本發(fā)明涉及一種用于建立道路交通參與者的運動模型的方法、一種相應的設備以及一種相應的計算機程序。

背景技術：

de102008049824a1描述了一種用于避免碰撞的方法。

技術實現(xiàn)要素：

在此背景下，以在此提出的方案，根據(jù)獨立權利要求提出一種用于建立道路交通參與者的運動模型的方法、一種使用所述方法的設備以及相應的計算機程序。有利的構型從相應的從屬權利要求和下文中得出。

可以檢測道路交通參與者、尤其行人的運動，并且將所述運動以運動矢量描繪。運動矢量代表加速度和轉速，所述加速度和轉速在傳感器位置上對道路交通參與者產(chǎn)生影響?？梢詫σ粋€時間段內(nèi)的多個運動矢量求平均，以便使運動矢量的數(shù)值變得平滑?？梢允褂媒?jīng)平滑的值，以便優(yōu)化所述運動的模型。該模型可以從一般的模型中擴展而來，以便改善地描繪道路交通參與者的特征。

提出一種用于建立道路交通參與者的運動模型的方法，其中，所述方法具有以下步驟：

讀取道路交通參與者的當前運動矢量；

使用在一個時間段上讀取的運動矢量，以便獲得道路交通參與者對于所述時間段的特有運動值；并且

在使用所述運動值的情況下確定運動模型。

可以將運動模型理解為至少一個運動的參數(shù)化的或計算上的描繪。道路交通參與者例如可以是行人、自行車騎行者、摩托車、轎車或載重車輛。運動矢量以數(shù)值描繪當前運動。運動值例如可以代表道路交通參與者的加速度或速度。在使用步驟中，可以對所讀取的運動矢量求平均，以便獲得特有運動值。求平均可以是對至少兩個運動矢量的數(shù)值應用平滑化處理規(guī)則。附加地或替代地，在使用步驟中，可以求取運動矢量中典型的周期性變化過程的頻率和幅度，其中，所述頻率和幅度同樣可以被考慮用于確定運動模型。

可以重新執(zhí)行讀取步驟和使用步驟，以便獲得對于另一時間段的另一運動值。在此，可以在使用另一運動值的情況下更新運動模型。如此可以逐步優(yōu)化運動模型。

所述方法可以具有在使用道路交通參與者的當前位置信息、當前運動矢量和運動模型的情況下求取道路交通參與者的將來停留區(qū)域的步驟?？梢允褂眠\動模型用于計算可能的停留位置，其方式為：使用當前位置和當前運動矢量作為運動模型的輸入?yún)⒘俊?/p>

所述方法可以具有為位于周圍環(huán)境中的至少一個其他道路交通參與者提供將來停留區(qū)域、運動模型和/或運動矢量的步驟。該提供步驟可以在使用與數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡的接口的情況下實現(xiàn)。可以通過中央服務器提供將來停留區(qū)域、運動模型和/或運動矢量。通過所述提供，其他道路交通參與者可以在使用自身將來停留區(qū)域、自身運動模型和/或自身運動矢量的情況下，求取事故危險。可以輸出對事故危險的警告。在車輛的情況下，可以直接干預車輛控制，以便降低或避開事故危險。

在提供步驟中，還可以提供道路交通參與者的簽名，以便使該道路交通參與者對于其他道路交通參與者可辨別。由此可以避免將來停留區(qū)域、運動模型和/或運動矢量的錯誤分配。

可以讀取道路交通參與者的空間加速度和空間轉速作為運動矢量。加速度和/或轉速可以三維地描繪。通過運動矢量的空間性可以獲得高的模型精度。同樣，檢測傳感器的偏斜可以通過空間運動矢量來補償。

可以求取對于道路交通參與者的至少一個特有運動流程的平均加速度作為特有運動值。平均加速度可以是如下閾值：從該閾值開始，運動流程過渡到另一運動流程。例如，從平均加速度開始，可以從行走過渡到奔跑。

在此提出的方案還提出一種設備，該設備構造用于在相應的裝置中執(zhí)行、操控或實施在此提出的方法的變型方案的步驟。通過本發(fā)明的以設備形式的實施變型方案，也可以快速并且高效地解決基于本發(fā)明的任務。

