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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren zum automatisierten Ermitteln von Informationen über Lichtsignalanlagen an Kreuzungen auf Basis von Flottendaten.
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Technischer Hintergrund
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Fahrerassistenzsysteme, die Fahrer von Kraftfahrzeugen unterstützen sollen, können Funktionen bereitstellen, die Schaltungen von Lichtsignalanlagen an Kreuzungen berücksichtigen. So können beispielsweise ein Vorfahrtswarner oder eine intelligente Motor-Start-Stopp-Automatik Schaltzustände von vorausliegenden Lichtsignalanlagen berücksichtigen. Zur Erfassung eines momentanen Schaltzustands einer Lichtsignalanlage können derartige Fahrerassistenzsysteme eine kamerabasierte Erkennung der Lichtsignale aufweisen.
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Häufig existieren für eine Einfahrtsrichtung in eine Kreuzung mehrere Lichtsignaleinheiten für verschiedene Fahrtrichtungen. So können beispielsweise eine Lichtsignaleinheit für einen Geradeauspfad und einen Rechtsabbiegepfad und eine weitere Lichtsignaleinheit für einen Linksabbiegepfad vorgesehen sein. Zur Erkennung des für einen Kreuzungsdurchgangspfad relevanten Lichtsignals wird in prototypischen Systemen die Information über getrennte Lichtsignale verwendet. Diese Information ist jedoch in bestehenden digitalen Kartendaten nicht vorhanden, und es stellt einen hohen Aufwand dar, Kartendaten mit einer entsprechenden Information zu versehen, die eine Gruppierung von Lichtsignaleinheiten an Kreuzungseingängen angibt.
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Es ist Aufgabe, ein Verfahren zum Gruppieren von Lichtsignaleinheiten einer Lichtsignalanlage an Kreuzungseingängen einer Kreuzung zur Verfügung zu stellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Gruppieren von Lichtsignaleinheiten an einem Kreuzungseingang gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum automatischen Gruppieren von Lichtsignaleinheiten einer Lichtsignalanlage an einem Kreuzungseingang einer Kreuzung, mit folgenden Schritten:
- – Ermitteln von Bewegungsdaten einer Menge von Kraftfahrzeugen im Umkreis der Kreuzung;
- – Bestimmen von Kreuzungsdurchgangspfaden durch die Kreuzung anhand der Bewegungsdaten der Menge der Kraftfahrzeuge;
- – Erstellen von Kreuzungsdurchgangspfad-Modellen für jeden Kreuzungsdurchgangspfad durch die Kreuzung anhand der Bewegungsdaten der Menge der Kraftfahrzeuge, wobei die Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle angeben, zu welchen Zeiten eine Durchfahrt durch den betreffenden Kreuzungsdurchgangspfad erfolgt ist;
- – Gruppieren derjenigen Lichtsignaleinheiten zu Kreuzungsdurchgangspfaden durch die Kreuzung, für die eine Zusammengehörigkeit anhand der betreffenden Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle erkannt worden ist, um eine oder mehrere Gruppen von Lichtsignaleinheiten zu erhalten.
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Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, das Schaltverhalten der einzelnen Lichtsignaleinheiten an Kreuzungseingängen einer Kreuzung (d.h. eine Einfahrt in eine Kreuzung) zu analysieren und durch Häufungen der Zeitpunkte der Durchfahrt durch Kreuzungsdurchgangspfade insbesondere der Zeitpunkte der Überfahrt der Haltelinien von Kreuzungsdurchgangspfaden von mehreren Kraftfahrzeugen das Schaltverhalten der Lichtsignaleinheiten zu bestimmen und diese einzelnen Lichtsignaleinheiten an der Kreuzung den dadurch gesteuerten Kreuzungsdurchgangspfaden zuzuordnen. Dabei wird das Schaltverhalten der Lichtsignaleinheiten aus den Zeitpunkten von Kreuzungsdurchfahrten von Kraftfahrzeugen bestimmt und statistisch ausgewertet. Das Vorhandensein einer Häufung einer Kreuzungsdurchfahrt in einem Zeitfenster kann dann einer Grünphase einer Lichtsignaleinheit für den entsprechenden Kreuzungsdurchgangspfad angenommen werden, während ein Ausbleiben von Kreuzungsdurchfahrten in einem Zeitfenster einer Rotphase einer dem entsprechenden Kreuzungsdurchgangspfad zugeordneten Lichtsignaleinheit angenommen werden. Daraus kann ein Schaltverhalten der Lichtsignaleinheiten an einer Kreuzung lediglich aus Flottendaten des Verkehrs über die Kreuzung abgeleitet werden.
