-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Schaltprognose für eine Ampel.
-
Es wurden bereits mehrere Forschungsprojekte durchgeführt, um eine Übertragung von Daten oder Informationen von einer Ampel zu Kraftfahrzeugen, die sich der Ampel nähern, zu ermöglichen. Auf diese Weise können dem Fahrer bestimmte Informationen zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise der verbleibende Zeitraum bis zum Umschalten der Ampel, insbesondere der bei Rotlicht verbleibende Zeitraum bis zum Umschalten auf gelb bzw. grün. Daneben kann einem Fahrer, der sich einer Ampel mit grünem Licht nähert, eine Geschwindigkeitsempfehlung angezeigt werden. Ebenso kann ein rotes Ampellicht als Warnung im Kraftfahrzeug angezeigt werden. Die Übertragung dieser Daten von der Ampel zu den Fahrzeugen kann über WLAN (automotive WLAN) erfolgen, es wurde jedoch auch bereits eine Übertragung über ein Mobilfunknetz vorgeschlagen.
-
Ein Fahrerassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug, das die von einer Ampel zur Verfügung gestellten Informationen verarbeitet, um eine Information für den Fahrer auszugeben, wird allgemein als Ampelassistent bezeichnet. Allerdings sind derartige Ampelassistenzfunktionen derzeit noch nicht in Serienfahrzeugen erhältlich. Voraussetzung dafür wäre die technische Nachrüstung der Infrastruktur, insbesondere der Ampeln, die kostenintensiv und zeitaufwendig ist.
-
In der
DE 10 2008 035 873 A1 wird ein Verfahren zur Steuerung und Regelung des Verkehrsflusses beschrieben. Dabei werden Informationen über den verbleibenden Zeitraum bis zum Schalten einer Ampel auf eine andere Ampelphase verwendet, um dem Fahrer eines Fahrzeugs eine Geschwindigkeitsempfehlung beim Annähern an die Ampel zu geben. Dabei ist vorgesehen, dass in einem Server die Position und die Schaltzeiten einer Ampel hinterlegt werden, die über eine Mobilfunk-Kommunikationsverbindung von einem Fahrzeug abrufbar sind, damit dem Fahrer des Fahrzeugs eine Geschwindigkeitsempfehlung gegeben werden kann.
-
Aus der
DE 101 41 805 A1 ist eine Fahrzeugsteuereinrichtung bekannt, die eine optimale Geschwindigkeit für eine Fahrstrecke ermittelt, wobei unter anderem Ampelphasen berücksichtigt werden.
-
Aus der
DE 196 50 844 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrtroutendaten bekannt, bei dem von einer Zentrale eine Routenempfehlung ermittelt wird, die entsprechenden Zielführungsinformationen können beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung an ein Fahrzeug übermittelt werden.
-
Allerdings besteht bei allen bekannten Verfahren oder Systemen das Problem, dass Ampeln üblicherweise lediglich den aktuellen Status übermitteln können, nicht jedoch eine Schaltprognose. Der Grund dafür ist, dass bei den allermeisten Ampeln kein Festzeitprogramm verwendet wird, stattdessen agieren die Ampeln verkehrsadaptiv, so dass die Entscheidung, welcher Phasenwechsel zu welchem Zeitpunkt durchgeführt wird, ampelspezifisch und autark erfolgt, abhängig von in der Ampelsteuerung hinterlegten Vorgaben zu Räumzeiten und anderen Parametern. Daher kann der Schaltzeitpunkt sich innerhalb weniger Sekunden aufgrund von Detektorbelegungen, beispielsweise beim Betätigen eines Fußgängerdrückers, ändern. Dementsprechend ist eine übermittelte Information einer aktuellen Ampelphase möglicherweise bereits nach kurzer Zeit überholt, wodurch die Erstellung einer Schaltprognose erschwert wird.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erstellen einer Schaltprognose für eine Ampel anzugeben, deren Qualität verbessert ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den folgenden Schritten vorgesehen:
- – Übertragen der aktuellen Schaltzustände mehrerer Ampeln an einen Server;
- – Berechnen der Schaltprognose für die mehreren Ampeln durch den Server anhand der aktuellen Schaltzustände; und
- – Übertragen der Schaltprognose für eine bestimmte Ampel von dem Server an wenigstens ein sich der Ampel näherndes Kraftfahrzeug über eine Mobilfunkverbindung.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Schaltprognose mit höherer Qualität erhalten werden kann, wenn die Prognoseberechnung durch einen Server erfolgt. Die Ampel selbst bzw. ein mit der Ampel verbundener Verkehrsleitrechner ist nicht in der Lage, eine verlässliche Schaltprognose zu erstellen, einerseits, da von der Ampel lediglich der aktuelle Schaltzustand, das heißt die aktuelle Ampelphase, übermittelt wird, und andererseits, da der aktuelle Schaltzustand durch kurzfristig eintretende Ereignisse, beispielsweise das Betätigen eines Fußgängerdrückers oder Änderungen des die Ampel passierenden Verkehrs, verändert werden kann.
