DE102010027831A1

DE102010027831A1 - Verfahren und Navigationsgerät zur Ermittlung einer maximal möglichen Reststreckengeschwindigkeit eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102010027831A1
Application number: DE201010027831
Authority: DE
Inventors: Stefan Pirklbauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-10-20
Also published as: CN102235870B; GB2479650B; CN102235870A; GB2479650A; GB201106353D0

Abstract

Es wird ein Verfahren (500) zur Ermittlung einer maximal möglichen Reststreckengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zur Vermeidung einer Durchschnittsgeschwindigkeitsüberschreitung in einer Messstrecke (LAB) vorgeschlagen. Das Verfahren (500) umfasst einen Schritt des Einlesens (510) von Informationen, insbesondere Standortinformationen, über die Messstrecke (LAB) und/oder einer maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke (LAB) und/oder einer Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (LAB) und/oder einer Zeitdauer (tAF), die das Fahrzeug von Eintritt in die Messstrecke (LAB) bis zur Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (LAB) gebraucht hat. Ferner umfasst das Verfahren (500) einen Schritt des Ermittelns (520) der maximalen möglichen Reststreckengeschwindigkeit (VFB) aus den eingelesenen Informationen, wobei die maximale mögliche Reststreckengeschwindigkeit (VFB) eine Geschwindigkeit repräsentiert, mit der sich das Fahrzeug maximal bewegen darf, damit es ohne Überschreitung der maximal zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke (LAB) von der Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (LAB) bis zum Ende (B) der Messstrecke (LAB) gelangt.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Navigationsgerät gemäß Anspruch 8 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9.
Der Begriff „Section-Control” (auch unter dem Begriff Abschnittskontrolle bekannt) bezeichnet ein System zur Überwachung von Tempolimits im Straßenverkehr, bei dem nicht die Geschwindigkeit an einem bestimmten Punkt gemessen wird, sondern die Durchschnittsgeschwindigkeit über eine längere Strecke. Dies geschieht mit Hilfe von zwei Überkopfkontrollpunkten, die mit Kameras ausgestattet sind. Ein Fahrzeug wird sowohl beim ersten wie auch beim zweiten Kontrollpunkt fotografiert. Die Identifizierung der Fahrzeuge erfolgt anhand des Kfz-Kennzeichens mittels automatischer Nummernschilderkennung. Aufgrund der benötigten Zeit zwischen den beiden Kontrollpunkten wird eine Durchschnittsgeschwindigkeit ermittelt. Liegt diese über der erlaubten Höchstgeschwindigkeit, erfolgt eine automatische Weiterleitung der ermittelten Daten an die Exekutive. Das beschriebene System wird bereits erfolgreich in Österreich eingesetzt.
In den Niederlanden gibt es ein ähnliches System (Trajectcontrole, Streckenkontrolle). Es fotografiert jedes Fahrzeug mit einem Infrarotblitz von hinten. Angebracht sind die Fotoeinheiten auf der Rückseite beleuchteter Tempolimitanzeigen. In Großbritannien werden viele Geschwindigkeitsmessungen auch über eine Abschnittskontrolle, dort SPECS genannt, bewerkstelligt. Im Gegensatz zu anderen Ländern wird allerdings auf die Geschwindigkeitsmessung durch normale Straßenbeschilderung hingewiesen. Die SPECS Kameras sind fast alle bekannt, werden auch auf offiziellen Webseiten genannt und auf Karten genau aufgezeigt. Meistens stehen die Kameras in der Mitte der Straße auf Verkehrsinseln und werden von einem blau lackierten Mast über den jeweiligen Fahrspuren gehalten. In Deutschland wurde auf dem 47. Deutschen Verkehrsgerichtstag in Goslar der Beschluss gefasst, „Section-Control” in einem Bundesland zu testen. Aufgrund des großen Erfolges der Anlagen ist abzusehen, dass in Zukunft weitere Anlagen folgen werden.
Im Folgenden wird der Einfachheit halber der Begriff Section-Control verwendet, gemeint ist aber grundsätzlich immer ein System das einem der oben genannten entspricht.
