DE112016001079T5 - Apparatus and method for classifying road sections based on their suitability for platooning - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung und Verfahren zur Klassifizierung von Straßenabschnitten (1) basierend auf ihrer Eignung für das Platooning. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Straßendaten α für zumindest einen Straßenabschnitt (1), wobei die Straßendaten α zumindest ein charakterisierendes Merkmal für den Straßenabschnitt (1) und Identifikationsdaten umfassen, die den Straßenabschnitt identifizieren. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer Klassifizierung des Straßenabschnitts (1), die die Eignung des Straßenabschnitts für das Platooning angibt, basierend auf dem Ergebnis einer Auswertung des zumindest einen charakterisierenden Merkmals anhand eines Entscheidungskriteriums. Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen eines Klassifizierungssignals β, das die Klassifizierung und die Identifikationsdaten umfasst.Apparatus and method for classifying road sections (1) based on their suitability for platooning. The method comprises determining road data α for at least one road section (1), the road data α comprising at least one characterizing feature for the road section (1) and identification data identifying the road section. The method further comprises determining a classification of the road segment (1) indicating the suitability of the road segment for the platoon based on the result of an evaluation of the at least one characterizing feature based on a decision criterion. The method further comprises generating a classification signal β comprising the classification and the identification data.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft die Technologie des Platooning. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klassifizierung von Straßenabschnitten basierend auf ihrer Eignung für das Platooning. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, das die Vorrichtung umfasst, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.The present invention relates to the technology of platooning. In particular, the invention relates to an apparatus and method for classifying road sections based on their suitability for platooning. The invention also relates to a motor vehicle comprising the device, a computer program and a computer program product.
Hintergrundbackground
Die Europäische Union hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2020 die Treibhausgase um 20% zu reduzieren, und schwere Kraftfahrzeuge sind aktuell für 17% des gesamten CO2-Ausstoßes in Europa verantwortlich. Daher wurde zur Erreichung des Ziels und außerdem zur Einsparung bei den Kosten für Kraftstoff der Schwerpunkt auf die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs unter anderem von schweren Kraftfahrzeugen gelegt. Eine Möglichkeit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs besteht darin, mehrere Kraftfahrzeuge in einer Kettenformation fahren zu lassen, auch bekannt als „Platooning” oder Fahren im „Konvoi”.The European Union has set itself the goal of reducing greenhouse gases by 20% by 2020, and heavy vehicles currently account for 17% of total CO 2 emissions in Europe. Therefore, in order to achieve the goal and also to save fuel costs, emphasis has been placed on reducing fuel consumption among, among others, heavy vehicles. One way to reduce fuel consumption is to drive multiple motor vehicles in a chain formation, also known as "platooning" or "convoy" driving.
Beim Platooning wird der Vorteil des geringeren Luftwiderstands genutzt, indem der Abstand zwischen den Fahrzeugen gering gehalten wird. Unter normalen Umständen ist der Luftwiderstand eines Fahrzeugs proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das bedeutet, dass eine Reduzierung der Geschwindigkeit von 90 km/h auf 80 km/h den Luftwiderstand um ungefähr 20 Prozent reduziert. Der Effekt eines geringeren Luftwiderstands kann auch dadurch erzielt werden, dass das Fahrzeug dicht hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug bleibt.Platooning takes advantage of lower air resistance by keeping the distance between vehicles low. Under normal circumstances, the air resistance of a vehicle is proportional to the square of the speed of the vehicle. This means that reducing the speed from 90 km / h to 80 km / h reduces air resistance by about 20 percent. The effect of lower air resistance can also be achieved by keeping the vehicle close behind a preceding vehicle.
Mit einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (engl. Adaptive Cruise Control, ACC) können die beiden oben genannten Methoden zur Reduzierung des Luftwiderstands und des Kraftstoffverbrauchs umgesetzt werden, und zwar:
- • Durch eine niedrigere Fahrgeschwindigkeit als die voreingestellte Geschwindigkeit den Luftwiderstand reduzieren, wenn ein Fahrzeug vorausfährt,
- • Durch eine größere Nähe zum vorausfahrenden Fahrzeug den Luftwiderstand aufgrund aerodynamischer Auswirkungen reduzieren.
