WO2016045851A1 - Verfahren und vorrichtung zum überwachen eines verkehrsraums - Google Patents

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WO2016045851A1
WO2016045851A1 PCT/EP2015/067959 EP2015067959W WO2016045851A1 WO 2016045851 A1 WO2016045851 A1 WO 2016045851A1 EP 2015067959 W EP2015067959 W EP 2015067959W WO 2016045851 A1 WO2016045851 A1 WO 2016045851A1
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WO
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information
road user
traffic
vehicle
motion vector
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/067959
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Galbas
Folko Flehmig
Alberto Ranninger Hernandez
Miguel Angel Granda Trigo
Felipe Fernandez Hernandez
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US15/512,866 priority patent/US20170287332A1/en
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
    • G08G1/163—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication involving continuous checking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring a traffic space, to a corresponding device and to a
  • a future position of a road user can be predicted when a current position of the road user is known and where he is known to move. If the future position is in a dangerous area, the road user can be warned before reaching the dangerous area. This has the
  • a method for monitoring a traffic space comprising the following steps:
  • Traffic space represents; and providing a warning signal based on a result of the adjustment.
  • a traffic space may be understood as a public space intended to be used by motor vehicles, powered vehicles, and pedestrians.
  • the traffic area may include roads, cycle paths, sidewalks and squares.
  • the traffic area may include roads, cycle paths, sidewalks and squares.
  • Traffic space comprises traffic-calmed zones.
  • the traffic space in an environment of a particular road user can be monitored.
  • a road user may be a pedestrian, a cyclist, a rider, a car, a truck, or the like.
  • Position information may be an absolute position of the
  • the position information may represent a relative position between two road users.
  • a motion vector may include speed information or its derivatives and / or direction information.
  • a future position may be one, after one
  • the future position can be extrapolated.
  • the future position can be estimated with a probability.
  • the future position may be an area within which the road user is likely to reside.
  • Hazard information can be a present momentary danger in certain places or areas of the traffic area.
  • the danger can be statistical. Accidents may have happened in the past in the past. The danger can be up-to-date, because another, especially stronger
  • a warning signal can trigger a warning for the road user.
  • the method may include a step of determining the hazard information by determining the hazard information using another future position of at least one other road user.
  • the hazard information can currently be determined.
  • the hazard information can be the actual danger for the
  • Hazard information represents a lesser hazard when a large hazard
  • the position information and / or the motion vector can via a
  • Interface to a navigation unit of a mobile device can be read.
  • the method presented here can be implemented as an application on a mobile phone. This can lead to a large number of participants to a high information density.
  • Motion vector can also be via an interface to at least one
  • the method may include a step of verifying the position information and / or the motion vector.
  • the position information and / or the motion vector is verified using an independently detected position and / or movement of the road user.
  • the road user can be detected at least twice independently.
  • the warning signal can be sent via an interface to a mobile device of the
  • the warning signal can be output via a human-machine interface of the mobile device. For example, a beep may be issued if there is a hazard to the road user.
  • the alert signal may also be sent to a mobile device in the vicinity of the road user to warn another road user.
  • the warning signal may be configured to restrict at least one function of the mobile device while the road user is within the dangerous area. As a result, the attention of the road user can be directed to the road.
  • a route suggestion for avoiding the dangerous area can be provided. For example, an alternative route may be less traveled. As a result, a traffic event can be equalized.
  • a device for monitoring a traffic space wherein the device has the following features: a device for reading in a position information and / or a motion vector of a road user within the vehicle
  • Transport Area means for determining a future position of the
  • Hazard information the hazard information representing at least one hazardous area of the traffic space; and means for providing a warning signal based on a result of the adjustment.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • Fig. 1 is a block diagram of an apparatus for monitoring a
  • Fig. 2 is a representation of several road users in one
  • Embodiment of the present invention is monitored
  • FIG. 3 is an illustration of a traffic space monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a reference diagram of the components of a system for
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for monitoring a
  • FIG. 7 shows an illustration of a method sequence of a method for monitoring a traffic space according to an embodiment of the present invention.
  • the device 100 comprises a device 102 for reading, a device 104 for determining, a device 106 for matching and a device 108 for providing.
  • the device 102 for reading is designed to provide position information 110 and, alternatively or in addition, a Motion vector 112 of a road user within the
  • the means 104 for determining is configured to determine a future position 114 of the road user within the traffic space using the position information 110 and, alternatively or in addition, the motion vector 112.
  • Means 106 is adapted to perform an alignment of the future position 114 with hazard information 116.
  • the hazard information 116 represents at least one dangerous area of the traffic area.
  • the provisioning means 108 is configured to be based on a result 118 of the adjustment
  • a first road user 200 is represented here by a vehicle 200.
  • a second road user 202 is represented here by a child 202. Both road users 200, 202 move within the traffic space 204. In this case, the vehicle 200 is traveling on a road and the child 202 is currently running in the area of a walkway. The child
  • the traffic area 204 here comprises exemplary infrastructure objects 206, 208, which are used in one exemplary embodiment of the method presented here to transmit information about an imminent danger to at least one of the road users 200, 202 to the road users 200, 202.
  • the vehicle 200 has a radio-based
  • Detection system 210 on.
  • a plurality of antennas 212 are installed in the vehicle 200, which can emit and receive electromagnetic signals 214. Since the antennas 212 are spatially distributed over the vehicle 200, a signal source 214 of the signal 214 can change from propagation time differences of a signal 214 received at a plurality of the antennas 212 relative to Vehicle 200 are calculated.
  • the detection system 210 is not limited to objects that are arranged within a direct line of sight to the vehicle 200. Due to the detection via radio waves 214, it is also possible to detect objects which are hidden.
  • the child 202 is equipped with a device 216, which is designed as a signal source 216.
  • a radio-frequency reflector 216 tuned to a frequency of the signal 214 is sewn into the clothing of the child 202.
  • the radio reflector 216 may be embodied as a detachable clip attached to the clothing of the child 202.
  • a cellular phone 216 of the child 202 may serve as the signal source 216.
  • the signal 214 is received by at least one antenna of the cellular phone 216, processed internally, and sent back to the antennas 212 of the vehicle 200 via the antenna.
  • the vehicle 200 further includes a global satellite navigation system 218. Via the satellite navigation system 218, a position of the vehicle 200 in the traffic space 204 can be determined with high accuracy. To the
  • the vehicle 200 has inertial sensors 220.
  • the position of the vehicle 200 may be fixed using dead reckoning even if the satellite navigation system 218 provides only limited positional accuracy. Since the position of the vehicle 200 within the traffic space 204 is known through the use of the satellite navigation system 218 and the inertial sensors 220, using the relative position of the child 202, an absolute position of the child 202 in the traffic space 204 can be determined. Thus, for example, in a digital map of the
  • the child 202 absolute position is located. This can be used to determine if the child 202 is running off the sidewalk towards the street or if the child 202 is running within a safe play area. In other words, a future position of the child 202 may be determined. This future location is aligned with hazardous areas of the traffic area 204 to increase the risk to the child 202 and / or the vehicle 200 detect.
  • the dangerous area is defined by a future position or lane of the vehicle 200. If the child 202 would continue to run and thereby the
  • the detection system 210 operates in a frequency range that allows a large range for capturing signal sources 216.
  • this frequency range is low frequency. If the signal source 216 is active, for example, a mobile phone, the signal source 216 sends, in addition to the signal 214, further information 222 in a different frequency range, which has a shorter range.
  • this frequency range is high-frequency.
  • Information 222 may be, for example, position information 110 and / or a motion vector 112 of the signal source 216.
  • the position information 110 and / or the motion vector 112 may be determined by inertial sensors 220 of the mobile telephone 216 and alternatively or additionally by a
  • Satellite navigation system 218 of the mobile phone 216 are detected.
  • the further information 222 is evaluated in the vehicle 200 in order to improve a monitoring accuracy of the traffic space 204.
  • the position information 110 and / or the motion vector 112 determined by the mobile phone 216 is compared with the position and / or movement of the child 202 as detected by the detection system 210. As a result, a detection accuracy of the entire system can be increased.
  • the infrastructure objects 206, 208 are configured to provide the infrastructure objects 206, 208 to provide the infrastructure objects 206, 208.
  • Infrastructure objects 206, 208 as well as between the vehicle 200 and the infrastructure objects 206, 208 are exchanged.
  • the signal sources 216 in conjunction with the detector 210 form a data network.
  • Current smartphones 216 can use dead reckoning using GPS 218, magnetic field sensors and / or acceleration sensors 220 to accurately determine the position of a pedestrian 202 and determine whether it is running, walking or standing.
  • a warning (sound, vibration) of the pedestrian 202 occurs when he tries to cross the road in a place with a high accident risk.
  • an alternative safer footpath is recommended that avoids accident foci.
