WO2021249755A1 - Verfahren zum regeln eines verkehrsflusses in einem kreisverkehr - Google Patents

Verfahren zum regeln eines verkehrsflusses in einem kreisverkehr Download PDF

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WO2021249755A1
WO2021249755A1 PCT/EP2021/063811 EP2021063811W WO2021249755A1 WO 2021249755 A1 WO2021249755 A1 WO 2021249755A1 EP 2021063811 W EP2021063811 W EP 2021063811W WO 2021249755 A1 WO2021249755 A1 WO 2021249755A1
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traffic
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road user
road
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Julia RAINER
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Definitions

  • the invention relates to a method for regulating the flow of traffic in a roundabout.
  • the invention also relates to a road-side unit which is designed as a traffic control unit according to the invention.
  • Do Not Pass Warning DNPW or "Emergency Vehicle Warning
  • all traffic scenarios must be covered. Since networked and automated vehicles will have to drive through roundabouts just as trouble-free in the future and / or be able to drive more efficiently through roundabouts, a method must be developed that covers this field.
  • V2I vehicle-to-infrastructure
  • RSUs (English: Road-Side-Units) play an important role and can, for example, serve as virtual traffic lights and / or distributors of information.
  • These RSUs receive information via the network from the road users within range and distribute the relevant information to the road users affected, such as traffic jam information to road users approaching a traffic jam.
  • a method for regulating the flow of traffic in a roundabout is known, an entry time being determined by means of sensor data evaluation and communication between autonomous vehicles.
  • An assistance system for autonomous vehicles is known from US 2019215668 A1, with autonomous vehicles receiving sensor assistance data from an infrastructure in the area of a roundabout.
  • a system for controlling autonomous vehicles is known from WO 2019233593 A1, vehicles in the area of a roundabout communicating with a server which calculates a sequence with regard to driving into the roundabout and sends it to the vehicles.
  • a method for controlling a traffic flow in a roundabout in which, on the basis of traffic information from several road users, entry of an ego vehicle into the roundabout is regulated, so that one has to delay when entering the Ego vehicle can be reduced to the roundabout.
  • the invention is based on the object of managing the resources of a roundabout in order to direct a flow of traffic from road users through the roundabout without interference.
  • the traffic control unit receives messages from the road users, based on which route data of the road users for their journey through the roundabout can be determined.
  • a road user approaches the roundabout, he can get data on his current Share position and / or its destination with the traffic control unit so that the traffic control unit can determine a route for the road user that has been optimized according to a predetermined optimization criterion (distance, time, economy), on which the road user is passing through the circular traffic from a driveway or an entrance can drive up to a certain exit of the roundabout.
  • the route data can be calculated, for example, by an algorithm that is implemented in the traffic control unit and can be taken from the prior art relating to traffic flow optimization.
  • the invention provides a method for regulating the flow of traffic in a roundabout.
  • the traffic flow of road users in the roundabout is regulated by a traffic control unit.
  • resources of the roundabout are managed by the traffic control unit.
  • the resources include a route of a vehicle in the roundabout and / or a lane of the roundabout on which the road users can be guided.
  • the resources include a throughput capacity of the roundabout (road users per minute).
  • the road users can approach the roundabout and be connected to the traffic control unit via a network which enables communication between the road users and the traffic control unit.
  • the communication can take place by means of messages that can be generated by the road users and / or the traffic control unit.
  • the messages in the network can be exchanged between the road users and the traffic control unit in order to control the flow of traffic or the road users through the roundabout.
  • a road user sends a predetermined message with a request to the traffic control unit.
  • the message can comprise a request that can be sent over the network to the traffic control unit in order to have or to request the resources of the roundabout.
  • the network can, for example, be a V2X (vehicle-to-everything) network and / or a V2I (vehicle-to-infrastructure) network and / or a generally ad-hoc communication network, which represent preferred examples. It is generally a radio-based communication network.
  • the traffic control unit can, for example, be a road-side unit, RSU, which serves as a resource manager in the roundabout.
  • the RSU can have an overview of the roundabout, e.g. through the support of cameras or generally from at least one local sensor (e.g. radar sensor or LIDAR sensor or infrared sensor), which can be provided by one of the road users and / or permanently installed in the roundabout can.
  • the messages can, for example, each represent the described query and / or a current position and / or route of a vehicle. Messages with a position and / or route can also be generated repeatedly by road users while they are in the roundabout.
  • the messages can therefore summarize a current position and / or a calculated or planned route of and / or for a road user entering the roundabout and / or driving in the roundabout and / or a request from an entering road user and / or a request from the traffic control unit contain sent control signal (e.g. a wait command).
  • sent control signal e.g. a wait command
  • the roundabout is a multi-lane roundabout.
  • the traffic flow in the roundabout is therefore determined at least based on the messages.
  • the messages that are sent by the road users enable the traffic control unit to recognize the current traffic flow and / or a traffic jam in the roundabout.
  • the traffic control unit can determine on the basis of the sensor data of the sensors used in the roundabout when which traffic participant comes to the roundabout and / or where he is located in the roundabout.
  • the sensors can for example at least one radar sensor and / or infrared sensor and / or LIDAR sensor.
  • a message with a control signal is generated for the road user who is currently entering.
  • the traffic control unit can send a control signal to the respective traffic participant in order to determine whether and / or when the traffic participant is provided with the resources of the roundabout.
  • the control signal can, for example, represent a waiting signal which instructs the road user at the roundabout to wait.
  • the control signal can represent a release signal, which means that the road user is allowed to drive into the roundabout.
  • the message informs the respective road user when (in which time window) and / or along which route the road user can enter the roundabout.
  • the message sent by the traffic control unit can contain one of two possible control signals and / or outputs: 1).
  • the message can contain the waiting signal if the resources of the roundabout are currently not freely available and / or there is a traffic jam in the roundabout; 2).
  • the message represents the release signal for entering and / or represents resource data that can be used by the entering road user to drive in the roundabout in such a way that it is coordinated with other road users.
  • the resources describe a lane and / or a complete route and / or a section of a lane (lane segment) on which the road user is to drive in the roundabout.
  • the second possible output (release signal) can take place if no traffic jam in the roundabout is detected by the traffic control unit.
  • the invention has the advantage that the resources of the roundabout are managed in such a way that the flow of traffic through the roundabout can be ensured and / or regulated with a low risk of traffic jams.
  • the invention also includes embodiments which result in additional advantages.
  • the road users in the roundabout send out messages with positioning data and / or destination data and / or route data of the respective road user.
  • the positioning data can indicate where the respective road user is currently located relative to the roundabout and / or where the entered road users are in the roundabout.
  • the route data can describe lanes of the roundabout that have been planned or assigned by the traffic control unit for a journey of a vehicle through the roundabout.
  • the embodiment has the advantage that the traffic control unit can use the positioning data and the route data of the road users to determine when which road user can or should enter the roundabout, so that resources can be allocated to the following road users for driving through the roundabout.
  • the road users can be, for example, motor vehicles and / or bicycles.
  • Road users can represent vehicles that are located in the roundabout and / or approaching the roundabout.
  • the road users can represent those vehicles that are connected to the traffic control unit via a network and / or that can send the messages to the traffic control unit.
  • One embodiment provides that, in order to regulate the roundabout, routes of all road users are determined and / or adapted so that the flow of traffic in the roundabout is carried out accident-free.
  • the traffic control unit can determine current, actually used routes and / or routes to be driven in the future by the networked road users.
  • the road users can use alternative routes for get assigned to the roundabout if there is a traffic jam in the roundabout and / or a vehicle in front of the roundabout fails or breaks down.
  • the alternative routes can provide for a lane change, for example.
  • This has the advantage that the flow of traffic through the roundabout can flow accident-free and uninterrupted because the resources of the roundabout can be adapted.
  • the traffic control unit functions as a common route planner (route planning) or trajectory planner (route and speed planning) for the road users, which has the advantage that the behavior of the other road users is known and / or can be coordinated centrally.
  • the traffic control unit determines at least on the basis of the messages whether a traffic jam is present or has arisen in the roundabout and / or the approaching road user is allowed to drive into the roundabout.
