DE102015212027A1 - Method and device for automatic determination of traffic regulations at road intersections - Google Patents

Method and device for automatic determination of traffic regulations at road intersections Download PDF

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DE102015212027A1
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Thoralf Reis
Christian Ruhhammer
Felix Klanner
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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 Shaohan Hu et al. "SmartRoad: A Crowd-Sourced Traffic Regulator Detection and Identification System", Information Processing in Sensor Networks (IPSN), 2013 , ACM/IEEE International Conference on IEEE, 2013 , bekannt, mithilfe durch ein Mobilgerät erfasste Position- und Bewegungsdaten Verkehrsregelungen für Kreuzungsüberfahrten zu erlernen. Durch die Nutzung eines Mobilgeräts besteht jedoch kein Zugriff auf die Informationen der Fahrzeugsensorik. Weiterhin werden nur Kreuzungsüberfahrten berücksichtigt, die in gerader Richtung über eine Kreuzung führen. Diese Einschränkung berücksichtigt daher nicht die große Anzahl von Abbiegungen an Kreuzungen, so dass nur ein Teil der für das Betreiben von Fahrerassistenzsystemen und zum Ermitteln von energieoptimalen Fahrstrecken benötigten Informationen zur Verfügung steht. Today's systems in the motor vehicle do not have map data with a level of detail that includes information about traffic regulations at intersections. Therefore, information about traffic regulations must be added to available map data. For example, from the document Shaohan Hu et al. "SmartRoad: A Crowd-Sourced Traffic Regulator Detection and Identification System", Information Processing in Sensor Networks (IPSN), 2013 . ACM / IEEE International Conference on IEEE, 2013 is known to learn traffic regulations for crossing crossings using position and movement data acquired by a mobile device. However, using a mobile device does not give access to vehicle sensor information. Furthermore, only crossing crossings are considered, which lead in a straight direction over an intersection. Therefore, this limitation does not take into account the large number of turns at intersections, so that only a part of the information needed for operating driver assistance systems and for determining energy-optimal driving routes is available.

Auch die Druckschrift Christopher A. Pribe und Seth O. Rogers, "Learning to Associate Observed Driver Behavior with Traffic Controls", Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board 1679.1 (1999), S. 95–100 , offenbart das Ermitteln von Verkehrsregelungen, wobei ebenfalls Kreuzungsüberfahrten in gerader Richtung berücksichtigt werden. Also the publication Christopher A. Pribe and Seth O. Rogers, "Learning to Associate Observed Driver Behavior with Traffic Control", Transportation Research Record: Journal of Transportation Research Board 1679.1 (1999), pp. 95-100 discloses the determination of traffic regulations, also taking into account intersections in a straight line.

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 claim 1 and by the device and the system according to the independent claims.

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.
According to a first aspect, a method is provided for determining traffic regulations at an intersection, comprising the following steps:
  • - 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.
In particular, the method may comprise the following further steps:
  • 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.
Furthermore, the measurement series features may include one or more of the following features:
  • - 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.
In one embodiment, the through-path features may include one or more of the following features:
  • - 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.
In particular, one or more classifiers may be provided automatically or manually for the classification method, the classifier distinguishing two or more than two of the following traffic control classes:
  • 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.
In another aspect, an apparatus for determining traffic regulations at an intersection is provided, the apparatus being configured to:
  • 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:

1 eine schematische Darstellung einer Kreuzung mit mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden; 1 a schematic representation of an intersection with multiple crossing passageway;

2 eine schematische Darstellung eines Systems zur Erfassung von Positions- und Bewegungsdaten eines Kraftfahrzeugs; 2 a schematic representation of a system for detecting position and movement data of a motor vehicle;

3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Ermittlung von Verkehrsregelungen an einer Straßenkreuzung für alle Kreuzungsdurchgangspfade; 3 a flowchart illustrating a method for determining traffic regulations at a road intersection for all intersection passage paths;

4 eine Darstellung zur Ermittlung eines Kreuzungsmittelpunktes als Referenz; 4 a representation for determining a crossing center point as a reference;

5 ein Diagramm zur Darstellung eines Beschleunigungsverhaltens an Kreuzungen mit verschiedenen Arten von Verkehrsregelungen; und 5 a diagram illustrating an acceleration behavior at intersections with different types of traffic regulations; and

6 eine Veranschaulichung der Erkennung von Merkmalen die Fahrzeugumgebung betreffend. 6 an illustration of the recognition of features relating to the vehicle environment.

