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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Bestimmen
eines am ehesten wahrscheinlichen Fahrpfads.
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Stand der Technik
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Navigationssysteme
berechnen einen möglichen Fahrpfad anhand von Fahrwahrscheinlichkeiten,
die in elektronisch verfügbaren Kartendaten hinterlegt
sind. In der Regel führt dieser Fahrpfad in Richtung der
nächsthöheren Straßenkategorie. Zur Zeit
gibt es keine automobile Funktion, die einen am ehesten wahrscheinlichen
Fahrpfad (”Most Probable Path”, MPP) nutzt, da
bei aktiver Navigation eine Zieleingabe erfolgt und somit die wahrscheinlichste Route
zwischen einem Start- und Zielort mit entsprechendem Fahrpfad zwangsläufig
bekannt ist und/oder einfach berechnet werden kann.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Umleitungsroute
für ein Kraftfahrzeug mit einem Navigationssystem sind
aus der Druckschrift
DE
10 2006 004 616 A1 bekannt. Hierbei ist vorgesehen, dass
das Navigationssystem eine Wahrscheinlichkeit für einen
weiteren Reiseweg ermittelt und dabei feststellt, ob auf dem geplanten
weiteren Reiseweg eine Verkehrsstörung vorliegt. In diesem Fall
wird im Dialog mit dem Fahrer des Kraftfahrzeugs eine geeignete
Umgehungsroute berechnet und ausgegeben. Hierzu werden zur Ermittlung
der Verkehrsstörung Verkehrsinformationen verwendet, die über
ein Autoradio des Kraftfahrzeugs empfangen werden. Dieses Verfahren
bietet sich dann an, wenn für das Navigationssystem kein
Zielort vorgegeben ist.
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In
der Druckschrift
DE
103 59 283 A1 ist ein fahrzeuginternes Navigationssystem
zum Suchen einer Route zu einem Ziel auf Grundlage von Kartendaten
beschrieben. Dieses Navigationssystem umfasst auch eine Stauinformationsbeschaffungseinrichtung zur
Beschaffung von Straßenstauinformationen in Zusammenhang
mit der Route. Zur Bestimmung der Route werden neben den Straßenstauinformationen auch
anfallende Suchkosten berücksichtigt.
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Ein
Gerät zur Suche einer Fahrtroute ist Gegenstand der Druckschrift
EP 933 615 A1 .
Hierbei werden Fahrstrecken unter Berücksichtigung von Seitenstraßen
bestimmt. Mit diesem Gerät ist es weiterhin möglich,
eine Geometrie einer durchfahrenen Kurve zu bestimmen.
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Ein
Navigationssystem zur Bestimmung einer Abweichung eines Fahrzeugs
von einer kartenbasierten Route ist aus der Druckschrift
US 2006/047423 A1 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor
diesem Hintergrund werden eine Anordnung und ein Verfahren mit den
Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den anhängigen
Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Mit
der Erfindung ist u. a. eine Korrektur eines ursprünglichen
Fahrpfads unter Berücksichtigung erweiterter Daten und
demnach von erweiterten Informationen vorgesehen. Diese Korrektur
erfolgt üblicherweise durch Aktualisierung eines ursprünglichen
Fahrpfads, der auf Daten einer in der Regel statischen Straßenkarte
beruht.
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Bei
einer Umsetzung des Verfahrens werden bspw. Informationen verwendet,
die durch eine Kommunikation mit Einrichtungen, die den Verkehr
direkt oder indirekt beeinflussen, bereitgestellt werden. Dies betrifft
eine C2X-Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einer Einrichtung
allgemein, eine C2I-Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einer
Infrastruktureinrichtung und/oder eine C2C-Kommunikation zwischen
Fahrzeugen. Unter Berücksichtigung dieser Informationen
werden die Daten zu den Informationen aus der statischen Straßenkarte
dynamisch an eine aktuell herrschende Verkehrssituation angepasst.
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Die
Daten werden dem mindestens einen Modul von den Einrichtungen bereitgestellt,
die den Verkehr je nach Definition aktiv oder passiv beeinflussen.