  • sensor data from at least one sensor of the traffic control unit and / or the road users can also be used.
  • the traffic control unit can use sensor data to determine a current traffic situation at the roundabout in order to be able to decide whether and / or when the road user entering or waiting at the roundabout is allowed to enter the roundabout. If a traffic jam is detected in the roundabout, the entering road user can be instructed to wait at the roundabout.
  • the traffic jam can be recognized or detected on the basis of the messages and / or sensor data if the positioning data of the road users in the roundabout do not change over time.
  • the traffic jam can be determined based on a travel time of at least one road user that the road user has driven in the roundabout.
  • the travel time in the event of a traffic jam can be longer than a travel time without a traffic jam.
  • the embodiment has the advantage that the traffic of the entering road users can be controlled based on the determination of the current traffic situation and / or a traffic jam in the roundabout.
  • One embodiment provides that the entering road user is assigned priority over another entering road user according to a chronological order of their inquiries. In other words, the traffic control unit can instruct an entering road user to wait a certain time at the roundabout.
  • the traffic control unit can provide each entering road user with a time window in which the road user has to wait at the roundabout or in which he has to drive in.
  • the waiting time and / or the time window for the first traffic participant arriving at the roundabout can differ from the waiting time for the following traffic participant.
  • the waiting time can depend on the traffic situation in the roundabout. This has the advantage that the incoming traffic at the roundabout can be regulated in such a way that an equal waiting time can be achieved for each incoming traffic participant.
  • the traffic control unit assigns a rank to each traffic participant, whereby the rank results in a priority and / or subordination to at least one other traffic participant, and the traffic flow in the roundabout is regulated based on the priority and / or lower priority of the traffic participants .
  • the traffic control unit can distribute the resources of the roundabout among the road users, preferably on the basis of the positioning and / or arrival time at the roundabout and / or the planned routes of the road users.
  • the positioning or position of a road user at the roundabout can represent an entrance or a driveway to the roundabout where the road user is in order to drive into the roundabout.
  • the entering road user who first arrived at the roundabout can be assigned a priority.
  • the priority of an entering road user can depend on the fact that there is no traffic jam on the planned route of the entering road user.
  • the traffic flow of the roundabout can be regulated according to predetermined rules of priority between the entering road users and the entering road users.
  • An entering road user can, for example, have a lower priority than a road user who has already entered the roundabout.
  • the rank can additionally or alternatively depend on whether a road user is an ambulance or a private vehicle, the former having priority. In general, the rank can therefore be determined by a vehicle type (emergency vehicle or private vehicle or convoy vehicle). This has the advantage that the flow of traffic and / or the resources of the roundabout can be regulated without conflict through the application of priority rules and that a waiting time for priority road users can be avoided.
  • the control signal already described can, for example, represent an entry instruction which can contain information relating to the assigned route and / or the assigned lane of the roundabout and / or the rank of the road user. This results in the advantage that the resources of the roundabout can be managed in such a way that no traffic jam can occur in the roundabout when an entering road user is given permission to drive into the roundabout.
  • said control signal can also instruct an entering road user to wait at the roundabout for a certain time and / or until receipt of an entry instruction.
  • the waiting message can be generated when a traffic jam in the roundabout is detected. This has the advantage that the incoming traffic flow or the entering traffic participants at the roundabout can be controlled by the control signal.
  • the invention also includes a traffic control unit which is set up to carry out the steps of the method according to the invention relating to the traffic control unit.
  • the traffic control unit can have a data processing device or a processor device which is set up to carry out the steps of the method.
  • the processor device can have at least one microprocessor and / or at least one microcontroller and / or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and / or at least one DSP (Digital Signal Processor).
  • the processor device can have program code which is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when it is executed by the processor device.
  • the program code can be stored in a data memory of the processor device.
  • the traffic control unit can be a road-side unit in one embodiment.
  • the invention also includes implementations in which the features of several of the described embodiments are combined, unless the embodiments have been described as mutually exclusive.
  • Fig. 1 is a schematic representation to illustrate a
  • Fig. 2 is a schematic representation of the regulation of the roundabout based on the priority and subordinate positions of the road users.
  • the exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention.
  • the components described represent the Embodiments each represent individual features of the invention which are to be considered independently of one another and which also further develop the invention in each case independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
  • the traffic flow can include traffic participants 30, 60 who have entered the roundabout 10 and / or who are approaching the roundabout 10 in order to enter it .
  • the road users 30, 60 can be autonomously driving vehicles and / or person-led vehicles and / or it can be motorcycles and / or bicycles.
  • the traffic control unit 20 can be a road-side unit, which can be used in and / or on the roundabout 10.
  • the traffic control unit 20 can comprise a processor (not shown).
  • the traffic control unit 20 can serve as a resource manager or subscriber manager in order to control the resources of the roundabout 10 and / or the traffic flow of the road users 30, 60 through the roundabout 10.
  • the resources of the roundabout 10 can represent, for example, lanes and / or lane segments and / or routes of the road users 30, 60 from entering to leaving the roundabout 10.
  • the road users 30, 60 can be connected to the traffic control unit 20 via radio links in a data network or, for short, network 40, via which they can communicate with one another.
  • the network 40 can, for example, be a V2X (vehcile to everything) Network and / or V2I (vehicle to infrastructure) and / or V2V (vehicle to vehicle) and / or another communication network.
  • the road users 30, 60 can communicate with the traffic control unit 20 via the network 40 by means of messages 50.
  • the messages 50 can be sent by the road users 30, 60 and / or the traffic control unit 20.
  • the messages 50 can contain current positioning data of the road users 30 and / or route data for the road users 30 if they are sent or guided by the road users 30.
  • the messages 50 which are sent by the traffic control unit 20 can contain, for example, an instruction and / or a control signal with which the traffic flow of the roundabout can be regulated.
  • the traffic control unit 20 can determine when which road user 30 comes to the roundabout 10 and / or where he is located in the roundabout 10. Using the positioning data and destination data of the road users 30, which the road users 30 send to the traffic control unit 20 via the network 40, the traffic control unit 20 can determine when which arriving road user 60 can enter the roundabout. In addition, the traffic control unit 20 can use this data to determine a route or, in general, resources of the road users 60 for the subsequent journey through the roundabout 10. There is thus an allocation of resources to the road users 60.
  • the message 50 of the entering road user 60 can contain a request for entering and / or information regarding the current position of the road user 60 and / or the planned destination or driving direction or destination exit of the entering road user 60.
  • the traffic control unit 20 can based on the messages 50 and / or sensor data of the retracted road users 30 the current traffic situation, for example a traffic jam and / or the availability of the Determine the resources of roundabout 10. Based on the current traffic situation of the roundabout 10, the traffic control unit 20 can generate a message 50 that can be sent to the entering road user 60.
  • This message 50 from the traffic control unit 20 can contain a corresponding control signal, by means of which the entering road user 60 is informed whether they can enter the roundabout 10 or have to wait at the roundabout 10.
  • This message 50 can contain route data of the route to be driven or, in general, resource data of the resources allocated to the road user.
  • the control signal can represent an instruction to drive in or an entry signal for the entering road user 60 if there is no traffic jam in the roundabout 10 and / or the resources of the roundabout 10 are freely available.
  • the control signal can represent a waiting message or a waiting signal for the entering road user 60 when the resources of the roundabout 10 are fully exhausted and / or a traffic jam in the roundabout 10 is determined by the traffic control unit 20.
  • the traffic control unit 20 can use the message 50 to select the resources of the roundabout 10 and / or the route data of the road users 30 in such a way that the traffic flow through the roundabout 10 can be ensured without delay and / or without accidents.
  • the route data can be used, for example, to take into account when a road user 30 remains lying in the roundabout 10 and / or an accident occurs in the roundabout 10. In such a case, the following road users 30 can be provided with alternative routes or alternative lanes in a multi-lane roundabout 10.
  • the allocation of the resources of the roundabout 10 is adjusted.
  • the allocation of the resources of the roundabout 10 can also be adjusted if a road user 30, 60 has to drive through the roundabout 10 with a predetermined priority.
  • road users who deal with emergency services can have priority over the have normal traffic.
