DE102015209601B4

DE102015209601B4 - Verfahren und System zur Bestimmung einer Regenmenge

Info

Publication number: DE102015209601B4
Application number: DE102015209601.7A
Authority: DE
Inventors: Christopher Plachetka; Simon Gerlach
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: DE102015209601A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Regenmenge (10) in einem Gebiet (20) durch ein Geosensornetzwerk (21) mit zumindest einem Fahrzeug (30), gekennzeichnet durch folgende Schritte:a) Wiederholte Ermittlung eines Wassermengenzuwachses (11) auf einer Scheibe (30) des zumindest einen Fahrzeugs (30) im Gebiet (20),b) Wiederholte Ermittlung einer Bewegungsrichtung (34), einer Bewegungsgeschwindigkeit (35) und eines Fahrzeugorts (36) des zumindest einen Fahrzeugs (30),c) Wiederholte Ermittlung einer Windrichtung (40) und einer Windgeschwindigkeit (41) im Gebiet (20), undd) Bestimmung einer Regenmenge (10) im Gebiet (20) basierend auf den Ergebnissen der Schritte a), b) und c).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Regenmenge in einem Gebiet durch ein Geosensornetzwerk mit zumindest einem Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Bestimmung einer Regenmenge in einem Gebiet durch ein Geosensornetzwerk mit zumindest einem Fahrzeug.
Die Bestimmung einer Regenmenge, also der Menge an Regen, die in einer bestimmten Zeit auf eine bestimmte Fläche fällt, stellt bei Wetterdaten ein zentrales Element dar. Um eine Regenmenge in einem Gebiet zu bestimmen ist es bekannt, verteilt in diesem Gebiet Messstationen aufzustellen und so die Regenmenge direkt zu bestimmen. Regensensoren für derartige stationäre Messungen sind weitläufig bekannt, siehe beispielsweise DE 38 27 158 C2 und EP 0 360 892 A1 . Nachteilig bei derartigen Messstationen ist jedoch, dass zwischen den einzelnen Messpunkten oftmals ein großer Abstand besteht. Eine lokale Auflösung der ermittelten Regenmenge ist dadurch begrenzt. Auch sind derartige Messstationen oftmals nicht vernetzt, so dass die jeweilige Station aufgesucht werden muss, um die von dieser Station ermittelten Daten auszulesen. Eine zeitnahe Bestimmung einer Regenmenge in diesem Gebiet ist in diesem Fall nicht möglich.
Weiterhin sind Verfahren und Systeme zur Bestimmung von Wetterdaten beispielsweise aus den Dokumenten US 2008 / 0 030 370 A1 , US 6 919 821 B1 , US 2012 / 0 215 446 A1 sowie EP 1 881 346 A1 bekannt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein System zur Bestimmung einer Regenmenge in einem Gebiet zu schaffen, die es in besonders einfacher und kostengünstiger Art und Weise ermöglichen, eine Bestimmung der Regenmenge in einem Gebiet zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer zeitnahen Bestimmung der Regenmenge und/oder einer lokalen Genauigkeit der Bestimmung.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Regenmenge in einem Gebiet mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein System zum Bestimmen einer Regenmenge in einem Gebiet mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Regenmenge in einem Gebiet durch ein Geosensornetzwerk mit zumindest einem Fahrzeug. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Wiederholte Ermittlung eines Wassermengenzuwachses auf einer Scheibe des zumindest einen Fahrzeugs im Gebiet
b) Wiederholte Ermittlung einer Bewegungsrichtung einer Bewegungsgeschwindigkeit und eines Fahrzeugorts des zumindest einen Fahrzeugs
c) Wiederholte Ermittlung einer Windrichtung und einer Windgeschwindigkeit im Gebiet, und
d) Bestimmung einer Regenmenge im Gebiet basierend auf den Ergebnissen der Schritte a), b) und c).