Den Verkehr aktiv beeinflussende Einrichtungen sind üblicherweise
als bewegbare Verkehrsteilnehmer, d. h. Fahrzeuge, ausgebildet.
Den Verkehr passiv beeinflussende Einrichtungen können
unbewegliche Infrastruktureinrichtungen, bspw. Verkehrszeichen wie
Ampeln aber auch Baustellen sein, die den Verkehr durch Bereitstellungen
von Informationen zu einer Verkehrssituation und/oder durch ihr
Vorhandensein beeinflussen. Sämtliche Einrichtungen informieren über
eine aktuelle Verkehrssituation, in dem sie die vorgesehenen Daten über
Signale, normalerweise über elektromagnetische Wellen,
ausstrahlen. Demnach stellen die Einrichtungen Informationen über
die aktuelle Verkehrssituation bereit. Ein Verkehrsinformationsdienst
kann ebenfalls als eine mögliche Einrichtung zur Bereitstellung
von Informationen eingestuft werden, wobei der Verkehrsinformationsdienst
jedoch eine Verkehrssituation nicht aktiv beeinflussen kann.
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Zur
Bestimmung des am ehesten wahrscheinlichen Fahrpfads werden auch
Daten berücksichtigt, die darüber Auskunft geben,
inwiefern eine Straße aktuell frei befahrbar, zumindest
nur teilweise oder evtl. gar nicht befahrbar ist. Derartige unterschiedliche
Stufen einer Befahrbarkeit werden u. a. durch Einrichtungen beeinflusst,
die als Sperrungen, typischerweise durch Baustellen bedingt, ausgebildet sind.
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Eine übliche
MPP-Bestimmung zur Bereitstellung des ursprünglichen Fahrpfads
erfolgt unter Berücksichtigung einer Streckenführung
in Richtung der nächst höheren Straßenkategorie.
Eine Kategorisierung von Straßen kann nach deren Größe
erfolgen. So wird typischerweise eine Autobahn am höchsten
eingestuft, danach folgt eine Schnellstraße, eine Bundesstraße,
eine Landstraße, eine Kreisstraße und eine als
Hauptstraße ausgebildete Ortsstraße, der wiederum
Nebenstraßen folgen. Im Rahmen der Erfindung wird der bereitzustellende
am ehesten wahrscheinliche Fahrpfad, bspw. durch Daten von Infrastruktureinrichtungen,
verändert. Diese Daten können z. B. durch Sensoren,
die in den Einrichtungen angeordnet sind, die aktuelle Verkehrsströme
erfassen, und an das Modul des Fahrzeugs übermittelt werden.
Wahrscheinlichkeiten der jeweiligen Fahrpfade können von
dem Modul berechnet werden. Außerdem ist es so möglich,
auch Wahrscheinlichkeiten aus Prognosemodellen mit einfließen
zu lassen.
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Alternativ
oder ergänzend können mit Sensoren des Fahrzeugs
andere Fahrzeuge erfasst werden. Hierzu kann über die sog.
Car to Car-Kommunikation (C2C) mindestens eine kinematische Größe, d.
h. die Position und/oder Geschwindigkeit sowie die Trajektorie,
der vorausfahrenden und ggf. auch nachfolgenden Fahrzeuge ausgewertet
werden. Es kann auch ein eigenes Fahrmanöver des Fahrzeugs über eine
Betätigung des Blinkers durch den Fahrer usw. einbezogen
werden.
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Bei
Sperrung, z. B. wegen einer Baustelle, einer Hauptstraße
werden alle Fahrzeuge über eine Nebenstraße umgeleitet.
Einer MPP-Berechnung nach Stand der Technik ist das Vorhandensein
der Baustelle nicht bekannt, weshalb davon ausgegangen wird, dass
dem Fahrer laut einer statischen Navigation ein Fahrpfad über
die gesperrte Straße empfohlen wird.
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Bei
einer Variante der erfindungsgemäßen MPP-Berechnung
ist dem Modul die Wahrscheinlichkeit eines Umfahrens der Baustelle
bekannt, da dem Modul die besagten Daten bereitgestellt werden.
