DE102015206593A1

DE102015206593A1 - Vehicle, arrangement and method for analyzing a behavior of a traffic signal system

Info

Publication number: DE102015206593A1
Application number: DE102015206593.6A
Authority: DE
Inventors: Valentin Protschky; Stefan Feit; Regina Glas; Philipp Oestmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Es werden ein Fahrzeug, eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
– Ermitteln von Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) einer Vielzahl von Fahrzeugen im Bereich einer Lichtsignalanlage (1),
– Vergleichen von ersten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) innerhalb eines ersten Zeitraumes mit zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) innerhalb eines zweiten, späteren Zeitraumes,
– Erkennen eines maximalen Grades an Übereinstimmung eines ersten Musters (I, III) und eines zweiten Musters (I, III), wobei
– das erste Muster (I, III) die ersten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) bezüglich des ersten Zeitraumes repräsentiert und
– das zweite Muster (I, III) die zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) bezüglich des zweiten Zeitraumes repräsentiert, und
– Erkennen einer Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage (1) aus dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum. A vehicle, an arrangement and a method for analyzing a behavior of a traffic signal system are proposed. The method comprises the steps:
Determining path-time information (D1, D2, D3, D4) of a plurality of vehicles in the area of a traffic signal system (1),
Comparing first path-time information (D1, D2, D3, D4) within a first time period with second path-time information (D1, D2, D3, D4) within a second, later time period,
- Recognizing a maximum degree of coincidence of a first pattern (I, III) and a second pattern (I, III), wherein
The first pattern (I, III) represents the first path-time information (D1, D2, D3, D4) with respect to the first period, and
The second pattern (I, III) represents the second path-time information (D1, D2, D3, D4) with respect to the second time period, and
- Detecting a switching period of the traffic signal system (1) from the first period and the second period.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage auf der Basis von Weg-Zeit-Informationen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit zur Ampelphasenprädiktion auf der Basis von Daten vergleichsweise weniger die Lichtsignalanlage (LSA) passierender Fortbewegungsmittel. The present invention relates to a means of locomotion, an arrangement and a method for analyzing a behavior of a traffic signal system on the basis of path-time information. In particular, the present invention relates to an option for traffic light phase prediction on the basis of data comparatively less the light signal system (LSA) passing means of locomotion.

Zur optimalen und insbesondere energieeffizienten Fortbewegung eines Fahrzeugs im Straßenverkehr sind detaillierte Kenntnisse über die Schaltzeiten von Lichtsignalanlagen erforderlich. Sofern die Schaltzeiten bekannt sind, können beispielsweise besonders effiziente Motor-Start-Stopp-Verfahren implementiert werden. Zudem sind besonders zutreffende Grüne-Welle-Empfehlungen möglich. Schließlich können auch Fahrtzeiten für berechnete Routen exakter berechnet bzw. Routenempfehlungen zur fahrtzeitoptimierten Reise verbessert werden. For optimal and in particular energy-efficient locomotion of a vehicle in traffic detailed knowledge of the switching times of traffic lights are required. If the switching times are known, for example, particularly efficient engine start-stop methods can be implemented. In addition, very appropriate Green Wave recommendations are possible. Finally, travel times for calculated routes can be calculated more accurately or route recommendations for travel-optimized travel can be improved.

Bisher können Ampelprognosen nur mit Hilfe von historischen Schaltzeiten oder durch die Kenntnis der programmierten Signalisierungspläne in Verbindung mit Echtzeitinformationen aus den Controllern der Kommunen erfasst werden. Lichtsignalanlagen sind jedoch hinsichtlich ihrer Hersteller und ihrer Verwaltung sehr heterogen, weshalb viele unterschiedliche Systeme und Pläne betrachtet werden müssten, um das Verhalten der Lichtsignalanlagen der einzelnen Systeme zu erfassen. Eine im Stand der Technik bekannte Möglichkeit besteht in der Untersuchung von Überfahrtzeitpunkten aus Floating-Car-Data (Fahrzeugtrajektorien), um so zu erlernen, wie das Schaltverhalten der Lichtsignalanlage (LSA) ist. Ein entsprechendes Verfahren ist in P. Krijger, "Traffic Light Prediction for Tomtom Devices," 2013, oder V. Protschky, "On the Potential of Floating Car Data for Traffic Light Signal Reconstruction" offenbart. Es zeigt sich jedoch, dass mit den vorgenannten Verfahren zwar das Verhalten der Lichtsignalanlage grundsätzlich gelernt werden kann, jedoch viele Überfahrten einer jeweiligen Lichtsignalanlage nötig sind, um belastbare Ergebnisse zu erhalten. Die im Stand der Technik bekannten Verfahren beschränken sich auf die Erkennung von Überfahrten eines vordefinierten Punktes im Bereich einer jeweiligen Lichtsignalanlage, ohne weitere Parameter der Überfahrt zu berücksichtigen. Die erhobenen Daten könnten auch als "Ort-Zeit-Daten" bezeichnet werden. Sie können beispielsweise über Kameras, Kontaktschalter, Induktionsschleifen o.Ä. realisiert werden. Entsprechend besteht Bedarf an einem Verfahren, welches die Anzahl der für belastbare Ergebnisse erforderlichen Überfahrten verringert. So far, traffic light forecasts can only be recorded using historical switching times or by knowing the programmed signaling plans in conjunction with real-time information from the local community controllers. However, traffic light systems are very heterogeneous in terms of their manufacturers and their management, which is why many different systems and plans would have to be considered in order to detect the behavior of the traffic signals of the individual systems. One possibility known in the prior art is the investigation of crossing times from floating car data (vehicle trajectories) so as to learn how the switching behavior of the traffic light system (LSA) is. A corresponding method is in P. Krijger, "Traffic Light Prediction for Tomtom Devices," 2013, or V. Protschky, "On the Potential of Floating Car Data for Traffic Light Signal Reconstruction." disclosed. It turns out, however, that although the behavior of the traffic signal system can be fundamentally learned with the aforementioned methods, however, many passages of a respective traffic signal system are necessary in order to obtain reliable results. The methods known in the prior art are limited to the recognition of crossings of a predefined point in the area of a respective traffic signal system, without taking into account further parameters of the crossing. The collected data could also be called "place-time data". For example, you can use cameras, contact switches, induction loops or similar. will be realized. Accordingly, there is a need for a method which reduces the number of passes required for robust results.

Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage gelöst. Die Lichtsignalanlage (auch: "Ampel") ist eingerichtet, eine Überfahrt für ein Fortbewegungsmittel (auch: „Fahrzeug“) entsprechend ihrem Signalzustand zu gewähren oder zu verwehren. In einem ersten Schritt werden Weg-Zeit-Informationen einer Vielzahl von Fahrzeugen im Bereich der Lichtsignalanlage ermittelt. Im Unterschied zum Stand der Technik sind die Weg-Zeit-Informationen als Wegpunkte bzw. Positionsinformationen des jeweiligen Fahrzeugs über der Zeit zu verstehen. Auf diese Weise repräsentieren die Weg-Zeit-Informationen ein Geschwindigkeitsprofil, welches auch als relatives Positionsprofil bezüglich der Haltelinie oder unmittelbaren Position der Lichtsignalanlage ausgestaltet sein kann. Über den Zeitpunkt der Überfahrt der Haltelinie, wie dies im Stand der Technik bereits zur Untersuchung des Schaltverhaltens einer Lichtsignalanlage verwendet wird, werden also auch Positionen vor und/oder nach der Haltelinie berücksichtigt, um das Schaltverhalten der Lichtsignalanlage zu ermitteln. In einem zweiten Schritt werden erste Weg-Zeit-Informationen innerhalb eines ersten Zeitraumes mit zweiten Weg-Zeit-Informationen innerhalb eines zweiten, späteren Zeitraumes verglichen. Mit anderen Worten werden die Weg-Zeit-Informationen bezüglich ein und derselben Lichtsignalanlage in unterschiedlichen, hintereinander liegenden Zeiträumen betrachtet. In einem weiteren Schritt wird ein maximaler Grad an Übereinstimmung eines ersten Musters und eines zweiten Musters erkannt. Das erste Muster repräsentiert die ersten Weg-Zeit-Informationen bezüglich des ersten Zeitraumes. Das zweite Muster repräsentiert die zweiten Weg-Zeit-Informationen bezüglich des zweiten Zeitraumes. Werden auf diese Weise zwei im Wesentlichen gleich aufgebaute Schaltperioden der Lichtsignalanlage miteinander verglichen und relative Start- und Endzeitpunkte als Zeitraumes einer jeweiligen Schaltperiodendauer einander entsprechend gewählt, kann anschließend aus dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum auf eine Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage geschlossen werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Berücksichtigung der Weg-Zeit-Informationen führt zu zweidimensionalen Mustern (Geschwindigkeit über der Zeit anstatt lediglich einer Information, zu welchem Zeitpunkt ein jeweiliges Fahrzeug die Haltelinie der LSA überquert hat). Auf diese Weise können genauere Kenntnisse über die Position und die erstmalige Überfahrt der Haltelinie (Beschleunigung aus dem Stand) für die Ermittlung der Schaltperiodendauer berücksichtigt werden. Im Ergebnis sind weniger Überfahrten für eine betrachtete Lichtsignalanlage erforderlich als im Stand der Technik bekannte Verfahren erfordern. The above-identified object is achieved by a method for analyzing a behavior of a traffic signal system. The traffic signal system (also: "traffic light") is set up to grant or deny a passage for a means of transportation (also: "vehicle") according to its signal state. In a first step, route-time information of a plurality of vehicles in the area of the traffic signal system is determined. In contrast to the prior art, the route-time information is to be understood as waypoints or position information of the respective vehicle over time. In this way, the path-time information represents a speed profile, which may also be configured as a relative position profile with respect to the stop line or immediate position of the traffic signal system. About the time of crossing the stop line, as already used in the prior art to investigate the switching behavior of a traffic signal, so also positions before and / or after the stop line are taken into account to determine the switching behavior of the traffic signal. In a second step, first path-time information within a first time period is compared with second distance-time information within a second, later time period. In other words, the path-time information relating to one and the same traffic signal system is considered in different successive periods. In a further step, a maximum degree of coincidence of a first pattern and a second pattern is detected. The first pattern represents the first path-time information regarding the first period. The second pattern represents the second path-time information regarding the second period. If in this way two substantially identically constructed switching periods of the traffic signal system are compared with each other and selected relative start and end times as a period of a respective switching period corresponding to each other, then from the first period and the second period of a switching period of the traffic signal system can be concluded. The consideration of the path-time information proposed according to the invention leads to two-dimensional patterns (speed over time instead of merely information at which time a respective vehicle crossed the stop line of the LSA). In this way, more detailed knowledge of the position and the first crossing of the stop line (acceleration from a standstill) can be taken into account for determining the switching period duration. As a result, fewer passes are required for a particular traffic signal system than methods known in the art require.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum können bevorzugt identische Dauern aufweisen. Hierzu kann in einem ersten Schritt eine vordefinierte Schaltperiodendauer angenommen werden und beispielsweise in einem iterativen Prozess eine Anpassung der geschätzten Schaltperiodendauer bis zur Erreichung eines maximalen Grades an Übereinstimmung der beiden Muster vorgenommen werden. Übliche Dauern für Schaltperioden liegen im Bereich zwischen 40 Sekunden und 120 Sekunden, insbesondere zwischen 70 und 100 Sekunden, bevorzugt zwischen 80 und 90 Sekunden, so dass die Muster zum Zwecke des Vergleiches auf entsprechende Zeiträume zugeschnitten werden können. The first period and the second period may preferably have identical durations. For this purpose, in a first step, a predefined switching period duration can be assumed and, for example, in an iterative process, an adaptation of the estimated switching period duration until a maximum degree of coincidence of the two patterns is achieved. Typical durations for switching periods are in the range between 40 seconds and 120 seconds, in particular between 70 and 100 seconds, preferably between 80 and 90 seconds, so that the patterns can be tailored to corresponding periods for the purpose of comparison.

Der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum können derart zueinander positioniert gewählt werden, dass sie um ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Zeitdauer und/oder der zweiten Zeitdauer gegeneinander versetzt sind. Mit anderen Worten werden die Weg-Zeit-Informationen für eine Lichtsignalanlage in nicht-überlappende Zeitfenster zerschnitten und deren Längen angepasst, bis ein maximales Übereinstimmungsmaß der enthaltenen Trajektorienmuster gefunden wurde. Mit anderen Worten repräsentieren für den Fall einer exakt bestimmten Schaltperiodendauer die ersten x Sekunden einen ersten Schaltzustand der LSA (z.B. Grün), während darauffolgende y Sekunden einen ungleichnamigen Schaltzustand (z.B. Rot) der LSA repräsentieren. Eine solche Gesetzmäßigkeit müsste nach den im Stand der Technik verwendeten Verfahren aus einer Häufung von Überfahrten während der gesamten Dauer einer jeweiligen Phase gefunden werden, wozu eine hohe Verkehrsdichte und eine hohe Anzahl von Überfahrten pro Zeiteinheit erforderlich sind. Andernfalls versagen die im Stand der Technik bekannten Ansätze. The first time period and the second time period can be selected in such a way that they are offset from one another by an integer multiple of the first time duration and / or the second time duration. In other words, the path-time information for a traffic signal system is cut into non-overlapping time windows and their lengths are adjusted until a maximum degree of agreement of the contained trajectory patterns has been found. In other words, in the case of a precisely determined switching period, the first x seconds represent a first switching state of the LSA (e.g., green), while subsequent y seconds represent a non-identical switching state (e.g., red) of the LSA. Such a law would have to be found, according to the methods used in the prior art, from an accumulation of crossings during the entire duration of a respective phase, which requires a high traffic density and a high number of crossings per unit of time. Otherwise, the approaches known in the art will fail.

