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Die Erfindung betrifft eine Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, eine Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 9, ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 13 und ein Verkehrssicherheitskommunikationssystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 16.
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Während die Unfallsicherheit und die Sicherheitssysteme von Kraftfahrzeugen immer weiter verbessert werden, gibt es bisher kaum praktikable Ansätze zur Erhöhung der Verkehrssicherheit von Fußgängern. Dabei sind gerade diese bei Unfällen besonders gefährdet, da sie nicht, wie die Insassen eines Kraftfahrzeugs, von einer Knautschzone und ggf. vorhandenen, weiteren aktiven und passiven Sicherheitssystemen geschützt werden.
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Zur Vermeidung von Verletzungen bei Fußgängern im Straßenverkehr wurde bereits der prinzipielle Ansatz verfolgt, die Unfallhäufigkeit zu reduzieren indem ein im Fahrzeug installierter Rechner dem Fahrer mittels eines Transpondersystems signalisiert, dass sich Fußgänger in der Nähe des Fahrzeugs befinden.
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Aus der
DE 299 16 238 U1 ist ein Verfahren zur Integration eines Transponders in einen Schuh bekannt, welcher dazu dient, einen Diebstahl des Schuhs aus einem Kaufhaus zu verhindern.
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Die
DE 100 28 219 A1 offenbart eine Markierungseinrichtung für Personen, die beispielsweise an der Kleidung der Person angebracht werden kann und mittels eines unsichtbaren Strahlungssignals oder anderer Signale (akustisch, optisch) die Position der Person angibt. Die Markierungseinrichtung erfasst zusätzlich selbst Daten aus ihrer Umgebung und kann so die Person auf evtl. Gefahren aufmerksam machen. Zur Energieversorgung kann diese Markierungseinrichtung über Mittel zum Umwandeln von Bewegungsenergie und Wärmeenergie in elektrische Energie verfügen.
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Der Nachteil derzeitiger, an Personen angebrachter Transponder besteht vor allem darin, dass diese Transponder permanent eingeschaltet sind und somit ständig elektrische Energie verbrauchen. Dies hat zur Folge, dass mittels Batterien betriebene Transpondersysteme regelmäßig entweder einen Batteriewechsel benötigen oder komplett ausgetauscht werden müssen, was wiederum mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden ist. Eine Alternative hierzu stellen Transpondersysteme dar, die über eigene Mittel zur Erzeugung von elektrischer Energie verfügen. Allerdings kann nicht in jeder Situation elektrische Energie erzeugt werden. Beispielsweise kann ein auf Basis von Temperaturdifferenzen arbeitender Generator kann z. B. nur dann elektrische Energie erzeugen, wenn auch ein ausreichend großes Temperaturgefälle vorhanden ist. Zudem scheint es fraglich, ob die benötigte Leistung dieser Systeme tatsächlich von einem derartigen Generator bereitgestellt werden kann. Eine weitere Alternative stellen an sich bekannte passive Transpondersysteme dar, welche die von einem Sender abgestrahlte elektromagnetische Strahlung teilweise in elektrische Energie für den eigenen Betrieb umwandeln und einen Teil dieser elektrischen Energie dann wiederum als Funkwelle zurückstrahlen. Derartige Systeme sind zwar unabhängig von Batterien und Mikrogeneratoren, jedoch ist ihre Sendeleistung so gering, dass das gesendete Signal typischerweise nur eine Reichweite von wenigen Zentimetern hat. Für Sicherheitsanwendungen im Straßenverkehr ist dies in der Regel nicht ausreichend.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung mit einem Transponder mit ausreichender Sendefeldstärke und gleichzeitig effizientem Energiehaushalt zur Erhöhung der Verkehrssicherheit von Fußgängern im Straßenverkehr bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung gemäß Anspruch 1, die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung gemäß Anspruch 9, das Verfahren gemäß Anspruch 13 und das Verkehrssicherheitskommunikationssystem gemäß Anspruch 16 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung zum Schutz von Fußgängern im Straßenverkehr, welche einen Transponder umfasst, der in einen Schuh integriert ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrische Energieversorgung der Einrichtung nur in ausgewählten Situationen aktiviert wird. Dadurch kann der Energiebedarf der Einrichtung gegenüber den im Stand der Technik an sich bekannten Einrichtungen dieser Art sehr stark reduziert werden, da das System nur dann aktiviert wird, wenn eine ausgewählte Situation vorliegt. In allen anderen Situationen wird keine Energie verbraucht. Dies führt zu einem effizienteren Energiehaushalt des Transponders.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die elektrische Energieversorgung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung durch ein Radiosignal oder durch einen Beschleunigungsschalter aktiviert wird. In ersterem Falle wird das Radiosignal von einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung in einem Kraftfahrzeug ausgesendet. Falls die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung in Empfangsreichweite des Signals ist, wird sie aktiviert und kann nun als aktives Sicherheitssystem das Unfallrisiko für den Fußgänger verringern. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die Einrichtung nur in denjenigen Situationen aktiviert ist, in denen sich ein Fahrzeug in der Nähe der Einrichtung befindet, also nur in potentiell gefährlichen Situationen. Sofern die elektrische Energieversorgung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung durch einen Beschleunigungsschalter aktiviert wird, ergibt sich der Vorteil, dass die Einrichtung automatisch aktiv ist, sobald sich der Fußgänger fortbewegt und damit prinzipiell in eine gefährliche Situation im Straßenverkehr geraten kann. Durch die Bewegung der in den Schuh des Fußgängers integrierten Einrichtung aktiviert der Beschleunigungsschalter die elektrische Energieversorgung. Solange die Schuhe nicht bewegt werden, kann man davon ausgehen, dass sie nicht getragen werden. In diesem Fall ist die Einrichtung deaktiviert und verbraucht keine Energie. Durch diese Eigenschaften wird auch die Verwendung gewöhnlicher Batterien ermöglicht, deren Energiebevorratung andernfalls in kurzer Zeit aufgebraucht wäre und einen Austausch des Transponders oder zumindest einen Batteriewechsel bzw. einen umständlichen Ladevorgang der Batterien notwendig machen würde.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung einen Microcontroller zum Verarbeiten von Daten und einen elektronischen Speicher zum Speichern von Daten umfasst. Der Speicher kann sowohl statische Daten wie die Schuhgröße und die Art des Schuhs beinhalten, als auch regelmäßigen Änderungen unterworfene Daten wie die Schrittgeschwindigkeit. Die Schrittgeschwindigkeit kann vom Microcontroller z. B. aus den Signalen einer geeigneten Messvorrichtung ermittelt werden. Außerdem verarbeitet der Micrcontroller die Radiosignale der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs und wählt diejenigen Daten aus dem elektronischen Speicher aus, die gesendet werden sollen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Einrichtung über einen Mikrogenerator mit elektrischer Energie versorgt wird. Dadurch ist das System unabhängig von Batterien, deren begrenzte Lebensdauer regelmäßig einen Austausch der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung oder zumindest einen Batteriewechsel notwendig machen würde. Der Batteriewechsel wäre für den Kunden mit ständigem Kostenaufwand verbunden und würde außerdem eine räumliche Zugänglichkeit zu der Einrichtung erfordern, welche auch eine Schwachstelle gegenüber dem Eindringen von Wasser und Schmutz darstellen würde. Im Falle von wiederaufladbaren Batterien entfällt so vorteilhaft die Notwendigkeit eines umständlichen Ladevorgangs.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Mikrogenerator die Energie der dynamischen Schuhverformung bzw. Schuhbewegung in elektrische Energie transformiert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die erzeugte Energie in genau den Situationen bereit steht, in denen sie benötigt wird.
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Besonders bevorzugt ist es außerdem, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie umfasst. Somit kann die vom Mikrogenerator erzeugte Energie zumindest über einen bestimmten Zeitraum gespeichert werden und steht der Einrichtung auch in Situationen zur Verfügung, in denen der Mikrogenerator keine elektrische Energie erzeugt. Genauso ist es möglich, den Energiespeicher über einen gewissen Zeitraum aufzuladen während die Einrichtung deaktiviert ist, so dass in einer aktiven Phase stets ausreichend elektrische Energie zur Verfügung steht.
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Ganz besonders bevorzugt ist es außerdem, dass die Einrichtung über eine oder mehrere Batterien mit Energie versorgt wird. In Verbindung mit einer Aktivierung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung mittels eines Radiosignals oder eines Beschleunigungsschalters ergibt sich so eine höhere Lebensdauer der Batterie. Auch eine kombinierte Energieversorgung mittels eines Mikrogenerators und einer oder mehreren Batterien ist möglich. Daraus ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass die Batterie nur in Situationen, in denen die Einrichtung aktiviert ist und der Generator gleichzeitig keine elektrische Energie erzeugt, als Energiequelle genutzt wird. Somit erhöht sich ihre Lebensdauer noch weiter.
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Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung einen Sensor zur Erkennung dynamischer Schuhverformungen umfasst. Ein derartiger Sensor kann feststellen, ob sich der Fußgänger fortbewegt oder nicht. Außerdem kann er die Schrittfrequenz bestimmen und über die Amplitude der Schuhverformung die Masse des Fußgängers zumindest schätzen. Diese Informationen erlauben Rückschlüsse auf das dynamische Verhalten des Fußgängers und können der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs für eine detaillierte Erstellung eines Gefährdungsszenarios zur Verfügung gestellt werden.
