DE102015212027A1 - Method and device for automatic determination of traffic regulations at road intersections - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsregelungen an einer Kreuzung (1), mit folgenden Schritten: – Bereitstellen (S1) von Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3), die die Kreuzung (1) durchfahren; – Bestimmen (S2) eines oder mehrerer Kreuzungsdurchgangspfade (15) durch die Kreuzung (1) aus den Positions- und Bewegungsdaten der Kraftfahrzeuge (3); – Extrahieren (S4) mindestens eines Messreihenmerkmals für jede Durchfahrt durch den einen oder die mehreren Kreuzungsdurchgangspfade (15); und – Zuordnen (S7) einer Verkehrsregelungsklasse zu dem einen oder den mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden (15) mithilfe eines Klassifikationsverfahrens auf Basis des mindestens einen Messreihenmerkmals.The invention relates to a method for determining traffic regulations at an intersection (1), comprising the following steps: - providing (S1) position and movement data of motor vehicles (3) passing through the intersection (1); - determining (S2) one or more crossing passageways (15) through the intersection (1) from the position and movement data of the motor vehicles (3); - extracting (S4) at least one measurement series feature for each passage through the one or more intersection passageways (15); and - assigning (S7) a traffic regulation class to the one or more intersection passages (15) using a classification method based on the at least one measurement series feature.
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft das Gebiet von automatisierten Verfahren zum Extrahieren von Verkehrsinformationen aus Flottendaten. The invention relates to the field of automated methods for extracting traffic information from fleet data.
Technischer Hintergrund Technical background
Eine Motor-Start-Stopp-Automatik bei Kraftfahrzeugen sieht vor, den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs automatisch zu stoppen, sobald das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Soll das Fahrzeug weiterfahren, so wird der Verbrennungsmotor automatisch wieder gestartet. Auf diese Weise kann Energie bzw. Kraftstoff eingespart werden, sofern die Dauer, während der der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, eine Mindestdauer überschreitet. An automatic engine start-stop system for motor vehicles envisages automatically stopping the internal combustion engine of a motor vehicle as soon as the vehicle has come to a standstill. If the vehicle is to continue, the internal combustion engine is automatically restarted. In this way, energy or fuel can be saved, provided that the duration during which the internal combustion engine is switched off, exceeds a minimum duration.
Eine Motor-Start-Stopp-Automatik kann ohne eine robuste Prädiktion, wie lange sich ein Kraftfahrzeug vor einer Kreuzung voraussichtlich im Stillstand befinden wird, nicht optimal ausgelegt werden. Ist die Haltedauer des Kraftfahrzeugs zu kurz, benötigt der Startvorgang mehr Energie, als während des abgeschalteten Zustands eingespart werden konnte, und die Energieeffizienz wird verschlechtert. Ist dagegen bekannt, wie lange ein Kraftfahrzeug vor einer Straßenkreuzung voraussichtlich stehen wird, kann in der Motor-Start-Stopp-Automatik über eine Abschaltung des Verbrennungsmotors basierend auf der voraussichtlichen Stillstandszeit entschieden werden. An engine start-stop system may not be optimally designed without a robust prediction of how long a vehicle is expected to stall before an intersection. If the holding period of the motor vehicle is too short, the starting process requires more power than could be saved during the off state, and the energy efficiency is degraded. On the other hand, if it is known how long a motor vehicle is likely to stand in front of a road intersection, a decision can be made in the engine start-stop system via a shutdown of the internal combustion engine based on the anticipated downtime.
Da die voraussichtlichen Stillstandszeiten vor Straßenkreuzungen von den an der Straßenkreuzung bestehenden Verkehrsregelungen, wie beispielsweise einer Lichtsignalschaltung, einem Stoppschild, einer Vorfahrtsstraße, einer Vorfahrt-gewähren-Straße, einer Rechts-vor-Links-Regelung und dergleichen abhängt, ist folglich eine Kenntnis der Verkehrsregelungen an Straßenkreuzungen für eine effiziente Nutzung der Motor-Start-Stopp-Automatik hilfreich, da bei Kenntnis der geltenden Verkehrsregelungen die durchschnittlichen Stillstandszeiten geschätzt werden können. Since the anticipated downtime at intersections depends on traffic regulations at the intersection, such as a light signal circuit, a stop sign, a priority road, a right-of-way street, right-to-left control, and the like, knowledge of the traffic regulations is therefore required At intersections, it is helpful to make efficient use of the automatic engine start-stop system since, given the prevailing traffic regulations, average downtimes can be estimated.
Des Weiteren können Informationen zu Verkehrsregelungen an Straßenkreuzungen verwendet werden, um die durchschnittlichen Stillstandszeiten an Kreuzungen zur Realisierung einer Verbrauchsminimierung bei einer Navigation zu schätzen, da aufgrund großer Wartezeiten vor Straßenkreuzungen der Verbrauch und damit die Emissionen erheblich ansteigen können. Furthermore, information on traffic regulations at intersections can be used to estimate the average downtime at intersections to realize a minimization of consumption in a navigation, since due to large waiting times before intersections of the consumption and thus emissions can increase significantly.
