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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bereitstellen von Verkehrsinformationen an einer Kreuzung, sowie eine zugehörige Vorrichtung.
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Kreuzungen zeichnen sich typischerweise dadurch aus, dass sich zwei oder mehr Straßen kreuzen oder dass eine Straße in eine andere einmündet. An derartigen Kreuzungen kommt es häufig zu Situationen, in welchen mehrere Fahrzeuge gleichzeitig die Kreuzung queren wollen und dabei typischerweise versucht wird zu vermeiden, dass es dabei zu Kollisionen kommt. Bislang funktioniert dies typischerweise durch Vorfahrtsregeln oder Lichtzeichenanlagen, welche von menschlichen Fahrern beachtet werden. Zunehmend soll das Fahren jedoch automatisiert erfolgen, so dass für eine automatisierte Fahrzeugsteuerung relevante Informationen bereitzustellen sind. Dabei kann es sich insbesondere um Verkehrsinformationen handeln.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bereitstellen von Verkehrsinformationen an einer Kreuzung bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine zugehörige Vorrichtung bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bereitstellen von Verkehrsinformationen an einer Kreuzung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- - Erfassen von ersten Trajektorien mehrerer Fahrzeuge über einen ersten Zeitraum oder mehrere erste Zeiträume,
- - Ermitteln von ersten Pfaden basierend jeweils auf mehreren ersten Trajektorien, und
- - Bereitstellen der ersten Pfade und/oder daraus abgeleiteter erster Informationen als erste Verkehrsinformationen.
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Mittels eines solchen Verfahrens können Verkehrsinformationen bereitgestellt werden, welche zur Überwachung einer Kreuzung oder zur Steuerung des Verkehrsflusses und/oder einzelner Fahrzeuge verwendet werden können. Durch das Erfassen von Trajektorien werden die tatsächlichen Bewegungen von Fahrzeugen erfasst, welche beim Queren der Kreuzung auftreten. Somit geben die daraus abgeleiteten ersten Verkehrsinformationen einen Hinweis darauf, wie sich Fahrzeuge in der Nähe und auf der Kreuzung bewegen. Abgeleitete Informationen können beispielswiese die weiter unten erwähnten kritischen Punkte oder Schnittpunkte sein, es kann sich jedoch auch um andere Informationen handeln.
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Das Bereitstellen der Verkehrsinformationen erfolgt insbesondere mittels einer elektronischen Einrichtung. Die Trajektorien werden insbesondere mittels Umfeldsensorik oder anderen Einrichtungen erfasst. Das Ermitteln von Pfaden und das Ableiten von Informationen erfolgen ebenfalls insbesondere mittels einer elektronischen Einrichtung.
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Unter einer Trajektorie wird hier typischerweise ein Weg verstanden, welchen ein Fahrzeug tatsächlich zurückgelegt hat. Es kann beispielsweise nur ein erster Zeitraum verwendet werden, welcher insbesondere zusammenhängend sein kann. Es kann die Erfassung auch über mehrere erste Zeiträume aufgeteilt werden, welche insbesondere nicht zusammenhängend und/oder nicht überlappend sind. Entsprechend gewonnene Daten können dann zusammen ausgewertet und weiterverarbeitet werden.
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Bei der Ermittlung von Pfaden basierend auf den Trajektorien können die Pfade so ermittelt werden, dass sie einen Hinweis darauf geben, welche Trajektorien typischerweise gefahren werden. Dabei können beispielsweise Techniken wie Mittelwertbildung verwendet werden. Das Bereitstellen der ersten Verkehrsinformationen oder auch anderer Informationen kann insbesondere derart erfolgen, dass die Informationen an eine andere Einheit gesendet werden und/oder in einem Speicher abgelegt werden. Dort können diese Informationen dann beispielsweise von einer Fahrzeugsteuerung oder von einer Verkehrsüberwachung verwendet werden.
