避免碰撞的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的避免碰撞的方法。

背景技术：

1、避免日常交通状况中交通参与者之间的碰撞是一项任务，为了解决该任务已经开发出不同的方案。

2、除了替代方法radar(radio detection and ranging，无线电检测和测距)之外，lidar(light detection and ranging，光检测和测距)的使用也提供了借助于激光辐射在交通参与者之间进行距离和速度测量的可能性。与radar相反，lidar可以根据所使用的光的波长将例如由于气溶胶或空气中的水含量而负面影响测量的影响降至最低。每个配备有这种系统的交通参与者都可以通过该系统的使用使得能够确定该交通参与者的停留地点以及其相对于其他交通参与者的运动。

3、在此情况下的缺点是，由于交通参与者之间缺乏通信和信息交换，无法预测交通参与者有时快速变化的行为。这里无法对交通状况进行避免碰撞所需的预测。

4、基于此，交通参与者的联网是显而易见的。这可以借助于通用的无线电技术来实现。

5、一方面，本地且限于交通状况的地点的解决方案(例如借助于短程无线电技术)存在容易受到干扰且传输不可靠的缺点，这对于这种安全方面来说是危险的情况。此外还需要数据的集中路由。

6、另一方面，分散的远程移动无线电解决方案的缺点是数据必须传输到远离交通状况的服务器，这导致在评估交通状况的现状时出现不可接受的等待时间。

7、在航空领域，已经使用了诸如tcas(traffic alert and collision avoidancesystem，交通警报和防撞系统)的系统，在该系统中可以查询周围空域中其他交通参与者(例如飞机)的对应应答器，从而确定相应交通参与者的给定安全的态势图。根据可能的碰撞对手的数据，tcas输出交通提示或避让建议。这是通过计算最近的接近点、到达该点为止的持续时间以及检查是否存在可能的距离违规来完成的。

8、在此情况下的缺点是每个交通参与者都必须随身携带这样的tcas和对应的应答器，以保证所要求的安全并能够评估风险态势。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务是开发一种在避免碰撞的含义下提高交通安全的简单且成本有利的可能性。

2、根据本发明，该任务通过权利要求1的特征部分的特征结合权利要求1的前序部分来解决。

3、在本发明的含义下，运动类型包括关于交通参与者所使用的运输工具的信息以及由此带来的特征性运动变量。

4、在本发明的含义下，特征性运动变量应理解为例如速度、(径向)加速度等。

5、在本发明的含义下，借助于运动类型可以例如将骑自行车者与电动自行车驾驶员、机动车辆驾驶员、摩托车驾驶员、行人或公共交通工具的使用者区分开来。也可以规定，与自引导的运动工具或自主运动的交通工具区分开来。

6、此外，在本发明的含义下，运动类型的预设参数应理解为例如区分是成年交通参与者、儿童还是具有特殊属性的交通参与者，或者是否应当考虑其他偏好和/或限制。

7、此外，在本发明的含义下，可测量的环境变量应理解为例如经由诸如无线网络连接或蓝牙的通信接口与车辆的连接、诸如gps(全球定位系统)的位置数据或经由发送塔处的位置确定、运动轨迹等。

8、此外，在本发明的含义下，通信网络应理解为用于移动无线电通信的网络和移动数据网络，例如移动无线电标准3g、4g、5g等。

9、此外，在本发明的含义下，术语“交通”包括例如一般道路交通。

10、本发明涉及一种用于避免至少一个第一交通参与者和至少一个第二交通参与者之间的碰撞的方法，其中向所述第一交通参与者分配了第一运动概况，其中向所述第二交通参与者分配了第二运动概况，其中由所述第一运动概况生成第一概率概况(wahrscheinlichkeitsprofil)并且由所述第二运动概况生成第二概率概况，并且概率概况包括关于相应交通参与者在未来时间点的停留地点的概率的信息，其中由所述第一概率概况和所述第二概率概况的叠加来确定碰撞概率。

