DE112006003060B4 - Verkehrsinformationssystem zum Aktualisieren von Verkehrsdaten unter Verwendung von Sondenfahrzeugen mit Außensensoren - Google Patents
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Abstract
Verkehrsinformationssystem, geeignet zur Verwendung durch ein Sondenfahrzeug, das von mehreren entfernt fahrenden Fahrzeugen beabstandet ist, und zum Aktualisieren von mindestens einem Verkehrszustand und Übertragen des Verkehrszustands an mindestens ein empfangendes Fahrzeug, wobei das System umfasst: eine Verkehrsinformationszentrale, die ausgestaltet ist, um einen ersten Wert des Verkehrszustands zu speichern; und mindestens ein Sondenfahrzeug, das kommunikativ mit der Zentrale gekoppelt ist und mindestens einen Außensensor umfasst, der dazu dient, Zustande jedes der mehreren entfernten Fahrzeuge zu detektieren, wobei die Zustände eines entfernten Fahrzeugs mindestens die momentane Zeit, den momentanen Ort, die momentane Geschwindigkeit und die momentane Fahrtrichtung des entfernten Fahrzeugs umfassen, und ausgestaltet ist, um auf der Grundlage der detektierten Zustande der mehreren entfernten Fahrzeuge einen sondierten Wert des Verkehrszustands zu ermitteln und an die Zentrale zu übertragen, wobei der sondierte Wert des Verkehrszustands die mittlere Geschwindigkeit von entfernten Fahrzeugen mit im Wesentlichen entsprechenden Fahrtrichtungen ist, wobei die Zentrale ferner ausgestaltet ist, um den ersten Wert des Verkehrszustands bei einem Empfang des sondierten Werts von dem mindestens einen Sondenfahrzeug zu modifizieren und den modifizierten ersten Wert an das mindestens eine empfangende Fahrzeug zu übertragen.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkehrsinformationssystem, das ausgestaltet ist, um Verkehrsdaten unter Verwendung von Sondenfahrzeugen (probe vehicles) mit fahrzeugeigenen Außensensoren zu sammeln.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Es wurden Verkehrsinformations- und -verwaltungssysteme entwickelt, bei denen Fahrzeuge als Sonden zum Messen von Verkehrszuständen in Echtzeit verwendet werden. Bei diesen Ausgestaltungen stellen einzelne Fahrzeuge ”Floating Car Data”, wie beispielsweise die momentane Zeit, Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung des Sondenfahrzeugs, bereit, die dann verwendet werden können, um die Reisezeitdauer oder Verkehrsgeschwindigkeit abzuschätzen. Diese Daten werden typischerweise als ein Online-Indikator für einen Straßennetzstatus, als eine Grundlage zum Detektieren von Ereignissen oder als eine Eingabe für ein dynamisches Routenführungssystem verwendet.
- Diese Systeme umfassen allgemein eine Verkehrsinformationszentrale (TIC); mehrere Sondenfahrzeuge; eine Technologie zum Ermitteln des Orts jedes Fahrzeugs, wie beispielsweise das globale Positionsbestimmungssystem (GPS), ein System, das Mobiltelefone verwendet, oder ein System, das eine Hochfrequenzidentifikation (RFID) verwendet; und ein drahtloses Kommunikationsmittel, um eine bilaterale Kommunikation zwischen den Sondenfahrzeugen und der TIC zu ermöglichen. Die TIC (oder empfangende Zentrale) empfängt und verarbeitet die durch die Sondenfahrzeuge erzeugten Daten, um einen gewünschten Ausgang oder einen gewünschten Zustand zu ermitteln, und gibt das Ergebnis an mehrere empfangende Fahrzeuge zurück, die ferner teilweise realisierte Nicht-Sondenfahrzeuge umfassen können.
- Herkömmliche Sondenfahrzeugsysteme stellen jedoch verschiedene Skalierbarkeitsprobleme dar, die sich aus einer unabhängigen Fahrzeuginteraktion mit der Zentrale ergeben. Oftmals kommuniziert eine überaus große Anzahl von Sondenfahrzeugen redundant mit der empfangenden Zentrale, um eine relativ kleine Menge von nützlichen Daten bereitzustellen. Wenn sich beispielsweise mehrere Sondenfahrzeuge in einem Verkehrsstau befinden, kann jedes Fahrzeug unabhängig mit der Zentrale kommunizieren, um das System hinsichtlich des Vorhandenseins des Verkehrsstaus redundant zu alarmieren. Ähnlich kann eine unabhängige Interaktion zu dem Versäumnis von Verkehrszuständen führen, bei denen keine Sondenfahrzeuge beteiligt sind; wie beispielsweise in dem Fall, wenn die Sondenfahrzeuge von dem Verkehrsstau beabstandet sind und sie dabei scheitern, sein Vorhandensein an die Zentrale zu übermitteln.
