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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Gewinnen, Bereitstellen und Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Moderne Fahrzeuge zeichnen eine Vielzahl an Informationen auf, wie beispielsweise ihre Position und/oder Geschwindigkeit. Mit der aktuellen Position und einem vorgegebenen Ziel kann mittels einer Navigation eine Streckenführung bestimmt werden. Bekannt sind Systeme, welche bestimmte Daten aus Kraftfahrzeugen drahtlos, z. B. mittels Mobilfunk an Serversysteme zur weiteren Auswertung der Daten vieler Kraftfahrzeuge, beispielsweise zur Generierung einer Verkehrslage, übertragen (wie beispielsweise „Floating Car Data“ oder kurz „FCD“ oder „Extended Floating Car Data“ oder kurz „xFCD“). Ebenfalls bekannt sind Nachrüstsysteme, die über eine drahtlose oder kabelgebundene Verbindung zwischen On-Board-Diagnose-Stecker (OBD-Stecker) von Kraftfahrzeugen und tragbaren Navigationssystemen oder Mobiltelefonen, insbesondere Smartphones, Daten zu aktuellem Kraftstoffverbrauch und Emissionen des Kraftfahrzeugs auslesen und auf den tragbaren Navigationssystemen oder den Mobiltelefonen (mithilfe einer zusätzlichen Software, einer „App“) unmittelbar oder in einer verarbeiteten Form zur Anzeige bringen. Die Verbrauchs- und Emissionsdaten werden von diesen Systemen allerdings nur individuell, d. h. fahrzeugbezogen ausgewertet.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2010 030 200 A1 offenbart ein Mautsystem für Verkehrswege, das ein Erfassungsgerät für Schadstoffmengeninformationen eines Fahrzeugs und eine Abrechnungseinheit in einem Mautberechnungsmodul aufweist, wobei das Mautberechnungsmodul ausgelegt ist, die Schadstoffmengeninformationen bei einer Ermittlung einer Maut für das Fahrzeug zu berücksichtigen.
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Mithilfe des in
DE 10 2005 047 333 A1 offenbarten Verfahrens zur Routenplanung ist ein sehr umweltfreundliches Fahrverhalten ermöglicht, da das Emissions- und/oder Immissionsverhalten des Fahrzeugs auf der geplanten Route berücksichtigt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten, ein Verfahren zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten, ein Verfahren zum Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten, weiterhin eine Vorrichtung, die diese Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine Straße kann in einzelne Streckenabschnitte aufgeteilt werden, für die qualitative Merkmale zu Verbrauch und Emission von Fahrzeugen auf dem jeweiligen Streckenabschnitt bestimmt werden können. Die Aussagekraft beziehungsweise Qualität eines solchen qualitativen Merkmals kann wesentlich gesteigert werden, wenn eine Mittelung über eine Vielzahl von Fahrzeugen erfolgt. Bei der Mittelung können verschiedene Verfahren die Aussagekraft verbessern. Eine mit Datensätzen zu qualitativen Merkmalen bezüglich Verbrauch und Emission von Fahrzeugen angereicherte Karte kann vorteilhaft verwendet werden beispielsweise zur Bestimmung von Routen unter ökologischen Aspekten und/oder Immissionsgesichtspunkten, zum Erstellen von Routenführungsvorgaben durch öffentliche Behörden und/oder einer Planung und/oder zur Anpassung von Streckenführungen unter ökologischen Gesichtspunkten. Weiterhin sind so Kostenvorteile insbesondere beim Routing für ein Fahrzeug und/oder auch volkswirtschaftlich erzielbar.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten, wobei die streckenbezogenen Fahrzeugdaten in einer Mehrzahl von Datensätzen einer Navigationsdatenbank gesammelt werden, wobei jeder der Datensätze einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten und zumindest eine Ressourceninformation aufweist, die zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Emissionswert repräsentiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen von zumindest einer Fahrzeugmeldung und einer Fahrzeuginformation, wobei die Fahrzeugmeldung und die Fahrzeuginformation je einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten, sowie je zumindest eine Ressourceninformation aufweisen, die zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Emissionswert repräsentiert, wobei die Positionsdaten der Fahrzeugmeldung und der Fahrzeuginformation einander entsprechen; und