-
Da der Server mit einer Vielzahl von Ampeln verbunden ist, beispielsweise können alle Ampeln einer Stadt oder innerhalb eines bestimmten Gebiets mit dem Server verbunden sein, kann eine höherwertige Prognose des nächsten Schaltzeitpunkts erstellt werden. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass in den allermeisten Fällen bereits eine Verbindung zwischen einzelnen Ampeln und einem Verkehrsleitrechner vorhanden ist, so dass der Server auf diese Daten zugreifen kann, ohne dass eine kostenintensive Nachrüstung oder Umrüstung aller Ampelanlagen erforderlich ist. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstig realisiert werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch weiter verbessert werden, dass der Server die Schaltprognose basierend auf den aktuellen Schaltzuständen und historischen Daten berechnet, wobei die aktuellen Schaltzustände vor wenigen Sekunden oder Minuten erfasst wurden und die historischen Daten bis zu mehreren Monaten alt sind. Vorzugsweise sind die Schaltzustände bzw. die historischen Daten mit weiteren Informationen verknüpft wie Uhrzeit und/oder Wochentag da sich viele Verkehrssituationen in Abhängigkeit der Tageszeit und des Wochentags wiederholen. Bei bekannten Systemen oder Verfahren werden zumeist lediglich aktuelle Schaltzustände für die Berechnung einer Schaltprognose berücksichtigt. Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch herausgefunden, dass die Qualität einer Schaltprognose weiter verbessert werden kann, wenn auch historische Daten berücksichtigt werden, die in dem Server gespeichert sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass der aktuelle Schaltzustand von den Ampeln mit einer Frequenz von 0,2 Hz bis 10 Hz an den Server übertragen wird. Bevorzugt wird dabei eine Frequenz zwischen 0,3 Hz und 1 Hz. Gegebenenfalls kann zwischen den Ampeln und dem Server ein Verkehrsleitrechner oder eine ähnliche Einrichtung geschaltet sein, so dass die einzelnen Ampeln mit dem Verkehrsleitrechner und ein Verkehrsleitrechner oder mehrere Verkehrsleitrechner mit dem Server verbunden sind.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es besonders bevorzugt, dass der Server mit einer Vielzahl von Ampeln gekoppelt ist, deren Schaltzustände für die Erstellung von Schaltprognosen für die Ampeln berücksichtigt werden. Besonders wichtig ist es dabei, dass zueinander benachbarte Ampeln mit dem Server verbunden sind.
-
Um die Qualität der Schaltprognose weiter zu verbessern, kann es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass für die Erstellung der Schaltprognose in dem Server gespeicherte Kreuzungsinformationen berücksichtigt werden. Kreuzungsinformationen oder Kreuzungsstrukturinformationen können Informationen wie den Aufbau der Kreuzung enthalten, beispielsweise welche Signale oder Signalgruppen vorhanden sind, sowie Informationen zu vorhandenen Detektoren. Wenn diese Kreuzungsstrukturinformationen bei der Erstellung einer Schaltprognose für eine bestimmte Ampel berücksichtigt werden, kann die Schaltprognose mit einer höheren Qualität, das heißt einer höheren Zuverlässigkeit, erstellt werden.
-
Daneben kann es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass von dem Server zusätzlich zu der Schaltprognose eine detaillierte Darstellung, z. B. in Form einer Karte, die Details einer Ampelanordnung oder einer Ampeln aufweisenden Kreuzung zeigt, an ein Kraftfahrzeug bzw. an die Kraftfahrzeuge übermittelt werden. Der Server kann beispielsweise von einem bestimmten Fahrzeughersteller betrieben werden, so dass alle von diesem Hersteller hergestellten Kraftfahrzeuge mit Schaltprognosen versorgt werden, wobei in den Fahrzeugen eine entsprechende Anzeigefläche vorgesehen ist, um Informationen eines Ampelassistenten anzuzeigen. Dabei kann die Schaltprognose selbst, beispielsweise in Form der verbleibenden Zeit bis zum Wechsel der Ampelphase oder eine daraus abgeleitete Größe in dem Kraftfahrzeug angezeigt werden. Beispielsweise kann eine optimale Geschwindigkeit vorgeschlagen werden, bei deren Befolgung sich eine „grüne Welle” ergibt, das heißt bei der eine Fahrt ohne Unterbrechung durch Rotlichtphasen fortgesetzt werden kann.
