DE102019211098B4 - Method, device and computer program for determining a traffic light phase of a traffic light of a traffic light system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen einer Ampelphase einer Ampel einer Ampelanlage, wobei die Ampel auf einem Fahrweg eines Fahrzeugs liegt, mit:- (S301) Abrufen eines Event-Zeitpunkts (Tevent), zu dem sich das Fahrzeug an der Ampel befindet;- (S302) Abrufen eines ersten Erfassungszeitpunkts (Ti), zu dem das Fahrzeug (1) die Ampel erstmalig erfasst;- (S303) Abrufen eines letzten Erfassungszeitpunkts (Te), zu dem das Fahrzeug (1) die Ampel letztmalig erfasst;- (S304) Abrufen eines Phasenverlaufs der Ampel, der sich von dem ersten Erfassungszeitpunkt (Ti) bis zum letzten Erfassungszeitpunkt (Te) erstreckt;- (S307) Bestimmen einer Ampelphase der Ampel zum Event-Zeitpunkt (Tevent) durch Vergleichen des abgerufenen Phasenverlaufs mit einem Referenzampelzyklus, wobei der Referenzampelzyklus eine vorbestimmte Umlaufzeit aufweist und Phasendauern (Xrot) des Referenzampelzyklus als Zufallsvariablen modelliert sind.Method for determining a traffic light phase of a traffic light of a traffic light system, the traffic light being on a route of a vehicle, with: - (S301) calling up an event time (Tevent) at which the vehicle is at the traffic light; - (S302) calling up a first detection time (Ti) at which the vehicle (1) detects the traffic light for the first time; - (S303) retrieving a last detection time (Te) at which the vehicle (1) detects the traffic light for the last time; - (S304) retrieving a phase curve the traffic light, which extends from the first detection time (Ti) to the last detection time (Te); Has a predetermined cycle time and phase durations (Xrot) of the reference traffic light cycle are modeled as random variables.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zum Schätzen einer Ampelphase einer Ampel einer Ampelanlage.The present invention relates to a method, a device and a computer program for estimating a traffic light phase of a traffic light of a traffic light system.
Es gibt automatische Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs, die u.a. Informationen von Ampelanlagen und von umgebenden Fahrzeugen verarbeiten, um entsprechend im Straßenverkehr zu reagieren.There are automatic driving functions of a motor vehicle that process information from traffic lights and surrounding vehicles in order to react accordingly in traffic.
So beschreibt die
Aus der
Die
Die
Die
Die
Es liegt also die Herausforderung vor, dass nicht vom Fahrer, sondern mittels eines Verfahrens, einer Vorrichtung und/oder eines Computerprogramms erkannt wird, welche Informationen für eine automatische Fahrzeugfunktion relevant sind. Insbesondere bei einem Fahrzeug, das einen von einer Ampelanlage gesteuerten Fahrbahnabschnitt befährt und sich auf die Ampelanlage zubewegt, müssen die relevanten Ampelinformationen wie die vorliegende Ampelphase einer Ampel zuverlässig erfasst oder ermittelt werden. Eine Ampelphase ist ein Signal, die eine Ampel anzeigen kann. In der Regel kann eine Ampel die Ampelphasen „grün“, „gelb“, „rot“ und „gelb und rot“ anzeigen.The challenge is therefore that it is not recognized by the driver but by means of a method, a device and / or a computer program which information is relevant for an automatic vehicle function. In particular in the case of a vehicle that is driving on a section of the roadway controlled by a traffic light system and is moving towards the traffic light system, the relevant traffic light information such as the current traffic light phase of a traffic light must be reliably recorded or determined. A Traffic light phase is a signal that a traffic light can indicate. As a rule, a traffic light can display the traffic light phases “green”, “yellow”, “red” and “yellow and red”.
Jedoch können fahrzeugseitige Kamerasysteme aufgrund ihrer begrenzten Öffnungswinkel der Kameraoptik eine Ampelphase einer Ampelanlage nicht erkennen, wenn sich das Fahrzeug zu nah an der Ampelanlage befindet. Aber gerade die vorliegende Ampelphase der Ampelanlage zum Zeitpunkt des Überfahrens/Haltens an der Ampelanlage ist besonders wichtig, für bspw. verschiedene Fahrzeugfunktionen.However, due to the limited opening angle of the camera optics, the vehicle-side camera systems cannot recognize a traffic light phase of a traffic light system if the vehicle is too close to the traffic light system. But the present traffic light phase of the traffic light system at the time of driving over / stopping at the traffic light system is particularly important, for example for various vehicle functions.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm bereitzustellen, die die oben genannte Herausforderung wenigstens teilweise bewältigen.The object of the present invention is to provide a method, a device and a computer program which at least partially overcome the above-mentioned challenge.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Vorrichtung nach Anspruch 14 und ein Computerprogramm nach Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by a method according to
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention.
Ein erster Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Ampelphase einer Ampel einer Ampelanlage. Die Ampel liegt hierbei auf einem Fahrweg eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Abrufen eines Event-Zeitpunkts, zu dem sich das Fahrzeug an der Ampel befindet;
- - Abrufen eines ersten Erfassungszeitpunkts, zu dem das Fahrzeug die Ampel erstmalig erfasst;
- - Abrufen eines letzten Erfassungszeitpunkts, zu dem das Fahrzeug die Ampel letztmalig erfasst;
- - Abrufen eines Phasenverlaufs der Ampel, der sich von dem ersten Erfassungszeitpunkt bis zum letzten Erfassungszeitpunkt erstreckt;
- - Bestimmen einer Ampelphase der Ampel zum Event-Zeitpunkt durch Vergleichen des abgerufenen Phasenverlaufs mit einem Referenzampelzyklus, wobei der Referenzampelzyklus eine vorbestimmte Umlaufzeit aufweist und Phasendauern des Referenzampelzyklus als Zufallsvariablen modelliert sind.
- - Retrieving an event time at which the vehicle is at the traffic light;
- - Retrieving a first detection time at which the vehicle detects the traffic light for the first time;
- - Retrieving a last detection time at which the vehicle detected the traffic light for the last time;
- - Retrieving a phase curve of the traffic light, which extends from the first time of detection to the last time of detection;
- Determination of a traffic light phase of the traffic light at the time of the event by comparing the retrieved phase profile with a reference traffic light cycle, the reference traffic light cycle having a predetermined cycle time and phase durations of the reference traffic light cycle being modeled as random variables.
Für das Fahrzeug ist in der Regel der Status (die vorliegende Ampelphase) der Ampel maßgeblich, die den Fahrweg des Fahrzeugs steuert. Bei einer mehrspurigen Straße ist die Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug bewegt, der Fahrweg.For the vehicle, the status (the current traffic light phase) of the traffic light that controls the vehicle's route is usually decisive. In the case of a multi-lane road, the lane in which the vehicle is moving is the route.
Eine Ampel kann mehrere Ampelphasen signalisieren, insbesondere eine Grünphase, eine Gelbphase, eine Rotphase und eine Rot-Gelb-Phase. In der Regel schaltet die Ampel auch in der vorher genannten Phasenreihenfolge innerhalb einer vorbestimmten Zeit. So ein kompletter Phasenverlauf der Ampel wird auch Schaltzyklus genannt. Diese vorbestimmte Zeit wird als Umlaufzeit der Ampel bezeichnet. Mit anderen Worten, die Umlaufzeit gibt diejenige Zeit an, die ein kompletter Schaltzyklus der Ampel benötigt.A traffic light can signal several traffic light phases, in particular a green phase, a yellow phase, a red phase and a red-yellow phase. As a rule, the traffic light also switches in the aforementioned phase sequence within a predetermined time. Such a complete phase sequence of the traffic light is also called a switching cycle. This predetermined time is called the traffic light cycle time. In other words, the cycle time indicates the time that a complete switching cycle of the traffic light requires.
Bei dem Event-Zeitpunkt handelt es sich um einen Zeitpunkt, bei dem sich das Fahrzeug an der Ampel befindet. Das Fahrzeug kann dabei an der Ampel halten oder diese Überfahren. „An der Ampel“ bedeutet insbesondere, dass sich das Fahrzeug auf seinem Fahrweg in Fahrtrichtung maximal bis zu 25m, vorzugsweise bis zu 15m, vor der Ampel befindet. Dabei wird die Ampelposition von einer fahrzeugseitigen Erfassungseinrichtung erfasst. Die Erfassungseinrichtung umfasst eine Kameraeinrichtung zur Erfassung von Bildinformationen und ein GPS-System (wie bspw. ein Navigationssystem) zur Erfassung von Positionsdaten des Fahrzeugs und der Ampel. Die Ampelposition wird dann bspw. an eine Datenbank übersendet und dort abgespeichert.The event time is a time when the vehicle is at the traffic light. The vehicle can stop at the traffic lights or drive over them. “At the traffic light” means in particular that the vehicle is on its route in the direction of travel up to a maximum of 25 m, preferably up to 15 m, in front of the traffic light. The traffic light position is detected by a detection device on the vehicle. The acquisition device comprises a camera device for acquiring image information and a GPS system (such as, for example, a navigation system) for acquiring position data of the vehicle and the traffic light. The traffic light position is then sent, for example, to a database and stored there.
Ferner werden der erste und der letzte Erfassungszeitpunkt abgerufen. Zu diesen Zeitpunkten wird die Ampel durch das Fahrzeug (anders ausgedrückt, durch die fahrzeugseitige Erfassungseinrichtung) erstmalig bzw. letztmalig erfasst. Wenn sich also das Fahrzeug auf die Ampel zubewegt, entspricht der erste Erfassungszeitpunkt (zeitlich gesehen) der erstmaligen Sichtung der Ampel durch das Fahrzeug. Entsprechend ist der letzte Erfassungszeitpunkt die letztmalige Sichtung der Ampel durch das Fahrzeug. Dabei liegt der letzte Erfassungszeitpunkt zeitlich gesehen in der Regel vor dem Event-Zeitpunkt, da aufgrund eines begrenzten Öffnungswinkels einer Kamera der Erfassungseinrichtung die Ampel zum Event-Zeitpunkt nicht mehr erfassbar/sichtbar sein kann. Jedoch gibt es auch Situationen, in denen sich die Ampel noch in dem Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung befindet und daher der Event-Zeitpunkt dem letzten Erfassungszeitpunkt entspricht.In addition, the first and the last recording time are called up. At these times, the traffic light is detected by the vehicle (in other words, by the detection device on the vehicle side) for the first time or for the last time. So when the vehicle moves towards the traffic light, the first time of detection (in terms of time) corresponds to the first time the vehicle viewed the traffic light. Accordingly, the last time of detection is the last time the vehicle viewed the traffic light. In terms of time, the last time of detection is usually before the time of the event, since due to a limited opening angle of a camera of the detection device, the traffic light can no longer be detected / visible at the time of the event. However, there are also situations in which the traffic light is still in the detection area of the detection device and the event time therefore corresponds to the last detection time.
