DE102014011851B4

DE102014011851B4 - Konzept zur Erkennung einer Falschfahrt

Info

Publication number: DE102014011851B4
Application number: DE102014011851.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2034-08-09
Also published as: EP2983151A2; EP2983151A3; DE102014011851A1

Abstract

Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt, die Fahrsituation betreffend das Einfahren eines Fahrzeugs (16) in eine Straße (10) mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, entlang einer Zufahrt (12) über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt (14), das Verfahren umfassend: a) Ermitteln (S.a) einer, durch einen Verlauf der Zufahrt (12) oder einen Verlauf eines Fahrpfads des Fahrzeugs (16) gebildeten, Fahrkurve (18); b) Erkennen (S.b), dass i) das Fahrzeug (16) in einem Bereich des Knotenpunkts (14) ist, und ii) der Knotenpunkt (14) eine Anschlussstelle ist, zum Evaluieren einer Knotenpunktbedingung (Q.b); c) Identifizieren (S.c) eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve (18), zum Evaluieren einer Formbedingung (Q.c); und d) Erkennen (S.d) der Fahrsituation als Falschfahrt, wenn die Knotenpunktbedingung (Q.b) und die Formbedingung (Q.c) erfüllt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Konzept zur Erkennung einer Falschfahrt. Das Konzept umfasst ein Verfahren und ein Assistenzsystem zur Erkennung der Falschfahrt eines Fahrzeugs beim Einfahren in eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, insbesondere eine Autobahn oder Einbahnstraße, vorzugsweise zum Verhindern der Falschfahrt.
Hintergrund der Erfindung
Ein Falschfahrer, auch als „Geisterfahrer” bekannt, der auf einer Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, beispielsweise einer Autobahn, entgegen der zulässigen Fahrtrichtung fährt, stellt eine ernsthafte Gefährdung dar: für sich selbst und für diejenigen Autofahrer, die in der zulässigen Fahrtrichtung unterwegs sind und dem Falschfahrer entgegen fahren. Der gewöhnliche Autofahrer kann unabsichtlich zum Falschfahrer werden, beispielsweise wegen Übermüdung, Verwirrtheit, Drogeneinfluss, schlechten Sichtverhältnisse oder unübersichtlicher Verkehrsführung, oder auch absichtlich, beispielsweise in Suizidabsicht. Geisterfahren führt oft zu schweren oder gar tödlichen Unfällen.
Zur Erkennung und Verhinderung von Falschfahren sind viele Konzepte bekannt. Das bekannteste und in der Praxis am häufigsten umgesetzte ist das Ausstrahlen einer Rundfunknachricht, die über den Falschfahrer informiert. Nachteilig ist dabei, dass die Rundfunknachricht nur mit zeitlichem Verzug ausgestrahlt werden kann und damit die Zielgruppe, sofern diese überhaupt ein Autoradio besitzt oder eingeschaltet hat, oft zu spät oder gar nicht erreicht.
Es sind Konzepte bekannt, beispielsweise aus DE 299 17 764 U1 , DE 299 15 718 U1 , oder WO 2012/000 651 A1 , die komplexe Anordnungen an den Autobalmauffahrten benötigen, mittels welchen die Fahrtrichtung von Fahrzeugen detektiert wird, zur Erkennung von Falschfahren.
Ferner sind Konzepte bekannt, beispielsweise aus EP 1 347 425 B1 oder DE 10 2012 220 138 A1 , die ergänzte oder sehr detaillierte digitale Landkarten benötigen die, in Verbindung mit einem hochauflösenden Ortungssystem, eine Feststellung der Fahrbahn, auf welcher ein Fahrzeug unterwegs ist und damit die Detektion einer Falschfahrt ermöglichen.
DE 102 00 785 A1 offenbart ein Konzept zur Detektion einer Falschfahrt eines Fahrzeugs basierend auf dem Aufnehmen von Bildern einer Fahrbahn und dem Detektieren von Schildern und einer Krümmung der Fahrbahn in den aufgenommenen Bildern.
DE 10 2012 220 138 A1 offenbart ein Konzept zur Detektion einer Falschfahrt eines Fahrzeugs basierend auf einem Vergleich zwischen einem erfassten Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und einem, einer digitalen Landkarte entnommenen, Soll-Lenkwinkel.
DE 10 2006 019 111 A1 offenbart ein Konzept zur Detektion der Fahrt eines Fahrzeugs, das auf einer Straße mit Gegenverkehr unterwegs ist, auf einer für den Gegenverkehr vorgesehenen Fahrspur.
DE 10 2008 017 972 A1 offenbart ein Konzept zur Detektion einer Falschfahrt eines Fahrzeugs basierend auf einer Fahrwegprognose.
EP 1 347 425 A2 offenbart ein Konzept zur Detektion einer Falschfahrt eines Fahrzeugs basierend auf Positionsdaten des Fahrzeugs und auf mindestens einem vordefinierten, im Bereich einer Fahrbahn vorgesehenen Kontrollpunkt.
DE 199 34 774 A1 offenbart ein Konzept zur Detektion einer Falschfahrt eines Fahrzeugs basierend auf Informationen über Richtungen von Fahrspuren einer vom Fahrzeug befahrenen Fahrbahn und über eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
In der öffentlichen Diskussion finden sich weitere Ansätze, wie beispielsweise:

– „Fahrbahn-Krallen” im Asphalt von Autobahnauffahrten, welche die Reifen von Falschfahrern beschädigen und sie an der Weiterfahrt hindern,
– auffällige „Autobahn-Beschilderungen”, die Falschfahrer aufrütteln, wie etwa elektronische Warntafeln, Blinklichter oder neonfarbene Schilder,
– ein „Car-to-Car-System”, wobei Fahrzeuge und Verkehrsleitsysteme miteinander drahtlos vernetzt werden, zum Austausch von Informationen, oder
– ein „Ghost Rider Information System”, wobei das Radarsignal eines mit einem Radar ausgestatteten Falschfahrers bereits an der Autobahnauffahrt erfasst und eine entsprechende Information an Polizei und Verkehrsredaktionen der Radiosender gesendet wird.

Nachteilig an den bekannten Konzepten ist, dass mit einem Umbau von Autobahnauffahrten oder Autobahnbeschilderungen, oder einer Einführung eines neuen Kommunikations-Systems, oder einer Modifikation eines bestehenden öffentlichen Systems, wie etwa ein Geosystem oder Navigationssystem, hohe Initialkosten und damit hohe Einstiegshürden für die Umsetzung der Konzepte einhergehen.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konzept zur Erkennung und Vermeidung von Falschfahrten bereitzustellen, das mit geringerem Aufwand umsetzbar ist und zudem verbesserte Effektivität und Effizienz aufweist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Merkmale der Weiterbildungen können, soweit technisch sinnvoll, miteinander und mit den unabhängigen Ansprüchen kombiniert werden.
Nachfolgend werden Begriffe definiert, die in dem vorliegenden Dokument eine spezielle Bedeutung haben.
Die ODER-Verknüpfung wird als eine nicht-ausschließende Disjunktion aufgefasst. Demnach drückt die Verknüpfung „A oder B” aus, dass mindestens eine der beteiligten Aussagen A, B wahr ist; die ODER-Verknüpfung kann somit eine UND-Verknüpfung umfassen.
Die Bezeichnung „ein”/„eine”, beispielsweise „ein Messwert”/„eine Positionsinformation”, bezeichnet hinsichtlich der Menge i) ein Messwert/eine Positionsinformation, oder ii) mindestens ein Messwert/eine Positionsinformation. Die Menge „ein” umfasst die Menge „mindestens ein”. Sofern die Bezeichnung „mindestens ein” dennoch explizit verwendet wird, bedeutet eine nachfolgende Verwendung von „ein” keine Abweichung von dem erwähnten Grundsatz, wonach „ein” als „mindestens ein” aufzufassen ist.
Die Bezeichnung „vorgegeben” bedeutet, dass eine Größe, die als vorgegeben bezeichnet ist, beispielsweise ein vorgegebener Wert oder ein vorgegebenes Verlaufsmuster, vorgelegt wird, vorzugsweise durch eine Bedienperson, oder ein Verfahren, oder eine Vorrichtung, und dadurch

a) einstellbar oder auswählbar ist, oder
b) gespeichert und damit abrufbar ist, oder abgefragt werden kann,

Die Bezeichnung „in dem Bereich”, „in der Umgebung” oder „in der Nähe” einer Stelle auf einem Fahrweg weist auf einen Bereich des Fahrwegs hin, der i) die Stelle und ii) Abschnitte des Fahrwegs auf beiden Seiten der Stelle umfasst, wobei die Abschnitte geringe Längen aufweisen, die vorzugsweise kleiner als ein vorgegebener Schwellwert sind. Hierbei kann die Stelle beispielsweise ein Knotenpunkt, eine Übergangsstelle oder eine anderweitig bestimmte Stelle sein.
Die Bezeichnung „rechts” oder „links” beschreibt eine Zuordnung einer von zwei durch die Vertikale getrennten Seiten aus der Perspektive eines in Fahrtrichtung orientierten Fahrers eines Fahrzeugs.
Unter „Knotenpunkt” wird ein Ort verstanden, bei dem sich zwei oder gegebenenfalls mehrere Verkehrswege kreuzen, wobei folgende Verkehrssituationen möglich sind: i) der Verkehrsfluss eines Verkehrswegs mündet in den Verkehrsfluss eines anderen Verkehrswegs, oder ii) die Verkehrsflüsse der jeweiligen Verkehrswege verlaufen unabhängig voneinander.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt, also ein Diskriminierungsverfahren zum Diskriminieren einer Falschfahrt. Die Fahrsituation kann das Einfahren eines Fahrzeugs in eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, beispielsweise eine Autobahn oder Einbahnstraße, betreffen, entlang einer Zufahrt über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt; über die Anschlussstelle kann die Zufahrt in die Straße oder ein Verkehrsfluss der Zufahrt in einen Verkehrsfluss der Straße einmünden.
Der Diskriminierungsvorgang kam folgende Schritte umfassen:

a) Ermitteln einer, durch einen Verlauf der Zufahrt oder einen Fahrpfad des Fahrzeugs gebildeten, Fahrkurve;
b) Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, zum Evaluieren einer Knotenpunktbedingung;
c) Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve, zum Evaluieren einer Formbedingung; und
d) Erkennen der Fahrsituation als Falschfahrt, wenn die Knotenpunktbedingung und die Formbedingung erfüllt sind.

