DE10007573C1 - Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs mit einer Datenübertragungsvorrichtung zum Senden und Empfangen von Daten, wobei die Datenübertragungsvorrichtung mit Datenübertragungsvorrichtungen anderer Kraftfahrzeuge Daten austauscht und durch Aktivierung der Datenübertragungsvorrichtung Daten zur Gefahrenwarnung anderer Kraftfahrzeuge aussendet, und die empfangenen Daten auswertet und bei Feststellen einer Gefahr Warnsignale an den Fahrer ausgibt, und wobei die ausgesendeten Daten Informationen über die Position, die Geschwindigkeit, und die Fahrtrichtung des sendenden Kraftfahrzeugs und die Straßenart auf dem sich das sendende Kraftfahrzeug bewegt umfassen. Erfindungsgemäß wird die Information über die Position, die Straßenart und die Fahrtrichtung von einem Navigationssystem erzeugt und zusätzlich von einer Rechnereinheit eine Warnzone um die aktuelle Position des sendenden Fahrzeugs berechnet und mittels der Datenübertragungsvorrichtung ausgesendet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur funkbasierten Ge­ fahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs gemäß Oberbe­ griff des Anspruchs 1.
Im Straßenverkehr, insbesondere auf Autobahnen, führen schlechte Sichtverhältnisse, beispielsweise bei Dunkelheit, Ne­ bel oder starken Niederschlägen, nach wie vor zu schweren Un­ fällen und Massenkarambolagen durch Auffahren auf langsame oder stehende Kraftfahrzeuge. Die bisher verwendeten optischen Ge­ fahrenwarnvorrichtungen (Warnblinkanlage) sind bei schlechter Sicht unzureichend und die bekannten Funkwarnsysteme noch nicht ausreichend selektiv.
Die DE 198 03 345 A1 beschreibt ein Warnsystem in Fahrzeugen zur Warnung von in der Nähe befindlichen Fahrzeugen um das sendende Fahrzeug, wobei mehrere Warnzonen durch Aussenden verschieden codierter Kalibrierungssignale aufgebaut werden.
Die DE 44 21 960 C2 beschreibt ein Verfahren zum Alarmieren über Verkehrsunfälle, bei dem durch eine Vorrichtung die Schwere eines Fahrzeugunfalls bestimmt und abhängig von der Unfallschwere automatisch ein Alarmsignal abgegeben wird, wobei das Alarmsignal Informationen zur Schwere des Unfalls enthält und Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Verkehrsunfalls und/oder Hilfsdienste alarmiert.
Die DE 197 58 155 A1 beschreibt eine gattungsgemäße Vorrich­ tung zur funkbasierten Gefahrenwarnung, wobei Kraftfahrzeuge zum Austausch von Daten zur Gefahrenwarnung jeweils mit einer Datenübertragungsvorrichtung ausgestattet sind. Nach der Akti­ vierung der Datenübertragungsvorrichtung werden die Daten zur Gefahrenwarnung an andere Kraftfahrzeuge gesendet, wobei die gesendeten Daten Informationen über die Position, die Geschwin­ digkeit und die Fahrtrichtung des sendenden Kraftfahrzeugs und die Straßenart, auf der sich das sendende Kraftfahrzeug bewegt, umfassen, und wobei die in den anderen Kraftfahrzeugen empfan­ genen Daten dahingehend ausgewertet werden, ob die empfangenen Daten eine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellen oder nicht. Wird eine Gefahr festgestellt, so wird dies dem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Warnsignale mitgeteilt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Gefahrenwarnung selektiver zu gestalten und den Fahrer mög­ lichst nur auf diejenigen Gefahrenquellen aufmerksam zu machen, die ihn betreffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vor­ teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen kennzeichnen.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, die Informationen über die Position, die Straßenart und die Fahrtrichtung, die das sendende Kraftfahrzeug betreffen, mit einem Navigationssy­ stem zu erzeugen. Zusätzlich wird mit einer Rechnereinrichtung eine Warnzone um die aktuelle Position des sendenden Kraftfahr­ zeugs berechnet und die Daten der Warnzone ebenfalls mit der Datenübertragungsvorrichtung ausgesendet.
