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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Kreuzungstopologie einer Straßenkreuzung.
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Aus der
DE 10 2006 046 697 A1 ist ein Verfahren zum frühzeitigen Erkennen gefährlicher Situationen im Kreuzungsbereich von Straßen bekannt. Bei dem Verfahren werden Positionsdaten von in der Kreuzung befindlichen beziehungsweise auf die Kreuzung zukommenden Verkehrsteilnehmern erfasst und ausgewertet. Anhand der Positionsdaten wird eine Prognose der zu erwartenden Bewegungslinien der Verkehrsteilnehmer erstellt und anhand der Prognose bestimmt, ob Konflikte beziehungsweise Kollisionen zwischen den Verkehrsteilnehmern drohen. In die Positionsdaten können Geschwindigkeitsdaten und/oder Beschleunigungsdaten der Verkehrsteilnehmer mit einbezogen werden. Des Weiteren können die Positionsdaten der Verkehrsteilnehmer permanent ermittelt und verarbeitet werden. In Fahrzeugen kann auf Basis der Positionsdaten eine Fahrspur des Fahrzeugs in der Kreuzung bestimmt werden, wobei Abbiegebeziehungen für das Fahrzeug berücksichtigt werden, indem, soweit vorhanden, zusätzliche Daten des Fahrzeugs ausgewertet werden.
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Aus der
DE 10 2010 063 006 A1 ist ein Verfahren in einem Fahrerassistenzsystem mit einer Frontkamera in einem Fahrzeug bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Bild eines vor dem Fahrzeug gelegenen Bereichs mit der Frontkamera aufgenommen und das aufgenommene Bild auf das Vorhandensein einer Haltelinie ausgewertet. Anschließend kann ein selektives Auslösen einer automatischen Reaktion des Fahrerassistenzsystems zum zielgenauen Anhalten an der Haltelinie basierend auf der Auswertung ausgelöst werden. Die Bildauswertung kann durchgeführt werden, um mindestens einen der folgenden Typen von Haltelinien zu erkennen: Haltelinien an Ampeln, Haltelinien an Stoppschildern und/oder Vorfahrt-Gewähren-Schildern, Parkraumbegrenzungslinien, Haltelinien an Einfädel- oder Abbiegespuren.
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Aus der
DE 10 2008 060 869 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Bedieners eines Fahrzeugs, welches sich einer Verkehrssignalanlage nähert, bekannt. Um den Fahrer des Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung während der Annäherung an eine Ampelanlage zu unterstützen, ist ein Assistenzsystem vorgesehen, welches eine Steuereinrichtung umfasst.
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Eingangssignale der Steuereinrichtung können von einer Positionsbestimmungseinrichtung des Fahrzeugs bereitgestellt werden, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung ermöglicht, die Position des Fahrzeugs und seine Bewegungsrichtung festzustellen. Hierbei ist eine fahrspurgenaue Positionsermittlung möglich, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung als ein satellitengestütztes Ortungssystem ausgestaltet sein kann. Weiterhin kann die Positionsbestimmungseinrichtung auf Kartendaten zugreifen, die ein Wegenetz einer geografischen Strecke beschreiben, in der sich das Fahrzeug befindet. Anhand der Kartendaten kann die Positionsbestimmungseinrichtung die ermittelte Position des Fahrzeugs einem bestimmten Fahrweg des Wegenetzes und vorzugsweise auch einer Fahrspur des Fahrwegs zuordnen.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2015 212 027 A1 ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsregelungen an einer Kreuzung. Bei dem Verfahren werden Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen bereitgestellt, die die Kreuzung durchfahren. Überdies werden ein oder mehrere Kreuzungsdurchgangspfade durch die Kreuzung aus den Positions- und Bewegungsdaten der Kraftfahrzeuge bestimmt.
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Darüber hinaus ist aus der
DE 10 2015 206 593 A1 ein Verfahren zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage bekannt, bei welchem eine Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage erkannt wird. Überdies offenbart die
DE 10 2015 209 055 A1 ein Verfahren zum automatischen Gruppieren von Lichtsignaleinheiten einer Lichtsignalanlage an einem Kreuzungseingang einer Kreuzung, bei welchem Kreuzungsdurchgangspfade durch die Kreuzung bestimmt werden. Des Weiteren ist aus der
DE 10 2014 204 317 A1 ein Verfahren zur Ermittlung von Kreuzungsparametern bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem eine Kreuzungstopologie einer Straßenkreuzung besonders vorteilhaft ermittelbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Kreuzungstopologie einer Straßenkreuzung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der vorliegenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Kreuzungstopologie einer Straßenkreuzung, bei welchem Bewegungstrajektorien einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen auf der Straßenkreuzung anhand von mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten ermittelt werden. Hierbei können die Positionsdaten die Position des jeweiligen Kraftfahrzeugs zum durch den Zeitstempel repräsentierten Zeitpunkt charakterisieren. Die Positionsdaten können beispielsweise mittels eines globalen Navigationssatellitensystems ermittelt und beispielsweise für eine elektronische Recheneinrichtung zum Ermitteln der Bewegungstrajektorie zur Verfügung gestellt werden. Bei den mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten kann es sich um sogenannte Floating-Car-Daten handeln. Anhand der Positionsdaten sowie der den Positionsdaten zugeordneten Zeitstempeln können die Bewegungstrajektorien jeweilige Bewegungsmuster der Kraftfahrzeuge charakterisieren. Insbesondere wird eine Mehrzahl von Bewegungstrajektorien mittels einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen im Bereich der Straßenkreuzung über die elektronische Recheneinrichtung bereitgestellt. Bei dem Verfahren ist es des Weiteren vorgesehen, dass Halteereignisse der Kraftfahrzeuge auf der Straßenkreuzung anhand der mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten ermittelt werden. Unter einem Halteereignis ist zu verstehen, dass Positionsdaten des jeweiligen Kraftfahrzeugs, welche mit wenigstens zwei direkt aufeinander folgenden Zeitstempeln versehen sind, eine zumindest im Wesentlichen selbe Position des Kraftfahrzeugs charakterisieren, sodass sich das Kraftfahrzeug zwischen den wenigstens zwei durch die aufeinanderfolgenden Zeitstempel charakterisierten Zeitpunkten nicht bewegt. In dem Verfahren ist es des Weiteren vorgesehen, dass die Kreuzungstopologie in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen und somit in Abhängigkeit der Vielzahl der jeweils mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen ermittelt wird. Unter der Kreuzungstopologie der Straßenkreuzung sind beispielsweise Fahrspurverläufe und/oder eine Anzahl an Fahrbahnen und/oder Abbiegespuren und/oder Richtungsänderungen der Fahrbahn und/oder Hauptverkehrsachsen und/oder Fahrbahnbreiten und/oder Kreuzungsgeometrien der Straßenkreuzung zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich können mittels der Kreuzungstopologie ein Fahrbahnbelag und/oder ein Fußgängerquerungsweg und/oder ein Fahrradquerungsweg und/oder eine Verkehrsinfrastruktur, wie beispielsweise Ampeln oder Verkehrsinseln, und/oder Vorfahrtsbeziehungen, wie eine Vorfahrtsstraße, und/oder Bordsteine der Straßenkreuzung und/oder eine Bushaltebucht der Straßenkreuzung und/oder Geschwindigkeitsbegrenzungen der Straßenkreuzung charakterisiert werden. Alternativ oder zusätzlich können mittels der Kreuzungstopologie Haltelinien, wie beispielsweise Ampelhaltelinien oder Vorfahrthaltelinien, wie bei einem Vorfahrt-Gewähren-Schild oder Kreuzungshaltelinien, welche ein Anhalten für Kraftfahrzeuge zum Kreuzenlassen von Passanten oder anderen Verkehrsteilnehmern erfordern, beschreiben. Des Weiteren kann die Kreuzungstopologie der Straßenkreuzung eine Position der Straßenkreuzung hinsichtlich Breitengrad und/oder Längengrad und/oder eine Höhenangabe repräsentieren. Darüber hinaus kann die Kreuzungstopologie Bäume und/oder Pylone und/oder Parklinien und/oder Informationen des öffentlichen Nahverkehrs und/oder Ampelschaltphasen, wie beispielsweise bei einer grünen Welle, beschreiben. Folglich ist unter der Kreuzungstopologie eine Charakterisierung der Straßenkreuzung hinsichtlich unterschiedlicher Aspekte zu verstehen. Das Ermitteln der Kreuzungstopologie in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen ermöglicht ein besonders präzises Gesamtbild der Straßenkreuzung. Des Weiteren hat die anhand der Bewegungstrajektorien und der Halteereignisse ermittelte Kreuzungstopologie eine besonders hohe Aktualität, da die Positionsdaten jeweils mit den Zeitstempeln versehen sind und somit die Kreuzungstopologie durch die definierten Zeitpunkte ermittelbar ist.
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Es ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen wenigstens eine Haltelinie der Straßenkreuzung ermittelt wird. Es ist vorgesehen, dass eine Position der Haltelinie in Abhängigkeit von einer örtlichen Akkumulation von Halteereignissen in einem definierten, abgegrenzten, vorgegebenen Bereich ermittelt wird. Bei einer virtuellen Haltelinie handelt es sich um eine Haltelinie, an welcher Kraftfahrzeuge anhalten, um Fußgänger und/oder weitere Verkehrsteilnehmer die Straßenkreuzung queren zu lassen und welche nicht auf Fahrbahnen von Straßenkreuzungen aufgezeichnet ist. Die virtuelle Haltelinie wird in Abhängigkeit von einer Streuung der Halteereignisse in dem definierten, vorgegebenen Bereich ermittelt wird.
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Bei der Haltelinie kann es sich um eine Straßenmarkierung wie eine Ampelhaltelinie handeln, welche einer Ampel zugeordnet ist, und/oder um eine virtuelle Haltelinie handeln, an welcher Kraftfahrzeuge anhalten, um Fußgänger und/oder weitere Verkehrsteilnehmer die Straßenkreuzung queren zu lassen. Virtuelle Haltelinien sind üblicherweise nicht auf Fahrbahnen von Straßenkreuzungen aufgezeichnet und somit mittels Bilderkennungsverfahren kaum ermittelbar. Bei einer virtuellen Haltelinie handelt es sich um einen Bereich, in welchem Kraftfahrzeuge üblicherweise anhalten, um Passanten und/oder weitere Verkehrsteilnehmer die Straßenkreuzung queren zu lassen. Die virtuelle Haltelinie kann zwischen einem Straßenkreuzungsmittelpunkt der Straßenkreuzung und einer Ampelhaltelinie beziehungsweise einer einem Verkehrszeichen zugeordneten Haltelinie angeordnet sein und beispielsweise lediglich in diesem Bereich ermittelt werden. Sowohl die virtuellen Haltelinien als auch die Ampelhaltelinien beziehungsweise weitere Haltelinien, welche Verkehrszeichen zuordenbar sind, sind in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen besonders einfach ermittelbar.
