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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen einer absichtlichen Abweichung von einer optimalen Fahrroute eines Fahrzeugs zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt, auf ein entsprechendes Informationsgerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Navigationsgeräte in den verschiedensten Formen wie Festeinbauten, mobile Navigationsgeräte und andere sind gut bekannt. Diese Geräte können mittels verschiedenster Sensorik, wie z. B. GNSS, die aktuelle Position bestimmen. Verfahren zum Aufzeichnen der bereits befahrenen Strecke sind auch gängige Features aktueller Navigationsgeräte. Es ist gut bekannt, dass von einer Position zu einem Ziel eine Route gerechnet werden kann. Diese Route kann durch die verschiedensten Faktoren beeinflusst werden. So gibt es verschiedenste Optimierungsfunktionen, wie z. B. schnellste, kürzeste, ökologischste Route usw. Es gibt verschiedene Randbedingungen wie z. B. Meide-Optionen, Staumeldungen können per Luftschnittstelle die Routenführung beeinflussen usw. Für Mautsysteme, Flottenmanagementsysteme oder auch für Systeme zur Erfassung des Verkehrsaufkommens ist die regelmäßige Übertragung der aktuellen Fahrzeugposition ein bekanntes Feature. Alle Routenberechnungen sind dahin gehend ausgelegt, dass ein bestimmter Zielparameter unter Einhaltung der genannten Bedingungen minimiert werden soll.
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Die
DE 103 23 936 A1 zeigt ein Navigationssystem, bei der die Fahrtroute oder Ortungspositionen eines Fahrzeugs in bestimmten zeitlichen Zyklen an eine Auswertungsstelle übertragen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erkennen einer absichtlichen Abweichung von einer optimalen Fahrroute eines Fahrzeugs zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt, weiterhin ein Informationsgerät, das dieses 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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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Erkennen einer absichtlichen Abweichung von einer optimalen Fahrroute eines Fahrzeugs zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- – Einlesen des Startpunktes und des Zielpunktes, sowie einer definierten Position des Fahrzeugs;
- – Ermitteln von mehreren Fahrtrouten zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt, wobei die definierte Position des Fahrzeugs auf zumindest einer der mehreren Fahrtrouten liegt;
- – Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrtroute, auf dem die definierte Position des Fahrzeugs liegt, die optimale Fahrtroute ist; und
- – Erkennen der absichtlichen Abweichung von der optimalen Fahrroute des Fahrzeugs zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt, wenn die bestimmte Wahrscheinlichkeit ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
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Unter einer optimalen Fahrtroute eines Fahrzeugs kann eine Fahrtroute von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt verstanden werden, die einem entsprechenden Kriterium entspricht. Das Kriterium kann beispielsweise eine kürzeste Strecke, eine kürzeste Fahrtzeit, eine ökonomischste Strecke, eine ressourcenschonendste Strecke oder ein ähnliches Kriterium sein. Unter einer definierten Position des Fahrzeugs kann eine Position des Fahrzeugs auf einer der Fahrtrouten verstanden werden, an der sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Einlesens gerade befindet. Alternativ oder zusätzlich kann unter einer definierten Position des Fahrzeugs auch eine frei wählbare Position des Fahrzeugs auf einer Fahrtroute verstanden werden, die während der Fahrt des Fahrzeugs aufgezeichnet wurde und nun als abgespeicherte Fahrtroute die vom Fahrzeug tatsächlich gefahrene Strecke repräsentiert. Unter einer Wahrscheinlichkeit kann eine Größe verstanden werden, die angibt, ob die Fahrtroute, auf der sich das Fahrzeug aktuelle gerade befindet, die optimale Fahrtroute ist. Dabei kann für die Bestimmung dieser Wahrscheinlichkeit ein Vergleich mit anderen Fahrtrouten herangezogen werden, die ebenfalls vom Startpunkt zum Zielpunkt, jedoch über andere Teilabschnitte im Wegenetz führen. Beispielsweise kann zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit berücksichtigt werden, ob ein bestimmter Teilabschnitt des Wegenetzes mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ein Hindernis darstellt, um vom Startpunkt zum Zielpunkt zu gelangen und hierbei dem Kriterium für die optimale Fahrtroute zu entsprechen. Unter einem vorbestimmten Kriterium kann beispielsweise ein Vergleich verstanden werden, in dem überprüft wird, ob die bestimmte Wahrscheinlichkeit in einer bestimmten Beziehung zu einem Referenzwert, beispielsweise größer oder kleiner als der Referenzwert ist. Hierbei lässt sich beispielsweise ein Toleranzbereich definieren, der einen Abweichungsgrad der die definierte Position einschließenden Fahrtroute zur optimalen Fahrtroute vorgibt, bis zu dem noch eine „nicht-absichtliche“ Abweichung von der optimalen Fahrtroute erkannt wird.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass nun eine Wahrscheinlichkeit bestimmt wird, die einen Rückschluss ermöglicht, ob die aktuell vom Fahrzeug genommene Fahrtroute tatsächlich die optimale Fahrtroute ist. Hierbei lassen sich Unsicherheiten entweder bei der eigentlichen Bestimmung der optimalen Fahrtroute oder auch bei der Wahl der Fahrtroute des Fahrzeugs durch den Fahrer sehr elegant berücksichtigen. Bei der Bestimmung der optimalen Fahrtroute kann es durch die Verwendung von unterschiedlichen Bestimmungsalgorithmen dazu kommen, dass unterschiedliche Fahrtrouten als „optimale Fahrtroute“ erkannt werden. Bei der Wahl einer tatsächlichen Fahrtroute des Fahrzeugs durch den Fahrer kann entweder durch Unachtsamkeit eine deutlich von der optimalen Fahrtroute abweichende Fahrtroute gewählt werden oder es kann bewusst eine ungünstige Fahrtroute gewählt werden, beispielsweise um bei einer Taxifahrt einen erhöhten Fahrpreis zu erreichen. Wird nun eine Wahrscheinlichkeit bestimmt, ob die die definierte Position einschließende Fahrtroute die optimale Fahrtroute ist, lassen sich diese Unsicherheiten bei der Erkennung der absichtlichen Abweichung von der optimalen Fahrtroute technisch sehr einfach berücksichtigen. Dabei wird eine innerhalb eines Toleranzbereichs liegende Abweichung der die definierte Position einschließende Fahrtroute zur optimalen Fahrtroute nicht als „absichtliche“ Abweichung von der als optimal erkannten Fahrtroute gewertet.
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Die vorliegende Erfindung hat somit den Vorteil, dass bei dem Vorliegen von menschlichen oder rechentechnischen Fehlern oder Unsicherheiten, die zu einer Abweichung von der optimalen Fahrtroute geführt hat nicht zwingend diese Abweichung als absichtliche Abweichung von der optimalen Fahrtroute betrachtet wird. Vielmehr kann erst bei einer größeren, außerhalb eines Toleranzbereichs liegenden Abweichung die die definierte Position einschließende Fahrtroute des Fahrzeugs als „absichtliche“ Abweichung von der optimalen Fahrtroute betrachtet werden. Auf diese Weise lassen sich Falscherkennungen einer absichtlichen Abweichung von einer optimalen Fahrtroute minimieren. Dies führt zu einer größeren Akzeptanz eines Verfahrens zur Erkennung von absichtlichen Abweichungen von einer als optimal bestimmten Fahrtroute.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Informationsgerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einem Informationsgerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Informationsgerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Informationsgeräts 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, einem Informationsgerät oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Erkennens die absichtliche Abweichung von der optimalen Fahrtroute dann erkannt werden, wenn die bestimmte Wahrscheinlichkeit eine Grenzwahrscheinlichkeit unterschreitet. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, eine technisch einfach umzusetzende Möglichkeit zum Erkennen der absichtlichen Abweichung von der optimalen Fahrtroute zu sein. Zugleich bietet sich durch die Wahl eines Wertes für eine Grenzwahrscheinlichkeit (beispielsweise einem Wert von 80 Prozent, dass die aktuelle Fahrtroute des Fahrzeugs der optimalen Fahrtroute entspricht), ein ausreichender Toleranzbereich zur Vermeidung einer falschen Erkennung der die definierte Position einschließenden Fahrtroute als optimaler Fahrtroute.
