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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, um eine Unterstützung beim Führen des Kraftfahrzeugs bereitzustellen, beispielsweise einen Überblick über vorausliegende, enge Kurven oder Fahrbahnverengungen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden hierzu Datenpakete genutzt, welche von Fremdfahrzeugen ausgesendet und in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug verarbeitet werden.
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Die Datenpakete können beispielsweise mittels der Car2Car-Kommunikationstechnologie ausgetauscht werden, die auf dem Standard IEEE 802.11p basiert. Es handelt sich um eine direkte, drahtlose Kommunikation in einem mittels einer ad-hoc Methode gebildeten Kommunikationsnetzwerks der Fahrzeuge untereinander. Eine auf demselben Standard basierende Kommunikationstechnologie ist die Car2lnfrastructure-Kommunikation zwischen einem Kraftfahrzeug einerseits und einem Infrastrukturelement des Straßenverkehrsnetzes andererseits. Laut den Spezifikationen kann vorgesehen sein, dass Kraftfahrzeuge regelmäßig Nachrichten oder Datenpakete aussenden, welche aktuelle Positionsdaten zur eigenen Position des jeweiligen Kraftfahrzeugs enthalten.
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In einem Kraftfahrzeug kann auch eine digitale Karte bereitgestellt sein, in welcher ein Spurverlauf einer Straße beschrieben sein kann, so dass beispielsweise von einem Fahrerassistenzsystem beim Erzeugen von Fahrhinweisen an einen Fahrer auch enge Stellen oder Kurven berücksichtigt werden können. Solche Karten müssen aber aktuell gehalten werden, da ansonsten die für das Führen des Kraftfahrzeugs besonders kritischen Engstellen und Kurven falsch oder gar nicht angesagt werden. Eine solche digitale Karte bedeutet daher in der Anschaffung und Nutzung zusätzliche Kosten für das Liefern aktueller Kartendaten.
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Aus der
US 2011/0109475 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, welches von Fremdfahrzeugen Informationen über deren Fahrgeschwindigkeit und Position empfängt und anschließend anhand einer digitalen Karte ermittelt, wo es zu zähflüssigem Verkehr auf einer vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Straße kommt.
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Aus der
DE 10 2010 008 258 A1 ist ein Verfahren zur automatischen Prävention von Aquaplaning bekannt, bei welchem während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs über die beschriebene Car2Car-Kommunikation Daten, die auf Aquaplaning eines Fremdfahrzeugs hinweisen, in dem eigenen Kraftfahrzeug empfangen werden und aus diesen Daten ein Warnhinweis für mögliches Aquaplaning auf einem vorausliegenden Streckenabschnitt generiert wird. Hierzu können die von den Fremdfahrzeugen empfangenen Daten in einer digitalen Karte eingetragen werden.
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Aus der
DE 10 2008 037 267 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Kamera aufweist und bei Blendung der Kamera durch Gegenlicht ein Signal an andere Verkehrsteilnehmer übermittelt, so dass in anderen Kraftfahrzeugen ein Warnhinweis bezüglich einer möglichen Blendung des Fahrers ausgegeben werden kann.
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In der
DE 10 2005 029 662 A1 ist ein System zur Umgebungserfassung für Kraftfahrzeuge beschrieben. Die Kraftfahrzeuge senden über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation Rohdaten zu ihrer aktuellen Position an eine zentrale Anordnung, welche auf Grundlage der Rohdaten die Fahrtrajektorien der Kraftfahrzeuge rekonstruiert und daraus wiederum den Fahrspurverlauf. Auf der Grundlage der Fahrtrajektorien kann hierzu zunächst ein Histogramm mit den Aufenthaltsorten der Fahrzeuge ermittelt werden.