設備可以在此理解為電設備，該電設備處理傳感器信號并且根據(jù)傳感器信號輸出控制信號和/或數(shù)據(jù)信號。設備可以具有可以硬件方式和/或軟件方式構造的接口。在硬件方式構造的情況下，接口例如可以是所謂系統(tǒng)asic的包含該設備的最不同功能的部分。但也可以實現(xiàn)：接口是獨立的集成電路或至少部分地由獨立器件構成。在軟件方式構造的情況下，接口可以是例如在微處理器上與其他軟件模塊一起存在的軟件模塊。

也有利的是：具有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品或計算機程序，所述程序代碼可以存儲在機器可讀的載體或存儲介質(zhì)例如半導體存儲器、硬盤存儲器或光學存儲器上并且被用于尤其當所述程序產(chǎn)品或程序在計算機或設備上運行時來執(zhí)行、實施和/或操控根據(jù)上述實施方式的方法的步驟。

附圖說明

以下根據(jù)附圖示例性地進一步闡述在此提出的方案。附示圖出：

圖1根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于建立道路交通參與者的運動模型的設備的方框圖；

圖2在交通空間中的多個道路交通參與者的示圖，該交通空間通過根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控的方法來監(jiān)控；

圖3根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控交通空間的系統(tǒng)的示圖；

圖4根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控交通空間的系統(tǒng)的組成部分的關系圖；

圖5根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的兩個不同頻帶的強度-距離特性曲線；

圖6根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于建立道路交通參與者的運動模型的方法流程圖；

圖7根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控交通空間的方法的方法流程的示圖。

在本發(fā)明的有利實施方式的以下描述中，對于在不同的附圖中示出的并且相似地起作用的元素使用相同的或相似的參考標記，其中，不重復地描述這些元素。

具體實施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于建立道路交通參與者的運動模型102的設備100的方框圖。設備100具有用于讀取的裝置104、用于使用的裝置106和用于確定的裝置108。用于讀取的裝置104構造用于讀取道路交通參與者的當前運動矢量110。用于使用的裝置106構造用于使用在一個時間段上讀取的運動矢量110，以便獲得道路交通參與者對于該時間段的特有運動值112。用于確定的裝置108構造用于在使用運動值112的情況下確定運動模型102。在此，裝置106構造用于對讀取的運動矢量110求平均或者確定運動矢量110中的典型的周期性變化過程并且在頻率和幅度方面分析該典型的周期性變化過程。

圖2示出交通空間204中的多個道路交通參與者200、202的示圖，所述交通空間通過根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控的方法來監(jiān)控。第一道路交通參與者200在此通過車輛200代表。第二道路交通參與者202在此通過兒童202代表。兩個道路交通參與者200、202在交通空間204內(nèi)運動。在此，車輛200在道路上行駛，并且兒童202當前在人行道的區(qū)域中奔跑。然而，兒童202朝道路方向奔跑并且因此產(chǎn)生以下危險：兒童202可能無意中出現(xiàn)在行駛車輛200的前方。

交通空間204在此包括示例性的基礎設施對象206、208，所述基礎設施對象在在此提出的方法的一種實施例中被用于將如下信息傳送給道路交通參與者200、202：所述信息是關于對交通參與者200、202中的至少一個即將發(fā)生的危險的信息。

在示出的實施例中，車輛200具有基于無線電的檢測系統(tǒng)210。為此，在車輛200中安裝有多個天線212，所述多個天線可以發(fā)送并且接收電磁信號214。因為天線212在空間上分布在車輛200上，所以可以由在天線212中的多個上接收的信號214的傳播時間差來計算信號214的信號源216相對于車輛200的位置。在此，檢測系統(tǒng)210不局限于在與車輛200的直接視線連接(sichtverbindung)內(nèi)布置的對象?；谕ㄟ^無線電波214的檢測，也可以檢測被遮擋的對象。

在此，兒童202配備有設備216，該設備構造為信號源216。與信號214的頻率相調(diào)諧的無線電反射器216縫入到兒童202的衣服中。同樣地，無線電反射器216可以實施為在兒童202的衣服上固定的可拆卸夾子。

因為移動電話已經(jīng)被非常廣泛地應用，所以兒童202的移動電話216可以用作信號源216。在此，信號214由移動電話216的至少一個天線接收、在內(nèi)部被處理并且通過天線發(fā)送回到車輛200的天線212。

