用于借助于無線的車輛到車輛的通信進(jìn)行擁堵識別的方法
【專利摘要】發(fā)明涉及一種用于借助于無線的車輛到車輛的通信進(jìn)行擁堵識別的方法，其中執(zhí)行用于擁堵識別的方法的自主車輛(A)接收由位于車輛到車輛通信的接收范圍中的周圍車輛(5.x)的速度位置值，并且其中實(shí)施下述方法步驟：-通過與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較并且在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下確定相關(guān)度來檢查自主車輛(A)從中接收到消息的周圍車輛(5.x)的相關(guān)度，-選擇與相關(guān)的周圍車輛(5.x)相關(guān)聯(lián)的速度位置值，所述周圍車輛的速度值顯示出與自主車輛(A)相同的行駛方向(3)，-限定至少一個第一虛擬車輛(B，C)，將所選擇的速度位置值的至少一部分或全部的評均值作為虛擬車輛(B，C)的速度位置值與所述第一虛擬車輛相關(guān)聯(lián)；-檢測虛擬車輛(B，C)的速度位置值的時間變化曲線；-檢測虛擬車輛(B，C)的速度位置值的改變的時間變化曲線作為至少一個改變值；-將改變值與至少一個預(yù)設(shè)的擁堵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。此外，本發(fā)明涉及一種用于在構(gòu)建用于執(zhí)行該方法的自主車輛中進(jìn)行擁堵識別的設(shè)備。
【專利說明】用于借助于無線的車輛到車輛的通信進(jìn)行擁堵識別的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助于無線的車輛到車輛的通信進(jìn)行擁堵識別的方法，其中執(zhí)行用于擁堵識別的方法的自主車輛接收由位于車輛到車輛通信的接收范圍中的周圍車輛的速度位置值。

【背景技術(shù)】
[0002]車輛到車輛通信為車輛到周圍環(huán)境通信的一部分。在此，車輛通過發(fā)送和接收消息與其周圍交換信息。消息大多涉及車輛特定的數(shù)值，所述數(shù)值在單獨(dú)的車輛中在發(fā)送之前例如通過傳感器來檢測或者以不同的方式獲得并且隨后存儲。通常，消息因此尤其也能夠包含下述類型的信息或數(shù)值，所述類型表征車輛的狀態(tài)。例如能夠是速度位置值，但是也能夠是其他的數(shù)值或信息，所述數(shù)值或信息對于行駛情況而言是特定的，如轉(zhuǎn)彎角，或者為其他的數(shù)值，所述其他的數(shù)值對于行駛情況不是特定的并且涉及車輛的其他的特征，例如車輛類型。
[0003]根據(jù)研發(fā)的當(dāng)前的狀態(tài)，在車輛到車輛通信中提出:在標(biāo)準(zhǔn)化的方法中整合特定的數(shù)值和信息并且在同樣標(biāo)準(zhǔn)化的消息中進(jìn)行處理。所基于的標(biāo)準(zhǔn)例如為ITS標(biāo)準(zhǔn)。在此，1ST代表英文術(shù)語“Intelligent Transportat1n System智能型運(yùn)輸系統(tǒng)”的縮寫。因此實(shí)現(xiàn)，消息也能夠通用地、即也由另外的車輛例如與制造商類型無關(guān)地接收。
[0004]此外，根據(jù)1ST標(biāo)準(zhǔn)提出，或者連續(xù)地、即以限定的、更長或更短的時間間隔，或者根據(jù)事件發(fā)送所述消息。連續(xù)的消息在1ST標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)也稱作為“CooperativeAwareness Messages合作意識信息交換消息”或者簡稱為CAM消息。CAM消息無方向性地且周期地、即類似信號燈地由車輛發(fā)送，并且能夠由在接收范圍內(nèi)的每個相應(yīng)配置的另外的車輛接收。
[0005]消息的發(fā)送經(jīng)由不同的無線通信路徑進(jìn)行。符合標(biāo)準(zhǔn)地，在1ST標(biāo)準(zhǔn)中提出:在基于WLAN的無線電信道上交換消息。當(dāng)然，其他的無線電信道尤其也能夠用于發(fā)送消息。因此，例如從WO 2009/074655A1中已知一種方法，其中應(yīng)用另一無線電信道，以便發(fā)送尤其相關(guān)的消息。附加的無線電信道為在無線的訪問和授權(quán)系統(tǒng)中應(yīng)用的無線電信道。
[0006]此外，在車輛到車輛通信中提出:根據(jù)出現(xiàn)的事件發(fā)送特定的消息。所述消息已知為 DENM(“Decentralized Environmental Notificat1n Messages 分散式環(huán)境通知消息”)。根據(jù)1ST標(biāo)準(zhǔn)，在突然出現(xiàn)的事件中、例如事故的情況下發(fā)送這種消息。因此，對位于發(fā)送DENM消息的車輛的周圍中、即在圍繞所述車輛的接收范圍中存在的車輛提醒該事件。通過DENM消息例如能夠通知車輛在其前方所發(fā)生的事故。