  • the approach presented here enables active protection for endangered road users 200, 202, in particular pedestrians 202, cyclists and motorists 200, by means of a hybrid system with radio
  • microelectromechanical system sensors 220 An important traffic problem is evidenced by the statistics of road accident data: There is a high rate of deaths and injuries to pedestrians 202. This results in an increase in the interest of society
  • the main objective is the active protection of vulnerable road users 200, 202 through traffic collision avoidance, concentrating specifically on urban pedestrian accidents, with the maximum
  • Pedestrian speed is ten to five km / h.
  • Pedestrian collisions in the increasingly intense traffic environment take place on a daily basis. For example, in Sweden, 16 percent of all people killed in traffic are pedestrians. In the US, 11% of all people killed in traffic are pedestrians. In Germany it is 13%. In China it is up to 25%.
  • GNSS Navigation Satellite System
  • LPS Local Positioning System
  • RTLS Real-time Location System
  • the approach presented here enables possible detection, tracking and collision analysis of vulnerable road users 200, 202 in direct line-of-sight situations and in situations where the vulnerable road user 200, 202 is obscured by an object, with high range and high localization accuracy.
  • Road users 200, 202 may be identified and tracked in bad weather such as rain or snow or in low light conditions.
  • the use of active transponders 216 on the vulnerable road user 202 allows for greater detection range. This allows a precise identification of the type of vulnerable road users 202 possible.
  • Accurate further information 222 of the vulnerable road users 202, such as 6D accelerations, SD orientation can be transmitted. This results in increased adaptability, flexibility and robustness of the system in different traffic scenarios, vehicles 200 and vulnerable
  • a data fusion process enables a reliable and robust behavior of the system.
  • the complementary MEMS sensors 220 enhance the tracking of the vulnerable road users 202.
  • the optional use of a global satellite navigation system 218 by the vulnerable road user 202 increases availability,
  • Optional radio communications with traffic lights 206 increase the availability, reliability and robustness of the system.
  • the system is also able to independently without the help of information and
  • Communication technology infrastructure means to work.
  • the result is an improved risk assessment of collisions between vehicles 200 and weaker or vulnerable road users 202 through a data fusion approach.
  • Local positioning systems 210 with higher accuracy based on narrow band and ultra wide band technology can be used.
  • Road users 202 embedded radio frequency-based system presented under LOS (line-of-sight) and NLOS (not line-of-sight) conditions.
  • Road users 202 is performed in the vehicle 200 and is based on a radio frequency system.
  • the most important parameters are distance (range), horizontal angle (azimuth) and vertical angle (elevation).
  • Road users 202 are provided and transmitted, there is an improved positioning accuracy.
  • the vehicle state vector consisting of the speed, the
  • the future vehicle lane is estimated using the steering wheel position, the position of the turn signal, the road, and pavement restrictions.
  • the state of vulnerable road users 202 is evaluated within the vehicle 200 in consideration of the 6D acceleration, the SD orientation, the global satellite navigation system position. For example, pedestrian states such as standing, walking, running, sidewalk walking up and down can be detected.
  • Accelerometer 220 shocks of the foot can be detected and used to detect pedestrian gait 202.
  • Map information is used for navigation and for those involved
  • Improved alignment estimation and motion estimation of vulnerable road users 202 is achieved through supplemental data fusion of SD acceleration sensor 220, 3D gyroscope, 3D compass, pressure sensor, and global navigation satellite system 218 position.
  • the position estimation of vulnerable road users 202 may be enhanced using additional vehicle sensors such as video, radar, lidar ultrasound, or radio-ultrasound systems.
  • Profile information such as age, personal status, or obstruction of the vulnerable road user 202 may be communicated to the vehicle 200 to enhance the risk assessment and driver strategy.
  • Additional status information such as the physical condition or the likely degree of alcoholism of the endangered Road user 202 may contact the vehicle 200 for the
  • Context information about vulnerable road users 202 such as children near a school or extraordinary events may be attached to the vehicle
  • Contextual information about vehicle 200 and environment such as day-night state, traffic conditions, weather or the average number of
  • Pedestrians 202 in the roads 204 may be considered for the involved risk assessment.
  • the profile, condition and context of the vulnerable road users 202, the driver, the vehicle 200 and the environment may be used by data fusion to calculate the risk assessment and the actuation strategy.
  • Hierarchical and multi-level process information can be used to improve context-related functions. For example, you can
  • Primary information such as location, movement, time, identity, or secondary information such as spatial context, dynamic context, temporal context, physical context, or traffic context.
  • the system includes an electronically scanned antenna 212 and a local
  • Positioning system 210 based on narrowband and ultra-wideband radio frequency using technology based on the
  • Signal transit time and arrival angle. 3 shows an illustration of a system 300 for monitoring a
  • the system 300 has at least one vehicle module 302, at least one mobile module 304 and at least one infrastructure module 306.
  • the system 300 shown here corresponds essentially to that described in FIG. 2
  • Each of the modules 302, 304, 306 includes a first antenna 212 for a first frequency range and a second antenna 308 for a second frequency range.
  • the antennas 308, 212 are over a
  • Communication interface 310 and a controller unit 312 connected to the modules 302, 304, 306.
  • the vehicle module 302 includes a local position sensing system, a global satellite navigation system, a triaxial compass, a triaxial accelerometer, a three axis yaw rate sensor, a video camera, a radar transmitter and receiver, an RFID position sensing system, and a warning system. Furthermore, the vehicle module 302 includes a processor for merging and operating data. Warnings can be issued on a man-machine interface. The vehicle module can also have actuators in order to be able to intervene directly in a control of the vehicle.
  • the mobile module 304 has a transponder, a global one
  • Satellite navigation system Satellite navigation system, a three-axis compass, a three-axis accelerometer, a three-axis rotation rate sensor, an RFID position detection system, a warning system and a battery.
  • the infrastructure module 306 includes a position sensing system, a camera, a radar transmitter and receiver, an RFLD tag, and a warning system.
  • Road Traffic Participant is a modular distributed architecture with a local positioning system (LPS), microelectromechanical system (ME MS) sensors and a possible collaboration with a global one
  • LPS local positioning system
  • ME MS microelectromechanical system
  • a general modular distributed system 300 for performing the functions described herein may include the following units:
  • An identification module that recognizes and processes the static and dynamic information about vulnerable road users.
  • a local positioning module for example, based on 6 to 8.5 GHz ultra-wideband and a position tracking module, for example based on an extended Kalman filter or a particle filter.
  • Road users can be integrated with the following auxiliary units: an inertial measurement module, for example with a 3D microelectromechanical system (MEMS) of accelerometers and gyroscopes 3D.
  • An orientation module for example a 3D MEMS compass.
  • a global navigation satellite system (GNSS) module such as an A-GPS or multi-frequency Galileo, as well as a location and navigation module.
  • GNSS global navigation satellite system
  • system 300 In a more complex embodiment, the system 300
  • Distance sensors such as a multi-beam radar or LI DAR, mono or stereo video cameras in the visible, near infrared or far infrared and / or an RFID-based location system, for example based on passive or active integrated into the infrastructure anchor nodes.
  • the passive anchor nodes may be, for example, 13.56 MHz RF tags.
  • the system 300 includes a distributed
  • Processing unit that performs the appropriate data fusion process under Use of the special features adapted to the status and context of the actors involved (vehicles, pedestrians, infrastructure and environment).
  • An algorithm estimates the trajectories of the vehicle and the vulnerable road users involved and identifies critical situations. Participating vulnerable road users transmit by
  • Radio communication Data in terms of their nature, position, orientation and inertial state.
  • Visual and graphical warnings for example in a laser head-up display and / or sound warnings, can be output in the considered human machine interface of vehicles.
  • the horn is additionally activated in critical situations and an automatic full braking is optionally generated in borderline situations.
  • Augmented reality displays can be used to enhance the corresponding warnings. Sound and / or vibration warnings may also be carried out in the modules carried by the vulnerable road users.
  • Supplementary visual and audible alarms can be provided by signals or
  • Units of the involved roadside infrastructure can be generated especially in some critical traffic zones.
  • FIG. 4 shows a reference diagram of the components of a traffic space monitoring system 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the system 300 essentially corresponds to the system in FIGS. 2 and 3.
  • the modules 302, 304, 306 of the system are represented here by symbolic participants.
  • the vehicle module 302 has the largest link to the other modules 304, 306.
  • the vehicle module 302 communicates with the mobile module 304 via the local positioning system or detection system 210, via the further information 222 and the warning signals 120.
  • the vehicle module 302 communicates with the mobile module 304 in a risk management 400.
  • the infrastructure module 306 communicates via the warning signals with the
  • Vehicle module 302 and the mobile module 304 each access their own satellite navigation systems 218 and inertial sensors 220.
  • the vehicle module may also access a brake 402 of the vehicle to decelerate the vehicle.