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Bestimmung einer Regenmenge in einem Gebiet zumindest ein Fahrzeug eingesetzt. Selbstverständlich können bevorzugt auch mehrere Fahrzeuge bei einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Als Fahrzeug kann dabei gemäß der Erfindung jedes Fahrzeug verwendet werden, das sich in dem Gebiet, in dem eine Regenmenge bestimmt werden soll, befindet, beispielsweise Autos und Lastkraftwagen. Das zumindest eine Fahrzeug kann dabei in Bewegung oder in Ruhe sein. Das Fahrzeug oder die Fahrzeuge bilden somit im Grunde mobile Messstationen für ein Geosensornetzwerk. Insbesondere in dicht besiedelten Gebieten stellen Fahrzeuge dabei besonders bevorzugte Messstationen für Geosensornetzwerke dar, da sie dort in hoher Dichte zur Verfügung stehen. Dabei wird in Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wiederholt ein Wassermengenzuwachs auf einer Scheibe des zumindest einen Fahrzeugs ermittelt. Ein Wassermengenzuwachs ist dabei eine Größe, mit der eine Wassermasse beschrieben wird, die in einer bestimmten Zeit auf eine bestimmte Fläche trifft. Mit dem Begriff Wassermengenzuwachs wird dabei selbstverständlich erfindungsgemäß auch ein negativer Zuwachs und damit eine Wassermengenabnahme umfasst. Durch das wiederholte Ausführen der Ermittlung des Wassermengenzuwachses kann dabei beispielsweise zum einen ein möglicher Messfehler verkleinert und zum anderen eine breitere Datenbasis zur Ermittlung der Regenmenge bereitgestellt werden. Auch zeitliche Veränderungen des Wassermengenzuwachses, die insbesondere durch zeitliche Veränderungen der Regenmenge verursacht sein können, können dadurch ermittelt werden. Als Scheibe kann dabei bevorzugt eine Windschutzscheibe, selbstverständlich aber auch andere Scheiben wie beispielsweise eine Heckscheibe oder ein Sonnendach, verwendet werden. Als Wassermengenzuwachs wird somit dabei erfindungsgemäß insbesondere diejenige Menge an Wasser verstanden, die in einer bestimmten Zeit auf eine bestimmte Fläche, beispielsweise die Scheibe eines Fahrzeugs, trifft. Diese Messung stellt die Basis dar, um die aktuelle Regenmenge am derzeitigen Ort des Fahrzeugs zu bestimmen. Allerdings kann und wird sich der gemessene Wassermengenzuwachs von der Regenmenge unterscheiden, insbesondere wenn ein Wind weht und/oder das Fahrzeug in Bewegung ist. Selbstverständlich können auch unveränderliche Parameter, wie beispielsweise eine Neigung der Scheibe, als Faktoren den Wassermengenzuwachs auf der Scheibe beeinflussen. Um diese Faktoren zu berücksichtigen, werden in den Schritten b) und c) weitere Daten ermittelt. So wird in Schritt b) eine wiederholte Ermittlung einer Bewegungsrichtung, einer Bewegungsgeschwindigkeit und eines Fahrzeugorts des zumindest einen Fahrzeugs vorgenommen. Auch hier kann durch das wiederholte Ausführen der Ermittlungen der einzelnen Aspekte beispielsweise zum einen ein möglicher Messfehler verkleinert und zum anderen eine breitere Datenbasis zur Ermittlung der Regenmenge bereitgestellt werden bzw. eine zeitliche Entwicklung der Regenmenge ermittelt werden. Durch die Ermittlung des Ortes, beispielsweise durch Auswertung von GPS-Daten, kann die Position des Fahrzeugs im Gebiet bestimmt werden. Eine genaue Verortung der durch das Fahrzeug ermittelten Daten und der daraus bestimmten Regenmenge kann dadurch vorgenommen werden. Wie oben bereits beschrieben hat eine Bewegung des Fahrzeugs einen Einfluss auf den Wassermengenzuwachs auf der Scheibe des Fahrzeugs. So wird beispielsweise bei gleicher Regenmenge ein schnelleres Fahrzeug einen größeren Wassermengenzuwachs auf seiner Scheibe detektieren als ein langsamer fahrendes oder gar stehendes Fahrzeug. Durch eine Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs kann dies bei der