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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen eines Bewegungsmodells eines Straßenverkehrsteilnehmers, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erstellen eines Bewegungsmodells eines Straßenverkehrsteilnehmers, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine Bewegung eines Straßenverkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fußgängers kann erfasst werden und in einem Bewegungsvektor abgebildet werden. Der Bewegungsvektor repräsentiert Beschleunigungen und Drehraten, die an einer Sensorposition auf den Straßenverkehrsteilnehmer einwirken. Mehrere Bewegungsvektoren innerhalb eines Zeitraums können gemittelt werden, um Zahlenwerte der Bewegungsvektoren zu glätten. Der geglättete Wert kann verwendet werden, um ein Modell der Bewegung zu optimieren. Das Modell kann aus einem durchschnittlichen Modell weiterentwickelt werden, um Eigenheiten des Straßenverkehrsteilnehmers verbessert abzubilden.
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Es wird ein Verfahren zum Erstellen eines Bewegungsmodells eines Straßenverkehrsteilnehmers vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen eines aktuellen Bewegungsvektors des Straßenverkehrsteilnehmers;
Verwenden von über einen Zeitraum eingelesenen Bewegungsvektoren, um einen charakteristischen Bewegungswert des Straßenverkehrsteilnehmers für den Zeitraum zu erhalten; und
Bestimmen des Bewegungsmodells unter Verwendung des Bewegungswerts.
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Unter einem Bewegungsmodell kann eine parametrierte beziehungsweise rechnerische Abbildung zumindest einer Bewegung verstanden werden. Ein Straßenverkehrsteilnehmer kann beispielsweise ein Fußgänger, ein Fahrradfahrer, ein Motorrad, ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen sein. Ein Bewegungsvektor bildet eine aktuelle Bewegung in Zahlenwerten ab. Der Bewegungswert kann beispielsweise eine Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Straßenverkehrsteilnehmers repräsentieren. Im Schritt des Verwendens könnend die eingelesenen Bewegungsvektoren gemittelt werden, um den charakteristischen Bewegungswert zu erhalten. Ein Mitteln kann ein Anwenden einer glättenden Verarbeitungsvorschrift auf die Zahlenwerte von zumindest zwei Bewegungsvektoren sein. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Verwendens eine Ermittlung von Frequenz und Amplitude von typischen periodischen Verläufen in den Bewegungsvektoren erfolgen, die ebenfalls zur Bestimmung des Bewegungsmodells herangezogen werden können.
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Die Schritte des Einlesens und des Verwendens können erneut durchgeführt werden, um einen weiteren Bewegungswert für einen weiteren Zeitraum zu erhalten. Dabei kann das Bewegungsmodell unter Verwendung des weiteren Bewegungswerts aktualisiert werden. Das Bewegungsmodell kann so schrittweise optimiert werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Ermittelns eines zukünftigen Aufenthaltsbereichs des Straßenverkehrsteilnehmers unter Verwendung einer aktuellen Positionsinformation des Straßenverkehrsteilnehmers, des aktuellen Bewegungsvektors und des Bewegungsmodells aufweisen. Das Bewegungsmodell kann zum Berechnen eines wahrscheinlichen Aufenthaltsorts verwendet werden, indem eine aktuelle Position und ein aktueller Bewegungsvektor als Eingangsgrößen des Bewegungsmodells verwendet werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens des zukünftigen Aufenthaltsbereichs, des Bewegungsmodells und/oder des Bewegungsvektors für zumindest einen in einem Umfeld befindlichen weiteren Straßenverkehrsteilnehmer aufweisen. Der Schritt des Bereitstellens kann unter Verwendung einer Schnittstelle zu einem Datenübertragungsnetz erfolgen. Der zukünftige Aufenthaltsbereich, das Bewegungsmodell und/oder der Bewegungsvektor kann über einen zentralen Server bereitgestellt werden. Durch das Bereitstellen kann der weitere Straßenverkehrsteilnehmer unter Verwendung eines eigenen zukünftigen Aufenthaltsbereichs, eines eigenen Bewegungsmodells und/oder eines eigenen Bewegungsvektors eine Unfallgefahr ermitteln. Es kann eine Warnung vor der Unfallgefahr ausgegeben werden. Bei einem Fahrzeug kann direkt in eine Fahrzeugsteuerung eingegriffen werden, um die Unfallgefahr zu verringern oder abzuwenden.