- Ein anderes Skalierbarkeitsproblem wird durch die überaus große Anzahl von Kommunikationskanälen, nämlich einer für jedes unabhängig arbeitende Sondenfahrzeug, dargestellt, die notwendig ist, um die häufigen Datenübermittlungen unterzubringen. Schließlich erfordert das große Volumen von eingehenden Daten, die in Echtzeit verarbeitet werden müssen, dass an der Zentrale eine erhebliche und zunehmend wachsende Kapazität vorhanden ist.
- Die Druckschriften
EP 1 207 370 A1 undUS 5 926 117 A beschreiben jeweils ein Verkehrsinformationssystem mit einer Verkehrsinformationszentrale und einem Sondenfahrzeug, das kommunikativ mit der Verkehrsinformationszentrale gekoppelt ist und einen Außensensors umfasst. Der Außensensor detektiert einen Zustand eines entfernten Fahrzeugs, indem er den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug misst. Der detektierte Zustand wird an die Verkehrsinformationszentrale übermittelt. - Die Druckschrift
DE 196 43 454 A1 beschreibt ein Verkehrsinformationssystem mit einem Sondenfahrzeug, dessen Sensoren fahrrelevante Messdaten aufnehmen, die das Sondenfahrzeug selbst betreffen, wie z. B. die Geschwindigkeit und die Position des Sondenfahrzeugs. - Die oben beschriebenen Probleme führen unter anderem zu der Notwendigkeit eines effizienter arbeitenden Verkehrsinformationssystems, das das Kommunikationsvolumen reduziert und auf diese Weise die erforderliche Kapazität des Systems reduziert.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- In Ansprechen auf diese und andere Probleme, die durch herkömmliche Sondenfahrzeugsysteme dargestellt werden, betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verkehrsinformationssystem, das mindestens ein Host-Sondenfahrzeug verwendet, das ausgestaltet ist, um mehrere. Zustandswerte von entfernten Zielfahrzeugen zu erfassen und anzusammeln und einen einzelnen kooperativ ermittelten Wert an eine Verkehrsinformationszentrale zu übertragen. Unter anderem ist das System nützlich, um die Anzahl von gleichzeitigen Kommunikationskanälen zu reduzieren, die erforderlich sind, um der empfangenden Zentrale unter Verwendung mehrerer unabhängig kommunizierender Sondenfahrzeuge die gleiche Information mitzuteilen. Das System ist ferner nützlich, um die Menge von Daten zu reduzieren, die an der Zentrale in Echtzeit verarbeitet werden müssen. Schließlich führt die Übertragung eines angesammelten Werts eines Zustands anstatt eines einzelnen Sondenfahrzeugwerts ferner zu einem erhöhten Schutz der Privatsphäre.
- Ein erster Aspekt der Erfindung stellt ein Verkehrsinformationssystem dar, das zur Verwendung durch ein Sondenfahrzeug, das von mehreren entfernt fahrenden Fahrzeug beabstandet ist, und zum Aktualisieren von mindestens einem Verkehrszustand und Übertragen des Verkehrszustands an mindestens ein empfangendes Fahrzeug geeignet ist. Das System umfasst eine Verkehrsinformationszentrale, die ausgestaltet ist, um einen ersten Wert des Verkehrszustands zu speichern, und mindestens ein Sondenfahrzeug, das kommunikativ mit der Zentrale gekoppelt ist. Das Sondenfahrzeug umfasst mindestens einen Außensensor, der dazu dient, Zustande jedes der mehreren entfernten Fahrzeuge zu detektieren, wobei die Zustände eines entfernten Fahrzeugs mindestens die momentane Zeit, den momentanen Ort, die momentane Geschwindigkeit und die momentane Fahrtrichtung des entfernten Fahrzeugs umfassen, und ist ausgestaltet, um auf der Grundlage der detektierten Zustände der mehreren entfernten Fahrzeuge einen sondierten Wert des Verkehrszustands zu ermitteln und an die Zentrale zu übertragen, wobei der sondierte Wert des Verkehrszustands die mittlere Geschwindigkeit von entfernten Fahrzeugen mit im Wesentlichen entsprechenden Fahrtrichtungen ist. Die Zentrale ist ferner ausgestaltet, um den ersten Wert des Verkehrszustands bei einem Empfang des sondierten Werts von dem mindestens einen Sondenfahrzeug zu modifizieren und den modifizierten ersten Wert an das mindestens eine empfangende Fahrzeug zu übertragen.
