交叉路口堵塞防止的制作方法

本发明涉及用于为交叉路口附近的交通参与者执行交叉路口堵塞防止的方法。本发明还涉及用于防止在交叉路口附近的交通参与者堵塞交叉路口的交叉路口堵塞防止单元，其中交叉路口堵塞防止单元适于执行上述方法。此外，本发明涉及用于防止在交叉路口附近的交通参与者堵塞交叉路口的交叉路口堵塞防止系统，包括上述交叉路口堵塞防止单元和与交叉路口堵塞防止单元通信连接的多个交通参与者。

背景技术：

1、目前，在道路或街道上行驶的车辆可能会面临交叉路口被其他车辆堵塞的情况。当交叉路口被堵塞时，主要问题在于，不仅在相应行驶车道上的车辆不能前进，而且交叉交通也不能穿过交叉路口，即使交叉交通的行驶车道在交叉路口后面没有被堵塞。因此，交叉路口的堵塞会导致整体交通流动性问题，并减少可通过交叉路口的车辆数量，特别是交叉交通。由于交叉路口交通拥堵，车辆损失了大量时间。

2、堵塞的交叉路口也被认为是安全风险，因为像警察、救护车、消防队和交通援助这样的紧急车辆在必须穿过堵塞的交叉路口时也会被堵塞。此外，根据许多国家的交通法规，堵塞交叉路口是不允许的。

3、由于世界大部分地区的整体交通在增加，堵塞交叉路口的这种问题变得越来越频繁。

4、即使当车辆或自主驾驶车辆的驾驶员试图不堵塞交叉路口时，这有时也是不可能的，因为驾驶员的视野和/或车辆的环境传感器可能被另一车辆、其他交通参与者、基础设施部件或其他物体阻挡。视野的这种阻挡通常与车辆前方的行驶方向最相关。然而，即使当环境传感器的驾驶员的可见性没有被阻挡时，有时驾驶员或自主驾驶系统可能无法正确计算交叉路口后面的可用自由空间，从而相应的车辆可能移动到交叉路口并堵塞交叉路口。

5、在这种背景下，文献cn 111 768 640a提到了一种用于交通交叉路口的自适应监控系统，该系统包括由多组摄像机组构成的图形采集模块，其中交叉路口的每个入口和出口的上侧配备有摄像机组，并且安装的摄像机组用于采集外围图像信息。该系统还包括安装在路面上的交通标志上的车辆传感器，以检测接触交通标志的车辆。控制单元接收图形采集模块和车辆传感器的数据信息。控制单元通过接收到的图片信息获得不同交叉路口排队车辆的拥堵指数，并完成不同拥堵指数的比较。控制单元连接信号灯控制器，以根据图形采集模块检测到的交通数据控制信号灯的工作时间。

6、此外，文献jp 5 604 963 b2提到了用于控制信号灯单元的信号控制装置，该信号灯单元安装在具有多个流入通道的十字路口。第一交通量计算装置计算至少包含直行方向的一个或多个车道的第一交通量。第二交通量计算装置计算至少包含与第一流入通道相反的线性方向的一个或多个车道的第二交通量。禁止交通量计算装置计算禁止交通量，该禁止交通量是第一交通量和第二交通量之间的差值。当第一交通量大于第二交通量时，基于是否满足预定条件来禁止交通量，并为第一流入通道提供通过。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供用于为交叉路口附近的交通参与者执行交叉路口堵塞防止的方法，以及用于执行上述方法的交叉路口堵塞防止单元和包括上述交叉路口堵塞防止单元和与交叉路口堵塞防止单元通信连接的多个交通参与者的交叉路口堵塞防止系统，其能够实现更流畅的整体交通流，特别是在交叉路口。

2、这个目的通过独立权利要求来实现。从属权利要求中给出了有利实施例。

3、具体而言，本发明提供了一种用于为交叉路口附近的交通参与者执行交叉路口堵塞防止的方法，包括以下步骤：为交叉路口限定非堵塞区域，接收覆盖与非堵塞区域相邻并连接到交叉路口的至少一个出口区域和至少一个入口区域的环境传感器信息，将至少一个出口区域中的自由空间确定为非堵塞区域和位于最靠近非堵塞区域的相应出口区域中的交通参与者之间的空间，识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者，根据其行驶路径确定所识别的交通参与者是否适合至少一个出口区域中的自由空间，以及在其根据其行驶路径不适合至少一个出口区域中的自由空间的情况下向所识别的交通参与者发送警告消息。