Weiter kann ein frühester durch die ersten und/oder die zweite Weg-Zeit-Informationen repräsentierter Zeitpunkt eines Überfahrens einer Haltelinie der Lichtsignalanlage ermittelt werden. Dieser Zeitpunkt kann auch als Anfahrzeitpunkt des vordersten, die Warteschlange an der Lichtsignalanlage anführenden Fahrzeugs verstanden werden. Zusätzlich wird eine Position der Haltelinie aus den ersten und/oder den zweiten Weg-Zeit-Informationen bestimmt. Beispielsweise kann hierzu eine geographische Position des ersten, während einer Grünphase anfahrenden Fahrzeugs, ermittelt werden und dabei angenommen werden, dass die Haltelinie vor dem Anfahren dieses Fahrzeugs unmittelbar vor dem Fahrzeug angeordnet war. Anschließend kann ein Beginn einer Grünphase der Lichtsignalanlage auf Basis dieses frühesten Zeitpunktes (Anfahrzeitpunkt) ermittelt werden. Da die Fahrzeuge an einer roten Ampel nicht zeitgleich, sondern im Mittel in einer kontinuierlich steigenden Zeitverzögerung in Abhängigkeit ihrer Warteposition anfahren, kann das sich als erstes bewegende Fortbewegungsmittel üblicherweise als dasjenige angenommen werden, welches als erstes aus dem Stand beschleunigt. Sofern geografische Positionsdaten o.Ä. für die Fahrzeuge vorliegen, kann auch der Anfahrzeitpunkt des der Haltelinie nächstgelegenen Fahrzeugs als Beginn der Grünphase ermittelt werden. Furthermore, an earliest time, represented by the first and / or the second distance-time information, of a passing over of a stop line of the traffic signal system can be determined. This point in time can also be understood as the start-up time of the foremost vehicle leading the queue at the traffic light system. In addition, a position of the stop line is determined from the first and / or the second distance-time information. For example, for this purpose, a geographical position of the first, during a green phase approaching vehicle, are determined and to assume that the stop line was arranged before starting this vehicle immediately in front of the vehicle. Subsequently, a start of a green phase of the traffic signal system can be determined on the basis of this earliest time (starting time). Since the vehicles do not start at a red traffic light at the same time, but on average in a continuously increasing time delay as a function of their waiting position, the first moving means of locomotion can usually be assumed to be that which first accelerates from a standing position. If geographic position data or similar are present for the vehicles, the startup time of the stop line nearest vehicle can be determined as the beginning of the green phase.

Die durch die Weg-Zeit-Informationen repräsentierten Trajektorien oder Manöver der Fahrzeuge können bevorzugt in vordefinierte Manöverklassen eingeordnet ("klassifiziert") werden. Beispiele für Manöverklassen bilden im Bereich der Lichtsignalanlage nichtstoppende Fahrzeuge ("Durchfahrt ohne Halt") und im Bereich der Lichtsignalanlage stoppende Fahrzeuge ("Rotsignal-bedingter Halt im Rahmen der Überfahrt"). Die Manöverklassen ermöglichen eine inhaltliche Strukturierung der Zeiträume, welche als Schaltperioden der LSA untersucht und bestmöglich miteinander korreliert werden. Während die aufgrund einer roten Ampel wartenden Fahrzeuge im Weg-Zeit-Diagramm ein im Wesentlichen horizontales Plateau ausbilden, steigt der entsprechende Graph der ohne Halt die LSA passierenden Fahrzeuge stark und streng monoton an. Diese Information stellt einen wertvollen Indikator für die jeweils zugehörige Ampelphase dar. The trajectories or maneuvers of the vehicles represented by the path-time information may preferably be classified ("classified") into predefined maneuver classes. Examples of maneuvering classes are non-stop vehicles in the area of the traffic light system ("transit without stopping") and vehicles stopping in the area of the traffic light system ("red signal-related stop in the context of crossing"). The maneuver classes allow structuring the content of the time periods, which are investigated as switching periods of the LSA and correlated as best as possible. While vehicles waiting due to a red traffic light form a substantially horizontal plateau in the path-time diagram, the corresponding graph of the vehicles without stopping the LSA increases strongly and strictly monotonously. This information represents a valuable indicator for the associated traffic light phase.

Bevorzugt können jeweilige aktuelle Fahrtrichtungen der Fahrzeuge im Bereich der LSA ermittelt werden. Dies kann beispielsweise unter Verwendung von Ortungseinrichtungen zur Routenführung erfolgen. Die jeweiligen aktuellen Fahrtrichtungen der Fahrzeuge können anschließend mit den Weg-Zeit-Informationen assoziiert werden. Auf diese Weise kann an Kreuzungen bestimmt werden, welcher Haltelinie bzw. welchem Verkehrsstrom eine jeweilige Weg-Zeit-Information zuzuordnen ist und somit bestimmt werden, mit welchen anderen Weg-Zeit-Informationen und Zeiträumen die ermittelte Information zu vergleichen ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass Weg-Zeit-Informationen unterschiedlichen Fahrtrichtungen und Ampelphasen zugehöriger Fahrzeuge miteinander vermischt betrachtet werden, so dass keine Rückschlüsse auf die Schaltperiode bzw. die Schaltperiodendauer der LSA möglich sind. Preferably, respective current directions of travel of the vehicles in the area of the LSA can be determined. This can be done, for example, using location facilities for route guidance. The respective current directions of travel of the vehicles can then be associated with the route-time information. In this way it can be determined at intersections, which stop line or traffic flow is to be associated with a respective route-time information and thus determined with which other route-time information and time periods the determined information is to be compared. In this way it is prevented that route-time information different directions of travel and traffic light phases of associated vehicles are considered mixed together, so that no conclusions about the switching period or the switching period of the LSA are possible.

