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Die Erfindung betrifft die Übertragung fahrzeugrelevanter Daten eines Eigenfahrzeugs mit komplexer Geometrie an Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Eigenfahrzeugs mittels Car2Car-Kommunikation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Techniken für die als Car2car bezeichnete Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug und die als Car2X bezeichnete Kommunikation von Fahrzeug zu Infrastruktur auf Basis von zellulärem Mobilfunk sind bekannt und befinden sich in der Erprobung, wobei erste Anwendungen im Einsatz sind. Car2X Kommunikation wird typischerweise mit einer WLAN-basierten Kommunikationstechnik in Verbindung gesetzt. Ein wichtiger Anwendungsfall für die Car2X-Kommunikation ist die Warnung vor verdeckt herannahenden Fahrzeugen, beispielsweise an Kreuzungen. Im Folgenden wird die Bezeichnung Car2Car-Kommunikation als Synonym für die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation und Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation verwendet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2008 009 330 A1 ist eine Kommunikationseinrichtung für ein Fahrzeug zum drahtlosen Übertragen von fahrzeugrelevanten Daten an ein anderes Fahrzeug oder eine Infrastruktur bekannt, wobei die Kommunikationseinrichtung eine erste Kommunikationseinheit zum Übermitteln von ersten fahrzeugrelevanten Daten an das andere Fahrzeug und eine zweite Kommunikationseinheit zum Übermitteln von ausgewählten zweiten fahrzeugrelevanten Daten an das andere Fahrzeug aufweist. Durch die Verwendung von zwei Kommunikationseinheiten können wichtige, limitierte Informationen über die zweite Kommunikationseinheit übermittelt werden, so dass gewährleistet ist, dass diese Informationen auch beim Empfänger ankommen. Die übrigen Daten können – gegebenenfalls mit höherer Bandbreite aber geringerer Reichweite – über die erste Kommunikationseinheit übermittelt werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die wichtigsten Daten unabhängig von den Umgebungsverhältnissen der Fahrzeuge den Empfänger erreichen.
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In der Druckschrift
DE 10 2009 045 748 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Status einer drahtlosen Car2Car-Kommunikation eines Fahrzeugs an seine Umgebung beschrieben, wobei eine Kommunikationseinheit dazu eingerichtet ist, von Kommunikationseinheiten in der Umgebung als Funkbotschaften ausgesendete Daten zu empfangen und durch Analyse von in den Funkbotschaften enthaltenen Informationen den Status der Car2Car-Kommunikation zu bestimmen und in einer Mensch-Maschine-Schnittstelle anzuzeigen.
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Nun haben Fahrzeuge mit komplexen Geometrien, die im Folgenden auch als komplexe Fahrzeuge bezeichnet werden, bei der Durchführung von Fahrmanövern einen entsprechenden Platzbedarf. Dabei werden Fahrzeuge mit komplexer Geometrie definiert als Fahrzeuge mit einem erhöhten Platzbedarf bei der Durchführung von Fahrmanövern, wobei der erhöhte Platzbedarf auf benachbarte Fahrspuren übergreift.
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Fahrzeuge mit komplexer Geometrie sind beispielsweise LKW mit Anhänger, Sattelschlepper, Zugmaschinen mit Sattelanhängern, landwirtschaftliche Maschinen (Ackerschlepper) mit angeordneten Arbeitsgeräten, Omnibusse oder auch Wohnwagengespanne und Personenkraftwagen mit entsprechenden Anhängern, also Fahrzeuge mit erheblichem Platzbedarf zum Manövriere. Der Platzbedarf zum Durchführen eines Abbiegevorgangs umfasst daher auch benachbarte Fahrstreifen und führt so zu einer Gefährdung für den Gegenverkehr. Sind diese benachbarten Fahrstreifen dann belegt, beispielsweise durch einen Rückstau, so kann das beabsichtigte Manöver von dem komplexen Fahrzeug nicht durchgeführt werden. Kommt es darüber hinaus zu einem gegenseitigen Blockieren, so entsteht eine nicht unerhebliche Verkehrsbehinderung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Gefährdungen oder Behinderungen durch ein Fahrzeug mit komplexer Geometrie für in der Umgebung des komplexen Fahrzeugs befindliche Verkehrsteilnehmer zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Übertragung fahrzeugrelevanter Daten eines Eigenfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung fahrzeugrelevanter Daten mittels einer drahtlosen Car2Car-Kommunikation eines Eigenfahrzeugs an in der Umgebung des Eigenfahrzeugs befindliche Verkehrsteilnehmer und/oder Verkehrsinfrastruktur weist die folgenden Schritte auf:
- – Durchführung einer Fahrmanöverprognose,
- – Bestimmung des für das prognostizierte Fahrmanöver notwendigen Platzbedarfs anhand der Geometrie des Eigenfahrzeugs und des prognostizierten Fahrmanövers, und
- – Übertragung des notwendigen Platzbedarfs mittels Car2Car-Kommunikation als fahrzeugrelevante Daten an die im Umfeld befindlichen Verkehrsteilnehmer und/oder die Verkehrsinfrastruktur.