Die Knotenpunktbedingung kann als erfüllt angesehen werden, wenn das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle erkannt ist (erkannt wurde). Die Formbedingung kann als erfüllt angesehen werden, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung der Zufahrt identifiziert ist (identifiziert wurde).
Das Erkennen, ob das Fahrzeug sich in einer Anschlussstelle befindet, kann Prüfungen umfassen, i) ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts befindet, in dem Zufahrt und Straße zusammentreffen, und ii) ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist. Hierbei kann eine Prüfung, ob ein Merkmal vorliegt, als gleichwertig angesehen werden mit dem Erkennen, dass das Merkmal vorliegt.
Der Verlauf einer Zufahrt, einschließlich der Fahrbahn in einem Bereich des Knotenpunkts, oder der Verlauf eines Fahrpfads des Fahrzeugs, wobei unter Fahrpfad eine von dem Fahrzeug befahrene Bahn oder Spur verstanden werden kann, bildet eine Fahrkurve und kann als ein unter dem Begriff „Kurve” bekanntes eindimensionales mathematisches Objekt angesehen werden, das in einer 2D Ebene (ebene Kurve) oder einem 3D Raum (Raumkurve) liegt; die ermittelte Fahrkurve ist durch eine solche Kurve darstellbar. Vorzugsweise kennzeichnet die Fahrkurve eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs. Die Kurve kann Merkmale aufweisen, deren Erkennen eine Erfüllung der Formbedingung bewirken.
Vorzugsweise wird eine Rauminformation bereitgestellt oder ermittelt umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung des Fahrzeugs, vorzugsweise die Straße, die Zufahrt und den Knotenpunkt, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs, vorzugsweise bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs. Die Geoinformation umfasst insbesondere i) eine topographische Information, die einen topographischen Bereich um das Fahrzeug kennzeichnet und vorzugsweise Daten betreffend die Zufahrt, die Straße oder den Knoten umfasst, beispielsweise eine digitalen Landkarte oder Straßenkarte, die einen Verlauf der Straße oder Zufahrt darstellt, oder ii) eine optische Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug oder eine Fahrzeugumgebung darstellt.
Das Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, oder das Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Zufahrt, kann durchgeführt werden insbesondere durch ein Assistenzsystem, mittels der Rauminformation, oder gegebenenfalls durch den Autofahrer selbst, auf Basis seiner Wahrnehmung der Fahrzeugumgebung.
Vorzugsweise kann die Rauminformation wie folgt bereitgestellt werden:

– die topographische Information kann Teil eines, eine Straßenkarte umfassenden, Geosystems oder Navigationssystems sein oder in Form eines Datensatzes von einem Kommunikationssystem übertragen werden,
– die optische Information kann mittels eines optischen Sensors oder eines Video-Systems ermittelt werden, und
– die Positionsinformation kann mittels eines Ortungssystems oder mittels Fahrzeug-Messungen ermittelt oder bereitgestellt werden.

Gegebenenfalls können die Schritte des Verfahrens auf Basis einer Bearbeitung der optischen Information mittels Bildanalyse oder Mustererkennung ausgeführt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt. Die Fahrsituation kann das Einfahren eines Fahrzeugs in eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, beispielsweise eine Autobahn oder Einbahnstraße, betreffen, entlang einer Zufahrt über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt. Über den Knotenpunkt kann die Zufahrt in die Straße oder ein Verkehrsfluss der Zufahrt in einen Verkehrsfluss der Straße einmünden. Das Assistenzsystem kann folgende Komponenten umfassen:

– Ein Raumdarstellungsmittel zum Bereitstellen einer Rauminformation umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung des Fahrzeugs, vorzugsweise einen Verlauf der Zufahrt oder Straße, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs.
– Eine mit dem Raumdarstellungsmittel verbundene Recheneinheit.

Die Recheneinheit kann dazu ausgebildet sein,

– eine Knotenpunktbedingung und eine Formbedingung mittels der Rauminformation zu evaluieren, und
– eine Fahrsituation als Falschfahrt zu erkennen oder zu diskriminieren, wenn die Knotenpunktbedingung und die Formbedingung erfüllt sind.

Das Erkennen, ob das Fahrzeug sich in einer Anschlussstelle befindet, kann Prüfungen umfassen, i) ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts befindet, in dem Zufahrt und Straße zusammentreffen, und ii) ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist. Hierbei kann eine Prüfung, ob ein Merkmal vorliegt, als gleichwertig angesehen werden mit dem Erkennen, dass das Merkmal vorliegt.
Vorzugsweise kann das Assistenzsystem ein Ausführungsmittel umfassen zum Ausführen einer Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers, falls die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird. Das Mittel kann beispielsweise ein optisches Display oder einen Lautsprecher umfassen, mittels welchem eine Information oder Warnung an den Fahrer übertragen wird. Das Mittel kann gegebenenfalls dazu ausgebildet sein, einen aktiven Eingriff in den Bewegungsablauf des Fahrzeugs, etwa einen Bremsvorgang, auszuführen.
Vorteilhafter Weise kann das Assistenzsystem in einem Smartphone implementiert sein. Das Smartphone kann bereits standardmäßig die Komponenten des Assistenzsystems umfassen, beispielsweise die Recheneinheit, ein Ortungssystem zum Ermitteln der Positionsinformation, ein Navigationssystem zum Bereitstellen einer digitalen Landkarte oder Straßenkarte, oder eine Mobilfunk-Kommunikationseinheit zum Bereitstellen oder Übertragen einer topographischen Information oder Positionsinformation.
Unter „topographische Information” kann ein durch drei dimensionale (3D) Daten dargestellter topographischer Bereich, umfassend zumindest die Zufahrt, die Straße und den dazwischen liegenden Knotenpunkt, verstanden werden. Mit der topographischen Information zusammenhängende Begriffe wie Fahrweg, Knotenpunkt oder Verlauf eines Fahrwegs, können sich auf Daten beziehen, die Teil einer digitalen Landkarte oder eines via Mobilfunk übertragenen Datensatzes sind.
Unter „Position” kann eine durch 3D Standortdaten dargestellte Standortposition des Fahrzeugs betreffend einen topographischen Ort oder Punkt verstanden werden, wobei die Position eine absolute oder relative Größe sein kann. Die Position kann als eine topographische Lage oder als eine Streckenangabe entlang eines Fahrwegs definiert sein.
Unter „Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung” kann ein Fahrweg verstanden werden mit i) einem Fahrsteifen, oder ii) zwei durch einen Mittelstreifen getrennte Fahrsteifen, wobei für jeden Fahrsteifen eine einheitliche, vorgeschriebene Faltrichtung gilt und der Mittelstreifen von den Fahrzeugen nicht passierbar oder überfahrbar ist. Der Mittelstreifen kann beispielsweise als Fahrbahnbegrenzung, Trennstreifen, Schutzplanke, Mittelplanke oder Grünstreifen ausgebildet sein. Eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung kann insbesondere eine Autobahn oder autobahnähnliche Bundesstraße, Schnellstraße, Einbahnstraße, Straßenbrücke oder ein Straßentunnel sein.
Unter „Zufahrt” oder „Straße” kann ein dem öffentlichen Verkehr zugänglicher Fahrweg verstanden werden, auf dem Fahrzeuge fahren können. Falls die Zufahrt mit der Straße über eine Anschlussstelle verbunden ist, mündet die Zufahrt in die Straße ein und der Verkehrsfluss der Zufahrt geht über oder mündet in den Verkehrsfluss der Straße.
Unter „Anschlussstelle” kann ein Knotenpunkt verstanden werden, der die Fahrwege „Straße” und „Zufahrt” und die entsprechenden Verkehrsflüsse verbindet, also eine bauliche Anlage, die der Verbindung von zwei oder mehreren Fahrwegen dient. Die Anschlussstelle kann auch als eine Rampe oder Verbindungsrampe zwischen zwei Straßen ausgebildet sein oder eine Verbindungsrampe umfassen. Vorzugsweise kann der Knotenpunkt mindestens ein Anschlussstellenmerkmal aufweisen, die ihn als Anschlussstelle kennzeichnet und von einem Knotenpunkt unterscheidet, der keine Anschlussstelle ist, sondern beispielsweise eine Kreuzung, wobei i) der Verkehrsfluss mittels einer Ampel geregelt wird oder ii) die Zufahrt eine Überführung oder Unterführung zur Straße bildet.
Vorzugsweise kann das Ermitteln der Fahrkurve ausgeführt werden durch eine Auswertung

– der Rauminformation umfassend eine topographische oder optische Information, wodurch ein Verlauf der Zufahrt oder der Straße ermittelbar ist, oder
– einer mittels der Positionsinformation oder einer Messung in oder an dem Fahrzeug ermittelten Wertereihe, wodurch ein Verlauf des Fahrpfads des Fahrzeugs ermittelbar ist.