Zur Erkennung eines maximalen Grades an Übereinstimmung der Weg-Zeit-Informationen unterschiedlicher Zeiträume können unterschiedliche Algorithmen einzeln oder bevorzugt in Verbindung miteinander herangezogen werden. Beispielsweise kann ein Korrelationskoeffizient für eine Korrelation des ersten Musters mit dem zweiten Muster ermittelt werden. Je höher die Verwandtschaft der miteinander korrelierten Zeiträume bzw. je besser die Übereinstimmung der Lage korrespondierender Ampelschaltzustände innerhalb der Zeiträume, desto höher ist der Korrelationskoeffizient. Eine Maximierung des Korrelationskoeffizienten bedeutet somit eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass die aktuell gewählte Zeitdauer der Zeiträume der tatsächlichen Schaltperiodendauer entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann eine minimale Varianz von zeitlichen Unterschieden zwischen Bereichen, in welchen ein erstes Manöver überwiegt, in dem ersten Zeitabschnitt mit ähnlichen Bereichen, in welchen das erste Manöver überwiegt, in dem zweiten Abschnitt ermittelt werden. Mit anderen Worten werden bei diesem Verfahren jeweils zeitliche Lagen einander entsprechender Manöver betrachtet und bei einer Lage minimaler Varianz davon ausgegangen, dass die aktuell angenommene Zeitdauer und/oder die aktuell angenommenen Zeiträume (also Zeitdauer und zeitliche Lage) der tatsächlichen Schaltperiodendauer der LSA entsprechen. Alternativ oder zusätzlich können leere Bereiche in einer Überlagerung des ersten Musters und des zweiten Musters bei unterschiedlichen relativen Positionierungen und/oder Längen des ersten Zeitraumes und des zweiten Zeitraumes ermittelt werden. Dieser Ansatz ist mit Bildanalysemethoden verwandt und zielt insbesondere darauf ab, die oberhalb horizontal verlaufender Abschnitte überlagerter Weg-Zeit-Informationen gelegenen Freiflächen zu maximieren. Da diese Bereiche normalerweise in jeder Ampelphase frei von Fahrzeugdaten bzw. übermittelten Weg-Zeit-Informationen sein sollten, können sie als Schlüssel für eine Ermittlung einer Schaltperiodendauer der LSA verwendet werden. To detect a maximum degree of coincidence of the path-time information of different time periods, different algorithms can be used individually or preferably in conjunction with each other. For example, a correlation coefficient for a correlation of the first pattern with the second pattern can be determined. The higher the relationship of the correlated time periods or the better the coincidence of the position of corresponding traffic light switching states within the time periods, the higher the correlation coefficient. Maximizing the correlation coefficient thus means a high probability that the currently selected Time duration of the periods corresponds to the actual switching period duration. Alternatively or additionally, a minimal variance of temporal differences between areas in which a first maneuver predominates may be determined in the first period with similar areas in which the first maneuver predominates in the second section. In other words, in this method, temporal positions of mutually corresponding maneuvers are considered, and with a position of minimal variance, it is assumed that the currently assumed time duration and / or the currently assumed time periods (ie time duration and temporal position) correspond to the actual switching period duration of the LSA. Alternatively or additionally, blank areas may be determined in a superposition of the first pattern and the second pattern at different relative positions and / or lengths of the first period and the second period. This approach is related to image analysis methods and aims, in particular, to maximize the open spaces located above horizontally extending portions of superimposed path-time information. Since these areas should normally be free of vehicle data or transmitted path-time information in each traffic-light phase, they can be used as a key for determining a switching period of the LSA.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches einen Weg-Zeit-Sensor zur Aufnahme einer Weg-Zeit-Information nach Art eines Bewegungsprofils eingerichtet ist. Der Weg-Zeit-Sensor ermöglicht somit eine datentechnische Erfassung der Bewegung des Fahrzeugs über der Zeit. Bevorzugt weist das Fahrzeug auch einen Ortungssensor auf, welcher die Ermittlung eines aktuellen Ortes (geographische Position o.Ä.) des Fahrzeugs ermöglicht. Zudem ist eine Sendeempfangseinrichtung vorgesehen, welche eingerichtet ist, die Weg-Zeit-Informationen als Drahtlosnachricht an einen stationären Server zu senden. Die Weg-Zeit-Informationen können insbesondere mit dem optional ermittelten aktuellen Ort des Fahrzeugs assoziiert werden, um exaktere Analysen und Ergebnisse zu unterstützen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine aktuelle Fahrtrichtung des Fahrzeugs (z.B. bezüglich einer Himmelsrichtung, eine Bewegungsrichtung bezüglich eines Straßenverlaufes o.Ä.) über den Ortungssensor ermittelt und mit den Weg-Zeit-Informationen des Fahrzeugs assoziiert werden. Die derart ermittelten bzw. kompilierten Daten können bei hinreichender Fahrzeuganzahl den Server in die Lage versetzen, die Schaltperiodendauer und andere Informationen einer von den Fahrzeugen überfahrenen Lichtsignalanlage zu ermitteln und auszusenden. Die ausgesandten Informationen können beispielsweise von wiederum anderen Fahrzeugen empfangen werden, um deren Start-Stopp-Automatik und/oder Grüne-Welle-Empfehlungen zu optimieren. Der Server kann beispielsweise von einem Fuhrparkanbieter, einem Fahrzeughersteller, einer Kommune o.Ä. betrieben werden. Für den Fall, dass eine privatrechtliche Ermittlung der Daten erfolgt, kann die Nutzung unabhängig von der Kommune oder einer anderen Betreibergesellschaft der Lichtsignalanlagen zur Verfügung gestellter Daten erfolgen. Die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen denjenigen des oben im Detail beschriebenen Verfahrens derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. According to a second aspect of the present invention, a vehicle is proposed, which is set up a path-time sensor for receiving a path-time information in the manner of a movement profile. The distance-time sensor thus enables data acquisition of the movement of the vehicle over time. Preferably, the vehicle also has a location sensor, which enables the determination of a current location (geographical position or the like) of the vehicle. In addition, a transceiver device is provided, which is set up to send the path-time information as a wireless message to a stationary server. In particular, the path-time information may be associated with the optionally determined current location of the vehicle to aid in more accurate analysis and results. Alternatively or additionally, an actual traveling direction of the vehicle (for example with respect to a direction of the sky, a direction of movement with respect to a road or the like) may also be determined via the locating sensor and associated with the travel time information of the vehicle. The data thus determined or compiled can, with a sufficient number of vehicles, enable the server to determine and send out the switching period duration and other information of a traffic light system run over by the vehicles. The transmitted information can, for example, be received by other vehicles in turn in order to optimize their automatic start-stop and / or green-wave recommendations. The server may, for example, by a fleet provider, a vehicle manufacturer, a municipality o.Ä. operate. In the event that a private-law determination of the data takes place, the use can be made independently of the municipality or another operating company of the traffic lights provided data. The features, combinations of features and the advantages resulting therefrom correspond to those of the method described in detail above in such a way that, to avoid repetition, reference is made to the above statements.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung (z.B. "Datenserver") vorgeschlagen, welche eine Kommunikationseinrichtung aufweist, die zum Empfang von Weg-Zeit-Informationen von Fahrzeugen im Bereich einer Lichtsignalanlage eingerichtet ist. Die Anordnung weist weiter einen Datenspeicher zum Speichern der Weg-Zeit-Informationen und eine Auswerteeinheit (z.B. ein programmierbarer Prozessor) auf. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, erste Weg-Zeit-Informationen innerhalb eines ersten Zeitraumes mit zweiten Weg-Zeit-Informationen innerhalb eines zweiten, späteren Zeitraumes zu vergleichen. Die ersten Weg-Zeit-Informationen können im Wesentlichen den zweiten Weg-Zeit-Informationen entsprechen bzw. einander entsprechende Manöver und Ampelphasen/Schaltzustände einer Lichtsignalanlage repräsentieren. Die Auswerteeinheit ist weiter eingerichtet, einen maximalen Grad an Übereinstimmung eines ersten Musters und eines zweiten Musters zu ermitteln, wobei das erste Muster die ersten Weg-Zeit-Informationen bezüglich des ersten Zeitraumes repräsentiert und das zweite Muster die zweiten Weg-Zeit-Informationen bezüglich des zweiten Zeitraums repräsentiert. Aus den vorgenannten Informationen ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage aus dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum zu erkennen. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung eingerichtet, ein Verfahren gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt auszuführen. Die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus dieser ergebenden Vorteile entsprechen derart ersichtlich denjenigen des erstgenannten Erfindungsaspektes, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. According to a third aspect of the present invention, there is proposed an arrangement (e.g., "data server") having communication means adapted to receive route-time information from vehicles in the area of a traffic signal. The arrangement further comprises a data memory for storing the path-time information and an evaluation unit (e.g., a programmable processor). The evaluation unit is set up to compare first route time information within a first time period with second route time information within a second, later time period. The first route-time information can essentially correspond to the second route-time information or represent mutually corresponding maneuvers and traffic light phases / switching states of a traffic signal system. The evaluation unit is further configured to determine a maximum degree of coincidence of a first pattern and a second pattern, the first pattern representing the first path-time information relating to the first period, and the second pattern representing the second path-time information relating to the first second period represents. From the aforementioned information, the evaluation unit is set up to detect a switching period of the traffic signal from the first period and the second period. In other words, the arrangement proposed according to the invention is set up to carry out a method according to the first aspect of the invention. The features, combinations of features and the advantages arising therefrom correspond to those of the first-mentioned aspect of the invention so that reference is made to the above statements in order to avoid repetition.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Kreuzung mit einer Lichtsignalanlage, durch welche ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht wird; 1 a schematic plan view of an intersection with a traffic signal system, by which an embodiment of a method according to the invention is illustrated;

2 ein Überfahrts-Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer Schaltperiodenerkennung gemäß dem Stand der Technik; 2 a crossing time diagram illustrating a switching period detection according to the prior art;

3 eine Draufsicht auf eine Kreuzung und zugehörige Weg-Zeit-Informationen für die jeweiligen Verkehrsflüsse bzw. Fahrtrichtungen; 3 a top view of an intersection and associated path-time information for the respective traffic flows or directions of travel;

4 eine Detailansicht eines Diagramms enthaltend Weg-Zeit-Informationen zur Klassifikation unterschiedlicher Manöver; 4 a detailed view of a diagram containing path-time information for the classification of different maneuvers;

