JP2024512141A - 定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法及び警告装置 - Google Patents

定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法及び警告装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、定められた道路区間(10)上の後続車両(42)に障害物(36)について警告するための方法及び警告装置に関し、道路区間(10)上を移動している個車両(12)の複数の個軌道(14)が、第1の時間間隔([t1;t2])において捕捉され、そこから第1の群軌道(30)が計算されて、第1のタイムスタンプ(T1)と共に記憶される。同様に、第2の群軌道(38)が、道路区間(10)上を移動している個車両(12)の個軌道(14)から第2の時間間隔([t3;t4])において計算され、第2の時間間隔([t3;t4])が第1の時間間隔([t1;t2])に対して時間的にオフセットされている。第2の群軌道(38)はまた、第2のタイムスタンプ(T2)と共に記憶され、その後、第1の群軌道(30)と第2の群軌道(38)との間の差分、及び関連する差分の大きさ(│Δx│)が計算される。この差分の大きさ(│Δx│)が所定の閾値(xs)よりも大きい場合、道路区間(10)上に障害物(36)が存在していることが認識され、次いで後続車両(42)に対して警告信号(40)が出力される。本発明はまた、この方法を実行するように設計されている、対応する警告装置に関する。

Description

本発明は、定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法及び警告装置に関する。
車両は、この目的のために特別に設けられた車両センサの助けを借りて、道路区間上の障害物を自動的に検出することができることが知られている。検出された障害物に関するデータは、後続車両に警告するために、例えばバックエンドを介して、又はV2X通信を介して直接、後続車両に送信することができる。バックエンドから、又はV2X通信を介して直接、潜在的な障害物に関するデータが送信されると、そのような後続車両は、早期に反応して、例えばドライバに警告することができ、したがって事故を回避するのを支援することができる。
しかしながら、上述の検知は専用の車両センサによって実行されるため、これらの通常は高価な車両センサを装備した車両のみが、障害物の検知に参加することができる。加えて、そのような車両センサは、例えば、人間によって検出されるであろう全ての障害物を検出できない場合がある。
その結果、障害物検出のカバレッジが狭くなり、人間の障害物検出に比べて信頼性が低下するために、道路区間上の障害物の自動検出に基づいて後続車両に出力される警告信号は、むしろ信頼性の低いものとして分類されるべきである。
したがって、本発明の目的は、定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法及び警告装置を規定することであり、この方法は、従来知られている方法及び装置よりも信頼性が高い。
この目的は、請求項1の特徴の組合せを有する、定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法により達成される。
等位の請求項は、定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための警告装置に関する。
従属請求項は、本発明の有利な構成に関する。
定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法は、
-定められた道路区間上を移動している個車両の複数の個軌道を第1の時間間隔において捕捉することと、
-第1の時間間隔において捕捉された複数の個軌道から第1の群軌道を形成することと、
-第1の群軌道を第1のタイムスタンプと共に記憶することと、
-定められた道路区間上を移動している個車両の複数の個軌道を第2の時間間隔において捕捉することであって、第2の時間間隔が第1の時間間隔に対して時間的にオフセットされている、ことと、
-第2の時間間隔において捕捉された複数の個軌道から第2の群軌道を形成することと、
-第2の群軌道を第2のタイムスタンプと共に記憶することと、
-第1の群軌道と第2の群軌道との間の差分を形成することと、
-形成された差分の大きさが所定の閾値よりも大きい場合、道路区間上に存在する障害物を検出することと、
-定められた道路区間上を時間的に個車両の後方を移動している後続車両に対して警告信号を出力することと、
からなるステップを有する。
既知の方法とは対照的に、上述の方法では、例えば、道路の走行区間上の障害物は、経時的な群軌道の変化を検出することによって検出される。
群軌道は、個車両の移動データから作成される。例えば、回避操作が行われた結果として、経時的に、群軌道において突然の、統計的に有意な局所的変化が存在する場合、これは、道路区間上に障害物があることを示している。そのような回避操作は、通常、個車両を制御する人間によって開始され、その結果、人間又はドライバ自身がセンサとして機能して、通常は専用の車両センサでは検知が困難でしかない障害物も確実に検知することができる。基本的に、この方法の利点は、車両センサによる直接の障害物検出と比較して、車両内に特別な車両センサが必要でないことである。