Es sind kamerabasierte Systeme bekannt, die Lichtsignalanlagen und Verkehrsschilder erfassen können und so Verkehrsregelungen an Kreuzungen detektieren können. Diese Systeme sind jedoch anfällig gegenüber Einflüssen aus der Fahrzeugumgebung, da Kamerasysteme eine freie Sicht voraussetzen. Verdeckt beispielsweise ein weiteres Fahrzeug ein die Verkehrsregeln angebendes Zeichen, wie beispielsweise ein Schild oder eine Lichtsignalanlage, so ist keine automatische Erkennung der Verkehrsregelung möglich. Auch muss sich das Fahrzeug in Sichtweite zur Kreuzung befinden, um die dort geltende Verkehrsregelung zu erfassen. There are known camera-based systems that can detect traffic lights and traffic signs and so can detect traffic regulations at intersections. However, these systems are susceptible to influences from the vehicle environment, as camera systems require a clear view. If, for example, another vehicle hides a sign indicating the traffic rules, such as a sign or a traffic signal, then automatic recognition of the traffic control is not possible. Also, the vehicle must be in sight of the intersection to capture the traffic control system in place.
Heutige Systeme im Kraftfahrzeug verfügen nicht über Kartendaten mit einem Detaillierungsgrad, der Informationen zu Verkehrsregelungen an Straßenkreuzungen beinhaltet. Es müssen daher in verfügbaren Kartendaten Informationen über Verkehrsregelungen hinzugefügt werden. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
Auch die Druckschrift
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um Kartendaten mit Informationen zu Verkehrsregelungen zu ergänzen und für Fahrerassistenzsysteme bzw. Navigationssysteme zur Verfügung zu stellen. It is an object of the present invention to provide a method for supplementing map data with information about traffic regulations and for providing driver assistance systems or navigation systems.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Bestimmen von Verkehrsregelungen an einer Kreuzung gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das System gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. This object is solved by the method for determining traffic regulations at an intersection according to
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsregelungen an einer Kreuzung vorgesehen, mit folgenden Schritten:
- – Bereitstellen von Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die die Kreuzung durchfahren;
- – Bestimmen eines oder mehrerer Kreuzungsdurchgangspfade durch die Kreuzung aus den Positions- und Bewegungsdaten der Kraftfahrzeuge;
- – Extrahieren mindestens eines Messreihenmerkmals für jede Durchfahrt durch den einen oder die mehreren Kreuzungsdurchgangspfade; und
- – Zuordnen einer Verkehrsregelungsklasse zu dem einen oder den mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden mithilfe eines Klassifikationsverfahrens auf Basis des mindestens einen Messreihenmerkmals.
- - Providing position and movement data of motor vehicles passing through the intersection;
- Determining one or more intersection passage paths through the intersection of the position and movement data of the motor vehicles;
- Extracting at least one measurement series feature for each passage through the one or more intersection passage paths; and
- Assigning a traffic regulation class to the one or more intersection passageways using a classification method based on the at least one measurement series feature.
Insbesondere kann das Verfahren die folgenden weiteren Schritte aufweisen:
- – Ermitteln eines oder mehrerer statistischer Durchgangspfadmerkmale aus den einem Kreuzungsdurchgangspfad zugeordneten Messreihenmerkmalen; und
- – Zuordnen der Verkehrsregelungsklasse zu einem Kreuzungsdurchgangspfad mithilfe eines Klassifikationsverfahrens für die Durchgangspfadmerkmale.
- Determining one or more statistical continuity path characteristics from the series of measurement features associated with an intersection passage path; and
- Assign the traffic control class to an intersection passage path using a pass path feature classification method.
Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, Positions- und Bewegungsdaten von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen auszuwerten, um automatisiert Verkehrsregelungen an Kreuzungen zu bestimmen. One idea of the above method is to evaluate position and movement data from a plurality of automobiles to automatically determine traffic regulations at intersections.
Unter einer Kreuzung werden hier zwei oder mehrere sich kreuzende Verkehrswege, wie Straßenkreuzungen, Überwege, z.B. Fahrrad- oder Fußgängerüberwege, Fahrbahnverzweigungen sowie Einmündungen von Verkehrswegen in Verkehrswege verstanden. Verkehrsregelungen an Straßenkreuzungen betreffen Regelungen für die Abwicklung des Verkehrs an den Kreuzungen. Für Kraftfahrzeuge können diese Regelungen durch eine Lichtsignalanlage, eine Kennzeichnung einer Vorfahrtsstraße, eine Kennzeichnung eines Vorfahrt-gewährens, einer Kennzeichnung einer Stoppregelung oder eine Rechts-vor-links-Regelung vorsehen umfassen. Below an intersection are here two or more intersecting traffic routes, such as intersections, crossings, e.g. Bicycle or pedestrian crossings, road junctions and junctions of traffic routes understood in traffic routes. Traffic regulations at intersections concern regulations for the handling of traffic at intersections. For motor vehicles, these arrangements may include a traffic light system, a priority road marking, a right of way signage, a stop control marking or a right-to-left control.