5a bis 5d Diagramme veranschaulichend Dichte- bzw. Leere-Koeffizienten über der Zeit für unterschiedliche (korrekt und falsch angenommene) Schaltperiodendauern; und 5a to 5d Diagrams illustrating density versus emptiness coefficients over time for different (correctly and incorrectly assumed) switching period lengths; and

6 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage. 6 a flowchart illustrating steps of an embodiment of a method according to the invention for analyzing a behavior of a traffic signal system.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt eine Straßenkreuzung 20 mit einer Lichtsignalanlage 1. Zum dargestellten Zeitpunkt ist die Nord-Süd-Fahrtrichtung entsprechend zweier Pfeile P1, P2 freigegeben ("Grün"), so dass die entsprechenden Haltelinien 2 wiederkehrend von Fahrzeugen 10, 11 überfahren werden. Exemplarisch ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, welches ein Drahtlossignal S über einen Sendemasten 6 an einen Datenserver 30 kommuniziert. Der Datenserver 30 umfasst eine Auswerteeinheit 7 und einen Datenspeicher 8. Die Auswerteeinheit 7 ist zur Untersuchung von Weg-Zeit-Informationen des Fahrzeugs 10 eingerichtet und kann sowohl von diesem Fahrzeug 10 und anderen Fahrzeugen 11 empfangene Weg-Zeit-Rohdaten abspeichern als auch Ermittlungsergebnisse, welche die Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage 1 repräsentieren. Das Fahrzeug 10 weist einen Weg-Zeit-Sensor 4 auf, welcher auch als "Odometer" bezeichnet wird und informationstechnisch mit einem Ortungssensor 5 verbunden ist. Eine Antenne 3 repräsentiert eine Sende-Empfangs-Einrichtung, mittels welcher das Fahrzeug 10 nicht lediglich die eigene Position sowie die Weg-Zeit-Informationen an den Datenserver 30 senden, sondern auch Informationen repräsentierend die Schaltzeitpunkte der Lichtsignalanlage 1 empfangen und somit entsprechende Empfehlungen für die Nutzung einer grünen Welle ausgeben kann. 1 shows a road junction 20 with a traffic signal 1 , At the time shown, the north-south direction of travel is released according to two arrows P1, P2 ("green"), so that the corresponding stop lines 2 recurring from vehicles 10 . 11 be run over. Exemplary is a vehicle 10 which is a wireless signal S via a transmission tower 6 to a data server 30 communicated. The data server 30 includes an evaluation unit 7 and a data store 8th , The evaluation unit 7 is for examining route-time information of the vehicle 10 set up and can both from this vehicle 10 and other vehicles 11 store received path-time raw data as well as determination results showing the switching period of the traffic signal system 1 represent. The vehicle 10 has a path-time sensor 4 on, which is also referred to as "odometer" and information technology with a location sensor 5 connected is. An antenna 3 represents a transceiver, by means of which the vehicle 10 not just your own position and the way-time information to the data server 30 but also information representing the switching times of the traffic signal system 1 receive recommendations for the use of a green wave.

2 zeigt ein Überfahrts-Zeit-Diagramm, mittels dessen im Stand der Technik Schaltzustandsphasen I, II für Lichtsignalanlagen ermittelt werden. Während die ersten 40 Sekunden der dargestellten 90-sekündigen Schaltperiode eine zu vernachlässigende Häufigkeit für Überfahrten einer betrachteten Haltelinie zu verzeichnen sind, erfolgt eine sprunghafte Erhöhung der Überfahrten pro Zeiteinheit ab der 40. Sekunde, welche auch als „Anfahrzeitpunkt“ 9 verstanden werden kann. Bis etwa zur 66. Sekunde dauert die Grünphase I an, nach welcher die Häufigkeit von Überfahrten erneut drastisch sinkt und ab der 70. Sekunde bis zum Ende des dargestellten Zeitraums zu vernachlässigende und auf Erfassungsfehlern beruhende Werte sinkt. Da allein die Anzahl der Häufigkeit der Überfahrten die Grünphasen I von den Rotphasen II unterscheiden, sind erhebliche Verkehrsdichten über den Tag verteilt Voraussetzung dafür, dass eine sichere Detektion der vollständigen Bereiche mit hoher Überfahrtsdichte erfolgen kann. 2 shows a passage-time diagram, by means of which in the prior art switching state phases I, II are determined for traffic signal systems. While the first 40 seconds of the illustrated 90-second switching period, a negligible frequency for crossing a considered stop line are recorded, there is a sudden increase in crossings per unit time from the 40th second, which is also called "start-up time" 9 can be understood. Until about the 66th second, green phase I continues, after which the frequency of crossings again drops drastically and decreases from the 70th second until the end of the illustrated period negligible values based on acquisition errors. Since the number of crossings alone distinguishes the green phases I from the red phases II, considerable traffic densities throughout the day are a prerequisite for reliable detection of the complete areas with high crossing density.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine Straßenkreuzung, in welcher auch Weg-Zeit-Informationen D1, D2, D3, D4 in Form von Diagrammen für entsprechende Fahrtrichtungen dargestellt sind. Ein jedes Diagramm ist einer Haltelinie zugeordnet, so dass die Grünphasen I sowie die Rotphasen II der Weg-Zeit-Informationen D2, D4 bzw. die Grünphasen I und Rotphasen II der Weg-Zeit-Informationen D1, D3 einander im Wesentlichen bezüglich ihrer relativen Lage im dargestellten 90-Sekunden-Zeitraum entsprechen. Wie in 2 wird der Beginn der Grünphase I durch den Anfahrzeitpunkt 9 charakterisiert. Die steil ansteigende Charakteristik der die Grünphase repräsentierenden Manöver lässt sich bereits rein optisch besonders gut gegenüber den lange horizontale Abschnitte aufweisenden Rotphasen II unterscheiden. Die Klassifikation der vorgenannten Abschnitte der Weg-Zeit-Informationen D1 bis D4 wird in Verbindung mit 4 eingehender beschrieben. 3 shows a plan view of a road intersection in which also route-time information D1, D2, D3, D4 are shown in the form of diagrams for corresponding directions of travel. Each diagram is associated with a stop line such that the green phases I and the red phases II of the path-time information D2, D4 and the green phases I and red phases II of the path-time information D1, D3 are essentially mutually relative to one another in the illustrated 90 second period. As in 2 is the beginning of green phase I by the start time 9 characterized. The steeply rising characteristic of the maneuvers representing the green phase can already be distinguished optically particularly well in comparison with the red phases II having long horizontal sections. The classification of the aforementioned sections of the route-time information D1 to D4 will be described in connection with 4 described in more detail.