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Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Möglichkeit, umliegende Verkehrsteilnehmer mit Hilfe einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation über dynamische Gefahrenstellen zu informieren, die aufgrund von Fahrmanövern von Fahrzeugen mit komplexen Geometrien entstehen. Dazu bedarf es einer Detektion bzw. des a-priori-Wissens über die Geometrie bzw. die Ausstattung der Maschinen, sowie einer Prognose über das Fahrmanöver, das einen dynamischen Gefahrenbereich verursachen kann. Diese Gefahrenlage bzw. der notwendige Platzbedarf wird anhand möglicher Fahrmanöver und der Geometrie des Fahrzeugs prognostiziert. Der Platzbedarf bzw. der Gefahrenbereich kann daraufhin unter Berücksichtigung der Car2Car-Kommunikationkanäle an Verkehrsteilnehmer oder zur weiteren Nutzung bzw. Prozessierung an die Verkehrsinfrastruktur, wie beispielsweise Roadside Units o. ä., übermittelt werden. Die Information muss anderen Verkehrsteilnehmern bzw. Fahrzeugbedienern in geeigneter Weise dargestellt werden, so dass diese auf die Information reagieren können. Die Gefahr von innerstädtischen Verkehrsbehinderungen oder Unfällen, die dadurch oder aufgrund des Einsatzes von Sonderfahrzeugen, wie beispielsweise Krankenwagen, Polizeifahrzeuge o. ä., verursacht werden, wird reduziert.
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Vorzugsweise weist das Eigenfahrzeug eine komplexe Geometrie auf, wobei auf die Definition komplexer Fahrzeuge in der Einleitung Bezug genommen wird. Wie dort beschrieben, besitzen Lastkraftwagen, Kommunalfahrzeuge, Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs oder Sonderfahrzeuge komplexere Geometrien und Fahrdynamiken als beispielsweise Personenkraftwagen. Die Geometrien und möglichen Fahrdynamiken können durch die Angabe der Abmaße, idealisierter Fahrgestellgeometrien und Koppelpunkten, beispielsweise den Punkt der idealisierten Lenkung eines Einspurmodells, Drehpunkte bei Sattelaufliegern etc., abgeschätzt werden.
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Vorzugsweise wird der notwendige Platzbedarf des prognostizierten Fahrmanövers in Form eines Fahrschlauchs bestimmt, wobei weiter bevorzugt der notwendige Platzbedarf des prognostizierten Fahrmanövers dynamisch als Funktion der Zeit bestimmt wird.
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Dabei kann der Platzbedarf anhand der Geometrie und des prognostizierten Fahrmanövers, beispielsweise in Form eines Fahrschlauchs, bestimmt werden. Ein wichtiger Teilbereich ist die Dynamik des Platzbedarfs, wobei die Zeitpunkte möglichst exakt bestimmt werden müssen, zu denen der jeweilige Platzbedarf bzw. ein Gefahrenbereich vorliegt. Andernfalls besteht die Gefahr, dass das System Gefahrenbereiche zu ungenau prognostiziert. Das System würde als nicht vertrauenswürdig empfunden und dadurch unbrauchbar, da entweder neue Verkehrsbehinderungen, beispielsweise durch vorsichtige Fahrer, oder neue Gefahrenbereiche, beispielsweise durch Fahrer, die dem System ausschließlich Fehlprognosen zutrauen, entstehen.
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Vorzugsweise wird die Fahrmanöverprognose als Funktion von Fahrzeugdaten und/oder Routendaten durchgeführt. Dabei erfolgt weiter bevorzugt die Fahrmanöverprognose anhand einer prädiktiven Streckenvorausschau, eines a-priori-Wissens über die Fahrtroute des Eigenfahrzeugs, einer Routenführung eines vorgegebenen Navigationsziels und/oder Verkehrsdaten.