Die dynamische Erkennung der aktuellen Verkehrssituation kann dabei
mit mindestens einer der nachfolgenden Vorgehensweisen durchgeführt
werden.
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So
ist es möglich, dass eine Infrastruktureinrichtung, z.
B. eine Ampel die mit Kontaktschleifen innerhalb der Fahrbahn verbunden
ist, erkennt, dass der größte Anteil aller Fahrzeuge
einem bestimmten Fahrpfad folgt. Diese Informationen werden von
der Infrastruktureinrichtung als Daten an Module der Fahrzeuge gesendet.
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Von
einer Infrastruktureinrichtung, die als Baustelle ausgebildet ist,
können als Daten Informationen zu einer sich aufgrund der
Baustelle ergebenden, zumindest teilweisen Sperrung einer Straße
sowie zu mindestens einer empfohlenen Umleitung explizit versandt
werden.
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Als
Daten können weiterhin Informationen über ein
Tracking bzw. eine Spurführung vorausfahrender Fahrzeuge
und deren Fahrpfade übermittelt werden.
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In
einer Variante kann der Fahrer des Fahrzeugs den Blinker des Fahrzeugs
in Richtung einer alternativen Straße, die beim ursprünglichen
Fahrpfad nicht berücksichtigt ist, betätigen.
Eine Information darüber, dass eine Betätigung
des Blinkers erfolgt, kann im Rahmen des Verfahrens als Datum verwendet
werden.
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Das
Fahrzeug kann auf einer Fahrspur fahren, die nicht dem ursprünglichen
Fahrpfad folgt. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein Abbiegen
bei einer geradeaus gerichteten ursprünglichen Fahrpfade oder
ein Geradeausfahren bei abbiegendem ursprünglichen Fahrpfad
vorgenommen wird. Eine aus der Position des Fahrzeugs abgeleitete
Information kann ebenfalls als Datum zur Korrektur des Fahrpfads
verwendet werden.
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Bei
den von der Infrastruktur, bspw. durch Messen, ermittelten und übermittelten
Daten handelt es sich um Angaben der bekannten Verkehrsströme. Die
Daten können sich dabei auf mindestens eine Verzweigung
im Straßenverkehr beziehen. So ergibt sich bei einer Vollsperrung
einer Straße, dass kein Verkehrsstrom in Fahrtrichtung
dieser Straße vorhanden ist. Derartige aktuelle Verkehrsströme
können auch durch das Auswerten von Daten, die von anderen
Fahrzeugen empfangen werden, bestimmt werden.
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Mit
der Erfindung ergibt sich u. a., dass eine Berechnung von verkehrsaktuellen
und/oder fahrerwunschabhängigen Fahrpfaden möglich
wird. Eine Nutzung von automobilen Funktionen, die eine Navigation
benötigen, jedoch ohne feste Zieleingabe auskommen, ist
ebenfalls möglich. Dies gilt z. B. für eine häufig
gefahrene Strecke, für die der Fahrer keine Zieleingabe
vornimmt. Durch Reduzierung von Fehlberechnungen ist eine Performanceerhöhung
bzw. Leistungssteigerung von automobilen Funktionen zur Bestimmung
von Fahrpfaden möglich, wenn sich von einem herkömmlichen,
ursprünglichen Fahrpfad eine Abweichung ergibt. Durch diese
verbesserte Möglichkeit einer Vorrausschau sind Funktionen
zur Stauvermeidung und umweltschonenden Fahrweise deutlich besser
realisierbar.
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In
Ausgestaltung kann für Fahrzeugfunktionen eine verbesserte
Voraussicht bzw. Vorhersagen über einen Fahrerwunsch des
Fahrers bereitgestellt werden. Beispielsweise kann einem sogenannten ”Grüne-Welle-Assistent” mitgeteilt
werden, welchen vorausliegenden Fahrpfad der Fahrer fahren wird, um
die richtigen Ampeln anzuzeigen bzw. einzubeziehen, falls der Fahrer
bspw. nach der ersten Ampel abbiegen will.