  • An adaptive and robust hybrid method for identification, location and tracking is presented. This involves a risk assessment to reduce traffic accidents between vehicles and endangered ones
  • the involved risk assessment functions can be automatic
  • control actions 402. For example, a driver warning, a reduction 402 of a vehicle speed, a preparation of the mechanical brake 402, an automatic activation of the brake 402 and / or a haptic activation can take place. Likewise, a vulnerable road user by warnings 120 and warnings at the
  • Infrastructure 306 be warned. This procedure can also be used to historically and continuously monitor risk conditions of vulnerable road users in continuous improvement processes.
  • Fig. 5 shows intensity characteristics 500, 502 of two different ones
  • the intensity curves 500, 502 are in a diagram
  • the distance is symmetrical to a location of a transmitting antenna
  • the first intensity characteristic 500 represents a first signal in a first frequency band lower
  • the second intensity characteristic 502 represents a second signal in a second frequency band of higher frequency.
  • the signal intensity of the first signal 500 is significantly higher at the antenna 212 than the signal intensity of the second signal 502. Since both signals 500, 502 become exponentially weaker with increasing distance from the antenna, the second one falls short
  • Signal 502 a detectable intensity at a closer distance from the antenna 212, than the first signal 500.
  • the first signal 500 falls below the detectable intensity at a first distance 504 of 150 meters.
  • the second signal falls below the detectable intensity already at a second distance 506 of 50 meters.
  • the first signal 500 is in an embodiment in the narrow band and is used for information exchange and coarse position determination.
  • the second signal 502 is in one embodiment in ultra-wideband and is used for position determination.
  • the second signal 502 is used for transmission and reception in the driving path of the vehicle and / or the path of the vehicle.
  • a frequency split approach using two carrier frequencies is used for different purposes.
  • a first frequency 500 is an information frequency in narrow band.
  • a second frequency 502 is a positioning frequency in ultra wideband. The second frequency 502 is higher than the first frequency 500 and is in the
  • the first frequency 500 is lower than the second frequency 502 and is used in the permanent mode.
  • a wake-up mode or pulse mode is used when the information frequency signal is available. This can reduce interference problems in pulse mode and computational effort.
  • ultra-wideband (UWB) is used to implement the
  • a Rotman lens is disposed in the vehicle to provide a multi-beam antenna having different angular orientations with suitable gain and ultra-wideband capability.
  • two or more Rotman lenses are used to enable a complementary positioning method by arrival angle (AOA) or time of arrival (TOA).
  • AOA arrival angle
  • TOA time of arrival
  • the vulnerable road segments have radio frequency transmit and receive units for configuration, real-time information transfer, and location.
  • the road users assessed as being at risk are informed about an accident risk by the emission unit via a man-machine interface (HMI) such as a mobile phone.
  • HMI man-machine interface
  • a risk assessment is used with groups of vulnerable road users, for example, pedestrians are evaluated together near a traffic light or intersection.
  • the real-time location of vulnerable road users is dynamically categorized into "line of sight” and “no line of sight” to enhance identification, location, tracking, and the involved risk assessment function.
  • Radio frequency tracking of the affected user at risk It is possible to use a multiple frequency system adapted to the situation under consideration. Higher or lower carrier frequencies may be used to improve radio propagation and localization. The different behavior of the different frequency signals of a
  • Radio frequency emitter can be compared during a vehicle movement. Two different carrier frequencies can be used to compare runtime differences and to allow a plausibility check. Several radio wave propagation hypotheses can be considered for tracking the corresponding vulnerable road users. The properties of reflected signals can be analyzed because they behave differently than directly received signals.
  • the method 600 includes a step 602 of reading, a step 604 of determining, a step 606 of matching, and a step 608 of providing.
  • step 602 of reading in, position information and / or a motion vector of a road user within the Traffic space read.
  • step 604 of determining a future position of the road user within the traffic space is determined using the position information and / or the motion vector.
  • step 606 of matching the future position is matched with hazard information.
  • the hazard information represents at least one dangerous area of the traffic area.
  • a warning signal is provided based on a result of the adjustment.
  • the method includes a step of determining the hazard information.
  • the risk information is determined using a further future position of at least one other road user.
  • FIG. 7 shows an illustration of a method sequence of a method 600 for monitoring a traffic space according to an embodiment of the present invention.
  • an identification 700 of an object a position detection 702 of the object, a tracking 704 of the object, a communication 706 with the object, a data fusion 708, take place
  • Risk management 710 and a warning 712 via a man-machine interface are examples of risk management 710 and a warning 712 via a man-machine interface.
  • the method presented here enables a real-time tracking of vulnerable road users 202 taking into account a
  • Inertia measuring unit and / or an orientation measuring unit such as a combined 3D orientation or 3D gyro and 3D acceleration.
  • infrastructure radio receiver emitter units and other infrastructure sensors are used to collect information about vulnerable road users, vehicles and road conditions to inform about the risks over the radio. For example, you can This information can be used to activate a warning light at a traffic light or to be sent by radio to surrounding vehicles or vulnerable road users.
  • an optical and / or acoustic warning is supplied to the driver in the event of an accident risk. Further support through the ESP, such as brake preparation is possible when a possible driver reaction is braking. Active intervention such as braking and / or steering is possible to prevent and / or mitigate accidents.
  • an exemplary embodiment comprises an "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (600) zum Überwachen eines Verkehrsraums (204), wobei das Verfahren (600) einen Schritt (602) des Einlesens, einen Schritt (604) des Bestimmens, einen Schritt (606) des Abgleichens und einen Schritt (608) des Bereitstellens aufweist. Im Schritt (602) des Einlesens wird eine Positionsinformation (110) und/oder ein Bewegungsvektor (112) eines Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) innerhalb des Verkehrsraums (204) eingelesen. Im Schritt (604) des Bestimmens wird eine zukünftige Position (114) des Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) innerhalb des Verkehrsraums (204) unter Verwendung der Positionsinformation (110) und/oder des Bewegungsvektors (112) bestimmt. Im Schritt (606) des Abgleichens wird die zukünftige Position (114) mit einer Gefährdungsinformation (116) abgeglichen. Dabei repräsentiert die Gefährdungsinformation (116) zumindest einen gefährlichen Bereich des Verkehrsraums (204). Im Schritt (608) des Bereitstellens wird ein Warnsignal (120) basierend auf einem Ergebnis (118) des Abgleichs bereitgestellt.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Verkehrsraums Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen eines Verkehrsraums, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein
entsprechendes Computerprogramm.
Die DE 10 2008 049 824 AI beschreibt ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung. Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Überwachen eines Verkehrsraums, weiterhin eine Vorrichtung, dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Eine zukünftige Position eines Straßenverkehrsteilnehmers kann vorhergesagt werden, wenn eine aktuelle Position des Straßenverkehrsteilnehmers bekannt ist und bekannt ist, wohin er sich bewegt. Wenn die zukünftige Position in einem als gefährlich definierten Bereich liegt, kann der Straßenverkehrsteilnehmer gewarnt werden, bevor er den gefährlichen Bereich erreicht. Damit hat der
Straßenverkehrsteilnehmer Zeit, sein Verhalten anzupassen, um nicht in den gefährlichen Bereich zu gelangen. Optional kann der Straßenverkehrsteilnehmer dabei unterstützt werden, den gefährlichen Bereich zu vermeiden. Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines Verkehrsraums vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen einer Positionsinformation und/oder eines Bewegungsvektors eines Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des Verkehrsraums;
Bestimmen einer zukünftigen Position des Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des Verkehrsraums unter Verwendung der Positionsinformation und/oder des Bewegungsvektors;
Abgleichen der zukünftigen Position mit einer Gefährdungsinformation, wobei die Gefährdungsinformation zumindest einen gefährlichen Bereich des
Verkehrsraums repräsentiert; und Bereitstellen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis des Abgleichs.
Unter einem Verkehrsraum kann ein öffentlicher Raum verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, von Kraftfahrzeugen, muskelkraftbetriebenen Fahrzeugen und Fußgängern benutzt zu werden. Beispielsweise kann der Verkehrsraum Straßen, Radwege, Gehwege und Plätze umfassen. Ebenso kann der
Verkehrsraum verkehrsberuhigte Zonen umfassen. Insbesondere kann durch das hier vorgestellte Verfahren der Verkehrsraum in einem Umfeld eines bestimmten Verkehrsteilnehmers überwacht werden. Ein Straßenverkehrsteilnehmer kann ein Fußgänger, ein Fahrradfahrer, ein Reiter, ein Auto, ein Lastkraftwagen oder Ähnliches sein. Eine Positionsinformation kann eine absolute Position des
Straßenverkehrsteilnehmers in Bezug auf einen Referenzpunkt repräsentieren. Ebenso kann die Positionsinformation eine Relativposition zwischen zwei Straßenverkehrsteilnehmern repräsentieren. Ein Bewegungsvektor kann eine Geschwindigkeitsinformation beziehungsweise deren Ableitungen und/oder eine Richtungsinformation umfassen. Eine zukünftige Position kann eine, nach einem
Zeitschritt erwartete Position des Straßenverkehrsteilnehmers sein. Die zukünftige Position kann extrapoliert werden. Die zukünftige Position kann mit einer Wahrscheinlichkeit geschätzt werden. Die zukünftige Position kann ein Bereich sein, innerhalb dessen sich der Straßenverkehrsteilnehmer mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhalten wird. Eine Gefährdungsinformation kann eine momentane Gefahr an bestimmten Orten beziehungsweise Bereichen des Verkehrsraums repräsentieren. Die Gefahr kann beispielsweise statistisch sein. An dem Ort können in der Vergangenheit bereits Unfälle passiert sein. Die Gefahr kann auch aktuell sein, da ein anderer, insbesondere stärkerer
Straßenverkehrsteilnehmer in nächster Zukunft den betroffenen Ort passieren wird. Ein Warnsignal kann eine Warnung für den Straßenverkehrsteilnehmer auslösen.