4 zeigt Weg-Zeit-Informationen ähnlich D3 (siehe 3). Zusätzlich zu den Ampelphasen I, II werden charakteristische Muster III, IV, V hervorgehoben und nachfolgend erläutert. Im Bereich III wird die Position der Haltelinie der repräsentierten LSA gelernt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die am weitesten vorgefahrenen Fahrzeuge direkt an die Haltelinie herangefahren sind und durch die obersten, parallelen Linien im Bereich III repräsentiert werden. Entsprechend kann die Position der Haltelinie als im Bereich der 95-Meter-Marke liegend angenommen werden. In etwa ab dem Anfahrzeitpunkt 9 schließt sich ein Bereich IV mit im Wesentlichen solchen Trajektorien an, welche durch an der LSA aus dem Stand anfahrende Fahrzeuge geprägt sind. Aus der Horizontalen gehen die Weg-Zeit-Informationen im Bereich IV in steil steigende Graphen über. Das Ende der Durchfahrt bzw. das Ende der Grünphase wird durch ohne Halt die Kreuzung zuletzt passierende Trajektorien im Bereich V gekennzeichnet. Anschließend herannahende Fahrzeuge weisen ein Verzögerungsverhalten auf, welches erneut durch im Wesentlichen waagerechte Linien gekennzeichnet ist. Gepunktet dargestellte Linien kennzeichnen eine Beschleunigung nach erfolgtem Ampelstopp. Gestrichelt dargestellte Linien repräsentieren abbremsende Linien bis zum vollständigen Halt. Fett durchgezogen dargestellte Linien kennzeichnen eine Durchfahrt ohne Ampelhalt. Dünn durchgezogen dargestellte Linien repräsentieren nicht eindeutig klassifizierbare Trajektorien bzw. Manöver. 4 shows path-time information similar to D3 (see 3 ). In addition to the traffic light phases I, II characteristic patterns III, IV, V are highlighted and explained below. In area III, the position of the stop line of the represented LSA is learned. It is assumed that the vehicles that drove forwards are moved directly to the stop line and are represented by the uppermost, parallel lines in area III. Accordingly, the position of the stop line can be assumed to be in the range of the 95-meter mark. In about from the start time 9 This is followed by an area IV with essentially such trajectories, which are characterized by vehicles arriving at the LSA from a standing position. From the horizontal, the path-time information in area IV goes into steeply rising graphs. The end of the passage or the end of the green phase is characterized by trajectories in the region V last passing without stopping the crossing. Then approaching vehicles have a Delay behavior, which is again characterized by substantially horizontal lines. Dotted lines indicate an acceleration after stopping the traffic light. Dashed lines represent decelerating lines to full stop. Bold solid lines indicate a passage without traffic light stop. Thin lines represented by lines represent not clearly classifiable trajectories or maneuvers.

5 zeigt vier Teildiagramme 5a, 5b, 5c, 5d, wobei die 5a und 5b auf Basis der Dichte einander entsprechender Manöver über der Zeit erstellt sind. Hierbei zeigt 5a das Ergebnis der Dichte über der Zeit für eine korrekt angenommene Umlaufzeit bzw. Schaltperiodendauer der LSA von 90 Sekunden. Die bestmögliche Überlagerung einander entsprechender Manöverabschnitte ist ein Indiz für eine korrekt angenommene Schaltperiodendauer. Demgegenüber wurde in 5b eine Überlagerung der Dichte über der Zeit für eine fälschlicherweise als 88 Sekunden angenommene Schaltperiodendauer über der Zeit aufgetragen. Sämtliche Zeitaufschnitte weisen steil ansteigende und diese kreuzende waagerechte Linien auf, ohne dass die bereits oben diskutierten Merkmale einer jeweiligen Ampelphase für den einen oder anderen Zeitpunkt überwiegen. Diese stochastische Verteilung basiert auf einer nicht mit den jeweiligen Ampelphasen übereinstimmenden Überlagerung einer Vielzahl von Weg-Zeit-Informationen. 5 shows four partial diagrams 5a . 5b . 5c . 5d , where the 5a and 5b Based on the density of each other corresponding maneuvers over time are created. This shows 5a the result of the density over time for a correctly assumed circulation time or switching period duration of the LSA of 90 seconds. The best possible superimposition of corresponding maneuver sections is an indication of a correctly assumed switching cycle duration. In contrast, in 5b plotted a density versus time overlay for a shift period duration incorrectly assumed to be 88 seconds over time. All time cuts have steeply rising and intersecting horizontal lines, without the features of a particular traffic light phase already discussed above predominating for one time or another. This stochastic distribution is based on a not coincident with the respective traffic signal phases superimposition of a variety of path-time information.

Entsprechend zeigt 5c die Leere über der Zeit bei einer korrekt angenommenen Umlaufzeit bzw. Schaltperiodendauer von 90 Sekunden. Die Leere kann beispielsweise entsprechend einem in der Literatur als „Region growing“ genannten Ansatz ermittelt werden, siehe R. Adams and L. Bischof, „Seeded region growing“, Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 16, no. 6, pp 641–647, Jun 1994 . Hier ergibt sich eine starke Bündelung der steil ansteigenden Beschleunigungsphasen im mittleren Bereich des dargestellten Zeitfensters als Indiz für dessen korrekt angenommene Dauer. According to shows 5c the emptiness over time with a correctly assumed cycle time or switching cycle duration of 90 seconds. The emptiness can, for example, according to one in the literature as "Region growing" approach, see R. Adams and L. Bishop, "Seeded region growing", Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 16, no. 6, pp 641-647, Jun 1994 , This results in a strong concentration of the steeply increasing acceleration phases in the middle region of the time window shown as an indication of its correctly assumed duration.

Entsprechend zeigt 5d das Ergebnis des Leere-Koeffizienten für eine mit 88 Sekunden falsch angenommene Schaltperiodendauer. Wie in 5b sind auch hier keine Zeitabschnitte mit bevorzugten Manövern, sondern nahezu homogen verteilte Beschleunigungsphasen und Haltephasen erkennbar. Auch diese stochastische Verteilung basiert also auf einer nicht mit den jeweiligen Ampelphasen übereinstimmenden Überlagerung einer Vielzahl von Weg-Zeit-Informationen. According to shows 5d the result of the emptiness coefficient for a wrongly assumed switching period of 88 seconds. As in 5b Here, too, no time periods with preferred maneuvers, but almost homogeneously distributed acceleration phases and holding phases are recognizable. This stochastic distribution is therefore also based on a superimposition of a multiplicity of path-time information which does not coincide with the respective traffic signal phases.