Bereitstellen eines Datensatzes in der Navigationsdatenbank, wobei die in der zumindest einen Fahrzeugmeldung enthaltenen Ressourceninformation mit der in der Fahrzeuginformation enthaltenen Ressourceninformation verknüpft werden. Auf einem Server kann sich eine Navigationsdatenbank befinden, deren Datensätze streckenbezogene Fahrzeugdaten aufweisen, beziehungsweise aufnehmen können. Die Navigationsdatenbank kann eine Vielzahl von Datensätzen aufweisen, wobei ein Datensatz einem realen Streckenabschnitt zugewiesen werden kann. Ein Datensatz kann Positionsdaten aufweisen, die die Zuweisung zu einem realen Streckenabschnitt ermöglichen. Bei den Positionsdaten kann es sich um GPS-Koordinaten und/oder geografische Koordinaten handeln, wobei eine Mehrzahl von GPS-Koordinaten und/oder geografischen Koordinaten einen Streckenabschnitt beschreiben können. Dabei kann unter einem realen Streckenabschnitt eine Straße und/oder ein Weg verstanden werden und/oder ein Teil beziehungsweise Abschnitt einer Straße und/oder eines Wegs verstanden werden. Ein realer Streckenabschnitt kann durch angrenzende Straßen und/oder Wege und/oder durch geografische Punkte begrenzt sein. Dabei kann dem realen Streckenabschnitt ein Attribut als Ressourceninformation zugewiesen sein, welche einen streckenbezogenen Verbrauchswert einer Mehrzahl von Fahrzeugen und/oder einen streckenbezogenen Emissionswert einer Mehrzahl von Fahrzeugen repräsentiert. Ein streckenbezogener Verbrauchswert kann auch als ein ortsbezogener Verbrauchswert bezeichnet werden, Gleiches gilt für einen streckenbezogenen Emissionswert, der auch als ein ortsgebundener Emissionswert bezeichnet werden kann. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein motorgetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug und/oder ein Kraftrad handeln. Bei dem streckenbezogenen Verbrauchswert kann es sich um einen Energieverbrauch, insbesondere einen Kraftstoffverbrauch handeln, es kann mit dem Verbrauchswert aber auch ein anderer, weiterer Verbrauchswert der Mehrzahl von Fahrzeugen handeln. Bei dem streckenbezogenen Emissionswert kann es sich um eine Schadstoffmengeninformation in Fahrzeugabgasen handeln. Allgemein kann unter einem Emissionswert ein Wert verstanden werden, der eine Belastung repräsentiert, die von dem Fahrzeug während des Durchfahrens des Streckenabschnitts ausgeht. Die vom Fahrzeug ausgehende Belastung kann ortsunabhängig sein und sich ausschließlich auf das betrachtete Fahrzeug beziehen. Diese Belastung kann in der Regel luftgebunden sein und durch Umweltbelastungen wie z. B. Schadstoffe, Lärm, Geruch etc. gebildet werden.
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Von einer Mehrzahl von Fahrzeugen kann zumindest je eine Fahrzeugmeldung eingelesen werden. Dabei können die Fahrzeugmeldungen aus einem Speicher eingelesen werden und/oder von einer Kommunikationseinheit empfangen werden. Die Kommunikationseinheit kann die Fahrzeugmeldungen von der Mehrzahl von Fahrzeugen empfangen. Die Kommunikation kann sowohl kabelgebunden als auch per Funk wie beispielsweise WLAN, Bluetooth, Mobilfunk wie GSM, UMTS, LTE und/oder in einer Kombination daraus erfolgen. Dabei kann ein Kommunikationsprotokoll eingesetzt werden. Die Fahrzeugmeldung kann neben Positionsdaten, über die eine Zuordnung zu einem realen Streckenabschnitt möglich sein kann, die Ressourceninformation aufweisen, welche einen Verbrauchswert des Fahrzeugs und/oder zumindest einen Emissionswert des Fahrzeugs repräsentiert. Wenn die Navigationsdatenbank zu den Positionsdaten einer Fahrzeugmeldung einen entsprechenden Datensatz aufweist, kann der Datensatz unter Verwendung des Datensatzes und/oder der Fahrzeugmeldung aktualisiert werden, wobei wenn die Navigationsdatenbank zu den Positionsdaten einer Fahrzeugmeldung keinen entsprechenden Datensatz aufweist, so kann ein neuer Datensatz unter Verwendung der Fahrzeugmeldung in der Navigationsdatenbank erstellt werden.
