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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum aktiven Kollisionsschutz eines nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fußgängers oder Fahrradfahrers, in einem Kraftfahrzeugumfeld, d. h. im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine Kollision zwischen einem Kraftfahrzeug und einem nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer, wie einem Fußgänger oder einem Fahrradfahrer, ist in den meisten Fällen für den nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer mit gravierenden Folgen verbunden. Dies führt zu Überlegungen auf welche Weise Unfallfolgen für den nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer verringert bzw. Kollisionen überhaupt vermieden werden können, um so die Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers herab zu setzen.
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Der Fußgängerschutz wird unterschieden in passive und aktive Schutzmaßnahmen. Passive Schutzmaßnahmen sind solche, die die Unfallfolgen einer Kollision zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Fußgänger reduzieren. Beispielsweise zählt die Ausrüstung eines Kraftfahrzeugs mit einer nachgiebigen Fahrzeugfront, die die Energie des Aufpralls absorbiert, zu den passiven Maßnahmen. Unter aktivem Fußgängerschutz werden dagegen Maßnahmen zur Vermeidung von Unfällen bzw. Kollisionen verstanden, wobei auch der aktive Fußgängerschutz die Verminderung von Unfallfolgen als Ziel hat.
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In der Druckschrift
DE 10 2008 049 824 A1 wird zur Verbesserung des aktiven Fußgängerschutzes vorgeschlagen die Position eines Fußgängers über ein Mobiltelefon, welches der Fußgänger mit sich führt, zu einer im Kraftfahrzeug angeordneten Auswerteeinrichtung zu übertragen. In der Auswerteeinrichtung wird eine Auswertehistorie bezüglich der früheren Positionen des Fußgängers geführt. Aus dieser Auswertehistorie wird eine Prädiktion einer Trajektorie des Fußgängers abgeleitet. Unterschreitet diese prädizierte Trajektorie des Fußgängers einen vorgegebenen Mindestabstand zu einer prädizierten Trajektorie des Fahrzeugs, so wird eine Aktion zur Vermeidung einer Kollision in dem Fahrzeug ausgelöst, die entweder aus einem Hinweis an den Fahrer oder in einem automatisierten Eingriff in den Antriebsstrang bestehen kann.
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Die Druckschrift
DE 10 2009 035 072 A1 betrifft ein Verfahren zur Prädiktion der Position bzw. des Aufenthaltsbereichs und/oder der Bewegung eines Objekts bzw. verletzlichen Verkehrsteilnehmers, beispielswiese eines Fußgängers, relativ zu einem Fahrzeug. Das Verfahren dient dazu, bevorstehende Kollisionen von einem Fahrzeug mit anderen verletzlichen Verkehrsteilnehmern wie Fußgängern, Radfahrern oder gar Tieren wie Hunden vorherzusagen, indem die aktuellen Bewegungsdaten des Objekts von objektseitigen Sensoren erfasst und von der objektseitigen Sende-/Empfängereinheit zu fahrzeugseitigen Sende-/Empfängereinheit übertragen und dort zur Prädiktion der Position und/oder der Bewegung des Objekts herangezogen werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 006 881 A1 betrifft ein Verfahren zum Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs auf einem Verkehrsweg. Dabei umfasst das Verfahren Schritte des Erfassens einer Position einer Person, des Vergleichens der Position mit Ortsdaten des Verkehrswegs, des Erfassens eines bevorstehenden oder tatsächlichen Betretens des Verkehrswegs durch die Person auf der Basis des Vergleichs, des Übermitteins eines Funksignals von der Person an das Kraftfahrzeug und des Ausgebens eines Warnsignals an den Fahrer auf der Basis des Funksignals.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 048 470 A1 betrifft ein Fahrzeug-Fußgänger-Kommunikationssystem umfassend eine fahrzeugbasierte Vorrichtung, die einen Sender und einen Empfänger zum Übertragen der globalen Positionierung des Fahrzeugs besitzt. Der Sender sendet eine globale Position des Fahrzeugs als Teil einer periodischen Fahrzeug-Bakennachricht. Von einem Fußgänger wird eine fußgängerbasierte Vorrichtung getragen. Die fußgängerbasierte Vorrichtung besitzt einen Sender und einen Empfänger zum Übertragen einer globalen Position des Fußgängers als Teil einer periodischen Fußgänger-Bakennachricht. Auf der Positionierung des Fahrzeugs in Bezug auf den Fußgänger basierend wird durch die fahrzeugbasierte Vorrichtung und/oder die fußgängerbasierte Vorrichtung ein Positionsbewusstsein des Fahrzeugs in Bezug auf den Fußgänger geprüft. Dem Fahrzeug und/oder dem Fußgänger wird ein Alarmsignal geliefert, das basierend auf den jeweiligen globalen Positionen des Fußgängers und des Fahrzeugs eine Gegenwart des Fahrzeugs oder des Fußgängers angibt.