- • Reduce air resistance by driving faster than the preset speed when a vehicle is driving ahead,
- • Close closer to the vehicle in front to reduce air resistance due to aerodynamic effects.
Wenn also mehrere Fahrzeuge in einer Kettenformation fahren, lässt sich durch automatisierte Systeme eine erhebliche Kraftstoffeinsparung erzielen. Auf bestimmten Straßenarten ist es jedoch schwierig, einen Fahrzeug-Platoon zu bilden und aufrechtzuerhalten. Weist eine Straße mehrere Fernverkehrsstraßen-Auffahrten und -Abfahrten auf, reduziert sich die Zeitspanne, die ein Platoon aufrechterhalten werden kann. Beispielweise kann ein Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug aufholen und einen Platoon bilden, um nur kurze Zeit später die Straße wieder verlassen zu müssen. Wenn es schwierig ist, Platoons zu bilden, oder diese kurz nach ihrer Bildung wieder aufgelöst werden, sind die Fahrzeugführer bei der Bildung von Platoons womöglich zurückhaltender.Thus, when driving multiple vehicles in a chain formation, automated systems can achieve significant fuel savings. However, on certain types of roads, it is difficult to form and maintain a vehicle platoon. If a road has several highways and driveways, the amount of time that a platoon can be maintained is reduced. For example, a vehicle may catch up to a preceding vehicle and form a platoon to leave the road only a short time later. If it is difficult to form platoons, or they are dissolved shortly after they are educated, the drivers may be more restrained in forming platoons.
ZusammenfassungSummary
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Bildung von Platoons unterstützt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass ein Platoon aufrechterhalten wird. Diese und weitere Aufgaben werden zumindest teilweise durch das Verfahren und die Vorrichtung zur Klassifizierung von Straßenabschnitten basierend auf ihrer Eignung für das Platooning gemäß den unabhängigen Ansprüchen und durch die Ausführungsformen gemäß den abhängigen Ansprüchen gelöst.The invention is therefore based on the object to provide a method that supports the formation of platoons. It is a further object of the invention to provide a method that increases the likelihood that a platoon will be maintained. These and other objects are achieved, at least in part, by the method and apparatus for classifying road sections based on their suitability for platooning according to the independent claims and by the embodiments according to the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Klassifizierung von Straßenabschnitten basierend auf ihrer Eignung für das Platooning. Die Vorrichtung ist dafür konfiguriert, Straßendaten α für zumindest einen Straßenabschnitt zu ermitteln, wobei die Straßendaten α zumindest ein charakterisierendes Merkmal für den Straßenabschnitt und Identifikationsdaten umfassen, die den Straßenabschnitt identifizieren. Die Vorrichtung ist ferner dafür konfiguriert, eine Klassifizierung des Straßenabschnitts zu bestimmen, die die Eignung des Straßenabschnitts für das Platooning angibt, basierend auf dem Ergebnis einer Auswertung des zumindest einen charakterisierenden Merkmals anhand eines Entscheidungskriteriums. Die Vorrichtung ist ferner dafür konfiguriert, ein Klassifizierungssignal β zu erzeugen, das die Klassifizierung und die Identifikationsdaten umfasst.In one aspect, the invention includes an apparatus for classifying road sections based on their suitability for platooning. The apparatus is configured to determine road data α for at least one road segment, wherein the road data α comprises at least one characterizing feature for the road segment and identification data identifying the road segment. The apparatus is further configured to determine a classification of the road segment indicating the suitability of the road segment for the platoon based on the result of an evaluation of the at least one characterizing feature based on a decision criterion. The apparatus is further configured to generate a classification signal β comprising the classification and the identification data.
Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Klassifizierung von Straßenabschnitten basierend auf ihrer Eignung für das Platooning. Das Verfahren besteht aus der Ermittlung von Straßendaten α für zumindest einen Straßenabschnitt, wobei die Straßendaten α zumindest ein charakterisierendes Merkmal für den Straßenabschnitt und Identifikationsdaten umfassen, die den Straßenabschnitt identifizieren. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer Klassifizierung des Straßenabschnitts, die die Eignung des Straßenabschnitts für das Platooning angibt, basierend auf dem Ergebnis zumindest einer Auswertung des zumindest einen charakterisierenden Merkmals anhand eines Entscheidungskriteriums, und die Erzeugung eines Klassifizierungssignals β, das die Klassifizierung und die Identifikationsdaten umfasst.According to a second aspect, the invention comprises a method for classifying road sections based on their suitability for platooning. The method consists of the determination of road data α for at least one road section, the road data α comprising at least one characterizing feature for the road section and identification data identifying the road section. The method further comprises determining a classification of the road segment indicating the suitability of the road segment for the platoon based on the result of at least one evaluation of the at least one characterizing feature based on a Decision criterion, and the generation of a classification signal β, which includes the classification and the identification data.
Die Vorrichtung und/oder das Verfahren kann Flottenmanager oder Flottenbetreiber bei der Planung der Transportrouten mit höherer Kraftstoffeffizienz unterstützen. Ferner trägt es auch zur Akzeptanz von Platoons bei, da der Verkehr durch die Umsetzung des Platooning nur auf den entsprechend geeigneten Straßenabschnitten nicht gestört wird. Nach positiven Erfahrungen mit dem Platooning führen die Fahrzeugführer das Platooning eventuell in höherem Maße fort, als wenn sie negative Erfahrungen mit dem Platooning gemacht hätten.The apparatus and / or method may assist fleet managers or fleet operators in planning the transport routes with higher fuel efficiency. Furthermore, it also contributes to the acceptance of platoons, since the traffic is not disturbed by the implementation of the platooning only on the appropriate road sections. After positive experiences with the platooning, the drivers may continue the platooning to a greater extent than if they had had negative experiences with the platooning.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die Bestimmung der Klassifizierung auf der Auswertung einer Vielzahl von charakterisierenden Merkmalen anhand jeweils eines Entscheidungskriteriums.According to one embodiment, the determination of the classification is based on the evaluation of a multiplicity of characterizing features on the basis of a respective decision criterion.
Gemäß einer Ausführungsform ist das charakterisierende Merkmal eines der folgenden: Dichte der Ausfahrten in dem Straßenabschnitt, Geschwindigkeitsbeschränkung in dem Straßenabschnitt, Anzahl der Spuren in dem Straßenabschnitt, Straßenbauarbeiten, Anzahl vorheriger erfolgreicher Platooning-Aktionen in dem Straßenabschnitt und aktuelle oder frühere Verkehrsstockungen in dem Straßenabschnitt. Das Entscheidungskriterium umfasst zumindest einen Grenzwert für das charakterisierende Merkmal, und die Auswertung umfasst den Vergleich des charakterisierenden Merkmals mit dem zumindest einen Grenzwert.According to one embodiment, the characterizing feature is one of the following: density of exits in the road section, speed limit in the road section, number of lanes in the road section, roadworks, number of previous successful platooning actions in the road section, and current or previous traffic stalls in the road section. The decision criterion comprises at least one limit value for the characterizing feature, and the evaluation comprises the comparison of the characterizing feature with the at least one limit value.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Klassifizierung zeitabhängig.According to one embodiment, the classification is time dependent.