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In der
DE 10 2006 038 018 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem zur Erzeugung von Spurinformationen beschrieben, welches von vorausfahrenden Kraftfahrzeugen über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikaton Fahrzeugzustände empfängt, insbesondere einer Absolutposition, Kursrichtung und eine Gierrate, und daraus Spurinformationen über einen vorausliegenden Straßenabschnitt ermittelt. Insbesondere werden laterale Spurinformationen für eine Spurhalteassistenz ermittelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterstützung beim Führen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere bei der Querführung des Kraftfahrzeugs, bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche gegeben.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren bereitgestellt, um für ein Kraftfahrzeug ein Fahrerassistenzsystem zu betreiben. Das Fahrerassistenzsystem kann hierzu in dem Kraftfahrzeug bereitgestellt sein oder aber auch als stationär an einer Straße zu installierendes Infrastrukturelement (Road-Side-Unit) ausgestaltet sein. Gemäß dem Verfahren empfängt eine Empfangseinheit Datenpakete. Die Empfangseinheit kann beispielsweise ein pWLAN-Modul (Wireless Local Area Network nach dem Standard IEEE 802.11p) in einem Kraftfahrzeug oder einem Infrastrukturelement oder aber auch beispielsweise ein Smartphone sein. Die empfangenen Datenpakete enthalten Positionsdaten von Fremdfahrzeugen auf einer Straße, entlang welcher das Kraftfahrzeug gefahren oder gelenkt oder geführt werden soll. Die Datenpakete kommen von anderen Kraftfahrzeugen, also Fremdfahrzeugen, welche die Daten aussenden.
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Die Empfangseinheit übergibt die empfangenen Datenpakete einer Überwachungseinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Die Überwachungseinrichtung kann beispielsweise ein Steuergerät oder auch ein Programmmodul einer zentralen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs sein. Die Überwachungseinrichtung kann auch ein Softwaremodul der Empfangseinheit selbst sein. In der Überwachungseinrichtung werden die aus den Datenpaketen stammenden Positionsdaten dazu genutzt, in einer digitalen Karte die Aufenthaltsorte der Fremdfahrzeuge zu markieren oder einzutragen. In der digitalen Karte entsteht somit mit steigender Anzahl von Einträgen für Aufenthaltsorte ein immer genaueres Bild davon, wo sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs entlang der Straße Kraftfahrzeuge aufgehalten haben. Anhand der Fahrtrajektorien der Fremdfahrzeuge können einzelne Fahrbahnspuren erkannt werden. In der Karten können aber auch schon initial Fahrbahnspuren kartographiert sein.
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Anhand der Aufenthaltsorte in der digitalen Karte wird dann durch die Überwachungseinrichtung ein Spurverlauf für zumindest ein Fahrbahnspur der Straße ermittelt. Der Spurverlauf ist die Spurgeometrie, also z.B. die räumliche Lage und/oder Breite und/oder Krümmung einer Fahrbahnspur. Der Spurverlauf lässt sich in der Karte insbesondere als ein aus den Aufenthaltsorten gebildetes Band erkennen, welches z.B. denjenigen Bereich markiert, in welchem sich mit hoher Wahrscheinlichkeit Fahrzeuge aufgehalten haben, was eben einer einzelnen Fahrbahnspur entspricht.
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Anhand des Spurverlaufs wird durch die Überwachungseinrichtung zumindest eine geometrische Eigenschaft der Straße ermittelt. Insbesondere wird als die zumindest eine geometrische Eigenschaft eine Fahrbahnengstelle ermittelt und/oder eine Kurve. In Abhängigkeit von der zumindest einen ermittelten geometrischen Eigenschaft wird durch die Überwachungseinrichtung ein Steuersignal erzeugt, dass dann zumindest ein für eine Unterstützung beim Führen des Kraftfahrzeugs bereitgestelltes Gerät des Kraftfahrzeugs ausgibt. Falls das Verfahren durch ein Infrastrukturelement durchgeführt wird, wird das Steuersignal drahtlos an das zu unterstützende Kraftfahrzeug ausgesendet.
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Bei dem Gerät des Kraftfahrzeugs kann es sich beispielsweise um ein Navigationsgerät handeln, welches beispielsweise eine Ansage zum Warnen des Fahrers vor besonderen geometrischen Eigenschaften der Straße, wie beispielsweise einer engen Kurve, ausgibt. Das Gerät kann auch einen Bildschirm umfassen, auf welchem dem Fahrer die Kurve oder Engstelle angezeigt wird. Bei dem Gerät kann es sich aber auch beispielsweise um eine Regelungseinrichtung für eine Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs handeln. Die Regelungseinrichtung kann dann in Abhängigkeit von dem Steuersignal beispielsweise das Führungsverhalten an die ermittelte geometrische Eigenschaft des voraus liegenden Straßenabschnitts anpassen, also beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit reduziert. An einer Engstelle kann beispielsweise durch Anpassen von Tolleranzbereichen oder durch Anheben oder Senken von Schwellenwerten verhindert werden, dass die Regelungseinrichtung Regelfehler aufgrund zu geringe Abstände zu Nachbarfahrzeugen feststellt. Eine Regelungseinrichtung, welche sowohl eine Längs- als auch eine Querführung durchführt, wird auch als Autopilot bezeichnet. Auch ein Autopilot kann in vorteilhafter Weise durch das Steuersignal sein Verhalten an die erkannten geometrischen Eigenschaften der Straße anpassen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass für die nähere Umgebung des Kraftfahrzeugs ein höherer örtlicher Detailierungsgrad einer Beschreibung des Spurverlaufs der Straße bereitgestellt wird, der zudem aktuell ist. Es ist kein Backend notwendig, also kein zentraler, beispielsweise über das Internet erreichbarer Server. Es reicht aus, die Datenpakete zu empfangen, so dass keine Kommunikationskosten entstehen.