[0007]當(dāng)然，DENM消息的發(fā)送通常取決于突然的、事件和空間上不可預(yù)見的事件的出現(xiàn)。然而，存在下述交通情況，其中通過車輛的或一組車輛情況的連續(xù)改變而出現(xiàn)危急情況。因此，例如能夠僅通過在所述行車道上的車輛數(shù)量來改變該行車道上的交通流。因此，能夠在沒有之前的突然事件的情況下出現(xiàn)危急的情況，也沒有發(fā)送DE匪消息。此外，關(guān)于擁堵終止的DE匪消息的發(fā)送的前提是:車輛已經(jīng)處于擁堵中或者已經(jīng)識別到該擁堵。
[0008]附加地，也能夠出現(xiàn)下述情況:在所述情況中通過下述方式改變交通流:不參與車輛到車輛通信的交通參與者參與行駛情景并且對其影響。在此，其例如能夠是行人或者其他的沒有配設(shè)有相應(yīng)的通信系統(tǒng)的車輛。因此，在城市交通中或在高速公路上通常出現(xiàn):連續(xù)地提高交通量進(jìn)而形成慢行交通或者擁堵。該交通情況的特征在于車輛的大多顯著降低的平均速度。在擁堵的情況下，能夠造成車輛的完全靜止，其中車輛的速度為零。在交通流的這種連續(xù)的改變時，不存在突然的危急事件，通過所述事件可能警告后續(xù)的交通。特別地，逐步延緩交通流導(dǎo)致并不發(fā)送DENM消息、或者至少較晚地發(fā)送。
[0009]然而預(yù)期的是，車輛的駕駛員及早地被通知這種改變，剛好因?yàn)檐囕v交通中的事故的最常見的原因是出現(xiàn)擁堵并且尤其在那里是擁堵末尾。擁堵末尾例如是在高速公路上以合法速度前進(jìn)的正常進(jìn)行的交通和擁堵之間的鏈環(huán)節(jié)、即在極端情況下存在的車輛。因此，車輛的速度區(qū)別在擁堵末尾的區(qū)域中是大的。從中得出事故的顯著提高的概率。這能夠通過地理的已知條件來加強(qiáng)，如附加的和非概覽性的街道延伸、差的能見度、正常的天氣條件或者擁堵末尾之前的在正常進(jìn)行的交通中的車輛的高速度。
[0010]當(dāng)然已經(jīng)存在不同的警告車輛駕駛員擁堵或擁堵末尾的可能性。所述可能性能夠粗略地分成兩種系統(tǒng)。在第一種系統(tǒng)中嘗試使交通流均勻地分布在街道上。其因此針對盡可能及早地通知駕駛員。第二種系統(tǒng)的目的是:主動地干預(yù)到行駛情景中。由此尋求避免事故或者至少降低后續(xù)事故。
[0011]及早通知駕駛員的一種可能性例如在于:其借助于可更換標(biāo)牌或者信息橋來通知正面臨的擁堵。所述可更換標(biāo)牌或者信息橋能夠安裝在行車道邊緣并且可能地也推薦備用路線。由此，駕駛與能夠及早地被提醒擁堵，使得其能夠相應(yīng)地調(diào)整其行駛路線。例如，駕駛員能夠使用高速公路的最近的出口并且經(jīng)由鄉(xiāng)村公路分流。這種交通引導(dǎo)系統(tǒng)監(jiān)控交通或者通過行車道上的或行車道中的傳感器來監(jiān)控，或者進(jìn)行人工地觀察交通。因此，安裝和/或運(yùn)行是成本密集的且耗費(fèi)的。這引起:其大多限制于人口密集區(qū)并且也在那里大多僅粗網(wǎng)眼地監(jiān)控交通。
[0012]同樣，收音機(jī)中的經(jīng)典的交通廣播用于及早地警告。廣播盡管是大面積可用的，然而為駕駛員僅實(shí)現(xiàn)粗略的定向。在此期間，除了交通廣播之外，也經(jīng)由無線電頻率傳遞數(shù)據(jù)，例如RDS ( “Rad1 Data System廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)”)服務(wù)。在近些年中，這種交通信息的處理和可用性被顯著地改進(jìn)。因此，部分地進(jìn)行將交通信息經(jīng)由TMC ( “Traffic MassageChannel交通信息信道”)直接地聯(lián)接于車輛內(nèi)部的導(dǎo)航系統(tǒng)中。由此能夠?qū)崿F(xiàn)空間上和時間上的精確性，所述精確性為駕駛員自動地或借助于導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的路線。然而，成功性與所接收的交通信息的質(zhì)量顯著相關(guān)。然而時間上和空間上的精確性通常不足以主動地干預(yù)到行駛情景中。
[0013]通過駕駛員輔助系統(tǒng)能夠影響車輛的行駛情況。為此，例如通過車輛自身的傳感器來監(jiān)控周圍環(huán)境。駕駛員輔助系統(tǒng)因此自主地工作。如果駕駛員輔助系統(tǒng)識別到危急的交通情況，那么其或者視覺地和/或聽覺地警告駕駛員，并且例如推薦采取制動過程。一些系統(tǒng)在此期間也允許直接參與到行駛情景中，例如通過采取以自動的制動過程。所應(yīng)用的傳感器、例如雷達(dá)或激光雷達(dá)原則上是遠(yuǎn)程的，然而其中能夠出現(xiàn)隔離效應(yīng)。這表示:盡管能夠檢測空的路段上的遠(yuǎn)距離的車輛，然而當(dāng)在其之間存在另外的物體時，可能沒有或沒有完整地檢測到所述車輛。同樣滴，不能夠檢測到位于突起物之后的車輛。因此，工作范圍在街道交通中大多受限。在密集的交通中，工作范圍能也能夠因此限制于直接相鄰的車輛。這種駕駛員輔助系統(tǒng)是昂貴的并且僅警告駕駛員突然的危險(xiǎn)。但是其在密集的交通中并沒有完全發(fā)揮作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是，提供一種用于在車輛中及早識別擁堵的方法，所述方法的特征在于改進(jìn)的(尤其空間上和時間上的)精確性。