Bestimmung der Regenmenge in Schritt d) berücksichtig werden. Ferner kann, wie oben beschrieben, auch eine Windgeschwindigkeit und Windrichtung einen Einfluss auf den Wassermengenzuwachs auf der Scheibe des Fahrzeugs haben. So wird bei gleicher Regenmenge beispielsweise ein Wind, der dem Fahrzeug entgegenweht, den Wassermengenzuwachs auf der Scheibe erhöhen, wohingegen ein dazu entgegengesetzter Wind den ermittelten Wassermengenzuwachs verringern kann. Insbesondere bei einem sich bewegenden Fahrzeug können sich die Effekte der Fahrzeugbewegung und des Windes darüber hinaus noch gegenseitig beeinflussen. All diese Einflüsse können somit durch eine Ermittlung der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung bei der Bestimmung der Regenmenge in Schritt d) berücksichtig werden. In Schritt d) werden die Ergebnisse der Schritte a), b) und c) verwendet, um eine Regenmenge im Gebiet zu bestimmen. Dabei kann insbesondere der in Schritt a) gemessene Wassermengenzuwachs durch die in Schritt b) und c) ermittelten Werte für Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung des Fahrzeugs sowie Windgeschwindigkeit und -richtung korrigiert werden. Durch das wiederholte Durchführen der Schritte a), b) und c) kann dabei insbesondere sichergestellt werden, dass genügend Einzelmessungen vorhanden sind, um die Regenmenge mit einer ausreichenden Genauigkeit zu bestimmen bzw. um eine zeitliche Entwicklung der Regenmenge ermitteln zu können. Durch die Bestimmung des Fahrzeugorts in Schritt b) kann es ferner insbesondere ermöglicht werden, die in Schritt d) ermittelte Regenmenge im Gebiet zu verorten. So kann beispielsweise bei nur einem sich bewegenden Fahrzeug im Gebiet bereits die Regenmenge entlang des Fahrwegs des Fahrzeugs ermittelt werden. Bevorzugt werden jedoch die Daten durch mehrere Fahrzeuge ermittelt. In diesem Fall kann, insbesondere in einem dicht befahrenen Gebiet, eine besonders hochauflösende Bestimmung der Regenmenge ermöglicht werden. Da ferner für Schritt d) die Ergebnisse der Schritte a), b) und c) bevorzugt sofort nach der jeweiligen Ermittlung vorliegen, kann auch eine zeitnahe Bestimmung der Regenmenge ermöglicht werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht es somit auf eine besonders einfache Art und Weise, in einem Gebiet eine Regenmenge mit hoher zeitlicher und örtlicher Genauigkeit zu bestimmen.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt a) für die Ermittlung des Wassermengenzuwaches ein optischer Regensensor des Fahrzeugs verwendet wird. Moderne Fahrzeuge sind oftmals bereits mit Regensensoren ausgestattet. Dies ermöglicht beispielsweise, eine Frequenz eines Scheibenwischers automatisch an eine Regenintensität anzupassen. Derartige Regensensoren basieren dabei zumeist auf optischen Methoden. Durch die Verwendung eines derartigen, im Fahrzeug bereits vorhandenen, Regensensors können zusätzliche, nur für eine Ermittlung eines Wassermengenzuwachses vorgesehene Sensoren, vermieden werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann somit noch einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden.
In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass in Schritt a) für die Ermittlung des Wassermengenzuwachses Signale des optischen Regensensors integriert werden. Bekannte Regensensoren messen beispielsweise eine vom Wasser des Regens benetzte Fläche im Verhältnis zur gesamten Sensorfläche. Dieses Signal ist jedoch zur Ermittlung des Wassermengenzuwachses nicht direkt verwendbar, da es abbildet, wie nass die Scheibe zu einem gegebenen Zeitpunkt ist, nicht jedoch, wie viel Wasser in einem Zeitabschnitt auf die Scheibe trifft. Durch eine Integration der Sensorsignale bzw. eine Auswertung der Sensorsignale, die zumindest einen Integrationsschritt umfasst, ist