  • the lanes or routes that are currently used by the driven-in road users can be released and / or adapted so that the road users can drive through the roundabout for the rescue services without having to stop.
  • a road user for a rescue service can be an ambulance and / or a police vehicle and / or a fire engine.
  • the traffic control unit 20 can also serve as a virtual traffic light 80, with which the flow of traffic through the roundabout 10 can be regulated for each direction to the roundabout 10 in the case of high traffic densities or when several road users 60 are entering.
  • a control signal of the traffic control unit 20 can serve as a green light or a red light for controlling the incoming traffic.
  • FIG. 2 shows a roundabout 10 through which the road users V1, V2, V3, V4 can be guided by the traffic control unit 20 based on a ranking with priority and / or subordinate priority.
  • the priorities and / or subordinate ranks can be specified by rules that can already be provided to the traffic control unit 20.
  • the general traffic rules for guiding road users V1, V2, V3, V4 through the roundabout 10 on the basis of priority or lower priority can apply here (e.g. a roundabout with "right-before-left").
  • the road user V1 who has already driven in the roundabout 10 can, for example, have priority over the entering road users 60.
  • the ranks can be determined by a respective category of road users (e.g. rescue service or private).
  • the traffic control unit 20 can determine route data currently required by the road users V1, V2, V3, V4 and thus determine how the road users V1, V2, V3, V4 are in the roundabout 10 must behave in order to obtain coordination.
  • the route data can for example, describe lanes and / or lane segments and / or routes of the roundabout 10 on which the road users V1, V2, V3, V4 have to drive through the roundabout 10.
  • the routes R1, R2, R3 can be assigned to the road users V1, V2, V3, V4 by the traffic control unit 20.
  • the routes R1, R2, R3 of the roundabout 10 for the road users V1, V2, V3, V4 need in one embodiment through the
  • Traffic control unit 20 can only be planned when the road users V1, V2, V3, V4 receive a message to drive in from the traffic control unit 20.
  • the entering road users V2, V3, V4 each follow the routes R1, R2, R3.
  • the retracted road user V1 who is traveling on route R1 can have priority over road users V2, V3 and continue to drive through the roundabout 10.
  • the entering road users V2, V3 have to wait because the route R1 can be traveled by the road user V1.
  • the entering road users V2, V3 can receive a waiting message from the traffic control unit 20 so that the risk of an accident can be avoided. Since the route R3 is not planned for the entering road user V1, this resource is available and the entering road user V4 can thus be signaled by the traffic control unit 20 to continue driving without having to wait at the roundabout 10.
  • the traffic control unit 20 can define a time window in the waiting message in which the road users V2, V3 have to wait at the roundabout.
  • the time window can, for example, be 30 or 60, for example in a time range of 5 to 60 seconds.
  • the time window can be determined by the traffic control unit 20 based on the current positioning and / or speed of the road user V1.
  • the entering road user V2 can, for example, have a small time window to wait for the road users V3 and V4 because the road user V2 has to follow or drive the road user V1 on the same route.
  • the time window can be enlarged are when the retracted road user V1 in the roundabout 10 moves very slowly or at a speed that may be less than a normal or permissible speed.
  • the slow speed can, for example, be in the range from 0 (broken down or traffic jam) to 30 km / h.
  • the time window can also depend on whether the entered road user V1 has signaled to the traffic control unit 20 that he has arrived at the exit. In other words, the traffic control unit 20 can determine the departure of the roundabout 10 by the traffic participant V1 based on the messages 50 and / or sensor data so that the time window for each entering traffic participant can be calculated and / or adapted.
  • the time window for the entering road users V2, V3 can be reduced, for example, if the traffic control unit 20 already knows that the road user V1 has driven through the roundabout 10.
  • the time window for the entering road user can then be calculated depending on route data and / or destination data and / or parameters of the next following entered road user (eg V2), which can be determined in real time.
  • the real-time parameters can, for example, represent a current speed and / or current positioning of the driven-in road user.
  • the traffic control unit 20 can calculate or estimate a travel time that the road user V2 needs to leave the roundabout 10 or to release the resources (e.g. use of lanes) of the roundabout 10 that the entering road users can be assigned to V3.
  • a signal can be sent to the respective incoming road user to enter the roundabout 10.
  • the traffic control unit can first signal V2 to enter, because it can drive through the roundabout 10 behind V1.
  • the time window can be calculated in the traffic control unit 20 with an algorithm.
  • the entering road user V2 can be signaled to wait when the road user V3 has entered the roundabout 10 or has previously received a green light to enter.
  • the road user V3 can receive a waiting message from the traffic control unit 20 to wait if the road user V4 has entered the roundabout 10. Since the traffic control unit 20 can determine the exact positioning of the entering traffic participants based on the messages 50, the entering traffic can be regulated in such a way that the use of resources can also be optimized.
  • the RSU serves as a participant manager and resource manager and has an overview of the environment, e.g. through the support of cameras.
  • an RSU receives the information from the various networked road users and can use this to calculate which road user is coming to the roundabout or where they are in the roundabout.
  • the RSU can determine when which road user can or should enter the roundabout, and uses this data to allocate the route and resources to the following road users for driving through the roundabout determine. Since the RSU knows about all participants, it can distribute the resources better and point the road users to the right lanes and possibly give priority and subordinate positions in order to keep the traffic flowing. This system works for all types of roundabouts.
  • the control unit RSU (traffic control unit) calculates the best routes for all participants and distributes them to every traffic participant. It also helps to liquefy traffic and reduce accidents. Overall, the examples show how a method for regulating a traffic flow in a roundabout can be provided.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr (10), wobei der Verkehrsfluss durch eine Verkehrssteuereinheit (20) geregelt wird, mit welcher Verkehrsteilnehmer (30, 60), die in den Kreisverkehr (10) eingefahren sind und/oder auf den Kreisverkehr (10) zufahren, um in diesen einzufahren, in einem Netzwerk (40) vernetzt werden und über Nachrichten (50) kommunizieren, und wobei zum Einfahren ein Verkehrsteilnehmer (60) eine Nachricht (50) mit einer Anfrage an die Verkehrssteuereinheit (20) sendet. Die Erfindung sieht vor, dass vor dem Einfahren des jeweiligen Verkehrsteilnehmers (60) der in dem Kreisverkehr (10) befindliche Verkehrsfluss basierend auf den Nachrichten (50) bestimmt wird, wobei für der jeweils einfahrende Verkehrsteilnehmer (60) eine Nachricht (50) mit einem Steuersignal erzeugt wird, um mitzuteilen, ob und/oder entlang welcher Route der Verkehrsteilnehmer (60) in dem Kreisverkehr (10) fahren kann.

Description

Verfahren zum Regeln eines Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Road-Side-Unit, die als erfindungsgemäße Verkehrssteuereinheit ausgestaltet ist. Eine direkte V2X (englisch: Vehicle to everything) Kommunikation, Applikationen und Methoden von heute, die komplexere Situationen mit mehreren Verkehrsteilnehmern abdecken sollen, decken nur einen Anteil der notwendigen Verkehrsmechanismen ab, wie z.B. „Do Not Pass Warning DNPW“ oder „Emergency Vehicle Warning“. Damit vernetztes und automatisiertes Fahren sicher implementiert werden können, müssen aber alle Verkehrsszenarien abgedeckt werden. Da vernetzte und automatisierte Fahrzeuge in Zukunft genauso störungsfrei durch Kreisverkehre fahren müssen, und/oder effizienter durch Kreisverkehre fahren können, muss eine Methode entwickelt werden, die dieses Feld abdeckt. Bei V2X gibt es die Kommunikation V2I (Fahrzeug-zu-lnfrastruktur), wo Fahrzeuge mit Infrastrukturelementen direkt kommunizieren. Bei einer solchen Kommunikation spielen RSUs (englisch: Road-Side-Units) eine wichtigen Rolle und können z.B. als virtuelle Ampeln und/oder Informationsverteiler dienen. Diese RSUs bekommen Informationen über das Netzwerk von den Verkehrsteilnehmern in der Reichweite und verteilen die relevanten Informationen an die davon betroffenen Verkehrsteilnehmer, wie z.B. Stauinformationen an Verkehrsteilnehmer, die auf einen Stau zufahren. So ist beispielweise aus der DE 102017201 048 A1 ein Verfahren zur Regelung des Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr bekannt, wobei mittels Sensordatenauswertung und Kommunikation zwischen autonomen Fahrzeugen einen Einfahrtzeitpunkt ermittelt werden.