[0015]所述目的借助根據(jù)權(quán)利要求1所述的、用于借助于無線的車輛到車輛的通信進(jìn)行擁堵識別的方法來實(shí)現(xiàn)。該方法在自主車輛中或者在自主車輛的為此設(shè)置的控制儀器中執(zhí)行，為此，由自主車輛優(yōu)選以相同的方式連續(xù)地接收周圍車輛的速度位置值，所述周圍車輛處于車輛到車輛通信的接收范圍中并且優(yōu)選連續(xù)地、即持續(xù)地以特定設(shè)定的或可設(shè)定的時間間隔發(fā)送其速度位置值。連續(xù)發(fā)送和接收的數(shù)值例如根據(jù)1ST標(biāo)準(zhǔn)中限定的CAM消息來捕獲。在所述標(biāo)準(zhǔn)消息中，車輛傳遞其動態(tài)數(shù)據(jù)，例如位置、速度和形式方向(“Heading航向”)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法劃分成多個方法步驟。
[0017]首先，確定周圍車輛的相關(guān)度，自主車輛㈧從所述周圍車輛中接收消息。通常，這通過將周圍車輛的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較來進(jìn)行，其中將滿足預(yù)設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的車輛分級為相關(guān)的。可行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)例如能夠位于相關(guān)區(qū)域的定義中，其中檢查周圍車輛與相關(guān)區(qū)域的所屬性。
[0018]例如，在行駛方向上在自主車輛之前限定相關(guān)區(qū)域。相關(guān)區(qū)域然后在更優(yōu)選顯著大于自主車輛的駕駛員視野的范圍上延伸。這尤其當(dāng)駕駛員的視野例如由于地理的給定條件而顯而易見受限時是有利的，例如在彎曲的或山區(qū)的地區(qū)中是這種情況。相關(guān)區(qū)域的大小在技術(shù)上通過所發(fā)送的消息的作用范圍來限制，所述消息又通過所應(yīng)用的技術(shù)而受限。相關(guān)地帶的形狀根據(jù)本發(fā)明也能夠根據(jù)街道延伸來調(diào)整。相關(guān)地帶例如能夠具有四邊形的形狀來作為幾何上簡單的形狀，尤其是在直街道上具有四邊形的形狀。
[0019]在復(fù)雜的街道拓?fù)渲型ǔＪ沟貌⒎敲總€周圍車輛都潛在地影響自主車輛。精細(xì)地校驗(yàn)為自主車輛發(fā)送的周圍車輛的相關(guān)度能夠借助在DE 102010 007 262 Al中描繪的方法來極其有效地執(zhí)行。
[0020]在下文中，術(shù)語“相關(guān)地帶”因此理解為街道網(wǎng)的一定區(qū)域，所述街道網(wǎng)滿足相關(guān)檢查的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在相關(guān)地帶中，每個周圍車輛的表現(xiàn)潛在地影響到自主車輛。但是，相關(guān)地帶不必通過地帶選擇來預(yù)設(shè)或可預(yù)設(shè)。
[0021]根據(jù)所接收到的消息，在下一步驟中，選擇與相關(guān)的周圍車輛相關(guān)聯(lián)的速度位置值，其位置值位于相關(guān)地帶中(即僅考慮相關(guān)周圍車輛的位置和速度值)并且其速度值顯示出與自主車輛相同的行駛方向。為此提出或者需要:速度值作為定向的信息存在。這例如是CAM消息，所述CAM消息包含速度值和進(jìn)行發(fā)送的車輛的航向。例如，這也能夠通過下述方式來實(shí)現(xiàn):即發(fā)送和檢測速度直接作為速度向量，或者速度能夠通過規(guī)定在坐標(biāo)系中的速度分量作為速度向量來示出。坐標(biāo)系優(yōu)選能夠是通用的坐標(biāo)系，所述通用的坐標(biāo)系例如也由基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)來應(yīng)用。在該坐標(biāo)系中，能夠通過規(guī)定由經(jīng)度和緯度組成的2元組(L，B)來顯示車輛的位置。關(guān)于限定的坐標(biāo)系原點(diǎn)，具有X和y值的常見的坐標(biāo)說明當(dāng)然是可行的。當(dāng)在該坐標(biāo)系中存在速度分量還有自主車輛的坐標(biāo)時，能夠?qū)⑺俣群唵蔚匾曌鳛橄蛄?。速度分量在此能夠作為絕對值存在，或者相對于自主車輛來說明。有利地，將自主車輛視作為或限定為坐標(biāo)系的中點(diǎn)或原點(diǎn)。在該情況下，為車輛分配坐標(biāo)L = O，B =O或者X = 0，y = O。同樣地，周圍車輛的坐標(biāo)如果其作為絕對值存在的話就與此相應(yīng)地相對于自主車輛示出。
[0022]此外，將自主車輛的當(dāng)前的速度坐標(biāo)值與其相關(guān)聯(lián)，即在方法的范圍內(nèi)檢測所述速度位置值，使得所述速度位置值是可用的。所述數(shù)值在大多數(shù)車輛中總歸作為可調(diào)用的數(shù)據(jù)在車輛通信系統(tǒng)之內(nèi)可用。