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Es ist vorgesehen, dass eine Position der Haltelinie in Abhängigkeit von einer örtlichen Akkumulation von Halteereignissen ermittelt wird. Mit anderen Worten wird die Position der Haltelinie in Abhängigkeit von einer Anzahl an Halteereignissen in einem definierten, abgegrenzten, vorgegebenen Bereich ermittelt. Überschreitet eine Anzahl an Halteereignissen in dem definierten, vorgegebenen Bereich eine vorgegebene Mindestanzahl, so wird ermittelt, dass die Haltelinie ihre Position in dem definierten, vorgegebenen Bereich hat. Je größer eine Streuung an Halteereignissen in dem definierten, vorgegebenen Bereich ist, desto höher ist eine Wahrscheinlichkeit, dass es sich um eine virtuelle Haltelinie anstatt um eine auf einem Fahrbahnbelag der Straßenkreuzung aufgezeichnete Haltelinie handelt. Somit kann in Abhängigkeit von der Streuung der Halteereignisse in dem definierten, vorgegebenen Bereich ermittelt werden, um was für eine Haltelinie es sich handelt.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen Vorfahrtsregeln ermittelt werden. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit von den mit den Zeitstempeln versehenen Positionsdaten die für die Straßenkreuzung geltenden Vorfahrtsregeln ermittelt werden. Hierbei kann anhand der Bewegungstrajektorien und der Halteereignisse ermittelt werden, ob die Straßenkreuzung Fußgängerwege aufweist und wo die Fußgängerwege verlaufen. Darüber hinaus kann ermittelt werden, ob und von welcher Art Straßenschilder zur Vorfahrtsregelung an der Straßenkreuzung angeordnet sind. Überdies kann anhand von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen auf ein Vorhandensein und eine Position von Bushaltebuchten geschlossen werden. Somit ermöglicht das Verfahren vorteilhafterweise, dass als Kreuzungstopologie die für die Straßenkreuzung geltenden Verkehrsregeln besonders einfach und beispielsweise tagesaktuell ermittelt werden können. Hierdurch ist es vorteilhafterweise mittels des Verfahrens möglich, kurzzeitige Änderungen von Vorfahrtsregeln, beispielsweise aufgrund von Baustellen, zu ermitteln und hierdurch jederzeit eine aktuelle Kreuzungstopologie zu ermitteln.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen Fahrspurverläufe ermittelt werden. Insbesondere können eine Anzahl an Fahrbahnen und/oder eine Richtung der Fahrbahnen und/oder Markierungen der Straßenkreuzung in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen ermittelt werden. Somit kann mittels der Kreuzungstopologie besonders vorteilhaft auf jeweilige Fahrbahngestaltungen der Straßenkreuzung geschlossen werden. Aus den Fahrbahnverläufen kann eine Straßenführung der Straßenkreuzung abgeleitet werden. Die ermittelten Fahrspurverläufe können beispielsweise für eine besonders genaue Navigierung von Kraftfahrzeugen über die Straßenkreuzung eingesetzt werden.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Fahrspurverläufe in Abhängigkeit von einem Durchschnitt und/oder einer Varianz der Bewegungstrajektorien ermittelt werden. Das bedeutet, dass die Bewegungstrajektorien der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen mittels der elektronischen Recheneinrichtung anhand ihrer Varianz und/oder ihres Durchschnitts beziehungsweise ihrer Streuung ausgewertet werden, um die Anzahl von Fahrbahnen und/oder eine jeweilige Fahrbahnbreite und/oder eine jeweilige Fahrbahnrichtung zu ermitteln. Es kann somit eine Zuordnung, welche auch als Clustern bezeichnet werden kann, jeweiliger Bewegungstrajektorien zu jeweiligen ermittelten Fahrspuren erfolgen. Liegt eine definierte Mindestanzahl an Bewegungstrajektorien innerhalb eines definierten Bereichs vor, so kann darauf geschlossen werden, dass in diesem definierten Bereich eine Fahrspur der Straßenkreuzung vorliegt. Hierdurch können aktuelle Fahrbahnverläufe der Straßenkreuzung besonders einfach ermittelt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Position der Haltelinie in Abhängigkeit von einer Richtungsänderung der Bewegungstrajektorien ermittelt wird. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die jeweiligen Kraftfahrzeuge innerhalb eines definierten Streckenbereichs in Fahrtrichtung vor der Haltelinie zumindest im Wesentlichen geradeaus fahren und nach Überfahrt der Haltelinie zum Abbiegen nach der Haltelinie innerhalb eines weiteren definierten Streckenabschnitts ihre Bewegungsrichtung wenigstens um ein definiertes Mindestmaß ändern. Die Ermittlung der Position der Haltelinie in Abhängigkeit von der Richtungsänderung der Bewegungstrajektorien ermöglicht, dass Abbiegehaltelinien besonders einfach ermittelbar sind. Insbesondere kann die Position der Haltelinie besonders vorteilhaft aus einer Kombination der örtlichen Akkumulation von Halteereignissen und der Richtungsänderung der Bewegungstrajektorien ermittelt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Position der Haltelinie in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeitsprofil der Bewegungstrajektorien ermittelt wird. Hierbei wird dabei davon ausgegangen, dass die jeweiligen Kraftfahrzeuge ihre Geschwindigkeit bei Zufahren auf die Haltelinie verlangsamen und ihre Geschwindigkeit bei Wegfahren von der Haltelinie erhöhen. Somit kann vorteilhafterweise über Geschwindigkeitsvektoren der Bewegungstrajektorien der Kraftfahrzeuge die Position der Haltelinie als eine Position des Kraftfahrzeugs mit einer entlang der Bewegungstrajektorie örtlich geringsten Geschwindigkeit ermittelt werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Ermittlung einer Haltelinie unabhängig von einem Abbiegeereignis. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Position der Haltelinie sowohl in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsprofil der Bewegungstrajektorien, als auch in Abhängigkeit von der Richtungsänderung der Bewegungstrajektorien, als auch in Abhängigkeit von der örtlichen Akkumulation der Halteereignisse ermittelt wird, um eine besonders genaue Positionierung der Haltelinie zu ermöglichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Ampelschaltmuster einer Ampel der Straßenkreuzung in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf der Halteereignisse ermittelt wird. Hierbei werden insbesondere die Halteereignisse im Zusammenhang mit den Zeitstempeln der die Halteereignisse definierenden Positionsdaten ausgewertet, um einen zeitlichen Verlauf der Halteereignisse zu ermitteln. Hierbei werden insbesondere Halteereignisse innerhalb eines definierten, vorgegebenen Bereichs, welcher insbesondere die Ampelhaltelinie mit einschließt, hinsichtlich ihres Zeitmusters analysiert, um eine Umschaltzeit der Ampel zu ermitteln. Hierbei kann ermittelt werden, ob es sich bei der Ampel um eine festzeitgesteuerte Lichtsignalanlage oder um eine hochdynamische Lichtsignalanlage handelt. Hierbei können zusätzlich zu den Halteereignissen Querungsereignisse ermittelt werden, welche ein jeweiliges Queren der der Ampel zugeordneten Haltelinie durch ein jeweiliges Kraftfahrzeug charakterisieren. Anhand von zeitlich betrachteten Querungsereignissen sowie zeitlich betrachteten Halteereignissen im Bereich einer der Ampel zugeordneten und ermittelten Ampelhaltelinie können eine Freigabezeit und/oder eine Sperrzeit und/oder eine Umlaufzeit der Ampel ermittelt werden. Unter einer Freigabezeit ist ein Zeitintervall zu verstehen, in welchem die Ampel ein Erlauben von Querungsereignissen signalisiert. Unter einer Sperrzeit ist ein Zeitintervall zu verstehen, in welchem die Ampel ein Queren der Ampelhaltelinie untersagt. Die Umlaufzeit wird als die Summe aus Freigabezeit und Sperrzeit charakterisiert