Gemäß einer Ausführungsform sind die charakterisierenden Merkmale dafür konfiguriert, fortlaufend aktualisiert zu werden.According to one embodiment, the characterizing features are configured to be continuously updated.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Straßenabschnitt entweder eine Straßenroute, eine vorbestimmte Länge einer Straße oder eine Länge einer Straße, in der sich zumindest ein charakterisierendes Merkmal nicht verändert oder sich innerhalb eines vorbestimmten Intervalls verändert.According to one embodiment, a road section is either a road route, a predetermined length of a road or a length of a road in which at least one characterizing feature does not change or changes within a predetermined interval.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung dafür konfiguriert, das Klassifizierungssignal β an eine Kommunikationsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug zu senden, wodurch die Klassifizierung und die Identifikationsdaten an den Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs kommuniziert werden.According to one embodiment, the device is configured to send the classification signal β to a communication device in a motor vehicle, whereby the classification and the identification data are communicated to the driver of the motor vehicle.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das die hier dargelegte Vorrichtung umfasst.According to a third aspect, the invention relates to a motor vehicle comprising the device set forth herein.
Gemäß einem vierten Aspekt umfasst das Computerprogramm P einen Computerprogrammcode, der eine Vorrichtung oder einen mit der Vorrichtung verbundenen Computer veranlasst, das Verfahren gemäß allen hier dargelegten Schritten durchzuführen.According to a fourth aspect, the computer program P comprises a computer program code which causes a device or a computer connected to the device to carry out the method according to all the steps set out here.
Gemäß einem fünften Aspekt umfasst das Computerprogrammprodukt einen Computerprogrammcode, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung des hier dargelegten Verfahrens, wenn der Computerprogrammcode durch eine Vorrichtung oder einen Computer ausgeführt wird, der mit der Vorrichtung verbunden ist.According to a fifth aspect, the computer program product comprises computer program code stored on a computer readable medium for carrying out the method set forth herein when the computer program code is executed by a device or a computer connected to the device.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:Show it:
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Die Vorrichtung
In dem Ablaufdiagramm aus
Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung einer Klassifizierung des Straßenabschnitts, die die Eignung des Straßenabschnitts für das Platooning angibt, basierend auf dem Ergebnis von zumindest einer Auswertung des zumindest einen charakterisierenden Merkmals anhand eines Entscheidungskriteriums (A2). Die Bestimmung der Klassifizierung kann auf der Auswertung einer Vielzahl von charakterisierenden Merkmalen anhand jeweils eines Entscheidungskriteriums beruhen. Das charakterisierende Merkmal kann eines der folgenden sein: Dichte der Ausfahrten in dem Straßenabschnitt
Der Grenzwert für die Dichte der Ausfahrten kann beispielsweise eine Anzahl von Ausfahrten pro 10 km sein, z. B. 0, 5, 1, 2, 3 usw. Befinden sich in dem Straßenabschnitt keine Ausfahrten, eignet sich der Straßenabschnitt für das Platooning. Befinden sich 10 Ausfahrten in dem Straßenabschnitt und der Straßenabschnitt ist 50 km lang, eignet sich der Straßenabschnitt nicht für das Platooning. Basierend auf der Länge des Straßenabschnitts und der Anzahl der Ausfahrten lässt sich die Dichte des Straßenabschnitts berechnen.The threshold for the density of exits may be, for example, a number of exits per 10 km, e.g. B. 0, 5, 1, 2, 3, etc. If there are no exits in the road section, the road section is suitable for platooning. If there are 10 exits in the road section and the road section is 50 km long, the road section is not suitable for platooning. Based on the length of the road section and the number of exits, the density of the road section can be calculated.