Aus der US 2019215668 A1 ist ein Assistenzsystem für autonome Fahrzeuge bekannt, wobei autonome Fahrzeuge Sensor-Assistenzdaten von einer Infrastruktur im Bereich eines Kreisverkehrs empfangen.
Aus der WO 2019233593 A1 ist ein System zur Steuerung autonomer Fahrzeuge bekannt, wobei Fahrzeuge im Bereich eines Kreisverkehrs mit einem Server kommunizieren, der eine Reihenfolge hinsichtlich eines Einfahrens in den Kreisverkehr berechnet und an die Fahrzeuge sendet.
Aus der DE 10 2019 210 218 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr bekannt, bei welchem auf Basis von Verkehrsinformationen von mehreren Verkehrsteilnehmern eine Einfahrt eines Ego-Fahrzeugs in den Kreisverkehr geregelt wird, sodass eine Verzögern-Müssen bei der Einfahrt des Ego-Fahrzeugs in den Kreisverkehr reduziert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ressourcen eines Kreisverkehrs zu verwalten, um einen Verkehrsfluss von Verkehrsteilnehmer störungsfrei durch den Kreisverkehr hindurch zu leiten.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
Die Verkehrssteuereinheit empfängt Nachrichten von den Verkehrsteilneh mern, anhand derer Routendaten der Verkehrsteilnehmer für ihre Fahrt durch den Kreisverkehr ermittelt werden können. Wenn ein Verkehrsteilneh mer auf den Kreisverkehr zufährt, kann er Daten bezüglich seiner aktuellen Position und/oder seines Zielorts mit der Verkehrssteuereinheit teilen, damit die Verkehrssteuereinheit eine gemäß einem vorbestimmten Optimierungs kriterium (Weglänge, Zeit, Economy) optimierte Route für den Verkehrsteil nehmer bestimmen kann, auf der der Verkehrsteilnehmer durch den Kreis verkehr von einer Einfahrt oder einem Eingang bis zu einer bestimmten Aus fahrt des Kreisverkehrs fahren kann. Die Routendaten können beispielweise durch einen Algorithmus berechnet werden, der in der Verkehrssteuereinheit implementiert wird und aus dem Stand der Technik betreffend die Verkehrs flussoptimierung entnommen sein kann.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln eines Verkehrflusses in einem Kreisverkehr bereitgestellt. Der Verkehrsfluss von Verkehrsteilnehmern in dem Kreisverkehr wird durch eine Verkehrssteuereinheit geregelt. Mit anderen Worten werden Ressourcen des Kreisverkehrs durch die Verkehrssteuereinheit verwaltet. Die Ressourcen umfassen eine Route eines Fahrzeugs in dem Kreisverkehr und/oder eine Fahrspur des Kreisverkehr umfassen, auf welcher die Verkehrsteilnehmer geführt werden können. Die Ressourcen umfassen ein Durchsatzvermögen des Kreisverkehrs (Verkehrsteilnehmer pro Minute) . Die Verkehrsteilnehmer können auf den Kreisverkehr zufahren und dabei mit der Verkehrssteuereinheit über ein Netzwerk verbunden werden, welches eine Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern und der Verkehrssteuereinheit ermöglicht. Die Kommunikation kann mittels Nachrichten erfolgen, die durch die Verkehrsteilnehmer und/oder die Verkehrssteuereinheit erzeugt werden können. Mit anderen Worten können die Nachrichten in dem Netzwerk zwischen den Verkehrsteilnehmern und der Verkehrssteuereinheit ausgetauscht werden, um den Verkehrsfluss oder die Verkehrsteilnehmer durch den Kreisverkehr zu steuern. Zum Einfahren sendet ein Verkehrsteilnehmer eine vorbestimmte Nachricht mit einer Anfrage an die Verkehrssteuereinheit. Die Nachricht kann eine Anfrage umfassen, die über das Netzwerk an die Verkehrssteuereinheit gesendet werden kann, um die Ressourcen des Kreisverkehrs zur Verfügung zu haben oder anzufordern. Das Netzwerk kann beispielweise ein V2X (englisch: vehicle-to-everything) Netzwerk und/oder ein V2I (Fahrzeug-zu-lnfrastruktur) Netzwerk und/oder ein allgemein ad-hoc Kommunikation-Netzwerk sein, die bevorzugte Beispie le darstellen. Es handelt sich allgemein um ein funkbasierten Kommunikati onsnetzwerk. Die Verkehrssteuereinheit kann beispielweise eine Road-Side- Unit, RSU, sein, die als Ressourcenmanager in dem Kreisverkehr dient. Die RSU kann einen Überblick über den Kreisverkehr z.B. durch Unterstützung von Kameras oder allgemein von zumindest einem lokalen Sensor (z.B. Radarsensor oder LIDAR-Sensor oder Infrarotsensor) haben, der jeweils von einem der Verkehrsteilnehmer bereitgestellt sein kann und/oder in dem Kreisverkehr fest installiert sein kann. Die Nachrichten können beispielweise jeweils die beschriebene Anfrage und/oder eine aktuelle Position und/oder Route eines Fahrzeugs darstellen. Nachrichten mit einer Position und/oder Route können von Verkehrsteilnehmern auch wiederholt erzeugt werden, während sie sich im Kreisverkehr befinden. Die Nachrichten können also zusammenfassend eine aktuelle Position und/oder eine berechnete oder geplante Route von einem und/oder für einen in den Kreisverkehr einfahren den und/oder im Kreisverkehr fahrenden Verkehrsteilnehmer und/oder eine Anfrage eines einfahrenden Verkehrsteilnehmers und/oder ein durch die Verkehrssteuereinheit geschicktes Steuersignal (z.B. einen Wartebefehl) enthalten.
Der Kreisverkehr ist ein mehrspuriger Kreisverkehr.
Vor dem Einfahren des jeweils Verkehrsteilnehmers wird daher der in dem Kreisverkehr befindliche Verkehrsfluss zumindest basierend auf den Nachrichten bestimmt. Die Nachrichten, die von den Verkehrsteilnehmern geschickt werden, ermöglichen der Verkehrssteuereinheit, den aktuellen Verkehrsfluss und/oder einen Stau in dem Kreisverkehr zu erkennen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Verkehrssteuereinheit auf der Grundlage der Sensordaten der im Kreisverkehr eingesetzten Sensoren bestimmen, wann welcher Verkehrsteilnehmer zum Kreisverkehr kommt und/oder wo er sich im Kreisverkehr befindet. Die Sensoren können beispielweise zumindest einen Radarsensor und/oder Infrarotsensor und/oder LIDAR-Sensor umfassen.
Für den jeweils aktuell einfahrenden Verkehrsteilnehmer wird eine Nachricht mit einem Steuersignal erzeugt. Mit anderen Worten kann die Verkerhsteuereinheit ein Steuersignal an den jeweils Verkehrsteilnehmer senden, um festzulegen, ob und/oder wann dem Verkehrsteilnehmer die Ressourcen des Kreisverkehrs zur Verfügung gestellt werden. Das Steuersignal kann beispielweise ein Wartesignal darstellen, welches den Verkehrsteilnehmer am Kreisverkehr zum Warten anweist. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal ein Freigabesignal darstellen, welches bedeutet, dass der Verkehrsteilnehmer in den Kreisverkehr einfahren darf.