In einem Schritt wird die Ampelphase der Ampel zum Event-Zeitpunkt bestimmt. Dabei wird der abgerufene Phasenverlauf mit dem Referenzampelzyklus verglichen. Der Referenzampelzyklus ist ein modellierter kompletter Phasenverlauf eines Schaltzyklus mit einer vorbestimmten Umlaufzeit. Es wird ein Referenzampelzyklus verwendet, da das Fahrzeug in der Regel keine vollständigen Informationen über die Ampel erfassen kann, wie z.B. Umlaufzeit oder Phasendauern der Ampel.In one step, the traffic light phase of the traffic light at the time of the event is determined. The phase progression called up is compared with the reference traffic light cycle. The reference traffic light cycle is a modeled complete phase curve of a switching cycle with a predetermined cycle time. A reference traffic light cycle is used, since the vehicle is generally unable to acquire complete information about the traffic light, such as the cycle time or the phase duration of the traffic light.
Um einen Referenzampelzyklus so allgemein wie möglich zu modellieren, werden die Phasendauern des Referenzampelzyklus als Zufallsvariablen modelliert. Diese Zufallsvariablen sind in entsprechenden Wertebereichen verteilt. Beispielsweise kann die Rotphasendauer des Referenzampelzyklus einen Wert aus dem Bereich [10s; 84s] annehmen. Es sind auch andere Wertebereiche möglich. So lassen sich mögliche Wertebereiche für Phasendauern des Referenzampelzyklus aus den Richtlinien für Lichtsignalanlagen (RiLSA) ableiten.In order to model a reference traffic light cycle as generally as possible, the phase durations of the reference traffic light cycle are modeled as random variables. These random variables are distributed in corresponding value ranges. For example, the red phase duration of the reference traffic light cycle can have a value from the range [10s; 84s]. Other value ranges are also possible. In this way, possible value ranges for phase durations of the reference traffic light cycle can be derived from the guidelines for traffic light systems (RiLSA).
Mittels des Referenzampelzyklus können also die unbekannten Phasendauern der von dem Fahrzeug erfassten Ampel berücksichtigt werden. Indem der abgerufene Phasenverlauf mit einem Referenzampelzyklus verglichen wird, kann eine Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer entsprechenden Ampelphase zum Event-Zeitpunkt bestimmt werden. Mit anderen Worten, es kann abgeschätzt werden, ob eine bestimmte Ampelphase beim Überfahren der Ampel bzw. beim Halten an der Ampel vorliegt, auch wenn die Erfassungseinrichtung die Ampel nicht erfassen kann.The unknown phase durations of the traffic lights detected by the vehicle can therefore be taken into account by means of the reference traffic light cycle. By comparing the retrieved phase profile with a reference traffic light cycle, a probability of the presence of a corresponding traffic light phase at the time of the event can be determined. In other words, it can be estimated whether a certain traffic light phase is present when driving over the traffic light or when stopping at the traffic light, even if the detection device cannot detect the traffic light.
In einer Variante kann die vorbestimmte Umlaufzeit ebenfalls als eine Zufallsvariable modelliert sein. Dadurch kann der Referenzampelzyklus noch allgemeiner modelliert werden. In a variant, the predetermined cycle time can also be modeled as a random variable. This allows the reference traffic light cycle to be modeled in an even more general way.
Insbesondere kann die die vorbestimme Umlaufzeit repräsentierende Zufallsvariable einen Wert aus dem Bereich von [30s; 120] annehmen, wobei dieser Wertebereich für die Umlaufzeit aus der RiLSA entnommen ist. Es sind auch andere, insbesondere länderspezifische, Wertebereiche für die Zufallsvariable möglich.
Die Zufallsvariablen für die Umlaufzeit und die Phasendauern des Referenzampelzyklus können in ihren entsprechenden Wertebereichen gleich verteilt sein. Mit anderen Worten, jede Umlaufzeit bzw. Phasendauer aus den entsprechenden Wertebereichen hat die gleiche entsprechende Wahrscheinlichkeit. Alternativ können die Verteilungen anders ausgeprägt sein. Zudem ist es möglich, eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Umlaufzeit bzw. eine Phasendauer einen bestimmten Wert aus dem entsprechenden Wertebereich annimmt, tages-, zeit- und/oder ortsabhängig zu gestalten.In particular, the random variable representing the predetermined cycle time can have a value in the range of [30s; 120], whereby this range of values for the cycle time is taken from the RiLSA. Other, in particular country-specific, value ranges for the random variable are also possible.
The random variables for the cycle time and the phase durations of the reference traffic light cycle can be evenly distributed in their corresponding value ranges. In other words, each cycle time or phase duration from the corresponding value ranges has the same corresponding probability. Alternatively, the distributions can be different. In addition, it is possible to make the probability that a cycle time or a phase duration assumes a specific value from the corresponding value range dependent on the day, time and / or location.
Ferner können die Phasendauern des Referenzampelzyklus abhängig von der vorbestimmten Umlaufzeit sein. Mit anderen Worten, die Phasendauern des Referenzampelzyklus lassen sich jeweils als Bruchteil der vorbestimmten Umlaufzeit angeben. In der Summe ergeben die Bruchteile einen Wert von 1.Furthermore, the phase durations of the reference traffic light cycle can be dependent on the predetermined cycle time. In other words, the phase durations of the reference traffic light cycle can each be specified as a fraction of the predetermined cycle time. In total, the fractions result in a value of 1.
In einer Alternative kann der Referenzampelzyklus aus einer Rotphase und einer Grünphase bestehen. Damit kann die vergleichsweise kurze Gelbphase der Rotphase zugeordnet werden und die Rot-Gelbphase der Grünphase. Somit kann der Referenzampelzyklus lediglich aus einer Grünphase und einer Rotphase bestehen. Die Phasendauern des reduzierten Referenzampelzyklus, also in diesem Fall die Grünphasendauer und die Rotphasendauer, können jeweils als Zufallsvariable (in Abhängigkeit voneinander) modelliert werden. Somit wird der Referenzampelzyklus weniger komplex gestaltet. Hieraus ergibt sich dann, dass sich die Umlaufzeit des Referenzampelzyklus aus der Grünphasendauer und der Rotphasendauer des Referenzampelzyklus bestimmen lässt.In an alternative, the reference traffic light cycle can consist of a red phase and a green phase. The comparatively short yellow phase can thus be assigned to the red phase and the red-yellow phase to the green phase. The reference traffic light cycle can thus only consist of a green phase and a red phase. The phase durations of the reduced reference traffic light cycle, i.e. in this case the green phase duration and the red phase duration, can each be modeled as random variables (depending on one another). The reference traffic light cycle is thus made less complex. It then follows from this that the circulation time of the reference traffic light cycle can be determined from the green phase duration and the red phase duration of the reference traffic light cycle.
In einer Variante kann das Bestimmen der Ampelphase ferner umfassen:
- - Ermitteln eines Phasenwechsel-Zeitpunkts, zu dem ein Phasenwechsel der Ampel vor dem letzten Erfassungszeitpunkt erfolgt; und
- - Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit, dass die bestimmte Ampelphase zum Event-Zeitpunkt vorliegt, durch Vergleichen eines Zeitintervalls, das sich von dem Phasenwechsel-Zeitpunkt und zu dem Event-Zeitpunkt erstreckt, mit der Dauer einer entsprechenden Ampelphase des Referenzampelzyklus (unter der Berücksichtigung, dass die Dauer der entsprechenden Ampelphase als Zufallsvariable modelliert ist), wobei die entsprechende Ampelphase einer aufgrund des Phasenwechsels vorliegenden Ampelphase entspricht.
- - Determination of a phase change point in time at which a phase change of the traffic light takes place before the last detection point in time; and
- - Determining a probability that the specific traffic light phase is present at the event time by comparing a time interval that extends from the phase change time and the event time with the duration of a corresponding traffic light phase of the reference traffic light cycle (taking into account that the Duration of the corresponding traffic light phase is modeled as a random variable), the corresponding traffic light phase corresponding to a traffic light phase present due to the phase change.
Ein Phasenwechsel liegt vor, wenn sich die Ampelphase der Ampel (plausibel) ändert. Mögliche Phasenwechsel können von einer Grünphase auf eine Gelbphase, von einer Gelbphase auf eine Rotphase, von einer Rotphase auf Rot-Gelb-Phase oder von einer Rot-Gelb-Phase auf eine Grünphase sein. Hierbei handelt es sich um einen Phasenwechsel unmittelbar vor dem ersten Erfassungszeitpunkt oder dem letzten Erfassungszeitpunkt.A phase change occurs when the traffic light phase of the traffic light changes (plausibly). Possible phase changes can be from a green phase to a yellow phase, from a yellow phase to a red phase, from a red phase to a red-yellow phase or from a red-yellow phase to a green phase. Here it is a phase change immediately before the first acquisition time or the last acquisition time.
In einem Schritt kann die Wahrscheinlichkeit, dass die oben bestimmte Ampelphase zum Event-Zeitpunkt vorliegt, bestimmt werden. Dabei wird das Zeitintervall (Zeitdauer), das (die) sich von dem Phasenwechsel-Zeitpunkt und dem Event-Zeitpunkt erstreckt, mit der Dauer der entsprechenden Ampelphase des Referenzampelzyklus verglichen. Die entsprechende Ampelphase entspricht einer aufgrund des auftretenden Phasenwechsels vorliegenden Ampelphase. Liegt z.B. nach einem Phasenwechsel eine rote Ampelphase an der erfassten Ampel vor, wird entsprechend die Dauer der roten Ampelphase des Referenzampelzyklus zum Vergleich herangezogen.In one step, the probability that the traffic light phase determined above is present at the time of the event can be determined. The time interval (duration) that extends from the phase change point in time and the event point in time is compared with the duration of the corresponding traffic light phase of the reference traffic light cycle. The corresponding traffic light phase corresponds to a traffic light phase that is present due to the phase change that occurs. If, for example, there is a red traffic light phase at the recorded traffic light after a phase change, the duration of the red traffic light phase of the reference traffic light cycle is used for comparison.