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 030 550 A1 betrifft ein Verfahren zur Warnung von Verkehrsteilnehmern vor Konfliktsituationen im Straßenverkehr, insbesondere im Bereich eines Knotenpunktes eines Straßennetzes, wobei von einem fahrzeugseitigen Endgerät eines ein Kraftfahrzeug führenden Verkehrsteilnehmers Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs an eine straßenseitige Erkennungseinrichtung übertragen werden, wobei in der straßenseitigen Erkennungseinrichtung aus übertragenen Bewegungsdaten erkannt wird, ob eine Konfliktsituation zwischen Verkehrsteilnehmern droht, und wobei bei einer erkannten Konfliktsituation von der Erkennungseinrichtung ein Warnhinweis ausgegeben wird. Indem ein ausgegebener Warnhinweis von einem mobilen Endgerät empfangen wird, welches von einem Verkehrsteilnehmer ohne Fahrzeug, insbesondere einem Fußgänger oder Radfahrer, mitgeführt wird, können auch Verkehrsteilnehmer ohne Kraftfahrzeug, insbesondere Radfahrer und Fußgänger, gezielt vor einer sie betreffenden Konfliktsituation gewarnt werden.
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Allerdings stellt sich hier die Frage, wie eine Prädiktion einer Bewegungstrajektorie eines Fußgängers überhaupt vorgenommen werden kann. Die Bewegung eines Fußgängers ist relativ langsam. Ferner zeigen Fußgänger keine Trägheit, da sie im Prinzip keinen Bremsweg aufweisen und Bewegungswechsel in jegliche Richtung jederzeit ohne Vorhersage möglich sind. Mit anderen Worten, die Bewegung eines Fußgängers sind unvorhersehbar und in diesem Sinn erratisch. Eine Fußgängerbewegung kann daher nicht prädiziert werden. Für einen Fahrradfahrer mag eine Prädiktion einer Bewegungstrajektorie eventuell noch eingeschränkt möglich sein. Allerdings kann auch ein Fahrradfahrer relativ abrupt seine Bewegungsrichtung ändern, so dass auch hier eine Prädiktion zumindest äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde den aktiven Kollisionsschutz eines nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers zu verbessern und akzeptable Warnungen vor einer Kollision zu erzeugen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum aktiven Kollisionsschutz eines nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum aktiven Kollisionsschutz eines nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers in einem Verkehrsumfeld umfassend mindestens einen mit einem Mobilfunkgerät mit Navigations-Funktionalität ausgestatteten nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer und mindestens ein mit einer Car2X-Funktionalität ausgestattetes Kraftfahrzeug, so dass ein Adhoc-Netzwerk zwischen nichtmotorisiertem Verkehrsteilnehmer und Kraftfahrzeug eingerichtet ist,
- - wird anhand der Bewegung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers ein Bewegungsmodell des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers erstellt, und
- - wird anhand des Bewegungsmodells die Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers bestimmt, wobei
das Bewegungsmodell des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers zumindest die Geschwindigkeitskomponenten in den zwei Raumrichtungen der Straßenebene des Verkehrsumfelds berücksichtigt, und
das aktuelle Bewegungsmodell mit in einer Lernphase hinterlegten Bewegungsprofilen des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers zur Klassifizierung und Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers verglichen werden.
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Nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer sind im wesentlichen Fußgänger und Fahrradfahrer, die mit einem Mobilfunkgerät, also einem Handy, mit Navigationsfunktionalität ausgerüstet sind. Die Navigationsfunktionalität umfasst eine Positionsbestimmungseinheit, beispielsweise mittels GPS einschließlich des notwendigen Kartenmaterials. Für den nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer wird ein Bewegungsmodell erstellt und das aktuelle Bewegungsmodell kann bezüglich der aktuellen Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers bewertet, d.h. klassifiziert, werden. Dazu werden in einer Lernphase Bewegungsprofile des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer im Handy hinterlegt und gespeichert, so dass das aktuelle Bewegungsmodell mit den hinterlegten gelernten Bewegungsprofilen verglichen wird, um eine Klassifizierung und damit eine Bestimmung der Gefährdung zu ermitteln. Das Verfahren könnte beispielsweise in der Form eines Handy-Apps realisiert sein.