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Günstig ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Bestimmens die Wahrscheinlichkeit der durch den Fahrer gewählten Fahrtroute unter der Annahme bestimmt wird, dass zumindest ein Teilabschnitt zumindest einer der mehreren Fahrtrouten als gesperrt betrachtet wird, die die definierte Position des Fahrzeugs nicht umfasst. Unter einer Sperrung eines Teilabschnitts einer der Fahrtrouten kann die Markierungen des betreffenden Teilabschnitts als nicht-passierbar verstanden werden. Eine Berücksichtigung einer solchen Sperrung von einem oder mehreren Teilabschnitten ist meist in Routenbestimmungsalgorithmen bereits implementiert, da dies in realen Szenarien ebenfalls vorkommen kann. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet damit den Vorteil, den hier vorgestellten Ansatz unter Verwendung von bereits bekannten Funktionen in Routenbestimmungsalgorithmen implementieren zu können. Hierdurch lässt sich eine aufwendige Neuprogrammierung eines entsprechenden Algorithmus vermeiden, sondern es können lediglich geringfügige Modifikationen von bekannten Algorithmen vorgenommen werden, um in die Vorteile des hier vorgeschlagenen Ansatzes zu kommen.
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Besonders einfach kann die vorstehend genannte Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, wenn eine Auftrittswahrscheinlichkeit einer Sperrung eines bestimmten Teilabschnitts einer Fahrtroute zumindest teilweise bekannt ist. Beispielsweise kann es für bestimmte Straßen bekannt sein, dass hier oftmals Baustellen oder Staus auftreten, sodass für die Bestimmung der Gesamtwahrscheinlichkeit einer Fahrtroute derartige Informationen bereits mitberücksichtigt werden können. Insofern wird eine Vermeidung eines derartigen Teilabschnitts der Fahrtroute nicht zu stark ins Gewicht fallen, wie die Vermeidung eines Teilabschnitts der Fahrtroute, auf der eigentlich sehr selten oder niemals eine Sperrung zu erwarten wäre. Somit kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrtroute, auf der die definierte Position des Fahrzeugs liegt, die optimale Fahrtroute ist, unter Berücksichtigung einer Auftrittswahrscheinlichkeit für ein Auftreten einer Sperrung des gesperrten Teilabschnitts einer der Fahrtrouten bestimmt werden.
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Von Vorteil ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Bestimmens ein Teilabschnitt aus einer der mehreren Fahrtrouten zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt als gesperrt betrachtet wird, der von auf der vom Fahrzeug befahrenen Fahrtroute von der definierten Position aus bis zum Zielpunkt nicht mehr zu befahren oder zu erreichen ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bereits nicht mehr tatsächlich von dem Fahrzeug zu befahrene Fahrtrouten nicht mehr für die Erkennung eines absichtlichen Abweichens von einer optimalen Fahrtroute berücksichtigt werden brauchen. Dies führt zu einer Vereinfachung der Erkennung einer absichtlichen Abweichung und somit zu einer Reduzierung der numerischen oder schaltungstechnischen Last für eine das hier vorgeschlagene Verfahren ausführende Einheit.
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Auch kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Bestimmens ein Teilabschnitt aus einer der mehreren Fahrtrouten zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt als gesperrt betrachtet werden, der einen Teilabschnitt von mehreren der Fahrtrouten bildet. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, durch eine einfache Maßnahme, nämlich die Annahme eines einzelnen gesperrten Teilabschnitts eine große Anzahl von nicht mehr von dem Fahrzeug zu erreichenden Fahrtrouten für die Erkennung ausschließen zu können. Hierdurch kann durch eine einfache aber intelligent gewählte Maßnahme eine Vielzahl von sonst erforderlichen Einzelmaßnahmen ersetzt werden, sodass sich die Ausführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens vereinfachen lässt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Einlesens der Startpunkt und der Zielpunkt sowie die definierte Position des Fahrzeugs aus einem Speicher eingelesen werden, wobei in dem Speicher vor einem Ausführen des Schritts des Einlesens der Startpunkt, der Zielpunkt und/oder die definierte Position des Fahrzeugs aus einer bereits gefahrenen Fahrtroute des Fahrzeugs abgespeichert wurde. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer günstigen und technisch einfach zu realisierenden Möglichkeit der Auswertung von vorhandenen Streckendaten über die vom Fahrzeug tatsächlich (schon gefahrene) Fahrtroute.