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Im Schritt des Bereitstellens kann ferner eine Signatur des Straßenverkehrsteilnehmers bereitgestellt werden, um den Straßenverkehrsteilnehmer für den weiteren Straßenverkehrsteilnehmer identifizierbar zu machen. Dadurch kann eine falsche Zuordnung des zukünftigen Aufenthaltsbereichs, des Bewegungsmodells und/oder des Bewegungsvektors vermieden werden.
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Als Bewegungsvektor können eine räumliche Beschleunigung und eine räumliche Drehrate des Straßenverkehrsteilnehmers eingelesen werden. Die Beschleunigung und/oder die Drehrate kann dreidimensional abgebildet sein. Durch die Räumlichkeit des Bewegungsvektors kann eine hohe Modellgenauigkeit erzielt werden. Ebenso kann eine Schieflage des erfassenden Sensors durch den räumlichen Bewegungsvektor ausgeglichen werden.
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Als charakteristischer Bewegungswert kann eine mittlere Beschleunigung für zumindest einen charakteristischen Bewegungsablauf des Straßenverkehrsteilnehmers ermittelt werden. Die mittlere Beschleunigung kann ein Schwellenwert sein, ab dem ein Bewegungsablauf in den anderen übergeht. Beispielsweise kann ab einer mittleren Beschleunigung ein Übergang von Gehen zu Laufen erfolgen.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Erstellen eines Bewegungsmodells eines Straßenverkehrsteilnehmers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Darstellung mehrerer Straßenverkehrsteilnehmer in einem Verkehrsraum, der durch ein Verfahren zum Überwachen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung überwacht wird;
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3 eine Darstellung eines Systems zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Bezugsdiagramm der Komponenten eines Systems zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 Intensitäts-Entfernungskennlinien von zwei verschiedenen Frequenzbändern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erstellen eines Bewegungsmodells eines Straßenverkehrsteilnehmers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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7 eine Darstellung eines Verfahrensablaufs eines Verfahrens zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Erstellen eines Bewegungsmodells 102 eines Straßenverkehrsteilnehmers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 weist eine Einrichtung 104 zum Einlesen, eine Einrichtung 106 zum Verwenden und eine Einrichtung 108 zum Bestimmen auf. Die Einrichtung 104 zum Einlesen ist dazu ausgebildet, einen aktuellen Bewegungsvektor 110 des Straßenverkehrsteilnehmers einzulesen. Die Einrichtung 106 zum Verwenden ist dazu ausgebildet, über einen Zeitraum eingelesene Bewegungsvektoren 110 zu verwenden, um einen charakteristischen Bewegungswert 112 des Straßenverkehrsteilnehmers für den Zeitraum zu erhalten. Die Einrichtung 108 zum Bestimmen ist dazu ausgebildet, das Bewegungsmodell 102 unter Verwendung des Bewegungswerts 112 zu bestimmen. Dabei kann die Einrichtung 106 ausgebildet sein, um eingelesene Bewegungsvektoren 110 zu mitteln oder typische periodische Verläufe in den Bewegungsvektoren 110 zu bestimmen und die typischen periodischen Verläufe in Bezug auf Frequenz und Amplitude zu analysieren.
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2 zeigt eine Darstellung mehrerer Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 in einem Verkehrsraum 204, der durch ein Verfahren zum Überwachen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung überwacht wird. Ein erster Straßenverkehrsteilnehmer 200 ist hier durch ein Fahrzeug 200 repräsentiert. Ein zweiter Straßenverkehrsteilnehmer 202 ist hier durch ein Kind 202 repräsentiert. Beide Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 bewegen sich innerhalb des Verkehrsraums 204. Dabei fährt das Fahrzeug 200 auf einer Straße und das Kind 202 läuft momentan im Bereich eines Gehwegs. Das Kind 202 rennt jedoch in Richtung der Straße und damit besteht die Gefahr, dass das Kind 202 vor das fahrende Fahrzeug 200 geraten kann.