Das Verfahren kann einen Schritt des Ermitteins der Gefährdungsinformation aufweisen, in dem die Gefährdungsinformation unter Verwendung einer weiteren zukünftigen Position zumindest eines weiteren Straßenverkehrsteilnehmers ermittelt wird. Die Gefährdungsinformation kann aktuell ermittelt werden. Damit kann die Gefährdungsinformation die tatsächliche Gefahr für den
Straßenverkehrsteilnehmer repräsentieren. Beispielsweise kann die
Gefährdungsinformation eine geringere Gefahr repräsentieren, wenn ein großer
Abstand zu einem Fahrzeug auf einer Straße besteht. Wenn das Fahrzeug den Abstand verringert, kann die Gefährdungsinformation unmittelbar aktualisiert werden. Die Positionsinformation und/oder der Bewegungsvektor kann über eine
Schnittstelle zu einer Navigationseinheit eines Mobilgeräts eingelesen werden. Das hier vorgestellte Verfahren kann als Applikation auf einem Mobiltelefon umgesetzt werden. Damit kann eine Vielzahl von Teilnehmern zu einer hohen Informationsdichte führen. Die Positionsinformation und/oder der
Bewegungsvektor kann auch über eine Schnittstelle zu zumindest einem
Mobilgerät aus dem Umkreis des Straßenverkehrsteilnehmers eingelesen werden. Dann kann ein Netzwerk zum Überwachen des Verkehrsraums ausgebildet werden. Das Verfahren kann einen Schritt des Verifizierens der Positionsinformation und/oder des Bewegungsvektors aufweisen. Dabei wird die Positionsinformation und/oder der Bewegungsvektor unter Verwendung einer unabhängig erfassten Position und/oder Bewegung des Straßenverkehrsteilnehmers verifiziert. Der Straßenverkehrsteilnehmer kann zumindest zweimal unabhängig voneinander erfasst werden. Die Positionsinformationen und/oder weisen eine geringe Abweichung zueinander auf, wenn sie am gleichen Verkehrsteilnehmer erfasst werden. Bei unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern ergibt sich eine geringere Übereinstimmung. Das Warnsignal kann über eine Schnittstelle zu einem Mobilgerät des
Straßenverkehrsteilnehmers bereitgestellt werden. Das Warnsignal kann über eine Mensch- Maschine-Schnittstelle des Mobilgeräts ausgegeben werden. Beispielsweise kann ein Signalton ausgegeben werden, wenn eine Gefährdung für den Straßenverkehrsteilnehmer besteht. Das Warnsignal kann auch an ein Mobilgerät in der Umgebung des Straßenverkehrsteilnehmers gesendet werden, um einen anderen Straßenverkehrsteilnehmer zu warnen.
Das Warnsignal kann dazu ausgebildet sein, zumindest eine Funktion des Mobilgeräts einzuschränken, während sich der Straßenverkehrsteilnehmer innerhalb des gefährlichen Bereichs befindet. Dadurch kann die Aufmerksamkeit des Straßenverkehrsteilnehmers auf den Straßenverkehr gelenkt werden.
Mit dem Warnsignal kann ein Routenvorschlag zum Vermeiden des gefährlichen Bereichs bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine alternative Route weniger stark befahren sein. Dadurch kann ein Verkehrsgeschehen entzerrt werden.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Überwachen eines Verkehrsraums vorgestellt, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Einlesen einer Positionsinformation und/oder eines Bewegungsvektors eines Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des
Verkehrsraums; eine Einrichtung zum Bestimmen einer zukünftigen Position des
Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des Verkehrsraums unter Verwendung der Positionsinformation und/oder des Beweg ungsvektors; eine Einrichtung zum Abgleichen der zukünftigen Position mit einer
Gefährdungsinformation, wobei die Gefährdungsinformation zumindest einen gefährlichen Bereich des Verkehrsraums repräsentiert; und eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis des Abgleichs.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Überwachen eines
Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Darstellung mehrerer Straßenverkehrsteilnehmer in einem
Verkehrsraum, der durch ein Verfahren zum Überwachen gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung überwacht wird;
Fig. 3 eine Darstellung eines Systems zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Bezugsdiagramm der Komponenten eines Systems zum
Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 Intensitäts- Entfernungskennlinien von zwei verschiedenen
Frequenzbändern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines
Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 eine Darstellung eines Verfahrensablaufs eines Verfahrens zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 weist eine Einrichtung 102 zum Einlesen, eine Einrichtung 104 zum Bestimmen, eine Einrichtung 106 zum Abgleichen und eine Einrichtung 108 zum Bereitstellen auf. Die Einrichtung 102 zum Einlesen ist dazu ausgebildet, eine Positionsinformation 110 und alternativ oder ergänzend einen Bewegungsvektor 112 eines Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des
Verkehrsraums einzulesen. Die Einrichtung 104 zum Bestimmen ist dazu ausgebildet, eine zukünftige Position 114 des Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des Verkehrsraums unter Verwendung der Positionsinformation 110 und alternativ oder ergänzend des Beweg ungsvektors 112 zu bestimmen. Die
Einrichtung 106 zum Abgleichen ist dazu ausgebildet, einen Abgleich der zukünftigen Position 114 mit einer Gefährdungsinformation 116 durchzuführen. Die Gefährdungsinformation 116 repräsentiert dabei zumindest einen gefährlichen Bereich des Verkehrsraums. Die Einrichtung 108 zum Bereitstellen ist dazu ausgebildet, basierend auf einem Ergebnis 118 des Abgleichs ein
Warnsignal 120 bereitzustellen.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung mehrerer Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 in einem Verkehrsraum 204, der durch ein Verfahren zum Überwachen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung überwacht wird. Ein erster Straßenverkehrsteilnehmer 200 ist hier durch ein Fahrzeug 200 repräsentiert. Ein zweiter Straßenverkehrsteilnehmer 202 ist hier durch ein Kind 202 repräsentiert. Beide Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 bewegen sich innerhalb des Verkehrsraums 204. Dabei fährt das Fahrzeug 200 auf einer Straße und das Kind 202 läuft momentan im Bereich eines Gehwegs. Das Kind
202 rennt jedoch in Richtung der Straße und damit besteht die Gefahr, dass das Kind 202 vor das fahrende Fahrzeug 200 geraten kann.
Der Verkehrsraum 204 umfasst hier beispielhafte Infrastrukturobjekte 206, 208, die in einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Verfahrens dazu verwendet werden, Informationen über eine drohende Gefahr für zumindest einen der Verkehrsteilnehmer 200, 202 an die Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 zu übermitteln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 200 ein funkbasiertes
Erfassungssystem 210 auf. Dazu sind im Fahrzeug 200 mehrere Antennen 212 verbaut, die elektromagnetische Signale 214 aussenden und empfangen können Da die Antennen 212 räumlich über das Fahrzeug 200 verteilt sind, kann aus Laufzeitunterschieden eines an mehreren der Antennen 212 empfangenen Signals 214 eine Position einer Signalquelle 216 des Signals 214 relativ zum Fahrzeug 200 errechnet werden. Das Erfassungssystem 210 ist dabei nicht auf Objekte beschränkt, die innerhalb einer direkten Sichtverbindung zum Fahrzeug 200 angeordnet sind. Aufgrund der Erfassung über Funkwellen 214 können auch Objekte erfasst werden, die verdeckt sind.
Hier ist das Kind 202 mit einem Gerät 216 ausgerüstet, das als Signalquelle 216 ausgebildet ist. Beispielsweise ist ein, auf eine Frequenz des Signals 214 abgestimmter Funkreflektor 216 in die Kleidung des Kinds 202 eingenäht.
Ebenso kann der Funkreflektor 216 als abnehmbarer Clip ausgeführt sein, der an der Kleidung des Kinds 202 befestigt ist.
Da Mobiltelefone sehr weite Verbreitung gefunden haben, kann ein Mobiltelefon 216 des Kinds 202 als Signalquelle 216 dienen. Hier wird das Signal 214 von zumindest einer Antenne des Mobiltelefons 216 empfangen, intern verarbeitet und über die Antenne zurück zu den Antennen 212 des Fahrzeugs 200 gesendet.