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Besonders günstig ist weiterhin eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ferner ein Schritt des Erkennens vorgesehen ist, in dem erkannt wird, dass die definierte Position nicht in einer der mehreren Fahrtrouten enthalten ist, wobei nachfolgend ein weiterer Schritt des Ermittelns von mehreren Zusatzfahrtrouten zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt ausgeführt wird, wobei die definierte Position des Fahrzeugs auf zumindest einer der mehreren Zusatzfahrtrouten liegt und wobei im Schritt des Bestimmens derjenige Teilabschnitt in den mehreren Fahrtrouten als gesperrt betrachtet wird, der am Häufigsten in den mehreren Fahrtouren und den mehreren Zusatzfahrtrouten auftritt. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine sehr präzise Festlegung der als gesperrt zu betrachtenden Teilabschnitte von Fahrtrouten möglich wird, die eine hohe Qualität der Bestimmung eines Erkennens einer absichtlichen Abweichung von einer optimalen Fahrroute eines Fahrzeugs zulässt. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet somit den Vorteil, dass eine sehr detaillierte und aktuelle Grundlage für die möglichen Fahrtrouten des Fahrzeugs für die Erkennung einer absichtlichen Abweichung von einer als optimal erkannten Fahrtroute berücksichtigt werden kann. Dabei braucht zugleich eine möglichst geringe Anzahl von Teilabschnitten bzw. Teilstrecken als gesperrt betrachtet zu werden. Dies ermöglicht ebenfalls wieder eine einfache und schnelle Ausführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens in einer entsprechend ausgebildeten Einheit.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können im Schritt des Bestimmens ferner derjenige Teilabschnitt in den mehreren Fahrtrouten als gesperrt betrachtet wird, der am zweithäufigsten in den mehreren Fahrtouren und den mehreren Zusatzfahrtrouten auftritt. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, wieder eine möglichst geringe Anzahl von Teilabschnitten aktiv als gesperrt zu betrachten oder zu markieren, sodass wiederum der hier vorgeschlagene Ansatz sehr einfach und schnell ausgeführt werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs, in dem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
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2 ein Diagramm eines Straßennetzes, anhand dessen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert wird; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 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 Blockschaltbild eines Fahrzeugs 100, in dem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Vorrichtung oder Informationsgerät 110 eingesetzt wird. Das Informationsgerät 110 kann fest im Fahrzeug 100 verbaut sein, beispielsweise als Teil des Infotainmentsystems oder als mobile, portable Einheit von einem Insassen des Fahrzeugs 100 mitgeführt und eingesetzt werden (beispielsweise im Fall der Verwendung des Informationsgerätes als Taxiprüfgerät). Das Informationsgerät 110 umfasst eine Schnittstelle 120 zum Einlesen eines Startpunktes, eines Zielpunktes und einer definierten geografischen Position, an der sich das Fahrzeug 100 gerade befindet oder während der Fahrt befunden hat. Der Startpunkt und der Zielpunkt können dabei beispielsweise aus einem Fahrtroutenspeicher 130 eingelesen werden, in den ein Nutzer des Informationsgerätes 110 die gewünschte Fahrtroute eingegeben hat. Beispielsweise kann der Fahrtroutenspeicher 130 Teil eines Navigationsgerätes sein oder mit einem solchen Navigationsgerät gekoppelt sein. Die definierte Position des Fahrzeugs 100, die von der Schnittstelle 120 eingelesen wird, kann beispielsweise von einem Satellitennavigationsgerät 140 wie einem GPS-Empfänger bereitgestellt werden, welcher die definierte geografische Position des Fahrzeugs 100 ermittelt und über die Schnittstelle dem Informationsgerät 110 zur Verfügung stellt.
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Weiterhin umfasst das Informationsgerät 110 eine Fahrtroutenermittlungseinheit 150, die unter Zuhilfenahme eines Routenberechnungsalgorithmus in der Lage ist, mehrere Fahrtrouten zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt zu ermitteln. Dabei erhält eine der ermittelten Fahrtrouten die definierte Position des Fahrzeugs. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass zumindest eine der ermittelten Fahrtrouten über die definierte Position des Fahrzeugs 100 führt. Die Fahrtroutenermittlungseinheit 150 kann die Fahrtrouten anhand eines Optimierungskriteriums wie beispielsweise der kürzesten erforderlichen Fahrtzeit, der kürzesten Strecke oder der Strecke mit dem geringsten Ressourcenverbrauch wie beispielsweise einem niedrigsten Spritverbrauch zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt ermitteln. Bei der Bestimmung der einzelnen Fahrtrouten kann dabei nicht nur die optimale Fahrtroute nach dem entsprechenden Optimierungskriterium ermittelt werden, sondern es können auch mehrere Fahrtrouten wie beispielsweise die zweitbeste, drittbeste Fahrtroute und so weiter für das jeweils verwendete Optimierungskriterium ermittelt werden. Hierfür kann angenommen werden, dass immer gewisse Berechnungsfehler einerseits und unbeabsichtigte Umwege durch den Fahrer andererseits auftreten können, beispielsweise wenn der Fahrer bei der Fahrt abgelenkt ist und eine Abzweigung verpasst, die er eigentlich nehmen müsste, um auf der optimalen Fahrtroute zu bleiben.