es jedoch möglich, diejenige Menge an Wasser auf der Scheibe zu ermitteln, die in einem Zeitabschnitt hinzukommt, und somit den Wassermengenzuwachs zu bestimmen. So kann beispielsweise ein derartiger optischer Regensensor zwei Photodioden aufweisen, mit denen ein Auftreffen von Regentropfen auf eine Sensorfläche detektiert werden kann. Eine Differenz der Sensorsignale, die insbesondere beispielsweise als Zeitsignale ausgebildet sein können, bildet dabei zumindest im Wesentlichen die Menge an Wasser ab, die durch den oder die jeweiligen Tropfen auf die Scheibe gelangt. Eine Integration dieser Differenz bei einem Auftreffen von mehreren Tropfen, beispielsweise näherungsweise durchgeführt durch eine Summenbildung, entspricht daher zumindest im Wesentlichen einer Menge an Wasser, die durch diese Tropfen hinzukommt. Es hat sich dabei herausgestellt, dass oftmals ein monoton steigendes, teilweise sogar zumindest im Wesentlichen lineares Anwachsen, einer Menge an Wasser in einem Zeitabschnitt, der beispielsweise durch zwei Bewegungen eines Scheibenwischers begrenzt ist, vorliegt. Eine Steigung dieses Anwachsens, welche direkt mit dem Wassermengenzuwachs auf der Scheibe verknüpft ist, kann in diesem Fall somit besonders einfach ermittelt werden, wobei das Anwachsen durch eine Integration der Sensordaten bestimmbar ist. Durch eine Integration der Signale des optischen Regensensors ist es somit möglich, auch basierend auf den vorhandenen Signalen des bereits verbauten Regensensors ein Wassermengenzuwachs auf der Scheibe zu ermitteln. Eine aufwändige Generierung von Signalen extra für die Wassermengenzuwachsermittlung und/oder eine kostenintensive Neukonzeption des Regensensors kann so vermieden werden.
Ferner kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass in Schritt c) wenigstens ein Sensor, insbesondere eine Kamera, des zumindest einen Fahrzeugs und/oder die Ergebnisse der Schritte a) und b) für die Ermittlung der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit verwendet werden. Wie oben bereits beschrieben ist die Berücksichtigung des Windes hinsichtlich seiner Richtung und Geschwindigkeit notwendig, um die Regenmenge mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Gemäß einer ersten Möglichkeit können die dafür nötigen Daten direkt im Fahrzeug ermittelt werden. Dafür kann beispielsweise ein im Fahrzeug verbauter Sensor verwendet werden, um Richtung und Geschwindigkeit des Windes zu ermitteln. Bevorzugt kann dabei eine Kamera als Sensor verwendet werden. Durch die Kamera können beispielsweise Regentropfen erkannt und deren Bewegung verfolgt werden. Aus dieser Bewegung der Regentropfen kann dann wiederum die Windrichtung bzw. -geschwindigkeit ermittelt werden. Selbstverständlich können auch andere Sensoren, die beispielsweise überströmte, insbesondere beheizbare Messfühler aufweisen, zur Ermittlung der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können auch der ermittelte Wassermengenzuwachs auf der Scheibe und die Bewegungsgeschwindigkeit und - richtung des Fahrzeugs zur Ermittlung der Winddaten verwendet werden. Wenn das Fahrzeug sich bewegt, insbesondere beispielsweise auf einer kurvigen Straße, ändert es ständig seine Orientierung relativ zum Wind. Änderungen, insbesondere mit einer Fahrzeugbewegung korrelierte Änderungen, der ermittelten Wassermasse können daher verwendet werden, um eine Windrichtung bzw. -geschwindigkeit zu ermitteln. Daneben ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren selbstverständlich auch möglich, den im Gebiet vorherrschenden Wind als konstant anzunehmen, insbesondere auch mit einer Windgeschwindigkeit von 0 km/h. Insgesamt kann es dadurch ermöglicht werden, sämtliche zur Bestimmung der Regenmenge nötigen Daten, im Fahrzeug selbst zu generieren.
In einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass die vom zumindest einen Fahrzeug in den Schritten a), b) und c) ermittelten Daten in Schritt d) verwendet werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des zumindest einen Fahrzeugs größer ist als eine Grenzgeschwindigkeit, insbesondere größer ist als circa 40 km/h. Je langsamer ein Fahrzeug in dem Gebiet unterwegs ist, desto größer ist zumeist ein Einfluss eines Windes auf den ermittelten Wassermengenzuwachs. Dies kann insbesondere darauf zurückgeführt werden, dass bei einer im Vergleich zum Wind langsamen Bewegung des Fahrzeugs der Einfluss der Windrichtung und -geschwindigkeit auf den Regen und damit auf den Wassermengenzuwachs im Wesentlichen dominiert bzw. nicht vernachlässigbar ist. Durch die Verwendung von Daten, die nur von schneller als eine Grenzgeschwindigkeit fahrenden Fahrzeugen ermittelt werden, kann daher ein Einfluss des Windes auf die in Schritt d) bestimmte Regenmenge vermieden oder zumindest verringert werden. Insbesondere bei als konstant angenommenen Windverhältnissen können dadurch Unsicherheiten bei der Bestimmung der Regenmenge verkleinert werden. Zusätzlich kann die Ermittlung der Windrichtung und -geschwindigkeit aus im Fahrzeug generierten Daten mit großen Unsicherheiten behaftet sein. Insbesondere bei einer Ermittlung basierend auf den Ergebnissen der Schritte a) und b) kann dies für sich langsam bewegende Fahrzeuge der Fall sein. Um eine Verbesserung der Genauigkeit bei der Ermittlung der Windrichtung und -geschwindigkeit in Schritt c) und folglich auch der Bestimmung der Regenmenge zu erreichen, kann es daher ebenfalls von Vorteil sein, nur Daten eines Fahrzeugs zu verwenden, das sich schneller als eine Grenzgeschwindigkeit bewegt. Bei einer angenommen durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von etwa 4 m/s hat sich dabei eine Grenzgeschwindigkeit von circa 40 km/h als besonders wirksam erwiesen. Dabei kann bei dieser Geschwindigkeit zum einen die Genauigkeit der Ermittlung der Windrichtung und -geschwindigkeit bzw. Bestimmung der Regenmenge deutlich erhöht werden, zum anderen ist die Grenzgeschwindigkeit noch niedrig genug, um vom Fahrzeug möglichst oft überschritten zu werden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner bevorzugt vorgesehen sein, dass in Schritt c) für die Ermittlung der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit eine fahrzeugexterne Datenquelle, insbesondere zumindest ein stationärer Windsensor, verwendet werden. Messgeräte, insbesondere stationäre Windsensoren, zur Ermittlung einer Richtung und einer Geschwindigkeit eines Windes, insbesondere mit hoher Genauigkeit, sind bekannt. Durch eine Verwendung einer derartigen fahrzeugexternen Datenquelle kann es somit ermöglicht werden, die Richtung und Geschwindigkeit des Windes am Fahrzeugort besonders einfach mit hoher Genauigkeit bereitzustellen. Insbesondere kann auch eine Komplexität der Bestimmung der Regenmenge, die insbesondere durch die Anzahl der zu ermittelnden Parameter bestimmt wird, durch die Verwendung von externen Winddaten als fixe Eingabeparameter gesenkt werden. Dabei können beispielsweise als fahrzeugexterne Datenquelle auch Winddaten eines Wetterdienstleisters eingesetzt werden. Durch die hohe Genauigkeit der Winddaten kann insgesamt somit besonders einfach eine Bestimmung der Regenmenge mit hoher Genauigkeit ermöglicht werden.
Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass Schritt d) in dem zumindest einen Fahrzeug ausgeführt wird. Insbesondere bei Ermittlung aller notwendigen Daten in den Schritten a), b) und c) kann dadurch eine rein fahrzeugbasierte Bestimmung der Regenmenge bereitgestellt werden. Eine Bestimmung der Regenmenge mit nur einem Fahrzeug, insbesondere auch in einem dünn besiedeltem Gebiet und/oder abseits von Straßen, kann dadurch bereitgestellt werden. Besonders vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für ein erfindungsgemäßes Verfahren können so geschaffen werden.
Besonders bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass Schritt d) in einer zentralen Recheneinheit außerhalb des zumindest einen Fahrzeugs durchgeführt wird. In einer derartigen zentralen Recheneinheit können insbesondere die ermittelten Daten vieler Fahrzeuge zusammengeführt und ausgewertet werden. Ein Geosensornetzwerk mit vielen mobilen Messstationen kann auf diese Weise besonders einfach geschaffen werden. Eine Bestimmung der Regenmenge ist dadurch nicht mehr nur auf den Fahrweg eines Fahrzeugs begrenzt, sondern kann bei entsprechender Anzahl der teilnehmenden Fahrzeuge das Gebiet flächendeckend und insbesondere mit hoher Auflösung und Genauigkeit abbilden. Eine besonders präzise und hochaufgelöste Karte einer Regenmenge in einem Gebiet kann dadurch geschaffen werden.