Beschreibung von Ausführungsformen Description of embodiments

In 1 ist eine Kreuzung 1 in Form einer Straßenkreuzung dargestellt. Die Kreuzung 1 kann hierin sowohl zwei oder mehrere sich kreuzende Verkehrswege, wie z.B. Fahrbahnen, Fahrbahnverzweigungen und -einmündungen sowie Überwege, wie z.B. Fahrrad- oder Fußgängerüberwege umfassen. Die in 1 dargestellte Kreuzung 1 enthält eine Anzahl von Kreuzungseingängen 11 sowie Kreuzungsausgängen 12, die jeweils durch eine oder mehrere Fahrspuren 13 für Kraftfahrzeuge gebildet sein können. Durch Markierungen 14 kann einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs angezeigt werden, auf welchem oder welchen Kreuzungsdurchgangspfaden 15 dieser die Kreuzung 1 durchfahren kann bzw. soll. So können Pfeile auf der jeweiligen Fahrspur 13 vorgeben, welchen Kreuzungsausgang 12 aus der Kreuzung 1 ein Fahrer befahren soll. In 1 is a crossroads 1 represented in the form of a road junction. The crossroad 1 may herein include both two or more intersecting traffic routes, such as lanes, lane junctions and junctions, and crossings, such as bicycle or pedestrian crossings. In the 1 illustrated crossing 1 contains a number of intersection entrances 11 as well as intersection exits 12 , each by one or more lanes 13 may be formed for motor vehicles. By markings 14 may be displayed to a driver of a motor vehicle on which or which intersection passageway 15 this the crossroads 1 can pass through or should. So can arrows on the respective lane 13 specify which intersection exit 12 from the intersection 1 a driver should drive.

Für Kreuzungen 1 ist in der Regel eine Verkehrsregelung vorgegeben, die beispielsweise durch eine Lichtsignalanlage, eine Beschilderung oder durch gesetzliche Regelungen, wie beispielsweise die Straßenverkehrsordnung, vorgegeben sein können. So können beispielsweise das Befahren der Kreuzung 1 durch eine Schaltung der Lichtsignalanlage, durch eine Vorfahrt anzeigende Beschilderung, eine Beschilderung des Beachtens der Vorfahrt, eine Beschilderung mit einem Stoppschild oder durch eine Rechts-vor-lins-Regel bestimmt sein. For intersections 1 As a rule, a traffic regulation is prescribed, which can be predetermined, for example, by a traffic signal system, signage or by statutory regulations, such as the Highway Code. For example, driving on the intersection 1 be determined by a circuit of the traffic signal system, by a right-of-way signage, a signage of observing the right of way, a signage with a stop sign or by a right-before-lins rule.

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 2 ist schematisch ein System dargestellt, mit dem kreuzungsrelevante Daten erfasst werden können. Das System umfasst ein Kraftfahrzeug 3, das mit einer Positionserfassungseinheit 31 zur Erfassung einer geographischen Position des Kraftfahrzeugs 3 versehen ist. Die Positionserfassungseinheit 31 kann beispielsweise einen GPS-Empfänger oder dergleichen aufweisen, um globale Positionsdaten des Kraftfahrzeugs 3 zu erfassen und darüber hinaus Bewegungsdaten bereitzustellen, die beispielsweise Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs 3 und dergleichen umfassen können und die z.B. aus Änderungen der globalen Positionsdaten ermittelt werden können. In 2 schematically a system is shown, with the crossing-relevant data can be detected. The system includes a motor vehicle 3 that with a position detection unit 31 for detecting a geographical position of the motor vehicle 3 is provided. The position detection unit 31 For example, it may include a GPS receiver or the like to obtain global position data of the motor vehicle 3 to detect and also provide movement data, such as speed, direction of movement of the motor vehicle 3 and the like, and which can be determined, for example, from changes in the global position data.

Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 3 mit einer Sende-/Empfangseinheit 32 versehen sein, um die Positionsdaten des Kraftfahrzeugs 3 zusammen mit einem Zeitstempel über die Erfassungszeit an eine fahrzeugexterne Zentraleinheit 4 zu übermitteln. Weiterhin kann ein Kamerasystem 33 vorgesehen sein, um Umfeldinformationen aus der Fahrzeugumgebung zu erfassen und diese ebenfalls an die fahrzeugexterne Zentraleinheit 4 zu übermitteln. Furthermore, the motor vehicle 3 with a transmitting / receiving unit 32 be provided to the position data of the motor vehicle 3 together with a time stamp about the acquisition time to a vehicle-external central unit 4 to convey. Furthermore, a camera system 33 be provided to capture environmental information from the vehicle environment and this also to the vehicle-external central unit 4 to convey.

Die Zentraleinheit 4 umfasst eine Verarbeitungseinheit 41, einen Flottendatenspeicher 43 und einen digitalen Kartenspeicher 42. Der digitale Kartenspeicher 42 umfasst in elektronischer Form gespeicherte Kartendaten, aus denen sich Positionen von Kreuzungen ermitteln lassen, so dass damit anhand der von dem Kraftfahrzeug 3 übermittelten Positionsdaten eine Annäherung bzw. ein Durchfahren einer Kreuzung erkannt werden kann. The central unit 4 includes a processing unit 41 , a fleet data store 43 and a digital map storage 42 , The digital map storage 42 includes map data stored in electronic form, from which positions of intersections can be determined, so that thus on the basis of the motor vehicle 3 transmitted position data approaching or driving through an intersection can be detected.

In dem Flottendatenspeicher 43 werden die von den Kraftfahrzeugen 3 übermittelten Positions- und Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs 3 gemeinsam mit dem entsprechenden Zeitstempel in geeigneter Weise gespeichert. Auf diese Weise können an die Zentraleinheit 4 von einer Menge von Kraftfahrzeugen 3 Positions- und Bewegungsdaten mit ihren jeweiligen Zeitbezügen übermittelt und in dem Flottendatenspeicher 43 abgespeichert werden. In the fleet data store 43 become those of the motor vehicles 3 transmitted position and movement data of the motor vehicle 3 stored together with the appropriate timestamp in a suitable manner. In this way you can contact the central unit 4 from a lot of motor vehicles 3 Position and movement data with their respective time references and in the fleet data memory 43 be stored.

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 41 können durch Auswerten von Flottendaten aus dem Flottendatenspeicher 43 Regelmäßigkeiten beim Durchfahren der Kreuzung 1 aus den Kreuzungsdurchgangsfahrten 15 ermittelt werden, indem jedem der Kreuzungsdurchgangspfade eine bestimmte Verkehrsregelung zugeordnet werden kann. Dazu kann in der Verarbeitungseinheit 41 ein Verfahren ausgeführt werden, wie es in dem Flussdiagramm der 3 dargestellt ist. By the processing unit 41 can by evaluating fleet data from the fleet data store 43 Regularities when driving through the intersection 1 from the intersection thoroughfares 15 can be determined by assigning a specific traffic control to each of the crossing passageways. This can be done in the processing unit 41 a method can be performed, as shown in the flow chart of 3 is shown.

