DE19917154B4

DE19917154B4 - Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen und Fahrzeuggeräte mit einer Einheit zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19917154B4
Application number: DE19917154A
Authority: DE
Inventors: Ralf Willenbrock
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: DE19917154A1

Abstract

Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen vor einer Ampel oder einer Engstelle oder einer Straßenanbindung, wobei im Fahrzeug ein Fahrzeuggerät, mit einer Navigationseinheit zur Satelllitennavigation und einer Navigationseinheit zur Koppelnavigation, zur Information über Standort und Verkehrssituation vorhanden ist, das mit einer Zentrale in Kommunikationsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fahrzeuggerätes die Charakteristik von Geschwindigkeitsverläufen anhand der Beschleunigung und der maximalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, dass die erfasste Charakteristik mit gespeicherten Mustern von Verkehrssituationen verglichen wird und dass bei Ähnlichkeit der erfassten Charakteristik mit einem gespeicherten Muster ein Stausignal vermittels eines Senders an die Zentrale ausgegeben wird.

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.
Die DE 198 33 614 A1 , die nachveröffentlichter Stand der Technik darstellt, betrifft ein Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung und ein Fahrzeug als Mittel dazu. Dabei werden als Ausgangsgröße laufend die Geschwindigkeitsdaten wenigstens eines Fahrzeugs ermittelt und daraus eine Kenngrößer über ein gleitendes Zeitfenster hinweg berechnet. Über die Kenngröße oder den Kennwert wird im Fahrzeug ein Qualitätswert ermittelt, der über die Verkehrsqualität im Bereich des jeweiligen Fahrzeugs Auskunft gibt.
Die DE 199 14 257 A1 , die nachveröffentlichter Stand der Technik darstellt, betrifft ein Verfahren und System zum Erkennen der Verkehrssituation auf einem Fahrbahnteil. Es wird der Ort des Fahrzeugs und die Ist-Fahrdynamik des Fahrzeugs ermittelt. Es erfolgt ein Beurteilen der Fahrdynamik anhand einer für den ermittelten Ort erhobenen Musterfahrdynamik und anschließend das Erkennen der Verkehrssituation bezugnehmend auf das Beurteilungsergebnis.
Die EP 0 292 897 B1 betrifft ein Verfahren zur Bewertung der in Fahrzeugen mittels einer Leit- und Informationseinrichtung gemessenen Reisezeit. Es wird die in einer pro Teilstrecke enthaltene Stauzeit aus der Summe von Zeitintervallen herausgerechnet, bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit liegt. Ferner werden die Anzahl der Verzögerungsvorgänge unterhalb der Grenzgeschwindigkeit für eine Teilstrecke gemessen und daraus ein Gewichtungsfaktor gebildet. Die Stauzeiten und der zugehörige Gewichtungsfaktor wird zu einem zentralen Verkehrs- und Informationsleitrechner übertragen. In Abhängigkeit der Größe des Gewichtungsfaktors wird eine jeweilige Reise- und Stauzeit bewertet, wobei mit diesen Werten einerseits neue Alternativroutenempfehlungen erarbeitet und diese Werte für eine Lichtsignalanlagensteuerung ausgewertet werden können.
Die DE 196 04 084 A1 betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von dynamischen Verkehrsinformationen. Ein Endgerät führt eine Fahrzeugselbstortung durch. Weiter werden verkehrsrelevante Attribute automatisch erfasst. Die gewonnenen Daten werden über ein Mobilfunk-Telekommunikationsnetz direkt an weitere Mobilfunkteilnehmer und an eine Dienstzentrale geleitet, in welchen die Daten weiterverarbeitet und zusätzlich historische Verkehrsdaten erfasst und aufbereitet werden.
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 verbessertes Verfahren zum Erkennen von Stauinformationen zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie ein Fahrzeuggerät zur Durchführung dieses Verfahrens 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:
1 den Aufbau eines gattungsgemäßen Fahrzeuggerätes in erfindungsgemäßer Ausgestaltung in schematisierter Form,
2 die Charakteristik von Verkehrsabläufen an einer Engstelle,
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.

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 de 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 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 2. Erkennbar ist einerseits die niedrige maximale Fahrgeschwindigkeit V_max 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;/V_max) – von Stausituationen vor Kreuzungen oder Engstellen enthalten, sie liegen der Vergleichseinheit 6 an.
3 zeigt die Charakteristik von unstetigen Verkehrsabläufen ohne Stau vor und nach Ampeln. Nach dem Überfahren der Engstelle mit vorgelagertem Stau – E_St – 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.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeuggerät
2: Navigationseinheit Satellitennavigation
3: Navigationseinheit Koppelnavigation
4: Einheit zur Standortbestimmung (StO)
5: Speicher für Charakteristik 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
V_max: max. Fahrgeschwindigkeit zwischen Bewegungszyklen
b: Beschleunigungs- und Verzögerungswerte
E_St: Engstelle
M (±b; V_max): 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

Claims

Verfahren zum Erkennen von Stausituationen auf Straßen vor einer Ampel oder einer Engstelle oder einer Straßenanbindung, wobei im Fahrzeug ein Fahrzeuggerät, mit einer Navigationseinheit zur Satelllitennavigation und einer Navigationseinheit zur Koppelnavigation, zur Information über Standort und Verkehrssituation vorhanden ist, das mit einer Zentrale in Kommunikationsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fahrzeuggerätes die Charakteristik von Geschwindigkeitsverläufen anhand der Beschleunigung und der maximalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, dass die erfasste Charakteristik mit gespeicherten Mustern von Verkehrssituationen verglichen wird und dass bei Ähnlichkeit der erfassten Charakteristik mit einem gespeicherten Muster ein Stausignal vermittels eines Senders an die Zentrale ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stopp and go Bewegungsabläufe erfasst werden, wobei das Stausignal nach Erkennen mindestens zweier solcher stopp and go Bewegungsabläufe ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Geschwindigkeit nur bei einem Signal bei eingelegtem ersten Gang im Getriebe zur Wertung der Stopp and go Bewegungsabläufe mit einem gespeicherten Maximalwert verglichen und bei dessen Unterschreitung das Stausignal gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stausignal in zusätzlicher Abhängigkeit einer bestimmten Mindestgröße der Entfernung zwischen momentanem Standort des Fahrzeuges und der nächsten in Fahrrichtung zu erreichenden Straßenanbindung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stausignal eine Navigationseinrichtung des Fahrzeuggerätes auf Koppelnavigation umstellt, wobei die letzte GPS Ortung den Ausgangsort für die nachfolgende Ortsermittlung bildet.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stausignal bei interner oder äußerer Anforderung zusammen mit den Daten des momentanen Standortes mittels des Senders gesendet wird.
Fahrzeuggerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Speicher, welcher Charakteristika von Verkehrsabläufen bei Stau enthält und dem an eine Vergleichseinheit angeschlossen ist, wobei der Vergleichseinheit eingangsseitig Signale des jeweiligen Verkehrsablaufes anliegen, wobei die Vergleichseinheit bei Ähnlichkeit des jeweiligen Verkehrsablaufes mit Charakteristika von Verkehrsabläufen bei Stau ein Stausignal ausgibt.