und beschreibt somit ein Zeitintervall von einem Start einer ersten Freigabezeit bis zu einem Start einer zeitlich auf die erste Freigabezeit folgenden, zweiten Freigabezeit der Ampel. Anhand des Ampelschaltmusters kann beispielsweise ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs beim Kreuzen der Straßenkreuzung besonders vorteilhaft unterstützt werden, indem dem Fahrer eine Information über das Ampelschaltmuster der Ampel ausgegeben wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Ampelposition der Ampel ermittelt wird und die Position der Haltelinie in Abhängigkeit von der Ampelposition ermittelt wird. Mit anderen Worten wird die Ampelposition der Ampel ermittelt und die Position der Haltelinie innerhalb eines definierten Umkreises zur Position der Ampel ermittelt. Um die Position der Haltelinie zu ermitteln werden die Bewegungstrajektorien und die Halteereignisse zumindest in dem definierten Umkreis zur Ampelposition der Ampel ausgewertet. Wird innerhalb des definierten Umkreises zur Ampelposition wenigstens eine definierte Mindestanzahl an Halteereignissen, insbesondere innerhalb definierter Zeitintervalle ermittelt, wird festgelegt, dass sich innerhalb des definierten Umkreises zur Ampel eine Haltelinienmarkierung auf einer Fahrbahnoberfläche der Straßenkreuzung befindet, wobei die Position der Haltelinie in Abhängigkeit von jeweiligen Positionen der Halteereignisse ermittelt werden kann. Die Ampelposition der Ampel kann beispielsweise in Abhängigkeit von Kartendaten, welche die Straßenkreuzung charakterisieren, und/oder mittels einer Sensoreinrichtung, bei welcher es sich beispielsweise um eine Bilderfassungseinrichtung handeln kann, und/oder über eine Kommunikation mit der Ampel und/oder in Abhängigkeit von einem dynamischen Auftreten von Halteereignissen in einem definierten Bereich und in einem definierten Zeitmuster ermittelt werden. Insbesondere kann die Ampelposition der Ampel mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt werden. Ist die Ampelposition der Ampel ermittelt, so kann die der Ampel zugeordnete Haltelinie besonders einfach und besonders schnell in dem definierten Umkreis zu der Ampel ermittelt werden, sodass lediglich in dem definierten Umkreis zur Ampel auftretende Bewegungstrajektorien und/oder Halteereignisse auszuwerten sind. Somit kann die Position der Haltelinie besonders schnell ermittelt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kreuzungstopologie in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und Halteereignissen in einem jüngsten, definierten Erfassungszeitraum angepasst wird. Mit anderen Worten erfolgt eine zeitliche Betrachtung der Bewegungstrajektorien und der Halteereignisse, wobei die Kreuzungstopologie in Abhängigkeit von der zeitlichen Betrachtung der Bewegungstrajektorien und der Halteereignisse angepasst wird. Hierbei können jeweilige ermittelte Bewegungstrajektorien und Halteereignisse zeitlich gewichtet werden, wobei jüngere ermittelte Bewegungstrajektorien und Halteereignisse stärker gewichtet werden, als ältere ermittelte Bewegungstrajektorien und Halteereignisse. Hierdurch kann eine besonders hohe Aktualität der Kreuzungstopologie erreicht werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Ermitteln der Kreuzungstopologie die Positionsdaten mit Kartendaten überlagert werden. Bei den Kartendaten kann es sich beispielsweise um Koordinaten der Straßenkreuzung handeln. Hierbei können die Koordinaten beispielsweise eine Geometrie der Straßenkreuzung und/oder jeweilige Fahrbahnen der Straßenkreuzung charakterisieren. Insbesondere können die Halteereignisse und die Bewegungstrajektorien mit den Kartendaten überlagert werden, um die Kreuzungstopologie besonders positionsgenau ermitteln zu können. Beispielsweise können durch die Überlagerung der Kartendaten mit den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen Haltelinien besonders positionsgenau ermittelt werden und beispielsweise durch die Überlagerung mit den Kartendaten verifiziert werden. Beispielsweise kann anhand der Kartendaten ermittelt werden, ob es sich bei der ermittelten Haltelinie um eine virtuelle Haltelinie oder um eine auf der Fahrbahnoberfläche der Straßenkreuzung markierte Haltelinie handelt. Die Kartendaten können weitere Informationen über eine Umgebung der Straßenkreuzung charakterisieren, sodass die in Abhängigkeit von den Halteereignissen und den Bewegungstrajektorien ermittelte Kreuzungstopologie in Abhängigkeit von den Kartendaten überprüft und gegebenenfalls angepasst werden kann. Hierdurch kann eine besonders hohe Genauigkeit der ermittelten Kreuzungstopologie erreicht werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kreuzungstopologie zusätzlich in Abhängigkeit von Sensordaten ermittelt wird. Das bedeutet, dass die Kreuzungstopologie sowohl in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien, als auch in Abhängigkeit von den Halteereignissen, als auch in Abhängigkeit von den Sensordaten ermittelt wird. Die Sensordaten können beispielsweise mittels als Audiosensoren und/oder als Ultraschallsensoren und/oder als Lichtsensoren und/oder als optische Sensoren ausgebildeten Erfassungseinrichtungen erfasst und für die elektronische Recheneinrichtung zum Ermitteln der Kreuzungstopologie bereitgestellt werden. Beispielsweise können die Sensordaten in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen verifiziert und somit auf deren Plausibilität überprüft werden. Hierdurch kann eine besonders hohe Sicherheit hinsichtlich einer Richtigkeit der ermittelten Kreuzungstopologie erlangt werden.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn als Sensordaten Vibrationen und/oder Reifengeräusche der Kraftfahrzeuge ermittelt werden und in Abhängigkeit von den ermittelten Vibrationen und/oder Reifengeräuschen eine Fahrbahnbeschaffenheit als Kreuzungstopologie ermittelt wird. Das bedeutet, dass Vibrationen und/oder Reifengeräusche des Kraftfahrzeugs beim Queren der Straßenkreuzung erfasst werden und in Abhängigkeit von den Vibrationen und/oder den Reifengeräuschen und gegebenenfalls zusätzlich in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen auf die Fahrbahnbeschaffenheit der Fahrbahnoberfläche der Straßenkreuzung geschlossen wird. Hierdurch kann eine besonders umfangreiche Kreuzungstopologie der Straßenkreuzung ermittelt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Ermitteln der Kreuzungstopologie die Bewegungstrajektorien und die Halteereignisse unterschiedlich gewichtet werden. Hierbei können beispielsweise zum Ermitteln der Fahrspuren der Straßenkreuzung die Bewegungstrajektorien stärker gewichtet werden als die Halteereignisse, wohingegen zum Ermitteln der Position der Haltelinie die Halteereignisse stärker gewichtet werden können als die Bewegungstrajektorien. Beim Ermitteln der Kreuzungstopologie können die Sensordaten, sofern diese zum Ermitteln der Kreuzungstopologie mit einbezogen werden, unterschiedlich zu den Bewegungstrajektorien und den Halteereignissen gewichtet werden. Hierbei kann eine Gewichtung der Sensordaten in Abhängigkeit von einer Qualität der Sensoren, wobei hierunter eine Auflösungsqualität der Sensoren zu verstehen ist, und/oder in Abhängigkeit von einem Alter und/oder einer Art der Sensoren und/oder in Abhängigkeit von einer Quantität an Sensordaten der Sensoren gewichtet werden. Hierdurch kann eine besonders genaue Ermittlung der Kreuzungstopologie erfolgen, da die Bewegungstrajektorien und die Halteereignisse und gegebenenfalls die Sensordaten entsprechend ihrer Verlässlichkeit hinsichtlich eines besonders genauen Ermittelns der Kreuzungstopologie gewichtet werden können.