Zunächst werden im Schritt S1 Positions- und Bewegungsdaten von einer Menge von Kraftfahrzeugen 3 ermittelt, an die Zentraleinheit 4 übermittelt und in dem Flottendatenspeicher 43 gespeichert. Die Erfassung der Daten in den Kraftfahrzeugen 3 kann kontinuierlich erfolgen. Jedes sich in Bewegung befindliche Kraftfahrzeug 3 übermittelt daher Positions- und Bewegungsdaten mit einem entsprechenden Zeitstempel, so dass sich die gefahrene Fahrstrecke (Trajektorie) des betreffenden Kraftfahrzeugs aus der Abfolge der übermittelten Positions- und Bewegungsdaten ergibt. First, in step S1, position and movement data of a lot of automobiles 3 determined, to the central unit 4 transmitted and in the fleet data store 43 saved. The collection of data in motor vehicles 3 can be done continuously. Every moving motor vehicle 3 therefore transmits position and movement data with a corresponding time stamp, so that the traveled route (trajectory) of the relevant motor vehicle results from the sequence of transmitted position and movement data.

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 11 und Kreuzungsausfahrten 12, durch die die Kreuzungsdurchgangspfade 15 bestimmt sind. Für jeden Kreuzungsdurchgangspfad 15 kann eine bestimmte Trajektorie ermittelt werden, die z.B. den Mittelwerten sämtlicher Kreuzungsdurchfahrten entspricht. In step S3, a base geometry of the intersection is described based on the selected data for the intersection in question. The description includes combinations of possible intersections 11 and intersection exits 12 through which the crossing passageways 15 are determined. For each intersection passageway 15 For example, a certain trajectory can be determined which, for example, corresponds to the mean values of all intersections.

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 4 sind zwei beispielhafte Kreuzungsdurchgangspfade D1, D2 durch eine Kreuzung 1 mit projiziertem Kreuzungsmittelpunkt M als Referenz dargestellt. For better comparability of several intersections and their intersection passage paths, a center point of the intersection is projected onto the individual intersection passage paths. Along a crossing passage, a one-dimensional coordinate results as soon as the projected center is used as the reference point. Any further arbitrary point may be projected onto an intersection passageway. In 4 are two exemplary crossing passageways D1, D2 through an intersection 1 represented with projected center of intersection M as a reference.

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.
In step S4, one or more measurement series features are extracted for each intersection passage of a motor vehicle via an intersection passageway. The measurement series features may relate to one or more of the following parameters:
  • - 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 5 das Beschleunigungsverhalten von zwei beispielhaften Kreuzungsdurchgangsfahrten an Kreuzungen mit verschiedenen Verkehrsregelungsarten dargestellt. For different traffic regulations, this feature may allow improved classification to determine the actual traffic regime at the intersections concerned. For example, in 5 2 illustrates the acceleration behavior of two exemplary intersection passes at intersections with various types of traffic control.

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 6 ist die Ermittlung dieses Merkmals anschaulich dargestellt. Das ausgefüllte Rechteck repräsentiert dabei ein Fahrzeug 20, das die Daten erfasst, und die nicht ausgefüllten Rechtecke sind erkannte, valide Objekte 21, wie beispielsweise weitere Kraftfahrzeuge zwischen der Kreuzungsdurchfahrt 15 und dem datenerfassenden Kraftfahrzeug. Es werden diejenigen weiteren Kraftfahrzeuge ermittelt, die sich innerhalb eines in der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs definierten Korridors befinden. Während der gesamten Zeitdauer des Stopps wird die maximale Anzahl der vorausliegenden erkannten Objekte ermittelt und als Messreihenmerkmal bereitgestellt. In 6 the determination of this feature is clearly illustrated. The filled rectangle represents a vehicle 20 that captures the data, and the unfilled rectangles are recognized, valid objects 21 , such as other vehicles between the crossing passage 15 and the data-capturing motor vehicle. Those other motor vehicles are determined which are located within a corridor defined in the direction of travel of the motor vehicle. During the entire duration of the stop, the maximum number of detected objects ahead is determined and provided as a measurement series feature.