Diese nach dem auftretenden Phasenwechsel vorliegende Ampelphase ist auch aus dem abgerufenen Phasenverlauf ermittelbar. Wenn beispielsweise der Phasenwechsel zwischen dem ersten Erfassungszeitpunkt und dem letzten Erfassungszeitpunkt erfolgt, kann aus dem abgerufenen Phasenverlauf die nach dem Phasenwechsel vorliegende Ampelphase sozusagen abgelesen werden. Falls der Phasenwechsel vor dem ersten Erfassungszeitpunkt erfolgt (und daher kein Phasenwechsel in dem abgerufenen Phasenverlauf vorhanden ist), kann abgeleitet werden, dass die in dem abgerufenen Phasenverlauf vorliegende (und auch einzige) Ampelphase aufgrund des Phasenwechsels vorliegt.This traffic light phase, which is present after the phase change that has occurred, can also be determined from the phase profile that has been called up. If, for example, the phase change takes place between the first detection time and the last detection time, the traffic light phase present after the phase change can, so to speak, be read from the retrieved phase curve. If the phase change occurs before the first detection time (and therefore there is no phase change in the retrieved phase curve), it can be deduced that the traffic light phase present in the retrieved phase curve (and also the only one) is due to the phase change.
Hierbei ist zu beachten, dass die Dauer der entsprechenden Ampelphase des Referenzampelzyklus eine Zufallsvariable ist. So tritt das Ergebnis, d.h. dass eine bestimmte Ampelphase zum Event-Zeitpunkt vorliegt, mit einer Wahrscheinlichkeit auf, die wiederum abhängig von den Wahrscheinlichkeiten ist, dass die Dauer der entsprechenden Ampelphase des Referenzampelzyklus entsprechende Werte aus dem entsprechenden Wertebereich für die Dauer annimmt.It should be noted here that the duration of the corresponding traffic light phase of the reference traffic light cycle is a random variable. The result, i.e. that a certain traffic light phase is present at the time of the event, occurs with a probability, which in turn is dependent on the probabilities, that the duration of the corresponding traffic light phase of the reference traffic light cycle assumes corresponding values from the corresponding value range for the duration.
In einer Variante kann der Phasenwechsel-Zeitpunkt innerhalb des abgerufenen Phasenverlaufs liegen. Der Phasenwechsel und der Phasenwechselzeitpunkt können also durch die fahrzeugseitige Erfassungseinrichtung erfasst werden und sind somit bekannt. Daher kann das Zeitintervall, die zwischen dem Phasenwechsel-Zeitpunkt und dem Event-Zeitpunkt liegt, einfach ermittelt werden.In one variant, the phase change point in time can lie within the retrieved phase profile. The phase change and the phase change time can therefore be detected by the vehicle-side detection device and are therefore known. Therefore, the time interval between the phase change point in time and the event point in time can easily be determined.
In einer weiteren Variante kann der Phasenwechsel-Zeitpunkt vor dem ersten Erfassungszeitpunkt liegen und das Bestimmen der Ampelphase ferner umfassen:
- - Durchführen eines der folgenden Schritte in Abhängigkeit der Ampelphase des abgerufenen Phasenverlaufs:
- - Verwenden des letzten Erfassungszeitpunkts als Phasenwechsel-Zeitpunkt für das Ermitteln der Wahrscheinlichkeit, dass die bestimmte Ampelphase zum Event-Zeitpunkt vorliegt; oder
- - Modellieren eines Phasenwechsel-Zeitpunkts als Zufallsvariable, wobei der modellierte Phasenwechsel-Zeitpunkt vor dem ersten Erfassungszeitpunkt liegt.
- - Carry out one of the following steps depending on the traffic light phase of the phase sequence called up:
- - Using the last detection time as a phase change time for determining the probability that the specific traffic light phase is present at the event time; or
- - Modeling a phase change point in time as a random variable, the modeled phase change point in time lying before the first detection point in time.
Der Phasenwechsel kann auch vor dem ersten Erfassungszeitpunkt erfolgen. Folglich kann der abgerufene Phasenverlauf keinen Phasenwechsel aufweisen, da der abgerufene Phasenverlauf nur für einen Zeitraum zwischen dem ersten und dem letzten Erfassungszeitpunkt abrufbar ist. Mangels eines Phasenwechsels innerhalb des abgerufenen Phasenverlaufs weist der abgerufene Phasenverlauf nur eine Ampelphase auf.The phase change can also take place before the first acquisition time. Consequently, the retrieved phase curve cannot have a phase change, since the retrieved phase curve can only be retrieved for a period between the first and the last acquisition time. In the absence of a phase change within the retrieved phase curve, the retrieved phase curve has only one traffic light phase.
Dann kann, je nach vorliegender Ampelphase des abgerufenen Phasenverlaufs, der letzte Erfassungszeitpunkt als Phasenwechsel-Zeitpunkt verwendet werden oder ein Phasenwechsel-Zeitpunkt als Zufallsvariable modelliert werden.Then, depending on the present traffic light phase of the retrieved phase profile, the last acquisition time can be used as the phase change time or a phase change time can be modeled as a random variable.
Insbesondere wenn der abgerufene Phasenverlauf eine Ampelphase von gelb oder rot-gelb angibt, kann angenommen werden, dass der Phasenwechsel-Zeitpunkt dem letzten Erfassungszeitpunkt entspricht. Diese Annahme berücksichtigt, dass eine Gelbphase und eine Rot-Gelb-Phase vergleichsweise kurze Dauern haben. Denn nachdem eine Ampel auf eine dieser Phasen schaltet, folgt in der Regel innerhalb von wenigen Sekunden die nächste Ampelphase, also eine Rotphase auf die Gelbphase bzw. eine Grünphase auf die Rot-Gelb-Phase.In particular, if the retrieved phase profile indicates a traffic light phase of yellow or red-yellow, it can be assumed that the phase change time corresponds to the last time of detection. This assumption takes into account that a yellow phase and a red-yellow phase have comparatively short durations. Because after a traffic light switches to one of these phases, the next traffic light phase usually follows within a few seconds, i.e. a red phase after the yellow phase or a green phase after the red-yellow phase.
Wenn der abgerufene Phasenverlauf eine Grün- oder eine Rotphase ist, kann der Phasenwechsel-Zeitpunkt als Zufallsvariable modelliert werden. Hierbei wird insbesondere angenommen, dass der modellierte Phasenwechsel-Zeitpunkt in einem vorbestimmten Zeitintervall liegt, das sich insbesondere von einem Zeitpunkt, der sich eine Umlaufzeit vor dem letzten Erfassungszeitpunkt befindet, bis zum ersten Erfassungszeitpunkt erstreckt. Hier ist ebenfalls zu beachten, dass das Ergebnis, d.h. dass eine bestimmte Ampelphase zum Event-Zeitpunkt vorliegt, mit einer Wahrscheinlichkeit auftritt, die nun zusätzlich von Wahrscheinlichkeiten abhängig ist, nämlich dass der Phasenwechsel-Zeitpunkt entsprechende Werte aus dem vorbestimmten Zeitintervall (Wertebereich) annimmt. Zusätzlich abhängig insofern, dass auch die oben erwähnten Wahrscheinlichkeiten, dass die entsprechenden Phasendauern des Referenzampelzyklus entsprechende Werte aus den entsprechenden Wertebereichen für die Dauern annehmen, berücksichtigt werden müssen.If the phase profile called up is a green or a red phase, the phase change point in time can be modeled as a random variable. In particular, it is assumed here that the modeled phase change point in time lies in a predetermined time interval, which is in particular from a point in time that is one cycle time before the last detection point in time to the first Acquisition time extends. It should also be noted here that the result, ie that a certain traffic light phase is present at the time of the event, occurs with a probability that is now additionally dependent on probabilities, namely that the phase change time assumes corresponding values from the predetermined time interval (value range) . Additionally dependent to the extent that the above-mentioned probabilities that the corresponding phase durations of the reference traffic light cycle assume corresponding values from the corresponding value ranges for the durations must also be taken into account.
In einer Alternative kann das (oben beschriebene) Bestimmen der Ampelphase ferner folgendes umfassen, wenn der Phasenwechsel-Zeitpunkt vor dem ersten Erfassungszeitpunkt liegt:
- - Durchführen eines der folgenden Schritte in Abhängigkeit der Ampelphase des abgerufenen Phasenverlaufs:
- - Verwenden des letzten Erfassungszeitpunkts als Phasenwechsel-Zeitpunkt für das Ermitteln der Wahrscheinlichkeit, dass die bestimmte Ampelphase zum Event-Zeitpunkt vorliegt; oder
- - Modellieren eines Phasenwechsel-Zeitpunkts als Zufallsvariable, wobei der modellierte Phasenwechsel-Zeitpunkt vor dem ersten Erfassungszeitpunkt liegt.
- - Carry out one of the following steps depending on the traffic light phase of the phase sequence called up:
- - Using the last detection time as a phase change time for determining the probability that the specific traffic light phase is present at the event time; or
- - Modeling a phase change point in time as a random variable, the modeled phase change point in time lying before the first detection point in time.
Andernfalls liegt Phasenwechsel-Zeitpunkt innerhalb des abgerufenen Phasenverlaufs und kann wie oben beschrieben ermittelt werden.Otherwise, the time of the phase change lies within the retrieved phase curve and can be determined as described above.
In einer Alternative kann, wenn mindestens drei Phasenwechsel-Zeitpunkte in dem abgerufenen Phasenverlauf vorliegen, mindestens einer aus der Umlaufzeit der (erfassten) Ampel und Phasendauern der (erfassten) Ampel unter der Berücksichtigung der mindestens drei Phasenwechsel-Zeitpunkte ableitbar sein. Damit kann das Bestimmen der Ampelphase zum Event-Zeitpunkt präzisiert werden, indem die Umlaufzeit oder Phasendauern des Referenzampelzyklus an die tatsächliche Umlaufzeit bzw. Phasendauern der erfassten Ampel angeglichen wird bzw. werden. Insbesondere wird dabei wieder angenommen, dass eine Gelbphase und eine Rot-Gelb-Phase vergleichsweise kurze Dauern haben.In an alternative, if there are at least three phase change times in the retrieved phase curve, at least one can be derived from the cycle time of the (detected) traffic light and phase duration of the (detected) traffic light, taking into account the at least three phase change times. The determination of the traffic light phase at the time of the event can thus be made more precise by adapting the cycle time or phase duration of the reference traffic light cycle to the actual cycle time or phase duration of the detected traffic light. In particular, it is again assumed that a yellow phase and a red-yellow phase have comparatively short durations.