車輛200還具有全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)218。通過衛(wèi)星導航系統(tǒng)218，可以以高精度確定車輛200在交通空間204中的位置。為了改善位置確定，車輛200具有慣性傳感器220。通過慣性傳感器220，當衛(wèi)星導航系統(tǒng)218僅提供受限的位置精度時，也可以在使用推算定位的情況下確定車輛200的位置。因為通過使用衛(wèi)星導航系統(tǒng)218和慣性傳感器220已知車輛200在交通空間204內(nèi)的位置，所以可以在使用兒童202的相對位置的情況下確定兒童202在交通空間204中的絕對位置。因此，可以即例如在交通空間204的數(shù)字地圖中定位兒童202的絕對位置。因此可以確定：兒童202是否從人行道朝道路方向奔跑，或者兒童202是否在安全的玩耍區(qū)域內(nèi)奔跑。換句話說，可以確定兒童202的將來位置。將所述將來位置與交通空間204的危險區(qū)域進行比較，以便識別對于兒童202和/或車輛200的危險。在此，危險區(qū)域通過車輛200的將來位置或可能的行駛通道來定義。當兒童202繼續(xù)奔跑并且由此到達所述行駛通道時，緊急地產(chǎn)生以下危險：由車輛200檢測到兒童202。所述危險通過警告信號120報告給車輛200的駕駛員，因此駕駛員可以針對該危險作出反應。

在一種實施例中，檢測系統(tǒng)210在如下頻率范圍中工作：該頻率范圍允許對于檢測信號源216的大的有效范圍。該頻率范圍尤其是低頻的。當信號源216、即例如移動電話是激活的時，信號源216除了信號214之外發(fā)送另一頻率范圍中的其他信息222，該另一頻率范圍具有更小的有效范圍。該頻率范圍尤其是高頻的。其他信息222例如可以是信號源216的位置信息110和/或運動矢量112。可以通過移動電話216的慣性傳感器220并且替代地或補充地通過移動電話216的衛(wèi)星導航系統(tǒng)218檢測位置信息110和/或運動矢量112。

在車輛200中分析處理其他信息222，以便改善交通空間204的監(jiān)控精度。

例如將已經(jīng)通過移動電話216求取的位置信息110和/或運動矢量112與例如已經(jīng)通過檢測系統(tǒng)210檢測到的兒童202的位置和/或運動進行比較。由此可以提高整體系統(tǒng)的檢測精度。

在一種實施例中，基礎設施對象206、208具有用于檢測單元210的信號214中的至少一個的發(fā)送單元216和/或接收單元216。因為基礎設施對象206、208不運動，所以可以基于車輛200相對于基礎設施對象206、208的所求取的相對位置，以高精度確定車輛200的位置。通過基礎設施對象208的發(fā)送單元216和/或接收單元216，同樣可以交換其他信息222。在此，可以在運動的信號源216與基礎設施對象206、208之間，也在車輛200與基礎設施對象206、208之間交換信息222。換句話說，信號源216與檢測裝置210相結合地構造數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。

基于gps218、地磁場、運動傳感器220和數(shù)字地圖，推算定位(koppelnavigation)允許行人202的準確定位。可以在當前的智能手機216上實施相應的算法。在此，尤其可以將運動分類為奔跑、行走、立定。

在在此提出的方案中，在行人運動的預測方面實現(xiàn)主動的行人保護。為此，考慮對于從奔跑至行走或立定或反之的過渡的模型，以便可以估計將來的停留區(qū)域?；谠撨\動預測，可以預測碰撞并且必要時在車輛200上激活主動的行人保護系統(tǒng)。

在智能手機216上，通過推算定位確定行人202的準確位置。除此之外求?。盒腥?02是奔跑還是行走還是立定。

與之并行地，在智能手機216上求取奔跑、行走與立定之間的過度行為，尤其求取例如對于從奔跑到立定的過渡的平均加速度。除此之外，求取對于此的典型速度。這連續(xù)地在更長的時間段上發(fā)生，從而最后存在個體化地對于智能手機216的持有者202有效的運動模型。

智能手機216現(xiàn)在基于當前的行人速度和加速度并且由所辨別的行人運動模型確定行人202的潛在停留區(qū)域以及在其中與位置有關和與時間有關的停留概率。

例如借助專用短程通信技術(dsrc)向附近的周圍環(huán)境204中的交通參與者200發(fā)送所預測的停留區(qū)域、行人模型、以及當前的位置矢量、速度矢量和加速度矢量。通過數(shù)字簽名確保所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是可靠的。