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Das Fahrmanöver der komplexen Fahrzeuge kann anhand unterschiedlicher Fahrzeug- und Routendaten prognostiziert werden. Für verschiedene Fahrzeugtypen und -aufgaben können unterschiedliche Daten priorisiert werden, beispielsweise das Setzen eines Blinkers, die Verzögerung des Fahrzeugs in Bezug auf den Straßenverlauf, beispielsweise Kreuzung oder Kurve, das Navigationssystem, das beispielsweise eine Route vorgibt, ein a-priori-Wissen über die Fahrrouten des Fahrzeugs, beispielsweise der Arbeitsweg, Verkehrsdaten, beispielsweise Feierabend-Stau, oder der Blickrichtung des Fahrers.
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Vorzugsweise erfolgt die Übertragung der Information bezüglich des Platzbedarfs so, dass andere Verkehrsteilnehmer die Information verarbeiten und darstellen können. Insbesondere können die Information bezüglich des Platzbedarfs als Gefahrenkarte, in Parzellenform oder als Vektoren abgebildet werden.
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Die Information des Platzbedarfs bzw. des Gefahrenbereichs wird unter Zuhilfenahme der Car2Car-Kommunikation an andere Verkehrsteilnehmer übermittelt. Dabei ist es unerheblich, auf welche Art und Weise die Information vorliegt, also ob diskrete ”Gefahrenkarten” übermittelt werden, oder ob der Bereich anhand von Parzellen oder Vektoren abgebildet wird, beispielsweise Grid-basiert oder Objekt-basiert. Insgesamt gilt, dass eine klare Definition besteht, nach der die Information so abgelegt und übermittelt wird, dass eine HMI (Human Machine Interface) anderer Verkehrsteilnehmer diese Information interpretieren und darstellen kann.
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Ferner müssen die anderen Verkehrsteilnehmern, im Besonderen die Fahrzeugbediener, in der Lage sein, die Information schnell, sicher und ohne Verluste verarbeiten zu können. Dafür bedarf es einer geeigneten Darstellung durch eine HMI. Beispielsweise ist ein Hinweis im internen Navigationssystem oder einem Head-up-Display denkbar. Zudem kann die Information haptisch oder auditiv erfassbar sein, z. B. durch einen Sprachhinweis.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des im Vorangegangenen erläuterten Verfahrens zur Übertragung fahrzeugrelevanter Daten mittels einer drahtlosen Car2Car-Kommunikation mit einer Car2Car-Kommunikationseinrichtung zur Übertragung von fahrzeugrelevanten Daten, umfasst
- – eine Einrichtung zur Durchführung einer Fahrmanöverprognose, und
- – eine Einrichtung zur Bestimmung des für das Fahrmanöver notwendigen Platzbedarfs anhand der Geometrie des Eigenfahrzeugs und des prognostizierten Fahrmanövers.
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Insgesamt kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung fahrzeugrelevanter Daten mittels Car2Car-Kommunikation sowie die entsprechende Vorrichtung dazu beitragen, den innerstädtischen sowie außerstädtischen Verkehr zu beruhigen, die Einflüsse von Behinderungen weitestgehend zu reduzieren sowie den Verkehrsablauf sicherer zu machen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
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1 den Platzbedarf eines Sattelzugmaschine mit Sattelanhänger bei einem Abbiegevorgang, und
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2 die Vorrichtung zur Ermittlung und Übertragung fahrzeugrelevanter Daten in schematischer Darstellung.
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Dargestellt in 1 ist ein Sattelschlepper 1 bestehend aus einer Zugmaschine 2 und einem Sattelanhänger 3 bei einem Abbiegevorgang nach rechts zu unterschiedlichen Zeiten t1 bis t8 in schematischer Darstellung. Der Sattelschlepper 1 befindet sich zum Zeitpunkt t1 auf einer vierspurigen Strasse 10, wobei die Fahrtrichtung der zwei unteren Fahrspuren 11, 12 in 1 nach rechts zeigt, während die Fahrtrichtung der zwei oberen Fahrspuren 13, 14 nach links zeigt. Die oberen und unteren Fahrspuren sind hier im Beispiel der 1 durch einen Mittelstreifen 15 voneinander getrennt. Auf den oberen Fahrspuren 13, 14 befinden sich zwei Fahrzeuge 4 und 5 mit Fahrtrichtung nach rechts. Die untere Fahrspur 11 ist außer mit dem Sattelschlepper 1 noch mit einem weiteren Fahrzeug 6 belegt. Ferner ist im rechten Winkel zur vierspurigen Strasse 10 eine zweispurige Seitenstrasse 20 angeordnet, deren beide Spuren 21, 22 in die untere Fahrspur 11 der vierspurigen Straße einmünden. Auf der rechten Spur 22 der zweispurigen Seitenstrasse 20 sind zwei Fahrzeuge 7, 8 angeordnet, die in die untere Fahrspur 11 der vierspurigen Strasse 10 nach rechts einbiegen möchten, wobei die vierspurige Strasse 10 gegenüber der einmündenden Seitenstrasse 20 vorfahrtsberechtigt ist, was durch das Hinweisschild 23 in 1 symbolisiert ist.