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Die so ermittelten Fahrtrouten werden nun an eine Bestimmungseinheit 160 übertragen, in der nach einem nachfolgengend noch näher vorgestellten Ansatz eine Wahrscheinlichkeit 165 bestimmt wird, dass die Fahrtroute, auf der sich das Fahrzeug gerade befindet, die optimale Fahrtroute ist. Hierzu kann beispielsweise eine Abweichung (in Bezug auf das Optimierungskriterium wie beispielsweise eine Strecke oder Fahrtzeit) zwischen der in der Fahrtroutenermittlungseinheit 150 ermittelten optimalen Fahrtroute und derjenigen Fahrtroute bestimmt werden, auf der sich das Fahrzeug 100 aktuell gerade befindet. Je größer beispielsweise diese Abweichung ist, je geringer kann die Wahrscheinlichkeit 165 bestimmt werden, dass die Fahrtroute, auf der sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet, d. h. die die definierte Position des Fahrzeugs 100 enthält, die optimale Fahrtroute ist. Weicht dagegen die Fahrtroute, die die definierte Position des Fahrzeugs aufweist, nur gering von der in der Fahrtroutenermittlungseinheit 150 ermittelten optimalen Fahrtroute ab, kann eine hohe Wahrscheinlichkeit 165 bestimmt werden, dass die vom Fahrzeug befahrene Fahrtroute die optimale Fahrtroute ist. Diese (geringe) Abweichung kann in diesem Fall toleriert oder als weniger gravierend bewertet werden, da eine nur geringe Abweichung des Fahrzeugs 100 von der (algorithmisch ohne Kenntnis der Umgebungsbedingungen) als optimal erkannten Fahrtroute hingenommen werden kann.
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Die bestimmte Wahrscheinlichkeit 165 kann nun einer Erkennungseinheit 170 zugeführt werden, in der die Wahrscheinlichkeit 165 auf ein Erfüllen eines vorbestimmten Kriteriums hin überprüft wird. Beispielsweise kann die Wahrscheinlichkeit 165 dahingehend überprüft werden, ob sie kleiner als eine vorgegebene Grenzwahrscheinlichkeit (von beispielsweise 80 %) ist. Ist die bestimmte Wahrscheinlichkeit 165 keiner als die Grenzwahrscheinlichkeit, kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs absichtlich nicht die von der Fahrtroutenermittlungseinheit 150 als optimal erkannte Fahrtroute wählt oder gewählt hat, da die Abweichung zwischen der vom Fahrzeug aktuell befahrenen Fahrtroute und der als optimal bestimmten Fahrtroute zu groß geworden ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein variierbares (vorbestimmtes) Kriterium für die Erkennung der absichtlichen Abweichung von der optimalen Fahrtroute gewählt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Gesamtlänge der Strecke zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt. Auf diese Weise kann realitätsnäher berücksichtigt werden, dass in unterschiedlichen Umgebungen auch unterschiedliche Abweichungen von der als optimal erkannten Fahrtroute noch hingenommen werden können, ohne dass zu vermuten ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 absichtlich einen Umweg genommen hat.
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Wird in der Erkennungseinheit 170 erkannt, dass eine absichtliche Abweichung von der optimalen Fahrtroute vorliegt, kann ein entsprechendes Abweichungssignal 180 ausgegeben werden. Dieses Abweichungssignal kann nun beispielsweise über eine Mobilefunkeinheit 185 an eine Zentralstelle übertragen werden, in der die absichtliche Abweichung des Fahrzeugs 100 von der optimalen Fahrtroute aufgezeichnet wird. Hierdurch ist es beispielsweise einer Fahrzeugflottenmanagementeinheit möglich, zeitnah die absichtliche Abweichung des Fahrzeugs von der optimalen Fahrtroute zu erkennen und geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Abweichungssignal 180 mittels einer Anzeigeeinheit 190 direkt angezeigt werden, um beispielsweise bei der Verwendung als Überprüfungseinheit eines Taxifahrers direkt einem Nutzer des Informationsgerätes 110 die absichtliche Abweichung von der optimalen Fahrtroute zu signalisieren. Denkbar ist natürlich auch, dass die Auswertung nach dem kompletten Abfahren der Fahrtroute ausgeführt wird, wobei dann nachträglich erkannt wird, dass absichtlich ein Umweg genommen wurde.