[0023]在下一方法步驟中，限定至少一個第一虛擬車輛，將所選擇的速度位置值的至少一部分或全部作為虛擬車輛的速度位置值與第一虛擬車輛相關(guān)聯(lián)。因此，至少在位置和速度方面，第一虛擬車輛能夠代表位于相關(guān)地帶的周圍車輛的一部分或全部。
[0024]在另一方法步驟中，檢測虛擬車輛的速度位置值的時間變化。因此，例如能夠?yàn)榈谝惶摂M車輛、為一個虛擬車輛或?yàn)槎鄠€或全部虛擬車輛在不同的時間檢測速度位置值并且至少暫時存儲。類似地，也能夠?yàn)樽灾鬈囕v在其時間變化中至少暫時地存儲速度位置值。此夕卜，位置速度值也能夠僅在預(yù)設(shè)數(shù)量的時間點(diǎn)來存儲。優(yōu)選地，針對至少三個不同的時間點(diǎn)存儲所述數(shù)值。
[0025]在下一步驟中，檢測該虛擬車輛或多個或全部虛擬車輛的速度位置值的改變的時間變化曲線作為至少一個改變值，尤其通過在不同的時間點(diǎn)比較特定值的方式來進(jìn)行檢測。在此，能夠絕對地或者相對彼此或者也相對于自主車輛來檢測改變。還能夠提出:所檢測的速度位置值在沒有中間存儲的情況下直接地被處理，并且代替原本的速度位置值僅存儲在該方法步驟中確定的改變值。僅對改變值進(jìn)行檢測和進(jìn)一步處理降低存儲器需求和對于傳輸帶寬的需求，并且同時是運(yùn)算經(jīng)濟(jì)的。必要時，也能夠提出:檢測自主車輛的改變值或速度位置值的時間變化曲線。
[0026]所確定的改變值能夠隨后與至少一個預(yù)設(shè)的擁堵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，其中當(dāng)識別到擁堵時，能夠產(chǎn)生擁堵警告作為比較的結(jié)果。
[0027]該方法實(shí)現(xiàn)及早地識別自主車輛周圍中的擁堵。通過檢測在自主車輛的直接的周圍中的車輛發(fā)送的消息實(shí)現(xiàn)時間上和空間上的高精確性。通過車輛到車輛通信的、與已知的車輛輔助系統(tǒng)的傳感器檢測范圍相比相對較長的作用范圍，在自主車輛本身處于擁堵中或者駛?cè)霌矶履┒饲暗奈ｋU(xiǎn)區(qū)域中之前，自主車輛的駕駛員能夠被警告擁堵。同樣地，該方法能夠警告下述擁堵，所述擁堵還位于其形成的初期，并且僅在周圍車輛的集體表現(xiàn)中現(xiàn)出。因此同樣可行的是，快速地處理關(guān)于所識別的擁堵的信息，以便警告后續(xù)的車輛擁堵。這例如能夠通過發(fā)送DENM消息來進(jìn)行。
[0028]在該思想的改進(jìn)形式中，根據(jù)本發(fā)明能夠提出，在也稱作第一虛擬車輛中檢測全部所選擇的速度位置值。由此，通過僅一個虛擬車輛描繪在車輛之前展開的相關(guān)地帶。所述方法是一種特別運(yùn)算經(jīng)濟(jì)的、但是也粗略的方法，以便確定可能的擁堵。
[0029]為了簡化該方法能夠提出:在另外的、也稱作第二虛擬車輛中檢測所選擇的速度位置值的子選擇，由此尤其考慮預(yù)設(shè)數(shù)量的下述速度位置值，所述速度位置值的位置值具有距自主車輛最大的間距。當(dāng)所選擇的周圍車輛的總數(shù)和其速度位置值大于預(yù)設(shè)的總數(shù)、例如多于五個周圍車輛時，優(yōu)選地使用所述方法。通過第二虛擬車輛提供偽傳感器，所述偽傳感器將自主車輛的“視界”顯著地?cái)U(kuò)展，其中所述第二虛擬車輛是優(yōu)選地在相關(guān)地帶的遠(yuǎn)離自主車輛的外部邊緣上的車輛的子選擇。此外，通過將預(yù)設(shè)的進(jìn)而還有受限數(shù)量的車輛結(jié)合來實(shí)現(xiàn):與第二虛擬車輛相關(guān)聯(lián)的速度位置值更精確地以提高的概率描繪了各個周圍車輛的實(shí)際存在的車輛情況。然而同時由此也實(shí)現(xiàn)下述統(tǒng)計(jì)，通過所述統(tǒng)計(jì)至少部分地補(bǔ)償可能有錯的數(shù)據(jù)。如此為第二虛擬車輛總結(jié)的車輛例如能夠是三個車輛的子選擇。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，通過兩個預(yù)先描述的虛擬車輛能夠以高精度以概覽的方式和對于擁堵識別描繪相關(guān)地帶中的交通流。
[0031]在該方法的一個改進(jìn)形式中能夠提出:從自主車輛的位置值和周圍車輛的、尤其在自主車輛的相關(guān)地帶中的周圍車輛的位置值中確定距自主車輛的間距，并且根據(jù)距自主車輛的上升或下降的間距在表格中分類和存儲速度位置值。通過形成這種分類的表格，以概覽的方式顯示出周圍車輛并且準(zhǔn)備用于進(jìn)一步處理。在表格的開始或結(jié)尾處因此存在下述車輛，所述車輛距自主車輛最遠(yuǎn)并且其中在自主車輛的形式方向上、因此最早地以位置速度值顯示擁堵。在表格中除間距之外，例如也能夠共同存儲位置速度值以及其時間變化曲線。因此，表格允許快速地且簡單地訪問車輛，所述車輛在鄰近的將來對于預(yù)報(bào)擁堵是尤其重要的。根據(jù)本發(fā)明，這種表格也簡化對所設(shè)置的至少一個虛擬車輛或者多個虛擬車輛的限定。