Ferner kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass die vom zumindest einen Fahrzeug in den Schritten a), b) und gegebenenfalls c) ermittelten Daten über ein mobiles Kommunikationsnetzwerk an die zentrale Recheneinheit übermittelt werden. Mobile Kommunikationsnetzwerke, beispielsweise ein Mobilfunknetz oder eine Funkverbindung, sind ein besonders einfaches Mittel, um Daten zwischen einem Sender und einem Empfänger auszutauschen. Insbesondere sind bereits in vielen Fahrzeugen Vorrichtungen vorhanden, die eine Nutzung eines derartigen mobilen Kommunikationsnetzwerks ermöglichen. Die Benutzung eines mobilen Kommunikationsnetzwerks stellt somit eine besonders einfache Art und Weise dar, Daten zwischen dem zumindest einen Fahrzeug und der zentralen Recheneinheit, insbesondere auch bidirektional, auszutauschen.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt d) eine Verkehrsdichte und/oder Fahrbahneigenschaften im Gebiet, insbesondere in einer Umgebung des Fahrzeugs, berücksichtigt wird. Insbesondere kann dadurch berücksichtigt werden, dass durch andere Verkehrsteilnehmer Wasser aufgewirbelt und beispielsweise als Gischt von der Straße auf die Scheibe des zumindest einen Fahrzeugs gelangt. Dies geschieht umso stärker und häufiger, je höher die Verkehrsdichte im Gebiet, insbesondere in der Umgebung des Fahrzeugs, ist. Auch kann eine Menge der erzeugten Gischt von Fahrbahneigenschaften wie beispielsweise einem Fahrbahnbelag abhängen. Eine derartige Gischt trägt zwar zum ermittelten Wassermengenzuwachs, nicht jedoch zur Regenmenge bei und muss daher herausgerechnet werden. Daten über eine Verkehrsdichte können dabei beispielsweise durch eine Verkehrsüberwachung bereitgestellt werden, aber selbstverständlich auch beispielsweise aus einer Anzahl der am Verfahren teilnehmenden Fahrzeuge ermittelt werden. Fahrbahneigenschaften können beispielsweise aus Ortsdaten des Fahrzeugs durch einen Abgleich mit Karteninformationen gewonnen werden. Auch eine Ermittlung aus fahrzeugbasierten Sensordaten, beispielsweise einem Frontradar und/oder einer Kamera, ist zur Ermittlung der Verkehrsdichte und/oder von Fahrbahneigenschaften denkbar. Insgesamt kann durch die Berücksichtigung der Verkehrsdichte und/oder von Fahrbahneigenschaften somit eine Genauigkeit der bestimmten Regenmenge weiter verbessert werden.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass eine Information über die in Schritt d) bestimmte Regenmenge dem zumindest einen Fahrzeug und/oder einem Informationsempfänger zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dem Benutzer des zumindest einen Fahrzeugs die bestimmte Regenmenge im gesamten Gebiet zugänglich zu machen. Selbstverständlich kann für eine derartige Übermittlung der Information wieder ein mobiles Kommunikationsnetzwerk genutzt werden. Auch anderen Verkehrsteilnehmern, die nicht als mobile Messstation des Geosensornetzwerks am Verfahren teilnehmen, kann die Information zur Verfügung gestellt werden. Selbstverständlich kann auch beliebig anderen Informationsempfängern, beispielsweise einem Wetterdienstleister, die Information zur Verfügung gestellt werden. Eine möglichst breite Verteilung der Information über die bestimmte Regenmenge im Gebiet kann dadurch erreicht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur Bestimmung einer Regenmenge durch ein Geosensornetzwerk mit zumindest einem Fahrzeug. Ein erfindungsgemäßes System ist dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Ausführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßes System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den einzelnen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:

1 ein Fahrzeug, dass an der Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligt ist, und
2 ein Gebiet, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durch ein erfindungsgemäßes System ausgeführt wird.