Dies gilt vor allem für einen Schaltzyklus, der die bisher vier erwähnten Ampelphasen aufweist. Allgemein gilt, dass die Anzahl der vorliegenden Phasenwechsel-Zeitpunkte mindestens eins kleiner (d.h. eins weniger oder gleich bzw. höher) sein muss als die Anzahl von Ampelphasen eines beliebigen Schaltzyklus, um mindestens einer aus der Umlaufzeit der (erfassten) Ampel und Phasendauern der (erfassten) des beliebigen Schaltzyklus ableiten zu können.This applies above all to a switching cycle that has the four traffic light phases mentioned so far. In general, the number of existing phase change times must be at least one less (i.e. one less or equal to or higher) than the number of traffic light phases of any switching cycle in order to determine at least one of the cycle time of the (detected) traffic lights and phase durations of the ( recorded) of any switching cycle.
Ferner kann die Ampelphase zum Event-Zeitpunkt einer Grünphase der Ampel oder einer Rotphase der Ampel entsprechen. Diese Reduzierung auf die für das Fahrzeug relevanten Ergebnisse vereinfacht die Komplexität der Bestimmung (der Wahrscheinlichkeit) der Ampelphase zum Event-Zeitpunkt.Furthermore, the traffic light phase at the time of the event can correspond to a green phase of the traffic light or a red phase of the traffic light. This reduction to the results relevant to the vehicle simplifies the complexity of determining (the probability) of the traffic light phase at the time of the event.
In einer Alternative kann der Referenzampelzyklus eine Übergangszeit (ttrans) berücksichtigen, die auf einen Phasenwechsel auf die Rotphase folgt und in der die Rotphase als eine Grünphase betrachtet wird. Diese Übergangszeit berücksichtigt, dass manche Fahrer nach einem Phasenwechsel auf die Rotphase einer Ampel diese Ampel noch schnell überqueren möchten. Das entspricht dem Verhalten mancher Fahrer, noch schnell über die Kreuzung kommen zu wollen, obwohl die Rotphase der Ampel schon vorliegt.In an alternative, the reference traffic light cycle can take into account a transition time (t trans ) which follows a phase change to the red phase and in which the red phase is viewed as a green phase. This transition period takes into account that some drivers want to cross the traffic light quickly after a phase change to the red phase of a traffic light. This corresponds to the behavior of some drivers who want to get across the intersection quickly, even though the red phase of the traffic light is already present.
In einer Variante können der Event-Zeitpunkt, der erste Erfassungszeitpunkt, der letzte Erfassungszeitpunkt, der abgerufene Phasenverlauf und der Referenzampelzyklus in einer Datenbank abgelegt sein.In one variant, the time of the event, the first time of recording, the last time of recording, the phase profile called up and the reference traffic light cycle can be stored in a database.
Ferner können die Ampelinformationen und/oder der Event-Zeitpunkt von einer fahrzeugseitigen Erfassungseinrichtung erfasst werden. Damit kann das Fahrzeug die für sich relevanten Informationen der Ampel selber erfassen.Furthermore, the traffic light information and / or the time of the event can be detected by a detection device on the vehicle. This enables the vehicle to record the traffic light information that is relevant to itself.
Ein zweiter Aspekt der Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Ampelphase einer Ampel einer Ampelanlage, wobei die Ampel auf einem Fahrweg eines Fahrzeugs liegt, wobei die Vorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.A second aspect of the disclosure relates to a device for determining a traffic light phase of a traffic light of a traffic light system, the traffic light being on a route of a vehicle, the device being designed and set up to carry out one of the methods described above.
Ein dritter Aspekt der Offenbarung betrifft ein Computerprogramm zum Bestimmen zum Bestimmen einer Ampelphase einer Ampel einer Ampelanlage, wobei die Ampel auf einem Fahrweg eines Fahrzeugs liegt, wobei das Computerprogramm ausgebildet ist, bei seiner Ausführung eine Datenverarbeitungsvorrichtung zu veranlassen, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.A third aspect of the disclosure relates to a computer program for determining a traffic light phase of a traffic light of a traffic light system, the traffic light being on a route of a vehicle, the computer program being designed to cause a data processing device to execute one of the methods described above when it is executed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 schematisch einen durch eine Ampelanlage gesteuerten Fahrbahnabschnitt; -
2 schematisch ein Verfahren zum Aufbereiten von Daten über die Ampelanlage; -
3 schematisch ein Ampelbild der in1 gezeigten Ampelanlage; -
4 schematisch ein beispielhaftes Ampelbild der in1 gezeigten Ampelanlage; -
5 schematisch ein Verfahren zur Gruppierung von Ampeln der in1 gezeigten Ampelanlage; -
6 schematisch ein Verfahren zum Bestimmen einer Ampelphase einer Ampel; und -
7 schematisch und beispielhaft zwei Phasenverläufe.
-
1 schematically a section of the roadway controlled by a traffic light system; -
2 schematically a method for processing data about the traffic light system; -
3 schematically a traffic light image of the in1 shown traffic lights; -
4th schematically an exemplary traffic light image of the in1 shown traffic lights; -
5 schematically a method for grouping traffic lights of the in1 shown traffic lights; -
6th schematically a method for determining a traffic light phase of a traffic light; and -
7th schematically and by way of example two phases.
In
Im Rahmen der Offenbarung bedeutet „Erfassen durch das Fahrzeug 1“ ebenfalls „Erfassen durch die fahrzeugseitige Erfassungseinrichtung 3“.In the context of the disclosure, “detection by the
Ein Phasenverlauf einer Ampel wird auch als Signalverlauf bezeichnet. Ein Phasenverlauf gibt Phasendauern sowie entsprechenden Ampelphasen an. Ein Phasenverlauf für eine Ampel ist als eine Vielzahl von Zeit-Ampelphase-Paaren darstellbar. Eine Ampelphase ist ein Signal, die eine Ampel anzeigen kann. In der Regel weist eine Ampel die (Ampel-)Phasen „grün“, „gelb“, „rot“ und „gelb und rot“ auf, wobei in der Regel die Ampelphasen auch in dieser Reihenfolge von der Ampel angezeigt werden. Andere Reihenfolgen sind auch möglich.A phase curve of a traffic light is also referred to as a signal curve. A phase progression indicates phase durations as well as corresponding traffic light phases. A phase progression for a traffic light can be represented as a large number of time-traffic light phase pairs. A traffic light phase is a signal that a traffic light can display. As a rule, a traffic light has the (traffic light) phases “green”, “yellow”, “red” and “yellow and red”, whereby the traffic light phases are usually also displayed in this order by the traffic light. Other orders are also possible.
Es versteht sich, dass das Fahrzeug
Bei der vorliegenden Ampelanlage
In der
In einem Schritt S101 werden Ampelinformationen, sog. Ampelobjekte,
Jedes Ampelobjekt
Jedes der Ampelobjekte
Für das in
Es ist möglich, die Ampelobjektpunkte in einem „semi-globalen“ Koordinatensystem darzustellen, das für einen vorbestimmten Bereich um einen gegebenen Referenzpunkt (Ursprung des „semi-globalen“ Koordinatensystems) gültig ist. Dabei kann sich der vorbestimmte Bereich auch mehrere hundert Meter von dem Referenzpunkt in alle möglichen Richtungen erstrecken, insbesondere in Richtung Osten, Norden und oben (von der Erdoberfläche weg).It is possible to display the traffic light object points in a “semi-global” coordinate system that is valid for a predetermined area around a given reference point (origin of the “semi-global” coordinate system). The predetermined area can also extend several hundred meters from the reference point in all possible directions, in particular in the east, north and above (away from the earth's surface).
Die Ampelobjektpunkte pn können eine unerwünscht hohe Streuung in einer Längsrichtung entlang eines Verlaufs des Fahrbahnabschnitts
In einem Schritt S102 wird ein Verlauf dtraj des Fahrbahnabschnitts
Der Verlauf rtraj des Fahrbahnabschnitts
Es ist möglich, dass der Schritt S101 vor, nach oder gleichzeitig mit dem Schritt S102 erfolgt.It is possible for step S101 to take place before, after or at the same time as step S102.
In einem Schritt S103 werden die Ampelobjektpunkte pn auf eine Längsrichtung dtraj_intersec des Verlaufs dtraj des Fahrbahnabschnitts
Da die Ampelobjektpunkte pn und der Verlauf dtraj des Fahrbahnabschnitts
In einem Schritt S104 werden diejenigen Ampelobjektpunkte pn verworfen, die in der Längsrichtung dtraj_intersec weiter als zwei Standardabweichungen
Mit anderen Worten, es werden Ampelobjektpunkte pn unter Berücksichtigung einer Streuung (in Längsrichtung) aller Ampelobjektpunkte {pn} aussortiert. Alternativ ist es auch möglich, einen vorbestimmten Grenzwert vorzusehen, der insbesondere nicht von der Standardabweichung
Die verworfenen Ampelobjektpunkte pn repräsentieren mit hoher Wahrscheinlichkeit Ampeln, die nicht auf der für den Fahrbahnabschnitt
Die Schritte S102, S103 und S104 stellen das oben erwähnte Vorfiltern der Ampelobjektpunkte pn dar.Steps S102, S103 and S104 represent the above-mentioned pre-filtering of the traffic light object points p n .
Ferner werden die nach der Vorfilterung übrig gebliebenen Ampelobjekte pn mittels eines Clusteringverfahrens in Gruppen unterteilt. Hierbei ist unter einem Clusteringverfahren ein Verfahren zur Entdeckung von Ähnlichkeitsstrukturen in (großen) Datenbeständen, wie den hier vorliegenden Ampelobjekten pn, gemeint. Die durch das Clusteringverfahren gefundenen Gruppen von „ähnlichen“ Objekten werden Cluster genannt.Furthermore, the traffic light objects p n remaining after the pre-filtering are subdivided into groups by means of a clustering method. A clustering method here means a method for discovering similarity structures in (large) databases, such as the traffic light objects p n present here. The groups of "similar" objects found by the clustering process are called clusters.