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Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung bei Erkennung einer dynamischen Schuhverformung aktiviert wird und insbesondere ein Signal sendet. Dadurch ergibt sich zum einen ein ähnlicher Vorteil wie aus der Verwendung eines Beschleunigungsschalters, da die Einrichtung folglich nur in Situationen aktiviert ist und Energie verbraucht, in denen der Schuh einer dynamischen Verformung ausgesetzt ist, der Fußgänger also am Straßenverkehr teilnimmt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch das automatische Senden eines Signals bei Erkennen einer dynamischen Schuhverformung. Eine in Sendereichweite befindliche Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wie sie weiter unten beschrieben wird, kann anhand der Sendefrequenz des Signals und somit der Frequenz der dynamischen Schuhverformung die Schrittfrequenz des Fußgängers bestimmen. Dadurch wird die Auswertung der Sensordaten erst in der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung vorgenommen, was einen einfacheren Aufbau der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung erlaubt. Diese Daten ermöglichen der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung Rückschlüsse auf die Fortbewegungsgeschwindigkeit und Fortbewegungsart (Gehen, Laufen, Rennen) des Fußgängers und tragen somit zu einer detaillierten Erstellung eines Gefährdungspotentials in einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung bei.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung bei Aktivierung eine zufällige Identifikationsnummer zur Unterscheidung von anderen Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung sendet. Dadurch können in einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs nicht nur mehrere Fußgänger unterschieden werden, sondern auch die empfangenen Signale und damit ein individuelles Verhalten einem Fußgänger fest zugeordnet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung nur dann Daten sendet, wenn sie zuvor ein externes Triggersignal empfängt. Dieses Triggersignal kann z. B. von einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs gesendet werden. Insbesondere in Kombination mit einem Beschleunigungsschalter oder in Kombination mit einem Sensor zur dynamischen Schuhverformung ergibt sich daraus der Vorteil, dass das System selbst in den Phasen, in denen es aktiviert ist, nur einen vergleichsweise geringen Energieverbrauch hat, da nicht permanent gesendet wird.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung nur diejenigen Daten sendet, die durch das Triggersignal abgefragt werden. Somit können der abrufenden, externen Einrichtung alle benötigten und zur Verfügung stehenden Informationen bereitgestellt werden, ohne gleichzeitig eine unnötig große Datenmenge zu übertragen. Zusätzlich wird der Energieverbrauch der Einrichtung reduziert.
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Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Schuhgröße bzw. die Art des Schuhs im elektronischen Speicher gespeichert werden. Anhand der übermittelten Schuhgröße kann die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs Rückschlüsse auf das zu erwartende Verhalten des Fußgängers treffen. Z. B. gibt eine sehr kleine Schuhgröße Anlass zu der Vermutung, dass es sich bei dem betreffenden Fußgänger um ein Kind handelt, welches sich im Straßenverkehr üblicherweise unvorsichtig und unvorhersehbar verhält und somit erhöhte Aufmerksamkeit des Fahrers erfordern kann. Eine kleine Schuhgröße kann also Auslöser für eine höhere Gefährdungsstufe im erstellten Gefahrenszenario sein. Ebenso lässt die Art des Schuhs Rückschlüsse auf das Verhalten eines Fußgängers zu. Ein Sport- oder Laufschuh legt z. B. die Vermutung nahe, dass sich sein Träger schnell und dynamisch fortbewegt. Andererseits sind von einem Fußgänger, der Damenschuhe mit hohen Absätzen trägt, in der Regel keine plötzlichen und unerwarteten Reaktionen zu befürchten.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung zusätzlich optische bzw. akustische Signale sendet. Zum Senden der optischen Signale eignen sich beispielsweise Leuchtdioden, welche direkt die Aufmerksamkeit des Fahrers erregen, ohne dass die optischen Signale zunächst von der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs verarbeitet werden müssen. Somit ergibt sich besonders bei Dunkelheit und schlechten Sichtverhältnissen der Vorteil, dass der Fahrer den Fußgänger besser wahrnehmen kann. Ebenso sind die akustischen Signale geeignet, die Aufmerksamkeit des Fahrers im Hinblick auf den Fußgänger zu erhöhen. Besonders in Situationen, in denen der Fußgänger z. B. teilweise verdeckt ist und vom Fahrer nicht oder nur schwer zu erkennen ist, stellen akustische Signale einen Vorteil dar.