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In das Ermitteln der Kreuzungstopologie der Straßenkreuzung kann eine weitere Kreuzungstopologie einer weiteren Straßenkreuzung mit einbezogen werden. Beispielsweise kann es sich bei der weiteren Straßenkreuzung um eine zu der Straßenkreuzung benachbarte Straßenkreuzung handeln. Des Weiteren kann die Kreuzungstopologie der Straßenkreuzung auf andere Straßenkreuzungen übertragen werden, wobei die übertragene Kreuzungstopologie in Abhängigkeit von jeweiligen für die andere Straßenkreuzung individuellen Bewegungstrajektorien und Halteereignisse angepasst werden kann.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Ermitteln einer Kreuzungstopologie einer Straßenkreuzung anhand von mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen, die Straßenkreuzung charakterisierenden Kartendaten sowie von Sensordaten, welche die Straßenkreuzung charakterisieren;
- 2 ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Ermitteln einer Haltelinie der Straßenkreuzung, wobei eine Analyse wenigstens einer Lichtsignalanlage in die Ermittlung der Haltelinien mit einfließen kann und
- 3 ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Ermitteln eines Ampelschaltmusters einer Ampel der Straßenkreuzung in Abhängigkeit von anhand mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten ermittelten Bewegungstrajektorien und Halteereignissen der Mehrzahl der Kraftfahrzeuge.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Ermitteln einer Kreuzungstopologie 1 und einer detaillierten Karte einer Straßenkreuzung dargestellt. Die Kreuzungstopologie 1 der Straßenkreuzung wird vorliegend mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 26 ermittelt. Hierfür empfängt die elektronische Recheneinrichtung 26 mit Zeitstempeln versehene Positionsdaten 2 einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen 3, welche die Straßenkreuzung passieren. Die Positionsdaten 2 charakterisieren eine Position des jeweiligen Kraftfahrzeugs 3 zum durch den Zeitstempel repräsentierten Zeitpunkt. Zum Ermitteln der Kreuzungstopologie 1 können anhand der mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten 2 Bewegungstrajektorien 5 der Mehrzahl der Kraftfahrzeuge 3 und Halteereignisse 4 der Kraftfahrzeuge 3 auf der Straßenkreuzung ermittelt werden und die Kreuzungstopologie 1 in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien 5 und den Halteereignissen 4 ermittelt werden. Die Positionsdaten 2 beinhalten sowohl die Zeitstempel als auch geografische Standorte, wobei die geografischen Standorte der Kraftfahrzeuge 3 durch globale Satellitennavigationssysteme, insbesondere mittels GPS ermittelbar sind. Hierbei sind die jeweiligen Positionsdaten 2 einer jeweiligen Fahrzeugidentifikationsnummer des jeweiligen Kraftfahrzeugs 3 zugeordnet, um die Bewegungstrajektorien 5 desjenigen Kraftfahrzeugs 3 zu ermitteln.
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Zusätzlich zu den mit Zeitstempeln versehenen Positionsdaten 2, welche auch als Floating-Car-Data bezeichnet werden können, kann die elektronische Recheneinrichtung 26 Kartendaten 6 und Meta-Infrastrukturdaten 7 empfangen. Die Kartendaten 6 umfassen ein vektorisiertes Straßennetzwerk, welches unter anderem definierte Startpunkte und Endpunkte als Kanten, bei welchen es sich insbesondere um Straßen handeln kann, Knoten und weitere Elemente zur abstrakten Repräsentierung der realen Welt beinhaltet. Dabei können die Kartendaten 6 Straßenknotenpunkte, eingezeichnete Ampelobjekte, Fahrrad- und Fußgängerüberwege, Fahrbahnströme oder Höchstgeschwindigkeiten in dem Kartennetz umfassen. Bei den Meta-Infrastrukturdaten 7 kann es sich um weitere auf Kartenmaterial basierende Informationen von Objekten abseits des Straßennetzes, wie Bäume, Schilder, Wahrzeichen oder Verkehrszeichen handeln.