[0032]在本發(fā)明的改進(jìn)形式中，確定虛擬車輛的加速度作為可能的改變值。因?yàn)榧铀俣认鄳?yīng)于速度的時間導(dǎo)數(shù)，所以根據(jù)本發(fā)明尤其提出:根據(jù)速度值的實(shí)現(xiàn)檢測的時間變化曲線確定加速度。因此，根據(jù)虛擬車輛的兩個時間上依次的速度值，在考慮依次的速度值的檢測之間的時間間距的情況下考慮加速度。對相關(guān)的周圍車輛的加速度的檢測是用于檢測擁堵的重要的特征。在擁堵末端，正常進(jìn)行的交通的車輛和現(xiàn)有交通(擁堵)的車輛彼此相遇。在那里，在極其短的距離上調(diào)整速度。所述速度調(diào)整強(qiáng)制地顯示出車輛的加速度(或者作為具有負(fù)號的加速度的延遲)，使得通過確定具有符號的加速度而能夠可靠地確定擁堵或者剛剛形成的擁堵，例如通過與適當(dāng)確定的擁堵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較的方式來確定。
[0033]此外，同樣能夠在上述表格中存儲如此檢測的加速度的時間變化曲線。由此，檢測虛擬車輛的加速度的動態(tài)并且在時間上進(jìn)行繪制。這相應(yīng)于速度的二次導(dǎo)數(shù)。由此變得可行的是，根據(jù)對加速度的時間上的分析簡單地檢測危險(xiǎn)情況、如擁堵。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠識別總加速度方案，即例如時間上長時間持續(xù)的制動過程。
[0034]在該思想的改進(jìn)形式中，將減速度的改變值與用作為擁堵標(biāo)準(zhǔn)的閾值進(jìn)行比較。尤其優(yōu)選的是，考慮小于或等于零的數(shù)值作為加速度的閾值。這種負(fù)加速度伴隨速度的降低，并且如所提及的那樣也稱作為延遲。因此，延遲標(biāo)識制動過程。因此，能夠考慮所述數(shù)值以確定虛擬車輛、即周圍車輛的聚集是否處于集體的制動機(jī)動中，或者是否存在這種制動機(jī)動。通過應(yīng)用閾值，該方法相對于誤差更加健全。由此例如能夠以不由擁堵識別來考慮的方式保持簡單的制動過程，所述制動過程根據(jù)本發(fā)明不歸因于擁堵。
[0035]基于該實(shí)施方式也能夠考慮速度的更高階的導(dǎo)數(shù)作為變化值。加速度的時間的變化、即速度的二次導(dǎo)數(shù)顯示出加速度的動態(tài)。由此能夠顯示出下述行駛情況，在所述行駛情況中車輛首先弱制動并且隨后強(qiáng)減速。這是通常要在突然的和不預(yù)期的情況中要注意的形式表現(xiàn)。
[0036]基于該思想，能夠?qū)⑻摂M車輛的加速度或加速度變化曲線的時間偏移考慮作為另一變化值。該有意的實(shí)施方式基于下述知識:一旦車輛接近擁堵，虛擬車輛的延遲具有類似的、但是時間上偏移的變化曲線。因此，加速度的時間變化曲線的相似性引起:車輛時間偏移地經(jīng)過相似的交通情況。由此，車輛的駕駛員被激發(fā)采用與制動機(jī)動類似的方式，然而分別以時間偏移直到相應(yīng)的車輛到達(dá)擁堵末端。此外，這能夠歸因于整體阻礙的出現(xiàn)。變化曲線的時間偏移因此引起:周圍車輛金額還有虛擬車輛作為周圍車輛的組位于空間上的不同的位置上。因此，距可能的擁堵的空間上的間距變化進(jìn)而時間點(diǎn)變化，在所述時間點(diǎn)出現(xiàn)延遲。在該方法變型形式中，根據(jù)本發(fā)明能夠分析在哪個虛擬車輛中首先開始延遲。根據(jù)定義，第二虛擬車輛與第一虛擬車輛相比進(jìn)一步遠(yuǎn)離自主車輛。因此當(dāng)?shù)诙摂M車輛的延遲在第一虛擬車輛的延遲之前進(jìn)行時，存在擁堵的可能性。直觀地，延遲的時間偏移隨后導(dǎo)致緊鄰擁堵的車輛的駕駛員更早地識別所述擁堵進(jìn)而更早地制動。因此，通過分析加速度的時間偏移可以在該方法中考慮在前行駛的駕駛員的反應(yīng)。所述方法還能夠通過下述方式來簡化:即限定多個虛擬車輛，基于所述車輛的周圍車輛分別遵守距自主車輛的特定的間距區(qū)間。
[0037]在根據(jù)本發(fā)明的思想的改進(jìn)形式中，根據(jù)本發(fā)明可行的是，至少一個虛擬車輛、但是優(yōu)選為兩個虛擬車輛到自主車輛和/或到另一虛擬車輛的間距的總和形成作為改變值，并且在擁堵標(biāo)準(zhǔn)中考慮所述間距。這表示:在僅一個虛擬車輛的情況下，間距的總和剛好相應(yīng)于自主車輛和虛擬車輛之間的間距。優(yōu)選地，當(dāng)將自主車輛和第一虛擬車輛之間的間距用作為上述總和的第一被加數(shù)并且將第一虛擬車輛距第二虛擬車輛的間距用作為第二被加數(shù)。
[0038]優(yōu)選地，在此也能夠提出:分析所述改變值、即間距的總和的時間變化曲線。如果從這種分析中得出:間距的總和隨累進(jìn)的時間而減低，因此這能夠暗示擁堵。該特征基于下述知識:與速度相關(guān)，各個車輛之間的間距占有特定的數(shù)值，并且所述數(shù)值與速度正相關(guān)。此外，這是車輛之間的速度相關(guān)的安全間距的基礎(chǔ)。由此得出:間距在高速度的情況下是大的并且在低速度的情況下是小的。對車輛之間的間距的總和的時間變化曲線的分析因此能夠是降低的速度的指標(biāo)或者出現(xiàn)擁堵的指標(biāo)。
