesondere können Funkfrequenzen in lizenzfreien Bändern benutzt werden und in einigen Implementierungen können die Funkübertragungen als ein zusätzlicher Ausstrahlungsnachrichttyp durch bestehende Protokolle wie beispielsweise Bluetooth®, WLAN und ZigBee® angenommen werden. In einer Beispielimplementierung des Ausstrahlungsprozesses (Block 104), wie im Flussdiagramm 600 in 6 gezeigt, wartet eine Einheit auf eine Ruhezeit, d. h. auf einen Zeitschlitz (oder anderes Zeitintervall), in dem keine Funkübertragung empfangen wird, (Block 602) und sendet dann ihre Übertragung (Block 604). Die Einheit wartet dann eine festgelegte (oder feste) Zeitdauer (Block 606), bevor sie das Verfahren wieder startet (d. h. durch Warten auf eine Ruhezeit). Alternativ kann die Einheit eine zufällige Zeitdauer (in Block 606) warten, bevor sie das Verfahren wieder startet.
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6 zeigt auch eine Beispielstruktur einer Nachricht 620, wobei jede Ausstrahlung durch eine Einheit (in Block 104) eine oder mehrere solcher Nachrichten umfassen kann. Die Nachricht 620 beginnt mit einer Präambel 621, gefolgt von einer optionalen Nachricht ID 622. Die Nachricht umfasst auch ein oder mehrere Pakete 623 von Geschwindigkeitsdaten und in den Fällen, in denen das Verfahren erlaubt, dass eine variable Anzahl von Paketen N in eine Nachricht eingefügt wird, kann die Nachricht ferner ein Feld 624 umfassen, das die Anzahl von Paketen angibt, die in der Nachricht eingefügt sind. In einem Beispiel kann die Anzahl von Paketen begrenzt sein, zum Beispiel auf 16 Pakete (d. h. N ≤ 16), wobei diese 16 Pakete 8 Pakete für jede Bewegungsrichtung umfassen. In den Fällen, in denen eine Einheit mehr Geschwindigkeitsdaten hat als in ein einzelnes Paket eingefügt werden können, können die Daten abgeschnitten werden und auf mehr als eine Nachricht verteilt werden oder die letzten Geschwindigkeitsdaten können ausgewählt werden und in eine einzelne Nachricht eingefügt werden (was beim Sicherstellen hilft, dass die von irgendeiner Einheit empfangenen Daten nicht veraltet sind).
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Wie oben beschrieben können die Geschwindigkeitsdaten, die von einer Einheit gesammelt werden, unterschiedliche Formen haben und 6 zeigt auch drei Beispiele 626–630 von Datenpaketen, die in die Nachricht 620 eingefügt werden können. Jedes der gezeigten Beispiele umfasst eine Start-GPS-Position 631 und einen Start-Zeitstempel 632 (d. h. einen Zeitstempel, der der Zeit entspricht, die das Fahrzeug/Einheit an der Start-GPS-Position war). Das erste Beispiel 626 umfasst dann auch eine Ende-GPS-Position 633 und eine Zeitdauer 634, die die Zeit ist, die es gedauert hat, um sich zwischen der Start-GPS-Position und der Ende-GPS-Position zu bewegen. Das zweite Beispiel 628 umfasst die Ende-GPS-Position 633, aber anstelle einer Zeitdauer umfasst sie einen Ende-Zeitstempel 635 (d. h. einen Zeitstempel, der der Zeit entspricht, die das Fahrzeug/Einheit an der Ende-GPS-Position war). Das dritte Beispiel 630 umfasst eine Zeitdauer 634 (wie das erste Beispiel) und eine in dieser Zeitdauer zurückgelegte Entfernung. Das dritte Beispiel umfasst auch ein Markierungsfeld 637, das verwendet werden kann, um anzugeben, ob das Paket erlebte Geschwindigkeitsdaten oder erfahrene Geschwindigkeitsdaten umfasst und ein derartiges Markierungsfeld kann auch in den anderen Beispielen 626, 628 eingefügt werden.
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Man erkennt, dass die in 6 gezeigten Beispieldatenpakete nur einige Beispiele von Kombinationen der verschiedenen Felder bereitstellen, die in die Geschwindigkeitsdaten eingefügt werden können. Abhängig von der Implementierung können die Markierungsfelder 637 benutzt werden oder es kann keine Differenzierung zwischen erfahrenen und erlebten Geschwindigkeitsdaten geben.
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Beim oben beschriebenen kollaborativen Verkehrsüberwachungssystem umfasst das System eine Vielzahl von Fahrzeugen, die das Verfahren durchführen (durch Verwendung von fahrzeuginternen Einheiten) und jedes Fahrzeug arbeitet autonom. Jedes Fahrzeug strahlt Geschwindigkeitsdaten opportunistisch aus und jegliche Geschwindigkeitsdaten, die empfangen werden, werden benutzt, um die Daten zu aktualisieren, die dem Fahrer (oder anderen Insassen) des Fahrzeugs angezeigt werden. In einigen Beispielen kann das System ferner fahrzeuginterne Einheiten umfassen, die nur als Empfänger agieren und keine Geschwindigkeitsdaten sammeln oder ausstrahlen. Derartige Einheiten, die eine Alt-Ausrüstung sein können, die imstande ist, das Nachrichtenformat zu interpretieren, können eine Teilmenge der Elemente der in 3 und 4 gezeigten Einheiten sein (z. B. Verarbeitungseinheit 304, Empfänger 308 und Anzeigemodul 310 und möglicherweise Datenspeicher 402) und führen daher nur eine Teilmenge der in 1, 4 und 5 gezeigten Schritte durch (z. B. Block 106 und Block 108 und 508, plus optional einen oder mehrere Blöcke 404 und 406). In einigen weiteren Beispielen kann das System zusätzlich einen oder mehrere stationäre Sensoren umfassen, die ausgelegt sind, um die ausgestrahlten Geschwindigkeitsdaten zu empfangen und die Daten über eine breitere geografische Fläche erneut auszustrahlen und/oder die Daten in andere Verkehrsüberwachungssysteme einzuspeisen, zum Beispiel, um ein bestehendes Verkehrsüberwachungssystem zu vergrößern, das die Infrastruktur an der Straßenseite benutzt.