定められた道路区間上で、群軌道は、道路区間上での進行方向の値及びそれに対して垂直に配置された値を有する、複数の連続的に配置された軌道位置又は軌道点によって決定される。両方のタイプの値が座標系で表される場合、y値は進行方向を表す一方で、x値はそれに対して垂直に配置される。差分を形成するために、比較される第1及び第2の群軌道のx値間の差分は、好ましくは、所定のy値で形成されるため、x方向の偏差は決定的である。
複数の個軌道は、好ましくは、個車両のGNSSデータ(GNSS=Global Navigation Satellite System:全地球航法衛星システム)を使用することによって、及び/又は個車両内に配置されたモバイル無線モジュールからの三角測量されたモバイル無線データを使用することによって捕捉される。
GNSSデータ又はモバイル無線データの使用により、障害物検知に参加する非常に多くの数の個車両が存在する。これにより、道路ネットワークのカバレッジが広がり、決定されるデータの信頼性が高まる。
個軌道が捕捉される第1の時間間隔及び第2の時間間隔は、時間的に一定とすることができ、例えば、10分間の期間をカバーする。しかしながら、第1の時間間隔及び第2の時間間隔を時間的にフレキシブルにして、定められた道路区間を通過する所定の数の個車両によって決定することも可能である。例えば、群軌道は、少なくとも10台の個車両が定められた道路区間を通過した場合にのみ、複数の個軌道から形成することができる。
例えば、第1の時間間隔及び第2の時間間隔はまた、時間的に重複することができる。
差分を形成するために、有利には、第2の群軌道が選択され、その第2のタイムスタンプは、第1の群軌道の第1のタイムスタンプに対して、時間的に少なくとも20分、特に少なくとも10分、より特に少なくとも5分だけオフセットされる。
所定の閾値は、好ましくは、10分、特に5分、より特に2分である。
したがって、その結果が、例えば互いに対して10分の時間的なオフセットと共に決定された第2の群軌道のx値の差分の大きさが少なくとも2分である場合、例えば、物体が道路区間に到達し、それが、第2の群軌道を形成するために使用された個軌道を有する個車両によって回避されたと結論付けることができる。差分の大きさが更に5分以上である場合、車両が故障した、又は別の事故が起きたと考えることもできる。
この方法では、比較される2つの群軌道のx値の差分の絶対値の代わりに、進行方向yに対して垂直な両側から道路区間に到達し得る障害物を考慮するために、差分の大きさが使用される。
ここで、説明した方法を使用して障害物が確実に検出された場合、障害物のある定められた道路区間上の、時間的に個車両の後方を移動している後続車両に対して、対応する信頼性の高い警告信号を出力することができる。
道路区間上に存在する障害物は、好ましくはバックエンドによって検出され、警告信号は、好ましくはバックエンドによって後続車両に対して出力される。
バックエンドは、有利には、個車両からバックエンドに送信された個軌道を処理して群軌道を形成し、それらを比較し、x値の差分を形成することによって、障害物がその間に道路区間に到達したかどうかを検出する。次いで、バックエンドは、後続車両に直接、警告信号を出力して障害物について警告し、ドライバが回避行動を開始できるように準備する。
有利には、個車両が定められた道路区間を通過する時点の複数の個走行速度が第1の時間間隔及び第2の時間間隔において捕捉され、第1の時間間隔及び第2の時間間隔の平均速度が個走行速度から決定され、第1の時間間隔の第1の平均速度と第2の時間間隔の第2の平均速度との間の差分が形成され、差分が第1の平均速度の50%よりも大きい、特に70%よりも大きい場合、道路区間上に存在する障害物が検出される。
定められた道路区間を通過する個車両の平均速度の変化は、障害物の別の指標である。これは、車両が通常、障害物のあるエリアで速度を落とすからである。この平均速度の低下が著しい、すなわち約50%、或いは70%よりも大きい場合、これは明らかに、定められた道路区間上に障害物があることを示している。例えばバックエンドにおいてこの情報を適切に処理すれば、このようにして検出された障害物を、個車両に続く後続車両に対して警告として送信することができる。
第1及び第2の群軌道と同様に、個走行速度から計算される平均速度が比較される。差分はこれらの平均速度から計算されるが、ここではその大きさは関係なく、むしろ第2の平均速度が第1の平均速度よりも著しく低いかどうかに関する情報が関係する。このため、評価は、群軌道を比較する際の場合のように、差分の大きさではなく、差分の絶対値で行われる。第2の平均速度が第1の平均速度より著しく低い場合、相対的に大きな差分が存在する。2つの平均速度が同程度の場合はこの限りではなく、その場合、差分を形成する際に比較的小さな差分が生じることになる。したがって、その差分が第1の平均速度の50%、又は更には70%よりも大きい場合、これは、第2の平均速度が低く、且つ個車両が定められた道路区間で大幅に減速していることを意味し、明らかに障害物を示している。