- Ein zweiter Aspekt der Erfindung umfasst ferner einen vorbestimmten minimalen Schwellenwert für detektierte Fahrzeuge, wobei das Sondenfahrzeug ferner ausgestaltet ist, um den sondierten Wert nur an die Zentrale zu übertragen, wenn die Anzahl von detektierten entfernten Fahrzeugen mindestens gleich dem Schwellenwert ist.
- Somit ist anzumerken und wird verstanden werden, dass das System und das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Verbesserungen und Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik bereitstellen, die beispielsweise ein Reduzieren der Anzahl von gleichzeitigen Kommunikationskanälen, die erforderlich sind, um der empfangenden Zentrale Sondenfahrzeugdaten mitzuteilen, und ein Reduzieren der Menge solcher Daten, die an der empfangenden Zentrale in Echtzeit verarbeitet werden müssen, umfassen.
- Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in dem nachstehenden Abschnitt, der den Titel BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN) trägt, ausführlicher erläutert.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine Draufsicht auf ein Verkehrsinformationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, die insbesondere mehrere Sondenfahrzeuge und Nicht-Sondenfahrzeuge, die auf einer Verbindung fahren, ein GPS-System und eine Verkehrsinformationszentrale, die mit einem Teil der Fahrzeuge kommunikativ gekoppelt ist, zeigt; -
1a eine alternative Draufsicht auf das in1 gezeigte System ist, die insbesondere den Zusatz von mindestens einer Zwischensondenstation oder -einrichtung zeigt; -
2 eine Draufsicht auf ein Sondenfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; -
3 eine Draufsicht auf das in2 gezeigte Fahrzeug ist, das auf einer Verkehrsstraße fährt, wobei insbesondere eine Sensorüberschneidung gezeigt ist; -
4 ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens zum Ausführen der vorliegenden Erfindung ist; -
4a ein Flussdiagramm eines zweiten bevorzugten Verfahrens zum Ausführen der vorliegenden Erfindung ist, das ferner einen minimalen Schwellenwert für detektierte Ziele umfasst; und -
5 einen Graphvergleich der Anzahl von verfolgten Fahrzeugen gegenüber der Wahrscheinlichkeit, dass der zurückgegebene sondierte Wert innerhalb 3 m/s der tatsächlichen mittleren Verbindungsgeschwindigkeit liegt, darstellt. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
- Wie hierin beschrieben und erläutert, betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verkehrsinformationssystem
10 , das zur Verwendung durch ein Kraftfahrzeug12 geeignet ist, das auf einer Verkehrsstraße oder Verbindung fährt. Es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung, die neuen Aspekte und Merkmale bei anderen geeigneten Verkehrsinformationssystemen zu verwenden, bei denen nützliche Informationen von dem Verkehr in der Umgebung abgeleitet werden können, wie beispielsweise bei Luftverkehrssteuerungs- oder nautischen Navigationssystemen. Die neuen Aspekte und die neue Funktion der Erfindung sind vorzugsweise für eine elektronische Ausführung durch einen Mikrocontroller geeignet und können daher in einem oder mehreren Modulen eines Computerprogrammcodes umfasst sein. - Wie es in
1 gezeigt ist, umfasst das System10 allgemein mindestens ein Host-Fahrzeug12 , eine Verkehrsinformationszentrale (TIC)14 , ein Kommunikationsmittel16 zum Ermöglichen einer bilateralen Übermittlung von Verkehrsdaten zwischen diesen und mindestens ein entfernt fahrendes Fahrzeug (d. h. Zielfahrzeug)18 , das von dem Host-Fahrzeug12 beabstandet ist. Die Zentrale14 ist ausgestaltet, um, sobald sie die eindeutig ermittelten sondierten Daten von dem Sondenfahrzeug12 empfängt, gespeicherte Verkehrsdaten zu modifizieren und die neu modifizierten Daten an mindestens ein empfangendes Fahrzeug (oder ansonsten eine Einheit)20 zu übertragen, das die Sonden- und/oder Zielfahrzeuge12 ,18 umfassen kann. - Das Sondenfahrzeug