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Insbesondere kann das Verfahren in mehreren ersten Zeiträumen ausgeführt werden, wobei bei der Ermittlung von ersten Pfaden für die ersten Zeiträume Trajektorien, welche während mehrerer erster Zeiträume erfasst wurden, zusammen verwendet werden. Dies erlaubt eine Aufteilung der Erfassung auf mehrere erste Zeiträume, welche sich beispielsweise ein gewisses Charakteristikum wie eine bestimmte Ampelphase oder eine bestimmte Tageszeit teilen können. Dadurch kann die Erfassung verbessert werden, da mehrere solche erste Zeiträume, beispielsweise mit jeweils diesem Charakteristikum, zusammen ausgewertet werden können.
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Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren ferner folgende Schritte auf:
- - Erfassen von zweiten Trajektorien mehrerer Fahrzeuge über zweite Zeiträume, welche mit den ersten Zeiträumen nicht oder nur teilweise überlappen,
- - Ermitteln von zweiten Pfaden basierend jeweils auf mehreren zweiten Trajektorien, und
- - Bereitstellen der zweiten Pfade und/oder daraus abgeleiteter zweiter Informationen als zweite Verkehrsinformationen.
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Dadurch können zusätzliche zweite Verkehrsinformationen bereitgestellt werden, welche in den zweiten Zeiträumen oder einem zweiten Zeitraum erfasst werden können. Insbesondere können die zweiten Zeiträume ein anderes Charakteristikum verwenden als die ersten Zeiträume, beispielsweise eine andere Ampelphase oder eine andere Tageszeit abbilden. Grundsätzlich gilt für die zweiten Zeiträume und daraus abgeleitete Informationen das gleiche wie das bereits weiter oben bezüglich der ersten Zeiträume Gesagte.
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Bei der Ermittlung von zweiten Pfaden für die zweiten Zeiträume können insbesondere Trajektorien, welche während mehrerer zweiter Zeiträume erfasst wurden, zusammen verwendet werden. Mehrere zweite Zeiträume können insbesondere das gleiche Charakteristikum wie beispielsweise die gleiche Ampelphase haben. Ebenso wie weiter oben bereits mit Bezug auf die ersten Zeiträume erläutert, kann dadurch die Erfassung über mehrere solche zweite Zeiträume erfolgen und dadurch verbessert werden.
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Gemäß einer Ausführung entsprechen die ersten Zeiträume einer ersten Ampelphase und die zweiten Zeiträume einer zweiten Ampelphase. Dadurch können die Zeiträume unterschiedliche Ampelphasen abdecken. Es können somit spezifische Verkehrsinformationen für jede Ampelphase bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausführung sind die ersten Zeiträume und die zweiten Zeiträume einer Tageszeit und/oder einer tagesübergreifenden Zeitspanne zugeordnet. Insbesondere sind die ersten Zeiträume und die zweiten Zeiträume der gleichen Tageszeit und/oder der gleichen tagesübergreifenden Zeitspanne zugeordnet. Eine Tageszeit kann beispielsweise als Zeitpunkt oder als Zeitraum mit Startzeit und Endzeit angegeben werden. Eine tagesübergreifende Zeitspanne kann beispielsweise mehrere Zeiträume an einem Tag umfassen. Derartige Tageszeiten oder Zeitspannen können auch spezifisch für Wochentage oder für bestimmte Tage wie beispielsweise Feiertage angegeben werden. Sie treten typischerweise jeden Tag oder an festgelegten Tagen erneut auf. Somit können beispielsweise die ersten Zeiträume und die zweiten Zeiträume spezifischen Zeitspannen im Berufsverkehr zugeordnet werden. Beispielsweise können dann als weitere Untergliederung die Zeiträume unterschiedlichen Ampelphasen zugeordnet werden, wobei beispielsweise der erste Zeitraum einer ersten Ampelphase und der zweite Zeitraum einer zweiten Ampelphase zugeordnet sein kann.