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Ein Server kann als eine zentrale Datenverarbeitungseinheit für die Navigationsdatenbank verwendet werden. Bei dem Server kann es sich um einen Servercomputer und/oder um einen Verbund von Servercomputern handeln. Dabei kann ein Servercomputer auch ein virtueller Servercomputer sein.
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Die Lösung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz bietet den Vorteil, dass charakteristische Daten zu einem Streckenabschnitt gewonnen und gesammelt werden können. Da auf dem Server beziehungsweise in der Navigationsdatenbank Verbrauchswerte und/oder Emissionswerte von einer Vielzahl von Fahrzeugen streckenbezogen gesammelt, ausgewertet beziehungsweise gespeichert werden, können die Streckenabschnitte in Bezug auf Verbrauch und von Fahrzeugen ausgehende Emission charakterisiert werden. Die so gewonnenen Daten lassen sich vielseitig nutzen, wie beispielsweise zur Berechnung von ökologischen Routen in Routenplanungssystemen und Navigationssystemen, zur Erarbeitung von Routenführungsvorgaben durch öffentliche Behörden beispielsweise bei einem kritischen Zustand der Luftqualität und/oder zur Straßenplanung, das heißt zur Planung der Anpassung von Streckenführungen oder von Erweiterungen des Straßennetzes unter ökologischen Gesichtspunkten.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Einlesens als Fahrzeuginformation eine weiteren Fahrzeugmeldung eingelesen werden, wobei im Schritt des Bereitstellens ein Erstellen eines neuen Datensatzes für diejenigen Positionsdaten erstellt wird, die in der Fahrzeugmeldung und in der weiteren Fahrzeugmeldung enthalten sind. Unter einer weiteren Fahrzeugmeldung kann eine Fahrzeugmeldung von einem weiteren Fahrzeug oder eine Fahrzeugmeldung von dem gleichen Fahrzeug, das die Fahrzeugmeldung ausgegeben hat (jedoch zu einem anderen Zeitpunkt beim Durchfahren des den Positionsdaten entsprechenden Streckenabschnitts) verstanden werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil eines Aufbaus oder einer Generierung von Datensätzen für eine Navigationsdatenbank, welcher nachfolgend beispielsweise für die Ermittlung einer optimalen Fahrtroute verwendet werden kann. Hierbei kann sehr einfach der Datensatz aus den zur Verfügung stehenden Ressourceninformationen ermittelt werden.
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Günstig ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Einlesens als Fahrzeuginformation ein vorab ermittelter Datensatz in der Navigationsdatenbank eingelesen wird, wobei im Schritt des Bereitstellens) ein Aktualisieren des vorab ermittelten Datensatzes für diejenigen Positionsdaten ausgeführt wird, die in der Fahrzeugmeldung und in dem bestehenden Datensatz enthalten sind. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet in Vorteil, dass ein bereits für die betreffenden Positionsdaten vorhandener Datensatz aus der Navigationsdatenbank sehr einfach aktualisiert werden kann. Dies erhöht die Flexibilität bei der Verwendung der Navigationsdatenbank, dar die Datensätze in der Navigationsdatenbank nun nicht mehr statisch nur ein einziges Mal bestimmt werden, sondern auch beim Vorliegen von weiteren Fahrzeugmeldungen aktualisiert werden können.
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Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können im Schritt des Einlesens eine Fahrzeugmeldung und eine Fahrzeuginformation eingelesen werden, die je eine Information zu einer Fahrzeugklasse aufweisen und wobei im Schritt des Bereitstellens der Datensatz unter Verwendung der Information zu der Fahrzeugklasse aus der zumindest einen Fahrzeugmeldung und der Fahrzeuginformation bereitgestellt werden. Unter einer Fahrzeugklasse kann eine abgegrenzte Gruppe von Fahrzeugen und/oder Fahrzeugtypen verstanden werden, die von ihrer Form, Ausstattungsmerkmalen und/oder Größe abgegrenzt beziehungsweise zusammengefasst werden können. Unter einer Fahrzeugklasse kann auch ein Fahrzeugtyp verstanden werden. Durch die zusätzliche Information über die Fahrzeugklasse ist auch eine Auswertung der charakteristischen Daten für einen Streckenabschnitt nach Fahrzeugklasse möglich.