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.
In step S5, statistical through-path features are determined for each intersection passageway. For this purpose, pass path characteristics are generated by statistical evaluation from all the measurement series features that can be used, which can be assigned to an intersection passage. The statistical evaluation of the through-path features makes it possible to minimize the effect of outliers, which can be caused, for example, by the fact that the valid traffic control was ignored in the intersection path. The statistical through-path features used may in particular include one or more of the following:
  • - 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.
In step S6, the through-path features may be used to automatically teach or provide a classifier. The classifier may distinguish between two or more than two of the following traffic control classes for each intersection passageway:
  • - 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

  • Shaohan Hu et al. "SmartRoad: A Crowd-Sourced Traffic Regulator Detection and Identification System", Information Processing in Sensor Networks (IPSN), 2013 [0007] Shaohan Hu et al. "SmartRoad: A Crowd-Sourced Traffic Regulator Detection and Identification System", Information Processing in Sensor Networks (IPSN), 2013 [0007]
  • ACM/IEEE International Conference on IEEE, 2013 [0007] ACM / IEEE International Conference on IEEE, 2013 [0007]
  • Christopher A. Pribe und Seth O. Rogers, "Learning to Associate Observed Driver Behavior with Traffic Controls", Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board 1679.1 (1999), S. 95–100 [0008] Christopher A. Pribe and Seth O. Rogers, "Learning to Associate Observed Driver Behavior with Traffic Control", Transportation Research Record: Journal of Transportation Research Board 1679.1 (1999), pp. 95-100 [0008]

Claims (11)