Dies hat den Vorteil, daß das Kraftfahrzeug, welches die Daten empfängt, besser und schneller bestimmen kann, ob es von der gemeldeten Gefahrenquelle betroffen ist oder nicht. Das sendende (warnende) Fahrzeug erzeugt somit eine ortsfeste oder mitbewegte Warnschleppe auf dem relevanten zurückliegenden Streckenabschnitt analog zu einem rechtzeitig erkennbaren mitbewegten Warndreieck. Die Selektivität wird durch die, Nutzung der Positionsinformation (Koordinaten mit Straßenart und Fahrtrichtung) des Navigationssystems und durch die Begrenzung der Relevanz der Information auf eine festgelegte Warnzone erreicht, wobei die Relevanz der Information wiederum unter Verwendung der digitalen Karten des Navigationssystems durch die Rechnereinheit des empfangenden (gewarnten) Kraftfahrzeugs geprüft wird. Bewegen sich mit der Vorrichtung ausgerüstete Kraftfahrzeuge innerhalb der Warnschleppe, so können diese durch Aktivieren der Warnblinkanlage oder ihrer Datenübertragungsvorrichtung die Reichweite der ursprünglichen Gefahrenwarnung vergrößern und die Warnung auch auf Kraftfahrzeuge, welche nicht mit der Vorrichtung ausgestattet sind, erweitern.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Warnzone nicht statisch festgelegt, sondern wird von verschiedenen Ein­ gangsgrößen bestimmt. Die Warnzone stellt ein vorzugsweise kreisförmiges Gebiet um das sendende Kraftfahrzeug dar. Mittel­ punkt der Warnzone ist die aktuelle Position (Koordinaten) des sendenden Fahrzeugs, die Ausdehnung der Warnzone wird durch den Warnradius R beschrieben. Der Warnradius R wird im wesent­ lichen von der angestrebten minimalen Vorwarnzeit Tmin für an­ dere Kraftfahrzeuge bestimmt, wobei die minimale Vorwarnzeit Tmin etwa bei 5 Sekunden liegen sollte, damit der gewarnte Fah­ rer noch rechtzeitig reagieren kann. Zudem ist der Warnradius R abhängig von systembedingten Positionsfehlern Perr bei der Be­ stimmung der aktuellen Fahrzeugposition sowie anzunehmender Zeitverzögerungen Tdel im Meldungsübertragungs- und Verarbei­ tungsprozeß. Außerdem ist der Warnradius R von der Annähe­ rungsgeschwindigkeit Va der anderen Kraftfahrzeuge und der Ei­ gengeschwindigkeit V des sendenden Fahrzeugs abhängig. Als An­ näherungsgeschwindigkeit Va der anderen Kraftfahrzeuge werden zur Berechnung des Warnradius typische bzw. maximale Geschwin­ digkeiten für die Straßenart, auf der sich das sendende Kraft­ fahrzeug bewegt, eingesetzt. Zur Berechnung des Warnradius er­ gibt sich die Formel:
R = (Tmin + Tdel) . (Va - V) + Perr
Die Aktivierung der Datenübertragungsvorrichtung erfolgt durch den Fahrer mittels einer manuellen Betätigung eines Schalters. Eine automatisches Erzeugen und Senden der Gefahrenwarnung erfolgt nur, wenn durch interne Sensoren (Crash-Sensoren) ein Unfall erkannt wird. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Aktivierung der Datenübertragungsvorrichtung an die manuelle Betätigung des Schalters der Warnblinkanlage gekoppelt.