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Der Verkehrsraum 204 umfasst hier beispielhafte Infrastrukturobjekte 206, 208, die in einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Verfahrens dazu verwendet werden, Informationen über eine drohende Gefahr für zumindest einen der Verkehrsteilnehmer 200, 202 an die Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 zu übermitteln.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 200 ein funkbasiertes Erfassungssystem 210 auf. Dazu sind im Fahrzeug 200 mehrere Antennen 212 verbaut, die elektromagnetische Signale 214 aussenden und empfangen können. Da die Antennen 212 räumlich über das Fahrzeug 200 verteilt sind, kann aus Laufzeitunterschieden eines, an mehreren der Antennen 212 empfangenen Signals 214 eine Position einer Signalquelle 216 des Signals 214 relativ zum Fahrzeug 200 errechnet werden. Das Erfassungssystem 210 ist dabei nicht auf Objekte beschränkt, die innerhalb einer direkten Sichtverbindung zum Fahrzeug 200 angeordnet sind. Aufgrund der Erfassung über Funkwellen 214 können auch Objekte erfasst werden, die verdeckt sind.
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Hier ist das Kind 202 mit einem Gerät 216 ausgerüstet, das als Signalquelle 216 ausgebildet ist. Beispielsweise ist ein, auf eine Frequenz des Signals 214 abgestimmter Funkreflektor 216 in die Kleidung des Kinds 202 eingenäht. Ebenso kann der Funkreflektor 216 als abnehmbarer Clip ausgeführt sein, der an der Kleidung des Kinds 202 befestigt ist.
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Da Mobiltelefone sehr weite Verbreitung gefunden haben, kann ein Mobiltelefon 216 des Kinds 202 als Signalquelle 216 dienen. Hier wird das Signal 214 von zumindest einer Antenne des Mobiltelefons 216 empfangen, intern verarbeitet und über die Antenne zurück zu den Antennen 212 des Fahrzeugs 200 gesendet.
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Das Fahrzeug 200 weist ferner ein globales Satellitennavigationssystem 218 auf. Über das Satellitennavigationssystem 218 kann eine Position des Fahrzeugs 200 im Verkehrsraum 204 mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden. Um die Positionsbestimmung zu verbessern, weist das Fahrzeug 200 Trägheitssensoren 220 auf. Durch die Trägheitssensoren 220 kann die Position des Fahrzeugs 200 unter Verwendung von Koppelnavigation auch dann fixiert werden, wenn das Satellitennavigationssystem 218 nur eine eingeschränkte Positionsgenauigkeit bereitstellt. Da durch die Verwendung des Satellitennavigationssystems 218 und die Trägheitssensoren 220 die Position des Fahrzeugs 200 innerhalb des Verkehrsraums 204 bekannt ist, kann unter Verwendung der Relativposition des Kinds 202 eine absolute Position des Kinds 202 im Verkehrsraum 204 bestimmt werden. Somit kann also beispielsweise in einer digitalen Karte des Verkehrsraums 204 die absolute Position des Kinds 202 lokalisiert werden. Damit kann bestimmt werden, ob das Kind 202 vom Gehweg in Richtung Straße rennt, oder ob das Kind 202 innerhalb eines sicheren Spielbereichs rennt. Mit anderen Worten kann eine zukünftige Position des Kinds 202 bestimmt werden. Diese zukünftige Position wird mit gefährlichen Bereichen des Verkehrsraums 204 abgeglichen, um eine Gefahr für das Kind 202 und/oder das Fahrzeug 200 zu erkennen. Hier ist der gefährliche Bereich durch eine zukünftige Position beziehungsweise einen wahrscheinlichen Fahrschlauch des Fahrzeugs 200 definiert. Wenn das Kind 202 weiter rennen würde und dadurch den Fahrschlauch erreichen würde, besteht akut die Gefahr, dass das Kind 202 von dem Fahrzeug 200 erfasst wird. Diese Gefahr wird durch ein Warnsignal 120 an einen Fahrer des Fahrzeugs 200 gemeldet, damit der Fahrer auf die Gefahr reagieren kann.
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In einem Ausführungsbeispiel arbeitet das Erfassungssystem 210 in einem Frequenzbereich, der eine große Reichweite zum Erfassen von Signalquellen 216 erlaubt. Insbesondere ist dieser Frequenzbereich niederfrequent. Wenn die Signalquelle 216 aktiv ist, also beispielsweise ein Mobiltelefon, sendet die Signalquelle 216 zusätzlich zu dem Signal 214 weitere Informationen 222 in einem anderen Frequenzbereich, der eine geringere Reichweite aufweist. Insbesondere ist dieser Frequenzbereich hochfrequent. Die weiteren Informationen 222 können beispielsweise eine Positionsinformation 110 und/oder ein Bewegungsvektor 112 der Signalquelle 216 sein. Die Positionsinformation 110 und/oder der Bewegungsvektor 112 können durch Trägheitssensoren 220 des Mobiltelefons 216 und alternativ oder ergänzend durch ein Satellitennavigationssystem 218 des Mobiltelefons 216 erfasst werden.