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Ferner können im Schritt des Einlesens eine Fahrzeugmeldung und eine Fahrzeuginformation eingelesen werden, die eine Ressourceninformation aufweisen, die zumindest einen absoluten Verbrauchswert und/oder zumindest einen absoluten Emissionswert repräsentieren. Die Information bezüglich des absoluten Verbrauchswertes und/oder des absoluten Emissionswertes kann beispielsweise mit der Information zu einer Fahrzeugklasse kombiniert werden. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine bei einer Verwendung der Navigationsdatenbank eine Information über den tatsächlichen Verbrauch und/oder die tatsächliche Emission eines Fahrzeugs bei der Durchfahrt durch den Streckenabschnitt erhältlich ist.
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Ferner kann im Schritt des Einlesens eine Fahrzeugmeldung und eine Fahrzeuginformation eingelesen werden, die eine Ressourceninformation aufweisen, die zumindest einen relativen Verbrauchswert und/oder zumindest einen relativen Emissionswert zu je einer vordefinierten Bezugsgröße durch die Fahrzeugmeldung repräsentieren. Durch die Verarbeitung von relativen Werten kann leichter übergreifend über Fahrzeugklassen ein Verbrauchswert und/oder zumindest ein Emissionswert gebildet werden. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann von Vorteil sein, wenn beispielsweise eine Auswertung für andere Fahrzeugklassen erfolgen soll, als die Fahrzeugklasse oder Fahrzeugklassen, die Fahrzeugmeldungen bereitstellen. Ferner kann eine relative Charakterisierung des Streckenabschnitts beziehungsweise der Streckenabschnitte erstellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Bereitstellens die Ressourceninformation des bereitgestellten Datensatzes durch eine algebraische Verknüpfung der Ressourceninformation aus der Fahrzeugmeldung mit der Ressourceninformation aus Fahrzeuginformation ermittelt wird. Eine Fahrzeugmeldung kann verwendet werden, um einen Datensatz der Navigationsdatenbank zu aktualisieren. Dabei kann ein neuer streckenbezogener Verbrauchswert unter Verwendung des in der Navigationsdatenbank vorhandenen streckenbezogenen Verbrauchswerts und dem Verbrauchswert des Fahrzeugs aus der Fahrzeugmeldung ermittelt werden. Hierfür können verschiedene, algebraische Rechenverfahren genutzt werden. Gleiches gilt für den zumindest einen streckenbezogenen Emissionswert und den Emissionswert des Fahrzeugs.
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Auch ist es günstig, wenn im Schritt des Bereitstellens ein Mittelwert aus der der Ressourceninformation aus der Fahrzeugmeldung und der Ressourceninformation aus der Fahrzeuginformation gebildet wird, um die Ressourceninformation des bereitgestellten Datensatzes zu erhalten. Dabei kann in einer Ausführungsform ein gewichteter Mittelwert gebildet werden. Insbesondere können die Werte durch Addition, Subtraktion, Multiplikation und/oder Division verknüpft werden. Dabei können zusätzliche Faktoren zur Gewichtung verwendet werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer technisch sehr einfach durchzuführenden Verknüpfung, um die in unterschiedlichen Fahrzeugmeldungen bzw. Fahrzeuginformationen enthaltenen Ressourceninformationen in dem Datensatz berücksichtigen zu können.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Einlesen einer Mehrzahl, insbesondere aufeinanderfolgender Fahrzeugdaten, wobei die Fahrzeugdaten je zumindest eine Positionskoordinate sowie einen momentanen Verbrauchswert und/oder einen momentanen Emissionswert repräsentieren;
Komprimieren der Mehrzahl aufeinanderfolgender Fahrzeugdaten zu einer Fahrzeugmeldung, wobei aus den Positionskoordinaten der Mehrzahl Fahrzeugdaten einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten erzeugt werden und als Ressourceninformation aus den momentanen Verbrauchswerten und/oder den momentanen Emissionswerten der Mehrzahl Fahrzeugdaten zumindest ein streckenbezogener Verbrauchswert und/oder zumindest ein streckenbezogener Emissionswert bestimmt wird; und
Ausgeben der Fahrzeugmeldung, um streckenbezogene Fahrzeugdaten bereitzustellen.