In der DE 10 2007 049 509 A1 ist ein Kraftfahrzeug-Navigationssystem mit einer Messeinrichtung zum Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit offenbart, das ist eine Prozessoreinrichtung, die zur Berechnung der erwarteten Ankunftszeit derart eingerichtet ist, dass eine erste Durchschnittsgeschwindigkeit, basierend auf einem zurückliegenden Zeitraum, bestimmt wird, dass basierend auf der ersten Durchschnittsgeschwindigkeit zumindest ein zurückliegender Ausschluss-Zeitraum bestimmt wird, dass eine zweite Durchschnittsgeschwindigkeit, basierend auf einem zurückliegenden Zeitraum, bestimmt wird, wobei zumindest der Ausschluss-Zeitraum nicht berücksichtigt wird, und dass die erwartete Ankunftszeit, basierend auf der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit, bestimmt wird.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, weiterhin ein Navigationsgerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Ermittlung einer maximal möglichen Reststreckengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zur Vermeidung einer Durchschnittsgeschwindigkeitsüberschreitung in einer Messstrecke, das folgende Schritte umfassen kann:

– Einlesen von Informationen über eine Messstrecke (wobei diese Informationen über die Messstrecke insbesondere eine Anfangsposition und eine Endposition und/oder eine Länge der Messstrecke umfassen können), einer maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke, einer Fahrzeugposition des Fahrzeugs auf der Messstrecke und einer Zeitdauer, die das Fahrzeug von Eintritt in die Messstrecke bis zur Fahrzeugposition auf der Messstrecke gebraucht hat, wobei das Einlesen insbesondere über eine Einleseschnittstelle erfolgt;
– Ermitteln der maximalen möglichen Reststreckengeschwindigkeit aus den eingelesenen Informationen, wobei die maximale mögliche Reststreckengeschwindigkeit eine Geschwindigkeit repräsentiert, mit der sich das Fahrzeug (mit homogener Geschwindigkeit) maximal bewegen darf, damit es sich ohne Überschreitung der maximal zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke von der Fahrzeugposition bis zum Ende der Messstrecke bewegt; und
– Bereitstellen der ermittelten maximalen Reststreckengeschwindigkeit an einer Ausgabeschnittstelle.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Navigationsgerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Insbesondere kann das Navigationsgerät Einrichtungen aufweisen, die ausgebildet sind, um je einen Schritt des vorstehend genannten Verfahrens auszuführen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Navigationsgeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einem Navigationsgerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Signale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Ausgabesignale ausgibt. Das Navigationsgerät 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 des Navigationsgeräts 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 mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Navigationsgerät ausgeführt wird. Alternativ kann der Programmcode auch auf einem Server zum Download über eine Datenverbindung, beispielsweise via Internet, bereitgestellt werden. Das Vernutzerladen kann dabei gegen Entrichtung einer Gebühr durch den Betreiber des Servers freigegeben werden. Das Computerprogrammprodukt stellt somit ein selbständig handelbares Wirtschaftsgerät dar.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass nun eine maximale Reststreckengeschwindigkeit bestimmt werden kann, die auf die aktuelle Position des Fahrzeugs bezogen ist und die angibt, wie schnell das Fahrzeug noch maximal fahren darf, um das verbleibende Fahrtstück auf der Messstrecke ohne Übertretung der in der Messstrecke maximal zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit durchfahren zu können. Als Messstrecke wird dabei eine Strecke bezeichnet, in der eine Abschnittskontrolle über die durchschnittliche Fahrtgeschwindigkeit eines Fahrzeugs in diesem Abschnitt erfolgt. Als maximale Reststreckengeschwindigkeit wird eine Geschwindigkeit bezeichnet, die das Fahrzeug maximal fahren darf, ohne die vorgeschriebene maximale Durchschnittsgeschwindigkeit auf der Messstrecke zu übertreten.
Der vorstehend vorgeschlagene Ansatz bietet den Vorteil, dass nun einem Fahrer sehr einfach ein Hinweis darauf gegeben werden kann, wie schnell er im verbleibenden Teil der Messstrecke fahren darf, ohne dass er mit der Verhängung eines Strafmandates an sich rechnen muss. Dabei wird der Fahrer sehr stark entlastet, da er nicht mehr genau auf die kontinuierliche Einhaltung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit während der Durchfahrt der Messstrecke achten muss. Vielmehr kann der Fahrer auch in einem Teil der Messstrecke schneller als die maximal zulässige Durchschnittsgeschwindigkeit fahren (beispielsweise bei einem Überholmanöver) und in einem nachfolgenden Teil dann wieder langsamer fahren. Die hier vorgestellte Erfindung ermöglicht dem Fahrer dabei, sich möglichst genau an der maximal zulässigen Durchfahrtsgeschwindigkeit zu halten und damit möglichst schnell die Messstrecke zu passieren, was ohne die Erfindung nur deutlich schwieriger wäre.