Bei dem obigen Verfahren werden die Positions- und Bewegungsdaten der Mehrzahl der Kraftfahrzeuge gesammelt, zum Beispiel in einer Zentraleinheit, und statistisch ausgewertet, um durch eine Klassifikation die eine Kreuzung betreffenden Verkehrsregelungen zu bestimmen. Dabei wird für jeden möglichen Kreuzungsdurchgangspfad, d.h. jede mögliche Kombination aus Kreuzungseinfahrt und –ausfahrt für Kraftfahrzeuge eine Verkehrsregelung ermittelt, da für unterschiedliche Kreuzungsdurchgangspfade einer Kreuzung unterschiedliche Verkehrsregelungen existieren können bzw. in der Regel existieren. Zum Beispiel ist es möglich, dass für Rechtsabbieger an einer Straßenkreuzung mit einer Lichtsignalanlage zusätzlich eine Vorfahrt-gewähren-Regelung gültig ist („Grüner Pfeil“). In the above method, the position and movement data of the plurality of motor vehicles are collected, for example, in a central processing unit, and statistically evaluated to determine, by classification, the traffic regulations concerning an intersection. In doing so, for each possible intersection passageway, i. every possible combination of intersection entrance and exit for motor vehicles determines a traffic regulation, since different traffic regulations can exist or generally exist for different intersection passage paths of an intersection. For example, it is possible for right turn at a road intersection with a traffic signal system additionally a right of way grant rule is valid ("green arrow").
Das obige Verfahren ermöglicht das automatisierte Erlernen von Verkehrsregelungen, indem Positions- und Bewegungsdaten der Mehrzahl von Fahrzeugen statistisch ausgewertet werden und mit Hilfe eines Klassifikationsverfahrens die Verkehrsregelung für den betreffenden Kreuzungsdurchgangspfad ermittelt wird. Auf diese Weise können Verkehrsregelungen für die Kreuzungsdurchgangspfade einer Straßenkreuzung automatisiert erfasst bzw. erlernt werden, so dass es im Gegensatz zum aktuellen Stand der Technik möglich ist, eine unabhängige Klassifikation der Verkehrsregelung für die betreffenden Kreuzungsdurchgangspfade vorzunehmen. The above method enables the automated learning of traffic regulations by statistically evaluating position and movement data of the plurality of vehicles, and by means of a classification method, determining the traffic control for the respective intersection passageway. In this way, traffic regulations for the crossing passageways of a road intersection can be automatically acquired or learned, so that it is possible, in contrast to the current state of the art, to make an independent classification of the traffic control for the respective intersection passageways.
Weiterhin kann durch die Verwendung weiterer Merkmale und Objekte in der Fahrzeugumgebung und das Beschleunigungsverhalten ein besseres Klassifikationsergebnis erzielt werden. Furthermore, by using further features and objects in the vehicle environment and the acceleration behavior, a better classification result can be achieved.
Neben der Ermittlung der Verkehrsregelung ist es möglich, Statistiken über ein Fahrerverhalten an Kreuzungen mit bestimmten Verkehrsregelungen, insbesondere Vorfahrtsregelungen, zu extrahieren. In addition to the determination of the traffic regulation, it is possible to extract statistics on driver behavior at intersections with certain traffic regulations, in particular right of way regulations.
Weiterhin können die Messreihenmerkmale eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:
- – Anzahl der Stopps bei der Kreuzungsdurchfahrt;
- – letzte Stopp-Position des Kraftfahrzeugs während der Kreuzungsdurchfahrt;
- – längste Dauer eines Stopps des Kraftfahrzeugs bei der Kreuzungsdurchfahrt;
- – eine minimale Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei der Kreuzungsdurchfahrt;
- – eine Beschleunigung bei einem Anfahrvorgang nach dem Stopp bzw. nach dem längsten Stopp des Kraftfahrzeugs;
- – eine maximale Anzahl der Kraftfahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug während des letzten Stopps vor der Kreuzungsdurchfahrt;
- – eine maximale Beschleunigung nach einem Stopp im Kreuzungsbereich.
- - number of stops at the intersection crossing;
- - last stop position of the motor vehicle during the crossing passage;
- - Longest duration of a stop of the motor vehicle at the intersection crossing;
- A minimum speed of the motor vehicle at the crossing passage;
- An acceleration in a starting operation after the stop or after the longest stop of the motor vehicle;
- - a maximum number of motor vehicles in front of their own vehicle during the last stop before the intersection crossing;
- - a maximum acceleration after a stop in the crossing area.
Gemäß einer Ausführungsform können die Durchgangspfadmerkmale eine oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:
- – Prozentuale Anzahl an Überfahrten mit Stopps;
- – Minimale Dauer aller Stopps;
- – Maximale Dauer aller Stopps;
- – Varianz der Dauer aller Stopps;
- – Durchschnitt der Dauer aller Stopps;
- – Minimum der minimalen Geschwindigkeit aller Überfahrten;
- – Maximum der minimalen Geschwindigkeiten aller Überfahrten;
- – Varianz der minimalen Geschwindigkeit aller Überfahrten;
- – Durchschnitt der minimalen Geschwindigkeit aller Überfahrten;
- – Minimum der letzten Stoppposition eines Fahrzeugs;
- – Maximum der letzten Stoppposition;
- – Varianz der letzten Stoppposition;
- – Durchschnitt der letzten Stoppposition;
- – Minimum aller maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Maximum aller maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Varianz der maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Durchschnitt der maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Minimale Anzahl der Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug beim Stopp;
- – Maximale Anzahl der Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug beim Stopp;
- – Varianz der Anzahl der Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug beim Stopp; und
- – Durchschnitt der Anzahl der Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug beim Stopp.