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Wie bereits oben erwähnt, befindet sich der Sattelschlepper 1 zum Zeitpunkt t1 vollständig auf der unteren Fahrspur 11 der vierspurigen Strasse 10 und hat die Absicht nach rechts in die linke Fahrspur 21 der zweispurige Seitenstrasse 20 abzubiegen, was durch die Betätigung des Blinkers (nicht dargestellt) gegenüber dem Verkehr in der Umgebung des Sattelschleppers 1 deutlich wird. Die beiden vom Sattelschlepper unmittelbar beanspruchten Fahrspuren 11 und 21 werden im Folgenden auch als Eigenfahrspuren bezeichnet.
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Diese Absicht wird zum Zeitpunkt t2 in die Tat umgesetzt, indem der Sattelschlepper 1 auf die Nachbarspur 12 ausschwenkt, um das überlange Fahrzeug in die aus der Blickrichtung des Sattelschleppers 1 rechte Seitenstrasse 20 einbiegen zu können. Es ist deutlich erkennbar, dass in diesem Moment die zweite benachbarte Fahrspur 12 benötigt wird, um den Sattelschlepper in eine Position zu manövrieren, in der er in die Seitenstrasse 20 einbiegen kann. Der Platzbedarf für das Abbiegemanöver wird zum Zeitpunkt t2 nicht mehr von der Eigenspur 11 gedeckt, sondern es wird Platz der Nachbarspur 12 benötigt.
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Zum Zeitpunkt t3 biegt die Zugmaschine 2 stark in Richtung der Seitenstrasse 20 ein, was dazu führt, dass nicht nur die Nachbarspur 12 der Eigenspur 11 blockiert ist, sondern zusätzlich die rechte Spur 22 der Seitenstrasse 20 blockiert ist. Befindet sich in diesem Moment ein Fahrzeug 8 auf der rechten Spur 22, die für dieses Fahrzeug 8 die Einbiegespur darstellt, an der Position des Vorfahrtachtungsschildes 23, so ist die gesamte Verkehrssituation zumindest vorübergehend blockiert, da aufgrund des weiteren Fahrzeugs 7 hinter dem vorderen einbiegenden Fahrzeug 8 ein Rücksetzen des vorderen Fahrzeugs 8 vorerst nicht möglich ist.
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Zu den Zeitpunkten t4 und t5 biegt die Zugmaschine 2 des Sattelschleppers 1 weiter in die Fahrspur 21 der Seitenstrasse 20 ein, wodurch sich der Sattelanhänger 3 wieder zurück in die Eigenspur 11 bewegt. Dieser Fortgang des Abbiegemanövers ist jedoch nur durchführbar, wenn das am Vorfahrtachtungsschild 23 befindliche Fahrzeug 8 nicht vorhanden ist, da weiterhin Platz auf der rechten Fahrspur 22 der Seitenstrasse 20 benötigt wird.
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Im Zeitpunkt t6 ist zu erkennen, dass die Zugmaschine 2 des Sattelschleppers 1 sich nun fast auf der linken Spur 21 der Seitenstrasse 20 befindet, allerdings wird in diesem Abbiegezustand zusätzlich Platz außerhalb jeglicher Fahrspur im Bereich des Zusammentreffens der unteren Fahrspur 11 der vierspurigen Strasse 10 und der linken Fahrspur 21 der Seitenstrasse von dem Sattelanhänger 3 benötigt. Dies ist nur möglich, wenn in diesem Bereich kein Hindernis vorhanden ist, da sonst der Abbiegevorgang nicht durchführbar ist oder der Abbiegevorgang hätte komplett von der zweiten Fahrspur 12 gestartet werden müssen.