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Da die Information über die Zuordnung von Lichtsignaleinheiten zu den durch sie gesteuerten Kreuzungsdurchgangspfaden bislang nicht in digitalen Kartendaten vorhanden ist, können darauf basierende Fahrerassistenzfunktionen, wie z.B. ein Vorfahrtswarner, ein Lichtsignalwarner, eine Motor-Start-Stopp-Automatik oder dergleichen nicht oder nur eingeschränkt durchgeführt werden. Das obige Verfahren stellt hierzu eine Möglichkeit dar, basierend auf Fahrzeugpositions- und -bewegungsdaten einer Vielzahl von die Kreuzung durchfahrenden Kraftfahrzeugen diese Information zu erfassen und zur Durchführung von Fahrerassistenzfunktionen zur Verfügung zu stellen.
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Weiterhin kann zum Erstellen von Kreuzungsdurchgangspfad-Modellen für jeden der Kreuzungsdurchgangspfade eine Umlaufzeit der Lichtsignaleinheit, die den Verkehr über den betreffenden Kreuzungsdurchgangspfad steuert, anhand der Bewegungsdaten der Menge der Kraftfahrzeuge bestimmt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Bestimmen der Umlaufzeit der Lichtsignaleinheit für jeden der Kreuzungsdurchgangspfade durch die Kreuzung anhand der Bewegungsdaten der Menge der Kraftfahrzeuge bestimmt werden, indem eine zirkuläre Varianz der Zeitpunkte des Durchfahrens der Kreuzung innerhalb einer Umlaufzeit über einer Menge von möglichen Umlaufzeiten minimiert wird.
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Weiterhin kann die eine oder die mehreren Gruppen von Kreuzungsdurchgangspfaden einer oder mehreren gleichgeschalteten Lichtsignaleinheiten zugeordnet werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle jeweils durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für eine Grünzeit (Zeitraum des Zulassens einer Kreuzungsdurchquerung) der betreffenden Lichtsignaleinheit und/oder die Umschaltzeitpunkte innerhalb eines Umlaufs definiert werden, insbesondere durch einen oder mehrere Zeitpunkte und einen jeweiligen Streuparameter.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Grünzeit mithilfe von Zeitpunkten des Überfahrens einer Haltelinie am Kreuzungseingang oder über ein Warteschlangenmodell auf Basis eines Anfahrtszeitpunkts bei einem Fahrzeugstopp und eines Überfahrtszeitpunkts über die Haltelinie ermittelt wird.
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Insbesondere kann das Bestimmen von Kreuzungsdurchgangspfaden durch die Kreuzung durchgeführt werden, indem eine Durchfahrt eines Kreuzungseingangs von einem Teil der Menge von Kraftfahrzeugen zu einem Kreuzungsausgang der Kreuzung erfasst wird und der Kombination aus Kreuzungseingang und Kreuzungsausgang ein Kreuzungsdurchgangspfad zugeordnet wird.
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Weiterhin kann das Gruppieren derjenigen Lichtsignaleinheiten durch die Kreuzung durchgeführt werden, indem die für jeden Kreuzungsdurchgangspfad ermittelten Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle verglichen werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Vergleichen der Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle mithilfe einer statistischen Methode, insbesondere einem Watson-Williams-Test durchgeführt wird.