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Des Weiteren kann die elektronische Recheneinrichtung 26 Sensordaten 8 von Sensoren der Mehrzahl der Kraftfahrzeuge 3 empfangen. Bei den Sensoren zur Erfassung der Sensordaten 8 kann es sich um auf Audio und/oder auf Ultraschall und/oder auf Lichtsensoren und/oder auf Kamerasystemen beruhenden Sensorsystemen handeln. Anhand der Positionsdaten 2 sowie der Kartendaten 6 und der Meta-Infrastrukturdaten 7 kann die elektronische Recheneinrichtung 26 eine Überlagerung 9, welche auch als Map-Matching bezeichnet werden kann, durchführen. Um einen jeweiligen Fahrtweg beziehungsweise eine jeweilige Bewegungstrajektorie 5 eines Kraftfahrzeugs 3 mit ungenauen GPS-Daten zu bestimmen, können die GPS-Daten bei der Überlagerung 9 auf das vordefinierte Straßennetz, welches mittels der Kartendaten 6 definiert ist, angedockt werden. In Abhängigkeit von den Kartendaten 6, den Meta-Infrastrukturdaten 7 sowie den Sensordaten 8 kann die elektronische Recheneinrichtung 26 eine räumliche Ansammlung von Lichtsignalanlagen in einem Gruppierungsschritt 10 ermitteln. In Abhängigkeit von der Überlagerung 9 sowie dem Gruppierungsschritt 10 können mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 die Bewegungstrajektorien 5 ermittelt werden. Hierbei wird ein durchschnittlicher Weg der Mehrzahl der Kraftfahrzeuge 3 ermittelt. Insbesondere können hierbei Fahrbahnen der Straßenkreuzung mit Fahrspuren in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien 5 ermittelt werden. Im Rahmen der Ermittlung der Bewegungstrajektorien 5 können Fahrspurverläufe der Straßenkreuzung in Abhängigkeit von einem Durchschnitt und/oder einer Varianz der Bewegungstrajektorien 5 ermittelt werden. Überdies kann eine Sensordatenverifizierung 11 in Abhängigkeit von dem Gruppierungsschritt 10 sowie der Überlagerung 9 erfolgen. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 kann in Abhängigkeit von den Sensordaten 8 sowie den Kartendaten 6 und den Meta-Infrastrukturdaten 7 ein Fußgängerübergang 12 ermittelt werden. Des Weiteren kann mittels der Sensordaten 8 sowie mittels des Gruppierungsschritts 10 eine Lichtsignalanalyse 13 einer Lichtsignalanlage, insbesondere einer Ampel der Straßenkreuzung durchgeführt werden. Hierbei kann im Rahmen der Lichtsignalanalyse 13 ein Ampelschaltmuster der Ampel der Straßenkreuzung in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf der Halteereignisse 4 ermittelt werden. Im Rahmen der Lichtsignalanalyse 13 können Fußgängereinflüsse auf Umschaltzeiten der Ampel ermittelt werden. Darüber hinaus können Umschaltzeiten der Ampel ermittelt werden und/oder eine Dynamik der Ampel ermittelt werden. Bei der Lichtsignalanalyse 13 ist eine Ampelkreuzungsgeometrie in Abhängigkeit von Kameradaten und/oder Lichtsensordaten und/oder einer Fahrstromanalyse von Freigabezeiten mittels der Halteereignisse 4 und/oder der Bewegungstrajektorien 5 möglich. Bei der Lichtsignalanalyse 13 kann eine Aussage über eine Steuerung von Fahrströmen mittels jeweiliger Ampel getroffen werden. Fußgänger- und Fahrradquerungswege sind üblicherweise zwischen einem Ampelmittelpunkt beziehungsweise einem Kreuzungsmittelpunkt und einer Ampelhaltelinie angeordnet und können mittels verzögerter Abbiegungsvorgängen anhand der Bewegungstrajektorien 5 und/oder Ultraschallsensorik und/oder Bilderkennung und/oder Akustik und/oder Audio identifiziert werden, um den Fußgängerübergang 12 zu ermitteln.
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Bei dem Verfahren ist des Weiteren vorgesehen, dass eine Haltelinienermittlung 14 in Abhängigkeit von der Überlagerung 9 und dem Gruppierungsschritt 10 erfolgt. Die Haltelinienermittlung 14 wird im Folgenden noch näher im Zusammenhang mit dem in 2 gezeigten Verfahrensschema erläutert. In einem Agglomerationsschritt 15 können die ermittelten Bewegungstrajektorien 5 und/oder die Haltelinienermittlung 14 und/oder die Sensordatenverifizierung 11 und/oder die Lichtsignalanalyse 13 und/oder der ermittelte Fußgängerübergang 12 zusammengeführt werden, um die Kreuzungstopologie 1 der Straßenkreuzung zu ermitteln. Im Agglomerationsschritt 15 können Straßen- und Karteninformationen der Kartendaten 6 sowie der Meta-Infrastrukturdaten 7 zusammengebracht werden und mit Resultaten mehrerer Kreuzungen von Straßen und von einer Mehrzahl von Kreuzungstopologien unterschiedlicher Straßenkreuzungen zusammengebracht werden. Durch den Agglomerationsschritt 15 können sämtliche Informationen zusammengeführt und gewichtet werden. Als Ergebnis kann eine multidimensional betrachtete Kreuzungstopologie 1 mit unterschiedlicher Ausbreitung abhängig von einer Qualität- und Datenaufbereitung erreicht werden. Beim Ermitteln der Kreuzungstopologie 1 können die Bewegungstrajektorien 5 und die Halteereignisse 4 und gegebenenfalls zusätzlich die Sensordaten 8 unterschiedlich gewichtet werden. Die Sensordaten 8 können insbesondere in Abhängigkeit von einer jeweiligen Qualität der die Sensordaten 8 erfassenden Sensoren und somit einer Genauigkeit der Sensoren und/oder einer Art der Sensoren und/oder in Abhängigkeit von einer Datenmenge der Sensordaten 8 beim Ermitteln der Kreuzungstopologie 1 gewichtet werden.
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Hinweise für mögliche Kreuzungsgeometrien können anhand von mit den Kartendaten 6 zusammengebrachten GPS-Punkten beziehungsweise Positionsdaten 2 anhand von Ampelkreuzungsgebieten und anhand der Sensorikdaten 8 ermittelt werden. Basierend auf einer Gesamtzahl an Bewegungstrajektorien 5 kann ein durchschnittlicher Pfad aller Bewegungstrajektorien 5 berechnet werden. Hierbei kann zusätzlich eine präzise Bestimmung einer Position der Straßenkreuzung in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien 5 mit Breitengrad und Längengrad und Höhenangabe erfolgen. Bei mehrspurigen Fahrbahnen kann eine jeweilige Anzahl an Fahrbahnen anhand einer Varianz aller Bewegungstrajektorien 5 von deren Durchschnitt ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können Fahrtrichtungen und/oder erlaubte Fahrspuren und/oder Geschwindigkeiten und weiterer Verkehrsregelungen, wie kreuzende Passanten und Fahrradfahrer, sowie Vorfahrtsregeln aus der Mehrzahl von Bewegungstrajektorien 5 herausgelesen werden. Die Sensordaten 8 der Kraftfahrzeuge 3 können dazu genutzt werden, Positionen von Kreuzungsgeometrien einzugrenzen. Hierbei kann insbesondere eine Bilderkennung und/oder eine Federungsänderung und/oder eine Ultraschallsensorik und/oder eine Audioauswertung und/oder eine Lichtsensoranalyse zur Eingrenzung der Position von Kreuzungsgeometrien herangezogen werden. Des Weiteren kann mittels der Sensordaten 8 eine genaue Fahrbahnbreite ermittelt werden sowie eine Anzahl an Fahrbahnen, welche mittels der Bewegungstrajektorien 5 ermittelt worden ist, präzisiert werden. Auch können Details, wie die Geometrie jeweiliger Bordsteine, Pylonen, Fahrbahn- und Parklinien sowie Informationen des öffentlichen Personennahverkehrs, anhand der Sensordaten 8 ermittelt werden. Als Sensordaten 8 können insbesondere Vibrationen und/oder Reifengeräusche der Kraftfahrzeuge 3 insbesondere mittels Audiosensoren ermittelt werden. In Abhängigkeit von den ermittelten Vibrationen und/oder Reifengeräuschen kann eine Fahrbahnbeschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche der Straßenkreuzung als Teil der Kreuzungstopologie 1 ermittelt werden.