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Die Erfindung sieht vor, dass die digitale Karte, welche von der Überwachungseinrichtung genutzt wird, nicht von Anfang an in dem Kraftfahrzeug gespeichert ist, sondern statt dessen die Überwachungseinrichtung die digitale Karte von einem Infrastrukturelement empfängt, also beispielsweise einem Sender in einer Straßenlaterne oder an einer Brücke. Allgemein handelt es sich bei dem Infrastrukturelement um einen Bestandteil des Straßennetzes, welcher in einem Straßenabschnitt an der Straße installiert ist und Kartendaten für den Straßenabschnitt aussendet, z.B. nur für einen Straßenabschnitt, der kürzer als 10km oder 5km ist. Das Nutzen lokal bereitgestellter digitaler Karten weist den Vorteil auf, dass mit wenig Speicheraufwand in dem Kraftfahrzeug für vorausliegende Straßenabschnitte jeweils eine digitale Karte mit einer besonders detailgetreuen Beschreibung des straßenbaulich vorgesehenen Spurverlaufs genutzt wird. In diese digitale Karte können dann die Aufenthaltsorte der Fremdfahrzeuge eingetragen werden, um zu erkennen, ob sich beispielsweise durch eine Baustelle oder einen Unfall, eine Engstelle ausgebildet hat.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die zumindest eine geometrische Eigenschaft, die ermittelt wird, eine Fahrbahnengstelle, bei welcher eine Spurbreite einer Fahrbahnspur kleiner als eine Mindestbreite ist. Die Mindestbreite ist dabei bevorzugt ein Wert, der kleiner als die im Straßenbau vorgeschriebene Straßenbreite ist. Die Spurbreite kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass in der Karte anhand der Aufenthaltsorte eine statistische Verteilung der Aufenthaltsorte entlang einer Richtung quer zur Straße ermittelt wird und überprüft wird, wie breit das Intervall mit beispielsweise 95 Prozent aller Aufenthaltsorte ist. Bei einer normal-breiten Fahrbahnspur ergibt sich ein größerer Wert als für eine verengte Fahrspur. Zusätzlich oder alternativ zur Spurbreite kann eine Fahrbahnengstelle auch dadurch definiert sein, dass ein Spurmittenabstand zweier benachbarter Fahrbahnspuren kleiner als ein Mindestabstand ist. Der Mindestabstand kann betragsmäßig der Mindestbreite entsprechen. Die Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass solche Straßenbereiche erkannt werden, bei welchen besondere Vorsicht bei der Querführung des Kraftfahrzeugs nötig ist.
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Eine andere geometrische Eigenschaft ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Straßenabschnitt mit einem Kurvenbereich, welcher eine Doppelkurve aufweist. Durch Erkennen von Doppelkurven, also einem Spurverlauf mit Krümmungswechsel, ergibt sich der Vorteil, dass der Fahrer nach Durchfahren der ersten Kurve gewarnt werden kann, dass nun eine Gegenkurve folgt. Zusätzlich oder alternativ kann ein Kurvenbereich ermittelt werden, welcher einen Kurvenradius aufweist, der kleiner als ein vorbestimmter Mindestradius ist. Eine solche besonders enge Kurve stellt ebenfalls einen Bereich dar, in welchem das Führen des Kraftfahrzeugs besondere Vorsicht verlangt. Somit stellt das Erkennen einer solchen besonders engen Kurve eine vorteilhafte Sicherungsmaßnahme beim Führen des Kraftfahrzeugs dar.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden zum Ermitteln des Spurverlaufs anhand der in der Karte eingetragenen Aufenthaltsorte Fahrtrajektorien der Fremdfahrzeuge ermittelt, also ein sich aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen Positionsdaten des Fremdfahrzeugs ergebender Rollweg des Fremdfahrzeugs. Es wird dann beispielsweise eine Krümmung der Fahrtrajektorien ermittelt, um zu ermitteln, wie stark das Fremdfahrzeug lenken musste, um dem Straßenverlauf zu folgen. Es kann auch paarweise ein Abstand parallel verlaufender Fahrtrajektorien zweier Fremdfahrzeuge ermittelt werden, um so eine Information über deren Abstand zu erhalten, was eine Information über den Spurmittenabstand ergibt.