1 zeigt ein Fahrzeug 30, das in einem Gebiet 20 unterwegs ist. Das Fahrzeug 30 bewegt sich mit einer Bewegungsgeschwindigkeit 35 in eine Bewegungsrichtung 34 auf einer Straße 22. Im Gebiet 20, insbesondere in einer Umgebung des Fahrzeugs 30, weht ein Wind mit einer Windgeschwindigkeit 41 aus einer Windrichtung 40 und es regnet eine Regenmenge 10. Der Regen trifft auf das Fahrzeug 30, insbesondere auf eine Scheibe 31 des Fahrzeugs. Auf dieser Scheibe 31 entsteht durch die Regenmenge 10 ein Wassermengenzuwachs 11, der insbesondere von der Regenmenge 10, von der Windrichtung 40 und -geschwindigkeit 41 sowie von der Bewegungsrichtung 34 und -geschwindigkeit 35 des Fahrzeugs 30 abhängt. Das abgebildete Fahrzeug 30 bildet eine mobile Messstation eines Geosensornetzwerks 21. Dieses Geosensornetzwerk 21 ist zum Sammeln der für eine Bestimmung der Regenmenge 10 nötigen Daten ausgebildet. So weist das Fahrzeug 30 beispielsweise einen Regensensor 32 auf. Dieser Regensensor 32 misst im Normalfall eine relative Nässe der Scheibe 31. Durch eine geeignete Aufbereitung der Messdaten des Regensensors 32, beispielsweise durch eine Integration, ist es möglich, den während eines Zeitabschnitts auf der Scheibe 31 entstehenden Wassermengenzuwachs 11 zu ermitteln. Ein möglicher Zeitabschnitt kann dabei beispielsweise der zeitliche Abstand zwischen zwei Wischbewegungen eines Scheibenwischers des Fahrzeugs 30 sein. Bewegungsrichtung 34 und -geschwindigkeit 35 stehen im Fahrzeug 30 als Daten automatisch zur Verfügung, ein Fahrzeugort 36 kann beispielsweise durch ein Navigationssignal, wie etwa GPS, bestimmt werden. Das abgebildete Fahrzeug 30 weist ferner einen Sensor 33 auf, der beispielsweise als eine Kamera ausgebildet ist. Durch diesen Sensor 33 ist es insbesondere möglich, die Windrichtung 40 und -geschwindigkeit 41 zu ermitteln, beispielsweise durch ein Nachverfolgen von Regentropfen. Insgesamt können somit durch das abgebildete Fahrzeug 30 sämtliche nötige Daten für eine Bestimmung der Regenmenge 10 erhoben werden. In einem derartigen Fahrzeug 30 ist daher auch eine völlig unabhängige Bestimmung der Regenmenge 10 ermöglicht.
2 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1 für eine Bestimmung einer Regenmenge 10 in einem Gebiet 20. In dem beispielhaften Gebiet 20 liegen mehrere Straßen 22, auf denen an verschiedenen Fahrzeugorten 36 Fahrzeuge 30 mit unterschiedlichen Bewegungsrichtungen 34 und -geschwindigkeiten 35 unterwegs sind. Fahrzeugorte 36, Bewegungsrichtungen 34 und -geschwindigkeiten 35 sind beispielhaft nur bei einem der Fahrzeuge 30 mit Bezugszeichen versehen. Ein Teil dieser Fahrzeuge 30 sind mobile Messstationen eines Geosensornetzwerks 21. Sie liefern in der gezeigten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1 Daten über einen Wassermengenzuwachs 11 (nicht mit abgebildet), sowie ihren Fahrzeugort 36, ihre Bewegungsrichtung 34 und -geschwindigkeit 35. Diese Daten werden über ein mobiles Kommunikationsnetzwerk 52 an eine zentrale Recheneinheit 50 gesendet. Informationen über eine Windrichtung 40 und -geschwindigkeit 41 werden durch die zentrale Recheneinheit 50 von einer fahrzeugexternen Datenquelle 51 bezogen. Eine derartige fahrzeugexterne Datenquelle 51 kann dabei beispielsweise ein stationärer Windsensor oder ein Wetterdienstleister sein. Durch eine derartige fahrzeugexterne Datenquelle 51 können dabei in der Regel die Windrichtung 40 und -geschwindigkeit 41 mit höherer Präzision ermittelt werden, als es durch Sensoren 33 (nicht mit abgebildet) in den Fahrzeugen 30 möglich wäre. Durch die hohe Anzahl an Fahrzeugen 30, die Teil des Geosensornetzwerks 21 sind, und die hohe Genauigkeit der Windrichtung 40 und -geschwindigkeit 41 ist es möglich, die Regenmenge 10 im Gebiet 20 zum einen mit hoher Genauigkeit und zum anderen auch mit hoher Auflösung zu bestimmen. Diese so bestimmte Regenmenge 10 kann dann wiederum Informationsabnehmern 53 zur Verfügung gestellt werden. Dies können beispielsweise die Fahrzeuge 30 des Geosensornetzwerks 21 sein, aber selbstverständlich auch andere Fahrzeuge 30, die nicht Teil des Geosensornetzwerks 21 sind. Hierfür kann wiederum das mobile Kommunikationsnetzwerk 52 verwendet werden. Darüber hinaus ist natürlich auch eine Weitergabe der so bestimmten Regenmenge an andere Informationsabnehmer 53, beispielsweise an Wetterdienstleister, denkbar.