Die maximal mögliche Reststreckengeschwindigkeit kann im Schritt des Ermittelns derart ermittelt werden, dass sie nicht größer als die maximal zulässige Geschwindigkeit auf der Messstrecke ist. Damit ist es möglich, den Fahrzeuglenker nicht zu einer Überschreitung der vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit zu verleiten.
Die Informationen über die Messstrecke und/oder der maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke kann gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung im Schritt des Einlesens aus hinterlegten Kartendaten und/oder von einem optischen Erfassungssystem und/oder aus anderen Informationsquellen, insbesondere Funk und/oder USB übernommen werden. Dadurch ist es möglich die Positionen der Messstrecken und der darauf zu fahrenden Geschwindigkeiten häufig, insbesondere für unterschiedliche Messstrecken, zu aktualisieren, und den Fahrzeuglenker mit hoher Wahrscheinlichkeit vor einer Übertretung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit zu warnen.
Die Fahrzeugposition auf der Messstrecke kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung im Schritt des Einlesens von einem fahrzeuggebundenem Sensor, insbesondere einem Navigationssystem und/oder einem Tachometer und/oder einem Raddrehzahlsensor übernommen werden. Die Erfassung der Position kann auch über ein satellitengestütztes Navigationssystem erfolgen. Dadurch kann ebenfalls eine Ermittlung der Durchschnittsgeschwindigkeit erfolgen. Dies stellt eine technisch einfache und zugleich kostengünstige Lösung dar, da die hierzu notwendigen Komponenten entweder bereits im Fahrzeug verbaut sind oder sehr kostengünstig zusätzlich verbaut werden können.
Die maximal mögliche Reststreckengeschwindigkeit kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung im Schritt des Ermittelns gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden:
wobei die Variablen L_FB die Länge der Strecke von der Fahrzeugposition auf der Messstrecke und dem Ende der Messstrecke, L_AB die Länge der Messstrecke, V_AB-soll) die zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit auf der Messstrecke und t_AF die verstrichene Zeit zwischen dem Eintritt des Fahrzeugs und dem Erreichen der Fahrzeugposition repräsentieren. Eine derartige Variante der Bestimmung der maximalen Reststreckengeschwindigkeit bietet den Vorteil, dass durch die Verwendung einer sehr einfachen Gleichung keine großen numerischen Ressourcen vorgehalten werden brauchen, so dass die Bestimmung der maximal möglichen Reststreckengeschwindigkeit eventuell auch auf einer bereits vorhandenen leistungsstarken Prozessoreinheit im Fahrzeug ausgeführt werden kann.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 eine Prinzipskizze einer Abschnittskontrolle und Berechnungsgrundlagen gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3a bis c eine mögliche Darstellungsweise der bestimmten Reststreckengeschwindigkeit gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4a bis c eine weitere mögliche Darstellungsweise der bestimmten Reststreckengeschwindigkeit gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren.
Gleiche oder ähnliche Elemente können in den Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Weiterhin ist die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung unter Verwendung von unterschiedlichen Maßen und Dimensionen erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt zu verstehen ist. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal/Schritt und einem zweiten Merkmal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal/den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal/den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal/Schritt oder nur das zweite Merkmal/Schritt aufweist.
Viele Autofahrer fahren grundsätzlich am jeweils erlaubten Limit oder knapp darüber hinaus um gerade nicht geblitzt zu werden falls eine Radarfalle am Wegrand steht.
Wenn solch ein Autofahrer nun eine mit SectionControl ausgestattete Strecke durchfährt, muss er aber eher auf seine Durchschnittsgeschwindigkeit achten als auf seine momentan gefahrene Geschwindigkeit.