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Mit
der Erfindung ist es möglich, einen zukünftigen
Fahrpfad für automobile Funktionen zur Verfügung
zu stellen, auch wenn keine Navigation aktiviert ist und keine Zielangabe
vorliegt. Eine denkbare Umsetzung der Erfindung kann durch ein selbstlernendes
System erfolgen.
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Im
Rahmen der Erfindung wird mit Daten über eine aktuelle
Verkehrssituation, die von verschiedenen Informationsquellen bereitgestellt
werden, ausgehend von dem ursprünglichen Fahrpfad der am
ehesten wahrscheinliche Fahrpfad berechnet und somit bestimmt. Diese
Informationsquellen können Module zur Bereitstellung von
Zustandsinformationen des Fahrzeugs, z. B. der Blinkerstellung oder Lenkbewegung,
sein.
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Bei
einer Ausführungsform der Erfindung wird der am ehesten
wahrscheinliche Fahrpfad (MPP) durch Berechnung einer Navigationssoftware des
Fahrzeugs optimiert, so dass er dem tatsächlichen Wunsch
des Fahrers von vorne herein entspricht. Dies kann ohne zusätzlichen
Aufwand des Fahrers geschehen. So ist typischerweise eine Zieleingabe
im Navigationsgerät nicht erforderlich. Allein durch das
Messen bzw. Beobachten des Verkehrs kann der Fahrpfad verändert
werden. Falls bspw. festgestellt wird, dass alle Fahrzeuge an einer
bestimmten Stelle im Straßenverkehr abbiegen, so kann es
sich in Ausgestaltung der Erfindung anbieten, all den anderen Fahrzeugen
zu folgen. Dies kann durch eine externe Infrastruktureinrichtung,
z. B. eine Ampel mit Kontaktschleife und Kamera oder durch das eigene
Fahrzeug erfolgen. Auch durch das eigene Fahrerverhalten kann der
Fahrpfad entsprechend angepasst werden, z. B. durch Betätigung
des Blinkers oder Wahl einer bestimmten Fahrspur. Mit externen Infrastruktureinrichtungen
können auch Wahrscheinlichkeiten aus Prognosemodellen,
z. B. aus Verkehrsleitzentralen oder fest definierten Werte übermittelt
werden.
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Das
Modul in dem Fahrzeug, mit dem der am ehesten wahrscheinliche Fahrpfad
zu bestimmen ist, ist typischerweise mit einer als Antenne ausgebildeten
Empfangseinrichtung verbunden. Die Antenne empfängt von
den anderen Einrichtungen, die die Verkehrssituation beeinflussen,
Signale mit bereitgestellten Daten und leitet diese an das Modul
zur Auswertung weiter. Die Einrichtungen weisen als Antennen ausgebildete
Sendeeinrichtungen auf, über die Daten, die bspw. sensorisch
ermittelt werden, versendet werden können.
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Die
beschriebene Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche
Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei
können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen
Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin
können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen
Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt
werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte
des Verfahrens als Funktionen einzelner Komponenten der Anordnung
oder der gesamten Anordnung realisiert werden.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten
Verkehrssituation.
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2 zeigt
in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten
Verkehrssituation.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen
schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine erste Verkehrssituation 2 mit
einer Hauptstraße 4 und einer Nebenstraße 6.
Auf der Hauptstraße 4 befindet sich ein Fahrzeug 8,
in dem eine erste Ausführungsform eines Moduls 10 angeordnet
ist, das als Teil einer erfindungsgemäßen Anordnung
zur Durchführung einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet
ist.
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Bei
der Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird zunächst ein ursprünglicher Fahrpfad 12 (unterbrochener
Pfeil) unter Berücksichtigung von Fahrwahrscheinlichkeitsdaten,
die von einer typischerweise elektronischen Straßenkarte
bereitgestellt werden, bestimmt. Dieser ursprüngliche Fahrpfad 12 folgt
in der beschriebenen Ausführungsform in Richtung 14 einer
höherwertigen Straße, die hier durch ein Schild 16 in
Richtung einer Autobahn angedeutet ist.