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Ferner können die Bewegungsdaten zumindest einen Verlauf von Positionen des Kraftfahrzeugs jeweils mit einem Zeitstempel umfassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum automatischen Gruppieren von Lichtsignaleinheiten einer Lichtsignalanlage an einem Kreuzungseingang einer Kreuzung vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- – Bewegungsdaten einer Menge von Kraftfahrzeugen im Umkreis der Kreuzung zu ermitteln;
- – Kreuzungsdurchgangspfaden durch die Kreuzung anhand der Bewegungsdaten der Menge der Kraftfahrzeuge zu bestimmen;
- – Kreuzungsdurchgangspfad-Modellen für jeden Kreuzungsdurchgangspfad durch die Kreuzung anhand der Bewegungsdaten der Menge der Kraftfahrzeuge zu erstellen, wobei die Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle angeben, zu welchen Zeiten eine Durchfahrt durch den betreffenden Kreuzungsdurchgangspfad erfolgt;
- – Diejenigen Lichtsignaleinheiten zu Kreuzungsdurchgangspfaden durch die Kreuzung zu gruppieren, für die eine Zusammengehörigkeit anhand der betreffenden Kreuzungsdurchgangspfad-Modelle erkannt worden ist, um eine oder mehrere Gruppen von Lichtsignaleinheiten zu erhalten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Kreuzung mit einem Lichtsignalsystem mit mehreren Lichtsignaleinheiten;
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2 eine schematische Darstellung eines Systems zur Erfasssung von Bewegungsdaten eines Kraftfahrzeug;
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3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Zuordnung von Lichtsignaleinheiten an einer Kreuzung zu entsprechenden durch die betreffende Lichtsignaleinheit gesteuerten Kreuzungsdurchgangspfaden;
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4 eine Wahrscheinlichkeitsdichte beobachteter Kreuzungsdurchfahrten mit absoluten Zeitstempeln;
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5 eine Transformation der absoluten Zeitpunkte der Kreuzungsdurchfahrt in einem Umlauf als Winkel;
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6 eine Darstellung einer zirkulären Varianz über alle möglichen Umlaufzeiten; und
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7 eine Darstellung von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der geschätzten Umschaltzeitpunkte für zwei unterschiedliche Lichtsignaleinheiten.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist eine Kreuzung 1 mit einer Lichtsignalanlage 2 dargestellt. Eine Kreuzung kann sowohl zwei oder mehrere sich kreuzende Fahrbahnen (X-Kreuzung) als auch Fahrbahnverzweigungen und Einmündungen (T-Kreuzungen) umfassen. Die Lichtsignalanlage 2 weist eine Steuerung 21 und eine Anzahl von Lichtsignalanlagen 22 auf, die an Kreuzungseingängen 11, d.h. in die Kreuzung 1 einmündende Fahrbahnen 3 angeordnet sind.
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Die Lichtsignaleinheiten 22 können dazu vorgesehen sein, durch Lichtsignale Fahrer von ankommenden Kraftfahrzeugen zu informieren, ob die Kreuzung 1 auf einem bestimmten Kreuzungsdurchgangspfad durchfahren werden darf oder ob auf eine Freigabe zur Kreuzungsdurchfahrt gewartet werden soll.
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Die Kreuzungseingänge 11 in die Kreuzung 1 können je nach Auslegung und Zulässigkeit von Kreuzungsdurchgangspfaden jeweils einem oder mehreren Kreuzungsausgängen 12, d.h. einer von der Kreuzung 1 herausführenden Fahrbahn, zugeordnet sein.
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Die Kreuzungseingänge 11 der Kreuzung 1 können beispielsweise mit verschiedenen Fahrspuren 13 versehen sein, die z.B. durch Markierungen 14 einem Fahrer des Kraftfahrzeugs anzeigen, auf welchem oder welchen Kreuzungsdurchgangspfaden dieser die Kreuzung 1 durchfahren soll. So können Pfeile auf der jeweiligen Fahrspur 13 vorgeben, welchen Kreuzungsausgang 12 aus der Kreuzung 1 ein Fahrer befahren soll.