4、本发明还提供了一种用于防止在交叉路口附近的交通参与者堵塞交叉路口的交叉路口堵塞防止单元，其中交叉路口堵塞防止单元适于执行上述方法。

5、本发明还提供了一种用于防止在交叉路口附近的交通参与者堵塞交叉路口的交叉路口堵塞防止系统，包括上述交叉路口堵塞防止单元和与交叉路口堵塞防止单元通信连接的多个交通参与者。

6、本发明的基本思想是基于先验检查来防止交叉路口的堵塞，将要进入交叉路口特别是非堵塞区域的交通参与者基于出口区域中的可用空间是否能够离开非堵塞区域。因此，当交通参与者不能进入出口区域时，即出口区域被其他交通参与者拥挤时，相应的警告消息被发送给该交通参与者，使得其可以避免进入非堵塞区域。堵塞防止与单个交通参与者无关。可以在交叉路口堵塞防止单元中生成警告消息，该交叉路口堵塞防止单元为相应交叉路口本地提供。这不需要在本地安装交叉路口堵塞防止单元。它只需要与交通参与者进行本地交互。

7、交通参与者可以是任何种类的交通参与者，包括行人、自行车、踏板车、摩托车、汽车、货车、卡车、电车、火车或者甚至是船只。因此，交叉路口可以是人行道、自行车道、街道、道路、运河、铁路等的交叉路口。

8、该方法可以仅应用于单一类型的交通参与者，例如火车或汽车。然而，当不同种类的交通参与者共享交通道路(如道路)时，该方法可以应用于所有涉及的交通参与者。一些种类的交通参与者由车辆构成，车辆可以包括用于监控环境的不同种类的传感器、用于向人产生输出的用户界面以及用于发送环境传感器信息和/或用于接收交叉路口堵塞警告消息的通信装置。然而，像行人这样的其他种类交通参与者没有这样的传感器、用户界面和通信装置的安装。然而，例如这些交通参与者的移动电话或其他移动通信设备可以实现至少一些功能，例如用于接收交叉路口堵塞警告消息的用户界面和/或用于监控环境的摄像机。

9、交叉路口可以具有任何合适的格式。它可以是两条街道的交叉路口，也可以是任意数量的街道或道路的交叉点，例如y形交叉点。行驶路径指定—从入口区域开始—交通参与者将在哪个出口区域离开交叉路口并继续其道路。

10、交叉路口包括中心区域，即非堵塞区域，交通参与者不得在此停车。出口区域和入口区域邻近非堵塞区域设置。交叉路口的每个连接都具有用于远离非堵塞区域的行驶方向的出口区域和用于朝向非堵塞区域的行驶方向的入口区域。因此，除单行道外，每个连接通常都有出口区域和入口区域。

11、环境传感器信息指的是关于包括交叉路口处的交通参与者的物体的信息，即出口区域和入口区域中的物体。环境传感器信息通常还覆盖非堵塞区域，尽管该信息不是必需的。环境传感器信息可以是来自任何种类的环境传感器的传感器信息，包括光学摄像机、基于激光雷达的环境传感器、雷达传感器、超声波传感器等。环境传感器信息可以指已处理或未处理的传感器数据。在一些情况下，环境传感器信息在被接收之前被处理以减少要传输的数据量。在一些情况下，环境传感器信息仅包括关于其他交通参与者的信息。

12、自由空间是出口区域的空间，该空间未被其他交通参与者占用，并且根据其大小可能接收一个或多个其他交通参与者。然而，当自由空间太小时，如果其他业务参与者没有至少部分地留在非堵塞区域中，它就不能接收任何其他业务参与者。自由空间取决于位于出口区域中的其他交通参与者，并且是指非堵塞区域和位于最接近非堵塞区域的相应出口区域中的交通参与者之间的空间。自由空间通常独立于行车道，并且仅指定用于接收其他交通参与者的空间，而不管对自由空间有贡献的特定行车道。

13、识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者是指识别沿着行驶路径进入并穿过非堵塞区域朝向至少一个出口区域的可能交通参与者。因此，该交通参与者可能会在其不适合自由空间的情况下堵塞交叉路口。

14、如果所识别的交通参与者可以进入出口区域并且不堵塞交叉路口，则该交通参与者适合相应出口区域中的自由空间，即该交通参与者不停留在非堵塞区域中。

15、可以至少部分地基于接收到的环境传感器信息来执行以下步骤：确定自由空间；识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者；以及根据其行驶路径来确定所识别的交通参与者是否适合至少一个出口区域中的自由空间。然而，这种环境传感器信息不是每个相应步骤都需要的。