周圍的車輛200接收所發(fā)送的數(shù)據(jù)214并且可以因此選擇具有碰撞危險的行人202?？梢允惯M行周圍環(huán)境檢測的傳感器——例如雷達和/或視頻提早為行人202的出現(xiàn)做準備。例如可以使傳感器為行人對象從視線遮擋中脫離做準備?？梢蕴嵩绮⑶乙苍谝暰€遮擋時開始跟蹤行人對象202，從而當行人202在傳感器的視線范圍中時可以更準確并且更快速地確定速度112和位置110。

另外，所傳輸?shù)男腥四Ｐ驮试S主動的行人保護系統(tǒng)的更準確的且更個體化的激活。尤其，由此，當涉及具有高于平均的動態(tài)性的行人202、例如更頻繁地在路邊斷續(xù)地保持立定的慢跑者時，可以降低錯誤觸發(fā)的占比。另外，當涉及具有低于平均的動態(tài)性的行人時，例如老年路人，其需要更長時間從行駛通道運動出，系統(tǒng)則可以更早干預并且因此通過降速來避免事故，而不發(fā)生碰撞。

車輛200同樣可以發(fā)送其位置矢量110、速度矢量和加速度矢量112，或已經(jīng)實現(xiàn)的碰撞危險估計?；谒鰯?shù)據(jù)214，智能手機216可以通過振動或聲學信號警告行人202。另外，可以在有碰撞危險的情況下自動操縱車輛200的喇叭，以便警告行人202。

如果在行人202與車輛200之間的危急靠近之后將發(fā)生碰撞，則智能手機216和車輛200自動發(fā)送緊急呼叫，其中，該碰撞由所發(fā)送的數(shù)據(jù)214以及智能手機216和車輛200的尤其加速度傳感器數(shù)據(jù)112確定。

當存在高碰撞危險時，尤其將(差點)碰撞的位置和時間傳送到云端上，以便求取事故重點和具有高事故危險的位置。可以將所述事故重點和具有高度事故危險的位置發(fā)送回智能手機216，以便通過應用程序警告行人202不要在危險的位置橫穿車道，例如通過信號音和/或振動。

換句話說，在此提出的方案通過具有廣播倍頻無線電通信和位置識別和/或微機電系統(tǒng)傳感器220的混合系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對于受威脅道路交通參與者200、202，尤其行人202、自行車騎行者和車輛駕駛員200的主動保護。

通過交通事故數(shù)據(jù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)證明重要的交通問題：存在行人202的高傷亡率。由此提高社會對行人保護的興趣。

在避免受威脅道路交通參與者202的事故時，趨勢是用于行人保護的主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)。

主要目的是受威脅道路交通參與者200、202通過交通碰撞避免的主動保護，在此，特別地專注于城市中的行人事故，其中，車輛的最大速度為50km/h，并且平均行人速度處于10至5km/h。

重要的目標是減少含有未保護的交通參與者200、202的交通事故。2009年的官方數(shù)字示出：在世界上每年多于400000行人202在交通事故中死亡。

行人碰撞在越來越密集的交通環(huán)境中每天發(fā)生。例如，在瑞典，所有在道路交通中死亡的人中的16％是行人。在美國，所有在道路交通中死亡的人中的11％是行人。在德國為13％。在中國高達25％。

除此之外，事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)反復表明：在所有致命的行人事故的大約40％中，駕駛員200直到撞擊之前都沒有看到人202。在兒童202的情況下，情況甚至還更戲劇化。根據(jù)德國聯(lián)邦統(tǒng)計局2006年的數(shù)字，6與14歲之間的事故受害者中的48％在未注意交通的情況下跑到道路上。與兒童相關的事故中的25％是這樣發(fā)生的：兒童突然出現(xiàn)在對象后面，而該對象阻礙了視線。

可以將用于避免車輛與受威脅道路交通參與者之間的碰撞的保護系統(tǒng)分類為基于可見的近紅外或遠紅外的視頻系統(tǒng)、單目視頻攝像機和立體視頻攝像機、基于雷達的系統(tǒng)、激光雷達(lidar：lightdetectionundranging)和激光測距系統(tǒng)、基于超聲的系統(tǒng)、基于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(gnss)的方案(例如輔助gps、伽利略等)、基于本地定位系統(tǒng)(lps)或實時定位系統(tǒng)(rtls)的方案、基于rfid(無線射頻識別)標簽的系統(tǒng)以及基于uwb的系統(tǒng)或位置和運動傳感器系統(tǒng)。