Das Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, kann wie folgt ausgeführt werden: einerseits wird erkannt, dass der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist, mittels einer Erkennung oder Identifizierung von Anschlussstellen-Merkmalen; andererseits wird erkannt, dass das Fahrzeug in einem Bereich des Knotenpunkts ist, basierend beispielsweise darauf, dass eine Entfernung des Fahrzeugs zu dem Knotenpunkt einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
Die Evaluierung der Knotenpunktbedingung kann darauf basieren, dass ein als Anschlussstelle ausgebildeter Knotenpunkt Merkmale aufweist, die eine Erkennung ermöglichen, ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist. Damit ist eine Feststellung möglich, dass (oder ob) sich das Fahrzeug in dem Bereich einer Anschlussstelle befindet. Die erzielte Erkennungsquote, die ein Maß dafür ist, wie oft oder wie gut eine Position des Fahrzeugs in dem Bereich einer Anschlussstelle korrekt erkannt wird, ist hoch.
In einem Bereich eines Knotenpunkts kann eine Fahrkurve durch ihre Krümmung gekennzeichnet sein, die einen negativen oder positiven Wert aufweist, wodurch die Fahrkurve eine Rechtskrümmung oder Linkskrümmung aufweist. Vorzugsweise kann die Kurvenkrümmung als zweite Ableitung der Fahrkurve nach einem Kurvenparameter angesehen werden. Die Krümmung weist ferner einen Betrag auf, der mit einem Radius der Fahrkurve zusammenhängt, wobei ein kleiner Radius einen stark gebogenen und ein großer Radius einen etwa geraden Kurvenverlauf kennzeichnet.
Sofern die Fahrkurve als 2D Objekt angesehen wird, entspricht die Rechtskrümmung der Fahrkurve einem negativen Wert der zweiten Ableitung der Fahrkurve an der Übergangsstelle, an welcher die Zufahrt in die Straße übergeht. In diesen Fall gilt: je ausgeprägter die Krümmung, desto größer ist der Betrag oder Absolutwert der zweiten Ableitung; bei einem kleinen Betrag der zweiten Ableitung hat die Fahrkurve einen etwa geraden Verlauf. Eine Rechtskurve kann dann vorliegen, wenn die zweite Ableitung der Fahrkurve an der Übergangsstelle einen negativen Wert mit einem Betrag größer als ein vorgegebener Schwellwert hat. Entsprechend kann eine Linkskurve dann vorliegen, wenn die zweite Ableitung der Fahrkurve an der Übergangsstelle einen positiven Wert mit einem Betrag größer als der vorgegebene Schwellwert hat. Die Ausprägung der Kurve kann auch durch einen Kurvenradius ausgedrückt werden: je kleiner der Kurvenradius an der Übergangsstelle, desto ausgeprägter ist die Kurve.
Eine Kurve kann eine Neigung aufweisen; bei einem etwa geraden Kurvenverlauf (Kurvenkrümmung gegen Null, Kurvenradius gegen Unendlich) geht es um die Neigung einer als Gerade ausgebildeten ersten Kurve gegenüber einer anderen Geraden. Bei einer ersten Kurve mit beschränktem Kurvenradius, die beispielsweise eine Fahrkurve darstellt und die eine zweite Kurve, die beispielsweise eine Straße darstellt, in einem Schnittpunkt schneidet, geht es um die Neigung einer Kurventangente im Schnittpunkt gegenüber einer Tangente der zweiten Kurve im Schnittpunkt.
Vorzugsweise kann die Neigung der Fahrkurve mittels einer kurvenbezogenen Größe ermittelt werden; die kurvenbezogene Größe kann eine Fahrkurve kennzeichnen, die eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs oder ein Verlauf der Zufahrt oder Straße in einem Bereich des Knotenpunkts ist.
Die Fahrkurve kann an dem Knotenpunkt durch Formmerkmale gekennzeichnet sein, beispielsweise ein Verlaufsmuster, eine Ausrichtung (Links- oder Rechtskrümmung), oder eine Neigung. Das Identifizieren des Verlaufs der Fahrkurve kann mittels Erkennen der Formmerkmale oder Mustererkennung ausgeführt werden, wobei das Identifizieren eines ermittelten Merkmals oder eines Verlaufsmusters als Erkennen einer Übereinstimmung zwischen dem ermittelten Merkmal und einem vorgegebenen Merkmal angesehen werden kann. Vorzugsweise kann das Identifizieren des Verlaufs der Fahrkurve eine Abfrage betreffen, ob ein ermittelter Verlauf einem vorgegebenen Verlaufsmuster ähnelt oder gleicht. Basierend auf den erkannten Merkmalen kann das Evaluieren der Formbedingung ausgeführt werden. Die erzielte Erkennungsquote, die ein Maß dafür ist, wie oft oder wie gut die Formmerkmale korrekt erkannt und der Verlauf oder die Ausrichtung der Fahrkurve korrekt identifiziert werden, ist hoch.
Die Erkennungsprozeduren

– für die Knotenpunktbedingung, zum Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, und
– für die Formbedingung, zum Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve,

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Filterverfahren zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe. Das Filterverfahren kann die Schritte umfassen:

a) Bereitstellen oder Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe;
b) Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe;
c) Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung; und
d) Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.

Der Anlass für den Einsatz des Filterverfahrens sind Ausreißer oder Outlier in mittels Messungen ermittelten Wertereihen. Ausreißer können aufgrund von Messfehlern oder Ausnahmesituationen entstehen und können eine korrekte Beschreibung oder Modellierung des technischen Prozesses verhindern, welches die gemessenen Werte generiert; es ist daher wünschenswert, die Ausreißer aus der Wertreihe zu eliminieren.
So kann beispielsweise ein Fahrzeug, beim Fahren auf einen Knotenpunkt zu entlang einer Zufahrt, eine Fahrkurve durchfahren, welche durch eine Auslenkung des Fahrzeugs gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs gekennzeichnet ist; ein Mittelwert über entlang der Zufahrt gemessene Auslenkungs-Werte kann eine kurvenbezogene Größe bilden, die den Verlauf der Zufahrt kennzeichnet.
Während der Fahrt kann eine Ausnahmesituation auftreten, wobei der Fahrer ein starkes Lenk- oder Ausweichmanöver ausführt, beispielsweise um einem Gegenstand auf der Fahrbahn auszuweichen. Die während des Ausweichmanövers erfassten Messwerte stellen Ausreißer dar und können den Mittelwert der Auslenkungs-Messreihe derart ändern, dass eine mittels Mittelwertbildung verarbeitete kurvenbezogene Größe den Verlauf der Zufahrt falsch wiedergeben würde.
Ähnliche Ausreißer können auch in Daten oder Wertereihen enthalten sein, die anderen Sensoren oder Subsystemen entstammen, beispielsweise in einer von einem Ortungssystem bereitgestellten Positionsinformation.
Das dargestellte Problem kann also die für das Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt relevanten und mittels einer Wertereihe ermittelten Merkmale, beispielsweise eine kurvenbezogene Größe, verfälschen. Zur Lösung des Problems kann die Wertereihe dem Filterverfahren als Eingabegröße zugeführt werden. Das Filterverfahren stellt einen Wertebereich um das Maximum eines Histogramms der Wertereihe als Ausgabegröße bereit und schließt damit die End- oder Randbereiche (englisch „tails”) des Histogramms aus; da bekannter Weise die Ausläufer in den Endbereichen enthalten sind, werden auf diese Weise die Ausläufer eliminiert.
Vorteilhafter Weise liefert die Ausführung des Filterverfahrens eine Ausgabegröße umfassend einen Wertebereich, in welchem Ausreißer, wie beispielsweise beim Fahren entlang einer Zufahrt, während eines Ausweichmanövers oder in einer anderen Ausnahmesituationen ermittelte Messwerte, eliminiert sind. Auf einer Wertereihe basierende, für das Erkennen der Fahrsituation als Falschfahrt relevante Merkmale, werden dadurch korrekt ermittelt.
Vorzugsweise kann zur Ausführung des Filterverfahrens ein Häufigkeitsfilter zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe vorgesehen sein. Das Häufigkeitsfilter kann folgende Komponenten umfassen:

– einen Eingang zum Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe;
– Mittel zum Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe und zum Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung; und
– einen Ausgang zum Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind nachfolgend angegeben. Die Merkmale der Weiterbildungen können, soweit technisch sinnvoll, miteinander und mit jedem der Aspekte der Erfindung kombiniert werden.
Die Prüfung, ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts befindet (Knotenpunktbedingung), kann ausgeführt werden anhand i) der Position des Fahrzeugs und insbesondere ii) einer in der topographischen Information enthaltenen digitalen Landkarte umfassend die Fahrwege und den Knotenpunkt. Vorzugsweise kann geprüft werden, ob die Position des Fahrzeugs gegenüber der Straße oder dem Knotenpunkt eine vorgegebene Bedingung erfüllt, wobei beispielsweise eine Entfernung des Fahrzeugs zu der Straße oder zu dem Knotenpunkt entlang der Zufahrt darauf geprüft wird, ob sie kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist (da eine Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs nur in unmittelbar Nähe des Knotenpunkts der kurvenbezogenen Größe eine Aussagekraft verleiht, kann eine Prüfung der Formbedingung nur dort sinnvoll sein).
Als Hinweis auf die Entfernung des Fahrzeugs zu dem Knotenpunkt kann eine Orientierung des Fahrzeugs gegenüber der Straße, insbesondere ein Winkel zwischen Fahrzeug und Straße in einem Bereich des Knotenpunkts, angesehen werden. Wenn der Winkel zwischen Fahrzeug und Straße einen großen Wert hat, vorzugsweise größer als ein vorgegebener Schwellwert, so ist mit großer Wahrscheinlichkeit die Knotenpunktbedingung nicht erfüllt, da eines der nachfolgenden Szenarien vorliegt:

a) Der Knotenpunkt ist zwar eine Anschlussstelle, das Fahrzeug ist aber nicht in einem Bereich des Knotenpunkts, sondern in einen größeren Abstand zum Knotenpunkt.
b) Das Fahrzeug befindet sich in einem Bereich des Knotenpunkts, dieser ist aber derart ausgebildet, dass die Zufahrt i) eine Ampelkreuzung mit der Straße, oder ii) eine Über- oder Unterführung zur Straße bildet. Der Knotenpunkt ist dann keine Anschlussstelle, da nur bei einem Winkel, der klein ist oder geht gegen Null geht, ein stetiges und reibungsloses Einfädeln des Verkehrsstroms möglich ist.

Eine Prüfung, ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist, kann eine Abfrage betreffen, ob mindestens eines der nachfolgenden Anschlussstellenmerkmale vorliegt, also ob eines der Anschlussstellenmerkmale oder eine Kombination von Anschlussstellenmerkmalen vorliegt. Hierbei können die Anschlussmerkmale mittels der Rauminformation ermittelt werden.

i) Der Betrag der Krümmung der Fahrkurve in einem Bereich des Knotenpunkts erfüllt eine vorgegebene Bedingung, wobei vorzugsweise der Betrag größer als ein vorgegebener Wert ist. Falls die Zufahrt einen geraden Verlauf hat (kleiner Krümmungs-Betrag), wobei insbesondere ein großer Winkel zwischen Zufahrt und Straße vorliegt, dann ist der Knotenpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit keine Anschlussstelle, sondern i) eine Ampelkreuzung, oder ii) eine Über- oder Unterführung.
ii) Eine Orientierung des Fahrzeugs oder der Zufahrt gegenüber der Straße in der Umgebung des Knotenpunkts erfüllt eine vorgegebene Bedingung. Hierbei kann beispielsweise geprüft werden, ob ein Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist; ein großer Winkel kann darauf hinweisen, dass die Zufahrt eine Überführung oder Unterführung zur Straße bildet, oder dass die Verbindung zwischen Zufahrt und Straße über eine Ampel ausgeführt ist (bei einem stetigen und reibungslosen Einfädeln des Verkehrsstroms ist der Winkel klein oder geht gegen Null).
iii) Unterschiedliche Höhenlagen bzw. fehlende Plangleichheit von Zufahrt und Straße: Eine Höhenlage der Zufahrt gegenüber einer Höhenlage der Straße in dem Bereich des Knotenpunkts erfüllt eine vorgegebene Bedingung, wobei vorzugsweise geprüft wird, ob Zufahrt und Straße in einer Ebene geführt sind, so dass der Verkehrsfluss der Zufahrt mit dem Verkehrsfluss der Straße verbindbar ist. Wenn Zufahrt und Straße in verschiedenen Höhen, mittels Unterführung oder Überführung, geführt sind, dann können die Verkehrsflüsse von Zufahrt und Straße nicht miteinander verbunden werden.
iv) Die digitale Landkarte umfasst eine Information oder Markierung, die den Knotenpunkt als Anschlussstelle kennzeichnet.