Durch die Nachricht wird dem jeweiligen Verkehrsteilnehmer mitgeteilt, wann (in welchem Zeitfenster) und/oder entlang welcher Route der Verkehrsteilnehmer in den Kreisverkehr einfahren kann. Mit anderen Worten kann die durch die Verkehrssteuereinheit gesendete Nachricht eines von zwei möglichen Steuersignalen und/oder Ausgaben enthalten: 1). Die Nachricht kann das Wartesignal enthalten, wenn die Ressourcen des Kreisverkers momentan nicht frei verfügbar sind und/oder ein Stau in dem Kreisverkehr besteht; 2). Die Nachricht stellt das Freigabesignal zum Einfahren angeben und/oder Ressourcendaten dar, die von dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer verwendet werden können, um in dem Kreisverkehr so zu fahren, dass er mit anderen Verkehrsteilnehmern abgestimmt ist. Die Ressourcen beschreiben eine Fahrspur und/oder eine vollständige Route und/oder einen Teilabschnitt einer Fahrspur (Fahrspursegment), auf der der Verkehrsteilnehmer im Kreisverkehr fahren soll. Die zweite mögliche Ausgabe (Freigabesignal) kann erfolgen, falls kein Stau in dem Kreisverkehr durch die Verkehrssteuereinheit ermittelt wird.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Ressourcen des Kreisverkehrs so verwaltet werden, dass der Verkehrsfluss durch den Kreisverkehr sichergestellt und/oder mit geringem Staurisiko geregelt werden kann. Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verkehrsteilnehmer in dem Kreisverkehr Nachrichten mit Positionierungsdaten und/oder Zielortdaten und/oder Routendaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers aussenden. Mit anderen Worten können die Positionierungsdaten angeben, wo sich der jeweilige Verkehrsteilnehmer relativ zum Kreisverkehr aktuell befindet und/oder wo sich die eingefahrene Verkehrsteilnehmer im Kreisverkehr befinden. Die Routendaten können Fahrspuren des Kreisverkehrs beschreiben, die von der Verkehrssteuereinheit für eine Fahrt eines Fahrzeugs durch den Kreisverkehr geplant oder zugeteilt wurden. Die Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass durch die Positionierungsdaten und die Routendaten der Verkehrsteilnehmer die Verkehrssteuereinheit bestimmen kann, wann welcher Verkehrsteilnehmer in den Kreisverkehr einfahren kann oder soll, damit Ressourcen der darauffolgenden Verkehrsteilnehmer für die Fahrt durch den Kreisverkehr zugeteilt werden können.
Die Verkehrsteilnehmer können beispielweise Kraftfahrzeuge und/oder Fahrräder sein. Dabei können Verkehrsteilnehmer Fahrzeuge darstellen, die sich im Kreisverkehr befinden und/oder sich dem Kreisverkehr nähern. Die Verkehrsteilnehmer können diejenigen Fahrzeuge darstellen, die über ein Netzwerk mit der Verkehrssteuereinheit verbunden sind und/oder die die Nachrichten an die Verkehrssteuereinheit senden können.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass zur Regelung des Kreisverkehrs Routen aller Verkehrsteilnehmer bestimmt und/oder angepasst werden, damit der Verkehrsfluss in dem Kreisverkehr unfallfrei geführt wird. Mit anderen Worten kann die Verkehrssteuereinheit basierend auf den Nachrichten aktuelle, tatsächlich verwendete Routen und/oder zukünftig zu fahrende Routen der vernetzen Verkehrsteilnehmer ermitteln. Alternativ und/oder zusätzlich können die Verkehrsteilnehmer alternative Routen für den Kreisverkehr zugeteilt bekommen, wenn ein Stau im Kreisverkehr auftritt und/oder ein vorausfahrendes Fahrzeug in dem Kreisverkehr ausfällt oder liegenbleibt. Die alternativen Routen können beispielweise einen Spurwechel vorsehen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Verkehrfluss durch den Kreisverkehr unfallfrei und un-unterbrochen fließen kann, weil sich die Ressourcen des Kreisverkehrs anpassen lassen. Allgemein fungiert also die Verkehrssteuereinheit als gemeinsamer Routenplaner (Wegplanung) oder Trajektorienplaner (Weg- und Geschwindigkeitsplanung) für die Verkehrsteilnehmer, was den Vorteil bringt, dass das Verhalten der jeweils anderen Verkehrsteilnehmer bekannt ist und/oder zentral abgestimmt werden kann.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass durch die Verkehrssteuereinheit zumindest basierend auf den Nachrichten bestimmt wird, ob ein Stau in dem Kreisverkehr vorhanden oder entstanden ist und/oder der sich nähernde Verkehrsteilnehmer in den Kreisverkehr einfahren darf. Zusätzlich zu den Nachrichten können auch Sensordaten von zumindest einem Sensor der Verkehrssteuereinheit und/oder der Verkehrsteilnehmer genutzt werden. Mit anderen Worten kann die Verkehrssteuereinheit anhand von Sensordaten eine aktuelle Verkehrssituation des Kreisverkehrs ermitteln, um entscheiden zu können, ob und/oder wann der einfahrende oder am Kreisverkehr wartende Verkehrsteilnehmer in den Kreisverkehr einfahren darf. Wenn ein Stau in dem Kreisverkehr ermittelt wird, kann der einfahrende Verkehrsteilnehmer angewiesen werden, am Kreisverkehr zu warten. Der Stau kann basierend auf den Nachrichten und/oder Sensordaten daran erkannt oder detektiert werden, wenn sich die Positionierungsdaten der Verkehrsteilnehmer in dem Kreisverkehr nicht zeitlich ändern. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Stau basierend auf einer Fahrzeit zumindest eines Verkehrsteilnehmers bestimmt werden, die der Verkehrsteilnehmer in dem Kreisverkehr gefahren ist. Die Fahrzeit im Falle eines Staus kann länger sein als eine Fahrzeit ohne Stau. Die Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Verkehr der einfahrenden Verkehrsteilnehmer basierend auf der Bestimmung der aktuellen Verkehrssituation und/oder eines Staus im Kreisverkehr gesteuert werden kann. Eine Ausführungsform sieht vor, dass dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer Vorrang vor einem anderen einfahrenden Verkehrsteilnehmer gemäß einer zeitlichen Reihenfolge von deren Anfragen zugewiesen wird. Mit anderen Worten kann die Verkehrssteuereinheit einen einfahrenden Verkehrsteilnehmer anweisen, am Kreisverkehr eine bestimmte Zeit zu warten. Die Verkehrssteuereinheit kann jedem einfahrenden Verkehrsteilnehmer ein Zeitfenster bereitstellen, in welchem der Verkehrsteilnehmer am Kreisverkehr warten muss oder in welchem er einfahren muss. Die Wartezeit und/oder das Zeitfenster für den ersten ankommenden Verkehrsteilnehmer am Kreisverkehr kann sich von der Wartezeit für den nachfolgenden Verkehrsteilnehmer überscheiden. Die Wartezeit kann von der Verkehrssituation im Kreisverkehr abhängen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der ankommende Verkehr am Kreisverkehr so gereglt werden kann, dass für jeden einfahrenden Verkehrsteilnehmer eine angeglichene Wartezeit erreicht sein kann.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verkehrssteuereinheit jedem Verkehrsteilnehmer einen Rang zuweist, wobei sich durch den Rang ein Vorrang und/oder Nachrang gegenüber zumindest einem anderem Verkehrsteilnehmer ergibt, und der Verkehrsfluss in dem Kreisverkehr basiered auf den Vorrängen und/oder Nachrängen der Verkehrsteilnehmer geregelt wird. Mit anderen Worten kann die Verkehrssteuerungseinheit die Ressourcen des Kreisverkehrs auf die Verkehrsteilnehmer verteilen, vorzugsweise auf der Grundlage der Positionierung und/oder Ankunftszeit am Kreisverkehr und/oder der geplanten Routen der Verkehrsteilnehmer. Die Positionierung oder Position eines Verkehrsteilnehmers am Kreisverkehr kann hier einen Eingang oder eine Einfahrt zum Kreisverkehr darstellen, an dem sich der Verkehrsteilnehmer befindet, um in den Kreisverkehr zu fahren. Zusätzlich oder alternativ kann dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer, der zuerst am Kreisverkehr angekommen ist, ein Vorrang zugewiesen werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Vorrang eines einfahrenden Verkehrsteilnehmers davon abhängen, dass auf der geplanten Route des einfahrenden Verkehrsteilnehmers kein Stau entsteht. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Verkehrsfluss des Kreisverkehrs nach vorgegebenen Regeln der Rangordnung zwischen den einfahrenden Verkehrsteilnehmern und den eingefahrenen Verkehrsteilnehmern geregelt werden. Ein einfahrender Verkehrsteilnehmer kann beispielweise ein Nachrang gegenüber einem bereits in dem Kreisverkehr eingefahrenen Verkehrsteilnehmer aufweisen. Der Rang kann zusätzlich oder alternativ davon abhängen, ob ein Verkehrsteilnehmer ein Krankenwagen oder ein Privatfahrzeug ist, wobei ersterer Vorrang hat. Allgemein kann der Rang also durch einen Fahrzeugtypen (Einsatzfahrzeug oder Privatfahrzeug oder Konvoifahrzeug) festgelegt sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Anwendung von Vorrangregeln der Verkehrfluss und/oder die Ressourcen des Kreisverkehrs konfliktfrei geregelt werden können und das eine Wartezeit für vorrangige Verkehrsteilnehmer vermieden werden kann.