[0039]在該思想的一個改進(jìn)形式這種，將虛擬車輛的預(yù)期的擁堵末尾估算為改變值，在擁堵標(biāo)準(zhǔn)中考慮所述擁堵末尾。在本發(fā)明的范圍中，術(shù)語“擁堵”理解為車輛堆積(組或累積)，所述車輛以步速范圍中的速度前進(jìn)。因此通常，當(dāng)速度低于10km/h的時間長于一分鐘時為擁堵。也可行的是下述定義:根據(jù)所述定義，堆積車輛的速度位于平均最大步速的范圍中(小于10秒每千米)。因此，當(dāng)速度位于10km/h至30km/h的范圍中時為慢速度交通。當(dāng)然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也能夠?qū)⒙俚幕蚓徛慕煌ǚQ作為擁堵。
[0040]能夠局部地大多不精確地確定這種形成擁堵的堆積車輛的末端，因?yàn)槌掷m(xù)地有新的車輛出現(xiàn)于擁堵中并且整個擁堵大多沿形式方向前進(jìn)。附加地，如果車輛經(jīng)過產(chǎn)生擁堵的事件，車輛也向前離開擁堵。當(dāng)然，并不總是存在產(chǎn)生擁堵的事件。也能夠部分地出現(xiàn):由于提高車流量而形成擁堵。由于擁堵的自身運(yùn)動和正常交通和擁堵末端之間流動地過渡，甚至不可能的是:精確地限定擁堵末端。然而虛擬車輛的位置根據(jù)本發(fā)明聚集成能夠視作為不危險(xiǎn)的擁堵末端的位置。
[0041]為了就本發(fā)明而言計(jì)算所述擁堵末端因此能提出:從虛擬車輛的加速度中、并且假設(shè)虛擬車輛以所述加速度制動至靜止的情況下，計(jì)算出警告間距。警告間距規(guī)定虛擬車輛的相關(guān)聯(lián)的位置直到虛擬車輛的可能靜止的距離。然后，從自主車輛至虛擬車輛的間距和警告間距中確定預(yù)期的擁堵末尾。如此確定的預(yù)期的擁堵末尾優(yōu)選地作為絕對位置來存儲，由此，在存在多個可能的預(yù)期的擁堵末端的情況下簡化平均值形成。這種類型的計(jì)算是用于計(jì)算擁堵末端的計(jì)算經(jīng)濟(jì)的可能性。根據(jù)本發(fā)明能夠提出:對于全部虛擬車輛和/或周圍車輛計(jì)算出預(yù)期的擁堵末端。當(dāng)為虛擬車輛在不同的時間檢測擁堵末端并且進(jìn)行分析時，擁堵末端的計(jì)算還變得更加精確。通過對于每個時間區(qū)間對擁堵末端優(yōu)選連續(xù)地進(jìn)行該計(jì)算，能夠與估算的擁堵末端朝實(shí)際的擁堵末端逐步地匯聚。這能夠基于:接近擁堵的車輛的制動表現(xiàn)為擁堵端部估算隨距擁堵末端的間距下降而提供更加可靠的信息。此外，能夠通過連續(xù)的計(jì)算共同考慮精確的擁堵末端的動態(tài)移動。例如，例如在向后定向的擁堵建立時同樣如在向前定向的擁堵解除時出現(xiàn)擁堵末端的這種移動。
[0042]優(yōu)選地，將如此計(jì)算的擁堵末端位置存儲為絕對值。由此簡化時間上的觀察。特別地，因此容易可行的是對擁堵末端分析時間上的匯聚。
[0043]優(yōu)選地能夠提出:對全部改變值、即虛擬車輛的速度下降、虛擬車輛和自主車輛之間的間距的總和的分析和擁堵末端的計(jì)算考慮作為不同的或組合的擁堵標(biāo)準(zhǔn)。一旦滿足全部所選擇的或限定選擇的特定的擁堵標(biāo)準(zhǔn)，就將該情況識別為擁堵。
[0044]在根據(jù)本發(fā)明的方法的改進(jìn)形式中，根據(jù)本發(fā)明可行的是:確定用以檢測周圍車輛的速度位置值的精度，并且在確定速度位置值的平均值的情況下考慮精度。精度能夠由周圍車輛本身來確定，并且連同速度位置值一起傳遞。此外，也能夠根據(jù)數(shù)據(jù)檢測的類型確定精度。因此，例如由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)所檢測的位置數(shù)據(jù)具有模糊性。
[0045]本發(fā)明還涉及一種用于在自主車輛中進(jìn)行擁堵識別的設(shè)備、尤其是控制儀器。設(shè)備具有通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)與自主車輛周圍的接收區(qū)域中的周圍車輛以無線的車輛到車輛的通信交換信息、例如CAM消息。此外，設(shè)備具有計(jì)算單元，所述計(jì)算單元構(gòu)建用于執(zhí)行上述的方法或者其一部分。通過如此構(gòu)建的進(jìn)而“智能的”車載系統(tǒng)能夠可靠地識別“擁堵”。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]從實(shí)施例和附圖的下面的描述和中得出本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)、特征和應(yīng)用可能性。在此，全部所描述的和/或圖形示出的特征本身或者以任意組合的方式也與其在權(quán)利要求或其引用關(guān)系中的組合無關(guān)地形成本發(fā)明的主題。其示出:
[0047]圖1示意地示出具有在自主車輛的和多個周圍車輛的多車道的行車道上的交通情況；
[0048]圖2示意地示出具有在自主車輛的和多個虛擬車輛的多車道的行車道上的交通情況；
[0049]圖3示意地示出如圖2中的、然而在稍后的時間點(diǎn)的交通情況；
[0050]圖4示出擁堵末端位置關(guān)于時間的圖形。

【具體實(shí)施方式】