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Vorzugsweise zeichnet sich die erfindungsgemäße Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung dadurch aus, dass die Einrichtung zusätzlich ein herkömmliches Lawinensuchgerät umfasst. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auch Fußgänger, die außerhalb des Straßenverkehrs einen Unfall erleiden, z. B. für Such- und Rettungspersonal leichter auffindbar sind. Durch Verkoppelung mit der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung kann das Lawinensuchgerät die gleichen vorteilhaften Merkmale hinsichtlich seines Energiehaushalts aufweisen wie die Einrichtung.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung aus dem Schuh herausnehmbar ist. Der Vorteil dieses Merkmals besteht darin, dass die Einrichtung somit flexibel auch in andere Schuhe bzw. andere Kleidungsstücke integriert werden kann. Ebenso kann die Einrichtung in einer Handtasche, einem Rücksack oder sogar einem Geldbeutel verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung in einem Kraftfahrzeug zum Schutz von Fußgängern im Straßenverkehr, welche mit einem Transponder kommuniziert und sich dadurch auszeichnet, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung ein Signal zur Aktivierung der elektrischen Energieversorgung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung sendet. Dadurch wird die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung nur in Situationen aktiviert, in denen ein Fahrzeug in Sendereichweite des Fußgängers ist. Gleichzeitig wird der Energieverbrauch der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung stark reduziert, da sie außerhalb dieser ausgewählten Situationen deaktiviert ist.
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Vorzugsweise zeichnet sich die erfindungsgemäße Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung dadurch aus, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung dem Transponder der Verkehrssicherheitskommunikationseinheit ein Signal zur Aufforderung zum Senden von Daten sendet. Somit kann die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung gezielt diejenigen Daten abfragen, die sie zur Erstellung eines Gefährdungsszenarios benötigt. Z. B. kann es ausreichend sein, Daten wie Schuhgröße und Schuhart nur einmal von jeder Verkehrssicherheitskommunikationseinheit abzufragen, während andere Daten wie die Schrittgeschwindigkeit in regelmäßigen Intervallen abgefragt werden. Dadurch reduziert sich die Menge der zu übertragenden Daten und somit der Energieverbrauch der Verkehrssicherheitskommunikationseinheit.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung die vom Transponder übertragenen Daten auswertet und aufgrund der Auswertung der vom Transponder gesendeten Daten ein Gefährdungsszenario errechnet.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung dem Fahrer des Kraftfahrzeugs das Gefährdungspotential darstellt. Dadurch kann die Aufmerksamkeit des Fahrers gezielt auf potentiell gefährliche Situationen und Vorgänge gelenkt werden, was wiederum die Anzahl und Schwere der Verkehrsunfälle mit Fußgängern vermindert.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung ein Signal zum Auslösen von optischen bzw. akustischen Warnhinweisen sendet. Dies ermöglicht es der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung, zur Darstellung des Gefährdungspotentials zusätzliche oder alternative Warnhinweise auszulösen. Ein optisches Signal ist für den Fahrer besonders bei Dunkelheit gut wahrnehmbar, während ein akustisches Signal auch dann wahrnehmbar ist, wenn der Fußgänger ganz oder teilweise verdeckt und für den Fahrer nur schwer zu erkennen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung selbst ein akustisches Signal an den Fahrer ausgibt. Speziell moderne Fahrzeuge sind in der heutigen Zeit sehr gut gegen Schall- und Lärmeinwirkung isoliert, so dass ein Warnton von außerhalb des Fahrzeugs im inneren nur stark gedämpft wahrnehmbar ist. Außerdem hilft diese Maßnahme, den Energieverbrauch der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung möglichst niedrig zu halten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eine Peilantenne zur Positionsbestimmung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass dem Fahrer die exakte Position des Fußgängers in geeigneter Weise dargestellt werden kann. Dies wiederum führt zu einer verbesserten Wahrnehmung des Fußgängers durch den Fahrer und somit zu einer geringeren Gefährdung des Fußgängers. Außerdem können auf diese Weise gezielt Daten von nur denjenigen Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtungen abgefragt werden, die sich in einem potentiell gefährdeten Bereich relativ zum Kraftfahrzeug befinden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung ein Positionsanfragesignal an die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung sendet. Die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung reagiert auf den Empfang dieses Signals mit dem Senden eines Positionsantwortsignals. Mithilfe der Peilantenne und einer entsprechenden, an sich bekannten Signalverarbeitung durch die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung können auf diese Art regelmäßig die Richtung und der Abstand der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung vom Fahrzeug ermittelt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung jederzeit die Position eines Fußgängers bestimmen kann.
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Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren, das in einer Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung bzw. einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung durchgeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass anhand der Frequenz periodisch auftretender Schuhverformungen die Schrittgeschwindigkeit des Fußgängers bestimmt wird. Die Schrittgeschwindigkeit erlaubt Rückschlüsse auf das Verhalten und die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fußgängers und ermöglicht damit die Erstellung eines detaillierten Gefahrenszenarios durch die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung.