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Insgesamt ist somit anzumerken, dass gemäß dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die tatsächlich befahrene Strecke zu einem vorher bekannten Ziel aufgezeichnet bzw. ausgewertet wird. Dabei wird beispielsweise ständig berechnet, wie wahrscheinlich die Wahl dieser Route ist, wenn verschiedene Störungen angenommen werden, wie zum Beispiel Fahrfehler, Staus, Digitalisierungsfehler usw. Unterschreitet die Wahrscheinlichkeit ein bestimmtes Maß (Grenzwahrscheinlichkeit), kann davon ausgegangen werden, dass bewusst und absichtlich Umwege benutzt werden. Damit kann man z. B. prüfen, ob der Taxifahrer absichtlich Umwege fährt.
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In einem Flottenmanagementsystem werden beispielsweise gleichzeitig sehr viele Fahrzeuge überwacht. Von jedem Fahrzeug ist das Ziel bekannt und über Luftschnittstelle auch die definierte Position. Jedes Fahrzeug soll zu seinem Ziel fahren. Es ist klar, dass jeder Fahrer seinen eigenen Fahrstil hat, seine eigene Routenoptionen wählt. In der Leitzentrale sind die konkreten Bedingungen vor Ort nicht klar: Es kann eine Straße gesperrt sein, der Fahrer kann auf der Autobahn eine Ausfahrt verpasst haben, es kann ein Stau gemeldet worden sein, .... Es gibt jedenfalls sehr viele Gründe, warum ein Fahrer nicht auf der von der Leitzentrale vorgegebenen Route fährt. Die Frage ist dabei: Sind die Abweichungen von der Route noch normal oder weicht der Fahrer extra von der Route ab? Wurde ein Fahrzeug identifiziert, dass absichtlich Umwege oder gar in die total falsche Richtung fährt, so kann dieses Fahrzeug genauer beobachtet werden. Wurde es eventuell gestohlen?
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Ein ähnliches Problem stellt sich, wenn man in einer unbekannten Stadt in ein Taxi steigt: Fährt der Fahrer direkt zum Ziel oder nimmt er extra einen großen Umweg, um den Fahrpreis in die Höhe zu treiben? Das Problem ist also, dass ein Abweichen von einer Route an sich normal ist. Es sollte ein Kriterium gefunden werden, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ein bewusstes Abweichen von der Route von den normalen Abweichungen unterscheidet. Wird ein zu starkes Abweichen von der Route erkannt, kann eine Warnung generiert werden, eine SMS gesendet werden. Das Abweichen kann hinterher mit dem Fahrer besprochen werden: Vielleicht war er zu übermüdet und hat deshalb die richtigen Ausfahrten verpasst? Vielleicht hat er private Ziele unterwegs abgefahren? Kann er eventuell die Verkehrsschilder im Ausland nicht lesen? Oder soll eben im Fall des Taxifahrers der Kunde abgezockt werden?
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Bekannt sind beispielsweise das Ziel und die bisher zurückgelegte Strecke im Straßennetz. Wenn diese Strecke von dem abweicht, was ein Navigationsgerät als Route vorschlagen würde, so wird als Wahrscheinlichkeit der bisherigen Strecke die Eintreffenswahrscheinlichkeit aller Störungen bezeichnet, die geschehen hätten müssen, um die bisher gefahrene Route als Empfehlung zu erhalten.
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Als mögliche Gründe für das Abweichen kommen in Betracht:
- – andere Optimierungsfunktion der Route durch den Fahrer (er kennt Schleichwege)
- – Unaufmerksamkeit des Fahrers
- – Staus auf der eigentlich berechneten Route, die dem Navigationsgerät nicht bekannt sind (trotz TMC und Ganglinien)
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Da nicht ganz klar ist, nach welchen Kriterien der Fahrer bzw. dessen Navigationsgerät die Route berechnet, wird hier nicht nur die optimale Route betrachtet, sondern mehrere (günstigenfalls alle) Routen, die bis zu einem gewissen Grad schlechter sind als das Optimum. Es werden also auch Routen ermittelt, deren Routengewicht um z. B. 10% oder 20% größer ist als die beste Route. Man erhält somit ein ganzes Bündel an möglichen Routen. Bei den üblichen Routensuchalgorithmen fallen die nächstbesten Routen quasi als Nebenprodukt mit ab. Es reicht dann aus, wenn eine dieser Routen mit der bisher gefahrenen Strecke übereinstimmt.