In einem Schritt S105 werden die Ampelobjektpunkte pn auf eine Bildebene E projiziert, die senkrecht zum Verlauf dtraj des Fahrbahnabschnitts
Zur Projektion auf die Bildebene E wird jeder Ampelobjektpunkt auf eine Querrichtung
Hier ist
In einem Schritt S106 wird ein (erstes) Clusteringverfahren auf die in Fahrtrichtung projizierten Ampelobjektpunkte p'n ausgeführt. So können die in Fahrtrichtung projizierten Ampelobjektpunkte p'n gruppiert werden, um Ampelgruppen zu erkennen/ermitteln. Die Ampelobjektpunkte p'n werden hinsichtlich ihrer Position(-daten) geclustert.In a step S106, a (first) clustering method is carried out on the traffic light object points p 'n projected in the direction of travel. The traffic light object points p 'n projected in the direction of travel can thus be grouped in order to recognize / determine traffic light groups. The traffic light object points p ' n are clustered with regard to their position (data).
Hierbei können verschiedene Clusterverfahren verwendet werden. In der Regel wird der bekannte Algorithmus „Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise“ (DBSCAN) verwendet. Dieser Algorithmus arbeitet dichtebasiert und kann mehrere Cluster erkennen. Rauschpunkte (noise) werden dabei ignoriert und separat zurückgeliefert.Various clustering methods can be used for this. As a rule, the well-known “Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise” (DBSCAN) algorithm is used. This algorithm works on a density basis and can recognize several clusters. Noise points are ignored and returned separately.
Der Algorithmus bildet Cluster von sogenannten „dichte-verbundenen“ Punkten, d.h. von Punkten die sich nicht weiter als eine vorgegebene Distanz (Nachbarschaftslänge) von einem „Kernpunkt“ im selben Cluster t befinden. Ein Kernpunkt ist ein Punkt, der näher als die Nachbarschaftslänge ε zu mindestens einer vorbestimmten Mindestanzahl minPts weiteren Kernpunkte im selben Cluster t liegt.The algorithm forms clusters of so-called "densely connected" points, i.e. of points that are not further than a specified distance (neighborhood length) from a "core point" in the same cluster t. A core point is a point which is closer than the neighborhood length ε to at least a predetermined minimum number minPts of further core points in the same cluster t.
Für das vorliegende Verfahren beträgt eine Nachbarschaftslänge ε1 zwei Meter und die vorbestimmte Mindestanzahl minPts = 3. Vorliegend ist eine vergleichsweise hohe Nachbarschaftslänge ε1 =2m gewählt, um der vergleichsweisen hohen Streuung in den Ampelobjekten p'n, insbesondere hinsichtlich ihrer Positionen (in dem Koordinatensystem), entgegenzuwirken.For the present method, a neighborhood length ε 1 is two meters and the predetermined minimum number minPts = 3. In the present case, a comparatively high neighborhood length ε 1 = 2m is selected in order to avoid the comparatively high scatter in the traffic light objects p ' n , in particular with regard to their positions (in which Coordinate system) to counteract.
Es sind auch andere Werte möglich, um das Clusteringverfahren an verschiedene Umstände anzupassen.Other values are also possible in order to adapt the clustering method to different circumstances.
Das Ergebnis des Clusteringverfahrens aus Schritt S106 sind Cluster t mit t=1... T aus den in Fahrtrichtung projizierten Ampelobjektpunkten p'n. Jedes dieser Cluster t stellt eine Ampelobjektgruppe dar, die repräsentativ für eine „physikalische“ Ampel
In einem Schritt S107 werden die einem Ampelcluster t, also einer Ampel t, zugehörigen Ampelobjekte mit dem entsprechenden Index t referenziert, so dass sich jeder projizierter Ampelobjektpunkt mit p'n
Es sei angemerkt, dass eine Ampelgruppe t mehr als ein Ampelobjekt (und somit eine Ampelposition) umfassen kann, das seinen Ursprung bzw. die ihren Ursprung in derselben Überfahrt c haben kann. Grund dafür ist, dass eine Doppelerkennung durch die Erfassungseinrichtung
In einem Schritt S108 werden die Ergebnisse des ersten Clusteringverfahrens nachgefiltert.In a step S108, the results of the first clustering method are post-filtered.
Hierfür werden Ampelobjektpunkte p'n, die keiner Ampelgruppe t zuordenbar sind und somit ein Rauschen darstellen, verworfen.For this purpose, traffic light object points p ' n that cannot be assigned to any traffic light group t and thus represent noise are discarded.
Alternativ oder ergänzend werden im Schritt S108 Ampelcluster t mit einer Anzahl an Ampelobjektpunkte p'n, die kleiner ist als eine vorbestimmte Mindestanzahl, bspw. ein Fünftel der Anzahl des zweitgrößten Ampelcluster, verworfen. Die Ampelobjektpunkte p'n der betreffenden Ampelcluster t werden ebenfalls verworfen. Dadurch wird sichergestellt, dass für das weitere Verfahren keine Ampelcluster t berücksichtigt werden, die aus verstreuten und keiner physikalischen Ampel t entsprechenden Ampelobjektpunkten p'n gebildet sind.Alternatively or additionally, in step S108 traffic light clusters t with a number of traffic light object points p ' n that is smaller than a predetermined minimum number, for example one fifth of the number of the second largest traffic light cluster, are discarded. The traffic light object points p ' n of the relevant traffic light clusters t are also discarded. This ensures that no traffic light clusters t that are formed from scattered traffic light object points p ' n that do not correspond to any physical traffic light t are taken into account for the further method.
Alternativ oder ergänzend wird im Schritt S108 eine Hauptkomponentenanalyse für jedes Ampelcluster t durchgeführt.As an alternative or in addition, a main component analysis is carried out for each traffic light cluster t in step S108.
Aufgrund der vergleichsweisen hohen ersten Nachbarschaftslänge ε1=2m kann es dazu kommen, dass zwei dicht nebeneinanderliegende Ampeln t, durch das Clusteringverfahren zu einem Cluster t zusammengefasst werden. Dadurch werden die zwei dicht nebeneinanderliegenden Ampeln t nicht als solche erkannt, sondern nur durch ein Ampelcluster t und somit nur als eine Ampel t dargestellt. So ein Ampelcluster t kann mittels der Hauptkomponentenanalyse ermittelt werden.Due to the comparatively high first neighborhood length ε 1 = 2m, it can happen that two closely spaced traffic lights t are combined into a cluster t by the clustering process. As a result, the two closely adjacent traffic lights t are not recognized as such, but are only represented by a traffic light cluster t and thus only shown as one traffic light t. Such a traffic light cluster t can be determined by means of the principal component analysis.
Die Hauptkomponentenanalyse ist ein Verfahren der multivariaten Statistik. Sie dient zur Strukturierung, Vereinfachung und Veranschaulichung umfangreicher Datensätze, indem eine Vielzahl statistischer Variablen durch eine geringere Zahl möglichst aussagekräftiger Linearkombinationen (Hauptkomponenten) genähert wird.Principal component analysis is a method of multivariate statistics. It is used to structure, simplify and visualize extensive data sets by approximating a large number of statistical variables using a smaller number of linear combinations (main components) that are as meaningful as possible.
Für die Hauptkomponentenanalyse eines Ampelcluster t werden alle dem entsprechenden Ampelcluster t zugehörigen Ampelobjektpunkte p'n
In der obigen Formel steht c für die entsprechende Überfahrt aus c=1...C.In the above formula, c stands for the corresponding crossing from c = 1 ... C.
Von dieser Ampelobjektpunktwolke {p'n
Dadurch können diejenigen Ampelcluster als „Doppelcluster“ identifiziert werden, deren Hauptkomponente länger ist als ein vorbestimmter Wert. Mit anderen Worten, Doppelcluster liegen vor, wenn Eigenwerte λmaxt des Doppelclusters einen vorbestimmten Eigenwert-Grenzwert überschreiten.This means that those traffic light clusters can be identified as “double clusters” whose main component is longer than a predetermined value. In other words, double clusters exist when eigenvalues λ maxt of the double cluster exceed a predetermined eigenvalue limit value.
Vorliegend kann der vorbestimmte Eigenwert-Grenzwert der zweifache Medianwert von allen Eigenwerten λmaxt über alle Ampelcluster t sein. Zur Identifizierung der Doppelcluster kann also folgende Bedingung gelten:
Es ist auch möglich, andere vorbestimmte Eigenwert-Grenzwerte zu verwenden. Beispielsweise kann der vorbestimmte Eigenwert-Grenzwert ein anderer Faktor des Medianwerts der Eigenwerte λmaxt über alle Ampelcluster sein als der obige zweifache Faktor.It is also possible to use other predetermined eigenvalue limit values. For example, the predetermined eigenvalue limit value can be a different factor of the median value of the eigenvalues λ maxt over all traffic light clusters than the above twofold factor.
Auf die identifizierten Doppelcluster wird nochmal das Clusteringverfahren (zweites Clusteringverfahren) angewendet. Insbesondere wird hierbei wieder der DBSCAN-Algorithmus angewendet, jedoch mit einer Nachbarschaftslänge ε2, die der Hälfte der ersten Nachbarschaftslänge ε1 des ersten Clusteringverfahrens entspricht. Vorliegend beträgt die Nachbarschaftslänge ε2 =1m. Die Nachbarschaftslänge ε2 des zweiten Clusteringverfahrens kann auch einen anderen Wert aufweisen, solange dieser niedriger ist als die erste Nachbarschaftslänge ε1. Maßgeblich ist dabei, dass das zweite Clusteringverfahren innerhalb der Doppelcluster wiederum „Sub-Cluster“ erkennt.The clustering process (second clustering process) is applied again to the identified double clusters. In particular, the DBSCAN algorithm is used here again, but with a neighborhood length ε 2 which corresponds to half of the first neighborhood length ε 1 of the first clustering method. In the present case, the neighborhood length is ε 2 = 1m. The neighborhood length ε 2 of the second clustering method can also have a different value as long as it is lower than the first neighborhood length ε 1 . It is important that the second clustering process again detects “sub-clusters” within the double clusters.