Die Anschlussstelle kann ein Knotenpunkt sein, der eine Verbindung mit kontinuierlichem Verkehrsfluss von einem Fahrweg in einen anderen Fahrweg ermöglicht; eine Verbindung ohne kontinuierlichen Verkehrsfluss, beispielsweise über eine Ampel, kann nicht als Anschlussstelle angesehen werden. Ein Knotenpunkt, wobei die Zufahrt eine Überführung oder Unterführung zur Straße bildet, so dass die Verkehrsflüsse von Zufahrt und Straße nicht verbindbar sind, sondern unabhängig voneinander verlaufen, ist ebenfalls keine Anschlussstelle.
Vorzugsweise ist bei einer als Autobahn ausgebildeten Straße eine überwiegende Mehrzahl von Anschlussstellen derart gebaut, dass beim Übergang der Zufahrt in die Straße der Fahrbahnverlauf an der Übergangsstelle stetig ist, wobei an der Übergangstelle der Winkel zwischen Fahrbahn und Straße gegen Null geht. Das ermöglicht ein reibungsloses Einfädeln des Verkehrsstroms von der Zufahrt in die Straße. Sofern Rechtsverkehr vorliegt, bedingt die Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs, dass an der Übergangsstelle die Zufahrt rechtsgekrümmt ist (aus der Sicht des Fahrers eines Fahrzeugs, das entlang der Zufahrt in regulärer Fahrtrichtung unterwegs ist); bei einer Linkskrümmung würde der Fahrbahnverlauf an der Übergangsstelle einen Knick oder eine Ecke aufweisen, wodurch ein reibungsloses Einfädeln des Verkehrsstroms behindert würde (ein Knick ist durch einen Winkel φ zwischen Fahrbahn und Straße gekennzeichnet wobei 0° < φ < 90°, insbesondere φ > 20°, 40°, oder 60°).
Insbesondere können die Stetigkeit und das reibungslose Einfädeln des Verkehrsstroms gleichbedeutend damit sein, dass beim Übergang der Zufahrt in die Straße die Tangente der Zufahrt an der Übergangsstelle sich an die Tangente der Straße annähert. Die Näherung der Tangenten aneinander hat (bei Rechtsverkehr) eine Rechtskrümmung des Fahrbahnverlaufs in dem Bereich einer Übergangsstelle zur Folge.
Vorzugsweise ist die Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs auch bei Übergängen in andere Straßen, beispielsweise autobahnähnliche Bundesstraßen, Schnellstraßen, oder Einbahnstraßen, bei einer überwiegenden Mehrzahl von Anschlussstellen bautechnisch umgesetzt.
Wenn das Fahrzeug i) in einem Land mit Rechtsverkehr unterwegs ist und ii) eine Anschlussstelle der Straße durchfährt, um in die Straße in vorgeschriebener Fahrtrichtung einzufahren, dann durchfährt das Fahrzeug in dem Bereich der Übergangsstelle mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Rechtskurve. Falls das Fahrzeug unter den Voraussetzungen i), ii) in dem Bereich der Übergangsstelle eine Linkskurve durchfährt, dann fährt es mit hoher Wahrscheinlichkeit in die Straße entgegen der vorgeschriebenen Fahrtrichtung ein; der Fahrer wird damit zum Falschfahrer oder Geisterfahrer.
Die obigen Ausführungen zu einem Land mit Rechtsverkehr gelten entsprechend für ein Land mit Linksverkehr, wobei das Fahrzeug des Falschfahrers in dem Bereich der Übergangsstelle eine Rechtskurve durchfährt.
Die Formbedingung kann einerseits von der nationalen Straßenverkehrsvorgabe eines Landes (Rechts- oder Linksverkehr) und andererseits von der Ausrichtung der Fahrkurve (Rechts- oder Linksausrichtung) oder der Auslenkung des Fahrzeugs (Rechts- oder Linksauslenkung) abhängen. In einem Land mit Rechtsverkehr, beispielsweise Deutschland, Frankreich oder USA, kann die Formbedingung dann erfüllt sein, wenn eine Linksausrichtung der Fahrkurve oder Linksauslenkung des Fahrzeugs vorliegt. In einem Land mit Linksverkehr, beispielsweise Japan, England oder Schweden, kann die Formbedingung dann erfüllt sein, wenn eine Rechtsausrichtung der Fahrkurve oder Rechtsauslenkung des Fahrzeugs vorliegt.
Die Formbedingung kann auch dann erfüllt sein, wenn ein Verlauf der Fahrkurve identifiziert wird mittels Feststellen, dass ein ermittelter Verlauf der Fahrkurve in der Umgebung des Knotenpunkts eine vorgegebene Bedingung erfüllt; hierbei kann beispielsweise geprüft werden, ob der Verlauf einem vorgegebenen Verlaufsmuster ähnelt oder gleicht. Das vorgegebene Verlaufsmuster kann gespeichert sein a) in einer Datenbank mit bekannten Verläufen von Zufahrten im Bereich von Anschlussstellen, oder b) in einem künstlichen neuronalen Netz, welches das Muster erlernt und damit auf die Netzparameter abgebildet hat.
Wenn also die Formbedingung als erfüllt angesehen werden kann, weil ein Verlauf der Fahrkurve einem vorgegebenen Verlaufsmuster ähnelt oder gleicht, oder weil das Fahrzeug in einem Land mit Rechtsverkehr unterwegs ist und das Fahrzeug eine Linkskurve durchfährt, und zudem der Knotenpunkt als eine Anschlussstelle erkannt wird, so dass die Knotenpunktbedingung als erfüllt angesehen werden kann, dann kann mit hoher Wahrscheinlichkeit gefolgert werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein Falschfahrer ist; folglich kann eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers ausgeführt werden. Vorzugsweise kann die Maßnahme darin bestehen, den Falschfahrer oder die Autofahrer, die dem Falschfahrer entgegen fahren, zu informieren oder zu warnen, wodurch die Gefahr oder Wahrscheinlichkeit eines Unfalls erheblich reduziert wird.
Vorteilhafter Weise ermöglicht das vorliegende Konzept zur Fahrerunterstützung eine Erkennung von Falschfahrten, die ausgesprochen effektiv ist, da sie

a) mit bewährten, erprobten und technisch ausgereiften Mitteln umsetzbar ist (Nutzung eines bestehenden Smartphones oder Mobiltelefons mit dazugehörender Infrastruktur zum Ausführen des Diskriminierungsverfahrens), und
b) auf Gepflogenheiten des modernen Straßenbaus basiert (Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs beim Übergang der Zufahrt in die Straße), wodurch die verwendeten Erkennungsbedingungen eine hohe Erkennungs-Wahrscheinlichkeit von Falschfahrten gewährleisten.

Weitere Vorteile des vorliegenden Konzepts sind:

– eine effektive Vermeidung von Falschfahrten, basierend auf der Effektivität i) der Falschfahrten-Erkennung und ii) der Unterstützungs-Maßnahme für die beteiligten Autofahrer, einschließlich des Falschfahrers und derjenigen Fahrer, die dem Falschfahrer entgegen fahren;
– eine effiziente, da mit geringerem Aufwand realisierbare und mit geringen Einstiegshürden verbundene Umsetzung, basierend i) auf einer Verwendung von vorhandenen, erprobten und technisch ausgereiften Mitteln und ii) auf der fehlenden Notwendigkeit von Änderungen einer bestehenden Infrastruktur (Autobahn-Auffahrten oder Beschilderungen) oder eines bestehenden öffentlichen Systems (Ortungs- oder Geoinformations-System).

Eine Fahrkurve, die einen Verlauf des Fahrpfads des Fahrzeugs oder der Zufahrt oder Straße in einem Bereich des Knotenpunkts darstellt, kann durch eine kurvenbezogene Größe gekennzeichnet sein. Die kurvenbezogene Größe kann einerseits eine, mittels einer Messung oder aus der Positionsinformation oder der Geoinformation erhaltene, Wertreihe bezeichnen, oder andererseits eine mittels Verarbeitung der Wertereihe erhaltene, abgeleitete Größe bezeichnen, wie beispielsweise:

– eine Kurvenkrümmung oder ein Kurvenradius, oder
– eine Orientierung, oder eine Auslenkung, oder ein Richtungswinkel des Fahrzeugs gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs, oder
– eine Linksauslenkung oder Rechtsauslenkung des Fahrzeugs gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs, oder
– eine Auslenkung des Lenkrads gegenüber einer der Geradeaus-Richtung entsprechenden Stellung des Lenkrads, oder
– ein Winkel zwischen einer Längsachse des Fahrzeugs und einer Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene, oder
– ein Quotient von Quergeschwindigkeit und Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, oder
– eine Drehrate um eine Vertikalachse des Fahrzeugs, oder
– eine Differenz von Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Seite des Fahrzeugs, oder
– eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs.

Die kurvenbezogene Größe kann ermittelt werden i) mittels einer Messung in oder an dem Fahrzeug, vorzugsweise ohne Verwendung eines Ortungssystems, oder ii) mittels der Rauminformation, vorzugsweise ohne eine Messung in oder an dem Fahrzeug. Vorzugsweise kann die Positionsinformation mittels eines, insbesondere satellitengestützten, Ortungssystems ermittelt werden.
Vorteilhafter Weise kann die kurvenbezogene Größe im Fall i) ohne die Verwendung eines Ortungssystems und im Fall ii) ohne das Ausführen einer Messung in oder an dem Fahrzeug ermittelt werden. Dadurch halten sich der Umfang der technischen Mittel und der Aufwand zur Ermittlung der kurvenbezogenen Größe in Grenzen.
Die kurvenbezogene Größe kann als eine Wertereihe erfasst oder bereitgestellt werden, während eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke; die Wertereihe umfasst mindestens einen Wert, vorzugsweise eine Vielzahl von Werten. Um für die kurvenbezogene Größe einen repräsentativen Wert zu erhalten, kann die Wertereihe mittels eines statistischen Verfahren bearbeitet werden, beispielsweise mittels einer Mittelwertbildung, zum Ausschließen oder Ausfiltern von Ausreißern. Vorzugsweise kann die Wertereihe mittels Ausführen eines Filterverfahrens bearbeitet werden, wobei vorteilhafter Weise Ausreißer ausgefiltert oder eliminiert werden, ohne das erhaltene Resultat zu verfälschen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Elemente. Die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Es zeigen:
1a, 1b Fahrsituationen betreffend das Einfahren eines Fahrzeugs in eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung,
2 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt, und
3a, 3b, 3c Ausführungsformen eines Assistenzsystems für ein Fahrzeug zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des Diskriminierungsverfahrens zum Diskriminieren einer Falschfahrt, also eines Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt. Die Fahrsituation betrifft das Einfahren eines Fahrzeugs 16 in eine Straße 10 mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, beispielsweise eine Autobahn oder Einbahnstraße, entlang einer Zufahrt 12 über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt 14; über die Anschlussstelle kann die Zufahrt 12 in die Straße 10 oder ein Verkehrsfluss der Zufahrt 12 in einen Verkehrsfluss der Straße 10 einmünden. In 1a, 1b sind Beispiele derartiger Fahrsituationen gezeigt.
Das Diskriminierungsverfahren umfasst folgende Schritte:

– Ermitteln S.a einer, durch einen Verlauf der Zufahrt 12 oder einen Verlauf eines Fahrpfads des Fahrzeugs 16 gebildeten, Fahrkurve 18;
– Erkennen S.b, mittels der Rauminformation, dass das Fahrzeug 16 in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, zum Evaluieren einer Knotenpunktbedingung Q.b;
– Identifizieren S.c, mittels der Rauminformation, eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve 18, zum Evaluieren einer Formbedingung Q.c; und
– Erkennen S.d der Fahrsituation als Falschfahrt, wenn die Knotenpunktbedingung S.b und die Formbedingung S.c erfüllt sind.