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Ein Grund für das Abweichen von einer als optimal erkannten Fahrtroute kann das Vorliegen einer Unaufmerksamkeit des Fahrers sein. Für die Wahrscheinlichkeit für das Verpassen einer Ausfahrt können Schätzungen getroffen werden (für einen Lkw-Fahrer in einer unbekannten Stadt recht hoch, für einen Taxifahrer in seiner Heimatstadt eher unwahrscheinlich). Das Verpassen einer Ausfahrt entspricht dem Sperren einer Abzweigung, sodass sich ein solches Verpassen der Abzweigung durch eine Markierung einer betreffenden Straße (als Teilabschnitt der Fahrtroute) als gesperrt sehr einfach nachbilden lässt.
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Ein Grund für das Abweichen von einer als optimal erkannten Fahrtroute kann das Vorliegen eines Staus sein. Es kann durchaus sein, dass trotz TMC, Ganglinien usw. dem Fahrer Baustellen, Hindernisse usw. bekannt sind, die dem Navigations- oder Informationsgerät, das die Wahrscheinlichkeit der gefahrenen Strecke bestimmen soll, unbekannt sind. Auch können Einbahnstraßen jetzt in eine andere Richtung orientiert sein usw. Um diese unbekannten Situationen zu simulieren, können an beliebigen Stellen Sperrungen in das Straßennetz eingebaut werden. Durch diese Sperrungen ändert sich die Route.
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Soll nun die Gesamtwahrscheinlichkeit der gefahrenen Route berechnet werden, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen vorgegangen werden. Es wird von dem Navigations- oder Informationsgerät versucht, die bisher gefahrene Route durch das Setzen von Sperrungen an verschiedensten Stellen, die bisher zurückgelegte Strecke als Routenvorschlag zu erzeugen, wobei auch bis zu einem gewissen Grade nicht optimale Routen berücksichtigt werden. Es wird hierbei die Konfiguration aus Sperrungen gesucht, die mit einer minimalen Zahl an Sperrungen auskommt. Es ist z. B. aus den Ganglinien in den Kartendaten oder auch aus dem allgemeinen Verkehrsgeschehen bekannt, wie wahrscheinlich eine Sperrung an einer bestimmten Stelle ist. Die Wahrscheinlichkeit für das Verpassen einer Abzweigung durch den Fahrer ist abgeschätzt. Die Wahrscheinlichkeit der bisher zurückgelegten Strecke ergibt sich durch das Multiplizieren der Auftrittswahrscheinlichkeiten der benötigten Sperrungen und Unaufmerksamkeiten. Liegt diese Wahrscheinlichkeit unter einem Grenzwert, kann davon ausgegangen werden, dass die bisher gefahrene Strecke zu unwahrscheinlich ist und ein bewusstes Abweichen vorliegt.
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Besonderes Augenmerk sollte auf die Lösbarkeit einer solchen Suchaufgabe gerichtet werden. Diese Aufgabe ist jedoch tatsächlich lösbar, denn es sollten im einfachsten Fall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nur an allen Abzweigungen, an denen die Route von der tatsächlich gefahrenen Strecke abweicht, Sperrungen gesetzt werden. Damit wird die Route entlang der gefahrenen Strecke gezwungen. Allerdings werden mit so einem simplen Ansatz viel zu viele Sperrungen benötigt. Ziel ist es, mit so wenig wie möglich Sperrungen im Straßennetz die tatsächliche Strecke zu erzeugen. Diese Aufgabe ist prinzipiell lösbar, denn der Straßengraph ist endlich und es muss nur am Anfang eine Kante gesperrt werden, wenn das nicht ausreicht, zwei Kanten usw. So kann man die minimale Zahl an benötigten Sperrungen bestimmen. Allerdings ist dieses Verfahren für nicht triviale Netze sehr langwierig.