Da nicht alle Kraftfahrzeuge mit einer solchen Vorrichtung in Verbindung mit einem Navigationssystem ausgerüstet sind, kann ein Kraftfahrzeug, welches mit einer solchen Vorrichtung ausgerüstet ist, stellvertretend für ein anderes Fahrzeug, welches eine Gefahrenquelle darstellt, die Gefahrenwarnung übernehmen. Es werden also grundsätzlich zwei Fälle unterschieden. Im er­ sten Fall ist das sendende Kraftfahrzeug selbst die Gefahren­ quelle und die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs markiert den Ort der Gefahrenquelle. Die Gefahrenwarnung wird dann so­ lange gesendet, bis das Problem behoben und die Gefahrenquelle beseitigt ist und die Vorrichtung zur Gefahrenwarnung deakti­ viert wird. Im zweiten Fall erkennt der Fahrer des Kraftfahr­ zeugs eine Gefahrenquelle (anderen Verkehrsteilnehmer) die keine Vorrichtung zum Senden einer Gefahrenwarnung hat oder die keine Gefahrenwarnung gesendet hat. In diesem Fall wird zusätz­ lich eine Information ausgesendet aus der die Kraftfahrzeuge, welche die Gefahrenmeldung empfangen, entnehmen können, daß das sendende Kraftfahrzeug nicht selbst die Gefahrenquelle ist. Diese zusätzliche Information kann beispielsweise dadurch er­ zeugt werden, daß der Fahrer beim Erkennen und/oder Passieren einer Gefahrenquelle den Schalter zu Aktivierung der Datenüber­ tragungsvorrichtung betätigt. Bei der Kopplung der Aktivie­ rungsfunktion mit dem Schalter der Warnblinkanlage überprüft die Rechnereinheit der Vorrichtung durch Auswertung der inter­ nen Sensoren, ob ein Grund, beispielsweise ein Unfall, ein starker Bremsvorgang oder eine Panne, für die Auslösung der Warnblinkanlage vorliegt und deshalb das sendende Kraftfahrzeug selbst eine Gefahrenquelle darstellt. Erkennt die Rech­ nereinheit, daß kein Grund für die Auslösung der Warnblinkan­ lage vorliegt so werden die gesendeten Daten durch eine Infor­ mation ergänzt, daß das Kraftfahrzeug stellvertretend für einen anderen Verkehrsteilnehmer die Gefahrenwarnung durchführt. Das stellvertretend sendende Kraftfahrzeug sendet in regelmäßigen Abständen solange automatisch die Gefahrenwarnung ohne die ak­ tuelle Position der Gefahrenquelle zu verändern, bis es selbst die berechnete Warnzone verlassen hat. Die Übermittlung dieser zusätzlichen Information ist deshalb wichtig, damit die Rechnereinheit der Kraftfahrzeuge, die die Gefahrenwarnung empfangen, nicht aus dem Ausbleiben der Gefahrenwarnung, wenn das sendende Kraftfahrzeug die Datenübertragungsvorrichtung wieder deaktiviert, darauf schließt, daß die Gefahrenquelle nicht mehr besteht. In diesem Fall wird die Gefahrenwarnung gespeichert und solange dem Fahrer angezeigt, bis der Ort der Gefahrenquelle passiert wurde. Ob die empfangene Gefahrenwarnung weiter ausgesendet wird liegt im Ermessen des Fahrers dessen Datenübertragungsvorrichtung die Gefahrenmeldung empfangen hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur funkbasier­ ten Gefahrenwarnung;
Fig. 2 Ein Ablaufdiagramm zur Erzeugung der Gefahrenwarnung im sendenden Kraftfahrzeug
Fig. 3 Ein Ablaufdiagramm zur Auswertung der Gefahrenwar­ nung im empfangenden Kraftfahrzeug
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt die Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung eine Datenübertragungsvorrichtung 1, eine Rechnereinheit 2, ein Navigationssystem 3, eine Ausga­ beeinheit 4, eine Aktivierungsvorrichtung 5 und ein Sensorein­ heit 6, die vorzugsweise über ein Fahrzeugbussystem verbunden sind.
Die Gefahrenwarnung wird nach dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 2 erzeugt. Nach der Aktivierung der Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung durch die Aktivierungsvorrichtung 5 liest die Rechnereinheit 2, die Koordinaten der aktuellen Position, die Straßenart auf der sich das Kraftfahrzeug bewegt und die Fahrt­ richtung aus dem Navigationssystem 3 aus. Zudem wird die aktu­ elle Fahrzeuggeschwindigkeit V aus der Sensoreinheit 6 ausgele­ sen. Anschließend wird durch die Rechnereinheit 2 nach der For­ mel
R = (Tmin + Tdel) . (Va - V) + Perr
der Warnradius R der Warnzone berechnet. Danach wird die Gefah­ renwarnung mit Informationen über die aktuelle Position, die befahrene Straßenart, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V und der berechnete Warnradius R zum Senden an die Datenübertra­ gungsvorrichtung 1 übergeben und in regelmäßigen Abständen ge­ sendet. Das Senden der Gefahrenwarnung wird entweder durch die Deaktivierung der Vorrichtung oder wenn stellvertretend für ei­ nen anderen Verkehrsteilnehmer gesendet wird nach Verlassen der berechneten Warnzone beendet. Die Betriebsfrequenz der Vorrich­ tung zur Gefahrenwarnung ist so gewählt, daß sie mit den im Fahrzeug vorhandenen Antennensystemen übertragen werden kann und liegt in einem zumindest für Europa nutzbaren Frequenzband. So kann beispielsweise das 87,5 MHz EUROSIGNAL oder das ISM- Band im Bereich 800-900 MHz verwendet werden. Da selektiv gewarnt werden soll, reicht eine Reichweite des Sendesignals von ca. 3 km.