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Vorzugsweise zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass anhand der Amplitude der periodisch auftretenden Schuhverformungen die Masse des Fußgängers bestimmt wird. Ebenso wie die Schrittgeschwindigkeit Rückschlüsse auf Verhalten und Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fußgängers erlauben, kann auch die Masse ein Indikator für diese Parameter sein. Ein Fußgänger mit überdurchschnittlich großer Masse wird sich in der Regel langsamer und vorsichtiger bewegen als ein Fußgänger, dessen Masse dem Durchschnitt entspricht.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Entfernung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung über die von der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung empfangene Signalstärke bestimmt wird. Die Entfernung des Fußgängers vom Kraftfahrzeug ist eine wichtige Größe für die Berechnung eines Gefährdungsszenarios. Sie bestimmt maßgeblich die Höhe der Gefährdung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass anhand der bestimmten Schrittgeschwindigkeit und/oder der Masse und/oder der Position des Fußgängers und/oder der Art und/oder der Größe des Schuhs das sicherheitsrelevante Verhalten des Fußgängers von der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung geschätzt wird. Alle diese Parameter sind elementare Größen zur Erstellung eines realitätsnahen Gefährdungsszenarios. Durch eine Verkopplung möglichst vieler dieser Parameter ergibt sich eine zuverlässige Aussage über die Höhe eines aktuellen Gefährdungspotentials.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verkehrssicherheitskommunikationssystem, welches die oben beschriebene Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung, die oben beschriebene Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung und das oben beschriebene Verfahren, welches in einer Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung und einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung durchgeführt wird, umfasst.
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Vorzugsweise zeichnet sich das System dadurch aus, dass als Übertragungsfrequenz ein ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) bei 868 MHz genutzt wird. Ein ISM-Band stellt einen öffentlichen Frequenzbereich dar. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass keine spezielle Zulassung für Geräte notwendig ist, die in einem ISM-Band senden bzw. empfangen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Daten über ein frequenzmoduliertes, amplitudenmoduliertes oder phasenmoduliertes Übertragungsprotokoll gesendet werden.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
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Es zeigt
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1 schematisch eine in einen Schuh integrierte Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung, welche mit einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung eines Kraftfahrzeugs wechselwirkt,
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2 ein Flussdiagramm des Ablaufschemas des erfindungsgemäßen Verfahrens und
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3 schematisch eine Verkehrssituation, in der das erfindungsgemäße Verkehrssicherheitskommunikationssystem zum Einsatz kommt.
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Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 in 1 umfasst Transponder 3, in welchen in diesem Ausführungsbeispiel Microcontroller 4 und Datenspeicher 5 integriert sind. Zusätzlich umfasst Einrichtung 2 Mikrogenerator 6 zur elektrischen Energieversorgung, Energiespeicher 7 zum Speichern der von Mikrogenerator 6 erzeugten elektrischen Energie und Sensor 8 zur Erfassung dynamischer Schuhverformungen. Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 ist vollständig in Schuh 1 intergriert. Sobald Kraftfahrzeug 13 in die Nähe des Fußgängers kommt, empfängt Transponder 3 in Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 ein Radiosignal von Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14, welches Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 aktiviert. Ohne dieses externe Radiosignal ist Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 deaktiviert und verbraucht keine Energie. Energiespeicher 7 in diesem Beispiel kann klein und platzsparend ausgeführt sein, da Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 äußerst energieeffizient arbeitet. Die Sendereichweite der beispielhaften Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 liegt im freien Feld bei etwa 100 m und ist damit groß genug, um rechtzeitig eine Warnung bzw. Reaktion durch Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 zu erzeugen. Die Übertragung erfolgt frequenzmoduliert auf einem ISM-Band bei 868 MHz. Ebenso ist beispielsweise aber auch eine amplitudenmodulierte oder phasenmodulierte Datenübertragung möglich.