Das bereits beschriebene Steuersignal kann beispielweise eine Einfahrtsanweisung darstellen, die Informationen betreffend die zugeteilte Route und/oder die zugeteilte Fahrspur des Kreisverkehrs und/oder den Rang des Verkehrsteilnehmers enthalten kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Ressourcen des Kreisverkehrs so verwalten lassen, dass kein Stau in dem Kreisverkehr auftreten kann, wenn ein einfahrender Verkehrsteilnehmer ein Erlaubnis erhält, in den Kreisverkehr zu fahren.
Das besagte Steuersignal kann in einer anderen Situation aber auch einen einfahrenden Verkehrsteilnehmer anweisen, am Kreisverkehr für eine bestimmte Zeit und/oder bis zum Empfang einer Einfahrtsanweisung zu warten. Alternativ und/oder zusätlich kann die Wartemeldung erzeugt werden, wenn ein Stau in dem Kreisverkehr ermittelt wird. Hierduch ergibt sich der Vorteil, dass der ankommende Verkehrsfluss bzw. die einfahrenden Verkehrsteilnehmer am Kreisverkehr durch das Steuersignal gesteuert werden kann.
Zu der Erfindung gehört auch eine Verkehrssteuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die die Verkehrssteuereinheit betreffenden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Mit anderen Worten kann durch die Verkehrssteuereinheit ein Verkehrfluss in einem Kreisverkehr geregelt werden. Die Verkehrssteuereinheit kann hierzu eine Datenverarbeitungseinrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Gemäß der Erfindung kann die Verkehrssteuereinheit in einer Ausführungs form eine Road-Side-Unit sein.
Die Erfindung umfasst auch Realisierungen, in welchen jeweils die Merkmale mehrere der beschriebenen Ausführungsformen kombiniert sind, soweit die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Flierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Regelung des Kreisverkehr basierend auf Vorrängen und Nachrängen der Verkehrsteil nehmer.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
Fig. 1 zeigt eine Verkehrsteuereinheit 20, durch die der Verkehrsfluss in einem Kreisverkehr 10 geleitet werden kann. Der Verkehrsfluss kann Ver kehrsteilnehmer 30, 60 umfassen, die in den Kreisverkehr 10 eingefahren sind und/oder die auf den Kreisverkehr 10 zufahren, um in diesen einzufah ren. Die Verkehrsteilnehmer 30, 60 können beispielweise Kraftwagen, insbe sondere Personenkraftwagen und/oder Personenbus sein. Die Verkehrsteil nehmer 30, 60 können autonom fahrende Kraftwagen und/oder personenge führte Kraftwagen und/oder es können Motorräder und/oder Fahrräder sein.
Die Verkehrsteuereinheit 20 kann eine Road-Side-Unit sein, die in und/oder an dem Kreisverkehr 10 eingesetzt sein kann. Die Verkehrsteuereinheit 20 kann einen Prozessor (nicht dargestellt) umfassen. Die Verkehrsteuereinheit 20 kann als Ressourcenmanager oder Teilnehmermanager dienen, um die Ressourcen des Kreisverkehrs 10 und/oder den Verkehrsfluss der Verkehrsteilnehmer 30, 60 durch den Kreisverkehr 10 zu steuern. Die Ressourcen des Kreisverkehrs 10 können beispielweise Spuren und/oder Fahrspursegmente und/oder Routen der Verkehrsteilnehmer 30, 60 vom Einfahren bis zum Verlassen des Kreisverkehrs 10 darstellen.
Die Verkehrsteilnehmer 30, 60 können über Funkverbindungen in einem Datennetzwerk oder kurz Netzwerk 40 mit der Verkehrssteuereinheit 20 verbunden sein, über welches sie miteinander kommunizieren können. Das Netzwerk 40 kann beispielweise ein V2X (englisch: vehcile to everything) Netwerk und/oder V2I (Fahrzeug zur Infrastruktur) und/oder V2V (Fahrzeug zum Fahrzeug) und/oder ein anderes Kommunikation-Netzwerk sein. Die Verkehrsteilnehmer 30, 60 können über das Netzwerk 40 mit der Verkehrssteuereinheit 20 mittels Nachrichten 50 kommunizieren. Die Nachrichten 50 können durch die Verkehrsteilnehmer 30, 60 und/oder die Verkehrsteuereinheit 20 gesendet werden. Die Nachrichten 50 können aktuelle Positionierungsdaten der Verkehrsteilnehmer 30 und/oder Routendaten für die Verkehrsteilnehmer 30 enthalten, wenn sie durch die Verkehrsteilnehmer 30 geschickt oder geführt werden. Die Nachrichten 50, die durch die Verkehrsteuereinheit 20 geschickt werden, können beispielweise eine Anweisung und/oder ein Steuersignal enthalten, mit denen der Verkehrsfluss des Kreisverkehrs geregelt werden kann.
Durch die Nachrichten 50 der Verkehrsteilnehmer 30 kann die Verkehrsteuereinheit 20 bestimmen, wann welcher Verkehrsteilnehmer 30 zum Kreisverkehr 10 kommt und/oder wo er sich im Kreisverkehr 10 befindet. Durch die Positionierungsdaten und Zielortdaten der Verkehrsteilnehmer 30, die die Verkehrsteilnehmer 30 der Verkehrssteuereinheit 20 über das Netzwek 40 senden, kann die Verkehrsteuereinheit 20 bestimmen, wann welcher ankommende Verkehrsteilnehmer 60 in den Kreisverkehr einfahren kann. Zusätzlich kann die Verkehrsteuereinheit 20 diese Daten verwenden, um eine Route oder allgemein Ressourcen der Verkehrsteilnehmer 60 für die darauffolgende Fahrt durch den Kreisverkehr 10 zu bestimmen. Es erfolgt somit eine Ressourcenzuteilung an die Verkehrsteilnehmer 60.
Wenn sich ein einfahrender Verkehrsteilnehmer 60 dem Kreisverkehr 10 nähert, kann er eine Nachricht 50 an die Verkehrssteuereinheit 20 aussenden. Die Nachricht 50 des einfahrenden Verkehrsteilnehmers 60 kann eine Anfrage zum Einfahren und/oder Information betreffend aktuelle Position des Verkehrsteilnehmers 60 und/oder geplante Zielort oder Fahrrichtung oder Zielausfahrt des einfahrenden Verkehrsteilnehmers 60 enthalten. Die Verkehrssteuereinheit 20 kann basierend auf den Nachrichten 50 und/oder Sensordaten der eingefahrenen Verkehrsteilnehmer 30 die aktuelle Verkehrssituation, z.B. einen Stau und/oder die Verfügbarkeit der Ressourcen des Kreisverkehrs 10 ermitteln. Basierend auf der aktuellen Verkehrssituation des Kreisverkehrs 10 kann die Verkehrsteuereinheit 20 eine Nachricht 50 erzeugen, die an den einfahrenden Verkehrsteilnehmer 60 geschickt werden kann.