Es kann durchaus Situationen geben, in denen der Fahrer schneller fährt als die erlaubte Geschwindigkeit es zulässt, zum Beispiel um einen Überholvorgang zügig abzuschließen oder weil er schlicht vergessen hat, dass eine Geschwindigkeitsbegrenzung gilt. In solch einem Moment erhöht sich seine Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen zwei Messpunkten eines Section-Control-Systems, der Fahrer hat aber wenig Chancen einzuschätzen um wie viele km/h sich durch eine solche kurzzeitige Übertretung der maximal zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit in dieser Abschnittskontrolle erhöht und ob dies Konsequenzen in Bezug auf die Erteilung eines Strafzettels haben wird. Diese Erhöhung könnte er theoretisch ausgleichen, indem er anschließend ein wenig langsamer fährt, aber er weiß nicht wie lange und wie langsam er dafür fahren muss. In der Folge gerät der Fahrer möglicherweise in eine Stresssituation und er fährt entweder zu langsam oder mit der vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit weiter. Im letzteren Fall würde sein Fahrzeug von Section-Control erfasst werden und er müsste mit einer Strafe wegen Überschreitung der Höchstgeschwindigkeit rechnen.
Ziel des hier vorgeschlagenen Ansatzes ist insbesondere die Information des Fahrers, wie hoch seine momentane Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen zwei Messpunkten eines Section-Control-Systems ist und die Ermittlung einer Empfehlung einer zu fahrenden Geschwindigkeit um das erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeitslimit nicht zu überschreiten.
Ein solcher Ansatz eines sogenannten Personal Section Control(PSC)-Systems führt somit zu einer Vermeidung von Stress am Fahrerarbeitsplatz bzw. Strafzetteln durch zu schnelles Fahren in per Section-Control überwachten Bereichen. Es ist weiterhin ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Nachbildung des Section-Control-Meß-Algorithmus innerhalb eines Fahrzeugnavigationssystems im Fahrzeug durch das Personal Section-Control (PSC) vornehmen zu lassen, um auf der Fahrt des Fahrzeugs immer aktuelle Informationen innerhalb des Straßenabschnitts zu haben, der durch die Abschnittskontrolle überwacht wird.
1 zeigt eine Skizze von Systemkomponenten die mit einem Navigationsgerät 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verbunden werden können. Dabei kann ein Kamerasystem 102, ein Navigationssystem und/oder Routenberechnungssystem 104, eine digitalen Kartenbasis 106 und/oder weiteren Datenquellen 108, wie USB, Funk, Internet und Andere über eine Einleseschnittstelle des Navigationsgeräts 100 Informationen zur Ermittlung einer maximalen Reststreckengeschwindigkeit übergeben. In diesem Steuergerät 100, das auch als PSC (PSC = Personal Section Control = Persönliche Abschnittskontrolle) bezeichnet werden kann, kann nachfolgend aus diesen Daten die maximale Reststreckengeschwindigkeit für die verbleibende Reststrecke von der Fahrzeugposition bis zum Ende der Messstrecke ermittelt werden. Die ermittelte Reststreckengeschwindigkeit wird dann an einer Ausgabeschnittstelle des Navigationsgerätes 100 für ein Anzeigesystem 110 bereitgestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können also auf Basis des Navigations- bzw. des Routenberechnungssystems, der digitalen Kartenbasis und/oder eines Kamerasystems zur Erkennung der Verkehrszeichen und/oder gegebenenfalls weiterer Quellen in der PSC Einheit 100 die Werte der aktuellen Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen Section-Control-Messpunkten und der empfohlenen Geschwindigkeit ermittelt werden, um sie schließlich im Anzeigesystem für den Fahrer auszugeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Messpunkt-Standorte und/oder die zulässigen Höchstgeschwindigkeiten bereits in den Daten des Navigationssystems wie beispielsweise einer digitalen Kartenbasis vorhanden sein und/oder aus anderen Datenquellen (z. B. über USB und oder per Funk) in das Navigationssystem eingespeist werden. Des Weiteren kann eine intelligente Kamera, die am Fahrzeug angebracht ist, die elektronischen Verkehrszeichen und/oder die Straßenschilder der Geschwindigkeitsbegrenzungen aufnehmen, auslesen und die ausgelesenen Daten in das System zur Bestimmung der maximalen Reststreckengeschwindigkeit einspeisen. Die aktuell gefahrene Geschwindigkeit ist dem Navigationssystem beispielsweise aufgrund seiner Sensorik (beispielsweise Raddrehzahlsensor, etc.) bekannt. Die aktuelle Systemzeit steht im Navigationssystem zur Verfügung. Der „most probable Path” steht ebenfalls zur Verfügung.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer Abschnittskontrolle mit einer Definition von Variablen, die zu den Berechnungen gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Ein Fahrzeug passiert zu einem Zeitpunkt t_A an einem Ort A 216 den ersten Messpunkt 212 (die auch als Messstelle bezeichnet werden kann) den Beginn der Messstrecke. Der erste Messpunkt A 212 besteht aus einem Fahrzeugerkennungssystem und einer Lichtschranke. Am ersten Messpunkt 212 wird die Geschwindigkeitsbeschränkung für die Messstrecke angezeigt; in diesem Beispiel 60 km/h. Beim Passieren des Messpunkts 212 wird das Fahrzeug am Ort A 216 mit Hilfe des Fahrzeugerkennungssystems registriert. Der Zeitpunkt t_A an dem das Fahrzeug den ersten Messpunkt 212 passiert wird mit Hilfe der Lichtschranke ermittelt.