-
Optional kann anstelle eines einzigen Servers ein erster Server und ein zweiter Server vorgesehen sein, wobei die aktuellen Schaltzustände an den ersten Server übertragen werden, der jeweils eine Schaltprognose erstellt. Diese Schaltprognose wird an den zweiten Server übertragen, der die Schaltprognosen an ein oder mehrere Kraftfahrzeuge übermittelt.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 die wesentlichen, für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Komponenten; und
-
2 ein Flussdiagramm der wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 zeigt die wesentlichen Komponenten, die für das Verfahren zum Erstellen einer Schaltprognose für eine Ampel erforderlich sind. Eine Vielzahl von Ampeln 1 ist mit einem Verkehrsleitrechner 2 verbunden, die Ampeln 1 übermitteln permanent in kurzen zeitlichen Abständen den jeweiligen aktuellen Schaltzustand, das heißt die aktuell angezeigte Ampelphase, an den Verkehrsleitrechner 2. Obwohl in 1 lediglich mehrere Ampeln 1 dargestellt sind, kann ein derartiger Verkehrsleitrechner 2 in der Praxis mit einer dreistelligen oder vierstelligen Anzahl von Ampeln 1 verbunden sein. Die Ampeln 1 und der Verkehrsleitrechner 2 sind über nicht dargestellte Leitungen mit einander verbunden, so dass eine Datenübertragung möglich ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der aktuelle Schaltzustand von den Ampeln 1 mit einer Frequenz von 1 Hertz an den Verkehrsleitrechner 2 übertragen. An einer Kreuzung sind zwangsläufig mehrere Ampeln installiert, zumindest für jede Fahrtrichtung eine, sowie gegebenenfalls weitere Ampeln für Fußgänger oder Abbiegespuren und dergleichen. Zumindest die aktuellen Schaltzustände derjenigen Ampeln, die einer Fahrspur eines Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, werden an den Verkehrsleitrechner 2 übertragen.
-
Mehrere Verkehrsleitrechner 2, von denen in 1 zur Vereinfachung der Darstellung lediglich einer gezeigt ist, sind mit einem ersten Server 3 verbunden, der eine Schaltprognose für die einzelnen Ampeln 1 berechnet. Dieser erste Server 3 dient als „content provider”, das heißt er erstellt bestimmte Informationen, die für die Durchführung des Verfahrens benötigt werden. Der erste Server 3 berechnet die Schaltprognosen basierend auf den aktuellen Schaltzuständen der einzelnen Ampeln, die dem ersten Server 3 über die Verkehrsleitrechner 2 übermittelt wurden. Zusätzlich werden historische Daten berücksichtigt, es handelt sich dabei im Gegensatz zu den aktuellen Schaltzuständen um Schaltzustände, die in der Vergangenheit erfasst wurden und deren Erfassung in der Vergangenheit, gegebenenfalls vor mehreren Monaten, erfolgt ist. Die Erstellung der Schaltprognose basiert somit einerseits auf den aktuellen Schaltzuständen und andererseits auf historischen Daten. Auf diese Weise erfolgt eine Veredelung der Daten, da die zusätzliche Berücksichtigung der historischen Daten die Genauigkeit und Eintrittswahrscheinlichkeit der Schaltprognose erhöht. Sowohl die aktuellen Schaltzustände als auch die historischen Daten sind mit weiteren Informationen verknüpft, dabei kann es sich beispielsweise um den Wochentag, die Uhrzeit oder andere relevante Informationen handeln, beispielsweise Informationen zur Verkehrsdichte oder dergleichen. Dabei wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass bestimmte Verkehrssituationen sich zu bestimmten Uhrzeiten häufig wiederholen oder dass bestimmte Verkehrssituationen zu ähnlichen Zeitpunkten in ähnlicher Form wieder auftreten. Beispielsweise treten im morgendlichen Berufsverkehr charakteristische Verkehrssituationen auf, die ein bestimmtes reproduzierbares Schaltverhalten der Ampeln bewirken, so dass auf der Grundlage der erfassten Schaltzustände eine besonders verlässliche Schaltprognose erstellt werden kann. Der erste Server 3 umfasst somit eine Datenbank, in der sowohl die aktuellen Schaltzustände der Ampeln als auch historische Daten gespeichert sind, so dass diese Datenbank als Grundlage für die Schaltprognose benutzt werden kann.