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Vorzugsweise werden zur Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers weitere Einflussfaktoren berücksichtigt, die vom Mobilfunkgerät bereitgestellt werden. Diese weiteren Einflussfaktoren sind beispielsweise die Aktivitäten des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer an seinem Handy, d.h. telefoniert er, hört er Musik, schreibt er eine SMS oder dergleichen. Ferner fällt darunter die Frage, ob sich der nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer in einem bekannten Umfeld bewegt, wie das Verkehrsaufkommen ist, befinden sich weitere nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer in seinem Umfeld und dergleichen.
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Vorzugsweise wird die Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers im Mobilfunkgerät des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers vorgenommen und die Gefährdungsinformation wird an das Kraftfahrzeug übertragen. Auf diese Weise kann der nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer direkt über seine Gefährdung informiert werden, beispielsweise per optischer oder akustischer Warnung. Es ist hier auch möglich, dass das Mobilfunkgerät über das Adhoc-Netzwerk von der Existenz, Position, Richtung und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs Kenntnis hat, so dass die Gefährdungsinformation mit den Daten des Kraftfahrzeugs abgeglichen wird.
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Weiter bevorzugt werden das Bewegungsmodell des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers und die weiteren Einflussfaktoren an das Kraftfahrzeug übertragen, wo die Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers vorgenommen wird. Dabei können weiter bevorzugt zur Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers das Kraftfahrzeug betreffende Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Liegt eine Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers vor, kann das Kraftfahrzeug, d.h. das entsprechende Assistenzsystem, entsprechend reagieren, beispielsweise eine Warnung an den Fahrer absetzen oder sonstige Maßnahmen ergreifen. Ferner kann insbesondere der nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer über das Vorliegen einer Gefährdung von dem Kraftfahrzeug informiert und gewarnt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Bewegungsmodell des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers sowie die weiteren Einflussfaktoren an eine in das Adhoc-Netzwerk integrierte straßenseitige Auswerte-Einheit, eine sog. Road-Side-Unit, übertragen werden und die Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers wird in der straßenseitigen Auswerte-Einheit vorgenommen.
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Vorzugsweise werden zur Bestimmung der Gefährdung des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers das Kraftfahrzeug betreffende Einflussfaktoren in der straßenseitigen Auswerte-Einheit berücksichtigt, die über das Adhoc-Netzwerk an die straßenseitige Auswerte-Einheit übertragen werden. In diesem Fall werden vorzugsweise der nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer und das Kraftfahrzeug über das Vorliegen einer Gefährdung von der straßenseitigen Auswerte-Einheit informiert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
- 1 ein Bewegungsmodell eines Fußgängers anhand eines Beispiels.
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1 zeigt ein Bewegungsmodell eines Fußgängers 1 anhand eines Beispiels. Dabei ist im oberen Teil der 1 das Bewegungsmodell des Fußgängers 1 in Form des Verlaufs der Fußgängergeschwindigkeit v als Funktion der Zeit t dargestellt, wobei hier aus Gründen der Einfachheit nur die Geschwindigkeitskomponente in einer Raumrichtung dargestellt ist. Im allgemeinen Fall umfasst das Bewegungsmodell zumindest die Geschwindigkeitskomponenten in einer Ebene, d.h. in zwei Raumrichtungen der Straßenebene. Wird auch die dritte Raumkomponente senkrecht zur Straßenebene berücksichtigt, so kann auch erkannt werden, ob der Fußgänger von einem Bordstein auf die Straße tritt, d.h. der „Sprung“ vom Bordstein kann erkannt werden.
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Im unteren Teil der 1 ist die dem Bewegungsmodell entsprechende Verkehrssituation dargestellt. Ein Fußgänger 1 bewegt sich sozusagen eindimensional in x-Richtung. Dabei überquert er eine Seitenstraße 2, nachfolgende eine mehrspurige Straße 3 sowie eine Straße 4, die mit einer durch eine Ampel 5 dargestellten Ampelsteuerung ausgestattet ist.