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Die ersten Zeiträume können insbesondere einer ersten Tageszeit und/oder einer tagesübergreifenden Zeitspanne zugeordnet sein, wobei insbesondere die zweiten Zeiträume einer zweiten Tageszeit und/oder einer zweiten tagesübergreifenden Zeitspanne zugeordnet sein können. Dieser Fall kann beispielsweise verwendet werden, wenn die ersten Zeiträume den Vormittag und die zweiten Zeiträume den Nachmittag abdecken sollen. Entsprechend können Start- und Endzeiten gesetzt werden.
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Grundsätzlich können auch mehr als der erste und der zweite Zeitraum bzw. die ersten und die zweiten Zeiträume verwendet werden. Entsprechend können dritte, vierte, fünfte etc. Zeiträume verwendet werden. Das für die ersten und zweiten Zeiträume Erwähnte gilt entsprechend.
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Insbesondere können basierend auf den Pfaden Schnittpunkte von Pfaden als abgeleitete Informationen ermittelt werden. Derartige Schnittpunkte sind typischerweise Punkte auf einer Kreuzung, an welchen sich Fahrzeuge begegnen können, welche typischen unterschiedlichen Pfaden folgen. Dementsprechend besteht an solchen Punkten eine erhöhte Kollisionsgefahr. Durch das Bereitstellen derartiger Informationen kann die Kollisionsgefahr verringert werden.
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Die Schnittpunkte können insbesondere als Verkehrsinformationen oder als Teil der Verkehrsinformationen bereitgestellt werden. Sie können somit beispielsweise im Rahmen einer Kreuzungssteuerung, Verkehrsüberwachung oder Steuerung einzelner Fahrzeuge verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführung werden ausschließlich die Pfade als Verkehrsinformationen bereitgestellt. Dies ermöglicht ein einfaches Weiterverarbeiten derartiger Pfade.
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Gemäß einer alternativen Ausführung werden weitere oder alternative Informationen als Verkehrsinformationen bereitgestellt.
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Die Verkehrsinformationen können insbesondere an eines oder mehrere Kraftfahrzeuge bzw. Fahrzeuge und/oder an eine Datenbank bereitgestellt werden. Durch das Bereitstellen an Fahrzeuge können die Informationen im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung verwendet werden und dadurch den Verkehrsfluss verbessern und/oder die Verkehrssicherheit erhöhen. Beim Bereitstellen an eine Datenbank können die Informationen beispielsweise zum Abruf durch Verkehrsteilnehmer oder auch zum Abruf durch Auswertefunktionalitäten wie beispielsweise im Rahmen einer Verkehrsplanung bereitgestellt werden. Auch weitergehende statistische Analysen und eine Optimierung des Verkehrsflusses oder der Stadtplanung sind möglich.
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Vorzugsweise können die Trajektorien mittels einem oder mehreren Umfeldsensoren erfasst werden. Dies erlaubt ein einfaches Erfassen der jeweiligen Position und damit auch der Trajektorien von Fahrzeugen.
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Insbesondere können einige oder alle Umfeldsensoren aus folgender Gruppe ausgewählt sein:
- - Kamera,
- - Radar,
- - Lidar,
- - Kontaktschleife.
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Beliebige Kombinationen und Gruppierungen derartiger Umfeldsensoren sind möglich.
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Insbesondere können die Trajektorien mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikation erfasst werden. Dabei kann auf Informationen zurückgegriffen werden, welche Fahrzeuge ohnehin im Rahmen der Fahrzeug-zu-X-Kommunikation aussenden, beispielsweise als Cooperative Awareness Messages (CAM), welche typischerweise aktuelle Daten des Fahrzeugs wie Ort, Geschwindigkeit und Kurs beinhalten. Dies erlaubt ein einfaches Erfassen der Trajektorien basierend auf derartigen Informationen.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Verkehrsinformationen, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren wie hierin beschrieben auszuführen. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Insbesondere kann die Vorrichtung Speichermittel und Prozessormittel aufweisen, wobei auf den Speichermitteln Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung die Prozessormittel ein Verfahren wie hierin beschrieben ausführen.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf welchem Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein hierin beschriebenes Verfahren ausführt. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
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Die erwähnten Umfeldsensoren können insbesondere an Infrastruktur wie beispielsweise an Ampeln, Lampen, Gebäuden oder anderen Objekten angeordnet sein. Insbesondere sind sie nicht in Fahrzeugen montiert, sondern straßenseitig montiert.