例えば、第1の平均速度が50km/時であり、第2の平均速度が10km/時しかない場合、その差分、すなわち40km/時は、第1の平均速度の80%である。
定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための有利な警告装置は、好ましくは、上述のような方法を実行するように設計される。警告装置は、各場合における複数の個軌道から第1及び第2の群軌道を形成するための処理装置と、形成された第1及び第2の群軌道を関連する第1及び第2のタイムスタンプと共に記憶するためのメモリ装置と、を有する。警告装置はまた、第1及び第2の群軌道の差分の大きさを形成するための比較装置と、差分の大きさを所定の閾値と比較し、形成された差分の大きさにより閾値を超えると障害物を検出するための評価装置と、後続車両に対して警告信号を出力するための警告装置と、を有する。
その結果、警告装置は、群軌道の過程における急激な変化から、定められた道路区間上の障害物を検出することができ、且つこの情報を、後続車両への警告信号として出力することができるように形成されている。
処理装置は、有利には、平均速度を決定するように設計され、比較装置は、平均速度間の差分を形成するように設計されている。評価装置はまた、有利には、平均速度間の形成された差分を第1の平均速度と比較し、且つ第1の平均速度の50%超、特に70%超の差分が存在する場合、障害物を検出するように設計されている。
その結果、警告装置は、群軌道の過程における急激な変化に基づいて障害物を検出するように設計されているだけでなく、加えて、個車両がより低い走行速度で定められた道路区間を突然通過していることを認識するように個車両の走行速度を評価し、また、定められた道路区間に障害物が存在していることを見いだすように設計されている。
本発明の有利な構成を、添付の図面に基づいて以下により詳細に説明する。
第1の時間間隔[t;t]における、定められた道路区間上を移動している個車両、及びこれらの個車両の個軌道から生じる第1の群軌道を有する、定められた道路区間の概略平面図である。 第2の時間間隔[t;t]における、定められた道路区間上を移動している個車両、及び個車両の個軌道から生じる第2の群軌道を有する、図1からの定められた道路区間の概略平面図である。 図1の第1の群軌道と図2の第2の群軌道との間の差分の形成を概略的に示す図である。 図2からの、定められた道路区間上の後続車両に障害物について警告するための方法のステップを示す概略フローチャートである。
図1は、第1の時間間隔[t;t]における、定められた道路区間10の概略平面図を示している。3台の個車両12が、それらの関連する個軌道14に沿って、各々がそれら自身の走行速度v、v、vで道路区間10を移動している。3台の個車両12は全て、GNSS受信機16を介して捕捉されたそれらのGNSSデータ18をバックエンド20に送信する。代替的又は追加的に、個車両12がモバイル無線モジュール22を有し、次いで三角測量されたモバイル無線データ24をバックエンド20に送信できるようにすることも可能である。GNSSデータ18又はモバイル無線データ24から、個車両12の個軌道14を推測することが可能である。個車両12からデータを受信するために、バックエンド20は、バックエンド受信機26を有する。次いで、処理装置28において、バックエンド20は、個車両12から受信したデータ(GNSSデータ18及び/又はモバイル無線データ24)を処理して、群軌道30を形成する。次に、バックエンド20は、この群軌道30をタイムスタンプT1と共にメモリ装置32に記憶する。
個車両12は、速度捕捉モジュール34を使用して、第1の時間間隔[t;t]において個車両12が道路区間10を通過する時点の、個走行速度v、v、vを捕捉する。捕捉された個走行速度v、v、vはまた、次いで、バックエンド20に送信され、そこでバックエンド受信機26によって受信され、更に処理装置28において処理されて平均速度vを形成する。
図2は、図1からであるが図1とは異なる、第1の時間間隔[t;t]よりも後の第2の時間間隔[t;t]における、道路区間10の更なる平面図を示している。その間に、障害物36が道路区間10の右側に到達していることがわかり得る。第2の時間間隔[t;t]の間に道路区間10上を通過する個車両12は、この障害物36を回避し、その結果として、それらの個軌道14は、図1においてほぼそうであるようには、もはや道路区間10上を直線的に走らず、曲がりを有している。
ここで、図2のこれらの個車両12が、それらのGNSSデータ18又はモバイル無線データ24をバックエンド20に送信すると、処理装置28は、そのデータを使用して、第1の群軌道30とは著しく異なる過程を有する第2の群軌道38を形成する。バックエンド20は、この第2の群軌道38を第2のタイムスタンプT2と共にメモリ装置32に記憶する。