11、有利地，创建了一种基于所有交通参与者的可简单确定的数据生成关于未来的可能碰撞的知识的可能性。使得能够考察整个交通状况，这被认为是必要的，因为各个交通参与者通过他们的行为不断地相互交流并相互影响。关于即将发生的碰撞的知识对于避免这种碰撞至关重要，并且使得能够以改进的形式避免财产损失并保护人员生命。

12、此外规定，确定在未来的共同时间点所述第一交通参与者和所述第二交通参与者的停留地点一致的概率。

13、考虑到地点和时间一致的必要性作为可能碰撞的前提，在此情况下证明有利的是，还可以为所涉及的交通参与者的共同时间点确定关于可能碰撞的预测。因此，实现了有利于避免碰撞的改进。

14、此外规定，运动概况包括关于交通参与者的运动类型的信息，特别是关于所使用的交通工具的信息。

15、关于运动类型和所使用的交通工具的知识有利地提供了能够更好地估计碰撞概率的可能性。例如，所考察的交通参与者的惯性(例如由于所使用的运输工具的重量)对碰撞可能性具有显著影响。

16、交通参与者对可能的碰撞可以做出反应的选项也取决于运动的类型。例如，由此可以明确地考虑使用自主运动的交通工具或使用轮椅之间的差异。

17、此外，由此可以有利地对风险态势进行更准确的评估以避免碰撞，所述评估例如在行人与行人碰撞的情况下应当不同于在行人与机动车辆碰撞的情况下进行的评估。

18、还规定，从特征性运动变量和/或可测量的环境变量和/或交通参与者的能力来确定交通参与者的运动类型，其中该确定优选地在由交通参与者携带的移动设备中进行，特别是智能电话等，和/或部分地通过预设参数来定义。

19、在此情况下有利的是可以放弃交通参与者的主动数据输入，并且例如可以借助于随身携带的移动设备容易地识别是否例如发生了交通工具的改变。因此，特征性运动变量(例如速度或加速度)和/或可测量的环境变量和/或交通参与者的能力可以借助于移动设备加以识别，并借助于预设参数(例如交通参与者的年龄等)用于更好地确定运动概况。

20、还规定，在由交通参与者携带的移动设备、特别是智能电话等中确定运动概况，特别是根据经验值和/或传感器数据。

21、在此情况下有利的是，由此创建了使用许多交通参与者已经随身携带的设备的可能性。因此可以实现对交通状况的更广泛的了解，这可以对运动概况的确定以及由此对运动概况的品质产生积极影响。

22、关于对相应状况有效的运动概况的不确定性可以借助于近乎实时确定的传感器数据以及借助于经验值来减小。经验值例如可以反映交通参与者经过的路线的冗余。经验值可以例如通过到达工作场所的日常路线来给出，并且由此可以得到识别并改进运动概况的确定。

23、还规定，在由交通参与者携带的移动设备、特别是智能电话等中确定概率概况，特别是根据运动概况和/或运动类型，优选根据权利要求4或5的运动类型。

24、由此，许多交通参与者已经携带的设备的优点也可以有利地用于概率概况。

25、因此，关于改进地确定运动概况的前述优点也可以并入概率概况的改进的确定中。

26、此外规定，将所述概率概况确定为平面中的概率锥，特别是确定为空间中的概率圆锥。

27、在此情况下有利的是，由此可以选择视觉上引人注目的表示形式，由此可以在平面中和/或空间中表示交通参与者的概率概况。

28、此外规定，将所述概率概况传送给至少一个计算单元，优选地经由通信网络传送，并且所述计算单元至少将所述第一交通参与者的第一概率概况与所述第二交通参与者的第二概率概况叠加，以确定碰撞概率。

29、在此情况下有利的是可以通过使用计算单元来快速且近乎实时地确定碰撞概率。此外，在经由通信网络传送的情况下，这可以在一定距离上发生，并且为此可以使用移动设备外部可用的资源。