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Die weiteren Informationen 222 werden im Fahrzeug 200 ausgewertet, um eine Überwachungsgenauigkeit des Verkehrsraums 204 zu verbessern.
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Beispielsweise wird die Positionsinformation 110 und/oder der Bewegungsvektor 112, die durch das Mobiltelefon 216 ermittelt worden sind, mit der Position und/oder der Bewegung des Kinds 202, wie es durch das Erfassungssystem 210 erfasst worden ist, verglichen. Dadurch kann eine Erfassungsgenauigkeit des Gesamtsystems vergrößert werden.
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In einem Ausführungsbeispiel weisen die Infrastrukturobjekte 206, 208 Sendeeinheiten 216 und/oder Empfangseinheiten 216 für zumindest eines der Signale 214 der Erfassungseinheit 210 auf. Da die Infrastrukturobjekte 206, 208 unbeweglich sind, kann die Position des Fahrzeugs 200 aufgrund der ermittelten Relativposition des Fahrzeugs 200 zu den Infrastrukturobjekten 206, 208 mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden. Über die Sendeeinheiten 216 und/oder Empfangseinheiten 216 der Infrastruktur erwirkte 208 können ebenso weitere Informationen 222 ausgetauscht werden. Dabei können die Informationen 222 zwischen beweglichen Signalquellen 216 und den Infrastrukturobjekten 206, 208 ebenso wie zwischen dem Fahrzeug 200 und den Infrastrukturobjekten 206, 208 ausgetauscht werden. Mit anderen Worten bilden die Signalquellen 216 in Verbindung mit der Erfassungseinrichtung 210 ein Daten-Netzwerk aus.
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Koppelnavigation erlaubt die genaue Positionierung von Fußgängern 202 auf Basis von GPS 218, Erdmagnetfeld, Bewegungssensoren 220 und einer digitalen Karte. Entsprechende Algorithmen können auf aktuellen Smartphones 216 ausgeführt werden. Insbesondere kann dabei eine Klassifikation der Bewegung in Laufen, Gehen, Stehen erfolgen.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz erfolgt ein aktiver Fußgängerschutz auf einer Prädiktion der Fußgängerbewegung. Dazu wird ein Modell für den Übergang von Laufen zu Gehen oder Stehen oder umgekehrt herangezogen, um einen zukünftigen Aufenthaltsbereich abschätzen zu können. Auf Basis dieser Bewegungsprädiktion kann eine Kollision prädiziert werden und gegebenenfalls am Fahrzeug 200 ein aktives Fußgängerschutzsystem aktiviert werden.
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Auf dem Smartphone 216 wird durch Koppelnavigation eine genaue Position des Fußgängers 202 bestimmt. Außerdem wird ermittelt, ob der Fußgänger 202 läuft, geht oder steht.
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Parallel dazu wird auf dem Smartphone 216 das Übergangsverhalten zwischen Laufen, Gehen und Stehen ermittelt, insbesondere wird eine mittlere Beschleunigung, beispielsweise für einen Übergang von Laufen zu Stehen ermittelt. Außerdem werden die dafür typischen Geschwindigkeiten ermittelt. Dies geschieht kontinuierlich über einen längeren Zeitraum, sodass schließlich ein individuell für den Halter 202 des Smartphones 216 gültiges Bewegungsmodell vorliegt.
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Das Smartphone 216 bestimmt nun auf Basis der aktuellen Fußgängergeschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie aus dem identifizierten Fußgängerbewegungsmodell einen potenziellen Aufenthaltsbereich des Fußgängers 202 und eine orts- und zeitabhängige Aufenthaltswahrscheinlichkeit darin.
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Der prädizierte Aufenthaltsbereich, das Fußgängermodell, sowie die aktuellen Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektoren werden beispielsweise mittels DSRC an Verkehrsteilnehmer 200 in der näheren Umgebung 204 gesendet. Durch eine digitale Signatur wird sichergestellt, dass die übertragenen Daten authentisch sind.