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Wenn Kraftfahrzeug 13 mit in das Fahrzeug integrierter Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 in Sende- bzw. Empfangsreichweite von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 kommt, dann wird Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 aktiviert. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform meldet sich Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 nun bei Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 an. Diese kann nun z. B. mittels Peilantenne 17 (z. B. Kreuzdipol) die Richtung feststellen, aus welcher das Transpondersignal kommt. Falls das Signal von hinten oder von seitlich des Fahrzeugs kommt, besteht für den Fußgänger in der Regel keine Gefahr und ein weiterer Datenaustausch zwischen Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 und Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 ist nicht notwendig. Eine Ausnahme von dieser Verallgemeinerung kann z. B. der Umstand darstellen, dass Kraftfahrzeug 13 rückwärts fährt. In diesem Fall besteht eine potentielle Gefährdung für Fußgänger, die sich hinter Fahrzeug 13 aufhalten und die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 wird entsprechend weiter mit Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 Daten austauschen, bis keine weitere Gefährdung mehr besteht. Falls das Signal von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 jedoch von vorne kommt, stellt Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 in jedem Fall fest, dass prinzipiell eine Gefährdung vorliegt. Sie sendet ein Triggersignal an Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2, welche in diesem Beispiel daraufhin alle ihr zur Verfügung stehenden Daten an Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 sendet, damit sie von dieser verarbeitet werden können und ggf. eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass durch Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 nur bestimmte Daten von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 abgefragt werden. In diesem Fall würde ein entsprechend modifiziertes Triggersignal gesendet. Statt ausschließlich eine Warnung an den Fahrer auszugeben ist es aber auch denkbar, dass ein fahrzeuginterner Rechner aufgrund der von der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 zur Verfügung gestellten Daten einen Eingriff in das Fahrverhalten vornimmt, um z. B. eine Kollision zwischen Fußgänger und Kraftfahrzeug 13 zu verhindern. Dadurch, dass nur auf ein bestimmtes Triggersignal hin die relevanten Daten gesendet werden, wird der Energieverbrauch von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 deutlich reduziert.
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Wenn Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 z. B. über einen dehnungssensitiven Sensor 8 verfügt, um Verformungen von Schuhs 1 beim Laufen festzustellen, dann verfügt die Einrichtung auch über die Information, ob sich der Fußgänger fortbewegt oder steht. Falls die Verformung periodisch mit einer bestimmten Frequenz auftritt, so kann Microcontroller 4 daraus die Schrittgeschwindigkeit bestimmen und z. B. feststellen, wie schnell sich der Fußgänger im Augenblick fortbewegt. Diese Information ist besonders dann interessant, wenn Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 nicht über eine Peilantenne verfügt. Auch die Zunahme bzw. die Abnahme der Signalstärke sind prinzipiell geeignet, eine Annäherung bzw. Entfernung des Fußgängers zu extrapolieren. Über die gemessene Amplitude von Sensor 8 ist es Microcontroller 4 außerdem möglich, auf die Masse des Fußgängers zu schließen. Weitere Daten wie z. B. die Schuhgröße oder ob es sich um einen Sportschuh etc. handelt, können ebenfalls an Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 übertragen werden. Diese Daten erlauben es Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14, die vorliegende Situation hinsichtlich ihres Gefährdungspotentials zu analysieren und ein realistisches Gefährdungsszenario zu berechnen. Falls das festgestellte Gefährdungspotential entsprechend groß ist, können außerdem Warn- bzw. Sicherheitsmaßnahmen eingeleitet werden.
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Anstelle der Verwendung eines Mikrogenerators zur Energieerzeugung für Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 können auch gewöhnliche Batterien verwendet werden. In diesem Anwendungsbeispiel kann auf Mikrogenerator 6 und auf Energiespeicher 7 verzichtet werden. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Implementierung der sog. „wake up an radio”-Funktion, also die Aktivierung der Einrichtung auf ein externes Radiosignal hin. Solange dieses Radiosignal nicht empfangen wird, ist Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 deaktiviert und verbraucht keine Energie. Dadurch kann die Lebensdauer der Batterie sehr deutlich verlängert werden. Alternativ zu der genannten „wake-up-on-radio”-Funktion kann beispielsweise auch ein Beschleunigungsschalter verwendet werden, der nur durch die Gehbewegung des Schuhs die elektrische Energieversorgung aktiviert. In diesem Fall ist Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 nur dann aktiviert, wenn die Schuhe auch tatsächlich zum Gehen benutzt werden, also immer dann, wenn die Einrichtung benötigt wird. Es hat sich gezeigt, dass es effizient und deshalb besonders vorteilhaft ist, eine Li-Primärzelle (z. B. CR2032) in Verbindung mit einem Beschleunigungsschalter zu verwenden. Eine zeitlich unbegrenzte Funktionalität von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 ist in den allermeisten Fällen ohnehin nicht notwendig, da Schuhe in der Regel nach einiger Zeit abgetragen sind und ersetzt werden. Sofern es sich um besonders langlebige Schuhe handelt, kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Ladefunktion für die Batterien vorgesehen sein, z. B. mittels Induktion. Aber auch ein einfacher Batteriewechsel kann möglich sein.