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Das Verfahren zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten kann auf einem Fahrzeugsystem ausgeführt werden. Ein Fahrzeugsystem kann eine Datenzugangseinheit, eine Datenvorverarbeitungseinheit, eine Ortungseinheit und eine Kommunikationseinheit aufweisen. Unter einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Fahrzeugdaten können beispielsweise zeitlich direkt aufeinanderfolgende Fahrzeugdaten verstanden werden, oder aber aufeinanderfolgende Fahrzeugdaten, wobei auch Fahrzeugdaten ausgelassen werden können. Die Mehrzahl Fahrzeugdaten kann dazu geeignet sein, einen Verbrauchswert und/oder Emissionswert zu bestimmen, der für die zurückgelegte Strecke charakteristisch ist, beispielsweise durch eine Mittelwertbildung.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten für einen vordefinierten Streckenabschnitt für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Auswählen von zumindest einem Datensatz einer Navigationsdatenbank, wobei der zumindest eine Datensatz Positionsdaten aufweist, die eine Position des vordefinierten Streckenabschnitts repräsentieren, wobei ein Datensatz ferner Ressourceninformationen aufweist, die zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen streckenbezogenen Emissionswert repräsentieren;
Ermitteln einer Fahrtroutenempfehlung für ein Fahrzeug unter Verwendung der streckenbezogenen Fahrzeugdaten für den vordefinierten Streckenabschnitt aus dem zumindest einen Datensatz, um streckenbezogene Fahrzeugdaten für den vordefinierten Streckenabschnitt anzuwenden.
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Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Verfahrens zum Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten für einen vordefinierten Streckenabschnitt für ein Fahrzeug kann beispielsweise eine Route unter ökologischen Gesichtspunkten und/oder eine kostenoptimierte Route unter Verwendung von Verbrauchswerten geplant werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuerund/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung 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 der Vorrichtung 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.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Systems zur Gewinnung einer streckenbezogenen Verbrauchs- und Emissionscharakteristik, in dem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
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4 eine schematische Darstellung eines Verfahren zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten für einen vordefinierten Streckenabschnitt für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst eine Datenzugangseinheit 110, eine Datenvorverarbeitungseinheit 120, eine Ortungseinheit 130, eine Kommunikationseinheit 140, einen Server 150 sowie eine Datenschnittstelle 160 zum Nutzer oder Anwender. Die Datenzugangseinheit 110, die Datenvorverarbeitungseinheit 120, die Ortungseinheit 130 sowie die Kommunikationseinheit 140 bilden ein Fahrzeugsystem 170.
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Die Datenzugangseinheit 110 schafft Zugang zu Verbrauchs- und Emissionsdaten, wobei die Datenzugangseinheit 110 entweder in einem Fahrzeug integriert ist über das direkte Abgreifen der Daten aus den Steuergeräten oder z. B. über einen Fahrzeugbus, wie beispielsweise CAN oder alternativ über einen drahtlos oder kabelgebunden mit einem Nachrüstgerät oder Mobiltelefon verbundenen OBD-Stecker (On-Board-Diagnose-OBD = ein Fahrzeugdiagnosesystem), über den die relevanten Daten ausgelesen werden können. Die Datenvorverarbeitungseinheit 120 verdichtet oder komprimiert die typischerweise in hohen Taktraten vorliegenden Verbrauchs- und Emissionsdaten zu sinnvoll versendbaren Datenpaketen und übergibt diese an die Kommunikationseinheit 140. Die Datenvorverarbeitungseinheit 120 kann direkt im Fahrzeug oder im OBD-Stecker oder im Nachrüstgerät oder Mobiltelefon integriert sein. Die Ortungseinheit 130 bestimmt laufend die aktuelle Position des Fahrzeugs (z. B. über Satellitenortung) und übergibt diese passend zu den zugehörigen Datenpaketen aus der Datenvorverarbeitungseinheit 120 an die Kommunikationseinheit 140. Die Ortungseinheit 130 kann direkt im Fahrzeug oder im OBD-Stecker oder im Nachrüstgerät oder Mobiltelefon integriert sein. Die Kommunikationseinheit 140 kommuniziert die von der Datenvorverarbeitungseinheit 120 und der Ortungseinheit 130 gemeinsam generierten ortsbezogenen Datenpakete drahtlos (z. B. über Mobilfunk oder über eine Variante des WLAN-Standards) oder kabelgebunden (z. B. über USB oder CAN) an den Server 150. Die Kommunikationseinheit 140 kann direkt im Fahrzeug oder im OBD-Stecker oder im Nachrüstgerät oder Mobiltelefon integriert sein. Der Server 150 ist die zentrale Datenverarbeitungseinheit, auf der die ortsbezogenen Datenpakete ausgewertet werden. Der Server 150 kann je nach Ausführungsbeispiel aus einem Servercomputer oder einem Verbund von Servercomputern bestehen. Die Verdichtung (Aggregation) der Daten erfolgt bezogen auf Straßenabschnitte und führt auf qualitative für die einzelnen Straßenabschnitte charakteristische Einstufung bzgl. Verbrauch und Emission. Die Datenschnittstelle 160 zum Nutzer verteilt die ermittelten Einstufungen bezüglich Verbrauch und Emission an die Nutzer. Die Information kann in einem Ausführungsbeispiel beispielsweise als zusätzliches Attribut einer digitalen Straßenkarte an die Nutzer weitergegeben werden. Alternativ kann die Information auch direkt online vom Server abgefragt werden. Die in der 1 dargestellten Einheiten brauchen nicht zwingend in der dargestellten Reihenfolge aktiviert zu werden; beispielsweise können auch die von der Ortungseinheit 130 gelieferten Positionsdaten vor der Aktivierung der Datenvorverarbeitungseinheit 120 bereitgestellt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Gewinnung einer streckenbezogenen Verbrauchs- und Emissionscharakteristik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung des Systems umfasst ein Fahrzeug 200 mit einer Vorrichtung 210 zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten sowie einen Server 150 zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten. Das Fahrzeug 200 umfasst einen Motor 220, zumindest ein mit dem Motor 220 verbundenes Steuergerät 230, eine Fahrzeugdiagnoseschnittstelle 240, eine Datenverarbeitungseinheit 250, eine Ortungseinheit 130 sowie eine Kommunikationseinheit 140. In einem Ausführungsbeispiel ist die Fahrzeugdiagnoseschnittstelle 240 als eine OBD-Schnittstelle ausgeführt. Während des Betriebs des Fahrzeugs 200 werden alle Abgas-beeinflussenden Systeme sowie weitere wichtige Steuergeräte 230 überwacht. Fehlermeldungen werden in einem Ausführungsbeispiel über eine genormte Schnittstelle abgefragt. Das Fahrzeug befindet sich auf einem realen Streckenabschnitt 260 einer Straße 270. Die Datenverarbeitungseinheit 250 ist ausgebildet, um über die Fahrzeugdiagnoseschnittstelle 240 momentane Fahrzeugdaten des Fahrzeugs 200 zu empfangen, sowie von der Ortungseinheit 130 Positionskoordinaten des Fahrzeugs zu empfangen. Weiterhin ist die Datenverarbeitungseinheit 250 ausgebildet, die auf einem Streckenabschnitt 250 empfangene Mehrzahl aufeinander folgender Fahrzeugdaten zu einer Fahrzeugmeldung 280 zu komprimieren und die Fahrzeugmeldung 280 über die Kommunikationseinheit 140 auszugeben, um streckenbezogene Fahrzeugdaten bereitzustellen. Der Server 150 ist ausgebildet, die streckenbezogenen Fahrzeugdaten in Form einer Fahrzeugmeldung 280 zu empfangen und streckenbezogene Fahrzeugdaten zu gewinnen. Der Server 150 ist weiterhin ausgebildet, eine Navigationsdatenbank 290 mit einer Mehrzahl von Datensätzen 295 zu speichern und auszuführen. Der Server 150 ist ausgebildet, weitere Fahrzeugmeldungen 281 zu empfangen, die zu einem vom Zeitpunkt der Fahrzeugmeldung 280 unterschiedlichen Zeitpunkt vom Fahrzeug 200 ausgesendet wird und/oder eine weitere Fahrzeugmeldung 281 von einem weiteren Fahrzeug, welches in 2 nicht dargestellt ist und vergleichbar zu dem gezeigten Fahrzeug 200 ausgestattet ist.