Zu einem Zeitpunkt t_F befindet sich das Fahrzeug auf der Messstrecke an einem Ort F 218 und bewegt sich mit der Geschwindigkeit v_F. Es hat bereits die Strecke L_AF auf der Messstrecke zurückgelegt. Bis zu einem Ort B 220, an dem sich auch der zweite Messpunkt 214 und das Ende der Messstrecke befindet, muss das Fahrzeug noch die Strecke L_FB zurücklegen. Zusammen ergänzen sich L_AF und L_FB ZU L_AB, der Gesamtlänge der Messstrecke.
Zu einem Zeitpunkt t_B passiert das Fahrzeug an dem Ort B 220 den zweiten Messpunkt 214, das Ende der Messstrecke. Der zweite Messpunkt B 214 besteht aus einem Fahrzeugerkennungssystem und einer Lichtschranke. Am zweiten Messpunkt 214 wird die Geschwindigkeitsbeschränkung für die weitere Strecke angezeigt. In diesem Beispiel wird die Geschwindigkeitsbegrenzung von 60 km/h aufgehoben. Beim Passieren des zweiten Messpunkts 214 wird das Fahrzeug am Ort B 220 mit Hilfe des Fahrzeugerkennungssystems registriert. Der Zeitpunkt t_B an dem das Fahrzeug den zweiten Messpunkt 214 passiert wird mit Hilfe der Lichtschranke ermittelt.
Die notwendige Geschwindigkeit V_FB zwischen Ort F und Ort B wird aus der Strecke L_FB zwischen Ort F und Ort B und der verbleibenden Zeit t_FB von Ort F nach Ort B gemäß der folgenden Gleichung 1 berechnet:
Die verbleibende Zeit t_FB von F nach B wird aus der Soll-Zeit t_AB zwischen A und B und der bereits verstrichenen Zeit t_AF zwischen A und F gemäß der folgenden Gleichung 2 bestimmt: t_FB = t_AB-Soll – t_AF (2)
Die Soll-Zeit t_AB zwischen A und B lässt sich aus der Strecke L_AB zwischen A und B und der zulässigen Höchstgeschwindigkeit gemäß der nachfolgenden Gleichung 3 berechnen, wobei die zulässige Höchstgeschwindigkeit gleichzeitig der zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit entspricht:
Somit kann durch Einsetzen der obigen Gleichungen ineinander die notwendige Geschwindigkeit V_FB zwischen F und B gemäß der nachfolgenden Gleichung 4 berechnet werden um bei Ankunft bei Ort B die zulässige Durchschnittsgeschwindigkeit nicht überschritten zu haben:
Hierbei bezeichnen die Variablen, die in der vorstehenden Gleichung verwendet werden, die folgenden Zusammenhänge:

A: = Standort des ersten Messpunktes 212,
B: = Standort zweiten Messpunktes 216,
F: = momentane Fahrzeugposition,
t_AF: = verstrichene Zeit zwischen Passieren des Ortes A und Erreichen der momentanen Fahrzeugposition,
t_FB: = verbleibende Zeit zwischen Ort F und Ort B,
L_AB: = Strecke zwischen Ort A und Ort B,
L_AF: = Strecken zwischen Ort A und Ort F,
V_AB-soll: = aktuelles Tempolimit zwischen der ersten Messstelle 212 und der zweiten Messstelle 216; dies entspricht hier der zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit
v_EB: = notwendige Geschwindigkeit zwischen Ort F und Ort B um bei Ankunft bei Ort B eine Durchschnittsgeschwindigkeit eingehalten zu haben, die nicht höher als das Tempolimit auf der (Mess-)Strecke ist.