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Um die Informationen vieler Fremdfahrzeuge zu verarbeiten, sieht eine andere Weiterbildung des Verfahrens vor, dass anhand der Aufenthaltsorte in der digitalen Karte ein Histogramm gebildet wird. Beispielsweise kann ein Histogramm mit den bereits beschriebenen Krümmungswerten oder Abständen parallel verlaufender Fahrtrajektorien gebildet werden. Auch die Aufenthaltsorte selbst können als Histogramm kumuliert werden.
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Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass nicht zwingend ausschließlich Positionsdaten der Fremdfahrzeuge genutzt werden. Eine andere Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Empfangseinheit von den Fremdfahrzeugen zumindest eine aus den folgenden Zusatzinformationen empfängt: eine Positionskette, Fahrgeschwindigkeitsdaten, Fahrdynamikdaten, Fahrmanöverdaten. Eine Positionskette ist eine von dem Fremdfahrzeug zusammengestellte Abfolge von Positionsdaten zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Die Fahrgeschwindigkeitsdaten beschreiben die Fahrgeschwindigkeit. Die Fahrdynamikdaten können beispielsweise die Gierrate und/oder den Lenkwinkel und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs beschreiben. Fahrmanöverdaten können angeben, ob beispielsweise gerade ein Überholvorgang durchgeführt wird oder ein Fahrtrichtungsanzeiger (Blinker) eingeschaltet ist. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird das beschriebene Steuersignal zum Steuern des Geräts für die Unterstützung der Führung des Kraftfahrzeugs nicht nur in Abhängigkeit der geometrischen Eigenschaft, sondern auch in Abhängigkeit von den Zusatzinformationen erzeugt. Hierbei können die Zusatzinformationen auch bereits beim Ermitteln der geometrischen Eigenschaft selbst genutzt werden. Die beschriebenen Zusatzinformationen ermöglichen es, die für das Führen des Kraftfahrzeugs relevanten Informationen noch genauer zu ermitteln.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das beschriebene Steuersignal auch an zumindest ein anderes Kraftfahrzeug ausgesendet wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass diejenigen Fremdfahrzeuge, welche nicht selbst über die beschriebene Überwachungseinheit zum Ermitteln der geometrischen Eigenschaft der Straße verfügen, ebenfalls von der Information über die geometrischen Eigenschaft profitieren. Das Steuersignal wird hierbei gemäß einer Ausführungsform der Erfindung direkt an zumindest ein anderes Kraftfahrzeug ausgesendet. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass das Steuersignal an eine stationäre zentrale Recheneinrichtung übermittelt wird. Durch die Recheneinrichtung können dann Verkehrsleitinformationen für eine Vielzahl von anderen Kraftfahrzeugen erzeugt und an diese ausgegeben werden.