Diese Nachricht 50 der Verkehrsteuereinheit 20 kann ein entsprechendes Steuersignal enthalten, durch das dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer 60 mitgeteilt wird, ob es in den Kreisverkehr 10 einfahren kann oder am Kreisverkehr 10 warten muss. Diese Nachricht 50 kann Routendaten der zu fahrenden Route oder allgemein Ressourcendaten der dem Verkehrsteilnehmer zugeteilten Ressourcen enthalten. Das Steuersignal kann eine Anweisung zum Einfahren oder ein Einfahrtsignal für den einfahrenden Verkehrsteilnehmer 60 darstellen, wenn kein Stau in dem Kreisverkehr 10 vorhanden und/or die Ressouren des Kreisverkehrs 10 frei verfügbar sind. Das Steuersignal kann eine Wartemeldung oder ein Wartesignal für den einfahrenden Verkehrsteilnehmer 60 darstellen, wenn die Ressourcen des Kreisverkehrs 10 voll ausgeschöpft sind und/oder ein Stau in dem Kreisverkehr 10 durch die Verkehrsteuereinheit 20 ermittelt wird.
Die Verkehrsteuereinheit 20 kann durch die Nachricht 50 die zu verwendenden Ressourcen des Kreisverkehrs 10 und/oder die Routendaten der Verkehrsteilnehmer 30 derart gewählt werden, damit der Verkehrsfluss durch den Kreisverkehr 10 verzögerungsfrei und/oder unfallfrei sichergestellt werden kann. Durch die Routendaten kann beispielweise berücksichtigt werden, wenn ein Verkehrsteilnehmer 30 in dem Kreisverkehr 10 liegen bleibt und/oder ein Unfall im Kreisverkehr 10 auftritt. In einem solchen Fall können den darauffolgenden Verkehrsteilnehmern 30 alternative Routen oder alternative Spuren bei einem mehrspurigen Kreisverkehr 10 bereitgestellt werden. Es erfolgt hierzu eine Anpassung der Zuordnung der Ressourcen des Kreisverkehrs 10. Die Anpassung der Zuordnung der Ressourcen des Kreisverkehrs 10 kann auch dann erfolgen, wenn ein Verkehrsteilnehmer 30, 60 mit einem vorbestimmten Vorrang durch den Kreisverkehr 10 fahren muss. Beispielweise können die Verkehrsteilnehmer, die mit Rettungsdiensten zu tun haben, einen Vorrang gegenüber dem normalen Verkehr haben. Die Spuren oder Routen, die aktuell durch die eingefahrenen Verkehrsteilnehmer verwendet werden, können freigegeben und/oder angepasst werden, damit die Verkehrsteilnehmer für die Rettungsdiente ohne anhalten zu müssen durch den Kreisverkehr fahren können. Bei einem Verkehrsteilnehmer für einen Rettungsdienst kann es sich um einen Krankenwagen und/oder ein Polizeifahrzeug und/oder einen Feuerwehrwagen handeln.
Die Verkehrssteuereinheit 20 kann auch als eine virtuelle Ampel 80 dienen, mit der bei hohen Verkehrsdichten oder bei mehreren einfahrenden Verkehrsteilnehmern 60 pro Richtung zum Kreisverkehr 10 der Verkehrsfluss durch den Kreisverkehr 10 geregelt werden kann. Mit anderen Worten kann ein Steuersignal der Verkehrssteuereinheit 20 als ein grünes Licht oder ein rotes Licht zur Steuerung des einfahrenden Verkehrs dienen.
Fig. 2 zeigt einen Kreisverkehr 10, durch welchen die Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 basierend auf einer Rangordnung mit Vorrang und/oder Nachrang durch die Verkehrssteuereinheit 20 geleitet werden können. Die Vorränge und/oder Nachränge können durch Regeln vorgegeben werden, die bereits der Verkehrssteuereinheit 20 bereitgestellt sein können. Hier können die allgemeinen Verkehrsregeln zur Leitung der Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 durch den Kreisverkehr 10 auf der Grundlage von Vorrängen oder Nachrängen gelten (z.B. ein Kreisverkehr mit „Rechts-vor-Links“). Der Verkehrsteilnehmer V1 , der bereits in dem Kreisverker 10 gefahren ist, kann beispielweise einen Vorrang gegenüber den einfahrenden Verkehrsteilnehmern 60 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Ränge durch eine jeweilige Kategorie der Verkehrsteilnehmer (z.B. Rettungsdienst oder privat) festgelegt sein.
Die Verkehrssteuereinheit 20 kann basierend auf den Nachrichten 50 von Verkehrsteilnehmern V1, V2, V3, V4 aktuell durch die Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 benötigte Routendaten ermitteln und somit ermitteln, wie sich die Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 in dem Kreisverkehr 10 verhalten müssen, um eine Koordination zu erhalten. Die Routendaten können beispielweise Fahrspuren und/oder Fahrspursegmente und/oder Routen des Kreisverkehrs 10 beschreiben, auf welchen die Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 durch den Kreisverkehr 10 fahren müssen. Die Routen R1, R2, R3 können durch die Verkehrssteuereinheit 20 den Verkehrsteilnehmern V1 , V2, V3, V4 zugewiesen werden.
Die Routen R1, R2, R3 des Kreisverkehrs 10 für die Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 brauchen in einer Ausführungsform durch die
Verkehrssteuereinheit 20 erst geplant werden, wenn die Verkehrsteilnehmer V1, V2, V3, V4 von der Verkehrssteuereinheit 20 eine Nachricht zum Einfahren erhalten. Die einfahrenden Verkehrsteilnehmer V2, V3, V4 folgen jeweils den Routen R1, R2, R3. Der eingefahrene Verkehrsteilnehmer V1, welcher auf der Route R1 fährt, kann einen Vorrang gegenüber den Verkehrsteilnehmern V2, V3 haben und durch den Kreisverkehr 10 weiter fahren. Die einfahrenden Verkehrsteilnehmer V2, V3 müssen warten, da die Route R1 durch den Verkehrsteilnehmer V1 befahren werden kann. Die einfahrenden Verkehrsteilnehmer V2, V3 können eine Wartemeldung von der Verkehrssteuereinheit 20 empfangen, damit ein Unfallrisiko vermieden werden kann. Da die Route R3 nicht für den eingefahrenen Verkehrsteilnehmer V1 verplant ist, ist diese Ressource verfügbar und dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer V4 kann somit durch die Verkehrssteuereinheit 20 signalisiert werden, weiter zu fahren ohne am Kreisverkehr 10 warten zu müssen.