- - Percentage of crossings with stops;
- - Minimum duration of all stops;
- - maximum duration of all stops;
- - variance of the duration of all stops;
- - average of the duration of all stops;
- Minimum of minimum speed of all crossings;
- - maximum of the minimum speeds of all crossings;
- Variance of the minimum speed of all crossings;
- - average of the minimum speed of all crossings;
- Minimum of the last stop position of a vehicle;
- - maximum of the last stop position;
- - variance of the last stop position;
- - average of the last stop position;
- - minimum of all maximum accelerations during the starting process;
- - maximum of all maximum accelerations during the starting process;
- - variance of the maximum accelerations during the starting process;
- - average of the maximum acceleration during the starting process;
- - Minimum number of vehicles in front of own vehicle at the stop;
- - Maximum number of vehicles in front of own vehicle at the stop;
- - variance of the number of vehicles in front of the own vehicle at the stop; and
- - Average of the number of vehicles in front of the own vehicle at the stop.
Es kann vorgesehen sein, dass die Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die die Kreuzung durchfahren, an eine Zentraleinheit bereitgestellt werden, wobei insbesondere die Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die der Kreuzung zugeordnet sind, aus Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen ausgewählt werden. It may be provided that the position and movement data of motor vehicles passing through the intersection are provided to a central unit, wherein in particular the position and movement data of motor vehicles associated with the intersection are selected from position and movement data of motor vehicles ,
Weiterhin können der eine oder die mehreren Kreuzungsdurchgangspfade der Kreuzung bestimmt werden, indem aus den Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die die Kreuzung durchfahren, befahrbare Kombinationen aus Kreuzungseingängen und Kreuzungsausgängen ermittelt werden. Furthermore, the one or more intersection passageways of the intersection may be determined by determining passable combinations of intersection inputs and intersection outputs from the position and movement data of motor vehicles passing through the intersection.
Insbesondere können für das Klassifikationsverfahren ein oder mehrere Klassifikatoren automatisch oder manuell bereitgestellt werden, wobei der Klassifikator zwei oder mehr als zwei der folgenden Verkehrsregelungsklassen unterscheiden:
- – eine Steuerung durch Lichtsignalanlage,
- – eine vorgegebene Vorfahrt, zum Beispiel angegeben durch eine entsprechende Beschilderung,
- – ein vorgegebenes Vorfahrt achten, zum Beispiel angegeben durch eine entsprechende Beschilderung,
- – eine Stopp-Regelung, zum Beispiel angegeben durch eine entsprechende Beschilderung, und
- – eine Rechts-vor-Links-Regelung, sofern keine aktive Lichtsignalanlage oder Beschilderung vorhanden ist.
- A control by traffic signal system,
- - a given right of way, for example indicated by a corresponding signage,
- - pay attention to a given right of way, for example indicated by a corresponding signage,
- A stop control, indicated for example by a corresponding signage, and
- - Right-to-left control unless there is an active traffic signal or signage.
Weiterhin können die Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die die Kreuzung durchfahren, mit einem Zeitstempel bereitgestellt werden, wobei das Extrahieren der Messreihenmerkmalen für jede Durchfahrt des einen oder der mehreren Kreuzungsdurchgangsfaden der Kreuzung für in einen vorgegebenen Zeitraum fallende Positions- und Bewegungsdaten durchgeführt wird, wobei das Zuordnen der Verkehrsregelung zu dem Kreuzungsdurchgangspfad mithilfe des Klassifikationsverfahrens für die sich aus den zeitabhängig extrahierten Messreihenmerkmalen ergebenden Durchgangspfadmerkmalen basierend auf für den betreffenden Zeitraum vorgegebenen Klassifikatoren durchgeführt wird. Furthermore, the position and movement data of motor vehicles passing through the intersection may be provided with a time stamp, wherein the extraction of the measurement series features is performed for each passage of the one or more intersection crossing threads of the intersection for position and movement data falling within a predetermined period of time, wherein the assignment of the traffic control to the intersection passage path is performed using the classification method for the passage path features resulting from the time-dependent extracted measurement series features based on classifiers predetermined for the relevant time period.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Zuordnung der Kreuzungsdurchgangspfade an einer Kreuzung zu den Verkehrsregelungsklassen durch eine regelbasierte Betrachtung aller Kreuzungsdurchgangspfade der Kreuzung plausibilisiert werden. According to one embodiment, the assignment of the intersection passageways at an intersection to the traffic control classes may be made plausible by a rule-based consideration of all crossing intersection paths of the intersection.