Das Fahrzeug 200 weist ferner ein globales Satellitennavigationssystem 218 auf. Über das Satellitennavigationssystem 218 kann eine Position des Fahrzeugs 200 im Verkehrsraum 204 mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden. Um die
Positionsbestimmung zu verbessern, weist das Fahrzeug 200 Trägheitssensoren 220 auf. Durch die Trägheitssensoren 220 kann die Position des Fahrzeugs 200 unter Verwendung von Koppelnavigation auch dann fixiert werden, wenn das Satellitennavigationssystem 218 nur eine eingeschränkte Positionsgenauigkeit bereitstellt. Da durch die Verwendung des Satellitennavigationssystems 218 und die Trägheitssensoren 220 die Position des Fahrzeugs 200 innerhalb des Verkehrsraums 204 bekannt ist, kann unter Verwendung der Relativposition des Kinds 202 eine absolute Position des Kinds 202 im Verkehrsraum 204 bestimmt werden. Somit kann also beispielsweise in einer digitalen Karte des
Verkehrsraums 204 die absolute Position des Kinds 202 lokalisiert werden. Damit kann bestimmt werden, ob das Kind 202 vom Gehweg in Richtung Straße rennt, oder ob das Kind 202 innerhalb eines sicheren Spielbereichs rennt. Mit anderen Worten kann eine zukünftige Position des Kinds 202 bestimmt werden. Diese zukünftige Position wird mit gefährlichen Bereichen des Verkehrsraums 204 abgeglichen, um eine Gefahr für das Kind 202 und/oder das Fahrzeug 200 zu erkennen. Hier ist der gefährliche Bereich durch eine zukünftige Position beziehungsweise einen wahrscheinlichen Fahrschlauch des Fahrzeugs 200 definiert. Wenn das Kind 202 weiter rennen würde und dadurch den
Fahrschlauch erreichen würde, besteht akut die Gefahr, dass das Kind 202 von dem Fahrzeug 200 erfasst wird. Diese Gefahr wird durch ein Warnsignal 120 an einen Fahrer des Fahrzeugs 200 gemeldet, damit der Fahrer auf die Gefahr reagieren kann.
In einem Ausführungsbeispiel arbeitet das Erfassungssystem 210 in einem Frequenzbereich, der eine große Reichweite zum Erfassen von Signalquellen 216 erlaubt. Insbesondere ist dieser Frequenzbereich niederfrequent. Wenn die Signalquelle 216 aktiv ist, also beispielsweise ein Mobiltelefon, sendet die Signalquelle 216 zusätzlich zu dem Signal 214 weitere Informationen 222 in einem anderen Frequenzbereich, der eine geringere Reichweite aufweist.
Insbesondere ist dieser Frequenzbereich hochfrequent. Die weiteren
Informationen 222 können beispielsweise eine Positionsinformation 110 und/oder ein Beweg ungsvektor 112 der Signalquelle 216 sein. Die Positionsinformation 110 und/oder der Beweg ungsvektor 112 können durch Trägheitssensoren 220 des Mobiltelefons 216 und alternativ oder ergänzend durch ein
Satellitennavigationssystem 218 des Mobiltelefons 216 erfasst werden.
Die weiteren Informationen 222 werden im Fahrzeug 200 ausgewertet, um eine Überwachungsgenauigkeit des Verkehrsraums 204 zu verbessern.
Beispielsweise wird die Positionsinformation 110 und/oder der Beweg ungsvektor 112, die durch das Mobiltelefon 216 ermittelt worden sind, mit der Position und/oder der Bewegung des Kinds 202, wie es durch das Erfassungssystem 210 erfasst worden ist, verglichen. Dadurch kann eine Erfassungsgenauigkeit des Gesamtsystems vergrößert werden.
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Infrastrukturobjekte 206, 208
Sendeeinheiten 216 und/oder Empfangseinheiten 216 für zumindest eines der Signale 214 der Erfassungseinheit 210 auf. Da die Infrastrukturobjekte 206, 208 unbeweglich sind, kann die Position des Fahrzeugs 200 aufgrund der ermittelten Relativposition des Fahrzeugs 200 zu den Infrastrukturobjekten 206, 208 mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden. Über die Sendeeinheiten 216 und/oder Empfangseinheiten 216 der Infrastruktur 206, 208 können ebenso weitere Informationen 222 ausgetauscht werden. Dabei können die
Informationen 222 zwischen beweglichen Signalquellen 216 und den
Infrastrukturobjekten 206, 208 ebenso wie zwischen dem Fahrzeug 200 und den Infrastrukturobjekten 206, 208 ausgetauscht werden. Mit anderen Worten bilden die Signalquellen 216 in Verbindung mit der Erfassungseinrichtung 210 ein Daten- Netzwerk aus.
In einem Ausführungsbeispiel wird der hier vorgestellte Ansatz unter
Verwendung einer App für Fußgängerschutz umgesetzt. Dabei wird ausgenutzt, dass aus Unfalldatenbanken (z. B. Gidas) und anderen Quellen Schwerpunkte für Fußgängerunfälle bekannt sind.
Aktuelle Smartphones 216 können mit Koppelnavigation unter Verwendung vom GPS 218, Magnetfeldsensoren und/oder Beschleunigungssensoren 220 die Position eines Fußgängers 202 genau bestimmen und ermitteln, ob dieser läuft, geht oder steht.
Über eine App erfolgt eine Warnung (Ton, Vibration) des Fußgängers 202, wenn er versucht die Fahrbahn an einer Stelle mit hohem Unfallrisiko zu überqueren.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein alternativer sicherer Fußweg empfohlen, der Unfallschwerpunkte vermeidet.
Wenn der Fußgänger eine Fahrbahn überquert, insbesondere an einem
Unfallschwerpunkt, werden keine Anrufe vom Smartphone 216 durchgestellt, die Musik wird ausgeschaltet und/oder Benutzung des Smartphones 216 wird generell gesperrt, um die Aufmerksamkeit des Fußgängers 202 zu steigern.
Mit anderen Worten ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz einen aktiven Schutz für gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202, insbesondere Fußgänger 202, Radfahrer und Autofahrer 200, durch ein Hybrid-System mit Radio
Multifrequenz Funk Kommunikation und Ortserkennung und/oder
mikroelektromechanischen Systemsensoren 220. Ein wichtiges Verkehrsproblem wird über die Statistik der Verkehrsunfalldaten belegt: Es gibt eine hohe Rate an Toten und Verletzte bei Fußgängern 202. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung des Interesses der Gesellschaft an
Fußgängerschutz.
Es gibt einen Trend bei der Vermeidung von Unfällen gefährdeter
Straßenverkehrsteilnehmer 202 zu aktiven Sicherheitssystemen und passiven Sicherheitssystemen für den Fußgängerschutz.
Das Hauptziel ist der aktive Schutz der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 durch Verkehrskollisionsvermeidung, dabei erfolgt eine Konzentration speziell auf Fußgängerunfälle in den Städten, wobei die maximale
Geschwindigkeit der Fahrzeuge 50 km/h beträgt, und die mittlere
Fußgängergeschwindigkeit bei zehn bis fünf km/h liegt.
Die Reduktion von Verkehrsunfällen mit ungeschützten Verkehrsteilnehmern 200, 202 ist ein wichtiges Ziel. Offizielle Zahlen für 2009 zeigen, dass jedes Jahr mehr als 400.000 Fußgänger 202 weltweit bei Verkehrsunfällen getötet werden.
Fußgänger-Kollisionen in der zunehmend intensiven Verkehrsumgebung finden auf einer täglichen Basis statt. Zum Beispiel sind in Schweden 16 Prozent aller im Straßenverkehr getöteten Personen Fußgänger. In den USA sind 11% aller im Straßenverkehr getöteten Personen Fußgänger. In Deutschland sind es 13%. In China sind es bis zu 25%.
Unfallstatistiken verdeutlichen außerdem immer wieder, dass in etwa bei 40 Prozent aller tödlichen Fußgängerunfälle der Fahrer 200 die Person 202 bis kurz vor dem Aufprall nicht sieht. Im Fall von Kindern 202 ist die Situation sogar noch dramatischer. Nach den Zahlen des deutschen Statistischen Bundesamts von 2006 liefen 48 Prozent der Unfallopfer im Alter zwischen sechs und 14 Jahren auf die Straße, ohne auf den Verkehr zu achten. 25 Prozent der Unfälle mit Kindern passieren, wenn sie plötzlich hinter einem Objekt auftauchen, das die Sicht behindert hat. Schutzsysteme, um Kollisionen zwischen Autos und gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmern zu vermeiden, können als Video-Systeme auf Basis von sichtbaren, nahen Infrarot oder fermem Infrarot, Mono-und Stereo-Video- Kameras, Radar-basierte Systeme, LIDAR (Light Detection and Ranging) und Laser- Entfernungs Messsysteme, Ultraschall-basierte Systeme, Global
Navigation Satellite System (GNSS) basierte Ansätze (z. B. Assisted GPS, Galileo, etc.), Local Positioning System (LPS) oder Echtzeit-Ortungssystem (RTLS) basierte Ansätze, RFID-Tag-basierte Systeme und UWB-basierte Systeme oder Positions-und Bewegungssensorsysteme klassifiziert werden.
Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine mögliche Erkennung, Verfolgung und Kollisionsanalyse von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 200, 202 in Situationen mit direktem Sichtkontakt und in Situationen, in der der gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 durch ein Objekt verdeckt ist, mit hoher Reichweite und hoher Lokalisierungsgenauigkeit. Die gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 können bei schlechtem Wetter, wie Regen oder Schnee oder bei schlechten Lichtverhältnissen erkannt, identifiziert und verfolgt werden. Die Verwendung aktiver Transponder 216 am gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 ermöglicht eine größere Reichweite bei der Erkennung. Dadurch ist eine genaue Identifizierung der Art der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 möglich. Präzise weitere Informationen 222 der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202, wie 6D-Beschleunigungen, SD- Orientierung können übertragen werden. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Anpassungsfähigkeit, Flexibilität und Robustheit des Systems bei verschiedenen Verkehrsszenarien, Fahrzeugen 200 und gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmern 202. Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine adaptive Funktionalität der aktiven Schutzsysteme auf Kontext, Status,
Verkehrsbedingungen und Profil des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202. Ein Datenfusionsprozess ermöglicht ein zuverlässiges und robustes Verhalten des Systems. Die komplementären MEMS-Sensoren 220 verbessern die Verfolgung der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202. Die optionale Verwendung eines globalen Satellitennavigationssystems 218 durch den gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 erhöht die Verfügbarkeit,
Zuverlässigkeit und Robustheit des entsprechenden Systems. Die optionale Kommunikation über Funk mit Ampeln 206 am Straßenrand erhöht die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit des Systems. Das System ist auch in der Lage, selbstständig ohne die Hilfe von Informations-und
Kommunikationstechnologie-Infrastruktur Mitteln zu arbeiten. Es ergibt sich eine verbesserte Risikoabschätzung von Kollisionen zwischen Fahrzeugen 200 und schwächeren beziehungsweise gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 202 durch einen Datenfusions-Ansatz. Es können lokale Positionierungssysteme 210 mit höherer Genauigkeit auf Basis von Schmalband- und Ultra-Wide-Band- Technologie verwendet werden.
Es wird ein System zur Echtzeit- Erkennung, Identifizierung, Lokalisierung und Verfolgung von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 200, 202 in der Region 204 von Interesse durch ein im Fahrzeug 200 und am gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmer 202 eingebettetes Radiofrequenz-basiertes System, unter LOS (Line-of-sight) und NLOS (nicht line-of-sight ) Bedingungen vorgestellt.
Die Relativposition zwischen dem Fahrzeug 200 und den gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmern 202 wird im Fahrzeug 200 durchgeführt und basiert auf einem Funkfrequenz-System. Die wichtigsten Parameter sind Abstand (Bereich), Horizontalwinkel (Azimut) und Vertikalwinkel (Elevation).
Durch die Kombination von funkfrequenzbasiertem lokalen
Positionierungssystem 210 und Positionsdaten, die von dem gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmer 202 zur Verfügung gestellt und übermittelt werden, ergibt sich eine verbesserte Ortungsgenauigkeit.
Der Fahrzeugzustandsvektor bestehend aus der Geschwindigkeit, der
Beschleunigung in sechs Raumrichtungen, der dreidimensionalen Ausrichtung, der Position vom globalen Satellitennavigationssystem 218, der Lenkradstellung und der Stellung des Blinkers wird bewertet.
Die zukünftige Fahrzeugbahn wird unter Verwendung der Lenkradstellung, der Stellung des Blinkers, der Straße und Einschränkungen durch den Bürgersteig geschätzt. Der Zustand von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 202 wird innerhalb des Fahrzeugs 200 unter Berücksichtigung der 6D-Beschleunigung, der SD- Orientierung, der globalen Satellitennavigationssystem-Position bewertet. Zum Beispiel können Fußgänger-Zustände wie stehen, gehen, laufen, Bürgersteig auf und ab gehen erkannt werden. Durch die Verwendung eines
Beschleunigungsmessers 220 können Stöße des Fußes erkannt werden und zur Erkennung von Gehweisen von Fußgängern 202 verwendet werden.
Die Positionsinformationen des Fahrzeugs 200 und des gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmers 202 aus dem Local Positioning System 210 und dem globalen Satellitennavigationssystem 218 sowie die passenden
Karteninformationen werden für die Navigation und für die beteiligte
Risikobewertung verwendet.
In unübersichtlichen Situationen kann eine Bewertung der globalen Merkmale von Gruppen gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 erreicht werden.
Eine verbesserte Ausrichtungsschätzung und Bewegungsschätzung gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 wird durch eine ergänzende Datenfusion von SD- Beschleunigungssensor 220, 3D-Gyroskop, 3D-Kompass, Drucksensor und der Position vom globalen Satellitennavigationssystem 218 erreicht. Diese
Information wird an das Fahrzeug 200 über Funk 214 übertragen.
Die Positionsschätzung gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 kann unter Verwendung zusätzlicher Fahrzeugsensoren wie Video-, Radar-, Lidar- Ultraschall- oder Radio-Ultraschallsystemen verbessert werden.
Profilinformationen wie Alter, persönlicher Status oder Behinderung des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202 können zur Verbesserung der Risikobewertung und Ansteuerungsstrategie an das Fahrzeug 200 übertragen werden.
Zusätzliche Statusinformationen, wie der körperliche Zustand oder der wahrscheinliche Alkoholisierungsgrad des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202 können an das Fahrzeug 200 für die
Verbesserung der Unfallrisiko-Auswertung übertragen werden.
Kontextinformationen über gefährdete Verkehrsteilnehmer 202, wie Kinder in der Nähe einer Schule oder außergewöhnliche Ereignisse können an das Fahrzeug
200 zur Verbesserung der Bewegungsvorhersage übertragen und in die
Risikobewertung einbezogen werden.
Kontext-Informationen über Fahrzeug 200 und Umwelt, wie Tag-Nacht-Zustand, Verkehrsbedingungen, Witterung oder die durchschnittliche Anzahl der
Fußgänger 202 in den Straßen 204 kann für die beteiligte Risikobewertung berücksichtigt werden.
Profil, Zustand und Kontext der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202, des Fahrers, des Fahrzeugs 200 und der Umwelt können durch Datenfusion verwendet werden, um die Risikoabschätzung und die Betätigungsstrategie zu berechnen.
Hierarchische und Multi- Level- Prozessinformationen können verwendet werden, um kontextbezogene Funktionen zu verbessern. Beispielsweise können
Primärinformationen, wie Lage, Bewegung, Zeit, Identität oder sekundäre Informationen, wie räumlicher Kontext, dynamischer Kontext, zeitlicher Kontext, physikalischer Zusammenhang oder Verkehrskontext verwendet werden. Das System umfasst eine elektronisch abgetastete Antenne 212 und ein lokales
Positionierungssystem 210 auf Basis von Schmalband-und Ultrabreitband- Funkfrequenz unter Verwendung von Technologie basierend auf der
Signallaufzeit und des Ankunftswinkels. Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Systems 300 zum Überwachen eines
Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 300 weist zumindest ein Fahrzeugmodul 302, zumindest ein mobiles Modul 304 und zumindest ein Infrastrukturmodul 306 auf. Das hier dargestellte System 300 entspricht im Wesentlichen den in Fig. 2 beschriebenen
Komponenten. Jedes der Module 302, 304, 306 weist eine erste Antenne 212 für einen ersten Frequenzbereich sowie eine zweite Antenne 308 für einen zweiten Frequenzbereich auf. Die Antennen 308, 212 sind über eine
Kommunikationsschnittstelle 310 und eine Controllereinheit 312 mit den Modulen 302, 304, 306 verbunden.
Das Fahrzeugmodul 302 weist ein lokales Positionserfassungssystem, ein globales Satelliten Navigationssystem, einen dreiachsigen Kompass, einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser, einen dreiachsigen Drehratensensor eine Videokamera, einen Radarsender und Empfänger, ein RFID- Positionserfassungssystem und ein Warnsystem auf. Weiterhin weist das Fahrzeugmodul 302 einen Prozessor zum Zusammenführen und der Arbeit von Daten auf. Warnungen können auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgegeben werden. Das Fahrzeugmodul kann ebenso Aktoren aufweisen, um unmittelbar in eine Steuerung des Fahrzeugs eingreifen zu können.
Das mobile Modul 304 weist einen Transponder, ein globales
Satellitennavigationssystem, einen dreiachsigen Kompass, einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser, einen dreiachsigen Drehratensensor, ein RFID- Positionserfassungssystem, ein Warnsystem sowie eine Batterie auf.