Die Knotenpunktbedingung S.b kann als erfüllt angesehen werden, wenn das Fahrzeug 16 in einem Bereich einer Anschlussstelle erkannt ist (erkannt wurde). Die Formbedingung kann als erfüllt angesehen werden, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung der Fahrkurve 18 identifiziert ist (identifiziert wurde).
Hinsichtlich der Bezugszeichen 10, 12, 14, 16, 18 gilt in diesem Dokument folgendes: die Bezeichnung „Merkmal n.m” weist auf eine spezielle Ausführungsform m des Merkmals n hin, und die Bezeichnung „Merkmal n” weist auf alle Ausführungsformen des Merkmals n hin. So betrifft beispielsweise „Knotenpunkt 14.1” den linken Knotenpunkt in 1a; demgegenüber betrifft „Knotenpunkt 14” alle Knotenpunkte 14.1, ... 14.5.
Für eine Erkennung S.d der Fahrsituation als Falschfahrt wird vorzugsweise eine Rauminformation bereitgestellt oder ermittelt umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung 17 des Fahrzeugs 16, vorzugsweise die Straße 10, die Zufahrt 12 und den Knotenpunkt 14, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs 16, vorzugsweise bezüglich der Umgebung 17 des Fahrzeugs 16.
Die Geoinformation umfasst i) eine topographische Information, die einen topographischen Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, beispielsweise eine digitalen Landkarte oder Straßenkarte, die einen Verlauf der Straße 10 oder Zufahrt 12 darstellt, oder ii) eine optische Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug 6 oder eine Fahrzeugumgebung 17 darstellt.
Das Identifizieren S.c des Verlaufs der Fahrkurve 18 umfasst eine Abfrage, ob ein ermittelter Verlauf einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve 18 ähnelt oder gleicht. Dieser Vorgang wird mit Mitteln der Mustererkennung ausgeführt. Der Verlauf ist ein Datensatz, der einer topographischen Information, beispielsweise einer Straßenkarte, oder einer optischen Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, entnommen ist. Wenn die Abfrage ein positives Ergebnis liefert, dann wird die Formbedingung als erfüllt angesehen.
1a, 1b zeigen beispielhafte Fahrsituationen, die Falschfahrten umfassen; an den dargestellten Fahrsituationen wird das Konzept der Erkennung von Falschfahrten erläutert.
Ein Fahrzeug 16 fährt entlang einer Zufahrt 12 auf einen Knoten 14 zu und nähert sich der Straße 10. Das Fahrzeug 16 durchfährt dabei mehrere Phasen: Die jeweiligen Positionen des Fahrzeugs 16 sind:

i. auf der Zufahrt, vor dem Knoten und außerhalb des Knotens;
ii. auf der Zufahrt und in einem Bereich des Knotens, in welchem der Knoten die Zufahrt an der Position des Fahrzeugs umfasst;
iii. auf der Straße, in einen Bereich des Knotens und unmittelbar nach der Einmündung der Zufahrt in die Straße;
iv. auf der Straße, nach dem Knoten und außerhalb des Knotens.

In jeder dieser Phasen wird geprüft, ob erkennbar ist, dass das Fahrzeug 16 in einem Bereich einer Anschlussstelle ist. Hierzu wird geprüft,

b1) ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts befindet, in welchem die Zufahrt und die Straße zusammentreffen, und
b2) ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist.

Die Prüfung b1) wird ausgeführt mittels Abfragen, ob eine Entfernung des Fahrzeugs zu der Straße oder zu dem Knotenpunkt entlang der Zufahrt kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, wobei die Entfernung vorzugsweise eine Streckenlänge entlang der Zufahrt ist. Das Fahrzeug befindet sich dann in einem Bereich des Knotenpunkts, wenn die Entfernung des Fahrzeugs zu der Straße oder zu dem Knotenpunkt klein ist. Die Angaben „klein” bzw. „groß” bedeuten kleiner bzw. größer als ein vorgegebener Wert.
Die Prüfung b1) liefert bei den in 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen in den Phasen ii), iii) ein positives Prüfungsergebnis (kleine Entfernung) und in den Phasen i), iv) ein negatives Prüfungsergebnis (große Entfernung). Die Bedingung a) ermöglicht somit eine Diskriminierung der Phasen ii), iii), in denen sich das Fahrzeug in einem Bereich des Knotenpunkts befindet.
Als Hinweis auf die Entfernung des Fahrzeugs zu dem Knotenpunkt kann auch eine Orientierung des Fahrzeugs gegenüber der Straße angesehen werden. Hierzu werden die in 1a gezeigten Fahrsituationen betrachtet, wobei das Fahrzeug 16.1–16.3 entlang der Zufahrt 12.1–12.3 fährt. Die Fahrkurve 18.1, 18.2, 18.3 ist derart gekrümmt, dass der Winkel zwischen Kurventangente und Straße 10.1 mit zunehmender Nähe zu dem Knotenpunkt 14.1–14.3 abnimmt; dieser Kurvenverlauf ermöglicht eine stetige Einfahrt des Fahrzeugs 16.1–16.3 in die Straße 10.1 und einen stetigen Verkehrsfluss. Bei großer Entfernung des Fahrzeugs 16.1–16.3 zu dem Knotenpunkt 14.1–14.3 hat der Winkel zwischen Kurventangente und Straße 10.1 einen größeren Wert, als bei einer kleinen Entfernung. Der Winkel zwischen Fahrzeug 16.1–16.3 und Straße 10.1 ist also, in den Phasen i)–iii) der Fahrt, ein Indikator für die die Entfernung zwischen Fahrzeug 16.1–16.3 und Knotenpunkt 14.1–14.3.
Bei der in 1a links gezeigten Fahrsituation, wobei das Fahrzeug 16.1 entlang der Zufahrt 12.1 fährt, hat die Zufahrt 12.1 zwar einen geraden Verlauf, der Fahrpfad des Fahrzeugs 16.1 stellt aber eine Fahrkurve 18.1 mit stetigem Verlauf dar. Der Winkel zwischen Kurventangente und Straße 10.1 nimmt mit zunehmender Nähe zu dem Knotenpunkte 14.1 ab.
Die Evaluierung der Prüfung b2) basiert darauf, dass ein als Anschlussstelle ausgebildeter Knotenpunkt Merkmale aufweist, die eine Erkennung ermöglichen, ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist. Basierend darauf, dass nachfolgend als „Fahrkurve” ein durch den Verlauf der Zufahrt oder des Fahrpfads des Fahrzeugs gebildetes mathematisches Objekt verstanden wird, wird vorliegend geprüft, ob in einem Bereich des Knotenpunkts mindestens eines der nachfolgenden Merkmale vorliegt. Der Knotenpunkt ist dann eine Anschlussstelle, wenn:

b2.1) Ein Betrag der Krümmung der Fahrkurve ist größer als ein vorgegebener Schwellwert; bei einem kleinen Betrag (gerader Kurvenverlauf) ist der Knotenpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit eine Ampelkreuzung oder Unterführung.
b2.2) Ein Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße ist kleiner als ein vorgegebener Schwellwert; bei einem großen Winkel ist der Knotenpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit eine Ampelkreuzung oder Unterführung.
b2.3) Eine Höhenlage der Zufahrt weist gegenüber einer Höhenlage der Straße einen Unterschied auf, der kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist; dann sind Zufahrt und Straße in einer Ebene geführt, so dass die Verkehrsflüsse von Zufahrt und Straße miteinander verbindbar sind.

Bei der in 1b rechts gezeigten Fahrsituation, wobei das Fahrzeug 16.5 entlang der Zufahrt 12.5 fährt, verläuft die Zufahrt 12.5 oberhalb der Straße 10.2. Der Wert des Winkels zwischen Kurventangente und Straße 10.2 ist groß und bleibt etwa unverändert beim Fahren des Fahrzeugs 16.5 über den Knotenpunkt 14.5. Der große Winkel und die geringe Winkeländerung beim Fahren stellen (gemeinsam oder separat betrachtet) Indikatoren dafür dar, dass der Knotenpunkt 14.5 keine Anschlussstelle ist, wobei die Bedingungen b2.2), b2.3) nicht erfüllt sind.
Bei den in 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen liefern die Teilprüfungen b2.1)–b2.3) für die Knotenpunkte 14.1–14.4 folgende Ergebnisse:

b2.1) = Y (großer Betrag der Kurven-Krümmung, da kein gerader Kurvenverlauf);
b2.2) = Y (kleiner Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße);
b2.3) = Y (Zufahrt und Straße in einer Ebene),

Für die mit dem Knotenpunkt 14.5 zusammenhängende Fahrsituation liefern die Teilprüfungen b2.1)–b2.3) folgende Ergebnisse:

b2.1) = N (kleiner Betrag der Kurven-Krümmung, da etwa gerader Kurvenverlauf);
b2.2) = N (großer Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße);
b2.3) = N (Zufahrt und Straße in unterschiedlichen Ebenen, da Knoten 14.5 eine Unterführung ist).