Weiterhin kann die Zuordnung der Kreuzungsdurchgangsfahrten der Kreuzung zu entsprechenden Verkehrsregelungsklassen durch regelbasierte Betrachtung aller Kreuzungsdurchgangspfade plausibilisiert werden. Furthermore, the assignment of the intersection passes of the intersection to corresponding traffic control classes can be made plausible by rule-based consideration of all intersection passage paths.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Bestimmung von Verkehrsregelungen an einer Kreuzung vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- – Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen, die die Kreuzung durchfahren, zu erhalten;
- – einen oder mehrere Kreuzungsdurchgangspfade durch die Kreuzung aus den Positions- und Bewegungsdaten der Kraftfahrzeuge zu bestimmen;
- – mindestens ein Messreihenmerkmals für jede Durchfahrt durch den einen oder die mehreren Kreuzungsdurchgangspfade zu extrahieren;
- – eine Verkehrsregelungsklasse zu dem einen oder den mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden mithilfe eines Klassifikationsverfahrens auf Basis des mindestens einen Messreihenmerkmals zuzuordnen.
- To obtain position and movement data of motor vehicles crossing the intersection;
- To determine one or more intersection passageways through the intersection of the position and movement data of the motor vehicles;
- To extract at least one measurement series feature for each passage through the one or more intersection traversal paths;
- Assign a traffic control class to the one or more intersection passages using a classification method based on the at least one measurement series feature.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Embodiments are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Beschreibung von Ausführungsformen Description of embodiments
In
Für Kreuzungen
In Kartendaten, die üblicherweise Fahrerassistenzsystemen und Navigationssystemen bereitgestellt werden, sind die Verkehrsregelungen an Straßenkreuzungen in der Regel nicht enthalten. Es ist daher zur Verbesserung der Funktion von Fahrerassistenzsystemen, wie beispielsweise zur Realisierung einer Motor-Start-Stopp-Funktion oder einer Navigationsfunktion mit einer verbesserten verbrauchsoptimierten Fahrstreckenermittlung notwendig, zusätzliche Verkehrsregelungsinformationen für Straßenkreuzungen zur Verfügung zu stellen. Für die Motor-Start-Stopp-Automatik ist beispielsweise die Kenntnis einer durchschnittlichen Stillstandszeit vor einer Kreuzung notwendig, um über ein automatisches Abschalten des Verbrennungsmotors entscheiden zu können. Für die verbrauchsoptimierte Ermittlung einer Fahrstrecke in einem Navigationssystem kann die Kenntnis einer durchschnittlichen Kreuzungsdurchfahrzeit, d.h. der Zeit, die ein die Kreuzung durchfahrendes Fahrzeug voraussichtlich benötigt, hilfreich sein. In map data, which are usually provided to driver assistance systems and navigation systems, the traffic regulations at road intersections are generally not included. It is therefore necessary to improve the function of driver assistance systems, such as for the realization of an engine start-stop function or a navigation function with an improved consumption-optimized route determination necessary to provide additional traffic control information for road junctions. For the engine start-stop system, for example, the knowledge of an average downtime before an intersection is necessary in order to be able to decide on an automatic shutdown of the internal combustion engine. For the consumption-optimized determination of a route in a navigation system, the knowledge of an average crossing transit time, i. the time that a vehicle crossing the intersection is expected to be useful.
In
Weiterhin kann das Kraftfahrzeug
Die Zentraleinheit
In dem Flottendatenspeicher
Zur Durchführung von bestimmten Funktionen im Fahrerassistenzsystem kann eine Information über die geltenden Verkehrsregelungen an einer vorausliegenden Kreuzung benötigt werden. Insbesondere können die Verkehrsregelung für jeden der Kreuzungsdurchgangspfade einer auf der Fahrstrecke vorausliegenden Kreuzung benötigt werden. Beispielsweise können als Fahrerassistenzfunktionen eine Vorfahrtswarnfunktion, eine intelligente Motor-Start-Stopp-Automatik und/oder eine optimierte energieverbrauchseffiziente Navigationsfunktion auf solche Verkehrsregelungsinformationen zurückgreifen. For carrying out certain functions in the driver assistance system, information about the applicable traffic regulations at a preceding intersection may be required. In particular, the traffic control may be required for each of the intersection passageways of an intersection ahead of the route. For example, as a driver assistance functions, a priority warning function, an intelligent engine start-stop system and / or an optimized energy-efficient navigation function can refer to such traffic control information.
Durch die Verarbeitungseinheit
Zunächst werden im Schritt S1 Positions- und Bewegungsdaten von einer Menge von Kraftfahrzeugen
In Schritt S2 werden für eine vorgegebene Kreuzung relevante Positions- und Bewegungsdaten von denjenigen Kraftfahrzeugen ausgewählt, die eine Trajektorie über eine Kreuzungsdurchgangsfahrt der betreffenden Kreuzung enthalten. Die relevanten Positions- und Bewegungsdaten werden anhand einer örtlichen Nähe des die Kreuzung durchfahrenden Kraftfahrzeugs anhand der betreffenden Positions- und Bewegungsdaten ermittelt. Es ergeben sich eine Menge von Datensätzen, die jeweils eine Fahrt eines Kraftfahrzeugs durch einen Kreuzungsdurchgangspfad der betreffenden Kreuzung angeben. In step S2, position and movement data relevant to a given intersection are selected from those vehicles which contain a trajectory via an intersection passage of the respective intersection. The relevant position and movement data are determined on the basis of a local proximity of the motor vehicle driving through the intersection on the basis of the relevant position and movement data. This results in a set of data sets, each indicating a drive of a motor vehicle through an intersection passage path of the respective intersection.