Die Gefahrenwarnung wird im empfangenden Fahrzeug nach dem Ab­ laufdiagramm gemäß Fig. 3 ausgewertet. Nach dem Empfang der Ge­ fahrenwarnung durch die Datenübertragungsvorrichtung 1 prüft die Rechnereinheit 2 unter Nutzung der Positionsdaten des Navigationssystems 3, ob sich das Kraftfahrzeug innerhalb der Warnzone befindet. Ist das Kraftfahrzeug außerhalb der Warnzone, wird die Gefahrenwarnung ignoriert. Ist das Kraftfahrzeug innerhalb der Warnzone, überprüft die Rechnereinheit 2 unter Nutzung der digitalen Karte des Navigationssystems 3 die theoretisch möglichen vorausliegenden Fahrtroutenabschnitte (elektronischer Horizont) für eine Entfernung, welche dem Warnradius der Warnzone entspricht. Anhand der in der Gefahren­ warnung enthaltenen Position, Straße und Fahrtrichtung wird dann geprüft, ob der Ort der Gefahrenquelle (des sendenden Kraftfahrzeugs) einem der möglichen vorausliegenden Fahrtrou­ tenabschnitte zugeordnet werden kann. Wenn nicht, wird die Mel­ dung ignoriert, andernfalls wird eine geeignete Warninformation für den Fahrer erzeugt, beispielsweise indem die Position der Gefahrenquelle blinkend auf der mit der Ausgabeeinheit 4 dargestellten Fahrtroute abgebildet wird. Nach der angezeigten Gefahrenwarnung liegt es am Fahrer, ob er seine Warnblinkanlage aktiviert und/oder ebenfalls eine Gefahrenwarnung aussendet oder nicht.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs mit einer Datenübertragungsvorrichtung (1) zum Senden und Empfangen von Daten, wobei die Datenübertragungsvorrichtung (1) mit Datenübertragungsvorrichtungen anderer Kraftfahrzeuge Daten austauscht und durch Aktivierung der Datenübertragungsvorrichtung (1) Daten zur Gefahrenwarnung anderer Kraftfahrzeuge aussendet, und die empfangenen Daten auswertet und bei Feststellen einer Gefahr Warnsignale an den Fahrer ausgibt, und wobei die ausgesendeten Daten In­ formationen über die Position, die Geschwindigkeit, und die Fahrtrichtung des sendenden Kraftfahrzeugs und die Straßen­ art, auf der sich das sendende Kraftfahrzeug bewegt, umfas­ sen, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen über die Position, die Straßenart und die Fahrtrichtung von einem Navigationssystem (3) erzeugt werden und zusätzlich von einer Rechnereinheit (2) eine Warnzone um die aktuelle Position des sendenden Fahrzeugs berechnet und mittels der Datenübertragungsvorrichtung (1) ausgesendet wird, wobei die Warnzone aus einer minimalen Vorwarnzeit, einer systemabhängigen Zeitverzögerung, einer aktuellen Geschwindigkeit des sendenden Kraftfahrzeugs, einer Annäherungsgeschwindigkeit und einem systemabhängigen Positionsfehler in Form eines Radius um die Position des sendenden Fahrzeugs berechnet wird.
2. Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit (2) des empfangenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung von digitalen Karten des Navigationssystems (3) die Relevanz der empfangenen Gefahrenwarnung überprüft.
3. Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der Datenübertragungsvorrichtung (1) durch den Fahrer mittels einem manuellen Schalter oder automatisch durch eine Rechnereinheit (1) abhängig von der Auswertung von internen Sensordaten erfolgt.
4. Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgesendeten Daten Informationen darüber enthalten, ob das sendende Fahrzeug selbst die Gefahrenquelle darstellt oder ob das sendende Fahrzeug stellvertretend für einen anderen Verkehrsteilnehmer die Gefahrenwarnung aussendet.
5. Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Gefahrenquelle auf einer Ausgabeein­ heit (4) des Navigationssystems dargestellt wird.
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