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In 2 ist ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer Haltelinie 23 der Straßenkreuzung dargestellt. Die wenigstens eine Haltelinie 23 kann in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien 5 und den Halteereignissen 4 ermittelt werden. Insbesondere kann hierbei die Position der Haltelinie 23 in Abhängigkeit von einer örtlichen Akkumulation von Halteereignissen 4 ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Geschwindigkeitsdichtenanalyse 16 der Bewegungstrajektorien 5 durchgeführt werden. Hierbei wird ein Verlauf von Geschwindigkeiten der Bewegungstrajektorien 5 ermittelt, wobei der Verlauf der Geschwindigkeit Rückschlüsse auf die Position der Haltelinie 23 zulässt. Alternativ oder zusätzlich kann die Position der Haltelinie 23 im Rahmen einer Richtungswechselanalyse 17 in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien 5 ermittelt werden. Bei der Richtungswechselanalyse 17 wird ein jeweiliger Richtungswechsel der Bewegungstrajektorien 5 ermittelt, wobei die Position der Haltelinie 23 vor einer Änderung einer Trajektorienrichtung einer jeweiligen Bewegungstrajektorie 5 liegt. Insbesondere liegt die Position der Haltelinie 23 in einem definierten Abstand vor dem jeweiligen Richtungswechsel der jeweiligen Bewegungstrajektorie 5. In einem ersten Schritt der Haltelinienermittlung 14 werden Indizien für Haltelinien 23 ermittelt. In einem zweiten Schritt wird in Abhängigkeit von den Positionsdaten 2 eine jeweilige Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 3 geprüft, wobei angenommen wird, dass in einem definierten Abstand vor einem Abbiegevorgang die Haltelinie 23 positioniert ist. In einem dritten Schritt werden die Indizien der Haltelinien 23 gewichtet und übereinandergelegt, um die Position der jeweiligen Haltelinie 23 bei jeweiligen Halteereignissen 4 abzuschätzen. Die jeweilige Haltelinie 23 steht nicht zwangsläufig im Zusammenhang mit einer Ampel. Bei der Haltelinie 23, deren Position ermittelt werden soll, kann es sich um eine Ampelhaltelinie oder um eine von der Ampel unabhängige Haltelinie 23 handeln. In einem vierten Schritt liegen die Positionen von Haltelinien 23 der Straßenkreuzung als Koordinatendaten, insbesondere GPS-Daten, vor und können auf das Kartennetz der Kartendaten 6 projiziert werden. Wird in einem fünften Schritt festgestellt, dass ein Verhalten von Kraftfahrzeugen 3, welches insbesondere in Abhängigkeit von jeweiligen Bewegungstrajektorien 5 betrachtet wird, nicht mehr entsprechend der Abschätzung erfolgt, dann wird die Haltelinie 23 entfernt beziehungsweise justiert. Liegt eine Abweichung zu einer bekannten beziehungsweise ermittelten Haltelinie 23 vor, so erfolgt eine Selbstjustierung oder eine Streichung der Position der Haltelinie 23 aus der ermittelten Kreuzungstopologie 1.
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Bei der Ermittlung der Haltelinie 23 kann ebenfalls die Sensordatenverifizierung 11 durchgeführt werden, wobei unter Nutzung der Sensordaten 8 die Position der Haltelinie 23 eingegrenzt werden kann, um mittels der Positionsdaten 2 genau bestimmt zu werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Position der Haltelinie 23 in Abhängigkeit von einer Ampelkreuzungsgeometrieanalyse 18 erfolgen, wobei im Rahmen der Ampelkreuzungsgeometrieanalyse 18 jeweilige Positionen von Ampeln auf der Straßenkreuzung ermittelt werden. In Abhängigkeit von der jeweiligen ermittelten Ampelpositionen der Straßenkreuzung kann die Position der Haltelinie 23 ermittelt werden. Hierbei wird die Position innerhalb eines definierten Umkreises zur jeweiligen Ampelposition bestimmt. Somit bestimmt die mittels der Ampelkreuzungsgeometrieanalyse 18 analysierbare Ampelkreuzungsgeometrie der Straßenkreuzung einen Radius, innerhalb welchem sich den jeweiligen Ampeln zugeordnete Haltelinien 23 befinden, wobei jeweilige Schnittpunkte des Umkreises um die Ampelkreuzungsgeometrie mit Fahrbahnen der Straßenkreuzung einen Rückschluss auf die Position der Haltelinie 23 geben kann. In einem Haltelinienagglomerationsschritt 19 können alle Hinweise auf die Position der Haltelinie 23 gewichtet werden und in Abhängigkeit von den Hinweisen die genaue Position der Haltelinie 23 ermittelt werden. Im Ergebnis können genaue Geopositionen aller Haltelinien 23 der Straßenkreuzung für jeden Fahrstrom ermittelt werden.
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In 3 ist ein Verfahrensschema für die Lichtsignalanalyse 13 dargestellt. Als Datengrundlage für die Lichtsignalanalyse 13 werden die Positionsdaten 2 herangezogen, bei welchen es sich vorliegend um GPS-Positionen mit Zeitstempeln handelt. In der Überlagerung 9 werden in Abhängigkeit von den Positionsdaten 2 die Bewegungstrajektorien 5 ermittelt und auf die Kartendaten 6 und gegebenenfalls zusätzlich auf die Meta-Infrastrukturdaten 7 projiziert. Anschließend werden im Gruppierungsschritt 10 die jeweiligen Ampelpositionen an der Straßenkreuzung festgelegt, wobei die Ampeln insbesondere anhand von Fahrströmen erkannt werden können. Alternativ oder zusätzlich können die Ampelpositionen in Abhängigkeit von den Bewegungstrajektorien 5 und/oder den Halteereignissen 4 und/oder den Kartendaten 6 ermittelt werden.