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Die gewonnenen Informationen können beispielsweise über Fahrzeug-zu-X-Kommunikation an Fahrzeuge zur Verfügung gestellt werden.
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Insbesondere kann mittels Sensorik einer intelligenten Kreuzung der Weg von Objekten auf der Kreuzung nachverfolgt werden. Hierfür können beispielsweise Rohdaten oder fusionierte Objekte aus Sensoren wie beispielsweise Kamera, Radar und/oder Laser genutzt werden. Hierdurch können sogenannte Ant Trails (Ameisenspuren) erzeugt werden. Diese können auch als Pfade bezeichnet werden.
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Aus diesen einzelnen Roh-/Fusionsdatenpunkten lassen sich einzelne Tracks ableiten, die zusammengefasst (gegebenenfalls nach Verkehrsteilnehmer gruppiert wie beispielsweise LKW, PKW, Motorrad) ein sehr gutes Bild der Bewegungen an der Kreuzung liefern, die auch von den Ampelphasen (wer darf fahren) und den zeitlichen Gegebenheiten (Tageszeit, Jahreszeit, Monat, etc.) gruppiert werden können. Aus der Zusammenführung dieser Ant Trails nach bestimmten Kriterien, wie beispielsweise Uhrzeit, zu Ant Trail-Bündeln ergeben sich neue Möglichkeiten für die Datengenerierung an einer intelligenten Kreuzung. Auch eine Auswertung durch eine künstliche Intelligenz kann an dieser Stelle verwendet werden. Es entsteht beispielsweise eine Vernetzungskarte, welche an die Fahrzeuge übermittelt werden kann.
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Die durch die Ant Trails erzeugte Verbindungskarte kann mit Relation zu den Ampelphasen die kritischen Punkte an der Kreuzung ermitteln, wo es mit höherer Wahrscheinlichkeit zu einem Unfall kommen kann, und diese alle oder in Abhängigkeit zur Ampelphase nur die relevanten übermitteln.
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Eine Übermittlung der generierten Daten an Fahrzeuge, Kartenhersteller und Apps eröffnet neue Wege für zukünftige erweiterte Funktionen.
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Insbesondere kann die Auswertung auch für eine nachgelagerte Datengenerierung verwendet werden.
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Verbindungsdaten an einer Kreuzung können insbesondere automatisch ermittelt werden und können tagesaktuell angepasst werden, wenn sich Veränderungen ergeben. Verbindungsdaten können in einen zeitlichen Bezug gesetzt werden, beispielsweise in Bezug zu Ampelphasen. Kritische Punkte in einer Kreuzung (beispielsweise mit erhöhter Unfallgefahr) können automatisch ermittelt werden, und zwar insbesondere auch in Relation zu den Ampelphasen. Daten können an Kartenhersteller, Fahrzeuge, Handy-Apps, Tablet-Apps und andere Nutzer übermittelt werden. Für die Kartenhersteller entfällt dann die aufwändige händische Nachbearbeitung der Karten.
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Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:
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1 zeigt eine Kreuzung KR, an welcher sich eine erste Straße S1 und eine zweite Straße S2 kreuzen. Lediglich beispielhaft sind ein erstes Fahrzeug 10 und ein zweites Fahrzeug 20 gezeigt, wobei das erste Fahrzeug 10 auf der ersten Straße S1 in Richtung Kreuzung KR fährt und das zweite Fahrzeug 20 auf der zweiten Straße S2 in Richtung Kreuzung KR fährt. Wie gezeigt wird die Kreuzung KR durch eine erste Ampel A1 und eine zweite Ampel A2 geregelt. Die erste Ampel A1 sperrt dabei die Zufahrt von der ersten Straße S1 aus oder gibt diese frei, und die zweite Ampel A2 steuert die Zufahrt von der zweiten Straße S2 aus oder gibt diese frei.