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Zu der Erfindung gehört auch eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Diese Vorrichtung weist in der beschriebenen Weise die Überwachungseinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, anhand der Positionsdaten aus Datenpaketen von Fremdfahrzeugen, die auf einer dem zu unterstützenden Kraftfahrzeug vorausliegenden Straße fahren, mittels der beschriebenen digitalen Karte die Aufenthaltsorte der Fremdfahrzeuge zusammenzutragen, sie also in der Karte einzutragen oder zu speichern, und anhand der Aufenthaltsorte in der digitalen Karte einen Spurverlauf für zumindest eine Fahrbahnspur der Straße zu ermitteln. In der beschriebenen Weise wird dann durch die Überwachungseinrichtung der Spurverlauf auf zumindest eine geometrische Eigenschaft der Straße analysiert und die ermittelte geometrische Eigenschaft dazu genutzt, ein Steuersignal zu erzeugen, welches zumindest ein Gerät eines Kraftfahrzeugs steuert, das für die Unterstützung beim Führen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, also beispielsweise ein Navigationsgerät, eine Anzeigeeinrichtung für einen Hinweis oder aber auch eine Regelungseinrichtung für eine Längs- und/oder Querführung.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Überwachungseinrichtung die Datenpakete von einer Empfangseinheit erhalten, die ebenfalls Bestandteil der Vorrichtung sein kann, also beispielsweise ein pWLAN-Empfangsmodul. Die Empfangseinheit kann aber auch ein temporär in einem Kraftfahrzeug bereitgestelltes fahrzeugfremdes portables Gerät sein, z.B. ein Smartphone oder ein Tablet-PC. Im Zusammenhang mit der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Empfangseinheit die Datenpakete über den Standard Bluetooth, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac oder einen anderen Standard für die drahtlose Kommunikation empfängt. Auch das beschriebene Aussenden eines Steuersignals an ein anderes Kraftfahrzeug oder eine zentrale Recheneinrichtung kann über eine der genannten Funktechnologien erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in dem zu unterstützenden Kraftfahrzeug selbst bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, beispielsweise als Lastkraftwagen, insbesondere aber als Personenkraftwagen, ausgestaltet. Ein Infrastrukturelement kann bei der Erfindung z.B. zur Montage an einer Brücke oder einem Straßenschild oder in einer Laterne oder einem Leitpfosten vorgesehen sein.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine digitale Karte, die in einer Überwachungseinrichtung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, und
- 2 ein Histogramm, das zum Ermitteln eines Spurverlaufs auf der Grundlage der Karte von 1 erzeugt worden ist.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In 1 ist von einem Kraftfahrzeug 10 ein Fahrerassistenzsystem 12 dargestellt, bei welchem eine Empfangseinheit 14 mit einer Überwachungseinrichtung 16 und die Überwachungseinrichtung 16 mit einer Gerätegruppe 18 aus zumindest einem Gerät des Kraftfahrzeugs 10 gekoppelt ist.
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Die Empfangseinheit 14 empfängt Funksignale 20 von außerhalb des Kraftwagens, die von (nicht dargestellten) anderen Fahrzeugen, das heißt Fremdfahrzeugen, ausgesendet worden sind. Mittels der Funksignale 20 werden Datenpakete 22 übertragen, welche die Empfangseinheit 14 an die Überwachungseinrichtung 16 weitergibt oder überträgt. Bei der Empfangseinheit 14 kann es sich beispielsweise um ein Empfangsmodul für pWLAN oder einem anderen WLAN-Standard oder Bluetooth oder ein Mobilfunkmodul handeln.
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In den Datenpaketen 22 können Positionsdaten der Fremdfahrzeuge enthalten sein, das heißt die Positionsdaten geben jeweils beispielsweise Koordinaten an, wo sich das jeweilige Fremdfahrzeug zum Zeitpunkt der Messung der Positionsdaten aufgehalten hat. Beispielsweise kann es sich um GPS-Koordinaten handeln. In den gleichen Datenpaketen 22 können auch Zusatzinformationen enthalten sein, z.B. eine Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigungswerte, Fahrmanöverdaten, um nur einige Bespiele zu nennen.
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Die Überwachungseinrichtung 16 trägt auf der Grundlage der Positionsdaten aus den Datenpaketen 22 in eine digitale Karte 24 Aufenthaltsorte 26 der Fremdfahrzeuge ein. Von den Aufenthaltsorten 26 sind der Übersichtlichkeit halber in 1 nur einige mit einem Bezugszeichen versehen. In der Karte 24 ist des Weiteren ein Abschnitt einer vorausliegenden Straße 28 verzeichnet. Beispielsweise können zu der Straße 28 eine rechte Fahrbahnspur 30 und eine linke Fahrbahnspur 32 verzeichnet sein. Die rechte Fahrbahnspur 30 ist durch einen rechten Fahrbahnrand 34 und eine Mittellinie 36 begrenzt. Die linke Fahrbahnspur 32 ist durch die Mittellinie 36 und einen linken Fahrbahnrand 38 begrenzt. Die rechte Fahrbahnspur 30 kann beispielsweise bauplanmäßig eine Spurbreite B 1, die linke Fahrbahnspur 32 beispielsweise bauplanmäßig eine Spurbreite B 2 aufweisen. Die Karte 24 kann Koordinaten X, Y aufweisen, wobei in dem gezeigten Beispiel die X-Achse senkrecht zur Fahrbahnlängserstreckung und die Y-Achse in Richtung der Fahrbahnlängserstreckung verlaufen kann. Die Überwachungseinrichtung 16 kann beispielsweise durch eine zentrale Recheneinrichtung oder ein Infotainmentsystem des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein. Sie kann beispielsweise ein Programmmodul für eine solche Recheneinrichtung umfassen.