Die entstehenden „Sub-Cluster“ werden als Ampelcluster t behandelt. Aus dem DBSCAN-Algorithmus mit der Nachbarschaftslänge ε2 des zweiten Clusteringverfahrens entstehende Ampelobjektpunkte {p'n}, die keinem „Sub-Cluster“ zuordenbar sind, werden verworfen.The resulting “sub-clusters” are treated as traffic light clusters t. From the DBSCAN algorithm with the neighborhood length ε 2 of the second clustering method, traffic light object points {p ' n } that cannot be assigned to a “sub-cluster” are discarded.
In einem Schritt S109 werden alle überfahrtsspezifischen Datensätze, die nach den obigen Schritten weniger als eine vorbestimmte Mindestanzahl an Ampelobjekten aufweisen, verworfen. Es wird also geprüft, ob es nach den vorherigen Schritten dazu kommen kann, dass von einer Überfahrt c nur noch eine vorbestimmte Mindestanzahl an Ampelobjekten vorliegt.In a step S109, all crossing-specific data records that have less than a predetermined minimum number of traffic light objects after the above steps are discarded. It is therefore checked whether, after the previous steps, it can happen that there is only a predetermined minimum number of traffic light objects from one pass c.
Hier beträgt diese vorbestimmte Mindestanzahl zwei. In anderen Ausführungen ist auch eine andere vorbestimmte Mindestanzahl an Ampelobjekten möglich. Maßgeblich ist, das diese Mindestanzahl derart gewählt wird, dass sichergestellt wird, dass eine zuverlässige Zuordnung der Ampelobjektpunkte p'n
Falls ein Ampelcluster t durch den Schritt S109 keine Ampelobjekte mehr aufweist, werden diese „leeren“ Ampelcluster ebenfalls verworfen.If a traffic light cluster t no longer has any traffic light objects as a result of step S109, these “empty” traffic light clusters are likewise discarded.
In einem Schritt S110 wird das Ampelbild
Beispielhaft ist ein Ergebnis des vorher beschriebenen Verfahrens in
Die Ampelobjekte, die für die Ampel tp5 erfasst wurden, werden dem Cluster für Ampel tp4 zugeordnet. Dies liegt daran, dass die Ampel tp5 (als Rechtsabbiegerampel) sehr nah oder sogar angrenzend an der Ampel tp4 angeordnet ist. Die in
In der
Wie oben beschrieben, werden die Ampelobjekte
So lässt sich aus dem Ampelbild
Dass während einer Überfahrt für eine Ampel mehr als ein Ampelobjekt erzeugt wird, kann u.a. daran liegen, dass die Erfassungseinrichtung
Es sei angemerkt, dass die in
In
In einem Schritt S201 wird das Ampelbild
In einem Schritt S202 werden inkonsistente Ampeln identifiziert. Es wird darauf hingewiesen, dass die physikalischen Ampeln
Eine Ampel ist inkonsistent, wenn der Phasenverlauf einzelner Ampelobjekte, die derselben Ampel zugeordnet sind, zueinander inkonsistent erscheinen. Dies deutet in der Regel darauf hin, dass an der betroffenen Ampel eine (Rechts-oder Links-)Abbiegerampel steht, die nur gelegentlich leuchtet. Diese Abbiegerampeln hängen in der Regel so nah an der betroffenen Ampel, dass das in
In dem beispielhaften Ampelbild
Um diesem Umstand der inkonsistenten Ampeln bzw. Ampelcluster entgegenzuwirken, werden für jedes Ampelcluster t1 bis t4 für jede Überfahrt c alle möglichen Ampelobjektpaarkombination ermittelt und für jede der ermittelten Ampelobjektpaarkombinationen ein Korrelationsfaktor
Hierbei ist
Alle einer Überfahrt c zugeordneten Ampelobjekte werden unter Berücksichtigung der entsprechenden Korrelationsfaktoren
Im vorliegenden Beispiel des Ampelbilds
In einem Schritt S203 werden die Phasenverläufe aller Ampelobjekte
In einem Schritt S204 werden aus den konsistenten Ampelclustern t1, t2, t3 alle Ampelpaarkombinationen gebildet. Es werden vorliegend also die Ampelpaarkombinationen t1/t2, t1/t3, t2/t3 gebildet.In a step S204, all traffic light pair combinations are formed from the consistent traffic light clusters t 1 , t 2 , t 3. In the present case, the traffic light pair combinations t 1 / t 2 , t 1 / t 3 , t 2 / t 3 are formed.
Anschließend werden im Schritt S205 überfahrtsübergreifend eine Überlappungsdauer Tt und eine Übereinstimmungsdauer Tm zwischen allen Ampelobjekten
Der Schritt S205 wird beispielhaft für das Ampelpaar t1/t2 beschrieben. Für die Berechnung der überfahrtsübergreifenden Überlappungsdauer
Hierbei steht c für die jeweilige Überfahrt aus c=1...C und nc,t
Zum Beispiel ist aus dem beispielhaften Ampelbild
Für die Berechnung der Übereinstimmungsdauer
Anschließend kann dann ein Korrelationsfaktor
Im Schritt S206 werden basierend auf den Korrelationsfaktoren aller Ampelpaarkombinationen alle konsistenten Ampelcluster gruppiert. Dabei werden die Ampeln derart gruppiert, dass alle innerhalb einer Gruppe befindlichen Ampeln einen gleichen Phasenverlauf aufweisen. Das Gruppieren erfolgt über entsprechende Clusteringverfahren, wie beispielsweise den hierarchischen Clusteralgorithmus. Die resultierenden Gruppen, sog. Ampelgruppen, werden mit einem Index g=1...G referenziert. Jedes konsistente Ampelcluster ist einer dieser Ampelgruppen zugeordnet.In step S206, all consistent traffic light clusters are grouped based on the correlation factors of all traffic light pair combinations. The traffic lights are grouped in such a way that all traffic lights within a group have the same phase progression. The grouping takes place using appropriate clustering methods, such as the hierarchical clustering algorithm. The resulting groups, so-called traffic light groups, are referenced with an index g = 1 ... G. Each consistent traffic light cluster is assigned to one of these traffic light groups.
Im Schritt S207 werden die als inkonsistent erkannten Ampelcluster t* einer Ampelgruppe g zugeordnet. Dabei wird für jede Überfahrt c eine Überlappungsdauer
Dabei wird die überfahrtspezifische Überlappungsdauer
Hierbei steht Tg für die Anzahl der Ampelcluster in der jeweiligen Ampelgruppe g. Ferner steht nc,t
Die überfahrtspezifische Überlappungsdauer
Anschließend wird für jede inkonsistente Ampel t* und für jede gebildete Ampelgruppe g ein überfahrtsübergreifender Satz Γg,t* mit allen Ampelobjekten nc,t* der inkonsistenten Ampel t* gemäß der folgenden Formel gebildet:
Man erkennt also, dass die dem Satz Γg,t* zugehörigen Ampelobjekte der inkonsistenten Ampel t* zu den Ampelobjekten nc,g der Ampelgruppe g einen Mindestkorrelationsfaktor
Für die Ampelobjekte aus dem Satz Γg,t* werden jeweils überfahrts- und ampelobjektübergreifend eine Überlappungsdauer Ttt*,g und eine Übereinstimmungsdauer Tmt*,g gemäß folgender Formeln ermittelt.
Bei den obigen zwei Formeln gilt zusätzlich nc,t* ∈ Γg,t*. So werden also nur Ampelobjekte nc,t* der inkonsistenten Ampel t* aufsummiert, die den oben erwähnten Mindestkorrelationsfaktor zur Ampelgruppe g aufweisen bzw. überschreiten.In the above two formulas, n c, t * ∈ Γ g, t * also applies. Thus, only traffic light objects n c, t * of the inconsistent traffic light t * which have or exceed the above-mentioned minimum correlation factor for traffic light group g are added up.
Für jede inkonsistente Ampel t* wird eine entsprechende Ampelgruppe
Dazu wird folgende Formel verwendet:
Die inkonsistente Ampel t* wird dieser Ampelgruppe
Dabei werden nur die korrelierten Ampelobjekte nc,t* ∈ Γg,t* der inkonsistenten Ampel t* der Ampelgruppe
In
Für das Verfahren können bspw. die durch die Ampelobjekte repräsentierten Informationen verwendet werden. In Alternativen können die für das Verfahren erforderlichen Informationen auch in anderer Form als Ampelobjekte bereitgestellt/repräsentiert werden.For example, the information represented by the traffic light objects can be used for the method. In alternatives, the information required for the method can also be provided / represented in a different form than traffic light objects.
Insbesondere wird das Verfahren durchgeführt, wenn das Fahrzeug
In jedem Fall befindet sich das Fahrzeug
In einem Schritt S301 wird ein Zeitpunkt Tevent abgerufen, zu dem das Fahrzeug
Wenn das Fahrzeug
In einem Schritt S302 wird ein erster Erfassungszeitpunkt Ti abgerufen, zu dem das Fahrzeug
Ein Zeitintervall ΔTi zwischen dem Zeitpunkt Ti der ersten Sichtung der Ampel und dem Event-Zeitpunkt Tevent kann ermittelt werden.A time interval ΔT i between the point in time T i of the first sighting of the traffic light and the event point in time T event can be determined.
In einem Schritt S303 wird ein letzter Erfassungszeitpunkt Te abgerufen, zu dem das Fahrzeug die Ampel letztmalig erfasst.In a step S303, a last detection time T e is retrieved at which the vehicle detects the traffic light for the last time.
Ein Zeitintervall ΔTe zwischen dem Zeitpunkt Te der letzten Sichtung der Ampel und dem Event-Zeitpunkt Tevent kann ermittelt werden. Das Zeitintervall ΔTe wird auf 0 gesetzt, wenn zum Event-Zeitpunkt Tevent die Ampel noch sichtbar ist.A time interval ΔT e between the time T e of the last sighting of the traffic light and the event time T event can be determined. The time interval ΔT e is set to 0 if the traffic light is still visible at the event time T event.
