DE19917154A1 - Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen und Fahrzeuggeräte mit einer Einheit zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen und Fahrzeuggeräte mit einer Einheit zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei stop and go-Bewegungsabläufen auf Straßen die Beschleunigung (b) und die maximale Geschwindigkeit (V¶max¶) eines Fahrzeuges (FA) erfaßt und im Fahrzeuggerät (1) bewertet werden. Nach mindestens zwei solchen Bewegungsabläufen wird ein Stausignal (ST) gebildet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen,
vorzugsweise für mit einer Zentrale kommunizierende Fahrzeuggeräte in
Straßenfahrzeugen zur Information über Standort und Verkehrssituation und
Fahrzeuggeräte mit einer Einheit zur Durchführung des Verfahrens.
Allgemein vorbekannt sind in Straßenfahrzeugen eingebaute, mit einer Zentrale
kommunizierende Fahrzeuggeräte zur Information einer Zentrale über Standort und
Verkehrssituation, die mit einer Sende- und Empfangseinrichtung für Verkehrsdaten sowie
einer Einheit zur Erfassung von aktuellen Verkehrszuständen während der Fahrt
ausgestattet sind.
Vorbekannt ist durch die Schrift DE 196 06 258 C1 ein gattungsgemäßes Verfahren zum
Erkennen von Stausituationen, das in vorbeschriebenen Fahrzeuggeräten zur Anwendung
gelangt. Zur Stauerkennung wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges fortwährend erfaßt
und gemäß intern im Fahrzeuggerät vorgegebener Geschwindigkeitsklassen klassifiziert.
Die jeweiligen Klassifizierungsgrößen bilden die Eingangsgrößen für sich zeitlich
wiederholende Integrationsprozesse, deren Ergebnisse auf einer Skala abgebildet werden
und aus der die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens eines Staues auslesbar ist. Die Aussage
zur Wahrscheinlichkeit eines aufgetretenen Staues wird vorzugsweise aus einem Fuzzy-
Ansatz mit der Zuordnung der Geschwindigkeitsklassen gewonnen.
Bei stop and go-Bewegungsabläufen im Stau ist es wünschenswert, derartige Abläufe auf
freier Strecke von solchen in der Stadt zu unterscheiden.
Weiterhin hat sich als nachteilig erwiesen, bei Haltevorgängen während stop and go-
Bewegungsabläufen die GPS-Navigation anzuwenden, weil sich eine nur ungenaue
Ortsbestimmung bei der sich ergebenden geringen Geschwindigkeit der Ortsveränderung
realisieren läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Erkennen
von Strecken und Kreuzungen zu schaffen, das zu deren Kennzeichnung und
Charakterisierung eine geringere Menge von gespeicherten oder zu übermittelnden Daten
erfordert.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches erreicht. Zum Erkennen von Stausituationen vor Ampeln wird die
Charakteristik des Geschwindigkeitsverlaufes erfaßt, das betrifft sowohl deren Größe als
auch deren Veränderung - Beschleunigen und Verzögern -, und mit gespeicherten Mustern
derartiger Stausituationen verglichen. Hilfsweise kann dabei auch die Bedingung
herangezogen werden, daß die Charakteristik nur dann bewertet wird, wenn der erste Gang
wirksam ist. Gemäß dem Nebenanspruch sind mit einer Zentrale kommunizierende
Fahrzeuggeräte zur Information über Standort und Verkehrssituation mit einer Einheit zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ausgestattet, das die in dessen
kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale aufweist. Die Merkmale der
Unteransprüche werden in der Beschreibung mit ihren Funktionen, Vorteilen und
Wirkungen im Zusammenhang genannt.
Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 den Aufbau eines gattungsgemäßen Fahrzeuggerätes in erfindungsgemäßer
Ausgestaltung in schematisierter Form,
Fig. 2 die Charakteristik von Verkehrsabläufen an einer Engstelle,
Fig. 3 die Charakteristik von unstetigen Verkehrsabläufen ohne Stau vor oder nach
Ampeln.
Das mit einer Zentrale kommunizierende Fahrzeuggerät 1 zur Information über Standort
und Verkehrssituation weist eine erste Navigationseinheit 2 zur Satellitennavigation und
eine zweite - 3 - zur Koppelnavigation auf. Beide Navigationseinheiten 2; 3 sind an
Eingängen einer Einheit 4 zur Standortbestimmung angeschlossen.
An der Einheit 3 für die Koppelnavigation sind an Eingängen Signale für den Fahrweg
- Signale n der Ausgangsdrehzahlen des Antriebsstranges und dessen Richtung
- Signale LW aus Lenkwinkelgebern angeschlossen.