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Der in der digitalen Karte 24 kartographierte Abschnitt der Straße 28 kann beispielsweise auf einer geplanten Fahrroute des Kraftfahrzeugs 10 liegen. Beispielsweise kann als Straßenabschnitt ein in beispielsweise voraussichtlich weniger als zehn Minuten, weniger als zwanzig Minuten oder weniger als dreißig Minuten oder weniger als einer Stunde zu passierender Straßenabschnitt der Straße 28 kartographiert sein.
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In der digitalen Karte 24 ist nicht verzeichnet, dass aktuell eine Fahrbahnengstelle oder kurz Engstelle 40 aufgrund einer Baustelle 42 auf der Straße 28 besteht. In dem Kraftfahrzeug 10 wird dennoch durch die Überwachungseinrichtung 16 anhand der digitalen Karte 24 und der darin eingetragenen Aufenthaltsorte 26 die Engstelle 40 erkannt.
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Die Gerätegruppe 18 umfasst bevorzugt Geräte, die das Führen des Kraftfahrzeugs 10 unterstützen. Beispielsweise kann die Gerätegruppe 18 ein Navigationsgerät umfassen, das dem Fahrer Fahrhinweise und Warnungen auf bevorstehende, besondere Vorsicht beim Manövrieren erfordernde Straßenabschnitte, wie beispielsweise die Engstelle 40, ausgibt. Es kann sich auch ein Gerät zur fahrerunabhängigen Fahrzeugquerführung oder ein Spurhalteassistent in der Gerätegruppe 18 befinden. Das Steuersignal S kann dann beispielsweise Parameter zum Einstellen von Schwellenwerten für die seitliche Abstandsregelung variieren, damit in der Engstelle 40 kein unnötiger Alarm ausgelöst wird. Die Gerätegruppe 18 kann auch einen Autopiloten umfassen, der ebenfalls durch das Steuersignal S für die Engstelle 40 umkonfiguriert oder parametriert werden kann.
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Die Überwachungseinrichtung 16 kann zum Erkennen der Engstelle 40 beispielsweise anhand der Aufenthaltsorte 26 für die beiden Fahrbahnspuren 30, 32 jeweils ein Aufenthaltsband oder kurz Band 44, 46 ermitteln, deren Ränder 48 dadurch festgelegt werden können, dass beispielsweise 95 Prozent aller Aufenthaltsorte 26 für die jeweilige Fahrbahnspur 30, 32 vom jeweiligen Band 44, 46 umfasst sind.
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Das Band 44 hat beispielsweise eine Breite 50 in dem Bereich, wo die Fahrbahnspur 30 die bauplanmäßige Breite B1 aufweist. In der Engstelle 40 ergibt sich für die Fahrbahnspur 30 ein Band 44' mit Bandgrenzen 48', das eine Breite 50' aufweist. Die Überwachungseinrichtung 16 kann hierauf beispielsweise anhand von Erfahrungswerten auf die Breite B1' der Fahrbahnspur 30 im Bereich der Engstelle 40 z.B. anhand von vorbestimmten Erfahrungswerten schließen. Das Steuersignal S kann dann beispielsweise erzeugt werden, wenn die Fahrbahnspurbreite B1' im Bereich der Engstelle 40 kleiner als ein vorbestimmter Mindestwert ist.
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Genauso kann ein Band 46' in der Engstelle 40 für die linke Fahrbahnspur 32 ermittelt werden und eine Bandbreite 52 des Bandes 46 im Bereich der planmäßigen Fahrbahnspurbreite B2 mit der Bandbreite 52' im Bereich der Engstelle 40 verglichen werden. Es kann dann die Fahrbahnspurbreite B2' im Bereich der Engstelle 40 berechnet werden.