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Die umliegenden Fahrzeuge 200 empfangen die gesendeten Daten 214 und können so kollisionsgefährdete Fußgänger 202 auswählen. Umfelderfassende Sensoren, wie Radar und/oder Video können frühzeitig auf das Auftreten von Fußgängern 202 vorbereitet werden. Beispielsweise können die Sensoren auf das sich Ablösen eines Fußgängerobjektes von einer Sichtverdeckung vorbereitet werden. Ein Tracking der Fußgängerobjekte 202 kann frühzeitig und auch bei Sichtverdeckung gestartet werden, sodass Geschwindigkeit 112 und Position 110 genauer und schneller bestimmt werden können, wenn der Fußgänger 202 im Sichtbereich der Sensoren ist.
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Darüber hinaus erlaubt das übertragene Fußgängermodell eine genauere und individuellere Aktivierung eines aktiven Fußgängerschutzsystems. Insbesondere kann dadurch der Anteil von Fehlauslösungen reduziert werden, wen es sich um einen Fußgänger 202 mit überdurchschnittlicher Dynamik handelt, wie einen Jogger, der öfter am Straßenrand abrupt stehen bleibt. Darüber hinaus kann das System früher eingreifen und damit den Unterschied zwischen Unfallvermeidung und Kollision mit Geschwindigkeitsabbau herbeiführen. Wenn es sich um einen Fußgänger mit unterdurchschnittlicher Dynamik handelt, wie einen älteren Passanten, welcher länger braucht, um sich aus dem Fahrschlauch zu bewegen.
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Das Fahrzeug 200 kann ebenfalls seine Positions- 110, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektoren 112 senden, beziehungsweise eine bereits erfolgte Einschätzung der Kollisionsgefahr. Auf Basis dieser Daten 214 kann das Smartphone 216 durch Vibration oder ein akustisches Signal den Fußgänger 202 warnen. Darüber hinaus kann bei Kollisionsgefahr die Hupe des Fahrzeugs 200 automatisch betätigt werden, um den Fußgänger 202 zu warnen.
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Kommt es nach einer kritischen Annäherung zwischen Fußgänger 202 und Fahrzeug 200 zu einer Kollision, welches aus den gesendeten Daten 214 sowie insbesondere den Beschleunigungssensordaten 112 des Smartphones 216 und des Fahrzeugs 200 bestimmt wird, senden Smartphone 216 und Fahrzeug 200 automatisch einen Notruf.
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Wenn eine hohe Kollisionsgefahr vorliegt, werden insbesondere Ort und Zeit der (Beinahe)-Kollision an eine Cloud übertragen um Umfallschwerpunkte und Orte mit hoher Unfallgefahr zu ermitteln. Diese können an das Smartphone 216 zurückgesendet werden, um Fußgängern 202 vor dem Überqueren der Fahrbahn an gefährlichen Stellen über eine App zu warnen, beispielsweise über einen Signalton und/oder eine Vibration.
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Mit anderen Worten ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz einen aktiven Schutz für gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202, insbesondere Fußgänger 202, Radfahrer und Autofahrer 200, durch ein Hybrid-System mit Radio Multifrequenz Funk Kommunikation und Ortserkennung und/oder mikroelektromechanischen Systemsensoren 220.
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Ein wichtiges Verkehrsproblem wird über die Statistik der Verkehrsunfalldaten belegt: Es gibt eine hohe Rate an Toten und Verletzte bei Fußgängern 202. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung des Interesses der Gesellschaft an Fußgängerschutz.
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Es gibt einen Trend bei der Vermeidung von Unfällen gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 zu aktiven Sicherheitssystemen und passiven Sicherheitssystemen für den Fußgängerschutz.
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Das Hauptziel ist der aktive Schutz der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 durch Verkehrskollisionsvermeidung, dabei erfolgt eine Konzentration speziell auf Fußgängerunfälle in den Städten, wobei die maximale Geschwindigkeit der Fahrzeuge 50 km/h beträgt, und die mittlere Fußgängergeschwindigkeit bei zehn bis fünf km/h liegt.
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Die Reduktion von Verkehrsunfällen mit ungeschützten Verkehrsteilnehmern 200, 202 ist ein wichtiges Ziel. Offizielle Zahlen für 2009 zeigen, dass jedes Jahr mehr als 400.000 Fußgänger 202 weltweit bei Verkehrsunfällen getötet werden.