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Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, die über die OBD-Schnittstelle oder direkt im Fahrzeug 200 gemessenen Verbrauchs- und Emissionsdaten vieler Fahrzeuge 200 ortsbezogen an einen Server 150 zu kommunizieren und dort ortsbezogen auszuwerten. Das Ergebnis sind nicht charakteristische Daten für ein Fahrzeug, sondern charakteristischen Daten für Streckenabschnitte. Die Aggregation der Daten auf dem Server 150 erfolgt also nicht über die Fahrstrecke, sondern über viele Fahrzeuge auf einer bestimmten Strecke. Dadurch können Straßenabschnitte bzgl. Verbrauch und Emission charakterisiert werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die streckenbezogenen Fahrzeugdaten werden in einer Mehrzahl von Datensätzen einer Navigationsdatenbank gesammelt, wobei jeder der Datensätze einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten und zumindest eine Ressourceninformation aufweist, die zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Emissionswert repräsentiert. Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt des Einlesens 310 von zumindest einer Fahrzeugmeldung und einer Fahrzeuginformation, wobei die Fahrzeugmeldung und die Fahrzeuginformation je einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten, sowie je zumindest eine Ressourceninformation aufweisen, die zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Emissionswert repräsentiert, wobei die Positionsdaten der Fahrzeugmeldung und der Fahrzeuginformation einander entsprechen. Weiterhin umfasst das Verfahren 300 einen Schritt des Bereitstellens 315 eines Datensatzes in der Navigationsdatenbank, wobei die in der zumindest einen Fahrzeugmeldung enthaltenen Ressourceninformation mit der in der Fahrzeuginformation enthaltenen Ressourceninformation verknüpft werden.
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Dabei können im Schritt des Einlesens 310 als Fahrzeuginformation eine weitere Fahrzeugmeldung eingelesen werden, wobei im Schritt des Bereitstellens 315 ein Erstellen 320 eines neuen Datensatzes für diejenigen Positionsdaten erstellt wird, die in der Fahrzeugmeldung 280 und in der weiteren Fahrzeugmeldung 281 enthalten sind. Alternativ oder zusätzlich kann im Schritt des Einlesens 310 als Fahrzeuginformation ein vorab ermittelter Datensatz in der Navigationsdatenbank eingelesen wird, wobei im Schritt des Bereitstellens 315 ein Aktualisieren 330 des vorab ermittelten Datensatzes für diejenigen Positionsdaten ausgeführt wird, die in der Fahrzeugmeldung und in dem bestehenden Datensatz enthalten sind.
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Mit anderen Worten ausgedrückt umfasst das Verfahren 300 zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten einen Schritt des Einlesens 310 von zumindest einer Fahrzeugmeldung und einer weiteren Fahrzeugmeldung und/oder eines Datensatzes sowie einen Schritt des Erstellens 320 und/oder einen Schritt des Aktualisierens 330. Dabei kann in einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 300 zum Gewinnen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten auf einem in 2 gezeigten Server 150 ausgeführt werden und von einer Mehrzahl von Fahrzeugen 200 Fahrzeugmeldungen empfangen. Streckenbezogenen Fahrzeugdaten werden in einer Mehrzahl von Datensätzen einer Navigationsdatenbank (insbesondere auf dem Server 150) gesammelt, wobei ein Datensatz einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten und zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen streckenbezogenen Emissionswert repräsentiert. Im Schritt des Einlesens 310 wird zumindest eine Fahrzeugmeldung und eine weitere Fahrzeugmeldung und/oder ein Datensatz eingelesen. Wenn in der Datenbank noch kein Datensatz mit entsprechenden Positionsdaten vorliegt, so wird im Schritt des Erstellens 320 ein neuer Datensatz erstellt, beziehungsweise wenn in der Datenbank bereits ein Datensatz mit entsprechenden Positionsdaten vorliegt, so wird im Schritt des Aktualisierens 330 der entsprechende Datensatz aktualisiert.