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Die Positionsdaten eines Fremdfahrzeugs können auch als Folge von zeitlich oder örtlich zusammenhängenden einzelnen Positionen gesendet werden, die dann zusammen eine Positionskette 54 bilden. Ein örtlicher Zusammenhang kann sich beispielsweise ergeben, wenn das Fremdfahrzeug beispielsweise alle 200 Meter eine Position ermittelt und die Reihe von Positionsdaten dann als ein einzelnes Datenpaket aussendet. Ein zeitlicher Zusammenhang kann sich ergeben, wenn ein Fremdfahrzeug beispielsweise alle zehn Sekunden eine Position ermittelt und die sich so ergebende Folge aus Positionsdaten in einem Datenpaket 22 ausgesendet wird. Die Positionsdaten können auch auf Baisis von Änderungen in der Position und/oder Fahrdynamik des Fremdfahrzeugs ermittelt werden, so dass z.B. bei einer Kurvenfahrt oder bei einem Bremsmanöver mehr Positionsdaten ausgesendet werden als bei einer Geradeausfahrt und/oder bei konstanter Fahrgeschwindigkeit. Anhand einer Positionskette 54 kann beispielsweise eine Krümmung 56 der Fahrbahnspuren 30, 32 ermittelt werden und entsprechend das Steuersignal S erzeugt werden, wenn ein Krümmungsradius der Krümmung 56 kleiner als ein vorbestimmter Höchstwert ist.
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Ein Fremdfahrzeug kann beispielsweise auch ein Signal aussenden, das angibt, dass gerade ein Fahrtrichtungsanzeiger aktiv ist oder durch einen Autopiloten ein Überholmanöver durchgeführt wird. Eine Positionskette 58, die zu einem solchen Spurwechselmanöver gehört, kann dann von der Überwachungseinrichtung 16 anhand des weiteren Signals betreffend das Spurwechseln erkannt werden und von der Analyse des Spurverlaufs der Fahrbahnspuren 30, 32 ausgeschlossen werden.
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In 2 ist eine weitere Analysemöglichkeit veranschaulicht. Gezeigt ist wieder die digitale Karte 24 mit der X-Achse und der Y-Achse. Durch Zählen oder Akkumulieren der Einträge von Aufenthaltsorten 26 für einzelne Flächenbereiche der Fahrbahnspuren 30, 32, oder allgemein der Straße 28, kann für die einzelnen Flächenbereiche ein Histogrammwert oder Häufigkeit H ermittelt werden. Ein Flächenbereich kann beispielsweise eine Fläche von fünf Quadratmetern oder beispielsweise eine Fläche von weniger als 25 Quadratmetern umfassen.
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In 2 ergibt sich hieraus für die in 1 gezeigte Situation der Straße 28 ein Histogramm 60, welches die Häufigkeit H von Einträgen für Aufenthaltsorte 26 für die unterschiedlichen Flächenabschnitte zeigt. Beispielsweise können Einträge für Aufenthaltsorte 26 verwendet werden, die innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums, beispielsweise der letzten zehn Minuten oder zwanzig Minuten oder dreißig Minuten, empfangen worden sind. Das Histogramm 60 gibt an, dass für die Spurmitten 62, 64 der Fahrbahnspuren 30, 32 die Aufenthaltswahrscheinlichkeit, d.h. die Häufigkeit H, am größten ist. Rechts und links von der jeweiligen Spurmitte 62, 64 fällt die Häufigkeit H ab, das heißt es sind bei den Spurmitten 62, 64 zwei Moden 66, 68 in dem Histogramm 60 ausgebildet.
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Ein Minimum 70 im Bereich der Mittelline 36 kann noch stärker ausgeprägt werden, wenn Positionsketten 58, welche sich durch Überholmanöver oder Fahrspurwechsel ergeben, von dem Histogramm 60 ausgeschlossen werden. Der geschärfte Histogrammverlauf ist durch gestrichelte Linien 72 gezeigt.
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Ein Abstand der Moden 66, 68 entlang der X-Achse ergibt den Spurmittenabstand 74, 76. Im Bereich der Engstelle 40 weist der Spurmittenabstand 76 einen geringeren Wert auf als der Spurmittenabstand 74 im Bereich außerhalb der Engstelle 40. Falls der Spurmittenabstand 76 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, so kann ebenfalls das Steuersignal S zum Warnen des Fahrers oder zum Anpassen der Geräte in der Gerätegruppe 18 ausgegeben werden. Der Spurmittenabstand 76 kann beispielsweise auch durch Messen eines Abstands zweier parallel verlaufender Positionsketten ermittelt werden, was in 1 veranschaulicht ist.