Nachfolgend werden einige Regeln zur Berechnung der Zeit seit Passieren des ersten Messpunktes 212 aufgeführt.
In dem Moment in dem das Fahrzeug den ersten Messpunkt 212 passiert, wird beispielsweise die momentane Systemzeit des Navigationssystems gespeichert. Um die seit diesem Zeitpunkt verstrichene Zeit zu berechnen, wird diese gespeicherte Zeit von der jeweils aktuellen Systemzeit abgezogen. Passiert das Fahrzeug einen weiteren Messpunkt mit derselben Höchstgeschwindigkeit, so bleibt die gespeicherte Zeit vom ersten Messpunkt bestehen, da angenommen wird, dass es sich um ein „Erinnerungsschild” handelt.
Passiert das Fahrzeug ein Schild an dem die Geschwindigkeitsbegrenzung aufgelöst wird, so wird das die Ermittlung der maximalen Reststreckengeschwindigkeit im Navigationsgerät 100 (PSC) zurückgesetzt, da angenommen wird, dass das Tempolimit durchfahren worden ist.
Passiert das Fahrzeug einen Punkt an dem sich das Tempolimit ändert, so beginnt der Messvorgang von neuem.
Beim Erreichen der zweiten Messstelle 216 wird das Ergebnis der Gleichung unbrauchbar da sich eine theoretische Gleichung von 0/0 ergibt. Dies muss durch entsprechende Algorithmen zur Anzeige abgefangen werden.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden als Eingangsdaten für die Bestimmung der maximalen Reststreckengeschwindigkeit beispielsweise benötigt:

• Standorte der Section-Control-Meßpunkte
• Zulässige Höchstgeschwindigkeit zwischen den Messpunkten
• aktuell gefahrene Geschwindigkeit des Fahrzeugs
• aktuelle Systemzeit

3a bis c zeigen mögliche Darstellungsweisen einer ermittelten maximalen Reststreckengeschwindigkeit gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gezeigt ist ein, eine Tachometerscheibe darstellender, Kreis 322 mit aufgetragenen Geschwindigkeitsmarken für 100 km/h, 120 km/h, 140 km/h und 160 km/h. Desweiteren ein, die Tachometernadel darstellender, Pfeil 324. Eine Darstellung der in diesem Ausführungsbeispiel geltenden maximal erlaubten Durchschnittsgeschwindigkeit ist als fett gezeichneter Kreis 326 mit der angetragenen Geschwindigkeitsbegrenzung 120 km/h dargestellt. Ein fett gezeichneter Pfeil 328 zeigt auf die in diesem Ausführungsbeispiel empfohlene Geschwindigkeit, die der ermittelten maximalen Reststreckengeschwindigkeit entspricht.
In der Darstellung gemäß 3a ist die bisher auf der Messstrecke vom Fahrzeug gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit niedriger als die maximal erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke. Daher zeigt der Pfeil 328 auf die maximal, ohne die maximal erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke zu überschreiten, fahrbare Geschwindigkeit von 140 km/h.
In der Darstellung gemäß 3b entspricht die bisher auf der Messstrecke vom Fahrzeug gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit genau der zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit auf der Messstrecke. Daher ist hier der fett gezeichnete Pfeil ausgeblendet.