Die Verkehrssteuereinheit 20 kann in der Wartemeldung ein Zeitfenster definieren, in dem die Verkehrsteilnehmer V2, V3 am Kreisverkehr warten müssen. Das Zeitfenster kann beispielweise 30 oder 60 beispielsweise in einem Zeitbereich von 5 bis 60 Sekunden liegen. Das Zeitfenster kann durch die Verkehrsteuereinheit 20 basierend auf der aktuellen Positonierung und/oder Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers V1 bestimmt werden. Der einfahrende Verkehrsteilnehmer V2 kann beispielweise ein kleines Zeitfenster zum Warten gegenüber den Verkehrsteilnehmern V3 und V4 haben, weil der Verkehrsteilnehmer V2 dem Verkehrsteilnehmer V1 auf der gleichen Route folgen oder fahren muss. Das Zeitfenster kann vergrößert werden, wenn der eingefahrene Verkehrsteilnehmer V1 in dem Kreisverkehr 10 sehr langsam oder mit einer Geschwindigkeit bewegt, die geringer als eine normale oder zulässige Geschwindigkeit sein kann. Die langsame Geschwindigkeit kann beispielweise in Bereich von 0 (Liegenbleiber oder Stau) bis 30 km/h sein. Das Zeitfenster kann auch davon abhängen, ob der eingefahrene Verkehrsteilnehmer V1 der Verkehrssteuereinheit 20 signalisiert hat, dass er an der Ausfahrt angekommen ist. Mit andren Worten kann die Verkehrssteuereinheit 20 das Verlassen des Kreisverkehrs 10 von dem Verkehrsteilnehmer V1 basierend auf den Nachrichten 50 und/oder Sensordaten ermitteln, damit das Zeitfenster für jeweils einfahrende Verkehrsteilnehmer berechnet und/oder angepasst werden kann. Das Zeitfenster für die einfahrenden Verkehrsteilnehmer V2, V3 kann beispielweise verkleinert werden, wenn die Verkehrssteuereinheit 20 schon Bescheid weiß, dass der Verkehrsteilnehmer V1 durch den Kreisverkehr 10 gefahren ist. Das Zeitfenster für die einfahrenden Verkehrsteilnehmer (z.B. V3) kann dann abhängig von Routendaten und/oder Zielortdaten und/oder Parametern des nächstfolgenden eingefahrenen Verkehrsteilnehmers (z.B. V2), die in Echtzeit ermittelt werden können, berechnet werden. Die Echtzeit- Parametern können beispielweise eine momentane Geschwindigkeit und/oder aktuelle Positionierung des eingefahrenen Verkehrsteilnehmers darstellen. Durch die Routendaten und die Echtzeit-Parametern des eingefahrenen Verkehrsteilnehmers V2 kann die Verkehrssteuereinheit 20 eine Fahrzeit berechnen oder einschätzen, die der Verkehrsteilnehmer V2 benötigt, um den Kreisverkehr 10 zu verlassen oder die Ressourcen (z.B. Nutzung von Spuren) des Kreisverkehrs 10 freizugeben, die dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer V3 zugewiesen werden können. Nach der Ablauf der in dem Zeitfenster bestimmte Wartezeit kann an die jeweils einfahrende Verkehrsteilnehmer signalisiert werden, in den Kreisverkehr 10 einzufahren. Die Verkehrssteuereinheit kann zuerst V2 zum Einfahren signalisieren, weil er hinter dem V1 durch den Kreisverkehr 10 fahren kann. Das Zeitfenster kann in der Verkehrssteuereinheit 20 mit einem Algorithmus berechnet werden. Dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer V2 kann signalisiert werden zu warten, wenn der Verkehrsteilnehmer V3 in den Kreisverkehr 10 eingefahren ist oder vorher ein grünes Licht zum Einfahren erhalten hat. Der Verkehrsteilnehmer V3 kann von der Verkehrssteuereinheit 20 eine Wartemeldung zum Warten erhalten, falls der Verkehrsteilnehmer V4 in den Kreisverkehr 10 eingefahren ist. Da die Verkehrsteuereinheit 20 basierend auf den Nachrichten 50 genaue Positionierung der eingefahrenen Verkehrsteilnehmer bestimmen kann, kann der einfahrende Verkehr so geregelt werden, dass Nutzung der Ressourcen auch optimiert werden kann.
Damit automatisierte Verkehrsteilnehmer sicher durch einen Kreisverkehr geleitet werden können, wird also bevorzugt der Einsatz einer RSU vorgesehen. Die RSU dient als Teilnehmermanager und Ressourcenmanager und hat einen Überblick des Umfeldes durch z.B. Unterstützung von Kameras. Durch gewöhnliche V2X Messages (Nachrichten) empfängt eine RSU die Informationen der verschiedenen vernetzten Verkehrsteilnehmer und kann daraus berechnen, wann welcher Verkehrsteilnehmer zum Kreisverkehr kommt bzw. wo im Kreisverkehr er sich befindet. Durch Positionierungsdaten und Routendaten, die die Verkehrsteilnehmer der RSU über V2X senden, kann die RSU bestimmen, wann welcher Verkehrsteilnehmer in den Kreisverkehr einfahren kann bzw. soll, und verwendet diese Daten um die Route und Ressourcen der darauffolgenden Verkehrsteilnehmer für die Fahrt durch den Kreisverkehr zu bestimmen. Da Die RSU von allen Teilnehmern Bescheid weiß, kann es die Ressourcen besser aufteilen und die Verkehrsteilnehmer auf die richtigen Spuren weisen und eventuell Vorränge und Nachränge geben um den Verkehr weiter flüssig zu halten. Dieses System funktioniert für alle Arten von Kreisverkehren.
Durch diese Technik entsteht eine Möglichkeit, automatisierte und vernetzte Fahrzeuge durch Kreisverkehre aller Art zu leiten. Die Kontrolleinheit RSU (Verkehrssteuereinheit) berechnet die besten Routen aller Teilnehmer und teilt sie jedem Verkehrsteilnehmer bei. Sie hilft auch der Verkehrsverflüssigung und Unfallreduzierung. Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein Verfahren zum Regeln eines Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr bereitgestellt werden kann.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Verfahren zum Regeln eines Verkehrsflusses in einem Kreisverkehr (10), wobei der Verkehrsfluss durch eine Verkehrssteuereinheit (20) ge regelt wird, mit welcher Verkehrsteilnehmer (30, 60), die in den Kreis verkehr (10) eingefahren sind und/oder auf den Kreisverkehr (10) zu fahren, um in diesen einzufahren, in einem Netzwerk (40) vernetzt sind und über Nachrichten (50) kommunizieren, und wobei zum Einfahren ein Verkehrsteilnehmer (60) als eine Nachricht (50) eine Anfrage an die Verkehrssteuereinheit (20) sendet, wobei vor dem Einfahren des jeweiligen Verkehrsteilnehmers (60) der in dem Kreisverkehr (10) befindliche Verkehrsfluss basierend auf den bisheri gen Nachrichten (50) bestimmt wird, wobei für den jeweils einfahrenden Verkehrsteilnehmer (60) als eine Nachricht (50) ein Steuersignal er zeugt wird, um dem Verkehrsteilnehmer (60) mitzuteilen, wann und/oder entlang welcher Route der Verkehrsteilnehmer (60) in den Kreisverkehr (10) einfahren und/oder diesen durchfahren soll, dadurch gekennzeichnet, dass von der Verkehrssteuereinheit (20) Ressourcen des Kreisverkehrs (10) verwaltet werden, wobei die Ressourcen eine Fahrspur oder einen Teil abschnitt der Fahrspur beschreiben, auf der der Verkehrsteilnehmer (60) fahren soll, und die Nachricht (50) die Daten der Ressourcen dar stellt, die von dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer (60) verwendet werden dürfen, um in dem Kreisverkehr so zu fahren, dass er mit ande ren Verkehrsteilnehmern abgestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verkehrsteilnehmer (30) in dem Kreisverkehr (10) Nachrichten (50) mit Positionierungsdaten und/oder Zielortdaten und/oder Routendaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmer (30) aussenden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Verkehrssteuereinheit (20) zur Regelung des Kreisverkehrs (10) Routen aller Verkehrsteilnehmer (30) bestimmt und/oder angepasst werden, damit der Verkehrsfluss in dem Kreisverkehr (10) unfallfrei geführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Verkehrssteuereinheit (20) basierend auf den Nachrichten (50) be stimmt wird, ob ein Stau in dem Kreisverkehr (10) vorhanden ist und/oder das einfahrende Fahrzeug (60) in den Kreisverkehr (10) er fahren darf. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem jeweiligen einfahrenden Verkehrsteilnehmer (60) Vorrang vor einem anderen einfahrenden Verkehrsteilnehmer (60) gemäß eine zeitlichen Reihenfolge von deren Anfragen zugewiesen wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Verkehrs steuereinheit (20) jedem Verkehrsteilnehmer (30, 60) einen Rang zu weist, wobei sich durch den Rang ein Vorrang und/oder Nachrang ge genüber zumindest einem anderem Verkehrsteilnehmer (30, 60) ergibt, und der Verkehrsfluss in dem Kreisverkehr (10) basierend auf den Vor- rängen und/oder Nachrängen der Verkehrsteilnehmer (30, 60) geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersignal zumindest für einen Verkehrsteilnehmer (60) eine Anwei- sung enthält, die dem einfahrenden Verkehrsteilnehmer (60) erlaubt, in den Kreisverkehr (10) einzufahren.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersignal zumindest für einen Verkehrsteilnehmer (60) eine Warte- meldung anzeigt, die den einfahrenden Verkehrsteilnehmer (60) zum
Warten auffordert.
9. Verkehrssteuereinheit (20), wobei die Verkehrssteuereinheit (20) dazu eingerichtet ist, die die Verkehrssteuereinheit (20) betreffenden Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzu führen.
10. Verkehrssteuereinheit (20) nach Anspruch 9, wobei die Verkehrssteu- ereinheit eine Road-Side-Unit ist.
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