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); – Zuordnen (S7) einer Verkehrsregelungsklasse zu dem einen oder den mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden (15) mithilfe eines Klassifikationsverfahrens auf Basis des mindestens einen Messreihenmerkmals. Method for determining traffic regulations at an intersection ( 1 ), comprising the following steps: - providing (S1) position and movement data of motor vehicles ( 3 ), the crossing ( 1 ) drive through; Determining (S2) one or more crossing passageways ( 15 ) through the intersection ( 1 ) from the position and movement data of motor vehicles ( 3 ); Extracting (S4) at least one measurement series feature for each passage through the one or more intersection traversal paths ( 15 ); Assigning (S7) a traffic control class to the one or more intersection passages ( 15 ) using a classification method based on the at least one measurement series feature. Verfahren nach Anspruch 1, mit den folgenden weiteren Schritten:. – Ermitteln eines oder mehrerer statistischer Durchgangspfadmerkmale aus den einem Kreuzungsdurchgangspfad (15) zugeordneten Messreihenmerkmalen; – Zuordnen der Verkehrsregelungsklasse zu einem Kreuzungsdurchgangspfad (15) mithilfe eines Klassifikationsverfahrens für die Durchgangspfadmerkmale. Method according to claim 1, comprising the following further steps: Determining one or more statistical through-path features from the one cross-pass path ( 15 ) associated with measurement series features; Assign the traffic control class to an intersection passage ( 15 ) using a classification method for the through-path features. Verfahren nach Anspruch 2, wobei 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 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.  The method of claim 2, wherein the through-path features include one or more of the following features: - 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. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Messreihenmerkmale eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfasst: – Anzahl der Stopps bei der Kreuzungsdurchfahrt; – letzte Stopp-Position des Kraftfahrzeugs (3) während der Kreuzungsdurchfahrt; – längste Dauer eines Stopps des Kraftfahrzeugs (3) 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. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the measurement series features one or more of the following features: - number of stops at the intersection crossing; Last stop position of the motor vehicle ( 3 ) during the crossing passage; - longest duration of a stop of the motor vehicle ( 3 ) 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. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3), die die Kreuzung (1) durchfahren, an eine Zentraleinheit (4) bereitgestellt werden, wobei insbesondere die Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3), die der Kreuzung zugeordnet sind, aus Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3) ausgewählt werden. Method according to one of claims 1 to 4, wherein position and movement data of motor vehicles ( 3 ), the crossing ( 1 ), to a central processing unit ( 4 ), in particular the position and movement data of motor vehicles ( 3 ), which are assigned to the intersection, from position and movement data of motor vehicles ( 3 ) to be selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der eine oder die mehreren Kreuzungsdurchgangspfade (15) der Kreuzung (1) bestimmt werden, indem aus den Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3), die die Kreuzung (1) durchfahren, befahrbare Kombinationen aus Kreuzungseingängen und Kreuzungsausgängen ermittelt werden. The method of any one of claims 1 to 5, wherein the one or more intersection passageways ( 15 ) of the intersection ( 1 ) can be determined by taking the position and movement data of motor vehicles ( 3 ), the crossing ( 1 ), drivable combinations of intersection inputs and intersection outputs are determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für das Klassifikationsverfahren einen 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. Method according to one of claims 1 to 6, wherein for the classification method one or more classifiers are provided automatically or manually, the classifier distinguishing two or more than two of the following traffic control classes: - a control by traffic signal, - a given right of way, for example given by a corresponding signage, - a given right of way pay attention, for example, indicated by a corresponding signage, - a stop control, for example, indicated by a corresponding signage, and - Right-to-left control unless there is an active traffic signal or signage. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3), die die Kreuzung (1) durchfahren, mit einem Zeitstempel bereitgestellt werden, wobei das Extrahieren der Messreihenmerkmalen für jede Durchfahrt des einen oder der mehreren Kreuzungsdurchgangsfaden (15) 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. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the position and movement data of motor vehicles ( 3 ), the crossing ( 1 ), are provided with a time stamp, wherein the extraction of the measurement series features for each passage of the one or more crossing passages ( 15 ) the intersection is performed for position and movement data falling within a predetermined time period, wherein the assignment of the traffic control to the intersection passage path is performed by the classification method for the passage path features resulting from the time-dependent extracted measurement series features based on classifiers predetermined for the period in question. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zuordnung der Kreuzungsdurchgangspfade (15) an einer Kreuzung (1) zu den Verkehrsregelungsklassen durch eine regelbasierte Betrachtung aller Kreuzungsdurchgangspfade (15) der Kreuzung plausibilisiert werden. Method according to one of claims 1 to 8, wherein the assignment of the intersection passage paths ( 15 ) at an intersection ( 1 ) to the traffic regulation classes by a rule-based consideration of all crossing passageways ( 15 ) of the crossing are checked for plausibility. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zuordnung der Kreuzungsdurchgangsfahrten der Kreuzung zu entsprechenden Verkehrsregelungsklassen durch regelbasierte Betrachtung aller Kreuzungsdurchgangspfade plausibilisiert wird. Method according to one of claims 1 to 9, wherein the assignment of crossing intersections of the intersection to corresponding traffic control classes is plausibility by rule-based consideration of all intersection passage paths. Vorrichtung zur Bestimmung von Verkehrsregelungen an einer Kreuzung (1), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um: – Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen (3), die die Kreuzung (1) durchfahren, zu erhalten; – einen oder mehrere Kreuzungsdurchgangspfade (15) durch die Kreuzung (1) aus den Positions- und Bewegungsdaten der Kraftfahrzeuge (3) zu bestimmen; – mindestens ein Messreihenmerkmal für jede Durchfahrt durch den einen oder die mehreren Kreuzungsdurchgangspfade (15) zu extrahieren; und – eine Verkehrsregelungsklasse zu dem einen oder den mehreren Kreuzungsdurchgangspfaden (15) mithilfe eines Klassifikationsverfahrens auf Basis des mindestens einen Messreihenmerkmals zuzuordnen. Device for determining traffic regulations at an intersection ( 1 ), the device being designed to: - position and movement data of motor vehicles ( 3 ), the crossing ( 1 ) go through, get; One or more crossing passageways ( 15 ) through the intersection ( 1 ) from the position and movement data of motor vehicles ( 3 ) to determine; At least one measurement series feature for each passage through the one or more intersection traversal paths ( 15 ) to extract; and a traffic control class to the one or more intersection passageway paths ( 15 ) by means of a classification method based on the at least one measurement series feature.
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