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Als Beispiel dient folgendes Straßennetz, wie es in der 2 exemplarisch dargestellt ist. Die kürzeste Route führt vom Start S zum Ziel Z über die Punkte A und D. In Wirklichkeit fährt der Fahrer aber über die Punkte A, B und C zum Ziel Z. Der einfachste Ansatz setzt Sperrungen auf die Abschnitte AD und BD. Damit wären zwei Sperrungen nötig. Die eigentliche, optimalere Lösung ist aber eine einzige Sperrung im Abschnitt DZ, da auf diese Weise die Sperrungen AD und BD entfallen können, um die Fahrtroute zwischen SADZ und SABDZ zu verhindern. Fährt das Fahrzeug beispielsweise auf der Strecke AB (d. h. an einer definierten Position P des Fahrzeugs), kann die Strecke AD als gesperrt markiert werden, wobei die Strecke BD noch nicht als gesperrt markiert werden kann, da diese Strecke noch befahren werden kann. Fährt das Fahrzeugs jedoch auf der Strecke BC, kann auch die Strecke BD nicht mehr befahren werden, sodass in diesem Fall die Strecke BD gesperrt werden kann, oder auch die Sperren der Strecken AD und BD durch eine Sperre der Strecke DZ ersetzt werden kann, da nun die Strecken SADZ und SABDZ nicht mehr befahren werden.
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Weiterhin ist auch eine Optimierung der Sperrungsfindung denkbar. Der oben beschrieben exemplarische Ansatz ist für eine exakte Lösung für realistische Anwendungen viel zu aufwändig. Hier wird nun ein einfacher Lösungsansatz skizziert: Durch die Sperrungen sollen die Routen so geändert werden, dass sie die tatsächlich gefahrene Strecke abbilden. Es ist klar, dass nur das Sperren von Kanten etwas bringt, auf denen wenigstens eine Route entlang führt. Am Anfang wird vom Start S zum Ziel Z ein Bündel an Routen berechnet (also nicht nur die optimalen, sondern auch bis zu einem gewissen Grade alle nicht ganz optimalen). Sobald die tatsächlich gefahrene Strecke von diesen Routen abweicht, wird von der ersten abweichenden Straße wieder so eine Routenberechnung gestartet. Das wiederholt man für die tatsächlich gefahrene Strecke für jede Straße, die nicht auf einer der bisher gerechneten Routen liegt. Im Ergebnis hat man n Routenbündel berechnet. Jede Straße zählt, wie viele Routen aus diesen Bündeln auf ihr verlaufen. Die Idee besteht jetzt darin, zu erst die Kante zu sperren, auf der die meisten Routen entlang führen. Wenn das nicht reicht, wird die nächste Kante mit der häufigsten Benutzung gesperrt usw. In unserem Beispiel würde die erste Route über SADZ verlaufen. Sobald die Strecke AB befahren wird, startet die nächste Routensuche mit dem Ergebnis ABDZ. Damit ist die häufigste Straße der Abschnitt DZ. Der würde gesperrt und es ergäbe sich die Route SABCZ.
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Ebenfalls ist denkbar, dass ein Ermitteln vermuteter Sperrungen erfolgt. Die hier vorgestellte Idee kann nicht nur zur Überwachung fremder Fahrten verwendet werden. Es können auch die eigenen Fahrten mit oder ohne aktive Zielführung analysiert werden. Der Algorithmus kann so Straßen ermitteln, die der Fahrer gern meidet. Das Wissen um solche Gebiete kann in zukünftigen Routenberechnungen verwendet werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren 300 zum Erkennen einer absichtlichen Abweichung von einer optimalen Fahrroute eines Fahrzeugs zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt. Das Verfahren 300 umfasst zumindest einen Schritt des Einlesens 310 des Startpunktes und des Zielpunktes, sowie einer definierten Position des Fahrzeugs. Weiterhin umfasst das Verfahren 300 zumindest einen Schritt des Ermittelns 320 von mehreren Fahrtrouten zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt, wobei die definierte Position des Fahrzeugs auf zumindest einer der mehreren Fahrtrouten liegt. Auch umfasst das Verfahren 300 zumindest einen Schritt des Bestimmens 330 einer Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrtroute, auf dem die definierte Position des Fahrzeugs liegt, die optimale Fahrtroute ist. Schließlich umfasst das Verfahren 300 zumindest einen Schritt des Erkennens 340 der absichtlichen Abweichung von der optimalen Fahrroute des Fahrzeugs zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt, wenn die bestimmte Wahrscheinlichkeit ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
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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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