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Durch streckenbezogene Auswertung der Emissions- und Verbrauchsdaten vieler Kraftfahrzeuge werden qualitative Merkmale zu Verbrauch und Emission generiert, die charakteristisch für den jeweiligen Streckenabschnitt sind. Diese Daten werden für Nutzer bereitgestellt.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahren 400 zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 400 zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten umfasst einen Schritt des Einlesens 410 einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Fahrzeugdaten, einen Schritt des Komprimierens 420 sowie einen Schritt des Ausgebens 430. Das Verfahren 400 zum Bereitstellen von streckenbezogenen Fahrzeugdaten kann entsprechend 2 in einem Fahrzeug 200 ausgeführt werden. Im Schritt des Einlesens 410 wird eine Mehrzahl insbesondere aufeinanderfolgender Fahrzeugdaten eingelesen, wobei die Fahrzeugdaten je zumindest eine Positionskoordinate sowie einen momentanen Verbrauchswert und/oder einen momentanen Emissionswert repräsentieren. Der Schritt des Einlesens 410 wird gefolgt vom Schritt des Komprimierens 420, wobei im Schritt des Komprimierens 420 die Mehrzahl von Fahrzeugdaten zu einer Fahrzeugmeldung komprimiert werden, wobei aus den Positionskoordinaten der Mehrzahl aufeinanderfolgender Fahrzeugdaten einen realen Streckenabschnitt repräsentierende Positionsdaten erzeugt werden und als Ressourceninformationen aus den momentanen Verbrauchswerten und/oder den momentanen Emissionswerten der Mehrzahl Fahrzeugdaten zumindest ein streckenbezogener Verbrauchswert und/oder zumindest ein streckenbezogener Emissionswert bestimmt wird. Der Schritt des Komprimierens 420 wird gefolgt vom Schritt des Ausgebens 430, in dem die Fahrzeugmeldung 280 ausgegeben wird, um streckenbezogene Fahrzeugdaten bereitzustellen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 500 zum Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten für einen vordefinierten Streckenabschnitt für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 500 zum Anwenden von streckenbezogenen Fahrzeugdaten umfasst einen Schritt des Auswählens 510 und einen Schritt des Einlesens 520. Im Schritt des Auswählens wird zumindest ein Datensatz einer Navigationsdatenbank ausgewählt, wobei der zumindest eine Datensatz Positionsdaten aufweist, die eine Position des vordefinierten Streckenabschnitts repräsentieren, wobei ein Datensatz ferner Ressourceninformationen aufweist, die zumindest einen dem realen Streckenabschnitt zugewiesenen streckenbezogenen Verbrauchswert und/oder zumindest einen streckenbezogenen Emissionswert repräsentieren. Im darauf folgenden Schritt des Ermittelns 520 einer Fahrtroutenempfehlung für ein Fahrzeug unter Verwendung der streckenbezogenen Fahrzeugdaten für den vordefinierten Streckenabschnitt aus dem zumindest einen Datensatz, um streckenbezogene Fahrzeugdaten für den vordefinierten Streckenabschnitt anzuwenden.
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Die so gewonnenen Daten können vorteilhaft zu unterschiedlichen Zwecken verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel werden ökologische Routen in Routenplanungs- und Navigationssystemen berechnet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Routenführungsvorgaben durch öffentliche Behörden erarbeitet, beispielsweise für bestimmte Fahrzeugklassen oder bei bestimmten kritischen Zuständen der Luftqualität. In einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel werden die Daten bei der Planung der Anpassung von Streckenführungen oder von Erweiterungen des Straßennetzes unter ökologischen Gesichtspunkten angewendet.
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Dabei erfolgt die Datenauswertung in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit vielen verschiedenen Methoden. Beispielhaft sind im Folgenden zwei Varianten dargestellt. In einem ersten Ausführungsbeispiel berücksichtigt die Auswertung verschiedene Fahrzeugklassen. In diesem Ausführungsbeispiel kennt das Fahrzeugsystem die zugehörige Fahrzeugklasse von Kleinstwagen bis zum schweren Lastkraftwagen, z. B. durch Benutzereingabe bei Nachrüstsystemen oder Mobiltelefonen oder bereits im integrierten Gerät fest codiert. Dann kann pro Fahrzeugklasse jeweils eine sinnvolle Mittelung der Verbrauchs- und Emissionswerte pro Streckenabschnitt erfolgen, die dann zu einer für die jeweilige Fahrzeugklasse gültigen Charakterisierung der Straßenabschnitte führt. In einem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt die Auswertung unabhängig von der Fahrzeugklasse bezogen auf das Verbrauchs- und Emissionsprofil einer Fahrt. Bei dieser Variante der Auswertung werden nicht die absoluten Verbräuche und Emissionen auf den Streckenabschnitten betrachtet, sondern nur deren streckenabhängige Verläufe. Streckenbereiche, bei denen auf einer Fahrt die höchsten Verbräuche und Emissionen eines Fahrzeugs gemessen werden, werden ungünstiger eingestuft, als die Abschnitte mit den niedrigeren Werten. So erhält man für jedes Fahrzeug eine relative Charakterisierung der Streckenabschnitte. Diese können wiederum pro Streckenabschnitt aggregiert beziehungsweise zusammengefasst oder verbunden werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel kombiniert das hier dargestellte erste und zweite Ausführungsbeispiel. Die Auswertung erfolgt relativ entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels bis auf den Aggregationsschritt. Dieser erfolgt dann spezifisch für jede Fahrzeugklasse.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder”-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010030200 A1 [0003]
- DE 102005047333 A1 [0004]