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Neben der Kreuzung KR ist ein Umfeldsensor in Form einer Kamera KA angeordnet, welche das Verkehrsgeschehen überwacht und Trajektorien der Fahrzeuge erfasst.
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Zum Abbiegen nach links von der ersten Straße S1 aus können beispielsweise unterschiedliche erste Trajektorien T1 gefahren werden. Diese sind hier rein beispielhaft und schematisch dargestellt. Ebenso können zum geraden Queren der Kreuzung KR von der zweiten Straße S2 aus unterschiedliche zweite Trajektorien T2 gefahren werden. Diese werden bei unterschiedlichen Fahrzeugen, welche die Kreuzung KR gequert haben, erfasst.
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Aus den ersten Trajektorien T1 wird ein erster Pfad P1 errechnet, welcher als eine Art Mittelwert der ersten Trajektorien T1 aufgefasst werden kann. Ebenso wird ein zweiter Pfad P2 aus den zweiten Trajektorien T2 errechnet, welcher als eine Art Mittelwert der zweiten Trajektorien T2 aufgefasst werden kann. Die ersten Trajektorien T1 werden dabei während ersten Zeiträumen erfasst, welche einer Grünphase der ersten Ampel A1 und damit einer Rotphase der zweiten Ampel A2 entsprechen. Die zweiten Trajektorien T2 werden während zweiten Zeiträumen erfasst, welche einer Grünphase der zweiten Ampel A2 und damit einer Rotphase der ersten Ampel A1 entsprechen.
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Die berechneten Pfade können dazu verwendet werden, um das Verkehrsgeschehen auszuwerten und auch um eine jeweils aktuelle Information über das Verkehrsgeschehen an die Fahrzeuge 10, 20 zu senden, beispielsweise unter Verwendung von Fahrzeug-zu-X-Kommunikation. Zudem kann das Unfallgeschehen oder das Unfallrisiko an der Kreuzung KR analysiert werden, wozu beispielsweise ein Schnittpunkt SP ermittelt werden kann, an welchem sich die Pfade P1, P2 kreuzen. An derartigen Punkten tritt typischerweise eine erhöhte Unfallgefahr auf, da beispielsweise ein Fahrzeug, welches unter Missachtung der Ampelphasen die Kreuzung KR quert, an einem solchen Schnittpunkt mit besonders hoher Wahrscheinlichkeit mit einem anderen Fahrzeug kollidieren würde. Es handelt sich somit um einen kritischen Punkt.
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Allgemein sei darauf hingewiesen, dass unter Fahrzeug-zu-X-Kommunikation insbesondere eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen verstanden wird. Beispielsweise kann es sich also um Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder um Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation handeln. Sofern im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen Bezug genommen wird, so kann diese grundsätzlich beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erfolgen, welche typischerweise ohne Vermittlung durch ein Mobilfunknetz oder eine ähnliche externe Infrastruktur erfolgt und welche deshalb von anderen Lösungen, welche beispielsweise auf ein Mobilfunknetz aufbauen, abzugrenzen ist. Beispielsweise kann eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation unter Verwendung der Standards IEEE 802.11 p oder IEEE 1609.4 erfolgen. Weitere Beispiele für Kommunikationstechnologien umfassen LTE-V2X, 5G-V2X, C-V2X, WLAN, WiMax, UWB oder Bluetooth. Eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation kann auch als C2X-Kommunikation bezeichnet werden. Die Teilbereiche können als C2C (Car-to-Car) oder C2I (Car-to-Infrastructure) bezeichnet werden. Die Erfindung schließt jedoch Fahrzeug-zu-X-Kommunikation mit Vermittlung beispielsweise über ein Mobilfunknetz explizit nicht aus.
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Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
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Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Fahrzeug
- 20
- zweites Fahrzeug
- KR
- Kreuzung
- SP
- Schnittpunkt
- A
- Ampel
- S
- Straße
- KA
- Kamera
- T
- Trajektorie
- P
- Pfad