16、在所识别的交通参与者根据其行驶路径不适合至少一个出口区域中的自由空间的情况下向其发送警告消息是指发送任何种类的消息，该消息指示在相应的交通参与者进入非堵塞区域的情况下非堵塞区域将被堵塞。该警告消息可以通过用户界面产生警告，例如对人类乘客，和/或可以由相应交通参与者的自主驾驶系统处理。

17、例如，同样的原则适用于具有非堵塞区域的消防队的出口。在这种情况下，不要求有交叉路口，并且可以将非堵塞区域定义为沿街道的区域，以使消防队车辆能够从消防站离开。

18、根据本发明的修改实施例，接收覆盖与非堵塞区域相邻并连接到交叉路口的至少一个出口区域和至少一个入口区域的环境传感器信息包括从至少一个交通参与者的至少一个环境传感器接收环境传感器信息，和/或从安装在交叉路口处的至少一个环境传感器接收环境传感器信息。该方法可以基于覆盖至少一个出口区域和至少一个入口区域的任何合适的环境传感器信息来执行。在交叉路口处没有安装环境传感器的情况下，只要至少一个交通参与者基于其环境传感器提供环境传感器信息，就可以完全在没有这种环境传感器的情况下执行该方法。相反，在交叉路口附近的交通参与者没有配备有环境传感器或者他们不能从其环境传感器向交叉路口堵塞防止单元提供环境传感器信息的情况下，只要在交叉路口处安装覆盖至少一个出口区域和至少一个入口区域的至少一个环境传感器，就可以完全在没有这种环境传感器的情况下执行该方法。

19、根据本发明的修改实施例，接收环境传感器信息包括从多个环境传感器接收环境传感器信息，并且该方法包括执行从多个环境传感器接收的环境传感器信息的融合的附加步骤。来自任何环境传感器的环境传感器信息可用于获得对交叉路口交通状况的可靠了解。提供其环境传感器信息的环境传感器越多，该方法就被越可靠地执行。环境传感器信息的融合可以独立于环境传感器信息的种类和环境传感器的种类来执行。因此，可以共同处理来自光学摄像机、基于激光雷达的环境传感器、雷达传感器、超声波传感器和其他传感器的环境传感器信息。例如，可以基于融合提供交叉路口附近的2d地图式表示。

20、根据本发明的修改实施例，识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者包括基于接收到的环境传感器信息识别至少一个入口区域中的交通参与者及其到至少一个出口区域的行驶路径，和/或基于从相应交通参与者接收的识别其自身、其位置及其行驶路径的消息来识别至少一个入口区域中的交通参与者及其到至少一个出口区域的行驶路径。因此，可以基于使用至少一个环境传感器对交通参与者的观察和/或基于从交通参与者自身提供的信息来执行识别。因此，当交通参与者向交叉路口堵塞防止单元发送指示其位置和行驶路径的消息时，这就足够了。然而，最可靠的是基于所接收的环境传感器信息和从相应交通参与者接收的识别其自身、其位置和其行驶路径的消息，对至少一个入口区域中的交通参与者及其到至少一个出口区域的行驶路径的识别进行组合。该消息可以包括进一步的信息，如交通参与者的尺寸等信息，这些信息可以用于进一步的方法步骤。

21、根据本发明的修改实施例，根据其行驶路径确定所识别的交通参与者是否适合至少一个出口区域中的自由空间包括基于所接收的环境传感器信息确定所识别的交通参与者是否适合根据其行驶路径的至少一个出口区域中的自由空间，和/或基于从相应交通参与者接收的指定其大小的消息确定所识别的交通参与者是否适合根据其行驶路径的至少一个出口区域中的自由空间。类似于上述交通参与者的识别，也可以基于使用至少一个环境传感器对交通参与者的观察和/或基于从相应交通参与者自身提供的信息来执行根据其行驶路径确定所识别的交通参与者是否适合至少一个出口区域中的自由空间的步骤，并且可以基于接收到的环境传感器信息来确定相应交通参与者的大小。因此，当交通参与者向交叉路口堵塞防止单元发送指示其大小的消息时，这足以确定所识别的交通参与者是否适合自由空间。然而，最可靠的是结合使用接收到的环境传感器信息和从各个交通参与者接收到的指定其大小的消息。该消息可以包括进一步的信息，该信息可以在稍后执行该方法时使用。