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Anschließend erfolgt die Haltelinienermittlung 14, indem die Ampelkreuzungsgeometrieanalyse 18 durchgeführt wird, bei welcher Positionen der jeweiligen Haltelinien 23 als innerhalb eines definierten Umkreises zu den ermittelten Ampeln der Straßenkreuzung liegend festgelegt werden. Insbesondere werden hierbei Haltelinien 23 von in die Straßenkreuzung mündenden Fahrbahnen ermittelt. In einem Ampeltrajektorienermittlungsschritt 20 werden den jeweiligen Ampeln zuordenbare Bewegungstrajektorien 5 ausgewählt und ermittelt. In einem darauffolgenden Ampeltrajektoriengruppierungsschritt 21 werden die den Ampeln zuordenbare Bewegungstrajektorien 5, welche im Ampeltrajektorienermittlungsschritt 20 ermittelt worden sind, statistisch nach Fahrströmen eingruppiert, um eine jeweilige genaue Position der Haltelinien 23 zu ermitteln. In einem Interpolationsschritt 22 können Querungszeiten der Kraftfahrzeuge 3 über die Haltelinie 23 über die Zeit in Abhängigkeit von der Strecke interpoliert werden. Des Weiteren können in einem Querungsereigniszählschritt 24 jeweilige Querungsereignisse der Kraftfahrzeuge 3 über die Haltelinie 23 über die Zeit gezählt werden, um anhand der Querungsereignisse pro Zeit in einem Ampelmusterbestimmungsschritt 25 Freigabezeiten und Sperrzeiten der jeweiligen betrachteten Ampel zu ermitteln. Das im Ampelmusterbestimmungsschritt 25 ermittelte Ampelmuster kann von der elektronischen Recheneinrichtung 26 an jeweilige Kraftfahrzeuge 3 übertragen werden, sodass die jeweiligen Kraftfahrzeuge 3 besonders vorteilhaft über die Straßenkreuzung gesteuert werden können. In Abhängigkeit von den ermittelten Freigabezeiten und Sperrzeiten kann eine Prädiktion über zukünftige Freigabezeiten und Sperrzeiten der jeweiligen Ampeln erstellt werden. An festzeitgesteuerten Lichtsignalanlagen beziehungsweise Ampeln besteht hierbei eine hohe Genauigkeit, wohingegen bei hochdynamischen Lichtsignalanlagen eine geringe Genauigkeit bei der Bestimmung der Freigabezeiten und der Sperrzeiten besteht.
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Um eine besonders hohe Aktualität der jeweiligen ermittelten Kreuzungstopologie 1 zu ermöglichen, wird die Kreuzungstopologie 1 in Abhängigkeit von Bewegungstrajektorien 5 und Halteereignissen 4 in einem jüngsten definierten Erfassungszeitraum angepasst. Hierfür können insbesondere Bewegungstrajektorien 5 und Halteereignisse 4 in dem jüngsten definierten Erfassungszeitraum bei der Erstellung der Kreuzungstopologie höher gewichtet werden, als Bewegungstrajektorien 5 und Halteereignisse 4 außerhalb des jüngsten definierten Erfassungszeitraums.
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Bei dem Verfahren zum Ermitteln der Kreuzungstopologie 1 der Straßenkreuzung können Karteninformationen der Kreuzungstopologie 1 aus Bewegungsdaten und Fahrzeugdaten, insbesondere den Bewegungstrajektorien 5 beziehungsweise den Positionsdaten 2, generiert werden. Im Vergleich zu bislang bestehenden händischen Prozessen kann die Generierung automatisiert erfolgen. Das Verfahren weist eine besonders hohe Skalierbarkeit sowie eine hohe Durchdringung auf. Insbesondere werden bei dem Verfahren Live-Updates durch jeweilige Positionsdaten 2 möglich. Somit ist das Verfahren zum Ermitteln der Kreuzungstopologie 1 unabhängig von externen Systemen. Des Weiteren handelt es sich um einen flexiblen analytischen Ansatz, bei welchem mehrere Indizien ein präzises Gesamtbild einer Kreuzung ermöglichen und somit für eine mehrfache Anwendung bereitstellen. Gegenüber Bilderkennungsverfahren hat das Verfahren zum Ermitteln der Kreuzungstopologie 1 in Abhängigkeit von den Positionsdaten 2 den Vorteil, dass dieses eine besonders schnelle Reaktionsfähigkeit aufweist, da auch gering aufgerüstete Kraftfahrzeuge 3 Input für das Verfahren liefern können. Durch eine Kombination der Positionsdaten 2 sowie der Sensordaten 8, insbesondere der Bilderkennung sind eine besonders vorteilhafte Positionsermittlung von Elementen der Straßenkreuzung sowie eine besonders vorteilhafte Kreuzungsspezifikation der Straßenkreuzung möglich. Für die Haltelinienermittlung 14 werden als Input die Positionsdaten 2, die Kartendaten 6 und die Meta-Infrastrukturdaten 7 sowie die Sensordaten 8 herangezogen.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Kreuzungstopologie 1 einer Straßenkreuzung ermittelt werden kann und insbesondere eine Haltelinienerkennung von wenigstens einer Haltelinie 23 der Straßenkreuzung erfolgen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kreuzungstopologie
- 2
- Positionsdaten
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Halteereignis
- 5
- Bewegungstrajektorie
- 6
- Kartendaten
- 7
- Meta-Infrastrukturdaten
- 8
- Sensordaten
- 9
- Überlagerung
- 10
- Gruppierungsschritt
- 11
- Sensordatenverifizierung
- 12
- Fußgängerübergang
- 13
- Lichtsignalanalyse
- 14
- Haltelinienermittlung
- 15
- Agglomerationsschritt
- 16
- Geschwindigkeitsdichtenanalyse
- 17
- Richtungswechselanalyse
- 18
- Ampelkreuzungsgeometrieanalyse
- 19
- Haltelinienagglomerationsschritt
- 20
- Ampeltrajektorienermittlungschritt
- 21
- Ampeltrajektoriengruppierungsschritt
- 22
- Interpolationsschritt
- 23
- Haltelinie
- 24
- Querungsereigniszählschritt
- 25
- Ampelmusterbestimmungsschritt
- 26
- elektronische Recheneinrichtung