在此提出的方案能夠以大有效范圍和高定位精度實現(xiàn)受威脅道路交通參與者200、202的如下可能的識別、跟蹤和碰撞分析：所述可能的識別、跟蹤和碰撞分析是在具有直接視線接觸的情況下和在受威脅道路交通參與者200、202通過對象遮擋的情況下。可以在例如下雨或下雪的惡劣天氣中或在光線不足時識別、辨別并且跟隨受威脅道路交通參與者200、202。在受威脅道路交通參與者202處使用主動應答器216能夠實現(xiàn)識別時更大的有效范圍。由此可以準確地辨別受威脅道路交通參與者202的類型?？梢詡鬏斒芡{道路交通參與者202的精確的其他信息222，例如6d加速度、3d定位。由此得出系統(tǒng)在不同的交通情景、車輛200和受威脅道路交通參與者202的情況下的更高的匹配能力、靈活性和穩(wěn)鍵性。在此提出的方案能夠實現(xiàn)主動保護系統(tǒng)的對受威脅道路交通參與者202的背景(kontext)、狀態(tài)、交通條件和特征自適應的功能性。數(shù)據(jù)融合處理能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠的且穩(wěn)定的性能。補償型mems傳感器220改善受威脅道路交通參與者202的跟蹤。由受威脅道路交通參與者202可選地使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)218使相應系統(tǒng)的可用性、可靠性和穩(wěn)健性提高。

通過無線電與路邊上的交通燈206的可選的通信使系統(tǒng)的可用性、可靠性和穩(wěn)健性提高。系統(tǒng)也能夠自主地在沒有信息技術和通信技術基礎設施幫助的情況下工作。通過數(shù)據(jù)融合方案得出車輛200與較弱的或受威脅的道路交通參與者202之間的碰撞的改善的風險估計?？梢允褂镁哂懈呔鹊幕谡瓗Ъ夹g和超寬帶技術的本地定位系統(tǒng)210。

在los(視線，line-of-sight)和nlos(非視線，nichtline-of-sight)條件下，通過在車輛200中和在受威脅道路交通參與者202上嵌入的基于射頻的系統(tǒng)，提供用于實時識別、辨別、定位和跟蹤在感興趣區(qū)域204中的受威脅道路交通參與者200、202的系統(tǒng)。

車輛200與受威脅道路交通參與者202之間的相對位置在車輛200中執(zhí)行并且以射頻系統(tǒng)為基礎。最重要的參數(shù)是間距(范圍)、水平角(方位)和豎直角(高度)。

通過將基于射頻的本地定位系統(tǒng)210與由受威脅道路交通參與者202提供且傳送的位置數(shù)據(jù)進行組合，得出改善的定位精度。

評估由速度、6個空間方向上的加速度、三維取向、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)218的位置、方向盤位置和閃光燈位置構成的車輛狀態(tài)矢量。

在使用方向盤位置、閃光燈位置、道路和穿過人行道的限制的情況下，估計將來的車輛軌跡。

在考慮6d加速度、3d定向、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)位置的情況下，在車輛200內(nèi)評估受威脅道路交通參與者202的狀態(tài)。例如可以識別例如立定、行走、奔跑、上下人行道的行人狀態(tài)。腳的碰撞可以通過使用加速度測量器220識別并且用于識別行人202的步態(tài)。

使用車輛200和受威脅道路交通參與者202的來自本地定位系統(tǒng)210和全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)218的位置信息以及匹配的地圖信息以用于導航且用于所涉及的風險評估。

在擁擠的情況下，可以評估受威脅道路交通參與者202的群組的全局特征。

通過3d加速度傳感器220、3d陀螺儀、3d羅盤、壓力傳感器和全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)218的位置的補充的數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)受威脅道路交通參與者202的改善的取向估計和運動估計。通過無線電214將所述信息傳輸?shù)杰囕v200上。

在使用例如視頻系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)、超聲系統(tǒng)或廣播超聲系統(tǒng)的情況下，可以改善受威脅道路交通參與者202的位置估計。

可以將受威脅道路交通參與者202的個人信息——如年齡、個人狀態(tài)或殘疾傳送到車輛200上以用于改善風險評估和操控策略。

可以將附加的狀態(tài)信息如受威脅道路交通參與者202的身體狀態(tài)或可能的酒精程度傳送到車輛200上以用于改善事故風險分析處理。

可以將關于受威脅交通參與者202——例如在學校附近的兒童的或不尋常的事件的背景信息(kontextinformation)傳送到車輛200上以用于改善運動預測并且將所述背景信息納入到風險評估中。