In einem Schritt S304 ein Phasenverlauf der Ampel abgerufen, der sich von dem ersten Erfassungszeitpunkt Ti bis zum letzten Erfassungszeitpunkt Te erstreckt. Aus dem abgerufenen Phasenverlauf lässt sich eine Ampelphase Cg der Ampel ermitteln, die zum Zeitpunkt Ti vorliegt. In der Regel kann die Ampelphase Cg zumindest folgende Werte aufweisen: grün, gelb, rot sowie rot und gelb. Es können also folgende Ampelphasen Cg auftreten: Rotphase, Gelbphase, Rotphase, Grünphase sowie Rot-Gelb-PhaseIn a step S304, a phase curve of the traffic light is called up, which extends from the first detection time T i to the last detection time T e . A traffic light phase C g of the traffic light which is present at time T i can be determined from the retrieved phase profile. As a rule, the traffic light phase C g can have at least the following values: green, yellow, red as well as red and yellow. The following traffic light phases C g can therefore occur: red phase, yellow phase, red phase, green phase and red-yellow phase
Für den Fall, dass eine Ampelphase Cg einer Ampelgruppe abgerufen wird, kann es vorkommen, dass Ampeln dieser Ampelgruppe widersprüchliche Ampelphasen anstatt einer gemeinsamen Ampelphase annehmen/wiedergeben. Dann wird die Ampelphase Cg für diese Ampelgruppe auf „ungültig“ gesetzt.In the event that a traffic light phase C g of a traffic light group is called up, traffic lights in this traffic light group may assume / reproduce contradicting traffic light phases instead of a common traffic light phase. Then the traffic light phase C g is set to "invalid" for this traffic light group.
In einem Schritt S305 wird ein Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch ermittelt oder abgerufen, zu dem ein Phasenwechsel der Ampel erfolgt bzw. erfasst wurde. Mit anderen Worten, zum Zeitpunkt Tswitch verändert sich die Ampelphase Cg der Ampel. Der Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch liegt vor dem letzten Erfassungszeitpunkt Te.In a step S305, a phase change point in time T switch is determined or retrieved at which a phase change of the traffic light takes place or was detected. In other words, the traffic light phase C g of the traffic light changes at the point in time T switch. The phase change time T switch is before the last acquisition time T e .
Ein Zeitintervall ΔTswitch zwischen dem Zeitpunkt Tswitch des Phasenwechsels der Ampel und dem Event-Zeitpunkt Tevent kann ermittelt werden.A time interval ΔT switch between the time T switch of the phase change of the traffic light and the event time T event can be determined.
Falls es keinen Phasenwechsel gibt oder falls es Widersprüche zwischen zwei oder mehr Ampeln einer Ampelgruppe vorliegen, wird der Zeitpunkt Tswitch und somit auch das Zeitintervall Δtswitch auf „ungültig“ gesetzt. Wenn kein Phasenwechsel in dem abgerufenen Phasenverlauf vorliegt, kann der Phasenwechsel-Zeitpunkt (wie später beschrieben) ermittelt werden.If there is no phase change or if there are contradictions between two or more traffic lights in a traffic light group, the time T switch and thus also the time interval Δt switch are set to "invalid". If there is no phase change in the retrieved phase profile, the phase change point in time (as described later) can be determined.
In einem Schritt S306 wird eine Ampelphase CΔ- vor dem Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch der Ampel und eine Ampelphase CΔ+ nach dem Zeitpunkt Tswitch des Phasenwechsels der Ampel ermittelt. Die Ampelphasen CΔ- und CΔ+ geben also diejenigen Ampelphasen an, die vor bzw. nach dem Zeitpunkt Tswitch vorliegen. Die Ampelphasen CΔ- und CΔ+ können die in Schritt S304 beschriebenen Ampelphasen annehmen.In a step S306, a traffic light phase C Δ- is determined before the phase change time T switch of the traffic light and a traffic light phase C Δ + after the time T switch of the phase change of the traffic light. The traffic light phases C Δ- and C Δ + thus indicate those traffic light phases that exist before or after the point in time T switch . The traffic light phases C Δ- and C Δ + can assume the traffic light phases described in step S304.
In einem Schritt S307 wird bestimmt, welche Ampelphase Cg zum Event-Zeitpunkt Tevent vorliegt. Im Speziellen wird eine Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) ermittelt, dass die Ampel zum Zeitpunkt Tevent eine Ampelphase von „rot“ aufweist. Mit anderen Worten, es wird ermittelt, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Ampel rot ist (bzw. eine rote Ampelphase anzeigt), wenn das Fahrzeug
Die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) ist also eine bedingte Wahrscheinlichkeit, die die Größen ΔTe, ΔTi, Cg, ΔTswitch, CΔ- und CΔ+ berücksichtigt.The probability P (C g = red) is therefore a conditional probability that takes into account the variables ΔT e , ΔT i , C g , ΔT switch , C Δ- and C Δ +.
Für die Wahrscheinlichkeit P(Cg=grün), dass die Ampel zum Zeitpunkt Tevent eine Ampelphase Cg von „grün“ aufweist, gilt:
Die Wahrscheinlichkeit P(Cg=grün) ist ebenfalls eine bedingte Wahrscheinlichkeit, die die Größen ΔTi, ΔTe, Cg, ΔTswitch, CΔ- und CΔ+ berücksichtigt.The probability P (C g = green) is also a conditional probability that takes into account the variables ΔT i , ΔT e , C g , ΔT switch , C Δ- and C Δ +.
Zur Berechnung der Wahrscheinlichkeiten P(Cg=rot) bzw. P(Cg=grün) kann es zu drei Fällen I, II, III kommen. Diese Fälle hängen von den Zeitintervallen ΔTe und/oder ΔTswitch ab.To calculate the probabilities P (C g = red) or P (C g = green) there can be three cases I, II, III. These cases depend on the time intervals ΔT e and / or ΔT switch .
Im Fall I ist ΔTe=0s. Die Erfassungseinrichtung
Die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) von 0,8 für die Ampelphase c=gelb erlaubt, dass eine gelbe Ampel als grün oder rot interpretierbar ist, wobei dieser Wert von 0,8 fahrerabhängig ist. Entsprechendes gilt für die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) von 0,7 für c=gelb+rot. Die Wahrscheinlichkeiten für c=gelb und c=gelb+rot sind hier beispielhaft. In Alternativen können diese Werte fahrerspezifisch ermittelt werden. Mit anderen Worten, die Wahrscheinlichkeiten für c=gelb und c=gelb+rot können in Abhängigkeit eines Fahrverhaltens eines Fahrers bestimmt/ermittelt werden.The probability P (C g = red) of 0.8 for the traffic light phase c = yellow allows a yellow traffic light to be interpreted as green or red, this value of 0.8 being dependent on the driver. The same applies to the probability P (C g = red) of 0.7 for c = yellow + red. The probabilities for c = yellow and c = yellow + red are exemplary here. In alternatives, these values can be determined specifically for the driver. In other words, the probabilities for c = yellow and c = yellow + red can be determined / ascertained as a function of a driver's driving behavior.
Im Fall II ist das Zeitintervall ΔTe größer als 0s und das Zeitintervall ΔTswitch weist einen gültigen Wert (und somit einen Wert größer als 0s) auf. Somit kann die Ampelphase Cg zum Zeitpunkt Tevent aus dem zuletzt erfassten Phasenwechsel zum Zeitpunkt Tswitch abgeleitet werden.In case II, the time interval ΔT e is greater than 0s and the time interval ΔT switch has a valid value (and thus a value greater than 0s). Thus, the traffic light phase C g at time T event can be derived from the last detected phase change at time T switch .
Dazu werden Phasendauern der Ampelphasen, die in der Regel unbekannt sind, berücksichtigt, indem die Phasendauern als Zufallsvariablen modelliert werden. Es wird also ein Referenzampelzyklus modelliert. In dem Modell steht Tcycle für eine Umlaufzeit des Referenzampelzyklus. Eine Umlaufzeit entspricht der Dauer, die eine Ampel benötigt, um einen kompletten Schaltvorgang zu durchlaufen. Bspw. kann ein kompletter Schaltvorgang ein Ampelphasenverlauf mit den Ampelphasen in der Reihenfolge „grün“, „gelb“, „rot“ und „gelb und rot“ sein.For this purpose, phase durations of the traffic light phases, which are usually unknown, are taken into account by modeling the phase durations as random variables. A reference traffic light cycle is therefore modeled. In the model, T cycle stands for a circulation time of the reference traffic light cycle. A cycle time corresponds to the time it takes for a traffic light to go through a complete switching process. For example, a complete switching process can be a traffic light phase sequence with the traffic light phases in the order “green”, “yellow”, “red” and “yellow and red”.
Für die Umlaufzeit Tcycle gilt:
Hierbei ist tcycle_min eine minimale Umlaufzeit und tcycle_max die maximale Umlaufzeit.Here, t cycle_min is a minimum cycle time and t cycle_max is the maximum cycle time.
Für den Referenzampelzyklus wird also angenommen, dass eine Gleichverteilung der Umlaufzeit in dem obigen Wertebereicht [tcycle_min; tcycle_max] vorliegt. For the reference traffic light cycle , it is assumed that a uniform distribution of the cycle time in the above value range [t cycle_min; t cycle_max ] is present.
Beispielhaft kann tcycle_min 30s betragen und tcycle_max 120s. Diese Werte stammen aus der Richtlinie für Lichtsignalanlagen, die ein für Deutschland gültiges Regelwerk ist. Für andere Länder können entsprechend andere Werte vorgegeben sein.For example, t cycle_min can be 30s and t cycle_max 120s. These values come from the guideline for traffic light systems, which is a set of rules valid for Germany. For other countries, other values can be specified accordingly.
Für eine Phasendauer Xrot, in der der Referenzampelzyklus rot anzeigt, gilt folgendes:
Auch hier wird für den Referenzampelzyklus angenommen, dass die Phasendauer Xrot in dem Wertebereich [rotmin; rotmax] gleichverteilt ist. In der Regel geben rotmin und rotmax den minimalen bzw. maximalen Bruchteil von der Umlaufzeit Tcycle an, zu der der Referenzampelzyklus „rot“ anzeigt. Beispielsweise kann rotmin=0,3 und rotmax=0,7 sein. Alternativ kann der Wertebereich für die Phasendauer Xrot auch durch absolute Mindest- und Maximalzeiten in Sekunden angeben sein.Here, too, it is assumed for the reference traffic light cycle that the phase duration X rot is in the value range [rot min ; rot max ] is evenly distributed. As a rule, red min and red max indicate the minimum or maximum fraction of the cycle time T cycle at which the reference traffic light cycle shows “red”. For example, red min = 0.3 and red max = 0.7. Alternatively, the range of values for the phase duration X red can also be specified by absolute minimum and maximum times in seconds.