Das Infrastrukturmodul 306 weist ein Positionserfassungssystem, eine Kamera einen Radarsender und Empfänger, einen R Fl D-Tag sowie ein Warnsystem auf.
Der Kern des aktiven Schutzsystems 300 für gefährdete
Straßenverkehrsteilnehmer ist eine modulare verteilte Architektur mit einem lokalen Positioning System (LPS), mikroelektromechanischen System (ME MS) Sensoren und einer möglichen Zusammenarbeit mit einem globalen
Navigationssatellitensystem (GNSS). Das verwendete Multifrequenz System arbeitet im Schmalband und im Ultrabreitband, um eine Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen und gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern zu ermöglichen. Weiterhin kann über Radiofrequenz eine Zusammenarbeit mit der Straßeninfrastruktur umgesetzt werden, um die Komplexität und Vielfalt der beteiligten gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer-Szenarien zu bewältigen. Der Hauptvorteil des hier vorgestellten Ansatzes ist eine Erhöhung der Flexibilität, Zuverlässigkeit und Robustheit des entsprechenden aktiven Schutzsystems für gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer. Ein allgemeines modular verteiltes System 300 zur Durchführung der hier beschriebenen Funktionen kann die folgenden Einheiten umfassen:
Ein Identifikationsmodul, das die statische und dynamische Information über gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer erkennt und verarbeitet. Ein
Kommunikationsmodul, beispielsweise basierend auf dem
Kommunikationsstandard 802.11p. Ein lokales Positionierungsmodul, beispielsweise basierend auf 6 bis 8,5 GHz Ultrabreitband sowie ein Position- Tracking-Modul, beispielsweise basierend auf einem erweiterten Kaiman-Filter oder einem Partikelfilter.
Zur Verbesserung der Positionsschätzung der gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmer können die folgenden Hilfseinheiten integriert werden: Ein Trägheitsmessmodul, beispielsweise mit einem 3D- mikroelektromechanischen System (MEMS) aus Beschleunigungsmessern und Gyroskopen 3D. Ein Orientierungsmodul, beispielsweise ein 3D MEMS- Kompass. Ein globales Navigationssatelliten System (GNSS)-Modul, beispielsweise ein A-GPS oder Mehrfrequenz Galileo sowie eiin Standort- und Navigationsmodul.
In einem komplexeren Ausführungsbeispiel weist das System 300
Abstandssensoren, beispielsweise ein Mehrstrahl- Radar oder LI DAR, Mono- oder Stereo-Videokameras im sichtbaren, nahen Infrarot oder fernen Infrarot und/oder ein RFID-basiertes Ortungssystem, beispielsweise basierend auf passiven oder aktiven in die Infrastruktur integrierten Ankerknoten auf. Die passiven Ankerknoten können beispielsweise 13,56 MHz HF-Tags sein.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst das System 300 eine verteilte
Verarbeitungseinheit, die den entsprechenden Daten- Fusionsprozess unter Verwendung der besonderen Merkmale dem Status und Kontext der beteiligten Akteure (Fahrzeuge, Fußgänger, Infrastruktur und Umwelt) angepasst vornimmt. Ein Algorithmus schätzt die Trajektorien des Fahrzeugs und der beteiligten gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer und identifiziert kritische Situationen. Beteiligte gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer übertragen per
Funkkommunikation Daten hinsichtlich ihrer Art, Position, Orientierung und Trägheitszustand. Optische und grafische Warnungen, zum Beispiel in einem Laser Head-up-Display und/oder Sound-Warnungen können in dem betrachteten Human-Machine-Interface von Fahrzeugen ausgegeben werden. Die Hupe wird in kritischen Situationen zusätzlich aktiviert und optional wird in Grenzsituationen eine automatische Vollbremsung erzeugt. Augmented Reality Displays können verwendet werden, um die entsprechenden Warnhinweise zu verstärken. Schall- und/oder Vibrations-Warnungen können auch in den von den gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern getragenen Modulen ausgeführt werden.
Ergänzende optische und akustische Alarme können von Signalen oder
Einheiten der beteiligten Infrastruktur am Straßenrand vor allem in einigen kritischen Verkehrszonen erzeugt werden.
Fig. 4 zeigt ein Bezugsdiagramm der Komponenten eines Systems 300 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 300 entspricht im Wesentlichen dem System in den Figuren 2 und 3. Dabei sind die Module 302, 304, 306 des Systems hier durch symbolische Teilnehmer repräsentiert. Das Fahrzeugmodul 302 weist die größte Verknüpfung zu den anderen Modulen 304, 306 auf. Das Fahrzeugmodul 302 kommuniziert mit dem Mobilmodul 304 über das lokale Positionierungssystem beziehungsweise Erfassungssystem 210, über die weiteren Informationen 222 sowie die Warnsignale 120. Das Fahrzeugmodul 302 kommuniziert mit dem Mobilmodul 304 bei einem Risikomanagement 400. Das Infrastrukturmodul 306 kommuniziert über die Warnsignale mit dem
Fahrzeugmodul 302 sowie dem Mobilmodul 304. Das Fahrzeugmodul 302 sowie das Mobilmodul 304 greifen jeweils auf eigene Satellitennavigationssysteme 218 und Inertialsensoren 220 zu. Das Fahrzeugmodul kann ferner auf eine Bremse 402 des Fahrzeugs zugreifen, um das Fahrzeug zu verzögern. Es wird ein adaptives und robustes Hybrid-Verfahren zur Identifizierung, Ortung und Verfolgung vorgestellt. Dabei erfolgt eine Risikoabschätzung zur Reduktion von Verkehrsunfällen zwischen Fahrzeugen und gefährdeten
Straßenverkehrsteilnehmern bei Sichtlinie und nicht Sichtlinie Bedingungen. Die beteiligten Risikobewertungsfunktionen können automatische
Steuerungsaktionen 402 definieren. Beispielsweise kann eine Fahrerwarnung, eine Reduktion 402 einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Vorbereitung der mechanischen Bremse 402, eine automatische Aktivierung der Bremse 402 und/oder eine haptische Aktivierung erfolgen. Ebenso kann ein gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer durch Warnsignale 120 und Warnungen an der
Infrastruktur 306 gewarnt werden. Dieses Verfahren kann auch zur historischen und kontinuierlichen Überwachung von Risikobedingungen der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer in kontinuierlichen Verbesserungsprozessen verwendet werden.
Fig. 5 zeigt Intensitätskennlinien 500, 502 von zwei verschiedenen
Frequenzbändern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Die Intensitätskennlinien 500, 502 sind in einem Diagramm
aufgetragen, das auf seiner Abszisse eine Entfernung in Metern aufgetragen hat. Dabei ist die Entfernung symmetrisch zu einem Ort einer sendenden Antenne
212 aufgetragen. Auf der Ordinate ist eine erfassbare Signalintensität angetragen. Dabei ist die Signalintensität in beiden Frequenzbändern am Ort der Antenne 212 maximal und fällt mit steigender Entfernung von der Antenne 212 ab. Die Signalintensität fällt dabei exponentiell ab. Die erste Intensitätskennlinie 500 repräsentiert ein erstes Signal in einem ersten Frequenzband niedriger
Frequenz. Die zweite Intensitätskennlinie 502 repräsentiert ein zweites Signal in einem zweiten Frequenzband höherer Frequenz. Die Signalintensität des ersten Signals 500 ist an der Antenne 212 signifikant höher, als die Signalintensität des zweiten Signals 502. Da beide Signale 500, 502 mit zunehmender Entfernung von der Antenne exponentiell schwächer werden, unterschreitet das zweite
Signal 502 eine erfassbare Intensität in einem geringeren Abstand von der Antenne 212, als das erste Signal 500. In diesem Ausführungsbeispiel unterschreitet das erste Signal 500 die erfassbare Intensität in einer ersten Entfernung 504 von 150 Metern. Das zweite Signal unterschreitet die erfassbare Intensität bereits in einer zweiten Entfernung 506 von 50 Metern. Das erste Signal 500 liegt in einem Ausführungsbeispiel im Schmalband und wird zum Informationsaustausch und zur groben Positionsbestimmung genutzt. Das zweite Signal 502 liegt in einem Ausführungsbeispiel im Ultrabreitband und wird zur Positionsbestimmung genutzt. Das zweite Signal 502 wird zum Senden und Empfangen im Fahrpfad des Fahrzeugs und/oder dem Pfad des Fahrzeugs genutzt.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein Frequenzaufspaltungsansatz unter Verwendung von zwei Trägerfrequenzen für verschiedene Zwecke verwendet. Eine erste Frequenz 500 ist eine Informationsfrequenz in Schmalband. Eine zweite Frequenz 502 ist eine Positionierungsfrequenz in Ultrabreitband. Die zweite Frequenz 502 ist höher als die erste Frequenz 500 und wird im
Impulsmodus verwendet. Die erste Frequenz 500 ist niedriger als die zweite Frequenz 502 und wird im Permanent- Modus verwendet.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein-Wake up Modus oder Pulsmodus verwendet, wenn das Informationsfrequenz-Signal verfügbar ist. Dadurch können Interferenzprobleme bei Pulsmodus und Rechenaufwand reduziert werden.