Bezugszeichenliste

1: System
10: Regenmenge
11: Wassermengenzwachs
20: Gebiet
21: Geosensornetzwerk
22: Straße
30: Fahrzeug
31: Scheibe
32: Regensensor
33: Sensor
34: Bewegungsrichtung
35: Bewegungsgeschwindigkeit
36: Fahrzeugort
40: Windrichtung
41: Windgeschwindigkeit
50: Zentrale Recheneinheit
51: fahrzeugexterne Datenquelle
52: Mobiles Kommunikationsnetzwerk
53: Informationsabnehmer

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Regenmenge (10) in einem Gebiet (20) durch ein Geosensornetzwerk (21) mit zumindest einem Fahrzeug (30), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Wiederholte Ermittlung eines Wassermengenzuwachses (11) auf einer Scheibe (30) des zumindest einen Fahrzeugs (30) im Gebiet (20), b) Wiederholte Ermittlung einer Bewegungsrichtung (34), einer Bewegungsgeschwindigkeit (35) und eines Fahrzeugorts (36) des zumindest einen Fahrzeugs (30), c) Wiederholte Ermittlung einer Windrichtung (40) und einer Windgeschwindigkeit (41) im Gebiet (20), und d) Bestimmung einer Regenmenge (10) im Gebiet (20) basierend auf den Ergebnissen der Schritte a), b) und c).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) für die Ermittlung des Wassermengenzuwachses (11) ein optischer Regensensor (32) des Fahrzeugs (30) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) für die Ermittlung des Wassermengenzuwachses (11) Signale des optischen Regensensors (32) integriert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) wenigstens ein Sensor (33), insbesondere eine Kamera, des zumindest einen Fahrzeugs (30) und/oder die Ergebnisse der Schritte a) und b) für die Ermittlung der Windrichtung (40) und der Windgeschwindigkeit (41) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zumindest einen Fahrzeug (30) in den Schritten a), b) und c) ermittelten Daten in Schritt d) verwendet werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit (35) des zumindest einen Fahrzeugs (30) größer ist als eine Grenzgeschwindigkeit, insbesondere größer ist als circa 40 km/h.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) für die Ermittlung der Windrichtung (40) und der Windgeschwindigkeit (41) eine fahrzeugexterne Datenquelle (51), insbesondere zumindest ein stationärer Windsensor, verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) in dem zumindest einen Fahrzeug (30) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) in einer zentralen Recheneinheit (50) außerhalb des zumindest einen Fahrzeugs (30) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zumindest einen Fahrzeug (30) in den Schritten a), b) und gegebenenfalls c) ermittelten Daten über ein mobiles Kommunikationsnetzwerk (52) an die zentrale Recheneinheit (50) übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) eine Verkehrsdichte und/oder Fahrbahneigenschaften im Gebiet (20), insbesondere in einer Umgebung des Fahrzeugs (30), berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über die in Schritt d) bestimmte Regenmenge (10) dem zumindest einen Fahrzeug (30) und/oder einem Informationsempfänger (53) zur Verfügung gestellt wird.
System (1) zur Bestimmung einer Regenmenge (10) in einem Gebiet (20) durch ein Geosensornetzwerk (21) mit zumindest einem Fahrzeug (30), dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.