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Es können auch Fahrspuren 13 vorgesehen sein, denen mehrere Kreuzungsausgänge 12 aus der Kreuzung 1 zugeordnet sind und somit mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden zugeordnet sind. Somit ist es möglich, dass eine Lichtsignaleinheit 22 den Verkehr gleichzeitig für mehrere Kreuzungsdurchgangspfade steuert, beispielsweise den Verkehr für eine Geradeausfahrt und eine Rechtsabbiegungsfahrt.
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Den Kreuzungseingängen 11 der Kreuzung 1 sind die Lichtsignaleinheiten 22 so zugeordnet, dass jeweils eine oder mehrere der Lichtsignaleinheiten 22 einer oder mehreren Fahrspuren 13 zugeordnet sind, um einen Verkehr auf dem durch die eine oder die mehreren Fahrspuren 13 vorgegebenen Kreuzungsdurchgangspfaden zu steuern.
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In 2 ist schematisch ein System dargestellt, mit dem kreuzungsrelevante Daten erfasst werden können. Das System umfasst ein Kraftfahrzeug 3, das in einer Positionserfassungseinheit 31 zur Erfassung einer geographischen Position des Kraftfahrzeugs 3 versehen ist. Die Positionserfassungseinheit 31 kann beispielsweise einen GPS-Empfänger oder dergleichen aufweisen, um globale Positionsdaten des Kraftfahrzeugs 3 zu erfassen und darüber hinaus Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 3 mit einer Sende-/Empfangseinheit 32 versehen sein, um die Positionsdaten des Kraftfahrzeugs 3 zusammen mit einem Zeitstempel an eine fahrzeugexterne Zentraleinheit 4 zu übermitteln.
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Die Zentraleinheit 4 umfasst eine Verarbeitungseinheit 41, einen Flottendatenspeicher 43 und einen digitalen Kartenspeicher 42. Der digitale Kartenspeicher 42 umfasst in elektronischer Form gespeicherte Kartendaten, aus denen sich Positionen von Kreuzungen ermitteln lassen und damit anhand der von dem Kraftfahrzeug 3 übermittelten Positionsdaten eine Annäherung bzw. ein Durchfahren einer Kreuzung erkannt werden kann. In dem Flottendatenspeicher 43 werden die von dem Kraftfahrzeug 3 übermittelten Positionsbewegungsdaten des Kraftfahrzeugs 3 gemeinsam mit dem entsprechenden Zeitstempel gespeichert. Auf diese Weise können an die Zentraleinheit 4 von einer Menge von Kraftfahrzeugen 3 Positionsbewegungsdaten mit ihren jeweiligen Zeitbezügen übermittelt und in dem Flottendatenspeicher 43 abgespeichert werden.
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Zur Durchführung von bestimmten Funktionen in Fahrerassistenzsystemen kann eine Information über die Zuordnung von Lichtsignaleinheiten zu den durch diese Lichtsignaleinheiten gesteuerten Kreuzungsdurchgangspfaden benötigt werden. Beispielsweise kann eine Vorfahrtswarnung oder eine intelligente Motor-Start-Stopp-Automatik auf solche Informationen zurückgreifen.
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Bisherige Fahrerassistenzsysteme sind mit einer Kamera gekoppelt, durch die eine kamerabasierte Erkennung von Lichtsignalen bzw. Lichtsignaleinheiten möglich ist. Mit der kamerabasierten Erkennung von Lichtsignalen ist es jedoch nicht möglich, zu erkennen, welchen Kreuzungsdurchgangspfaden die betreffenden Lichtsignale zugeordnet sind. Durch die Verarbeitungseinheit 41 kann durch Auswerten von Flottendaten aus dem Flottendatenspeicher 43 Regelmäßigkeiten beim Durchfahren der Kreuzung 1 auf Kreuzungsdurchgangspfaden ermittelt werden, denen sich ein Schaltverhalten den Lichtsignaleinheiten zuordnen lässt. Dazu kann in der Verarbeitungseinheit 41 ein Verfahren ausgeführt werden, wie es in dem Flussdiagramm der 3 dargestellt ist.