In einer Ausführungsform wird Ultrabreitband (UWB) verwendet, um die
Reichweitengenauigkeit des lokalen Positionierungssystems zu verbessern, vor allem in Mehrwege-Übertragungsszenarien.
In einer Ausführungsform ist eine Rotman-Linse in dem Fahrzeug angeordnet, um eine Mehrfachstrahlantenne mit unterschiedlichen Winkelorientierungen mit einer geeigneten Verstärkung und Ultrabreitband- Fähigkeit bereitzustellen.
In einer Ausführungsform werden zwei oder mehrere Rotman-Linsen verwendet, um ein komplementäres Positionierungsverfahren durch Ankunftswinkel (AOA) oder Ankunftszeit (TOA) zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform haben die gefährdeten Straßenverkehrsteilneh Funkfrequenz Sende-und Empfangseinheit zur Konfiguration, Echtzeit- Informationsübertragung und Lokalisierung. In einer Ausführungsform werden die als gefährdet bewerteten Verkehrsteilnehmer über ein Unfallrisiko durch die Emissionseinheit über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) wie ein Handy informiert.
In einer Ausführungsform wird eine Risikobewertung mit Gruppen von gefährdeten Verkehrsteilnehmern eingesetzt, beispielsweise werden Fußgänger in der Nähe einer Ampel oder einer Kreuzung zusammen bewertet.
In einer Ausführungsform wird die Echtzeit-Lokalisierung von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern dynamisch in„mit Sichtverbindung" und„ohne Sichtverbindung" kategorisiert, um die Identifizierung, Ortung, Verfolgung und die beteiligte Risikobewertungsfunktion zu verbessern.
Im Falle einer vorübergehenden Funkfrequenz Okklusion eines gefährdeten Benutzers bietet das System noch andere Möglichkeiten der
Funkfrequenzverfolgung des betroffenen gefährdeten Benutzers. Es ist möglich, ein an die betrachtete Situation angepasstes Mehrfachfrequenzsystem zu verwenden. Höhere oder niedrigere Trägerfrequenzen können verwendet werden, um die Ausbreitung und Lokalisierung per Funk zu verbessern. Das unterschiedliche Verhalten der verschiedenen Frequenzsignale eines
Funkfrequenz Emitters kann während einer Fahrzeugbewegung verglichen werden. Zwei verschiedene Trägerfrequenzen können verwendet werden, um Laufzeitunterschiede zu vergleichen und eine Plausibilitätsprüfung zu ermöglichen. Mehrere Hypothesen zur Ausbreitung von Funkwellen können für die Verfolgung der entsprechenden gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer berücksichtigt werden. Die Eigenschaften reflektierter Signale können analysiert werden, da sie sich anders verhalten, als direkt empfangene Signale.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 600 weist einen Schritt 602 des Einlesens, einen Schritt 604 des Bestimmens, einen Schritt 606 des Abgleichens und einen Schritt 608 des Bereitstellens auf. Im Schritt 602 des Einlesens wird eine Positionsinformation und/oder ein Bewegungsvektor eines Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des Verkehrsraums eingelesen. Im Schritt 604 des Bestimmens wird eine zukünftige Position des Straßenverkehrsteilnehmers innerhalb des Verkehrsraums unter Verwendung der Positionsinformation und/oder des Beweg ungsvektors bestimmt. Im Schritt 606 des Abgleichens wird die zukünftige Position mit einer Gefährdungsinformation abgeglichen. Die Gefährdungsinformation repräsentiert dabei zumindest einen gefährlichen Bereich des Verkehrsraums. Im Schritt 608 des Bereitstellens wird ein Warnsignal basierend auf einem Ergebnis des Abgleichs bereitgestellt.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren einen Schritt des Ermitteins der Gefährdungsinformation auf. Dabei wird die Gefährdungsinformation unter Verwendung einer weiteren zukünftigen Position zumindest eines weiteren Straßenverkehrsteilnehmers ermittelt.
Fig. 7 zeigt eine Darstellung eines Verfahrensablaufs eines Verfahrens 600 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei erfolgt eine Identifizierung 700 eines Objekts, eine Positionserfassung 702 des Objekts, eine Verfolgung 704 des Objekts, eine Kommunikation 706 mit dem Objekt, eine Datenfusion 708, ein
Risikomanagement 710 und eine Warnung 712 über eine Mensch- Maschine- Schnittstelle.
Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht ein Echtzeittracking gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 unter Berücksichtigung einer
Trägheitsmesseinheit und/oder einer Orientierungsmesseinheit, wie eine kombinierte 3D-Orientierung oder 3D-Gyro und 3D-Beschleunigung.
Bei einer weiteren Anwendung des hier vorgestellten Ansatzes werden in die Infrastruktur eingebettete Systeme zur Erkennung und Warnung der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer verwendet.
In einer Ausführungsform werden Infrastruktur- Funkempfänger- Emitter- Einheiten und andere Infrastruktur Sensoren zum Sammeln von Informationen über gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer, Fahrzeuge und Straßenzustand verwendet, um über Funk über die Risiken zu informieren. Zum Beispiel können diese Informationen verwendet werden, um eine Warnlampe an einer Ampel zu aktivieren, oder um über Funk zu umliegenden Fahrzeugen oder gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer gesendet zu werden.
In einer Ausführungsform wird dem Fahrer im Falle eines Unfallrisikos eine optische und/oder akustische Warnung zugeführt. Weitere Unterstützung durch das ESP, wie Bremsvorbereitung ist möglich, wenn eine mögliche Fahrerreaktion Bremsen ist. Eine aktive Intervention, wie Bremsen und/oder Lenken ist möglich, um Unfälle zu verhindern und/oder abzuschwächen.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"- Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (600) zum Überwachen eines Verkehrsraums (204), wobei das Verfahren (600) die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen (602) einer Positionsinformation (110) und/oder eines
Bewegungsvektors (112) eines Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) innerhalb des Verkehrsraums (204);
Bestimmen (604) einer zukünftigen Position (114) des
Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) innerhalb des Verkehrsraums (204) unter Verwendung der Positionsinformation (110) und/oder des Bewegungsvektors (112);
Abgleichen (606) der zukünftigen Position (114) mit einer
Gefährdungsinformation (116), wobei die Gefährdungsinformation (116) zumindest einen gefährlichen Bereich des Verkehrsraums (204) repräsentiert; und
Bereitstellen (608) eines Warnsignals (120) basierend auf einem
Ergebnis (118) des Abgleichs.
2. Verfahren (600) gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt des Ermitteins der Gefährdungsinformation (116), wobei die Gefährdungsinformation (116) unter Verwendung einer weiteren zukünftigen Position (114) zumindest eines weiteren Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) ermittelt wird.
3. Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (602) des Einlesens die Positionsinformation (110) und/oder der Bewegungsvektor (112) über eine Schnittstelle zu einer Navigationseinheit (218) eines Mobilgeräts (216) eingelesen wird. Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Verifizierens der Positionsinformation (110) und/oder des Bewegungsvektors (112) unter Verwendung einer unabhängig erfassten Position und/oder einer Bewegung des
Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202).
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (608) des Bereitstellens das Warnsignal (120) über eine Schnittstelle zu einem Mobilgerät (116) des Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) bereitgestellt wird.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 5, bei dem das Warnsignal (120) ausgebildet ist, zumindest eine Funktion des Mobilgeräts (216) einzuschränken, während sich der Straßenverkehrsteilnehmer (200, 202) innerhalb des gefährlichen Bereichs befindet.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (608) des Bereitstellens mit dem Warnsignal (120) ein Routenvorschlag zum Vermeiden des gefährlichen Bereichs
bereitgestellt wird.
Vorrichtung (100) zum Überwachen eines Verkehrsraums (204), wobei die Vorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine Einrichtung (102) zum Einlesen einer Positionsinformation (110) und/oder eines Beweg ungsvektors (112) eines
Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) innerhalb des Verkehrsraums (204); eine Einrichtung (104) zum Bestimmen einer zukünftigen Position (114) des Straßenverkehrsteilnehmers (200, 202) innerhalb des
Verkehrsraums (204) unter Verwendung der Positionsinformation (110) und/oder des Bewegungsvektors (112); eine Einrichtung (106) zum Abgleichen der zukünftigen Position (114) mit einer Gefährdungsinformation (116), wobei die
Gefährdungsinformation (116) zumindest einen gefährlichen Bereich des Verkehrsraums (204) repräsentiert; und eine Einrichtung (108) zum Bereitstellen eines Warnsignals (120) basierend auf einem Ergebnis (118) des Abgleichs.
9. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines
Verfahrens (600) gemäß einem der vorangegangen Ansprüche durchzuführen.
10. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.
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