障害物がある結果として、個車両12も走行速度v、v、vを落として道路区間10上を走行し、すなわち、障害物36の手前でブレーキをかけて、障害物なしで道路区間10を通過することができる場合よりもゆっくりと迂回する。その結果、より低い個走行速度v、v、vも個車両12の速度捕捉モジュール34によって捕捉されて、バックエンド20に送信され、その結果、処理装置28は、そこからより低い平均速度vを計算する。
図1及び図2のバックエンド20は、ここで、バックエンド20が、道路区間10上で時間的に個車両12に追従する後続車両42に対して警告信号40を送信することができるように、障害物36を迂回する個車両12からのこの情報を処理するように設計されている。
この目的のために、バックエンド20は、第1の群軌道30と第2の群軌道38との間の差分の大きさ│Δx│を形成する比較装置44を有する。これを、図3に概略的に示している。y軸が個車両12の進行方向であり、x軸がそれに対して垂直である、直交座標系が示されている。差分の大きさ│Δx│を形成するために、2つの群軌道30、38のx値が、複数の所定のy値において互いから減算され、その結果から大きさが形成される。
次いで、バックエンド20の評価装置46において、この差分の大きさ│Δx│が所定の閾値xと比較され、差分の大きさ│Δx│がこの閾値xを超えると、道路区間10上に障害物36が存在していることが検出される。閾値xには、例えば、10分を一般的に選択することができるが、5分又は2分など、より低い閾値xを提供することも可能である。障害物36のサイズに応じて、この閾値xは、障害物36によって引き起こされる混乱が後続車両42に警告する価値があるかどうかを定義する。
評価装置46が、閾値xを超えたと判定し、したがって障害物36を検出すると、バックエンド20内の警告装置48は、後続車両42に対して警告信号40を出力する。したがって、後続車両42のドライバは、このように、走行する道路区間10上で間もなく障害物36に遭遇することになるという事実に備えて、それに応じて自分自身とその進路を調整することができる。
もちろん、自律走行している後続車両42に障害物36について適宜警告することも可能であり、その結果、自律システムはまた、後続車両42の制御をそれに応じて適合させることによって、障害物36にぶつかることに対して準備することができる。
図1及び図2に関連して既に述べたように、個車両12はまた、それらの個走行速度v、v、vを送信し、その結果、処理装置28は、そこから平均速度vを形成することができる。これらの平均速度vはまた、対応するタイムスタンプT1、T2と共にメモリ装置32に記憶される。比較装置44は、第1のタイムスタンプT1、したがって第1の時間間隔[t;t]に割り当てられた平均速度vと、第2のタイムスタンプT2、したがって第2の時間間隔[t;t]に割り当てられた平均速度vとを、平均速度v間の差分Δvを形成することによって比較する。この差分Δvは、評価装置46により、差分Δvを第1の平均速度vと比較することによって評価される。差分Δvが第1の平均速度vの50%よりも大きい範囲、又は更には70%よりも大きい範囲にある場合、評価装置46は、道路区間10上に障害物36が存在していると判定し、バックエンド20は、警告装置48を介して後続車両42に対して警告信号40を出力する。
図4は、後続車両42に障害物36について警告するための方法のステップを示す概略フローチャートを示している。
まず、複数の個軌道14が捕捉されて、第1の時間間隔[t;t]において道路区間10上を移動している個車両12に割り当てられる。次いで、次のステップにおいて、そこから第1の群軌道30が形成され、これが次に、更なるステップにおいて第1のタイムスタンプT1と共に記憶される。この方法が継続すると、今度は第2の時間間隔[t;t]において、更なる複数の個軌道14が捕捉され、そこから第2の群軌道38が形成され、これもまた、第2のタイムスタンプT2と共に記憶される。本方法の更なるステップでは、2つの群軌道30、38間の差分Δx、及び同時に関連する差分の大きさ│Δx│が形成される。
次のステップでは、決定された差分の大きさ│Δx│が所定の閾値xよりも大きい場合、道路区間10上に障害物36が存在しているかどうかが検出される。もしそうであれば、最後のステップにおいて、後続車両42に対して警告信号40が出力される。
10 道路区間
12 個車両
14 個軌道
16 GNSS受信機
18 GNSSデータ
20 バックエンド
22 モバイル無線モジュール
24 モバイル無線データ
26 バックエンド受信機
28 処理装置
30 第1の群軌道
32 メモリ装置
34 速度捕捉モジュール
36 障害物
38 第2の群軌道
40 警告信号
42 後続車両
44 比較装置
46 評価装置
48 警告装置
T1 第1のタイムスタンプ
T2 第2のタイムスタンプ
[t;t] 第1の時間間隔
[t;t] 第2の時間間隔
平均速度
、v、v (個)走行速度
ΔV 差分
閾値
Δx 差分
│Δx│ 差分の大きさ

Claims (8)

  1. 定められた道路区間(10)上の後続車両(42)に障害物(36)について警告するための方法であって、
    -前記定められた道路区間(10)上を移動している個車両(12)の複数の個軌道(14)を第1の時間間隔([t;t])において捕捉することと、