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Das Bewegungsmodell des oberen Teils der 1 zeigt das Verhalten des Fußgängers 1 insbesondere hinsichtlich seiner Überquerungen der im unteren Teil der 1 dargestellten drei Straßen 2, 3, 4. Zur Zeit t=0 startet der Fußgänger, was daran zu erkennen ist, dass sich die Fußgängergeschwindigkeit auf eine im wesentlichen konstante Schrittgeschwindigkeit plötzlich beschleunigt. Mit anderen Worten, der Fußgänger 1 marschiert los.
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In der ersten Phase P1 überquert der Fußgänger die erste Straße 2. Dabei muss er ein Fahrzeug durchlassen, wodurch der Fußgänger seine Geschwindigkeit verringert. Anschließend beschleunigt er seine Schritte kurzfristig, um die erste Straße 2 möglichst schnell zu überqueren. Dieses Verhalten schlägt sich im Geschwindigkeits- oder Bewegungsprofil der ersten Phase P1 nieder.
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Vor dem Erreichen der zweiten Straße verlangsamt der Fußgänger 1 seine Geschwindigkeit, um den Verkehr auf der mehrspurigen Straße 3 zu beobachten. Mit dem Erreichen der Strasse 3 beschleunigt der Fußgänger 1 seine Schritte, um die Straße mit hoher Geschwindigkeit zu überqueren. Da die Straße mehrspurig ist und daher eine gewisse Breite aufweist, weist die als zweite Phase P2 dargestellte Überquerung der zweiten Straße 3 eine verhältnismäßig großen Anteil an hoher Geschwindigkeit auf.
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Nach der Überquerung der zweiten Straße 3 verlangsamt der Fußgänger 1 seine Geschwindigkeit wieder auf normale Gehgeschwindigkeit bis er in die Nähe der Ampel 5 kommt, die den Übergang über die dritte Straße 4 steuert. Vor dem Erreichen der Ampel 5 verlangsamt der Fußgänger seine Schritte etwas, da die Ampel 5 den Übergang noch nicht zulässt. Nach der kurzfristigen Absenkung der Fußgängergeschwindigkeit kehrt der Fußgänger 1 zur normalen Schrittgeschwindigkeit zurück, mit welcher der Fußgänger 1 in der dritten Phase P3 die dritte Straße 4 entspannt überquert, da die Ampelschaltung dies ermöglicht.
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Derartige, im Beispiel der 1 dargestellte Bewegungsprofile oder Bewegungsmodelle werden nach einer Lernphase im Handy hinterlegt und können klassifiziert werden, beispielsweise als normal, wenn der Fußgänger keine Auffälligkeiten zeigt, als sportlich/gestresst, wenn sich der Fußgänger schnell bewegt oder ruckartige Bewegungen macht, oder als langsam/entspannt, wenn der Fußgänger langsamer als üblich läuft oder öfter stehen bleibt. Die beschriebene Klassifizierung bzw. die Erkennung des Zustandes des Fußgängers ist nur beispielhaft zu verstehen und es können mehr und andere Einteilungen möglich sein.
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Weitere Zusatzinformationen oder Einflussfaktoren können in die Zustandserkennung des Fußgängers anhand der Bewegungsmodelle einfließen. So können beispielsweise folgende Faktoren berücksichtigt werden, wobei die Aufzählung nicht vollständig ist:
- - bewegt sich der Fußgänger im bekannten Umfeld,
- - wird das Handy benutzt, d.h. telefoniert der Fußgänger, hört er Musik, schreibt er eine SMS, etc.,
- - wie ist das Verkehrsaufkommen,
- - befinden sich weitere Fußgänger im Umfeld,
- - Erkennung der z-Komponente (Sprung vom Bordstein).
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Die Zustandserkennung des Fußgängers, wobei das geschilderte Vorgehen in wesentlichen Teilen auch für einen Fahrradfahrer zutrifft, soll das aktuelle Verkehrsverhalten des nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmers offenbaren, so dass daraus die Wahrscheinlichkeit einer Gefährdung abgeleitet werden kann. Eine Realisierung der erläuterten Bewegungsmodelle und der daraus resultierenden Gefährdungsbewertung kann beispielsweise in einem speziellen Programm für ein Handy, einem sogenannten Handy-App, erfolgen.