In Schritt S3 wird auf Basis der ausgewählten Daten für die betreffende Kreuzung eine Basisgeometrie der Kreuzung beschrieben. Die Beschreibung umfasst Kombinationen von möglichen Kreuzungseinfahrten
Zur besseren Vergleichbarkeit mehrerer Kreuzungen und deren Kreuzungsdurchgangspfade wird jeweils ein Mittelpunkt der Kreuzung auf die einzelnen Kreuzungsdurchgangspfade projiziert. Entlang eines Kreuzungsdurchgangspfades ergibt sich eine eindimensionale Koordinate, sobald der projizierte Mittelpunkt als Referenzpunkt verwendet wird. Jeder weitere beliebige Punkt kann auf einen Kreuzungsdurchgangspfad projiziert werden. In
In Schritt S4 werden für jede Kreuzungsdurchfahrt eines Kraftfahrzeugs über einen Kreuzungsdurchgangspfad ein oder mehrere Messreihenmerkmale extrahiert. Die Messreihenmerkmale können ein oder mehrere der folgenden Parameter betreffen:
- – Anzahl der Stopps bei der Kreuzungsdurchfahrt;
- – letzte Stopp-Position des Kraftfahrzeugs während der Kreuzungsdurchfahrt;
- – längste Dauer eines Stopps des Kraftfahrzeugs bei der Kreuzungsdurchfahrt;
- – eine minimale Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei der Kreuzungsdurchfahrt;
- – eine Beschleunigung bei einem Anfahrvorgang nach dem Stopp bzw. nach dem längsten Stopp des Kraftfahrzeugs;
- – eine maximale Anzahl der Kraftfahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug während des letzten Stopps vor der Kreuzungsdurchfahrt;
- – eine maximale Beschleunigung nach einem Stopp im Kreuzungsbereich.
- - number of stops at the intersection crossing;
- - last stop position of the motor vehicle during the crossing passage;
- - Longest duration of a stop of the motor vehicle at the intersection crossing;
- A minimum speed of the motor vehicle at the crossing passage;
- An acceleration in a starting operation after the stop or after the longest stop of the motor vehicle;
- - a maximum number of motor vehicles in front of their own vehicle during the last stop before the intersection crossing;
- - a maximum acceleration after a stop in the crossing area.
Insbesondere die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs nach einem Stopp im Kreuzungsbereich bei einem Anfahrvorgang und/oder die Anzahl der Kraftfahrzeuge in der Fahrzeugumgebung während des letzten Stopps vor der Kreuzungsdurchfahrt sind Merkmale, die eine bessere Klassifizierung zur Ermittlung der an der betreffenden Kreuzung herrschenden Verkehrsregelung ermöglichen. In particular, the acceleration of the motor vehicle after a stop in the crossing area during a start-up procedure and / or the number of motor vehicles in the vehicle environment during the last stop before the crossing passage are features which allow a better classification for determining the prevailing traffic control at the intersection in question.
Die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs nach einem Stopp im Kreuzungsbereich wird dadurch bestimmt, dass, sofern eine Messreihe, d.h. ein einer Kreuzungsdurchfahrt zugeordneter Datensatz, mindestens einen Stoppvorgang beinhaltet, nach diesem Stopp so lange die Beschleunigung aus Informationen der Fahrzeugdynamik bestimmt wird, solange diese ansteigt und der sich daraus ergebende maximale Beschleunigungswert zwischengespeichert. Der Vorgang wird für alle Anhaltevorgänge einer jeweiligen Kreuzungsdurchfahrt wiederholt und daraus die maximale Beschleunigung der jeweiligen Kreuzungsdurchfahrt bestimmt. The acceleration of the motor vehicle after a stop in the intersection area is determined by the fact that, if a measurement series, ie a record associated with a crossing passage includes at least one stop, after this stop as long as the acceleration of vehicle dynamics information is determined, as long as it increases and the resulting in maximum acceleration value cached. The process is repeated for all stopping operations of a respective crossing passage and from this determines the maximum acceleration of the respective intersection passage.