Eine Prüfung, ob der Knotenpunkt 14.1–14.4 eine Anschlussstelle ist, gemäß der Beziehung
b2) = b2.1) & b2.2) & b2.3),
liefert ein positives Prüfungsergebnis. Folglich liefert die Knotenpunktbedingung Q.b Q.b = b1) & b2),
die eine Prüfung darstellt, ob das Fahrzeug 16.1–16.4 in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, in den Phasen ii), iii) ein positives Prüfungsergebnis und in den Phasen i), iv) ein negatives Prüfungsergebnis. Das Zeichen „&” bedeutet das logische UND.
Für den Knotenpunkt 14.5 liefern die Prüfungen folgendes Ergebnis: b.1) = Y (kleine Entfernung zum Knotenpunkt), b2) = N (Knotenpunkt als Nicht-Anschlussstelle erkannt). Folglich gilt Q.b = N, das heißt die die Knotenpunktbedingung ist nicht erfüllt.
Zum Evaluieren der Formbedingung Q.c wird nachfolgend der 1a, 1b die Fahrkurve 18 untersucht, die den Fahrpfad des Fahrzeugs 16 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 darstellt, hinsichtlich ihrer Ausrichtung. Die Betrachtung wird zunächst für ein Land mit Rechtsverkehr R ausgeführt. Zur Feststellung der Ausrichtung wird geprüft,

c) ob eine Linkskrümmung der Fahrkurve vorliegt.

Bei den in 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen werden folgende Kurvenausrichtungen festgestellt:

– Fahrzeug 16.2, 16.3, Fahrkurve 18.2, 18.3: Rechtskrümmung, c) = N, Q.c = N;
– Fahrzeug 16.1, 16.4, Fahrkurve 18.1, 81.4: Linkskrümmung, c) = Y, Q.c = Y;
– Fahrzeug 16.5, Fahrkurve 18.5: gerader Kurvenverlauf, c) = N, Q.c = N;

Zusammengefasst ergeben sich für die in 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen, in den Phasen ii), iii), bei Rechtsverkehr R, die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse. In der linken Spalte sind Bezugszeichen der jeweiligen Fahrzeuge, in der oberen Zeile die Bezeichnungen der jeweiligen Bedingungen eingetragen. Eine Falschfahrtbedingung Q.d, wobei
Q.d = Q.b & Q.c,
gibt an, ob die jeweilige Fahrsituation als Falschfahrt (Q.d = Y) oder als Nicht-Falschfahrt (Q.d = N) erkannt wird; demnach sind die Fahrzeuge 16.1, 16.4 als Falschfahrer erkannt, die beispielsweise in eine Autobahn über die Autobahnausfahrt einfahren.

b1 b2.1 b2.2 b2.3 b Q.b c Q.c Q.d

16.1 Y Y Y Y Y Y Y Y Y

16.2 Y Y Y Y Y Y N N N

16.3 Y Y Y Y Y Y N N N

16.4 Y Y Y Y Y Y Y Y Y

16.5 Y N N N N N N N N

Tabelle 1: Bedingungen zur Beurteilung der in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen bei Rechtverkehr
Die obige, für ein Land mit Rechtsverkehr R ausgeführte Betrachtung, kann entsprechend auch für ein Land mit Linksverkehr L ausgeführt werden. Die Bedingung c) ist entsprechend anzupassen, wobei zur Feststellung der Kurvenausrichtung geprüft wird,

c) ob eine Rechtskrümmung der Fahrkurve vorliegt.

Für die in 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen, in den Phasen ii), iii), bei Linksverkehr L, ergeben sich die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse; die Fahrzeuge 16.2, 16.3 sind als Falschfahrer erkannt, die beispielsweise in eine Autobahn über die Autobahnausfahrt einfahren.

b1 b2.1 b2.2 b2.3 b Q.b c Q.c Q.d

16.1 Y Y Y Y Y Y N N N

16.2 Y Y Y Y Y Y Y Y Y

16.3 Y Y Y Y Y Y Y Y Y

16.4 Y Y Y Y Y Y N N N

16.5 Y N N N N N N N N

Tabelle 2: Bedingungen zur Beurteilung der in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen bei Linksverkehr
Die 3a zeigt eine erste Ausführungsform eines Assistenzsystems 22 für ein Fahrzeug 16 zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt. Die Fahrsituation betrifft das Einfahren des Fahrzeugs 16 in eine Straße 10 mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, entlang einer Zufahrt 12 über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt 14.
Das Assistenzsystem 22 umfasst:

– ein Raumdarstellungsmittel 24 zum Bereitstellen einer Rauminformation umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung 17 des Fahrzeugs 16, wobei die Umgebung 17 zumindest die Straße 10, die Zufahrt 12 und den Knotenpunkt 14 umfasst, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs 16 relativ zu der Umgebung 17;
– eine mit dem Raumdarstellungsmittel 24 verbundene Recheneinheit 28, welche dazu ausgebildet ist, eine Knotenpunktbedingung Q.b und eine Formbedingung Q.c mittels der Rauminformation zu evaluieren, sowie eine Fahrsituation als Falschfahrt zu erkennen, wenn die Knotenpunktbedingung Q.b und die Formbedingung Q.c erfüllt sind.

Die Knotenpunktbedingung Q.b gilt als erfüllt, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug 16 in einem Bereich einer Anschlussstelle ist. Die Formbedingung Q.c gilt als erfüllt, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung einer Fahrkurve 18 identifiziert wird.
Vorteilhafter Weise ist das Assistenzsystem 22 in einem Smartphone implementiert, das bereits standardmäßig die Hardware-Komponenten des Assistenzsystems 22 umfasst.
Die 3b zeigt eine zweite Ausführungsform des Assistenzsystems 22. Vorliegend ist das Raumdarstellungsmittel als ein Navigationssystem 24.1 ausgebildet umfassend ein als Mobilfunk-Kommunikationseinheit ausgebildetes Geosystem 24.4, welches eine via Funk übertragene topographische Information bereitstellt, und ein als GPS ausgebildetes Ortungssystem 24.2 zum Bereitstellen der Positionsinformation.
Das Übertragen via Funk eines die topographische Information kennzeichnenden Datensatzes kann in Bereichen mit geringer Straßendichte, beispielsweise außerhalb von Ortschaften oder Ballungsgebieten, besonders vorteilhaft und hilfreich sein. In Bereichen mit geringer Straßendichte ist die Anzahl von Wegen innerhalb der Abdeckung oder Reichweite einer Netzwerkeinheit entsprechend gering, so dass die zu übertragende Datenmenge gering ist. In Bereichen mit hoher Straßendichte kann hinsichtlich Netzbelastung die Nutzung einer digitalen Straßenkarte vorteilhaft sein.
Vorteilhafter Weise entfällt durch die Übertragung via Funk eines die topographische Information kennzeichnenden Datensatz die Notwendigkeit, dass bei dem Assistenzsystem, beispielsweise auf dem Betriebssystem des Smartphones, eine aktuelle Straßenkarte oder überhaupt eine Straßenkarte installiert ist. Das Konzept der Erfindung funktioniert auch ohne Straßenkarte.
Über die in 3a gezeigten Komponenten hinaus umfasst die vorliegende Ausführungsform einen Häufigkeitsfilter 38 und ein Ausführungsmittel 30, sowie eine mit dem Häufigkeitsfilter 38, dem Geosystem 24.4 und dem Ortungssystem 24.2 eingangsseitig und mit dem Ausführungsmittel 30 ausgangsseitig verbundene Recheneinheit 28.
Das zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe ausgebildete Häufigkeitsfilter 38 umfasst:

Das Häufigkeitsfilter 38 ist eingangsseitig mit dem Ortungssystem 24.4 verbunden zum Übertragen einer Zeitreihe. Ausgangsseitig ist das Häufigkeitsfilter 38 mit der Recheneinheit 28 verbunden zum Übertragen des Wertebereichs, in welchem die Werte der Zeitreihe mit der höchsten Häufigkeit vorkommen, wobei der Wertebereich eine kurvenbezogene Größe darstellt.
Die kurvenbezogene Größe kennzeichnet eine Fahrkurve 18, die eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 16 oder ein Verlauf der Zufahrt 12 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 ist. Die Fahrkurve 18 ist durch einen Datensatz beschrieben, der entnommen ist: i) der via Geosystem 24.4 ermittelten topographischen Information, oder ii) der via Ortungssystem 24.4 bereitgestellten Positionsinformation.
Das Häufigkeitsfilter 38 ist vorliegend als ein auf der Recheneinheit 28 installiertes oder laufendes Computerprogramm ausgebildet. Vorzugsweise ist die Recheneinheit 28 dazu ausgebildet, das Filterverfahren zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe auszuführen. Das Häufigkeitsfilter kann gegebenenfalls als ein Hardwareobjekt ausgebildet sein, beispielsweise eine analoge oder digitale elektronische Schaltung.
Das Ausführungsmittel 30 ist zum Ausführen eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers ausgebildet, falls die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird. Das Ausführungsmittel 30, umfassend ein optisches Display oder einen Lautsprecher, mittels welchem eine Information oder Warnung an den Fahrer übertragen werden kann, ist Teil des Smartphones, auf welchem das Assistenzsystem 22 implementiert ist.
Die 3c zeigt eine dritte Ausführungsform des Assistenzsystems 22. Vorliegend umfasst das Raumdarstellungsmittel 24 ein als ein Speicher ausgebildetes Geosystem 24.4, in dem eine digitale Landkarte oder Straßenkarte gespeichert ist, ein als GPS ausgebildetes Ortungssystem 24.2 zum Bereitstellen der Positionsinformation, und einen Kurvensensor 24.3 zum Ermitteln der kurvenbezogenen Größe mittels einer Messung in oder an dem Fahrzeug 16.
Die Messungen an dem Fahrzeug 16 liefern eine Zeitreihe betreffen eine Auslenkung des Lenkrads gegenüber einer der Geradeaus-Richtung entsprechenden Stellung des Lenkrads, oder einen Quotienten von Quergeschwindigkeit und Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, oder eine Differenz von Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Seite des Fahrzeugs. Die gemessene Zeitreihe wird einem mit dem Kurvensensor 24.3 verbundenen Häufigkeitsfilter 38 zugeführt, welches das ermittelte Ergebnis als eine kurvenbezogene Größe bereitstellt.
Das Assistenzsystem 22 umfasst ferner eine mit dem Häufigkeitsfilter 38, dem Geosystem 24.4, und dem Ortungssystem 24.2 verbundene Recheneinheit 28. Die Recheneinheit 28 ist dazu ausgebildet,