30、还规定，所述计算单元构造在发送塔和/或网络节点的区域中。

31、由此可以有利地创建在网络边缘使用分散式数据处理的可能性，例如以边缘计算的形式。从而可以避免对基于云计算的基础设施的需求，并且可以在现场处理和使用数据。因此使得可以减少等待时间并加快数据处理。此外，由此还可以考虑数据安全、数据主权和数据保护的方面，因为不需要访问位于远处的系统。此外，还提供了利用借助于边缘计算的实时要求的可能性，而云计算无法支持实时要求。

32、还规定，所述计算单元仅检测有限的地理空间，例如道路交叉口的交叉区域以及位于那里的交通参与者，并确定他们的碰撞概率。

33、在此情况下有利的是，所述计算单元的可用资源可以得到节省并且这些资源可以按照集中于对应区域的方式得到利用。由此可以更快且更精确地确定碰撞概率。可以假设，在城市中道路交叉口的交叉区域比没有交叉口的乡村道路存在更高的交通参与者之间碰撞的风险。检测具有高风险的特定空间可以将资源节省到其他地方。

34、此外规定，在传送概率概况之后的最大100ms内确定所述碰撞概率，其中该确定由至少一个计算单元、特别是根据权利要求8、9或10的方法中的计算单元来在本地子网络中执行。

35、从时间是避免冲突的重要因素的角度来看，在此情况下的优点是能够在100ms内进行所述确定。由此可以节省其他地方为了避免可能的碰撞而需要的宝贵时间。

36、此外规定，当存在可能的碰撞概率时，向交通参与者发出视觉和/或听觉和/或触觉的警告，特别是视觉和/或听觉和/或触觉的处置建议。

37、在此情况下有利的是，参与可能的碰撞的交通参与者有可能对即将发生的碰撞做出充分的反应。

38、此外规定，在传送了概率概况之后实时确定所述碰撞概率，特别是优先在所述计算单元上确定。

39、在此情况下有利的是，计算的执行因此可以不受干扰且可靠地发生，并且不会受到在所述计算单元上执行的其他过程的阻碍。

40、此外规定，将碰撞概率和/或运动概况和/或运动类型和/或概率概况完全或至少部分地存储在存储器中，优选与时间的或涉及概况的有效性分量(gültigkeitskomponente)相关联地存储。

41、在此情况下有利的是，可以访问所存储的数据并且不必访问新测量的数据，这可以有助于缩短计算持续时间。此外，借助于有效性分量可以确保数据在一段时间后重新生成，并且因此可以考虑变化的情况。

42、还规定，将来自所述方法的早期执行的概率概况和/或运动类型和/或运动概况和/或碰撞概率作为学习参数用于确定碰撞概率。

43、在此情况下有利的是，该方法例如在人工智能的帮助下可以借助于学习效果改进其确定并且提供更准确的结果。这可以用于通过执行该方法来不断改进该方法。

44、此外规定，为了确定所述运动概况而使用机器学习、特别是深度学习。

45、在此情况下有利的是，可以将来自已经创建的运动概况的经验用于确定仍待创建的运动概况，并且因此可以创建用于碰撞避免的改进的预测。

46、此外规定，在所述通信网络的定义的边缘处执行所需的计算能力，特别是使用边缘计算。

47、在此情况下有利的是，数据处理可以分散地在通信网络中进行。因此，可以以节省资源的方式在现场处理出现的数据流，例如在道路交叉口的交叉区域中。

48、还规定，借助于所述移动设备来传输所述概率概况。

49、由此使得可以省去额外的用于传送的设备。

50、换句话说，本发明公开了一种使得能够连续预测交通参与者在接下来每一秒内的运动并且可以识别交通参与者位于哪种运输工具中的方法。与诸如5g网络的移动无线电网络、可以在移动无线电网络的边缘执行的边缘计算、诸如无线网络连接或蓝牙的通信接口、诸如gps(全球定位系统)或关于发送塔处的位置确定的位置数据、运动轨迹相组合，该方法使得可以使用诸如智能电话的移动设备向所有涉及的交通参与者警告潜在的事故。