Bei verschiedenen Verkehrsregelungen kann dieses Merkmal eine verbesserte Klassifizierung zur Bestimmung der tatsächlich geltenden Verkehrsregelung an den betreffenden Kreuzungen ermöglichen. Beispielsweise ist in
Die Kurve K1 zeigt einen Verlauf von durchschnittlichen Beschleunigungswerten von einer einen ersten Kreuzungsdurchgangspfad betreffenden Messreihe mit einer Vorfahrt-gewähren-Regelung entlang des ersten Kreuzungsdurchgangspfades, während die Kurve K2 einen Verlauf von durchschnittlichen Beschleunigungswerten von einer einen zweiten Kreuzungsdurchgangspfad betreffenden Messreihe angibt, wobei der zweite Kreuzungsdurchgangspfad durch eine Lichtsignalanlage gesteuert ist. Man erkennt, dass das Beschleunigungsverhalten von Kraftfahrzeugen von der Verkehrsregelung der Kreuzungsdurchgangspfade abhängt und dieses daher als Klassifikationsmerkmal dienen kann. The curve K1 shows a course of average acceleration values from a series of measurements concerning a first intersection passage along the first intersection passage, while the curve K2 indicates a course of average acceleration values from a series relating to a second intersection passage, the second intersection passage is controlled by a traffic signal. It can be seen that the acceleration behavior of motor vehicles depends on the traffic control of the intersection passageways and this can therefore serve as a classification feature.
Das Merkmal der maximalen Anzahl der Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug während des letzten Stopps vor der Kreuzungsdurchfahrt kann durch eine Umfeldsensorik, wie beispielsweise das Abstandsradar, eine Kamera und/oder dergleichen, ermittelt werden. Auf Basis der ermittelten Anzahl der Objekte im Fahrzeugumfeld wird das Messreihenmerkmal der maximalen Anzahl der Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug während des letzten Stopps bestimmt. The feature of the maximum number of vehicles in front of the own vehicle during the last stop before the crossing passage can be determined by environment sensors, such as the distance radar, a camera and / or the like. Based on the determined number of objects in the vehicle environment, the measurement series feature of the maximum number of vehicles in front of the own vehicle during the last stop is determined.
In
In Schritt S5 werden statistische Durchgangspfadmerkmale für jeden Kreuzungsdurchgangspfad ermittelt. Dazu werden aus allen verwendeten Messreihenmerkmalen, die einem Kreuzungsdurchgangspfad zugeordnet werden können, durch statistische Auswertung Durchgangspfadmerkmale erzeugt. Die statistische Auswertung der Durchgangspfadmerkmale ermöglicht es, die Auswirkung von Ausreißern zu minimieren, die beispielsweise dadurch entstehen können, dass bei Kreuzungsdurchgangspfaden die gültige Verkehrsregelung ignoriert wurde. Die verwendeten statistischen Durchgangspfadmerkmale können insbesondere eines oder mehrere der folgenden umfassen:
- – Prozentuale Anzahl an Überfahrten mit Stopps;
- – Minimale Dauer aller Stopps;
- – Maximale Dauer aller Stopps;
- – Varianz der Dauer aller Stopps;
- – Durchschnitt der Dauer aller Stopps;
- – Minimum der minimalen Geschwindigkeit aller Überfahrten;
- – Maximum der minimalen Geschwindigkeiten aller Überfahrten;
- – Varianz der minimalen Geschwindigkeit aller Überfahrten;
- – Durchschnitt der minimalen Geschwindigkeit aller Überfahrten;
- – Minimum der letzten Stoppposition eines Kraftfahrzeugs;
- – Maximum der letzten Stoppposition;
- – Varianz der letzten Stoppposition;
- – Durchschnitt der letzten Stoppposition;
- – Minimum aller maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Maximum aller maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Varianz der maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Durchschnitt der maximalen Beschleunigungen beim Anfahrvorgang;
- – Minimale Anzahl der Kraftfahrzeuge vor dem eigenen Kraftfahrzeug beim Stopp;
- – Maximale Anzahl der Kraftfahrzeuge vor dem eigenen Kraftfahrzeug beim Stopp;
- – Varianz der Anzahl der Kraftfahrzeuge vor dem eigenen Kraftfahrzeug beim Stopp; und
- – Durchschnitt der Anzahl der Kraftfahrzeuge vor dem eigenen Kraftfahrzeug beim Stopp.
- - Percentage of crossings with stops;
- - Minimum duration of all stops;
- - maximum duration of all stops;
- - variance of the duration of all stops;
- - average of the duration of all stops;
- Minimum of minimum speed of all crossings;
- - maximum of the minimum speeds of all crossings;
- Variance of the minimum speed of all crossings;
- - average of the minimum speed of all crossings;
- Minimum of the last stop position of a motor vehicle;
- - maximum of the last stop position;
- - variance of the last stop position;
- - average of the last stop position;
- - minimum of all maximum accelerations during the starting process;
- - maximum of all maximum accelerations during the starting process;
- - variance of the maximum accelerations during the starting process;
- - average of the maximum acceleration during the starting process;
- - Minimum number of motor vehicles in front of their own motor vehicle at the stop;
- - Maximum number of motor vehicles in front of their own motor vehicle at the stop;
- - Variance of the number of motor vehicles in front of their own motor vehicle at the stop; and
- - Average of the number of motor vehicles in front of their own motor vehicle at the stop.