12 ist insbesondere ausgestaltet, um Verkehrsdaten von einer Zone22 zu sammeln, die zu der Außenumgebung des Fahrzeugs12 unmittelbar benachbart ist. Das Sondenfahrzeug12 umfasst mindestens einen fahrzeugeigenen, die Umgebung erfassenden Sensor (d. h. Außensensor), der dazu dient, mindestens einen Zustand jedes Zielfahrzeugs18 zu detektieren, das sich innerhalb der Zone22 befindet. Genauer gesagt sind mehrere Mittel-, Fern- und Nahbereichsensoren um das Fahrzeug12 ausgerichtet und positioniert, um kooperativ Detektionsfähigkeiten von 360° und eine Zone22 bereitzustellen, die die Außenumgebung des Fahrzeugs12 allgemein abgrenzt. Beispielsweise kann das Sondenfahrzeug12 , wie es in2 und3 gezeigt ist, einen nach vorne gerichteten Fernbereich-Absuchsensor24 (z. B. 150 m), mindestens einen nach vorne gerichteten Mittelbereichsensor26 (z. B. 15 m), mindestens einen nach hinten gerichteten Mittelbereichsensor28 , linke und rechte Nah- (z. B. 6 m) oder Mittelbereich-Seitensichtsensoren30 und linke und rechte Nahbereich-Totwinkelsensoren32 umfassen. Insbesondere umfasst das nach vorne gerichtete Mittelbereichsensorsystem26 auch Spurverfolgungs-, Objekt-ID- und Nachtsichtfähigkeiten. Das Fahrzeug12 kann ferner linke und rechte Fernbereich-Totwinkelsensoren (oder eine zur Seite/nach hinten gerichtete Spurwechselunterstützung) (nicht gezeigt) und ein Rückwärtssichtsystem (auch nicht gezeigt) umfassen, um die Zone22 zu erweitern und die Redundanz zu erhöhen. - In Bezug auf Bodenfahrzeuge sei angemerkt, dass diese Sensoren Ladungskopplungsspeicher-(CCD-) oder Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)Videobildsensoren, Fern- und Mittelbereich-Radar- und -Lidar-Sensoren und Ultraschallsensoren umfassen können. Es sei angemerkt, dass diese Sensoren in Verbindung mit einem System einer aktiven Sicherheit, wie beispielsweise einer Anwendung einer Vorwärtskollisionswarnung, eines adaptiven Tempomaten oder einer Spurwechsel-/Einfädel-Anwendung, eine duale Funktionalität bereitstellen können. Somit ist das bevorzugte System
10 ferner zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit einem existierenden System einer aktiven Sicherheit und zur Realisierung durch dieses geeignet. - Es wird auch von Fachleuten verstanden werden, dass die Eigenschaften dieser Sensoren darin komplementär sind, dass einige beim Schätzen bestimmter Parameter zuverlässiger sind als andere. Mit anderen Worten weisen die Sensoren verschiedene Betriebsbereiche und Winkelabdeckungen auf und können die Sensoren innerhalb ihres Betriebsbereichs verschiedene Parameter abschätzen. Beispielsweise können Radarsensoren für gewöhnlich die Entfernung, die Entfernungsrate und den Azimutort eines Objekts abschätzen, sind jedoch normalerweise beim Abschätzen der Abmessungen eines detektierten Objekts nicht stabil. Eine Kamera mit Sichtprozessor ist beim Abschätzen der Form und der Azimutposition eines Objekts stabiler, ist jedoch beim Abschätzen der Entfernung und der Entfernungsrate des Objekts weniger effizient. Lidare vom Absuchtyp arbeiten in Bezug auf ein Abschätzen der Entfernung und der Azimutposition effizient und genau, können jedoch die Entfernungsrate nicht abschätzen und sind daher in Bezug auf eine Erfassung/Erkennung eines neuen Objekts nicht genau. Schließlich können Ultraschallsensoren die Entfernung abschätzen, sind jedoch im Allgemeinen nicht dazu in der Lage, die Entfernungsrate und die Azimutposition abzuschätzen oder zu berechnen. Es sei ferner angemerkt, dass die Leistung jeder Sensortechnologie durch sich unterscheidende Umgebungsbedingungen beeinflusst wird. Somit sind die Sensoren
24 –32 , wie in3 gezeigt, vorzugsweise ausgestaltet, um zu einer redundanten Sensorüberschneidung zu führen. - Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sensoren