    -前記第1の時間間隔([t;t])において捕捉された前記複数の個軌道(14)から第1の群軌道(30)を形成することと、
    -前記第1の群軌道(30)を第1のタイムスタンプ(T1)と共に記憶することと、
    -前記定められた道路区間(10)上を移動している個車両(12)の複数の個軌道(14)を第2の時間間隔([t;t])において捕捉することであって、前記第2の時間間隔([t;t])が前記第1の時間間隔([t;t])に対して時間的にオフセットされている、ことと、
    -前記第2の時間間隔([t;t])において捕捉された前記複数の個軌道(14)から第2の群軌道(38)を形成することと、
    -前記第2の群軌道(38)を第2のタイムスタンプ(T2)と共に記憶することと、
    -前記第1の群軌道(30)と前記第2の群軌道(38)との間の差分(Δx)を形成することと、
    -前記形成された差分(Δv)の大きさ│(Δx)│が所定の閾値xよりも大きい場合、前記道路区間(10)上に存在する障害物を検出することと、
    -前記定められた道路区間(10)上を時間的に前記個車両(12)の後方を移動している後続車両(42)に対して警告信号(40)を出力することと、
    からなるステップを有する、方法。
  2. 前記複数の個軌道(14)が、前記個車両(12)のGNSSデータ(18)を使用することによって、及び/又は前記個車両(12)内に配置されたモバイル無線モジュール(22)からの三角測量されたモバイル無線データ(24)を使用することによって捕捉される、ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記差分(Δx)を形成するために、第2の群軌道(38)が選択され、その前記第2のタイムスタンプ(T2)が、前記第1の群軌道(30)の前記第1のタイムスタンプ(T1)に対して、時間的に少なくとも20分、特に少なくとも10分、より特に少なくとも5分だけオフセットされている、ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記所定の閾値(x)が、10分、特に5分、特に2分である、ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記道路区間(10)上に存在する前記障害物(36)が、バックエンド(20)によって検出され、前記警告信号(40)が、好ましくは前記バックエンド(20)によって前記後続車両(42)に対して出力される、ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記個車両(12)が前記定められた道路区間(10)を通過する時点の複数の個走行速度(v、v、v)が、前記第1の時間間隔([t;t])及び前記第2の時間間隔([t;t])において捕捉され、前記第1の時間間隔及び前記第2の時間間隔([t;t]、[t;t])の平均速度(v)が、前記個走行速度(v、v、v)から決定され、前記第1の時間間隔([t;t])の第1の平均速度(v)と前記第2の時間間隔([t;t])の第2の平均速度(v)との間の差分(Δv)が形成され、前記差分(Δv)が前記第1の平均速度(v)の50%よりも大きい、特に70%よりも大きい場合、前記道路区間(10)上に存在する障害物(36)が検出される、ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 定められた道路区間(10)上の後続車両(42)に障害物(36)について警告するための警告装置であって、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法を実行するように設計されており、前記警告装置が、
    -各場合における前記複数の個軌道(14)から前記第1及び第2の群軌道(30、38)を形成するための処理装置(28)と、
    -前記形成された第1及び第2の群軌道(30、38)をそれらに関連する第1及び第2のタイムスタンプ(T1、T2)と共に記憶するためのメモリ装置(32)と、
    -前記第1及び第2の群軌道(30;38)の前記差分の大きさ(│Δx│)を形成するための比較装置(44)と、
    -前記差分の大きさ(│Δx│)を前記所定の閾値(x)と比較し、前記形成された差分の大きさ(│Δx│)により前記閾値(x)を超えると前記障害物(36)を検出するための評価装置(46)と、
    -前記後続車両(42)に対して前記警告信号(40)を出力するための警告装置(48)と、
    を有する、警告装置。
  8. 前記処理装置(28)が、平均速度(v)を決定するように設計され、前記比較装置(44)が、前記平均速度(v)間の前記差分を形成するように設計され、前記評価装置(46)が、前記平均速度(v)間の前記形成された差分(Δv)を前記第1の平均速度(v)と比較し、且つ前記第1の平均速度(v)の50%超、特に70%超の差分(Δv)が存在する場合、前記障害物(36)を検出するように設計されている、ことを特徴とする、請求項7及び請求項6に記載の警告装置(48)。
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