[0051]在圖1中示出的多車道的行車道I上的交通情況中有一個車輛，在該車輛中執(zhí)行用于擁堵識別的方法并且下面將其稱為自主車輛A，所述行車道具有三個車道2.1，2.2和2.3。在那里，所述車輛沿行駛方向3在中間的車道2.2上運(yùn)動。在自主車輛A之前存在相關(guān)地帶4，所述相關(guān)地帶在所示出的直行車道的情況下具有四邊形的形狀，并且其中存在多個周圍車輛5.1至5.8和6.1至6.6。但是通常，相關(guān)地帶通過滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來限定，其在通常情況下不必為閉合示出的幾何建筑。
[0052]在所示出的、不限制本發(fā)明的情況下，相關(guān)地帶具有側(cè)向的伸展4.1和行駛方向上的伸展4.2。相關(guān)地帶4的側(cè)向的伸展4.1延伸超過車道2.1，2.2和2.3并且也檢測行車道之外的區(qū)域，使得覆蓋可能的側(cè)向帶或者分離帶。側(cè)向帶在行車道2.3附近延伸并且在高速公路或快速車道上大多稱作為緊急帶或故障帶。分離帶將高速公路或快速車道中相反的行車道彼此分開并且-在右側(cè)通行的情況下-位于車道2.1附近。通過檢測相關(guān)地帶4中的側(cè)向帶確保:同樣檢測例如位于行車道I附近的且在其上轉(zhuǎn)彎的車輛。此外，這在駛進(jìn)和/或示出高速公路時或在危險(xiǎn)的擁堵情況時出現(xiàn)。
[0053]相關(guān)地帶4沿行駛方向4.2的擴(kuò)展延伸超過多個車輛間距并且基本上通過無線的車輛到車輛通信的接收區(qū)域來限制，自主車輛(A)和所示出的周圍車輛5.1至5.8參與所述車輛到車輛通信。在當(dāng)前的情況下，將相關(guān)地帶設(shè)計(jì)為矩形并且沿行駛方向4.2具有600m的長度并且側(cè)向上與行駛方向4.2具有50m的寬度，而本發(fā)明不限制于所述典型的尺寸。根據(jù)幾何的給定條件和對于擁堵識別的要求，根據(jù)情況不同地限定相關(guān)地帶并且匹配于當(dāng)前的給定條件。例如，相關(guān)地帶能夠以曲線跟隨曲線變化，進(jìn)而具有彎曲的形狀。
[0054]相關(guān)地帶4中的周圍車輛5.X和6.X能夠劃分成兩個等級。在第一等級5.x中是參與無線的車輛到車輛通信的車輛5.1至5.8。因此，車輛5.1至5.8連續(xù)地發(fā)送CAM消息。所述消息還包含關(guān)于車輛的定向的速度和位置的信息。
[0055]在第二等級6.X中是不參與車輛到車輛通信的車輛6.1至6.6。因此，與第二等級
6.X的車輛不發(fā)生直接的通信。等級5和6的車輛之間的信息交換因此最多間接地發(fā)生，例如經(jīng)由距第一等級5的相鄰車輛的間距來進(jìn)行，所述間距通過第一等級5的車輛來檢測和發(fā)送。當(dāng)然，所述車輛6.1至6.6通常不能參與根據(jù)本發(fā)明的方法，這是因?yàn)槠淙狈λ枰耐ㄐ趴赡苄浴Ｒ虼?，所述車輛6.1至6.6就本發(fā)明而言也不稱作為周圍車輛。
[0056]從所示出的周圍車輛中，車輛5.1，5.6,5.7和6.2已經(jīng)激活警告燈進(jìn)而指示危險(xiǎn)情況，所述危險(xiǎn)情況現(xiàn)在能夠被另外的車輛的駕駛員更容易地識別。
[0057]車輛6.6,6.4和5.2位于靠外的車道2.1上，所述車道在右側(cè)通行的情況下距中間分離帶最近。車輛5.8，5.7，5.5，5.4，6.2和6.1在行駛方向上直接地在自主車輛A之前位于中間車道2.2上。車輛6.5，5.6，6.3，5.3和5.1位于車道2.3上進(jìn)而在可能的緊急帶附近。車輛5.1，5.2和6.1距自主車輛A最遠(yuǎn)，進(jìn)而位于相關(guān)地帶4的最遠(yuǎn)的邊緣上，然而所述車輛中僅兩個車輛5.1和5.2參與無線的車輛到車輛通信。車輛5.1，5.2距自出車輛I的間距大致剛好相應(yīng)于車輛到車輛通信的作用范圍，使得自主車輛A能夠接收所述車輛5.1，5.2 的 CAM 消息。
[0058]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過接收CAM消息首先自動地選擇參與車輛到車輛通信的周圍車輛，所述周圍車輛因此屬于等級5.X。隨后檢查車輛是否位于相關(guān)地帶4中。這根據(jù)通過CAM消息傳遞的位置值來進(jìn)行。其檢查傳遞的位置值是否位于相關(guān)地帶4的區(qū)域之內(nèi)。如果是這種情況的話，那么選擇相應(yīng)的車輛或者其速度位置值并且在另外的方法中考慮。
[0059]周圍車輛的位置值監(jiān)測為2元組Pj = (LjUi)，Bj Ui))。系數(shù)j為j = 1，2...8并且表示第一等級5.X的車輛。通過2元組Pj將位置值作為在時間點(diǎn)\在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的經(jīng)度Lj和緯度Bj示出。替選地也考慮另外的坐標(biāo)描述，所述坐標(biāo)描述然后也在關(guān)于2元組匕的另外的描述中出現(xiàn)。該數(shù)值連同其測量精度G—起是已知的。測量精度G例如能夠在傳輸時被共同傳遞。根據(jù)測量精度，測量精度例如取決于通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)或標(biāo)定系統(tǒng)進(jìn)行對位置的原理上有錯的檢測。這在于:位置數(shù)據(jù)或從中確定位置的數(shù)據(jù)具有模糊性。