6 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage. In Schritt 100 werden Weg-Zeit-Informationen als Geschwindigkeitsprofile einer Vielzahl von Fahrzeugen im Bereich einer Lichtsignalanlage ermittelt. Anschließend werden in Schritt 200 erste Weg-Zeit-Informationen innerhalb eines ersten Zeitraumes mit zweiten Weg-Zeit-Informationen innerhalb eines zweiten, späteren Zeitraumes verglichen. In Schritt 300 werden hierzu ein durch die ersten Weg-Zeit-Informationen repräsentiertes Manöver und ein durch die zweiten Weg-Zeit-Informationen repräsentiertes Manöver klassifiziert. Mit anderen Worten wird festgestellt, ob die enthaltenen Weg-Zeit-Informationen jeweils Überfahrten mit oder ohne Ampelhalt repräsentieren. In Schritt 400 werden jeweilige aktuelle Orte der Vielzahl von Fahrzeugen in Form geographischer Positionsangaben ermittelt, in Schritt 500 der jeweilige aktuelle Ort des Fahrzeugs mit den Weg-Zeit-Informationen des Fahrzeugs assoziiert und in Schritt 600 auf Basis der Ortsinformationen eine jeweilige aktuelle Fahrtrichtung der Fahrzeuge ermittelt. Die Ortsermittlung kann beispielsweise eine satellitenbasierte Ortung der Fahrzeuge umfassen. Sie kann durch die Fahrzeuge selbst vorgenommen und entsprechende Daten anschließend gemeinsam mit den Weg-Zeit-Informationen drahtlos gesendet werden. In Schritt 700 wird ermittelt, dass die Vielzahl Fahrzeuge an einer gemeinsamen Straßenkreuzung und in derselben Fahrtrichtung unterwegs sind. In Schritt 800 wird die jeweilige Fahrtrichtung der Fahrzeuge mit den Weg-Zeit-Informationen assoziiert. Dies ermöglicht eine Trennung von Weg-Zeit-Informationen für unterschiedliche Fahrtrichtungen, wodurch sich die Erkennung erheblich verbessert. In Schritt 900 wird ein maximaler Grad an Übereinstimmung eines ersten Musters und eines zweiten Musters erkannt, wobei das erste Muster die ersten Weg-Zeit-Informationen bezüglich des ersten Zeitraumes repräsentiert und das zweite Muster die zweiten Weg-Zeit-Informationen bezüglich des zweiten Zeitraumes repräsentiert. In Schritt 1000 wird anschließend eine Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage aus dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum erkannt. Die korrekte Schaltperiodendauer ergibt sich auf diese Weise üblicherweise dadurch, dass sie zu einer maximalen Verwandtschaft der jeweils enthaltenen Weg-Zeit-Informationen führt. In Schritt 1100 wird ein frühester durch die ersten und die zweiten Weg-Zeit-Informationen repräsentierter Zeitpunkt eines Überfahrens einer Haltelinie der Lichtsignalanlage ermittelt und die Position der Haltelinie aus den ersten und den zweiten Weg-Zeit-Informationen ermittelt. Für eine betrachtete Grünphase kann die Position der Haltelinie üblicherweise im Bereich desjenigen Fahrzeugs angenommen werden, welches dem Mittelpunkt des betrachteten Verkehrsknotenpunktes nächstgelegen zum Stehen kommt. In Schritt 1200 wird anschließend der Beginn einer Grünphase der Lichtsignalanlage auf Basis des frühesten Anfahrzeitpunktes unter den an der LSA wartenden Fahrzeugen ermittelt. 6 shows steps of an embodiment of a method according to the invention for analyzing a behavior of a traffic signal system. In step 100 Path-time information is determined as the speed profiles of a plurality of vehicles in the area of a traffic signal. Subsequently, in step 200 first way-time information within a first time period compared with second way-time information within a second, later time period. In step 300 For this purpose, a maneuver represented by the first route-time information and a maneuver represented by the second route-time information are classified. In other words, it is determined whether the included path-time information in each case represent crossings with or without Ampelhalt. In step 400 respective current locations of the plurality of vehicles are determined in the form of geographic location information, in step 500 the respective current location of the vehicle associated with the path-time information of the vehicle and in step 600 determined based on the location information a respective current direction of travel of the vehicles. The location determination may include, for example, a satellite-based location of the vehicles. It can be made by the vehicles themselves and corresponding data can then be sent wireless together with the route-time information. In step 700 it is determined that the plurality of vehicles are traveling at a common intersection and in the same direction of travel. In step 800 the respective direction of travel of the vehicles is associated with the route-time information. This allows a separation of path-time information for different directions, which significantly improves the recognition. In step 900 For example, a maximum degree of coincidence of a first pattern and a second pattern is recognized, the first pattern representing the first path-time information relating to the first period, and the second pattern representing the second path-time information relating to the second period. In step 1000 Subsequently, a switching period of the traffic signal from the first period and the second period is detected. The correct switching period usually results in this way that it leads to a maximum relationship of the respective path-time information contained. In step 1100 an earliest time of passing a stop line of the traffic signal system represented by the first and the second travel time information is determined and the position of the stop line is determined from the first and the second travel time information. For a considered green phase, the position of the stop line can usually be assumed in the area of that vehicle which comes closest to the center of the considered traffic junction. In step 1200 is then the beginning of a green phase of the traffic signal system based on the earliest Starting time among the vehicles waiting at the LSA determined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Lichtsignalanlage Traffic signal
2 2: Haltelinie stop line
3 3: Antenne antenna
4 4: Weg-Zeit-Sensor Path-time sensor
5 5: Ortungssensor location sensor
6 6: Sendemast transmission tower
7 7: Auswerteeinheit evaluation
8 8th: Datenspeicher data storage
9 9: Anfahrzeitpunkt Anfahrzeitpunkt
10, 1110, 11: Fahrzeug vehicle
20 20: Straßenkreuzung intersection
30 30: Datenserver data server
100 bis 1200100 to 1200: Verfahrensschritte steps
I I: Grünphase Grünphase
II II: Rotphase red phase
III III: Lernphase der Haltelinienposition Learning phase of stop line position
IV IV: Lernphase Grünstart Learning phase greenart
V V: Lernphase Grünende Learning phase Founder
D1, D2, D3, D4D1, D2, D3, D4: Weg-Zeit-Informationen Travel-time information
P1, P2P1, P2: Pfeile arrows
S S: Drahtlossignal wireless signal
t t: Zeit Time
x x: Weg path

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

P. Krijger, "Traffic Light Prediction for Tomtom Devices," 2013, oder V. Protschky, "On the Potential of Floating Car Data for Traffic Light Signal Reconstruction" [0003] P. Krijger, "Traffic Light Prediction for Tomtom Devices," 2013, or V. Protschky, "On the Potential of Floating Car Data for Traffic Light Signal Reconstruction" [0003]
„Region growing“ genannten Ansatz ermittelt werden, siehe R. Adams and L. Bischof, „Seeded region growing“, Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 16, no. 6, pp 641–647, Jun 1994 [0026] "Region growing" approach, see R. Adams and L. Bishop, "Seeded region growing", Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 16, no. 6, pp 641-647, Jun 1994 [0026]

Claims

Verfahren zur Analyse eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage (1) umfassend die Schritte: – Ermitteln (100) von Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) einer Vielzahl von Fahrzeugen (10, 11) im Bereich einer Lichtsignalanlage (1), – Vergleichen (200) von ersten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) innerhalb eines ersten Zeitraumes mit zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) innerhalb eines zweiten, späteren Zeitraumes, – Erkennen (900) eines maximalen Grades an Übereinstimmung eines ersten Musters (I, II, III, IV, V) und eines zweiten Musters (I, II, III, IV, V), wobei – das erste Muster (I, II, III, IV, V) die ersten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) bezüglich des ersten Zeitraumes repräsentiert und – das zweite Muster (I, II, III, IV, V) die zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) bezüglich des zweiten Zeitraumes repräsentiert, und – Erkennen (1000) einer Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage (1) aus dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum. Method for analyzing a behavior of a traffic light system ( 1 ) comprising the steps of: - determining ( 100 ) of route-time information (D1, D2, D3, D4) of a plurality of vehicles ( 10 . 11 ) in the area of a traffic signal system ( 1 ), - To compare ( 200 ) of first path-time information (D1, D2, D3, D4) within a first time period with second path-time information (D1, D2, D3, D4) within a second, later time period, - detecting ( 900 ) a maximum degree of coincidence of a first pattern (I, II, III, IV, V) and a second pattern (I, II, III, IV, V), wherein - the first pattern (I, II, III, IV, V) represents the first path-time information (D1, D2, D3, D4) with respect to the first period, and - the second pattern (I, II, III, IV, V) the second path-time information (D1, D2 , D3, D4) with respect to the second time period, and - detecting ( 1000 ) a switching period of the traffic signal system ( 1 ) from the first period and the second period.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei – der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum identische Dauern aufweisen. The method of claim 1, wherein - The first period and the second period have identical durations.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei – der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Zeitdauer und/oder der zweiten Zeitdauer gegeneinander versetzt sind. A method according to claim 1 or 2, wherein - The first period and the second period of an integer multiple of the first time period and / or the second time period are offset from each other.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Ermitteln (1100) – eines frühesten durch die ersten und/oder die zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) repräsentierten Zeitpunktes (9) eines Überfahrens einer Haltelinie (2) der Lichtsignalanlage (1), und – einer Position der Haltelinie (2) aus den ersten und/oder den zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) und – Ermitteln (1200) eines Beginns einer Grünphase (I) der Lichtsignalanlage (1) auf Basis des frühesten Zeitpunktes (9). Method according to one of the preceding claims further comprising - determining ( 1100 ) - an earliest time represented by the first and / or second path-time information (D1, D2, D3, D4) ( 9 ) passing a stop line ( 2 ) of the traffic signal system ( 1 ), and - a position of the stop line ( 2 ) from the first and / or second path-time information (D1, D2, D3, D4) and - determining ( 1200 ) of a start of a green phase (I) of the traffic signal system ( 1 ) based on the earliest date ( 9 ).