可以考慮關于車輛200和周圍環(huán)境的背景信息——例如白天夜晚狀態(tài)、交通條件、天氣或道路204上的行人202的平均數(shù)量以用于所涉及的風險評估。

可以通過數(shù)據(jù)融合使用受威脅道路交通參與者202、駕駛員、車輛200和周圍環(huán)境的特征(profil)、狀態(tài)和背景，以便計算風險估計和操縱策略。

可以使用分層次的和多層過程信息，以便改善背景相關的功能。例如可以使用初級信息——例如位置、運動、時間、身份或次級信息——例如空間背景、動態(tài)背景、時間背景、物理關系或交通背景。

所述系統(tǒng)包括在使用基于信號傳播時間和到達角的技術的情況下的基于窄帶和超寬帶射頻的電子掃描天線212和本地定位系統(tǒng)210。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控交通空間的系統(tǒng)300的示圖。系統(tǒng)300具有至少一個車輛模塊302、至少一個移動模塊304和至少一個基礎設施模塊306。在此示出的系統(tǒng)300基本上相應于在圖2中描述的組成部分。模塊302、304、306中的每個具有用于第一頻率范圍的第一天線212以及用于第二頻率范圍的第二天線308。天線308、212通過通信接口310和控制器單元312與模塊302、304、306連接。

車輛模塊302具有本地位置檢測系統(tǒng)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)、三軸羅盤、三軸加速度測量器、三軸轉速傳感器、視頻攝像機、雷達發(fā)射器和接收器、rfid位置檢測系統(tǒng)和警告系統(tǒng)。車輛模塊302還具有用于匯集且處理數(shù)據(jù)的處理器?？梢栽谌藱C界面上發(fā)送警告。車輛模塊同樣可以具有促動器，以便可以直接干預車輛的控制。

移動模塊304具有應答器、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)、三軸羅盤、三軸加速度測量器、三軸轉速傳感器、rfid位置檢測系統(tǒng)、警告系統(tǒng)以及電池。

基礎設施模塊306具有位置檢測系統(tǒng)、攝像機、雷達發(fā)射器和接收器、rfid標簽以及警告系統(tǒng)。

用于受威脅道路交通參與者的主動保護系統(tǒng)300的核心點是模塊化分布式架構，所述模塊化分布式架構具有本地定位系統(tǒng)(lps)、微機電系統(tǒng)(mems)傳感器并且具有與全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(gnss)的可能的協(xié)作。所使用的倍頻系統(tǒng)工作在窄帶中和超寬帶中，以便能夠實現(xiàn)車輛與受威脅道路交通參與者之間的無線電通信。另外可以通過射頻實現(xiàn)與道路基礎設施的協(xié)作，以便克服所涉及的受威脅道路交通參與者情景的復雜性和多樣性。

在此提出的方案的主要優(yōu)點是提高用于受威脅道路交通參與者的相應的主動保護系統(tǒng)的靈活性、可靠性和穩(wěn)健性。

用于執(zhí)行在此描述的功能的一般性的模塊化分布式系統(tǒng)300可以包括以下單元：

辨別模塊，其識別并且處理關于受威脅道路交通參與者的靜態(tài)和動態(tài)信息。通信模塊，例如基于通信標準802.11p。本地定位模塊，例如基于6至8.5ghz超寬帶；以及位置跟蹤模塊，例如基于擴展的卡爾曼濾波器或粒子濾波器。

為了改善受威脅道路交通參與者的位置估計，可以集成以下輔助單元：

慣性測量模塊，其例如具有由加速度測量器和3d陀螺儀構成的3d微機電系統(tǒng)(mems)。定向模塊，例如3dmems羅盤。全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(gnss)模塊，例如a-gps或倍頻伽利略以及位置和導航模塊。

在一種更復雜的實施例中，系統(tǒng)300具有間距傳感器，例如多波束雷達或激光雷達；可見光、近紅外或遠紅外中的單目視頻攝像機或立體視頻攝像機；和/或基于rfid的定位系統(tǒng)，例如基于有源地或無源地集成到基礎設施中的錨節(jié)點。無源錨節(jié)點例如可以是13.56mhz的hf標簽(高頻標簽)。