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Zu den Zeitpunkten t7 und t8 überstreicht der Sattelanhänger 3 weiterhin Bereiche außerhalb der Eigenfahrspuren 11 und 21, jedoch befindet sich die Zugmaschine 2 des Sattelschleppers 1 wieder auf der Eigenspur 21 der Seitenstrasse 20 und das Abbiegemanöver ist fast beendet.
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Aus dem Beispiel eines Abbiegemanövers eines komplexen Fahrzeugs ist ersichtlich, dass eine Information an die von dem Abbiegemanöver betroffenen Verkehrsteilnehmern, nämlich im Beispiel der 1 den Fahrzeugen 6, 7 und 8, über das beabsichtigte Fahrmanöver und den damit verbundenen Platzbedarf zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit und des Verkehrsflusses führt. So wird spätestens mit dem Setzen des Blinkers zum Zeitpunkt t1 eine Gefahrenwarnung mit fahrzeugrelevanten Information bezüglich des zeitlich gestaffelten Platzbedarfs an die Verkehrsteilnehmer in der Umgebung mittels Car2Car-Kommunikation abgesetzt. Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung des Platzbedarfs für das beabsichtigte Fahrmanöver und das Absetzen der Warnung jedoch bereits früher anhand einer Routenprognose oder der Information des Navigationssystems sowie dem a-priori-Wissen über die Geometrie des Eigenfahrzeugs 1.
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2 zeigt die Vorrichtung zur Ermittlung und Übertragung fahrzeugrelevanter Daten mittels einer drahtlosen Car2Car-Kommunikation in schematischer Darstellung. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung zur Durchführung einer Fahrmanöverprognose 30 sowie eine Einrichtung 31, die die Geometrie und mögliche Fahrdynamiken des Eigenfahrzeuges vorhält bzw. abschätzt. Dabei können die Geometrien und mögliche Fahrdynamiken durch Angabe der Abmessungen des Eigenfahrzeugs und idealisierter Fahrgestellgeometrien sowie Koppelpunkten abgeschätzt werden. Mittels den Informationen der Fahrmanöverprognose und der Geometrie/Fahrdynamik werden in einer Einrichtung zur Bestimmung des Platzbedarfs 32 der dynamische Platzbedarf für das prognostizierte Fahrmanöver bestimmt. In einer Car2Car-Kommunikationseinrichtung 33 wird die Information zum dynamischen Platzbedarf in eine zur Übertragung geeigneten Form überführt und an andere Verkehrsteilnehmer und/oder eine Verkehrsinfrastruktur übertragen.
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Die Ermittlung der Fahrmanöverprognose 30 basiert auf unterschiedlichen Fahrzeug- und Routendaten, wie beispielsweise auf Verkehrsdaten 34, Routen und/oder Routenprognosen einer Navigationseinrichtung 35, Fahrzeugdaten 36 wie beispielsweise dem Setzen des Blinkers oder der Verzögerung des Fahrzeugs in Zusammenhang mit der Fahrzeugposition, und Fahrerdaten 37, wie beispielsweise der Blickrichtung des Fahrers.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sattelschlepper
- 2
- Zugmaschine
- 3
- Sattelanhänger
- 4
- Fahrzeug
- 5
- Fahrzeug
- 6
- Fahrzeug
- 7
- Fahrzeug
- 8
- Fahrzeug
- 10
- vierspurige Straße
- 11
- Fahrspur
- 12
- Fahrspur
- 13
- Fahrspur
- 14
- Fahrspur
- 15
- Mittelstreifen
- 20
- zweispurige Seitenstraße
- 21
- Fahrspur
- 22
- Fahrspur
- 23
- Vorfahrtachtungsschild
- 30
- Fahrmanöverprognose
- 31
- Geometrie/Fahrdynamik
- 32
- Platzbedarfsprognose
- 33
- Car2Car-Kommunikationseinrichtung
- 34
- Verkehrsdaten
- 35
- Navigationseinrichtung
- 36
- Fahrzeugdaten
- 37
- Fahrerdaten
- t1
- Zeitpunkt 1
- t2
- Zeitpunkt 2
- t3
- Zeitpunkt 3
- t4
- Zeitpunkt 4
- t5
- Zeitpunkt 5
- t6
- Zeitpunkt 6
- t7
- Zeitpunkt 7
- t8
- Zeitpunkt 8
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009330 A1 [0003]
- DE 102009045748 A1 [0004]