In der Darstellung gemäß 3c ist die bisher in der Messstrecke vom Fahrzeug gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit höher als erlaubt. Daher zeigt der Pfeil 328 auf die maximal, ohne die maximal erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke zu überschreiten, fahrbare Geschwindigkeit von 100 km/h.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt somit die Geschwindigkeitsbegrenzung und die empfohlene Geschwindigkeit im Tachometer eingeblendet an. Dieses Ausführungsbeispiel bietet sich insbesondere für fest eingebaute Navigationssysteme an, da diese typischerweise auch mit den Anzeigeinstrumenten im Kombidisplay vernetzt sind. 3a, 3b und 3c zeigen Beispiele für solch eine Anzeige. Ist die momentane Durchschnittsgeschwindigkeit niedriger als notwendig, so zeigt ein Marker (in diesem Fall der Pfeil 328) die empfohlene Geschwindigkeit an, die der Fahrer noch fahren kann ohne die Geschwindigkeitsbegrenzung im Schnitt zu überschreiten. Aus Sicherheitsgründen und damit man den Fahrer nicht absichtlich dazu verleitet zu schnell zu fahren könnte der Marker auch an der Geschwindigkeitsbegrenzung für die zulässige Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke stehen bleiben. Hält der Fahrer genau die Geschwindigkeitsbegrenzung ein, so gibt es keinen Grund für eine Empfehlung und der Marker wird ausgeblendet. Fährt der Fahrer jedoch zu schnell, so wandert der Marker in Richtung niedrigerer Geschwindigkeiten und zeigt an, welche Geschwindigkeit das Fahrzeug annehmen sollte, um die Durchschnittsgeschwindigkeit nicht zu überschreiten.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung funktioniert ähnlich wie zuvor beschrieben, allerdings werden statt zusätzlicher Marker die vorhandenen Segmente der Tachometeranzeige genutzt. Durch eine farbliche Einfärbung des entsprechenden Segmentes (z. B. durch Verwendung entsprechender mehrfarbiger LED’s) wird dem Fahrer die empfohlene Geschwindigkeit signalisiert. Somit werden Elemente der Anzeige verwendet, die dem Fahrer vertraut sind. Welche einen intuitiven Umgang mit der Funktionalität fördert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Erfindung die Anzeige der momentan gefahrenen Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen zwei Messpunkten der Section-Control-Anlage sowie der nötigen zu fahrenden Geschwindigkeit um das erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeitslimit noch zu erreichen. Das Verfahren funktioniert auch ohne Eingabe eines Zieles, d. h. ohne aktive Zielführung unter Nutzung des „most probable path”.
4a bis c zeigen weitere mögliche Darstellungsweisen einer zweiten Information gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gezeigt ist ein Balken 430 in Form einer Bargraphanzeige, der einen Geschwindigkeitsbereich repräsentiert. Desweiteren ist ein Marker 432 dargestellt, der, die gefahrene Geschwindigkeit darstellt. Eine Darstellung der in diesem Ausführungsbeispiel geltenden maximal erlaubten Durchschnittsgeschwindigkeit findet sich als fett gezeichneter Kreis 434 mit der angetragenen Geschwindigkeitsbegrenzung 120 km/h. Ein fett gezeichneter Pfeil 436 zeigt auf die in diesem Ausführungsbeispiel empfohlene Geschwindigkeit.
In der Darstellung aus 4a ist die bisher in der Messstrecke vom Fahrzeug gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit von 100 km/h niedriger als notwendig. Daher zeigt der Pfeil 436 auf die maximal fahrbare Geschwindigkeit von 140 km/h, ohne die maximal erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke zu überschreiten.
In der Darstellung aus 4b ist die bisher in der Messstrecke vom Fahrzeug gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit genau richtig. Daher ist hier der fett gezeichnete Pfeil ausgeblendet.
In der Darstellung aus 3c ist die bisher in der Messstrecke vom Fahrzeug gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit von 140 km/h. Daher zeigt der Pfeil 436 auf die noch maximal fahrbare Geschwindigkeit von 100 km/h, ohne die maximal erlaubte Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke zu überschreiten.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt somit die Geschwindigkeitsbegrenzung und die empfohlene Geschwindigkeit in einer Bargraphanzeige an. Diese Ausführung eignet sich für mobile Navigationsgeräte da hier in der Regel nur der Navigationsbildschirm zur Verfügung steht und dementsprechend kein Zugriff auf das Kombidisplay möglich ist. 4a bis c zeigen Beispiele für solch eine Anzeige. Ist die momentane Durchschnittsgeschwindigkeit niedriger als notwendig, so zeigt ein Marker (in diesem Fall ein Pfeil 436) die empfohlene Geschwindigkeit an, die der Fahrer noch fahren kann ohne die Geschwindigkeitsbegrenzung im Schnitt zu überschreiten. Aus Sicherheitsgründen und damit man den Fahrer nicht absichtlich dazu verleitet zu schnell zu fahren könnte der Marker 436 auch an der Geschwindigkeitsbegrenzung stehen bleiben. Hält der Fahrer genau die Geschwindigkeitsbegrenzung ein, so gibt es keinen Grund für eine Empfehlung und der Marker wird ausgeblendet. Fährt der Fahrer jedoch zu schnell, so wandert der Marker in Richtung niedrigerer Geschwindigkeiten und zeigt an, welche Geschwindigkeit das Fahrzeug annehmen sollte, um die Durchschnittsgeschwindigkeit nicht zu überschreiten.