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Allerdings
erfolgt hier in Ausgestaltung der Erfindung durch das Modul 10 eine
Korrektur des ursprünglichen Fahrpfads 12. Hierzu
werden zusätzlich interne Daten von mindestens einer Einrichtung,
die die aktuelle Verkehrssituation 2 beeinflusst, nämlich dem
Fahrzeug 8 selbst, verwendet. Die besagten Daten ergeben
sich aus einem Fahrerwunsch des Fahrers des Fahrzeugs 8,
der durch Aktivierung eines als Blinker ausgebildeten Fahrtrichtungsanzeigers 18 bereitgestellt
wird. Auf Grundlage dessen wird ein am ehesten wahrscheinlicher
Fahrpfad 20 (durchgezogener Pfeil), dem das Fahrzeug 8 folgt,
bestimmt. Dieser am ehesten wahrscheinliche Fahrpfad 20 ergibt
sich durch Abbiegen an der Hauptstraße 4 und somit
einer höherwertigen Straße auf eine niedrigwertigere
Straße, nämlich der Nebenstraße 6.
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Eine
zweite Verkehrssituation 30 ist in 2 angedeutet.
Auch hier ist eine Hauptstraße 32 dargestellt,
die eine Nebenstraße 34 kreuzt. An einer Kreuzung
der Hauptstraße 32 und der Nebenstraße 34 befindet
sich eine Infrastruktureinrichtung 36, die eine Ampelanlage 38 und
eine Spurführungsmarkierung mit einer Linksabbiegespur 40,
einer Geradeausspur 42 sowie einer Rechtsabbiegespur 44 umfasst.
Es ist vorgesehen, dass im Straßenbelag für jede
der genannten Fahrtrichtungsspuren 40, 42, 44 Sensoren 46 zur
Detektion passierender Fahrzeuge 48 angeordnet sind. Somit
können Daten über ein aktuelles Verkehrsaufkommen
im Rahmen der aktuell vorliegenden Verkehrssituation 30 bestimmt
und von der Ampelanlage 38 als eine Komponente der Infrastruktureinrichtung 36 über
Funkwellen bzw. elektromagnetische Wellen 50 bereitgestellt
werden.
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In
dem vorliegenden Fall befindet sich in einer Fortsetzung der Hauptstraße 32 eine
als Baustelle 52 ausgebildete Einrichtung. Daten über
das Vorhandensein der Baustelle 52 inklusive Daten zu einer empfohlenen
Umleitung (Schild 54) werden ebenfalls von der Infrastruktureinrichtung 36 bereitgestellt.
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Es
ist alternativ oder ergänzend auch möglich, dass
die Daten über die Baustelle 52 durch Kommunikation
zwischen der Baustelle 52 als Infrastruktureinrichtung
und dem Fahrzeug 48 bereitgestellt werden.
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Bei
der Umsetzung der anhand 2 gezeigten Ausführungsform
des Verfahrens wird ebenfalls ein ursprünglicher Fahrpfad
unter Berücksichtigung von Fahrwahrscheinlichkeitsdaten,
die von einer Straßenkarte bereitgestellt werden, bestimmt.
Allerdings umfassen die üblicherweise benutzten Fahrwahrscheinlichkeitsdaten
nur statische Angaben über eine Struktur eines Verkehrsnetzes.
Kurzfristige Änderungen hinsichtlich einer Befahrbarkeit
von Straßen werden durch derartige Straßenkarten
nicht berücksichtigt. Im Rahmen des Verfahrens erfolgt eine
Korrektur des ursprünglich bereitgestellten Fahrpfads unter
Berücksichtigung von zusätzlichen Daten über
die aktuelle Verkehrssituation, die hier von mindestens einer Einrichtung,
die die aktuelle Verkehrssituation beeinflusst, nämlich
der Infrastruktureinrichtung 36 und/oder der Baustelle 52,
bereitgestellt werden. Der im Rahmen des Verfahrens bestimmte am
ehesten wahrscheinliche Fahrpfad 56 für das Fahrzeug 48 ist
hier als punktierter Pfeil dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006004616
A1 [0003]
- - DE 10359283 A1 [0004]
- - EP 933615 A1 [0005]
- - US 2006/047423 A1 [0006]