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Sofern Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 über eine Peilantenne (z. B. Kreuzdipol-Antenne) verfügt, kann der Standort eines Fußgängers relativ exakt bestimmt werden. Um aber auch zwischen mehreren Fußgängern zu unterscheiden bzw. zwischen den Standorten mehrerer Fußgänger unterscheiden zu können, ist es notwendig, dass jede Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung ein zumindest leicht unterschiedliches Signal an das Kraftfahrzeug sendet. Denkbar ist hier beispielsweise das Senden einer Zufallsnummer oder das Ausnutzen von zufälligen Modulationsfrequenzen, die sich schon alleine aus der unbeabsichtigten Serienstreuung bei der Herstellung ergeben.
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In einem weiteren Anwendungsbeispiel mit der beschriebenen „wake-up-on-radio”-Funktion wird ein RF-Microcontroller mit integrierter Funkschnittstelle verwendet. Dadurch wird der Herstellungsaufwand und Platzbedarf gering gehalten, da auf eine externe Funkschnittstelle verzichtet wird. Insbesondere der geringere Platzbedarf ist bei der Verwendung der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung in einem Schuh besonders vorteilhaft. Geeignete Microcontroller mit Funkschnittstelle, welche über Antennendiversität verfügen, sind heute kommerziell verfügbar. Durch die Antennendiversität wird ein verbesserter Empfang der vom Kraftfahrzeug gesendeten Signale ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren Anwendungsbeispiel wird Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 bei jeder Erkennung einer dynamischen Schuhverformung durch Sensor 8 aktiviert und Transponder 3 sendet ein kurzes Signal. Dieses Signal wird von Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 empfangen, die dadurch automatisch über die Anwesenheit eines Fußgängers und dessen Schrittfrequenz informiert wird. Weitere Daten werden aber erst dann an Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 übertragen, wenn diese ein spezielles Triggersignal sendet, um Daten von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 abzufragen.
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Zusätzlich zur Funkübertragung von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 an Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung optische Signale im sichtbaren Spektrum sendet. Eine geeignete und besonders energieeffiziente Lichtquelle kann z. B. durch eine LED 10 realisiert werden. Damit erhält nicht nur Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung 14 eine Rückmeldung von Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2, sondern auch der Fahrer kann direkt auf den Fußgänger aufmerksam gemacht werden. Ganz besonders bei Dunkelheit kann dadurch die Gefährdung des Fußgängers weiter vermindert werden. Alternativ oder ergänzend zu den optischen Signalen von LED 10 können akustische Warnsignale von akustischer Warneinrichtung 11 erzeugt werden. Akustische Warneinrichtung 11 ist ebenfalls in Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 integriert. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die akustischen Warnsignale nicht von akustischer Warneinrichtung 11 ausgegeben werden, sondern durch die fahrzeuginterne akustische Warneinheit 16.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist neben Transponder 3 noch ein an sich bekanntes Lawinensuchgerät 9 in Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung 2 integriert. Dies ist nicht nur bei Winterschuhen hilfreich, sondern auch ganz allgemein immer dann, wenn es darum geht, Personen zu finden, die außerhalb des Straßenverkehrs einen Unfall hatten und deren genauer Aufenthaltsort nicht bekannt ist. Ein mögliches Anwendungsbeispiel können etwa im Wald spielende Kinder sein. Da Lawinensuchgeräte oftmals mehrere Meter Schnee bzw. Eis durchdringen müssen, wird eine niedrige Sendefrequenz mit höherer Sendeleistung bevorzugt. Dadurch ergibt sich im Vergleich zu Transponder 3 ein größerer Energieverbrauch. Durch die Kopplung des Lawinensuchgeräts an die beispielhafte Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung mit der beschriebenen „wake-up-on-radio”-Funktion kann der Energieverbrauch aber sehr stark reduziert werden. Typische Lawinensuchgeräte arbeiten bei 457 kHz.
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Es ist nicht zwingend notwendig, die beispielhaft beschriebenen Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtungen nur in einem Schuh zu verwenden. Vielmehr ist es gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel möglich, die Einrichtung aus den Schuhen herauszunehmen und z. B. in beliebige andere Kleidungsstücke zu integrieren. Denkbar sind hier besonders Jacken und Mäntel, aber letztendlich sind nahezu jedes Kleidungsstück und jede Tasche geeignet.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist auch eine Verwendung in mobilen Endgeräten wie etwa einem MP3-Spieler, einem Mobiltelefon, einer Armbanduhr etc. sind möglich. In diesem Fall ist die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung allerdings fest in die Endgeräte integriert.