-
Darüber hinaus sind auf dem ersten Server 3 auch Topologiedaten gespeichert, dabei handelt es sich um Kreuzungsstrukturinformationen, die eine Information über den Aufbau der Kreuzung, insbesondere die Anzahl und Struktur der Ampeln und beispielsweise Informationen zu vorhandenen Detektoren erhalten. Diese Kreuzungsstrukturinformationen fließen ebenfalls in die Erstellung der Schaltprognose ein. Auf diese Weise erstellt der erste Server 3 Schaltprognosen für die an die mehreren Verkehrsleitrechner 2 angeschlossenen Ampeln 1.
-
Der erste Server 3 ist mit einem zweiten Server 4 verbunden und übermittelt die Schaltprognosen an diesen zweiten Server 4. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zweite Server 4 von einem Kraftfahrzeughersteller betrieben. Die von dem ersten Server 3 an den zweiten Server 4 übermittelten Schaltprognosen für die einzelnen Ampeln 1 werden von dem zweiten Server 4 über eine Mobilfunkverbindung 5 an Kraftfahrzeuge 6 übertragen. Voraussetzung dafür ist, dass in dem Kraftfahrzeug 6 ein entsprechender Ampelassistent eingebaut ist, der aufgrund von Detailkarten der Kreuzungen die relevante identifiziert und die Schaltprognose der Ampel dieser Kreuzung beim zweiten Server 4 abfragt. Die an das Kraftfahrzeug 6 übertragene Schaltprognose wird dem Fahrer auf einer Anzeigefläche angezeigt. Derartige Ampelassistenten sind an sich bekannt, beispielsweise kann die Anzeigeflache Bestandteil eines Navigationsgeräts sein. Dem Fahrer kann auf diese Weise der verbleibende Zeitraum bis zum Umschalten der Ampel, die sogenannte Restrotzeit, angezeigt werden. Wenn sich das Kraftfahrzeug 6 einer „grünen” Ampel nähert, wird dem Fahrer auf der Anzeigefläche 7 eine optimale Geschwindigkeit angezeigt, bei deren Einhaltung er die vor ihm liegende Ampel 8 während einer Grünphase passieren kann.
-
2 ist ein Flussdiagramm und zeigt die wesentlichen Schritte des Verfahrens zum Erstellen einer Schaltprognose für eine Ampel. Nach dem Start 9 des Verfahrens wird im Schritt 10 der Schaltzustand an den ersten Server übertragen. Diese Übertragung erfolgt permanent bzw. nach dem Verstreichen eines kurzen Zeitraums, beispielsweise nach einer Sekunde und parallel durch eine Vielzahl von Ampeln. Gegebenenfalls kann der bereits zuvor erwähnte Verkehrsleitrechner 2 zwischengeschaltet sein, so dass der aktuelle Schaltzustand von der Ampel an den Verkehrsleitrechner 2 und von dort an den ersten Server 3 übermittelt wird. Im Schritt 11 wird die Schaltprognose erstellt, dazu greift der erste Server auf die aktuellen Schaltzustände und auf die historischen Daten zurück. Die Erstellung der Schaltprognose in dem Schritt 11 erfolgt für eine Vielzahl von Ampeln gleichzeitig. Im nächsten Schritt 12 werden die Schaltprognosen an den zweiten Server, der als Backend dient, übermittelt. Der erste Server kann dazu auch mit mehreren zweiten Servern verbunden sein, wobei ein zweiter Server einem Fahrzeughersteller oder einem Anbieter derartiger Dienstleistungen zugeordnet ist. Von dem zweiten Server werden die erhaltenen Schaltprognosen in dem Schritt 13 an diejenigen Fahrzeuge übermittelt, deren Ampelassistent eine Schaltprognose anfordert und die sich momentan einer Ampel, für die eine Schaltprognose zur Verfügung steht, nähern. Eine Übertragung der Schaltprognose erfolgt somit nur in den Fällen, wenn eine Schaltprognose benötigt wird. Wenn sich ein Fahrzeug auf einem Streckenabschnitt ohne Ampeln befindet, wird auch keine Schaltprognose übertragen.
-
In dem Schritt 14 wird eine erhaltene Schaltprognose im Fahrzeug auf einer Anzeige dargestellt, wodurch der Fahrer unterstützt wird. Anschließend beginnt ein neuer Durchlauf des Verfahrens.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008035873 A1 [0004]
- DE 10141805 A1 [0005]
- DE 19650844 A1 [0006]