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Zunächst werden im Schritt S1 Positions- und Bewegungsdaten von einer Menge von Kraftfahrzeugen ermittelt und in dem Flottendatenspeicher 43 gespeichert. Da über Kartendaten die Positionen von Kreuzungen bekannt sind, können die Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die eine bestimmte Kreuzung durchfahren bzw. durchfahren haben ausgewertet werden. Mithilfe einer kamerabasierten Erkennung von Lichtsignalen kann erkannt werden, ob sich bei der betreffenden Kreuzung um eine durch eine Lichtsignalanlage gesteuerte Kreuzung handelt.
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Aus den Positions- und Bewegungsdaten werden in Verbindung mit den digitalen Kartendaten in dem Kartenspeicher 42 in Schritt S2 Kreuzungsein- und -ausfahrten der Kraftfahrzeuge in bzw. aus der betreffenden Kreuzung 1 ermittelt, was anhand des Befahrens eines Kreuzungseingangs und eines Kreuzungsausgangs festgestellt werden kann. Daraus ergeben sich Kreuzungsdurchgangspfade, d.h. eine Zuordnung eines Kreuzungseingangs 11 zu einem möglichen Kreuzungsausgang 12 an der Kreuzung 1. Somit entspricht eine festgestellte Fahrt von einem Kreuzungseingang 11 zu einem Kreuzungsausgang einem bestimmten zulässigen Kreuzungsdurchgangspfad durch die Kreuzung 1.
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Durch das Bestimmen von zeitlichen Regelmäßigkeiten des Befahrens von Kreuzungsdurchgangspfaden lassen sich diejenigen Kreuzungsdurchgangspfade bestimmen, auf denen der Verkehr durch eine Lichtsignaleinheit gesteuert ist. Zudem kann an einer Kreuzung ein Kreuzungsdurchgangspfad vorhanden sein, der nicht durch eine Lichtsignaleinheit gesteuert ist, wie beispielsweise eine Rechtabbiegespur mit permanenten grünem Pfeil. Ein solcher nicht gesteuerter Kreuzungsdurchgangspfad kann durch das Fehlen eines Wechsels der Häufigkeiten der Durchfahrten durch den Kreuzungsdurchgangspfad erkannt werden.
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Eine Voraussetzung für die Bestimmung von zeitlichen Regelmäßigkeiten des Befahrens von Kreuzungsdurchgangspfaden ist, dass die betreffende Lichtsignaleinheit 22 innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts eine konstante Umlaufzeit besitzt. Die Umlaufzeit ist die Zeit, nach der eine Lichtsignaleinheit ihr Programm wiederholt, wobei es dennoch möglich ist, dass innerhalb eines Umlaufs die Umschaltzeitpunkte je nach Verkehrsaufkommen angepasst werden. Die Steuerung von Lichtsignaleinheiten mit einem Programm mit einer vorgegebenen Umlaufzeit wird für einen Großteil von Lichtsignaleinheiten 22 angewandt.
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Um unterschiedliche Parameter der Programme der Lichtsignaleinheiten für verschiedene Kreuzungsdurchgangspfade ermitteln zu können, müssen daher zunächst in Schritt S3 die Umlaufzeiten der Lichtsignaleinheiten 22 für die verschiedenen Kreuzungsdurchgangspfade der Kreuzung 1 ermittelt werden.
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So kann beispielsweise die zirkuläre Varianz der Zeitpunkte eines Einfahrens in die Kreuzung, insbesondere der Überfahrt eines Kraftfahrzeugs über eine reale oder gedachte Haltelinie zu einer Lichtsignaleinheit innerhalb einer Umlaufzeit minimiert werden. Eine entsprechende Haltelinie kann beispielsweise aus Flottendaten als ein Kreuzungsparameter gemäß dem Verfahren der Druckschrift
DE 10 2014 204317 bestimmt werden.