22、根据本发明的修改实施例，根据其行驶路径确定所识别的交通参与者是否适合至少一个出口区域中的自由空间包括确定所识别的交通参与者的大小和两个交通参与者之间的最小距离，并将所识别的交通参与者的大小和两个交通参与者之间的最小距离与自由空间进行比较。由于交通参与者不应有彼此身体接触，因此必须保持交通参与者之间的最小距离。最小距离可以是基于交通参与者之间所需安全距离的固定预设值。如果自由空间大于所识别的交通参与者的大小以及由两个交通参与者之间的最小距离定义的空间，则交通参与者适合自由空间。可以基于接收到的环境传感器信息和/或基于从相应的交通参与者发送到交叉路口堵塞防止单元的指示其大小的消息来确定所识别的交通参与者的大小。此外，每个交通参与者还可以将其最小距离的优选值传送给交叉路口堵塞防止单元，该交叉路口堵塞防止单元基于接收到的每对相邻交通参与者的最小距离值来确定最小距离。

23、根据本发明的修改实施例，确定两个交通参与者之间的最小距离包括监控交叉路口附近的相邻交通参与者之间的距离，并将最小距离确定为交叉路口附近的相邻交通参与者之间的平均距离。因此，可以基于对交叉路口附近不同交通参与者的行为的观察来确定最小距离。可以使用至少一个环境传感器来观察平均距离。然而，平均距离也可以基于交通参与者的已知位置和他们的尺寸来确定，这些位置和尺寸可以从交通参与者本身传输到交叉路口堵塞防止单元。基于对交叉路口附近的相邻交通参与者之间的平均距离的观察，可以最合适的方式为每个交叉路口选择最小距离。对于不同的交叉路口，最小距离可以不同。

24、根据本发明的修改实施例，在所识别的交通参与者根据其行驶路径不适合至少一个出口区域中的自由空间的情况下向其发送警告消息包括发送：在所识别的交通参与者根据其行驶路径部分适合至少一个出口区域中的自由空间的情况下，用于部分交叉路口堵塞的警告消息，在所识别的交通参与者根据其行驶路径根本不适合至少一个出口区域中的自由空间的情况下，用于完全交叉路口堵塞的警告消息，和/或在至少一个交通参与者至少部分堵塞非堵塞区域的情况下，给所识别的交通参与者和/或给优先车辆的优先车辆堵塞警告消息。部分交叉路口堵塞会导致。

25、根据本发明的修改实施例，该方法包括从至少一个交通参与者接收交通参与者数据的附加步骤，并且识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者的步骤包括在考虑所接收的交通参与者数据的情况下识别交通参与者。交通参与者数据是指不同于环境传感器信息的数据。交通参与者数据是与发送相应数据的相应交通参与者相关的数据，即如位置、速度、行驶方向、里程计信息、相应交通参与者的大小或标识以及如紧急情况或故障的状态信息等数据。

26、根据本发明的修改实施例，该方法包括从基础设施特别是交通灯接收基础设施数据的附加步骤，并且识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者的步骤包括在考虑所接收的基础设施数据的情况下识别交通参与者。基础设施数据有助于识别堵塞情况。特别地，交通灯控制交通流量，并且可以用红灯中断交通流量。这也可能与识别至少一个入口区域中具有到至少一个出口区域的行驶路径的交通参与者相关。在交通参与者到至少一个出口区域的行驶路径由于红灯而中断的情况下，交通参与者不能到达相应的出口区域。这同样适用于控制交通流量的其他基础设施部件，例如指示禁止出口区域，或指示在某个方向上继续行驶的义务。

27、根据本发明的修改实施例，该方法包括确定交叉路口是否堵塞以及向交通参与者发送警告消息的附加步骤。当交叉路口被堵塞时，不得再有其他交通参与者进入交叉路口，尤其是非堵塞区域。因此，至少向将要进入非堵塞区域的交通参与者发送相应的警告消息。这指的是例如在相应的至少一个入口区域中最靠近非堵塞区域的交通参与者。可以基于接收到的环境传感器信息和/或基于从至少一个交通参与者接收到的交通参与者数据和/或基于接收到的基础设施数据来执行确定交叉路口是否被堵塞的步骤。例如，接收到的环境传感器信息可以指示一个或多个交通参与者在非堵塞区域中处于静止状态。此外，至少一个交通参与者可以发送包含交通参与者数据的消息到交叉路口堵塞防止单元，指示其在非堵塞区域中的位置及其速度为零。此外，基础设施数据还可以指示至少一个交通参与者静止地位于非堵塞区域中。

28、上面参照本发明方法描述的特征和优点同样适用于本发明的驾驶支持系统，反之亦然。此外，上面描述的方法步骤仅仅是以上面给出的顺序作为示例来描述的。该方法也可以基于各个方法步骤的不同顺序来执行。

29、参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。实施例中公开的各个特征可以单独或组合构成本发明的一个方面。不同实施例的特征可以从一个实施例延续到另一个实施例。