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Die oben beschriebenen Verfahren benutzen einen kollaborativen Prozess, wobei Geschwindigkeitsdaten zwischen Fahrzeugen ausgetauscht werden, um im Wesentlichen Echtzeitdaten über einen beliebigen Teil eines Straßennetzes Fahrern und anderen Fahrzeuginsassen bereitzustellen. Diese Informationen über Fahrgeschwindigkeiten (oder Fahrgeschwindigkeitsvorhersagen) können ermöglichen, dass ein Fahrer Entscheidungen trifft, intelligenter zu fahren durch Reduzieren der Geschwindigkeit und möglicherweise vor einer Blockade abzuzweigen. Keine Infrastrukturinvestition wird benötigt und Straßenentfernungen und/oder Sendeparameter (z. B. Sendeleistung) können angepasst werden, um für Stadt- und Überlandreiseentfernungen (oder einer beliebigen anderen Klassifikation des Straßennetzes) zu passen.
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Wie oben beschrieben sind die hier beschriebenen Verfahren anwendbar auf eine beliebige Art von Straße, Spur, Pfad, der von Fahrzeugen zurückgelegt wird. Jegliche Verwendung des Begriffs 'Straße' in der obigen Beschreibung ist nur beispielhaft.
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Der Begriff 'Computer' wird hier benutzt, um sich auf eine beliebige Vorrichtung mit Verarbeitungsfähigkeit zu beziehen, so dass sie Instruktionen ausführen kann. Fachleute erkennen, dass derartige Verarbeitungsfähigkeiten in viele verschiedene Vorrichtungen eingebaut sind und der Begriff 'Computer' PCs, Server, Mobiltelefonie, persönliche digitale Assistenten (PDAs) und viele weitere Vorrichtungen umfasst.
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Fachleute erkennen, dass Speichervorrichtungen, die verwendet werden, um Programminstruktionen zu speichern, über ein Netz verteilt sein können. Zum Beispiel kann ein entfernter Computer ein Beispiel des als Software beschriebenen Prozesses speichern. Ein lokaler oder Endcomputer kann auf den entfernten Computer zugreifen und einen Teil oder die gesamte Software herunterladen, um das Programm laufen zu lassen. Alternativ kann der lokale Computer Teile der Software wie benötigt herunterladen oder einige Softwareinstruktionen beim lokalen Terminal und einige beim entfernten Computer (oder Computernetz) ausführen. Fachleute erkennen, dass durch Verwenden herkömmlicher Techniken, die Fachleuten bekannt sind, alle oder ein Teil der Softwareinstruktionen von einer dedizierten Schaltung, wie beispielsweise ein DSP, programmierbare Logikarray oder dergleichen ausgeführt werden können.
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Jeglicher Bereich oder Vorrichtungswert, der hier angegeben ist, kann erweitert oder verändert werden, ohne den gewünschten Effekt zu ändern, wie für den Fachmann offensichtlich ist.
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Man versteht, dass die oben beschriebenen positiven Eigenschaften und Vorteile sich auf eine Ausführungsform beziehen können oder sich auf mehrere Ausführungsformen beziehen können. Die Ausführungsformen sind nicht auf jene beschränkt, die einige oder alle der genannten Probleme lösen oder jene, die beliebige oder alle der genannten positiven Eigenschaften und Vorteile haben.
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Jegliche Bezugnahme auf 'ein' Teil bezieht sich auf ein oder mehrere dieser Teile. Der Begriff 'umfassen' wird hier verwendet, dass er die identifizierten Verfahrensblöcke oder Elemente umfasst, aber dass derartige Blöcke oder Elemente kleine ausschließliche Liste umfassen und ein Verfahren oder Vorrichtung zusätzliche Blöcke oder Elemente enthalten können.
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Die Schritte der hier beschriebenen Verfahren können in beliebiger geeigneter Reihenfolge ausgeführt werden oder gleichzeitig, falls angebracht. Zusätzlich können einzelne Blöcke aus den Verfahren gelöscht werden, ohne vom Wesen und Schutzbereich des hier beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Aspekte beliebiger oben beschriebener Beispiele können mit Aspekten anderer beschriebener Beispiele kombiniert werden, um weitere Beispiele zu bilden, ohne den erwünschten Effekt zu verlieren.
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Man versteht, dass die obige Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform nur beispielhaft angegeben wird und dass verschiedene Modifikationen von Fachleuten gemacht werden können. Obwohl verschiedene Ausführungsformen oben mit einem bestimmten Grad an Genauigkeit beschrieben wurden oder unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Ausführungsformen, könnten Fachleute zahlreiche Änderungen an den offenbarten Ausführungsformen vornehmen, ohne vom Wesen oder Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen.