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Zur Bestimmung einer Umlaufzeit wird angenommen, dass das relevante Lichtsignal der Lichtsignaleinheit zum absoluten Zeitpunkt tabs einer Überfahrt über die Haltelinie grün war. Der zeitliche Verlauf von Überfahrtswahrscheinlichkeiten von Überfahrten über die Haltelinie sind exemplarisch auf einer linearen Zeitskala in dem Diagramm der 4 dargestellt. Unter Annahme einer bestimmten Umlaufzeit τ kann jeder absolute Zeitpunkt tabs über eine Modulo-Division in einen relativen Zeitpunkt trel ∊ [1...τ] transformiert werden: trel = mod(tabc, τ)
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Im Folgenden wird deshalb das Intervall [1...τ] als Umlaufzeit bezeichnet. Dadurch kann eine Menge von relativen Zeitpunkten trel beim Überfahren einer Haltelinie in den Umlauf (die Umlaufzeit) des Signalsteuerungsprogramms "gefaltet" werden. Damit kann jeder transformierte relative Zeitpunkt auf einen Kreis abgebildet werden, wie es beispielsweise in 5 dargestellt ist. 5 zeigt eine Transformation der absoluten Zeitpunkte tabs in einem Umlauf als Winkel im Vergleich bei einer richtig gewählten Umlaufzeit τ (links) und einer falsch gewählten Umlaufzeit τ (rechts). Dabei sind Zeitpunkte der bestimmten Kreuzungsdurchgangsfahrten als Kreise und der resultierende Vektor durch die radial verlaufende Linie angegeben.
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Weiterhin kann aus dem zusätzlich zum Zeitpunkt der Überfahrt der Haltelinie ein Trajektorienverlauf vor der Überfahrt der Haltelinie analysiert werden. So ist es beispielsweise möglich, den Umschaltzeitpunkt des Umschaltens des Lichtsignals der Lichtsignaleinheit auf Grün zu schätzen, wie es aus
M. Kerper, C. Wewetzer, A. Sasse, and M. Mauve, "Learning Traffic Light Phase Schedules from Velocity Profiles in the Cloud," Int. Conf. New Technol. Mobil. Secur., pp. 1–5, May 2012 bekannt ist. Ein grünes Lichtsignal einer Lichtsignaleinheit kann für den gesamten Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt des Umschaltens der Lichtsignaleinheit auf Grün und dem Zeitpunkt des Überfahrens der Haltelinie angenommen werden. Da das Schaltverhalten der Lichtsignaleinheiten periodisch ist und sich eine Grünphase auch über die werden. Die Umlaufzeit τ ist als die Zeit bestimmt, für die sich ein Minimum der Grenzen eines Umlaufs erstrecken kann, kann die zirkulare Varianz minimiert zirkularen Varianz eines sich aus dem relativen Zeitpunkt t
rel ergebenden Winkel
ergibt.
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Dabei werden die absoluten Zeitpunkte tabs des Überfahrens der Haltelinien in einem Umlauf als Winkel θ transformiert. Der in 5 dargestellte Vektor ist eine Länge R(θ(τ)) / n auf und hängt damit direkt mit der Varianz (1 – Var(θ(τ))) zusammen. In 6 ist die zirkuläre Varianz über mögliche Umlaufzeiten dargestellt, wobei signifikante Minima markiert sind.
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Weiterhin wird festgestellt, welches der lokalen Minima der zirkulären Varianz ausgeprägt ist. Die sich daraus ergebende Umlaufzeit entspricht der zu bestimmenden Umlaufzeit. Dabei kann eine Entscheidung, ob ein signifikantes lokales Minimum vorliegt, beispielsweise durch Anwendung eines Hypothesentests vorgenommen werden. Dabei können gleichermaßen generative Ansätze, wie beispielsweise ein Maximum-Likelihood-Test, wie auch diskriminative Ansätze, wie beispielsweise der Hodges-Ajnes-Test, verfolgt werden. Die Verwendung von Hypothesentests ist vorteilhaft, weil sie durch ihre Parameterfreiheit robuster gegen variierende Mengen an Flottendaten sind als ein einfacher Schwellwert.