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2 zeigt an Hand einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung den schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sobald eine Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung ein entsprechendes Radiosignal 201 einer Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung empfängt, wird durch die integrierte „wake-up-on-radio”-Funktion die elektrische Energieversorgung aktiviert 202. Die Energieversorgung kann z. B. über einen Mikrogenerator 203 oder über Batterien 204 erfolgen. Die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung ist nun aktiviert und meldet sich bei der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung an 205, um diese darüber zu informieren, dass ein Fußgänger in Sendereichweite ist. Die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung wiederum sendet nun ein Triggersignal 206 an die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung, um bestimmte Daten zur Erstellung eines Gefährdungsszenarios abzufragen 207. Diese Daten können z. B. die Schuhgröße, die Art des Schuhs, Schrittfrequenz und eine zufällige Identifikationsnummer umfassen. Die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung empfängt das Triggersignal und ruft die entsprechenden Daten aus dem elektronischen Speicher ab. Statische Daten 208 wie z. B. Schuhgröße und Schuhart sind stets vorhanden und jederzeit abrufbar. Dynamische Daten 209 wie z. B. die Schrittfrequenz müssen ggf. erst durch einen Microcontroller bestimmt werden. Anschließend sendet die Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung die von der Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung angeforderten Daten 210. Die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung wertet die Daten aus 211 und erstellt ein entsprechendes Gefährdungsszenario 212. Anschließend stellt sie dem Fahrer in geeigneter Weise das Gefährdungspotential dar 213. Je nach Situation und Höhe des aktuellen Gefährdungspotentials können optische sowie ggf. zusätzlich akustische Warnsignale an der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung ausgelöst werden 214 und auch die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung kann dem Fahrer ein akustisches Warnsignal ausgeben 215. Die akustischen Warnsignale der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung können z. B. als Hub- oder sirenenartige Heultöne ausgegeben werden, während die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung zusätzlich oder alternativ auch eine spezielle Warnung mittels einer Computerstimme ausgeben kann.
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3 zeigt schematisch eine Verkehrssituation, in der das erfindungsgemäße Verkehrssicherheitskommunikationssystem besonders vorteilhaft zum Einsatz kommt. Kraftfahrzeug 31 nähert sich einer Kreuzung, die teilweise schwer einsehbar ist, weil das Sichtfeld des Fahrers auf der rechten Seite durch Gebüsch 32 eingeschränkt ist. Die in Kraftfahrzeug 31 integrierte Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung steht in Funkkontakt zu Fußgängern 33, 34, 35 und 36. Durch Positionsbestimmung mittels einer Peilantenne von Fußgänger 33 erkennt die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung, dass Fußgänger 33 im rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs liegt und sich somit außerhalb des potentiellen Gefahrenbereichs befindet. Die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung fragt daher keine weiteren Daten von Fußgänger 33 ab. Eine Positionsbestimmung der Fußgänger 34, 35 und 36 ergibt jedoch, dass diese sich vor dem Fahrzeug befinden und daher in einem potentiell gefährlichen Bereich aufhalten. Die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung fragt daher weitere Daten dieser drei Fußgänger ab, um ein realitätsnahes Gefährdungsszenario zu errechnen. Die von Fußgänger 34 übermittelten Daten ergeben, dass es sich um einen Fußgänger mit überdurchschnittlich großer Masse und geringer Schrittfrequenz handelt. Die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung geht folglich davon aus, dass Fußgänger 34 sich nur langsam fortbewegt und nicht damit zu rechnen ist, dass dieser sich plötzlich vom Fußgängerweg auf die Fahrbahn bewegt. Das Gefährdungspotential für Fußgänger 34 wird dementsprechend als gering eingestuft. Die Daten von Fußgänger 35 hingegen ergeben, dass es sich um einen Erwachsenen handelt, der Joggingschuhe trägt und eine hohe Schrittfrequenz aufweist. Folglich muss mit einer schnellen und dynamischen Bewegungsweise gerechnet werden. Entsprechend geht die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung davon aus, dass Fußgänger 34 versuchen könnte, unerwartet die Fahrbahn vor Fahrzeug 31 zu überqueren. Das Gefährdungspotential wird in diesem Fall als mittelgroß eingestuft. Da Fußgänger 36 durch Gebüsch 32 verdeckt ist, kann er vom Fahrer des Fahrzeugs 31 nicht gesehen werden. Die abgefragten Daten ergeben außerdem, dass Fußgänger 36 Kinderschuhe trägt und eine hohe Schrittfrequenz aufweist. Es ist mit einem unerwarteten und unvorsichtigen Verhalten des Fußgängers zu rechnen. Entsprechend wird das Gefährdungspotential für Fußgänger 36 als sehr groß eingestuft. Die Sicherheitsrisikoanalyseeinrichtung gibt daher eine akustische Warnung an den Fahrer aus und aktiviert die optischen Signalgeber der Verkehrssicherheitskommunikationseinrichtung in den Schuhen von Fußgänger 36, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Gefahr zu lenken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29916238 U1 [0004]
- DE 10028219 A1 [0005]