24 –32 , ihre jeweiligen Sensorprozessoren34 (nur in2 gezeigt) und die Verbindung zwischen den Sensoren, Sensorprozessoren und einem Controller36 kooperativ ausgestaltet, um bei 10 Hz Daten von bis zu fünfzehn Zielfahrzeugen18 zu sammeln. Die Sensoren24 –32 , der Datenprozessor34 und der Controller36 sind ausgestaltet, um entweder einzeln oder in Kombination Zielfahrzeugverkehrsdaten, wie beispielsweise die Zeit, die Geschwindigkeit, den Ort (z. B. Breitengrad und Längengrad), die Entfernung von dem Sondenfahrzeug12 , die Entfernungsänderungsrate, den Azimutwinkel, die Azimutwinkeländerungsrate oder die Beschleunigungs-/Abbremsrate, zusammenzutragen oder auf andere Weise zu ermitteln. - Der bevorzugte Controller
36 ist in dem Host-Sondenfahrzeug12 untergebracht, kann jedoch auch an einem entfernten Ort (nicht gezeigt) angeordnet sein. Diesbezüglich ist der Controller36 elektrisch mit den Sensorprozessoren34 gekoppelt, kann jedoch auch über HF, LAN, Infrarot oder eine andere herkömmliche Drahtlostechnologie drahtlos gekoppelt sein. - An dem Controller
36 werden die Zielfahrzeugdaten und die Sondenfahrzeugdaten angesammelt und verarbeitet, bevor sie der Zentrale14 mitgeteilt werden. Insbesondere ist der Controller36 ferner ausgestaltet, um, sobald Sensordaten erfasst sind und die Entfernung, die Entfernungsrate, die Geschwindigkeit und der Azimutwinkel (d. h. die Fahrtrichtung) jedes verfolgten Zielfahrzeugs18 ermittelt sind, einen sondierten Wert eines gewünschten Zustands zu ermitteln, und zwar auf der Grundlage der Sondenfahrzeug- und Zielfahrzeugwerte des Zustands. Beispielsweise kann der Controller36 ausgestaltet sein, um die mittlere Geschwindigkeit der Ziel- und Sondenfahrzeuge12 ,18 zu ermitteln, diesen Mittelwert über eine Zeitdauer zu verfolgen, wenn das Sondenfahrzeug12 auf der Verbindung fährt, und die mittlere Geschwindigkeit an die Zentrale14 zu übertragen, um jedes Zielfahrzeug18 im Wesentlichen in ein Sondenfahrzeug umzuwandeln. - Insbesondere ist der Controller
36 ferner ausgestaltet, um die Zielfahrzeuge in Spuren von entfernten Fahrzeugen18 mit im Wesentlichen entsprechenden Fahrtrichtungen zu kategorisieren und spurspezifische Daten, wie beispielsweise die mittlere Spurgeschwindigkeit, zu übertragen. Es können herkömmliche Triangulationsverfahren und andere geeignete Mittel von Fachleuten verwendet werden, um entfernte Orte von Fahrzeugen und Fahrtrichtungen zu ermitteln. Hierzu umfasst das bevorzugte Sondenfahrzeug12 ferner eine Lokalisierereinrichtung38 , die ausgestaltet ist, um den Ort von zumindest dem Sondenfahrzeug12 an einem Dreikoordinatensystem zu ermitteln. Der bevorzugte Controller36 kann ferner ausgestaltet sein, um den Zustand eines entfernten Fahrzeugs nur zu betrachten, wenn der Zustand eines entfernten Fahrzeugs einen vorbestimmten Zustandschwellenwert eines entfernten Fahrzeugs übersteigt. Beispielsweise kann der Controller36 ausgestaltet sein, um, um eine Betrachtung stationärer Objekte am Straßenrand zu vermeiden, ein entferntes Fahrzeug nur zu betrachten, wenn seine Absolutgeschwindigkeit 8 km/h (5 Meilen/h) übersteigt. - Wie es in
1 und2 gezeigt ist, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der Lokalisierereinrichtung38 einen Empfänger, der zur Verwendung mit dem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS)40 geeignet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Lokalisierereinrichtung38 kommunikativ mit einer Kartendatenbank42 gekoppelt sein, die mehrere Kartenaufzeichnungen umfasst, wobei jede Aufzeichnung mehrere Verbindungen darstellt, um den Ort des Sondenfahrzeugs12 auf einer Karte genau festzulegen. Alternativ kann die Lokalisierereinrichtung38 ein System umfassen, das Mobiltelefone oder eine Hochfrequenzidentifikation (RFID) verwendet. - Das bevorzugte Sondenfahrzeug
12 umfasst ferner mindestens einen fahrzeuginternen Sensor44 , der dazu dient, mindestens einen Sondenfahrzeugzustand zu detektieren, wie beispielsweise die Geschwindigkeit, Beschleunigungsrate, Querbeschleunigungsrate oder Gierrate des Sondenfahrzeugs. Beispielsweise kann ein Raddrehzahl- oder Motordrehzahlsensor verwendet werden. - Schließlich umfasst das Sondenfahrzeug