In Schritt S6 können die Durchgangspfadmerkmale dazu verwendet werden, einen Klassifikator automatisch anzulernen oder bereitzustellen. Der Klassifikator kann zwischen zwei oder mehr als zwei der folgenden Verkehrsregelungsklassen für jeden Kreuzungsdurchgangspfad unterscheiden:
- – Steuerung durch Lichtsignalanlage,
- – vorgegebene Vorfahrt, zum Beispiel angegeben durch eine entsprechende Beschilderung,
- – vorgegebenes Vorfahrt-achten, zum Beispiel angegeben durch eine entsprechende Beschilderung,
- – Stopp-Regelung, zum Beispiel angegeben durch eine entsprechende Beschilderung, und
- – Eine Rechts-vor-Links-Regelung, sofern keine aktive Lichtsignalanlage oder Beschilderung vorhanden ist.
- - control by traffic signal,
- - given right of way, for example indicated by a corresponding signage,
- - make sure that the right of way is respected, for example by giving the appropriate signage,
- - Stop control, indicated for example by a corresponding signage, and
- - Right-to-left control unless there is an active traffic signal or signage.
Die Verkehrsregelungen können manuell in Verkehrsregelungsklassen klassifiziert werden, zum Beispiel durch einen Experten, die den maschinellen Lernvorgang als Trainings- und Validierungsdaten zur Verfügung stehen. Für das automatische Training des Klassifikators können bekannte Klassifikationsverfahren, wie Random Forest oder neuronale Netze, verwendet werden. The traffic regulations can be classified manually into traffic control classes, for example by an expert who has the machine learning process as training and validation data. For the automatic training of the classifier, known classification methods, such as random forest or neural networks, can be used.
Steht ein trainierter Klassifikator zur Verfügung, wird dieser in Schritt S7 für weitere Kreuzungsdurchgangspfade an derselben und/oder weiteren Kreuzungen angewendet. Der Klassifikator ordnet dabei dem jeweiligen Kreuzungsdurchgangspfad eine der genannten Verkehrsregelungsklassen zu. Die Zuordnung erfolgt dabei vorzugsweise probabilistisch, also unter Verwendung von Wahrscheinlichkeiten. If a trained classifier is available, this is applied in step S7 for further intersection passage paths at the same and / or further intersections. The classifier allocates one of the aforementioned traffic control classes to the respective intersection passage. The assignment is preferably probabilistic, ie using probabilities.
Weiterhin ist es möglich, dass sich die Verkehrsregelung an einer Kreuzung abhängig von der Tageszeit ändert. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn eine Lichtsignalanlage nur tagsüber aktiv ist. In diesem Fall kann die Klassifikation zeitabhängig durchgeführt werden, d.h. die extrahierten Merkmale werden entsprechend ihrer Zeitstempel sortiert und beispielsweise in Zeitabschnitten stundenweise über Werk- und Wochenendtage gruppiert. Daraufhin erfolgt für jedes Zeitfenster eine separate Klassifikation, so dass sich eine zeitabhängige Zuordnung ergibt. Furthermore, it is possible that the traffic control at an intersection changes depending on the time of day. This can occur, for example, when a traffic signal system is active only during the day. In this case, the classification can be performed time-dependent, i. The extracted features are sorted according to their timestamps and grouped, for example, in hours by the hour over workdays and weekend days. This is followed by a separate classification for each time window, resulting in a time-dependent assignment.
Sind den Kreuzungsdurchgangsfahrten einer Kreuzung entsprechende Verkehrsregelungsklassen zugeordnet, kann in Schritt S8 eine Plausibilisierung und eine Verbesserung der Klassifikation durch regelbasierte Betrachtung aller Kreuzungsdurchgangspfade durchgeführt werden. Es tritt beispielsweise in der Praxis nicht auf, dass eine Kreuzung an drei Kreuzungseinfahrten von einer Lichtsignalanlage reguliert wird und eine weitere Kreuzungseinfahrt einer Vorfahrtsstraße entspricht. Ist dies das Ergebnis der Klassifikation, so kann angenommen werden, dass der Kreuzungsdurchgangspfad, für den eine Vorfahrtsregelung ermittelt wurde, ebenfalls einer Regelung durch eine Lichtsignalanlage entspricht. Dadurch ist es möglich, die Qualität der Ermittlung der Verkehrsregelung für alle Kreuzungsdurchgangspfade weiter zu verbessern. If traffic control classes corresponding to the intersection passes of an intersection are assigned, a plausibility check and an improvement of the classification by rule-based consideration of all intersection passage paths can be carried out in step S8. For example, it does not occur in practice that an intersection at three intersection entrances is regulated by a traffic light system and another crossing intersection corresponds to a priority road. If this is the result of the classification, it can be assumed that the intersection passageway for which a right of way regulation has been determined also corresponds to regulation by a traffic light system. This makes it possible to further improve the quality of traffic control determination for all intersection passageways.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kreuzung crossing
- 11 11
- Kreuzungseingang junction input
- 12 12
- Kreuzungsausgang crossing output
- 13 13
- Fahrspur lane
- 14 14
- Markierung mark
- 15 15
- Kreuzungsdurchgangspfad Crossing through path
- 33
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 31 31
- Sende-/Empfangseinheit Transmit / receive unit
- 33 33
- Kamerasystem camera system
- 44
- Zentraleinheit central processing unit
- 41 41
- Verarbeitungseinheit processing unit
- 42 42
- Kartenspeicher card memory
- 43 43
- Flottendatenspeicher Fleet data storage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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