Für den Fall II gilt für die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot):
Hierbei ist
Insbesondere wird das zykluskorrigierte Zeitintervall
Ferner ist hierbei ttrans ein vorbestimmter, insbesondere fester, Paramater, der einer Übergangszeit nach dem Wechsel der Ampel auf „rot“ entspricht. In dieser Übergangszeit ttrans verhält sich ein Fahrer des Fahrzeugs
Im Folgenden wird die Fallunterscheidungen aus dem Fall II erklärt.The distinctions made in Case II are explained below.
Wenn die nach dem Phasenwechsel vorliegende Ampelphase CΔ+ eine rote oder gelbe Ampelphase ist, wird das Zeitintervall ΔTswitch (bzw. das zykluskorrigierte Zeitintervall
Ist das Zeitintervall ΔTswitch kleiner (kürzer) als die rote Phasendauer Xrot des Referenzampelzyklus, so wird angenommen, dass die rote Ampelphase mit einer Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) vorliegt, wobei die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) den kleineren Wert von
Ist jedoch das Zeitintervall ΔTswitch größer (länger) oder gleich der roten Ampelphase Xrot des Referenzampelzyklus, so wird angenommen, dass die Ampel zwischen dem letzten Erfassungszeitpunkt Te und dem Event-Zeitpunkt Tevent auf die nächste (also grüne) Ampelphase geschalten hat, so dass eine grüne Ampelphase zum Event-Zeitpunkt Tevent vorliegt. Die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) liegt entsprechend dann bei 0.However, if the time interval ΔT switch is greater (longer) or equal to the red traffic light phase X red of the reference traffic light cycle, it is assumed that the traffic light has switched to the next (i.e. green) traffic light phase between the last detection time T e and the event time T event so that there is a green traffic light phase at the event time T event . The probability P (C g = red) is then 0 accordingly.
Für die weiteren Fallunterscheidungen des Falls II gilt entsprechendes.The same applies to the other case distinctions in Case II.
Es ist angemerkt, dass der Referenzampelzyklus die Übergangszeit ttrans nicht berücksichtigen muss. So kann die Übergangszeit ttrans ignoriert werden, so dass sich für die erste und vierte Fallunterscheidung aus Fall II immer eine Wahrscheinlichkeit von 1 ergibt. Es gilt dann Folgendes:
Die für den Fall II angegebene Wahrscheinlichkeit für P(Cg=rot) kann für alle möglichen Umlaufzeiten Tcycle und alle möglichen Phasendauern Xrot berechnet werden. Somit lässt sich dann eine Gesamtwahrscheinlichkeit P(Cg=rot) über alle Umlaufzeiten Tcycle und Phasendauern Xrot wie folgt ermitteln:
Der Term P(Cg = rot | ΔTswitch = Δtswitch,CΔ+ = cΔ+, Tcycle = tcycle,Xrot = xrot) ist wie oben angegeben bestimmbar.The term P (C g = red | ΔT switch = Δt switch , C Δ + = c Δ + , T cycle = t cycle , X red = x red ) can be determined as stated above.
P(Xrot = xrot) ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Phasendauer Xrot einen bestimmten Wert xrot aus dem oben erwähnten Wertebereich [rotmin; rotmax] für die Phasendauer annimmt. P(Tcycle = tcycle) ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Umlaufzeit Tcycle einen bestimmten Wert tcycle aus dem oben erwähnten Wertebereich [tcycle_min; tcycle_max] für die Umlaufzeit annimmt. Im Falle einer wie hier vorliegenden Gleichverteilung der als Zufallsvariablen modellierten Umlaufzeiten und Phasendauern, ist die Wahrscheinlichkeit für jeden Wert aus den Wertebereichen gleich groß.P (X rot = x rot ) is the probability that the phase duration X rot has a certain value x rot from the above-mentioned value range [rot min ; rot max ] for the phase duration. P (T cycle = t cycle ) is the probability that the cycle time T cycle has a certain value t cycle from the above-mentioned value range [t cycle_min ; t cycle_max ] for the cycle time. In the case of a uniform distribution of the cycle times and phase durations modeled as random variables, as is the case here, the probability for each value from the value ranges is the same.
Um die Gesamtwahrscheinlichkeit zu berechnen, können die Integrale bspw. durch Summen angenähert werden. Auch andere Approximationsverfahren sind möglich.In order to calculate the overall probability, the integrals can be approximated, for example, by means of sums. Other approximation methods are also possible.
Im Fall III trifft keiner der beiden vorherigen Fälle I und II zu. Das bedeutet, dass im Fall III nur die zuletzt gesehene/erfasste Ampelphase der Ampel bekannt ist. Entsprechend ist unbekannt, wie lange diese Ampelphase schon vorliegt.In case III, neither of the two previous cases I and II apply. This means that in case III only the last seen / recorded traffic light phase of the traffic light is known. Accordingly, it is not known how long this traffic light phase has been around.
Daher wird die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) unter Berücksichtigung einer relativen Dauer der Grün- und Rotphasen und der vergangenen Zeit zwischen Zeitpunkt Ti und Zeitpunkt Te in Abhängigkeit der zuletzt gesehenen Phase ermittelt. Somit ergeben sich vier Unterfälle III.a, III.b, III.c und Ill.d. Die obigen Erklärungen für den Fall II gelten entsprechend.The probability P (C g = red) is therefore determined taking into account a relative duration of the green and red phases and the time elapsed between time T i and time T e as a function of the phase last seen. This results in four subcases III.a, III.b, III.c and Ill.d. The above explanations for case II apply accordingly.
Für den Fall III.a, bei dem die zuletzt gesehen Phase Cg=rot ist, gilt dann für die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot) Folgendes:
Ferner gilt:
Der Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch und entsprechend das Zeitintervall ΔTswitch sind unbekannt und werden daher modelliert. Dazu wird angenommen, dass der Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch zwischen einer Umlaufzeit Tcycle vor dem ersten Erfassungszeitpunkt Ti und dem letzten Erfassungszeitpunkt Te erfolgen musste. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit, dass der Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch zu einem bestimmten Zeitpunkt tswitch erfolgt bzw. dass das Zeitintervall ΔTswitch einen bestimmten Wer Δtswitch aufweist, Folgendes:
In dem Fall III.b ist die zuletzt gesehene Phase Cg=grün. Dieser entspricht dem Fall III.a, nur dass die Grünphase die Rotphase im Fall III.a ersetzt. Somit gilt:
Für die Wahrscheinlichkeit, dass zum Event-Zeitpunkt Tevent die rote Ampelphase vorliegt, wenn zuletzt die grüne Ampelphase gesehen wurde, gilt:
Für die Wahrscheinlichkeit, dass der Phasenwechsel-Zeitpunkt Tswitch zu einem bestimmten Zeitpunkt tswitch erfolgt bzw. dass das Zeitintervall ΔTswitch einen bestimmten Wer Δtswitch aufweist, gilt analog zum Fall III.a folgendes:
Es liegt die gleiche Wahrscheinlichkeit P(ΔTswitch = Δtswitch| ...) für Fall III.a und III.b vor, da sich die Umlaufzeit Tcycle des Referenzampelzyklus nicht verändert.There is the same probability P (ΔT switch = Δt switch | ...) for cases III.a and III.b, since the circulation time T cycle of the reference traffic light cycle does not change.
In dem Fall Ill.c ist die zuletzt gesehene Ampelphase gelb. Hier wird angenommen, dass der Zeitpunkt Te dem Zeitpunkt Tswitch entspricht, also Te=Tswitch. Entsprechend gilt auch für die Zeitintervalle Δte=Δtswitch. In diesem Fall gilt für die Wahrscheinlichkeit P(Cg=rot):
In dem Fall Ill.d ist die zuletzt gesehene Ampelphase „rot+gelb“. Auch hier wird angenommen, dass der Zeitpunkt Te dem Zeitpunkt Tswitch entspricht, also Te=Tswitch. Entsprechend gilt auch für die Zeitintervalle Δte=Δtswitch Somit folgt:
Die Wahrscheinlichkeiten P(Cg=rot) für die Fälle III.a bis III.d können für alle möglichen Umlaufzeiten Tcycle und alle möglichen Phasendauen Xrot berechnet werden, ähnlich wie bei Fall II. So gilt für die Gesamtwahrscheinlichkeit Folgendes:
Auch hier können die Integrale bspw. durch Summen angenähert werden, um die Gesamtwahrscheinlichkeit zu berechnen. Auch andere Approximationsverfahren sind möglich.Here, too, the integrals can be approximated, for example by means of sums, in order to calculate the overall probability. Other approximation methods are also possible.
In
Die Kombination der durchgezogenen Linien ergibt die Übereinstimmungsdauer Tm der zwei Phasenverläufe
Die Überlappungsdauer Tt gibt also diejenige Zeitdauer an, zu welcher die beiden Phasenverläufe
Ferner sind in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- AA.
-
Ampelanlage (
A )Traffic lights (A. ) - F1-F3F1-F3
- FahrspurenLanes
- FbFb
- FahrbahnabschnittLane section
- GG
- grüne Ampelphasegreen traffic light phase
- tp1-tp5tp1-tp5
- Ampeltraffic light
- ncnc
- AmpelobjekteTraffic light objects
- nc,tnc, t
- einem Cluster t zugeordnetes Ampelobjekttraffic light object assigned to a cluster t
- RR.
- rote Ampelphasered light phase
- R+YR + Y
- rot-gelbe Ampelphasered-yellow traffic light phase
- t1-t5t1-t5
- (Ampel-/Ampelobjekt-)Cluster(Traffic light / traffic light object) cluster
- tp1-tp5tp1-tp5
- physikalische Ampelphysical traffic light
- YY
- gelbe Ampelphaseyellow traffic light phase
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 33
- ErfassungseinrichtungDetection device
- 55
- FunkschnittstelleRadio interface
- 77th
- AmpelbildTraffic light image
- 7'7 '
- AmpelbildTraffic light image
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- PhasenverlaufPhase progression
- 9'9 '
- PhasenverlaufPhase progression
- S...S ...
- VerfahrensschritteProcedural steps
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