12 einen Kommunikationsprozessor46 , der eine Kommunikation mit der Zentrale14 ermöglicht. Der Kommunikationsprozessor46 ist mit einem vordefinierten Nachrichtenprotokoll versehen, um diese und andere Funktionen, die mit dem Betrieb der vorliegenden Erfindung in Verbindung stehen, auszuführen. Die Realisierung des Datenprozessors34 und des Kommunikationsprozessors46 und insbesondere des Nachrichtenprotokolls kann im Wesentlichen herkömmliche Techniken umfassen und liegt daher, ohne dass übermäßige Tests erforderlich wären, innerhalb des Könnens eines Fachmanns. Eine für diesen Zweck geeignete Übertragungstechnologie umfasst Mobiltelefonübertragungen, FM/XM-Frequenzen und lokale und nationale drahtlose Netze, wie beispielsweise das Internet. Wenn mindestens eine Zwischenverstärkungs- oder Wiederholungseinrichtung (oder -station)48 umfasst ist, wie es in1a gezeigt ist, können zusätzliche Technologien mit kürzerer Reichweite verwendet werden. Beispielsweise kann ein Dedicated Short Range Communication-System (DSRC-System) verwendet werden. - Somit wird, wie in
4 gezeigt, ein bevorzugtes Verfahren zum Übertragen aktualisierter Verkehrsdaten an mindestens ein empfangendes Fahrzeug oder eine empfangende Einheit20 dargestellt, das bei einem Schritt100 beginnt, in dem eine Lokalisierereinrichtung38 und ein fahrzeuginterner Sensor42 kooperativ die Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung eines Sondenfahrzeugs12 ermitteln. In einem Schritt102 identifiziert das Sondenfahrzeug12 mindestens ein entferntes fahrendes Zielfahrzeug18 innerhalb seiner Detektionszone. In einem Schritt104 werden die Zielfahrzeuge18 über eine Zeitdauer verfolgt, und in einem Schritt106 werden die Entfernung, die Entfernungsrate und der Azimutwinkel für jedes Zielfahrzeug relativ zu dem Sondenfahrzeug12 ermittelt. In einem Schritt108 werden die absolute Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung jedes Zielfahrzeugs18 auf der Grundlage der Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung des Sondenfahrzeugs ermittelt. Als Nächstes wird in einem Schritt110 die mittlere Geschwindigkeit des lokalen Verkehrs, d. h. ein sondierter Wert, berechnet und an eine Verkehrsinformationszentrale14 übertragen. Schließlich verwendet die Zentrale14 in einem Schritt112 den sondierten Wert, um einen modifizierten Wert eines gewünschten Verkehrszustands zu erzeugen, wie beispielsweise die Reisezeitdauer unterwegs, und leitet diese modifizierten Daten kontinuierlich, periodisch oder auf Anforderung an das empfangende Fahrzeug/die empfangenden Fahrzeuge20 weiter. Die Zentrale14 hält die Kommunikation mit dem Sondenfahrzeug12 aufrecht, um eine konstant aktualisierte Rückmeldung bereitzustellen, und es findet ein Rücksprung zu Schritt100 statt, bis das System10 deaktiviert wird. - Stärker bevorzugt umfasst das Verfahren, um die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers zu minimieren, der durch eine Nicht-Kongruenz eines Zielfahrzeugkontakts von einem Sondenfahrzeug zu einem anderen verursacht wird, einen Zwischenschritt
103 , in dem Sondenfahrzeuge, die nicht mit einer minimalen Anzahl von Zielfahrzeugen in Kontakt treten, von der Betrachtung ausgeschlossen werden. Genauer gesagt wird, wie in4a gezeigt, die Anzahl n von durch ein Sondenfahrzeug12 detektierten Zielfahrzeugen mit einem vorbestimmten ganzzahligen Schwellenwert verglichen (d. h. 2, 5, 10, etc.). Wenn n kleiner als der Schwellenwert ist, springt das Verfahren zu Schritt102 zurück und fährt damit fort, die Anzahl von detektierten Zielfahrzeugen zu überwachen. Andernfalls, wenn n größer als der Schwellenwert ist, fährt das Verfahren wie zuvor beschrieben mit Schritt104 fort. Der Schwellenwert kann vorzugsweise nach der Implementierung angepasst werden, um ein von einem Benutzer spezifiziertes System darzustellen, da anzumerken ist, dass die Anzahl von kontaktierten Zielfahrzeugen in Abhängigkeit von beispielsweise der Entfernung der Verbindung variieren kann. - Es sei auch angemerkt, dass n umgekehrt proportional zu der Wahrscheinlichkeit eines Fehlers beim Ermitteln der tatsächlichen mittleren Verbindungsgeschwindigkeit ist. Bei einer beispielhaften Abtastung führte diese Beziehung zu einer nichtlinearen Progression, wobei eine Genauigkeit von 90% (innerhalb 3 m/s) erreicht wurde, wenn 3 oder mehr Zielfahrzeuge detektiert wurden (siehe