Die Geschwindigkeitsbeschränkung in dem Straßenabschnitt kann mit einem Geschwindigkeitsgrenzwert verglichen werden, da Platooning bei hohen Geschwindigkeiten vorteilhafter und somit kraftstoffsparender sein kann. Die Geschwindigkeitsbeschränkung kann beispielsweise 70 km/h oder 90 km/h betragen. Beträgt die Geschwindigkeitsbeschränkung weniger als 70 km/h, eignet sich der Straßenabschnitt nicht für das Platooning. Beträgt die Geschwindigkeitsbeschränkung weniger als 90 km/h aber mindestens 70 km/h, eignet sich der Straßenabschnitt für das Platooning. Beträgt die Geschwindigkeitsbeschränkung mindestens 90 km/h, eignet sich der Straßenabschnitt sogar noch mehr für das Platooning. Außerdem kann eine niedrige Geschwindigkeitsbeschränkung (beispielsweise unter 70 km/h) ein guter Hinweis auf die erwartete Verkehrsdichte sein, da Straßen mit mehr Verkehr typischerweise eine niedrigere Geschwindigkeitsbeschränkung aufweisen. Ein Straßenabschnitt mit hoher Dichte eignet sich somit typischerweise nicht für das Platooning.The speed limit in the road section can be compared to a speed limit since platooning at high speeds may be more advantageous and thus more fuel efficient. The speed limit may be 70 km / h or 90 km / h, for example. If the speed limit is less than 70 km / h, the road section is not suitable for platooning. If the speed limit is less than 90 km / h but at least 70 km / h, the Road section for the platooning. If the speed limit is at least 90 km / h, the road section is even more suitable for platooning. In addition, a low speed limit (eg, below 70 km / h) may be a good indication of the expected traffic density, as roads with more traffic typically have a lower speed limit. A high density road section is thus typically not suitable for platooning.
Die Anzahl der Spuren in dem Straßenabschnitt
Die Straßendaten α mit einem charakterisierenden Merkmal zu Straßenbauarbeiten im Straßenabschnitt
Das charakterisierende Merkmal der Anzahl vorheriger erfolgreicher Platooning-Aktionen im Straßenabschnitt
Das charakterisierende Merkmal der Anzahl aktueller oder früherer Verkehrsstockungen im Straßenabschnitt
Die Klassifizierung des Straßenabschnitts
Das Verfahren umfasst ferner die Erzeugung eines Klassifizierungssignals ß, das die Klassifizierung und die Identifikationsdaten umfasst. Die Klassifizierung kann somit entweder „sehr geeignet für das Platooning”, „mittelmäßig geeignet für das Platooning” oder „nicht geeignet für das Platooning” lauten. Die Klassifizierungen können jedoch auf eine andere Weise ausgedrückt werden, beispielweise durch Zahlen oder andere Wörter oder Buchstaben.The method further comprises generating a classification signal β comprising the classification and the identification data. The classification may thus be either "very suitable for platooning", "mediocre for platooning" or "not suitable for platooning". However, the classifications can be expressed in another way, such as numbers or other words or letters.
Das Klassifizierungssignal β kann an eine andere Einheit im Kraftfahrzeug oder an einen entfernten Computer gesendet oder intern in derselben Vorrichtung
Das Verfahren kann eingeleitet werden, wenn Informationen beispielsweise von einem Platooning-Koordinationssystem abgerufen werden, dass ein für Platooning mit dem eigenen Fahrzeug geeignetes Fahrzeug sich vor dem eigenen Fahrzeug, beispielsweise weiter die Straße hinunter, befindet. Das Verfahren kann auch vom Fahrzeugführer eingeleitet werden. Der Fahrzeugführer kann das Verfahren durch Spracheingabe, durch Betätigung einer Taste oder eines Hebels, durch Eingabe über einen Touchscreen usw. in ein System einleiten, das die Vorrichtung
Die Klassifizierung kann zeitabhängig sein. Dies kann bedeuten, dass die Klassifizierung nur eine bestimmte Zeit am Tag gültig ist. Beispielsweise kann das Verkehrsaufkommen im Straßenabschnitt
Die Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Es können zahlreiche Alternativen, Abwandlungen und Äquivalente eingesetzt werden. Die oben aufgeführten Ausführungsformen sollten daher nicht als den Rahmen der Erfindung, der durch die anhängenden Ansprüche definiert wird, einschränkend betrachtet werden.The present invention is not limited to the above-described preferred embodiments. Numerous alternatives, modifications and equivalents can be used. The above-mentioned embodiments should therefore not be considered as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims.
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