[0060]同樣如位置值Pj,速度值Vj Ui)連同其精度G —起被傳遞。在速度的精度G中例如考慮單獨(dú)車輛中的測量的不精確性。
[0061]在表格I中示出相關(guān)地帶中的三個車輛的相應(yīng)的數(shù)值，在所述相關(guān)地帶中通常存在η個車輛，使得全部所述η個車輛的數(shù)值在表格中列出:
[0062]

【權(quán)利要求】
1.一種用于借助于無線的車輛到車輛的通信進(jìn)行擁堵識別的方法，其中，執(zhí)行用于擁堵識別的方法的自主車輛(A)接收由位于所述車輛到車輛通信的接收范圍中的周圍車輛(5.x)的速度位置值，并且其中實(shí)施下述方法步驟: -通過與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較并且在滿足所述相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下確定相關(guān)度，檢查所述自主車輛(A)從中接收到消息的周圍車輛(5.x)的相關(guān)度； -選擇與相關(guān)的所述周圍車輛(5.x)相關(guān)聯(lián)的速度位置值，所述速度位置值的速度值顯示出與所述自主車輛㈧相同的行駛方向(3)， -限定至少一個第一虛擬車輛(B，C)，將所選擇的速度位置值的至少一部分或全部的平均值作為所述虛擬車輛(B，C)的速度位置值與所述第一虛擬車輛相關(guān)聯(lián)； -檢測所述虛擬車輛(B，C)的速度位置值的時間變化曲線； -檢測所述虛擬車輛(B，C)的速度位置值的改變的時間變化曲線作為至少一個改變值； -將所述改變值與至少一個預(yù)設(shè)的擁堵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在虛擬車輛(C)中檢測全部所選擇的速度位置值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在另一虛擬車輛(B)中檢測所選擇的速度位置值的子選擇，由此尤其考慮預(yù)設(shè)數(shù)量的下述速度位置值，所述速度位置值的位置值具有距所述自主車輛(A)的最大間距(S)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從所述自主車輛(A)的位置值和周圍車輛的位置值中確定距所述自主車輛(A)的間距，并且根據(jù)距所述自主車輛(A)的上升或下降的間距在表格中分類和存儲所述速度位置值。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從所述虛擬車輛(B，C)的兩個時間上依次緊隨的相關(guān)聯(lián)的速度值中確定所述虛擬車輛(B，C)的加速度作為改變值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將所述虛擬車輛(B，C)的所述加速度的時間偏移考慮作為變化值。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將至少一個虛擬車輛(B，C)到所述自主車輛㈧和/或到另一虛擬車輛(B，C)的間距(Sab。)的總和形成作為改變值，在擁堵標(biāo)準(zhǔn)中考慮所述間距。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將虛擬車輛(B，C)的預(yù)期的擁堵末尾(SE)估算為改變值，在擁堵標(biāo)準(zhǔn)中考慮所述擁堵末尾。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，從所述虛擬車輛的時間上依次緊隨的相關(guān)聯(lián)的速度值中確定所述虛擬車輛(B，C)的加速度(a)，并且從中在假設(shè)所述虛擬車輛(B，C)以所述加速度制動至靜止的情況下確定用于所述虛擬車輛(B，C)的相關(guān)聯(lián)的位置直到所述虛擬車輛(B，C)盡可能靜止的距離的警告間距，并且從所述自主車輛(A)至所述虛擬車輛(B，C)的所述間距和所述警告間距中確定預(yù)期的所述擁堵末尾。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定用以檢測所述周圍車輛(5.X)的所述速度位置值的精度(G)，并且在確定所述速度位置值的所述平均值的情況下考慮所述精度(G)，將所述平均值指配給所述虛擬車輛(B，C)。
11.一種用于在自主車輛(A)中進(jìn)行擁堵識別的設(shè)備，所述設(shè)備具有通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)與圍繞所述自主車輛(A)的接收區(qū)域中的周圍車輛(5.x)以無線的車輛到車輛的通信交換信息，并且具有計(jì)算單元，其特征在于，所述計(jì)算單元構(gòu)建用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號】G08G1/16GK104169992SQ201380013707
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·洛茨, 濮洪鈞, 張伐 申請人:大陸汽車有限責(zé)任公司