5 ). Schließlich sei weiterhin angemerkt, dass das Einbeziehen eines minimalen Schwellenwerts für kontaktierte Ziele unnötige Kommunikationen zwischen Sondenfahrzeug und Zentrale während Zuständen eines offenen Verkehrsflusses reduziert, was wiederum den Gesamtaufwand des Systems10 erheblich reduziert. - Alternativ oder zusätzlich zu dem minimalen Schwellenwert für Ziele kann eine Diskrepanz bei der Zielfahrzeugdetektion berücksichtigt werden, indem jedem sondierten Wert auf der Grundlage des Werts von n ein gewichteter Faktor zugeordnet wird. Somit wird, wie in
1 gezeigt, wenn ein Sondenfahrzeug12 mehrere Zielfahrzeuge innerhalb seiner Zone22 kontaktiert, diesem sondierten Wert beim Ermitteln der mittleren Verbindungsgeschwindigkeit größere Beachtung geschenkt. Beispielsweise kann der Controller36 ferner ausgestaltet sein, um den sondierten Wert für ein gegebenes Sondenfahrzeug12 mit n zu multiplizieren.
Claims (24)
- Verkehrsinformationssystem, geeignet zur Verwendung durch ein Sondenfahrzeug, das von mehreren entfernt fahrenden Fahrzeugen beabstandet ist, und zum Aktualisieren von mindestens einem Verkehrszustand und Übertragen des Verkehrszustands an mindestens ein empfangendes Fahrzeug, wobei das System umfasst: eine Verkehrsinformationszentrale, die ausgestaltet ist, um einen ersten Wert des Verkehrszustands zu speichern; und mindestens ein Sondenfahrzeug, das kommunikativ mit der Zentrale gekoppelt ist und mindestens einen Außensensor umfasst, der dazu dient, Zustande jedes der mehreren entfernten Fahrzeuge zu detektieren, wobei die Zustände eines entfernten Fahrzeugs mindestens die momentane Zeit, den momentanen Ort, die momentane Geschwindigkeit und die momentane Fahrtrichtung des entfernten Fahrzeugs umfassen, und ausgestaltet ist, um auf der Grundlage der detektierten Zustande der mehreren entfernten Fahrzeuge einen sondierten Wert des Verkehrszustands zu ermitteln und an die Zentrale zu übertragen, wobei der sondierte Wert des Verkehrszustands die mittlere Geschwindigkeit von entfernten Fahrzeugen mit im Wesentlichen entsprechenden Fahrtrichtungen ist, wobei die Zentrale ferner ausgestaltet ist, um den ersten Wert des Verkehrszustands bei einem Empfang des sondierten Werts von dem mindestens einen Sondenfahrzeug zu modifizieren und den modifizierten ersten Wert an das mindestens eine empfangende Fahrzeug zu übertragen.
- System nach Anspruch 1, wobei die Zentrale den modifizierten ersten Wert an mehrere empfangende Fahrzeuge überträgt, die das mindestens eine Sondenfahrzeug umfassen.
- System nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine Sondenfahrzeug ausgestaltet ist, um einen entsprechenden Sondenfahrzeugzustand zu ermitteln, die Zustände eines entfernten Fahrzeugs relativ zu dem entsprechenden Sondenfahrzeugzustand zu detektieren und die entsprechenden absoluten Zustände eines entfernten Fahrzeugs daraus zu berechnen.
- System nach Anspruch 1, wobei jedes mehrerer Sondenfahrzeuge einen separaten sondierten Wert der Zustände ermittelt und den sondierten Wert an die Zentrale überträgt, und wobei der modifizierte Wert durch die mehreren empfangenen sondierten Werte ermittelt wird.
- System nach Anspruch 1, wobei das Sondenfahrzeug ferner ausgestaltet ist, um die Zustände eines entfernten Fahrzeugs nur zu betrachten, wenn die Zustände eines entfernten Fahrzeugs einen vorbestimmten Schwellenwert für Zustände eines entfernten Fahrzeugs übersteigen.
- System nach Anspruch 1, wobei das Sondenfahrzeug ausgestaltet ist, um die entfernten fahrenden Fahrzeuge in vordefinierte Verkehrsspuren zu trennen und eine spurspezifische mittlere Geschwindigkeit für jede Spur zu ermitteln.