Beispielanwendungen für die vorliegende Erfindung sind insbesondere mobile oder fest eingebaute Fahrzeugnavigationssysteme (z. B. für PKW, LKW, Motorrad).
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren 500 zur Ermittlung einer maximal möglichen Reststreckengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zur Vermeidung einer Durchschnittsgeschwindigkeitsüberschreitung in einer Messstrecke. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens 810 von Informationen, insbesondere Standortinformationen, über die Messstrecke und/oder einer maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke und/oder einer Fahrzeugposition auf der Messstrecke und/oder einer Zeitdauer, die das Fahrzeug von Eintritt in die Messstrecke bis zur Fahrzeugposition auf der Messstrecke gebraucht hat über mindestens eine Einleseschnittstelle, Weiterhin umfasst das Verfahren 500 einen Schritt des Ermittelns 520 der maximalen möglichen Reststreckengeschwindigkeit aus den eingelesenen Informationen, wobei die maximale mögliche Reststreckengeschwindigkeit eine Geschwindigkeit repräsentiert, mit der sich das Fahrzeug maximal bewegen darf, damit es ohne Überschreitung der maximal zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke von der Fahrzeugposition auf der Messstrecke bis zum Ende der Messstrecke gelangt. Schließlich umfasst das Verfahren 500 einen Schritt des Bereitstellens 530 der maximalen Reststreckengeschwindigkeit an einer Ausgabeschnittstelle.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007049509 A1 [0005]

Claims

Verfahren (500) zur Ermittlung einer maximal möglichen Reststreckengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zur Vermeidung einer Durchschnittsgeschwindigkeitsüberschreitung in einer Messstrecke (L_AB), mit folgenden Schritten: – Einlesen (510) von Informationen, insbesondere Standortinformationen, über die Messstrecke (L_AB) und/oder einer maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke (L_AB) und/oder einer Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (L_AB) und/oder einer Zeitdauer (t_AF), die das Fahrzeug von Eintritt in die Messstrecke (L_AB) bis zur Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (L_AB) gebraucht hat; und – Ermitteln (520) der maximalen möglichen Reststreckengeschwindigkeit (v_FB) aus den eingelesenen Informationen, wobei die maximale mögliche Reststreckengeschwindigkeit (v_FB) eine Geschwindigkeit repräsentiert, mit der sich das Fahrzeug maximal bewegen darf, damit es ohne Überschreitung der maximal zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit in der Messstrecke (L_AB) von der Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (L_AB) bis zum Ende (B) der Messstrecke (L_AB) gelangt.
Verfahren (500) gemäß Anspruch 1, wobei im Schritt des Ermittelns (520) die maximal mögliche Reststreckengeschwindigkeit (v_FB) derart ermittelt wird, dass sie nicht größer als die maximal zulässige Geschwindigkeit auf der Messstrecke (L_AB) ist.
Verfahren (500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Einlesens (510) die Informationen über die Messstrecke (L_AB) und/oder der maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke (L_AB) aus hinterlegten Kartendaten übernommen wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Einlesens (510) die Informationen über die Messstrecke (L_AB) und/oder der maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke (L_AB) von einem bordeigenen optischen Erfassungssystem übernommen wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Einlesens (510) die Informationen über die Messstrecke (L_AB) und/oder der maximal zulässigen Geschwindigkeit auf der Messstrecke (L_AB) aus einer Funkübertragung und/oder aus einer USB-basierten Übertragung übernommen werden.
Verfahren (500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Einlesens (510) die Fahrzeugposition (F) auf der Messstrecke (L_AB) von einem fahrzeuggebundenem Sensor, insbesondere einem Navigationssystem und/oder einem Tachometer und/oder einem Raddrehzahlsensor eingelesen wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Ermittelns (520) die maximal mögliche Reststreckengeschwindigkeit gemäß der folgenden Gleichung ermittelt wird:
wobei die Variablen L_FB die Länge der Strecke von der Fahrzeugposition auf der Messstrecke (L_AB) und dem Ende der Messstrecke, L_AB die Länge der Messstrecke (L_AB), V_AB-soll die zulässigen Durchschnittsgeschwindigkeit und t_AF die verstrichene Zeit zwischen dem Einstritt des Fahrzeugs und dem Erreichen der Fahrzeugposition repräsentieren.
Navigationsgerät, das ausgebildet ist, um die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der insbesondere auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm auf einem Navigationsgerät ausgeführt wird.