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Klassifizieren (300) eines durch die ersten Weg-Zeit-Informationen repräsentierten Manövers und eines durch die zweiten Weg-Zeit-Informationen repräsentierten Manövers in vordefinierte Manöverklassen und – Ermitteln (900) des maximalen Grades an Übereinstimmung des ersten Musters (I, II, III, IV, V) und des zweiten Musters (I, II, III, IV, V). Method according to one of the preceding claims further comprising - classifying ( 300 ) of a maneuver represented by the first route-time information and a maneuver represented by the second route-time information into predefined maneuver classes and - determining ( 900 ) of the maximum degree of coincidence of the first pattern (I, II, III, IV, V) and the second pattern (I, II, III, IV, V).

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Ermitteln (400) eines jeweiligen aktuellen Ortes der Vielzahl von Fahrzeugen (10, 11), – Assoziieren (500) des aktuellen Ortes mit den Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) und/oder – Ermitteln (600) einer jeweiligen aktuellen Fahrtrichtung (P1) der Fahrzeuge (10, 11) und – Assoziieren (800) der jeweiligen aktuellen Fahrtrichtung (P1) der Fahrzeuge (10, 11) mit den Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4). Method according to one of the preceding claims further comprising - determining ( 400 ) of a respective current location of the plurality of vehicles ( 10 . 11 ), - associate ( 500 ) of the current location with the path-time information (D1, D2, D3, D4) and / or - determining ( 600 ) of a respective current direction of travel (P1) of the vehicles ( 10 . 11 ) and - associate ( 800 ) of the respective current direction of travel (P1) of the vehicles ( 10 . 11 ) with the path-time information (D1, D2, D3, D4).

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Ermitteln (700), dass die Vielzahl Fahrzeuge (10, 11) an einer gemeinsamen Straßenkreuzung (20), insbesondere in ein und derselben Fahrtrichtung (P1), unterwegs sind. Method according to one of the preceding claims further comprising - determining ( 700 ), that the multiplicity vehicles ( 10 . 11 ) at a common intersection ( 20 ), in particular in one and the same direction of travel (P1), are on the way.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Erkennen (900) eines maximalen Grades an Übereinstimmung weiter ein Ermitteln – eines Korrelationskoeffizienten für eine Korrelation des ersten Musters (I, II, III, IV, V) mit dem zweiten Muster (I, II, III, IV, V), und/oder – einer minimalen Varianz von zeitlichen Unterschieden zwischen Bereichen, in welchen ein erstes Manöver überwiegt, in dem ersten Zeitabschnitt mit ähnlichen Bereichen, in welchen das erste Manöver überwiegt, in dem zweiten Zeitabschnitt und/oder – leerer Bereiche in einer Überlagerung des ersten Musters (I, II, III, IV, V) und des zweiten Musters (I, II, III, IV, V) bei unterschiedlichen relativen Positionierungen und/oder Längen des ersten Zeitraumes und des zweiten Zeitraumes umfasst. Method according to one of the preceding claims, wherein the recognition ( 900 ) of a maximum degree of agreement, further determining a correlation coefficient for a correlation of the first pattern (I, II, III, IV, V) with the second pattern (I, II, III, IV, V), and / or - one minimal variance of temporal differences between areas in which a first maneuver predominates, in the first period of time with similar areas in which the first maneuver predominates, in the second period and / or empty areas in a superposition of the first pattern (I, II , III, IV, V) and the second pattern (I, II, III, IV, V) at different relative positions and / or lengths of the first period and the second period.

Fahrzeug, umfassend – einen Weg-Zeit-Sensor (4), welcher zur Aufnahme einer Weg-Zeit-Information der Bewegung des Fahrzeugs (10, 11) eingerichtet ist, – einen Ortungssensor (5) zur Bestimmung eines aktuellen Ortes des Fahrzeugs (10, 11), und – eine Sendeempfangseinrichtung (3), welche eingerichtet ist, – die Weg-Zeit-Information – insbesondere mit dem aktuellen Ort, bevorzugt auch mit einer aktuellen Fahrtrichtung (P1) des Fahrzeugs (10) assoziiert – als Drahtlosnachricht (S) an einen stationären Server (30) zu senden und – eine auf Basis der Drahtlosnachricht (S) und mittels eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche vom Server (30) ermittelte Information zur Ermittlung eines Verhaltens einer Lichtsignalanlage (1) zu verarbeiten. Vehicle comprising - a path-time sensor ( 4 ), which for recording a travel time information of the movement of the vehicle ( 10 . 11 ), - a location sensor ( 5 ) for determining a current location of the vehicle ( 10 . 11 ), and - a transceiver device ( 3 ), which is set up - the travel time information - in particular with the current location, preferably also with a current travel direction (P1) of the vehicle ( 10 ) - as a wireless message (S) to a stationary server ( 30 ) and - one based on the wireless message (S) and by means of a method according to one of the preceding claims from the server ( 30 ) determined information for determining a behavior of a traffic signal system ( 1 ) to process.

Anordnung umfassend – eine Kommunikationseinrichtung (6), welche zum Empfang von Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) von Fahrzeugen (10, 11) im Bereich einer Lichtsignalanlage (1) eingerichtet ist, – einen Datenspeicher (8), welcher zum Speichern der Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) eingerichtet ist und – eine Auswerteeinheit (7), welche eingerichtet ist, – erste Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) innerhalb eines ersten Zeitraumes mit zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) innerhalb eines zweiten, späteren Zeitraumes zu vergleichen, – einen maximalen Grad an Übereinstimmung eines ersten Musters (I, II, III, IV, V) und eines zweiten Musters (I, II, III, IV, V) zu ermitteln, wobei – das erste Muster (I, II, III, IV, V) die ersten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) bezüglich des ersten Zeitraumes repräsentiert und – das zweite Muster (I, II, III, IV, V) die zweiten Weg-Zeit-Informationen (D1, D2, D3, D4) bezüglich des zweiten Zeitraumes repräsentiert, und – eine Schaltperiodendauer der Lichtsignalanlage (1) aus dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum zu erkennen. Arrangement comprising - a communication device ( 6 ), which are used to receive path-time information (D1, D2, D3, D4) from vehicles ( 10 . 11 ) in the area of a traffic signal system ( 1 ) is set up, - a data store ( 8th ), which is set up to store the travel time information (D1, D2, D3, D4) and - an evaluation unit ( 7 ), which is set up to compare first path-time information (D1, D2, D3, D4) within a first time period with second path-time information (D1, D2, D3, D4) within a second, later time period To determine a maximum degree of coincidence of a first pattern (I, II, III, IV, V) and a second pattern (I, II, III, IV, V), wherein - the first pattern (I, II, III , IV, V) represents the first path-time information (D1, D2, D3, D4) with respect to the first period, and - the second pattern (I, II, III, IV, V) the second path-time information ( D1, D2, D3, D4) with respect to the second period, and - a switching period of the traffic signal system ( 1 ) from the first period and the second period.

Anordnung nach Anspruch 10, welcher weiter eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen. Arrangement according to claim 10, which is further adapted to carry out a method according to one of the preceding claims 1 to 8.