- Signale n der Ausgangsdrehzahlen des Antriebsstranges und dessen Richtung
- Signale LW aus Lenkwinkelgebern angeschlossen.
Die Einheit 2 zur Satellitennavigation bestimmt in bekannter Weise den Standort SN-STO
des Fahrzeuges FA anhand mehrerer empfangener Satelliten.
Diese Art der Navigation wird jedoch ungenau bei zu geringer Geschwindigkeit v des
Fahrzeuges FA. In der Einheit zur Standortbestimmung 4 wird parallel aus den
Informationen der beiden Navigationseinheiten 2; 3 der jeweilige Standort STO aktuell
ermittelt. Die Navigationseinheit 3 liefert aus Lenkwinkel LW und Geschwindigkeit n [V] des
Fahrzeuges dessen Weg W und Richtung R.
Aus dem Signalverlauf zur Fahrgeschwindigkeit V - als Synonym dient die
Drehgeschwindigkeit n des Antriebsstranges - wird erfindungsgemäß die Charakteristik der
jeweiligen Verkehrssituation gebildet und mit einer in einem Speicher 5 fest gespeicherten
Charakteristik von Verkehrsabläufen bei Stau vor einer Ampel in einer Vergleichseinheit 6
verglichen. Bei Ähnlichkeit der aktuell gebildeten und der gespeicherten Charakteristik wird
ein Signal ST für Stau von der Vergleichseinheit 6 ausgegeben. Diese vorbeschriebenen
Schritte bilden die Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren.
Zusätzlich kann dieser Vergleich auch an das Vorhandensein einer weiteren Bedingung
gebunden sein, z. B. daß der Vergleich nur bei eingelegtem 1. Gang im Getriebe wirksam
abläuft. Hierzu liegt der Vergleichseinheit 6 bei wirksamem 1. Gang eingangsseitig
zusätzlich das Signal Ü an, welches die Vergleichseinheit 6 aktiviert.
Die Ausgangssignale eines Empfängers 7 für von einer Zentrale abgegebene, codierte,
ortsbezogene Fahrzustandsmeldungen sind einer Auswahleinheit 8 angeschlossen, die
diese Fahrzustandsmeldungen auf örtliche Relevanz oder Relevanz der weiteren
vorgesehenen Fahrstrecke prüft. Dazu sind der Auswahleinheit 8 die Einheit 4 zur
Standortbestimmung und der Speicher 9 für den Streckenverlauf angeschlossen. Die
Signale der örtlich bestimmten Fahrzustände aus der Auswahleinheit 8 sind einer
Vergleichseinheit 10 zusammen mit dem Signal ST für Stau vor einer Ampel
angeschlossen.
Die Vergleichseinheit 10 schaltet das Stausignal ST zusammen mit dem Standortsignal
StO einem Sender 11 an, wenn der erkannte Stau noch nicht von der Zentrale als
ortsbezogene Fahrzustandsmeldung gemeldet wurde. Der Sender 11 übermittelt diese
Signale, ST und STO und informiert damit die Zentrale über den veränderten örtlichen
Verkehrszustand.
Das in von den Fig. 2 und 3 gezeigte Diagramm wurde bei einem durchgehenden
Fahrverlauf aufgenommenen. Es widerspiegelt den Geschwindigkeits- und
Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsverlauf sowie Standzeiten während der Fahrzeit.
Die Charakteristik von Verkehrsabläufen bei Stau vor einer Engstelle, bei welcher de von
einer in nicht allzu großer Entfernung plazierten Ampel bestimmter Gegenverkehr die
Durchfahrt zu gewähren ist, zeigt Fig. 2. Erkennbar ist einerseits die niedrige maximale
Fahrgeschwindigkeit Vmax zwischen den Bewegungszyklen beim Vorrücken zur Engstelle
und andererseits die hierbei auftretenden geringen Beschleunigungs- und
Verzögerungswerte b.
In dem Speicher 5 sind charakteristische Muster von Geschwindigkeits- und
Beschleunigungsverhältnissen - M (±b;/Vmax) - von Stausituationen vor Kreuzungen oder
Engstellen enthalten, sie liegen der Vergleichseinheit 6 an.
Fig. 3 zeigt die Charakteristik von unstetigen Verkehrsabläufen ohne Stau vor und nach
Ampeln. Nach dem Überfahren der Engstelle mit vorgelagertem Stau - ESt - wird eine
höhere Geschwindigkeit gefahren, wobei die weiteren Ampelkreuzungen nur zu einem
kurzen Halt veranlassen oder aber in konstant niedriger Geschwindigkeit angefahren
werden. Nach dem Überqueren der Kreuzungen erfolgt eine zügige Erhöhung der
Geschwindigkeit.