在一種實施例中，系統(tǒng)300包括分布式處理單元，所述分布式處理單元在使用特別的特征的情況下，使相應的數(shù)據(jù)融合過程與涉及的參與者(車輛、行人、基礎設施和周圍環(huán)境)的狀態(tài)和背景相匹配。一種算法估計車輛的和所涉及的受威脅道路交通參與者的軌跡并且辨別危急情況。所涉及的受威脅道路交通參與者通過無線電通信傳輸關于其類型、位置、定位和慣性狀態(tài)的數(shù)據(jù)?？梢栽谲囕v的所觀看的人機界面中輸出例如在激光平視顯示器中的光學的和圖形的警告和/或聲音警告。在危急情況下附加地激活喇叭并且可選地在極端情況下產(chǎn)生自動的完全制動?？梢允褂迷鰪姮F(xiàn)實顯示器，以便增強相應的警告指示。也可以在由受威脅道路交通參與者攜帶的模塊中實施聲音和/或振動警告。補充的光學的和聲學的警報可以由主要在一些危險交通區(qū)域中的路邊上的所涉及的基礎設施的信號和單元產(chǎn)生。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控交通空間的系統(tǒng)300的組成部分的參考圖。系統(tǒng)300基本上相應于圖2和圖3中的系統(tǒng)。在此，系統(tǒng)的模塊302、304、306在此通過符號化的參與者來代表。車輛模塊302具有與其他模塊304、306的最多的連接。車輛模塊302與移動模塊304通過本地定位系統(tǒng)或檢測系統(tǒng)210、通過其他信息222以及警告信號120進行通信。車輛模塊302與移動模塊304在風險管理400的情況下進行通信?；A設施模塊306通過警告信號與車輛模塊302以及移動模塊304進行通信。車輛模塊302以及移動模塊304分別動用自身的衛(wèi)星導航系統(tǒng)218和慣性傳感器220。車輛模塊還可以動用車輛的制動402，以便使車輛減速。

根據(jù)一種實施例，涉及用于辨別、定位和跟蹤的自適應的且穩(wěn)健的混合方法。在此，對于減少車輛與受威脅道路交通參與者之間在視線條件下和非視線條件下的交通事故進行風險估計。所涉及的風險評估功能可以定義自動的控制動作402。例如可以實現(xiàn)駕駛員警告、車輛速度的減小402、機械制動402的預備、制動402的自動激活和/或觸覺激活。同樣可以通過警告信號120和基礎設施306上的警告來警告受威脅道路交通參與者。也可以使用所述方法用于歷史地且連續(xù)地監(jiān)控在連續(xù)的改善過程中的受威脅道路交通參與者的風險條件。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的兩個不同頻帶的強度特性曲線500、502。強度特性曲線500、502在曲線圖中繪制，該曲線圖在橫坐標上繪制了以“米”為單位的距離。在此，所述距離與發(fā)送天線212的位置對稱地繪制。在縱坐標上繪制可檢測的信號強度。在此，兩個頻帶中的信號強度在天線212的位置處最大并且隨著與天線212的距離的增大而減小。在此，信號強度指數(shù)式地減小。第一強度特性曲線500代表低頻的第一頻帶中的第一信號。第二強度特性曲線502代表較高頻的第二頻帶中的第二信號。與第二信號502的信號強度相比，第一信號500的信號強度在天線212處明顯更高。因為兩個信號500、502隨著與天線的間距的增大而指數(shù)式地變?nèi)酰诙盘?02相比于第一信號500在與天線212更小的間距時就低于可檢測的強度。在所述實施例中，第一信號500在150米的第一距離504處低于可檢測的強度。而第二信號在50米的第二距離506處就已經(jīng)低于可檢測的強度。

在一種實施例中，第一信號500位于窄帶中，并且被用于信息交換且用于粗略的位置確定。在一種實施例中，第二信號502位于超寬帶中并且被用于位置確定。在車輛的行駛路徑和/或車輛的行駛軌跡中使用第二信號502用于發(fā)送并且接收。

在一種實施例中，在使用兩個載頻的情況下使用頻率分離方案用于不同的目的。第一頻率500是窄帶中的信息頻率。第二頻率502是超寬帶中的定位頻率。第二頻率502比第一頻率500更高并且在脈沖模式中使用。第一頻率500比第二頻率502更低并且在持久模式中使用。