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Es kann auch vorgesehen sein, zu dem Histogramm 60 ein inverses Histogramm 60' zu bilden. In dem inversen Histogramm 60' ist die Baustelle 42 als Hindernis 42' entlang des Straßenverlaufs der Straße 28 erkennbar. Somit kann aus dem inversen Histogramm 60' ein Steuersignal S erzeugt werden, das vor einem Hindernis entlang der Fahrbahnspur 30 warnt.
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Durch das Beispiel ist gezeigt, wie die Verarbeitung von Inhalten oder Nachrichten, die beispielsweise mittels pWLAN empfangen worden sind, eine Abbildung der bevorstehenden Straßentopologie ergibt. Hierdurch kann erkannt werden, ob und wo eine enge Fahrbahnstelle liegt. Es kann in der gleichen Weise erkannt werden, ob und wo eine enge Kurve vorliegt. Die Ergebnisse der Verarbeitung können über das Steuersignal S als Information oder Warnung dem Fahrer beispielsweise mittels eines HMI (Human-Machine-Interface) angezeigt werden. Die Ergebnisse der Verarbeitung können aber auch gegebenenfalls für Regelfunktionen oder einen Autopiloten verwendet werden. Die Ergebnisse der Verarbeitung können auch an andere Fahrzeuge ausgesendet werden. Die Ergebnisse der Verarbeitung können auch mittels beispielsweise Mobilfunk an einen zentralen Server, ein sogenanntes Backend, beispielsweise im Internet gesendet werden, welcher daraus zusammen mit den Ergebnissen anderer Kraftfahrzeuge Flottendaten bilden kann, welche wiederum an die Kraftfahrzeuge als Verkehrshinweise ausgesendet werden können.
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Es ergibt sich so ein entspanntes und sicheres Fahren, sowohl auf beispielsweise einer Autobahn als auch in dichteren Verkehrsnetzen, beispielsweise in einer Stadt. Die Überwachungseinrichtung 16 bildet eine Einheit, die die bevorstehende Straßentopologie hoch genau und hoch aktuell analysiert und zwar auf Basis von Informationen, die in den standardisierten Nachrichten beispielsweise der Car2Car-Kommunikation enthalten sind. Die Ergebnisse der Verarbeitung, das heißt die von der Überwachungseinrichtung 16 ermittelten geografischen Eigenschaften des Spurverlaufs der Straße 28, dienen als Information oder Warnung für den Fahrer oder die automatische Regelung der Fahrzeugbewegung beziehungsweise Trajektorie für die folgenden Fälle: enge Fahrbahnstellen, enge Kurven, scharfe Kurven, S-Kurven und weitere gefährliche Kurventypen. Die Überwachungseinrichtung 16 verwendet Informationen wie die Position, die Geschwindigkeit, die Positionsketten, die Gierrate, die Krümmung und/oder Beschleunigungswerte, die in den standardisierten Nachrichten enthalten sind.
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Wenn bereits eine digitale Karte 24 im Kraftfahrzeug 10 vorhanden ist, kann diese Karte 24 verwendet werden. Es kann aber auch beispielsweise von einem am Straßenrand der Straße 28 installierten Sender eine digitale Karte 24 empfangen werden. Die Erfindung ist auch mittels anderer Kommunikationstechnologien, wie zum Beispiel Bluetooth, den WLAN-Standards und auch Mobilfunktechnologien umsetzbar, unter der Annahme, dass die notwendigen Daten mittels dieser Technologie von entweder einem Kraftfahrzeug oder mobilen Endgeräten, wie beispielsweise Smartphones, Handys oder Touchpads, die sich in den Kraftfahrzeugen befinden, ausgesendet werden.
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Indem die Überwachungseinrichtung 16 eine im Kraftfahrzeug 10 direkt vorhandene, vorinstallierte oder über ein Infrastrukturelement empfangene Karte verwendet, ist auch die Latenz gering, mit welcher eine Veränderung des Spurverlaufs erkannt wird. Dies macht das Fahrerassistenzsystem 12 besonders sicher.
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Die Erfindung verwendet bevorzugt insbesondere eine Kombination aus einem Car2Car-System mit der Erkennung von gefährlichen Kurven oder Engstellen, um ein Steuersignal entweder für pilotiertes Fahren oder eine HMI-Anzeige zu steuern. Insgesamt ergibt sich so die Erkennung von Kurven oder engen Stellen auf Basis von Car2Car-Informationen.