Aus den Unterschieden beider Darstellungen ist die hohe Wahrscheinlichkeit der
Erkennung von Staus vor Ampeln durch das erfindungsgemäße Verfahren erkennbar.
Letztlich ist aus der Anzahl der Anfahrzyklen sogar die Staulänge quantifizierbar.
1
Fahrzeuggerät
2
Navigationseinheit Satellitennavigation
3
Navigationseinheit Koppelnavigation
4
Einheit zur Standortbestimmung (StO)
5
Speicher für Charakteristika des Verkehrs bei Stau
6
Vergleichseinheit gibt Stausignal St ab
7
Empfänger
8
Auswahleinheit
9
Speicher für Streckenverlauf
10
Vergleichseinheit
11
Sender
ST Stausignal
STO momentaner Standort
Vmax
ST Stausignal
STO momentaner Standort
Vmax
max. Fahrgeschwindigkeit zwischen Bewegungszyklen
b Beschleunigungs- und Verzögerungswerte
ESt
b Beschleunigungs- und Verzögerungswerte
ESt
Engstelle
M (±b; Vmax
M (±b; Vmax
) gespeichert in
5
W + R Weg und Richtung
n Signal von der Ausgangsdrehzahl des Antriebsstranges
LW Signal vom Lenkwinkelgeber
Ü Signal für eingelegten 1. Gang
n Signal von der Ausgangsdrehzahl des Antriebsstranges
LW Signal vom Lenkwinkelgeber
Ü Signal für eingelegten 1. Gang
Claims (10)
1. Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen, vorzugsweise für mit einer
Zentrale kommunizierende Fahrzeuggeräte zur Information über Standort und
Verkehrssituation
dadurch gekennzeichnet,
daß bei stop and go-Bewegungsabläufen Beschleunigung (b) und maximale
Geschwindigkeit (Vmax) des Fahrzeuges (FA) erfaßt und im Fahrzeuggerät (1)
bewertet werden und nach mindestens zwei solchen Bewegungsabläufen ein
Stausignal (ST) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Beschleunigung (b) und maximale Geschwindigkeit (Vmax) der stop and go-
Bewegungsabläufe mit im Fahrzeuggerät (1) gespeicherten Mustern bzw. Werten
M (±b;/Vmax) solcher Bewegungsabläufe vor Engstellen oder Straßenanbindungen
verglichen werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2
dadurch gekennzeichnet,
daß die maximale Geschwindigkeit (Vmax) nur bei einem Signal (Ü) bei eingelegtem
1. Gang im Getriebe zur Wertung der stop and go-Bewegungsabläufe mit einem
gespeicherten Maximalwert verglichen und bei dessen Unterschreitung das
Stausignal (ST) gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die maximale Geschwindigkeit (Vmax) und Beschleunigung (b) der stop and go-
Bewegungsabläufe mit dem gespeicherten Werten M (±b; Vmax) verglichen werden
und deren Unterschreitung das Stausignal (ST) gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder/und mindestens einem der vorherigen Absprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stausignals (ST) in zusätzlicher Abhängigkeit einer bestimmten
Mindestgröße der Entfernung zwischen momentanem Standort (STO) des Fahrzeuges
(FA) und der nächsten in Fahrtrichtung zu erreichenden Straßenanbindung
abgegeben wird.
6. Fahrzeuggerät mit einer Einheit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
und mit einer Navigationseinrichtung zur GPS- oder Koppelnavigation,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stausignal (ST) die Navigationseinrichtung (4) auf Koppelnavigation stellt,
wobei die letzte GPS-Ortung den Ausgangsort für die nachfolgende Ortsermittlung
bildet.
7. Fahrzeuggerät mit einer Einheit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
und mit einer Navigationseinrichtung zur GPS- oder Koppelnavigation, und einer
Sende- und Empfangseinrichtung für Verkehrsdaten,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender (11) des Fahrzeuggerätes (1) das Stausignal (ST) bei interner oder
äußerer Anforderung zusammen mit den Daten des momentanen Standorts (STO)
sendet.
8. Fahrzeuggerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einheit integriert ist, die beim Anliegen des Stausignals (ST) die Entfernung
zwischen momentanem Standort (StO) und der nächsten in Fahrtrichtung zu
erreichenden Straßenanbindung ermittelt.
9. Fahrzeuggerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Speicher (5) vorhanden ist, welcher Charakteristika von Verkehrsabläufen bei
Stau enthält, und eine Vergleichseinheit (6) angeschlossen ist, der eingangsseitig
Signale des jeweiligen Verkehrsablaufes anliegen und welche bei Ähnlichkeit des
jeweiligen Verkehrsablaufes mit Charakteristika von Verkehrsabläufen bei Stau ein
Stausignal (ST) ausgibt.
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