– die vom Häufigkeitsfilter 38 bereitgestellte kurvenbezogene Größe,
– die vom Geosystem 24.4 bereitgestellte Geoinformation betreffend eine Umgebung des Fahrzeugs 16, und
– die vom Ortungssystem 24.2 bereitgestellte Positionsinformation betreffend aufeinanderfolgende Positionen des Fahrzeugs

Das mit der Recheneinheit 28 verbundene Ausführungsmittel 30, umfassend ein optisches Display oder einen Lautsprecher zum Informieren oder Warnen sofern eine Falschfahrt vorliegt, ist Teil des Smartphones.
Vorzugsweise kann das Diskriminierungsverfahren, das Assistenzsystem 22, das Filterverfahren, oder das Häufigkeitsfilter 38 eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale umfassen. Die Merkmale können, sofern technisch sinnvoll, miteinander kombiniert werden.
Das Erkennen S.b und das Identifizieren S.c werden regelbasiert oder mittels Mustererkennung ausgeführt.
Die Fahrkurve 18 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 ist gekennzeichnet durch eine Krümmung der Fahrkurve 18, vorzugsweise durch i) einen Betrag der Krümmung oder ii) eine Ausrichtung 18 der Fahrkurve 18, insbesondere hinsichtlich einer Linkskrümmung 18.1, 18.4 oder Rechtskrümmung 18.2, 18.3 der Fahrkurve 18.
Das Identifizieren des Verlaufs der Fahrkurve 18 betrifft eine Abfrage, ob ein ermittelter Verlauf der Fahrkurve 18 einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve 18 ähnelt oder gleicht.
Bei Rechtsverkehr R betrifft die Formbedingung Q.c eine Abfrage, ob eine Linkskrümmung 18.1, 18.4 der Fahrkurve 18 vorliegt.
Bei Linksverkehr L betrifft die Formbedingung Q.c eine Abfrage, ob eine Rechtskrümmung 18.2, 18.3 der Fahrkurve 18 vorliegt.
Die Formbedingung Q.c betrifft eine Abfrage, ob ein ermittelter Verlauf der Fahrkurve 18 in dem Bereich des Knotenpunkts 14 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, insbesondere ob der ermittelte Verlauf einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve 18 ähnelt oder gleicht.
Das Identifizieren einer Neigung der Fahrkurve 18 betrifft eine Abfrage nach einer Neigung der Fahrkurve 18 gegenüber der Straße 10, insbesondere eine Abfrage nach einem Winkel zwischen Fahrkurve 18 und Straße 10, oder eine Abfrage, ob ein Winkel zwischen Fahrkurve 18 und Straße 10 einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
Die Knotenpunktbedingung Q.b gilt als erfüllt beim Erkennen, i) dass das Fahrzeug 16 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 ist, und ii) dass der Knotenpunkt 14 eine Anschlussstelle ist.
Das Fahrzeug 16 wird dann in einem Bereich des Knotenpunkts 14 erkannt, wenn eine Position des Fahrzeugs 16 gegenüber der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, wobei insbesondere eine Entfernung des Fahrzeugs 16 zu der Straße 10 oder zu dem Knotenpunkt 14 darauf geprüft wird, ob sie kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Der Knotenpunkt 14 wird dann als eine Anschlussstelle erkannt, wenn i) die Neigung der Fahrkurve 18 gegenüber der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder ii) die Krümmung der Fahrkurve 18 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder iii) eine Höhenlage der Zufahrt 12 gegenüber einer Höhenlage der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder iv) eine Information oder Markierung erfasst wird, die Teil der topographischen Information ist und den Knotenpunkt 14 als Anschlussstelle kennzeichnet.
Die Abfrage, ob die Neigung der Fahrkurve 18 gegenüber der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt betrifft eine Abfrage, ob ein Winkel zwischen Fahrkurve 18 und Straße 10 einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
Die Straße 10 wird als eine i) Autobahn oder ii) Einbahnstraße erkannt oder festgestellt.
Eine Rauminformation umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung 17 des Fahrzeugs 16 oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs 16 wird bereitgestellt.
Die Geoinformation, die vorzugsweise einen Verlauf der Straße 10 oder Zufahrt 12 kennzeichnet, umfasst eine topographische Information, die einen topographischen Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, beispielsweise eine digitale Landkarte oder Straßenkarte, oder eine optische Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet.
Die Positionsinformation umfasst mindestens eines von: eine topographische Position, eine Positionsangabe an einer Straße 10 oder einem Verkehrsweg, eine Entfernung des Fahrzeugs 16 zur Straße 10 entlang der Zufahrt 12.
Die geographische Position ist durch ihre geographischen Koordinaten bestimmt.
Die Positionsangabe an einer Straße 10 umfasst mindestens eines von: einen Straßenabschnitt, einen Straßenbereich, eine Abschnittsnummer, eine Kilometerzahl.
Eine Entfernung des Fahrzeugs 16 zur Straße 10 wird anhand der Positionsinformation ermittelt, insbesondere als eine Streckenlänge entlang der Zufahrt 12, zwischen Fahrzeug 16 und Straße 10 oder Knotenpunkt 14.
Die Position des Fahrzeugs 16 wird mittels eines, vorzugsweise satellitengestützten, Ortungssystems ermittelt.
Die Position des Fahrzeugs 16 wird mittels mindestens eines folgender Ortungssysteme ermittelt: GPS, GSM, Trägheitsnavigationssystem, terrestrisches Navigationssystem, Dedicated Short Range Communication oder DSRC System.
Die Fahrkurve 18 oder die Ausrichtung der Fahrkurve 18 wird mittels einer kurvenbezogenen Größe ermittelt, welche die Fahrkurve 18 kennzeichnet.
Die kurvenbezogene Größe wird ermittelt i) mittels einer Messung in oder an dem Fahrzeug 16, vorzugsweise ohne Verwendung eines Ortungssystems, oder ii) mittels der Rauminformation, vorzugsweise basierend auf der Positionsinformation oder der Geoinformation, insbesondere ohne eine Messung in oder an dem Fahrzeug 16.
Die Messung in oder an dem Fahrzeug 16 wird in einem Mess-Zeitraum oder Mess-Zeitintervall zwischen einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt durchgeführt.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Ausrichtung der Fahrkurve 18, eine Kurvenkrümmung oder ein Kurvenradius.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Orientierung, oder eine Auslenkung, oder ein Richtungswinkel des Fahrzeugs 16 gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs 16.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Linksauslenkung oder Rechtsauslenkung des Fahrzeugs 16 gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs 16.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Auslenkung des Lenkrads gegenüber einer der Geradeaus-Richtung entsprechenden Stellung des Lenkrads.
Die kurvenbezogene Größe ist ein Winkel zwischen einer Längsachse des Fahrzeugs 16 und einer Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene.
Die kurvenbezogene Größe ist ein Quotient von Quergeschwindigkeit und Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 16, wodurch vorzugsweise ein Tangen des Richtungswinkels gebildet wird.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Drehrate um eine Vertikalachse des Fahrzeugs 16.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Differenz von Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Seite des Fahrzeugs 16.
Die kurvenbezogene Größe ist eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs 16.
Eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers wird ausgeführt, wenn die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird.
Die Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers umfasst mindestens eines von: i) Ausgeben einer Warnung, vorzugsweise in einen Innenbereich des Fahrzeugs 16, ii) Ausgeben einer optischen oder akustischen Nachricht durch eine Wiedergabevorrichtung des Fahrzeugs 16, iii) Ausführen eines aktiven Eingriffs in den Bewegungsablauf des Fahrzeugs 16, iv) Übertragen einer Nachricht von einer in dem Fahrzeug 16 angeordneten Kommunikationseinheit an eine Netzwerkeinheit, vorzugsweise eine Basisstation, eines Mobilfunksystems, oder an eine Polizeistation, v) Übertragen der Nachricht von der Netzwerkeinheit des Mobilfunksystems an alle für einen Funkversorgungsbereich der Netzwerkeinheit registrierten Kommunikationseinheiten.
Die Nachricht umfasst mindestens eines von: i) ein Falschfahrer ist unterwegs, ii) die Positionsinformation des Falschfahrers, iii) die Anschlussstelle oder Straße 10, an welcher sich der Falschfahrer befindet.
Die kurvenbezogene Größe wird als eine Wertereihe erfasst oder bereitgestellt, während eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke.
Die Wertereihe wird mittels eines statistischen Verfahrens bearbeitet, vorzugsweise mittels einer Mittelwertbildung, zum Ausschließen oder Ausfiltern von Ausreißern.
Die Wertereihe wird mittels Ausführen eines Filterverfahrens bearbeitet, zum Ausschließen oder Ausfiltern von Ausreißern.
Die Werte der Wertereihe werden an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, oder an aufeinanderfolgenden und äquidistanten Zeitpunkten, oder an aufeinanderfolgenden Fahrbahnpunkten, oder an aufeinanderfolgenden und äquidistanten Fahrbahnpunkten ermittelt.
Als Beginn des Erfassungszeitraums wird ein Zeitpunkt gewählt, an dem die Knotenpunktbedingung Q.b erstmalig erfüllt ist.
Als Ende des Erfassungszeitraums wird ein Zeitpunkt gewählt, der i) ein aktueller Zeitpunkt ist, an dem die Knotenpunktbedingung Q.b erfüllt ist, oder ii) ein Zeitpunkt ist, an dem die Knotenpunktbedingung Q.b letztmalig erfüllt ist.
Das Raumdarstellungsmittel 24 umfasst i) ein Navigationssystem 24.1 oder ein Kommunikationssystem 24.4 zum Bereitstellen einer topographischen Information, die einen topographischen Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, oder ii) einen optischen Sensor 24.3 zum Bereitstellen einer optischen Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug 16 darstellt.
Das Raumdarstellungsmittel 24 umfasst ein Positionsbestimmungsmittel 24.2 zum Bereitstellen einer Positionsinformation, welche eine Position des Fahrzeugs 16 kennzeichnet.
Das Positionsbestimmungsmittel umfasst ein Ortungssystem 24.2 oder einen Kurvensensor 24.3 zum Ermitteln der Positionsinformation oder einer kurvenbezogenen Größe.
Das Raumdarstellungsmittel 24 ist ausgebildet zum Ermitteln oder Bereitstellen, während eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke, einer Wertereihe oder Zeitreihe, wobei vorzugsweise die kurvenbezogene Größe die Wertereihe umfasst.
Die Recheneinheit 28 ist dazu ausgebildet, die Fahrkurve 18 oder einen Kurvenparameter der Fahrkurve 18 in einem Bereich einer Anschlussstelle mittels der Wertereihe zu ermitteln.
Die Recheneinheit 28 ist dazu ausgebildet, ein Filterverfahren auszuführen, wobei die Wertereihe als Eingabegröße und der Kurvenparameter als Ausgabegröße des Filterverfahrens bereitstellbar oder ermittelbar sind.
Es ist ein Häufigkeitsfilter 38 zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe vorgesehen, umfassend:

Das Assistenzsystem 22 umfasst ein Häufigkeitsfilter 38 zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe, welches dazu ausgebildet ist, ein Filterverfahren auszuführen, wobei die Wertereihe als Eingabegröße und der Kurvenparameter als Ausgabegröße des Filterverfahrens bereitstellbar oder ermittelbar sind.
Das Assistenzsystem 22 umfasst ein Ausführungsmittel 30 zum Ausführen eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers, falls die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird, vorzugsweise ein optisches Display oder einen Lautsprecher, mittels welchem eine Information oder Warnung an den Fahrer übertragbar ist.
Das Häufigkeitsfilter ist ausgebildet als ein Hardwareobjekt, vorzugsweise eine analoge oder digitale elektronische Schaltung, oder als ein Softwareobjekt, vorzugsweise ein auf einer Recheneinheit 28 oder einem Mikroprozessor installiertes oder laufendes Computerprogramm.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

10.1, 10.2: Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung
11: Straßenüberführung
12.1–12.5: Zufahrt
14.1–14.5: Knotenpunkt
16.1–16.5: Fahrzeug
17: Umgebung des Fahrzeugs
18.1, 18.4: Fahrkurve, Fahrpfad, Kurve mit Linkskrümmung
18.2, 18.3: Fahrkurve, Fahrpfad, Kurve mit Rechtskrümmung
18.5: Fahrkurve, Fahrpfad, gerader Kurvenverlauf (Kurve mit kleinem Krümmungsbetrag)
22: Assistenzsystem
24.1: Raumdarstellungsmittel, Navigationssystem
24.2: Raumdarstellungsmittel, Positionsbestimmungsmittel, Ortungssystem
24.3: Raumdarstellungsmittel, optischer Sensor, Kurvensensor
24.4: Raumdarstellungsmittel, Geosystem, Kommunikationseinheit
28: Recheneinheit
30: Ausführungsmittel, optisches Display, Lautsprecher
34: Satellit
36: Mobilfunk-Basisstation
38: Häufigkeitsfilter
R: Rechtsverkehr
L: Linksverkehr
S.a: Schritt a): Ermitteln einer Fahrkurve
S.b: Schritt b): Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist
S.c: Schritt c): Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve
S.d: Schritt d): Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt
Q.b: Knotenpunktbedingung
Q.c: Formbedingung
Q.d: Falschfahrtbedingung
Y/N: JA/NEIN

Claims

Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt, die Fahrsituation betreffend das Einfahren eines Fahrzeugs (16) in eine Straße (10) mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, entlang einer Zufahrt (12) über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt (14), das Verfahren umfassend: a) Ermitteln (S.a) einer, durch einen Verlauf der Zufahrt (12) oder einen Verlauf eines Fahrpfads des Fahrzeugs (16) gebildeten, Fahrkurve (18); b) Erkennen (S.b), dass i) das Fahrzeug (16) in einem Bereich des Knotenpunkts (14) ist, und ii) der Knotenpunkt (14) eine Anschlussstelle ist, zum Evaluieren einer Knotenpunktbedingung (Q.b); c) Identifizieren (S.c) eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve (18), zum Evaluieren einer Formbedingung (Q.c); und d) Erkennen (S.d) der Fahrsituation als Falschfahrt, wenn die Knotenpunktbedingung (Q.b) und die Formbedingung (Q.c) erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: die Fahrkurve (18) ist gekennzeichnet durch eine Krümmung der Fahrkurve (18), vorzugsweise durch i) einen Betrag der Krümmung oder ii) eine Ausrichtung (18) der Fahrkurve (18), insbesondere hinsichtlich einer Linkskrümmung (18.1, 18.4) oder Rechtskrümmung (18.2, 18.3) der Fahrkurve (18); bei Rechtsverkehr (R) betrifft die Formbedingung (Q.c) eine Abfrage, ob eine Linkskrümmung (18.1, 18.4) der Fahrkurve (18) vorliegt; bei Linksverkehr (L) betrifft die Formbedingung (Q.c) eine Abfrage, ob eine Rechtskrümmung (18.2, 18.3) der Fahrkurve (18) vorliegt; die Formbedingung (Q.c) betrifft eine Abfrage, ob ein ermittelter Verlauf der Fahrkurve (18) in dem Bereich des Knotenpunkts (14) eine vorgegebene Bedingung erfüllt, insbesondere ob der ermittelte Verlauf einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve (18) ähnelt oder gleicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: das Fahrzeug (16) wird dann in einem Bereich des Knotenpunkts (14) erkannt, wenn eine Position des Fahrzeugs (16) gegenüber der Straße (10) eine vorgegebene Bedingung erfüllt, insbesondere wenn eine Entfernung des Fahrzeugs (16) zu der Straße (10) oder zu dem Knotenpunkt (14) kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist; der Knotenpunkt (14) wird dann als eine Anschlussstelle erkannt, wenn i) die Neigung der Fahrkurve (18) gegenüber der Straße (10) eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder ii) die Krümmung der Fahrkurve (18) in einem Bereich des Knotenpunkts (14) eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder iii) eine Höhenlage der Zufahrt (12) gegenüber einer Höhenlage der Straße (10) eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder iv) eine Information oder Markierung erfasst wird, die Teil der topographischen Information ist und den Knotenpunkt (14) als Anschlussstelle kennzeichnet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: eine Rauminformation umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung (17) des Fahrzeugs (16) oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs (16) wird bereitgestellt oder ermittelt; die Geoinformation, die vorzugsweise einen Verlauf der Straße (10) oder Zufahrt (12) kennzeichnet, umfasst eine topographische Information, die einen topographischen Bereich um das Fahrzeug (16) kennzeichnet, beispielsweise eine digitale Landkarte oder Straßenkarte, oder eine optische Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug (16) kennzeichnet; das Erkennen (S.b) und das Identifizieren (S.c) werden regelbasiert oder mittels Mustererkennung ausgeführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: die Fahrkurve (18) oder die Ausrichtung der Fahrkurve (18) wird mittels einer kurvenbezogenen Größe ermittelt, welche die Fahrkurve (18) kennzeichnet; die kurvenbezogene Größe wird ermittelt i) mittels einer Messung in oder an dem Fahrzeug (16), vorzugsweise ohne Verwendung eines Ortungssystems, oder ii) mittels der Rauminformation, vorzugsweise basierend auf der Positionsinformation oder der Geoinformation, insbesondere ohne eine Messung in oder an dem Fahrzeug (16); die kurvenbezogene Größe ist eine Ausrichtung der Fahrkurve (18), eine Kurvenkrümmung oder ein Kurvenradius; die kurvenbezogene Größe ist eine Orientierung, oder eine Auslenkung, oder ein Richtungswinkel des Fahrzeugs (16) gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs (16); die kurvenbezogene Größe wird als eine Wertereihe erfasst oder bereitgestellt, während eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke; die Wertereihe wird mittels eines statistischen Verfahren bearbeitet, vorzugsweise mittels einer Mittelwertbildung, zum Ausschließen oder Ausfiltern von Ausreißern.
Filterverfahren für ein Fahrzeug zum Ausfiltern von Ausreißern in einer mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelten Wertereihe, umfassend: Bereitstellen oder Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe; Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe; Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung; und Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.
Computerprogramm, welches, wenn es in einen Computer geladen wird oder auf einem Computer läuft, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführen kann.
Assistenzsystem (22) für ein Fahrzeug (16) zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt, die Fahrsituation betreffend das Einfahren des Fahrzeugs (16) in eine Straße (10) mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, entlang einer Zufahrt (12) über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt (14), das Assistenzsystem (22) umfassend: ein Raumdarstellungsmittel (24) zum Bereitstellen einer Rauminformation umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung (17) des Fahrzeugs (16) oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs (16); und eine mit dem Raumdarstellungsmittel (24) verbundene Recheneinheit (28), welche dazu ausgebildet ist, eine Knotenpunktbedingung (Q.b) und eine Formbedingung (Q.c) mittels der Rauminformation zu evaluieren, sowie eine Fahrsituation als Falschfahrt zu erkennen, wenn die Knotenpunktbedingung (Q.b) und die Formbedingung (Q.c) erfüllt sind, wobei die Knotenpunktbedingung (Q.b) als erfüllt gilt, wenn erkannt wird, i) dass das Fahrzeug (16) in einem Bereich des Knotenpunkts (14) ist, und ii) dass der Knotenpunkt (14) eine Anschlussstelle ist, und die Formbedingung (Q.c) als erfüllt gilt, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung einer Fahrkurve (18) identifiziert wird.
Assistenzsystem (22) nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: das Raumdarstellungsmittel (24) umfasst i) ein Navigationssystem (24.1) oder ein Kommunikationssystem (24.4) zum Bereitstellen einer topographischen Information, die einen topographischen Bereich um das Fahrzeug (16) kennzeichnet, oder ii) einen optischen Sensor (24.3) zum Bereitstellen einer optischen Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug (16) darstellt; das Raumdarstellungsmittel (24) umfasst ein Positionsbestimmungsmittel (24.2) zum Bereitstellen einer Positionsinformation, welche eine Position des Fahrzeugs (16) kennzeichnet; das Positionsbestimmungsmittel umfasst ein Ortungssystem (24.2) oder einen Kurvensensor (24.3) zum Ermitteln der Positionsinformation oder einer kurvenbezogenen Größe; das Raumdarstellungsmittel (24) ist ausgebildet zum Ermitteln oder Bereitstellen, während eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke, einer Wertereihe oder Zeitreihe, wobei vorzugsweise die kurvenbezogene Größe die Wertereihe umfasst; die Recheneinheit (28) ist dazu ausgebildet, die Fahrkurve (18) oder einen Kurvenparameter der Fahrkurve (18) in einem Bereich einer Anschlussstelle mittels der Wertereihe zu ermitteln; das Assistenzsystem (22) umfasst ein Häufigkeitsfilter (38) zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe, welches dazu ausgebildet ist, das Filterverfahren gemäß Anspruch 6 auszuführen, wobei die Wertereihe als Eingabegröße und der Kurvenparameter als Ausgabegröße des Filterverfahrens bereitstellbar oder ermittelbar sind; das Assistenzsystem (22) umfasst ein Ausführungsmittel (30) zum Ausführen eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers, falls die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird, vorzugsweise ein optisches Display oder einen Lautsprecher, mittels welchem eine Information oder Warnung an den Fahrer übertragbar ist.