- System nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Sensor einen Detektionsmodus verwendet, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die im Wesentlichen aus einer Radar-, Sonar-, Lidar-, Videobild- und Ultraschallerfassung besteht.
- System nach Anspruch 7, wobei das Sondenfahrzeug mehrere Nah-, Mittel- und Fernbereich-Außensensoren umfasst.
- System nach Anspruch 1, wobei das Sondenfahrzeug und das empfangende Fahrzeug durch FM- oder XM-Radio mit der Zentrale kommunikativ gekoppelt sind.
- System nach Anspruch 1, wobei das Sondenfahrzeug und die empfangenden Fahrzeuge durch das Internet mit der Zentrale kommunikativ gekoppelt sind.
- System nach Anspruch 1, wobei das Sondenfahrzeug und die empfangenden Fahrzeuge durch eine zellulare Kommunikation mit der Zentrale kommunikativ gekoppelt sind.
- System nach Anspruch 1, wobei die Übertragung des modifizierten Werts durch ein Ereignis ausgelöst wird.
- System nach Anspruch 1, wobei die sondierten und modifizierten Werte des Zustands periodisch übertragen werden.
- System nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Zwischeneinrichtung mit dem Sondenfahrzeug und der Zentrale kommunikativ gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um den sondierten Wert zu der Zentrale zu übertragen.
- System nach Anspruch 1, wobei jeder des mindestens einen Außensensors mit einem Datenprozessor kommunikativ gekoppelt ist, der ausgestaltet ist, um auf der Grundlage eines ersten Zustands eines entfernten Fahrzeugs einen zweiten Zustand eines entfernten Fahrzeugs zu ermitteln.
- System nach Anspruch 15, wobei der erste Zustand eines entfernten Fahrzeugs die Fahrzeugentfernung relativ zu dem Außensensor ist und der zweite Zustand eines entfernten Fahrzeugs die Entfernungsrate über einer gegebenen Zeitdauer ist.
- System nach Anspruch 15, wobei der erste Zustand eines entfernten Fahrzeugs der Azimutwinkel des entfernten Fahrzeugs relativ zu dem Messsensor ist und der zweite Zustand eines entfernten Fahrzeugs die Azimutwinkelrate ist, die auf dem Azimutwinkel basiert.
- System nach Anspruch 15, wobei das mindestens eine Sondenfahrzeug ferner eine Kartendatenbank umfasst, wobei der erste Zustand eines entfernten Fahrzeugs die Geschwindigkeit des entfernten Fahrzeugs ist und der zweite Zustand eines entfernten Fahrzeugs die Reisezeitdauer zu einem Punkt an der Kartendatenbank ist.
- Verkehrsinformationssystem, geeignet zur Verwendung durch ein Sondenfahrzeug, das von mehreren von n entfernten fahrenden Fahrzeugen beabstandet ist, und zum Aktualisieren von mindestens einem Verkehrszustand und Übertragen des Verkehrszustands an mindestens ein empfangendes Fahrzeug, wobei das System umfasst: eine Verkehrsinformationszentrale, die ausgestaltet ist, um einen ersten Wert des Verkehrszustands zu speichern; und mindestens ein Sondenfahrzeug, das mit der Zentrale kommunikativ gekoppelt ist und mindestens einen Außensensor umfasst, der dazu dient, einen Zustand jedes der n entfernten Fahrzeuge zu detektieren, und ausgestaltet ist, um einen sondierten Wert des Verkehrszustands zu ermitteln, wobei der sondierte Wert durch die detektierten Zustände der entfernten Fahrzeuge kooperativ ermittelt wird, wobei das mindestens eine Sondenfahrzeug ferner ausgestaltet ist, um den sondierten Wert nur an die Zentrale zu übertragen, wenn n mindestens gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, wobei die Zentrale ferner ausgestaltet ist, um den ersten Wert des Verkehrszustands bei einem Empfang des sondierten Werts von dem mindestens einen Sondenfahrzeug zu modifizieren und den modifizierten ersten Wert an das mindestens eine empfangende Fahrzeug zu übertragen.
- System nach Anspruch 19, wobei der minimale Schwellenwert gleich Fünf ist.
- System nach Anspruch 19, wobei der Schwellenwert nach einer Implementierung angepasst werden kann.
- System nach Anspruch 19, wobei der Schwellenwert auf der Grundlage einer minimalen akzeptablen Fehlerwahrscheinlichkeit ausgewählt wird.
- System nach Anspruch 19, wobei der sondierte Wert durch einen gewichteten Faktor auf der Grundlage von n erhöht wird.
- System nach Anspruch 23, wobei der sondierte Wert vor einer Übertragung mit n multipliziert wird.
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