在一種實施例中，當信息頻率信號可用時，使用喚醒模式或脈沖模式。由此可以減小脈沖模式中的干擾問題以及計算耗費。

在一種實施方式中，使用超寬帶(uwb)，以便主要在多路傳輸場景中改善本地定位系統(tǒng)的有效范圍精度。

在一種實施方式中，在車輛中布置羅特曼透鏡，以便提供具有不同的角度定向的的多波束天線，所述角度定向具有合適的增強和超寬帶能力。

在一種實施方式中，使用兩個或更多個羅特曼透鏡，以便通過到達角(aoa)或到達時間(toa)能夠實現(xiàn)補償?shù)亩ㄎ环椒ā?/p>

在一種實施方式中，受威脅道路交通參與者具有射頻發(fā)送和接收單元用于配置、實時信息傳輸和定位。

在一種實施方式中，通過發(fā)射單元通過人機界面(hmi)——例如手機將事故風險通知給評估為受威脅的交通參與者。

在一種實施方式中，使用具有受威脅交通參與者群組的風險評估，例如一起評估在交通燈或十字路口附近的行人。

在一種實施方式中，將受威脅道路交通參與者的實時定位動態(tài)地分類成“具有視線連接”和“沒有視線連接”，以便改善辨別、定位、跟蹤和涉及的風險評估功能。

在受威脅使用者的射頻暫時故障的情況下，系統(tǒng)還提供射頻跟蹤所涉及的受威脅使用者的其他可能性?？梢詫崿F(xiàn)：使用與所觀察的情況相匹配的倍頻系統(tǒng)?？梢允褂酶叩幕蚋偷妮d頻，以便改善通過無線電的傳播和定位?？梢栽谲囕v運動期間比較射頻發(fā)射器的不同頻率信號的不同性能?？梢允褂脙煞N不同的載頻，以便比較傳播時間差并且能夠實現(xiàn)合理性檢驗。對于跟蹤相應的受威脅道路交通參與者可以考慮無線電波傳播的多個假設?？梢苑治龇瓷湫盘柕奶匦裕驗榉瓷湫盘柵c直接接收的信號有不同表現(xiàn)。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于建立道路交通參與者的運動模型的方法600的流程圖。方法600具有讀取步驟602、使用步驟604和確定步驟606。在讀取步驟602中，讀取道路交通參與者的當前運動矢量。在使用步驟604中，對在一個時間段上讀取的運動矢量求平均，以便獲得道路交通參與者對于該時間段的特有運動值。在確定步驟606中，在使用該運動值的情況下確定運動模型。

在一種實施例中，重新執(zhí)行讀取步驟和使用步驟602、604，以便獲得對于另一時間段的另一運動值。在確定步驟606中，在使用所述另一運動值的情況下更新運動模型。

在一種實施例中，讀取道路交通參與者的空間加速度和空間轉速作為運動矢量。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的用于監(jiān)控交通空間的方法600的方法流程的示圖。在此，實現(xiàn)對象的辨別700、對象的位置檢測702、對象的跟蹤704、與對象的通信706、數(shù)據(jù)融合708、風險管理710和通過人機界面的警告712。

在考慮慣性測量單元和/或定位測量單元——例如組合的3d定位或3d陀螺儀和3d加速度的情況下，在此提出的方法能夠實現(xiàn)受威脅道路交通參與者202的實時跟蹤。

在在此提出的方案的另一種應用中，使用嵌入到基礎設施中的系統(tǒng)用于受威脅道路交通參與者的識別和警告。

在一種實施方式中，使用基礎設施無線電接收器發(fā)射器單元和其他基礎設施傳感器用于收集關于受威脅道路交通參與者、車輛和道路狀態(tài)的信息，以便通過無線電通知風險。例如，可以使用所述信息，以便激活交通燈上的警告燈，或通過無線電發(fā)送給周圍的車輛或受威脅道路交通參與者。

在一種實施方式中，在有事故風險的情況下，給駕駛員輸送光學和/或聲學警告。當可能的駕駛員反應是制動時，可以實現(xiàn)通過esp的其他支持——例如制動準備?？梢詫崿F(xiàn)主動干預——例如制動和/或轉向，以便防止和/或減輕事故。

所描述的和在附圖中示出的實施例僅是示例性地選擇的。不同的實施例可以完全地或關于單個特征地彼此組合。一種實施例也可以通過其他實施例的特征來補充。在此提出的方法步驟還可以重復以及以與所描述的順序不同的其他順序來實施。

如果一種實施例包括第一特征和第二特征之間的“和/或”連接，那么可以如此解讀：所述實施例根據(jù)一種實施方式既具有第一特征又具有第二特征而根據(jù)另一實施方式要么僅具有第一特征要么僅具有第二特征。