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In Schritt S4 werden Makroprogramme der Lichtsignaleinheiten gelernt, von denen zuvor die Umlaufzeiten bestimmt worden sind. Lichtsignaleinheiten werden üblicherweise durch Makroprogramme gesteuert, d.h. es gibt Betriebszeitbereiche, in denen Rahmenparameter wie die Umlaufzeit und die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Umschaltzeitpunkte konstant sind.
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Um Makroprogramme zu identifizieren, kann nun ein gleitender Mittelwertfilter angewendet werden und anschließend die aktuell wahrscheinlichsten Umlaufzeit τmax z.B. entsprechend einer Maximum-A-Posteriori-(MAP)-Wahrscheinlichkeit p(t.→.|τmax) zur Schätzung der gesuchten Schätzung geschätzt werden. Anschließend kann dann die bedingte Wahrscheinlichkeitsverteilung der Umschaltzeitpunkte ausgewertet werden. Nachfolgend, nachdem eine wahrscheinlichste Umlaufzeit τmax gefunden wurde, wird in Schritt S5 für einen Kreuzungsdurchgangspfad, für den in den Flottendaten die meisten Kreuzungsdurchfahrten ermittelt wurden, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Grünzeit und/oder die Umschaltzeitpunkte innerhalb eines Umlaufs als ein Kreuzungsdurchgangspfad-Modell gelernt. Für jeden weiteren Kreuzungsdurchgangspfad wird überprüft, inwieweit die zugehörigen Kreuzungsdurchfahrten zu einem zuvor bestimmen Kreuzungsdurchgangspfad-Modell passen. Dadurch kann die Zusammengehörigkeit unterschiedlicher Kreuzungsdurchgangspfade bestimmt werden, wenn sich die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Grünzeiten und/oder die Umschaltzeitpunkte innerhalb eines Umlaufs in einem vorbestimmten Maß ähnlich sind.
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Als Beispiel zeigt 7 die Verteilung von relativen Zeitpunkten trel von Kreuzungsdurchfahrten innerhalb der geschätzten Umlaufzeit. Unter obigen Annahmen ist die Verteilung der Grünphasen bzw. der Umschaltzeitpunkte innerhalb eines Umlaufs durch einen Zeitpunkt und einen Streuparameter parametrisiert. Der Zeitpunkt und der Streuparameter können für einen gegebenen Zeitraum entsprechend der Schätzung der Grünphase bzw. der Umschaltzeitpunkte für jeden Kreuzungsdurchgangspfad bestimmt werden.
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In Schritt S6 kann nun eine probabilistische Aussage über die Zusammengehörigkeit (im Sinne, dass diese durch eine oder mehrere gleichgeschaltete Lichtsignaleinheiten gesteuert werden) von Kreuzungsdurchgangspfaden und Anzahl von Lichtsignaleinheiten für die verschiedenen Kreuzungsdurchgangspfade durch den Vergleich der für jeden Kreuzungsdurchgangspfad geschätzten Parameterwerte gemacht werden. Daraus ergeben sich Gruppen von Lichtsignaleinheiten 22, die gleichgeschaltet sind. Dazu können beispielsweise statistische Methoden verwendet werden, wie beispielsweise ein Watson-Williams-Test, ein zirkuläres Analogon zum Zwei-Sample-t-Test.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- M. Kerper, C. Wewetzer, A. Sasse, and M. Mauve, “Learning Traffic Light Phase Schedules from Velocity Profiles in the Cloud,” Int. Conf. New Technol. Mobil. Secur., pp. 1–5, May 2012 [0046]