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Fußgänger-Kollisionen in der zunehmend intensiven Verkehrsumgebung finden auf einer täglichen Basis statt. Zum Beispiel sind in Schweden 16 Prozent aller im Straßenverkehr getöteten Personen Fußgänger. In den USA sind 11% aller im Straßenverkehr getöteten Personen Fußgänger. In Deutschland sind es 13%. In China sind es bis zu 25%.
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Unfallstatistiken verdeutlichen außerdem immer wieder, dass in etwa bei 40 Prozent aller tödlichen Fußgängerunfälle der Fahrer 200 die Person 202 bis kurz vor dem Aufprall nicht sieht. Im Fall von Kindern 202 ist die Situation sogar noch dramatischer. Nach den Zahlen des deutschen Statistischen Bundesamts von 2006 liefen 48 Prozent der Unfallopfer im Alter zwischen sechs und 14 Jahren auf die Straße, ohne auf den Verkehr zu achten. 25 Prozent der Unfälle mit Kindern passieren, wenn sie plötzlich hinter einem Objekt auftauchen, das die Sicht behindert hat.
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Schutzsysteme, um Kollisionen zwischen Autos und gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern zu vermeiden, können als Video-Systeme auf Basis von sichtbaren, nahen Infrarot oder fermem Infrarot, Mono-und Stereo-Video-Kameras, Radar-basierte Systeme, LIDAR (Light Detection and Ranging) und Laser Entfernungs-Messsysteme, Ultraschall-basierte Systeme, Global Navigation Satellite System (GNSS) basierte Ansätze (z. B. Assisted GPS, Galileo, etc.), Local Positioning System (LPS) oder Echtzeit-Ortungssystem (RTLS) basierte Ansätze, RFID-Tag-basierte Systeme und UWB-basierte Systeme oder Positions- und Bewegungssensorsysteme klassifiziert werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine mögliche Erkennung, Verfolgung und Kollisionsanalyse von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 200, 202 in Situationen mit direktem Sichtkontakt und in Situationen, in der der gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 durch ein Objekt verdeckt ist, mit hoher Reichweite und hoher Lokalisierungsgenauigkeit. Die gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 200, 202 können bei schlechtem Wetter, wie Regen oder Schnee oder bei schlechten Lichtverhältnissen erkannt, identifiziert und verfolgt werden. Die Verwendung aktiver Transponder 216 am gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 ermöglicht eine größere Reichweite bei der Erkennung. Dadurch ist eine genaue Identifizierung der Art der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 möglich. Präzise weitere Informationen 222 der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202, wie 6D-Beschleunigungen, 3D-Orientierung können übertragen werden. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Anpassungsfähigkeit, Flexibilität und Robustheit des Systems bei verschiedenen Verkehrsszenarien, Fahrzeugen 200 und gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 202. Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine adaptive Funktionalität der aktiven Schutzsysteme auf Kontext, Status, Verkehrsbedingungen und Profil des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202. Ein Datenfusionsprozess ermöglicht ein zuverlässiges und robustes Verhalten des Systems. Die komplementären MEMS-Sensoren 220 verbessern die Verfolgung der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202. Die optionale Verwendung eines globalen Satellitennavigationssystems 218 durch den gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 erhöht die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit des entsprechenden Systems.
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Die optionale Kommunikation über Funk mit Ampeln 206 am Straßenrand erhöht die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit des Systems. Das System ist auch in der Lage, selbstständig ohne die Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie-Infrastruktur Mitteln zu arbeiten. Es ergibt sich eine verbesserte Risikoabschätzung von Kollisionen zwischen Fahrzeugen 200 und schwächeren beziehungsweise gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 202 durch einen Datenfusions-Ansatz. Es können lokale Positionierungssysteme 210 mit höherer Genauigkeit auf Basis von Schmalband- und Ultra-Wide-Band-Technologie verwendet werden.
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Es wird ein System zur Echtzeit-Erkennung, Identifizierung, Lokalisierung und Verfolgung von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 200, 202 in der Region 204 von Interesse durch ein im Fahrzeug 200 und am gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 eingebettetes Radiofrequenz-basiertes System, unter LOS (Line-of-sight) und NLOS (nicht line-of-sight) Bedingungen vorgestellt.
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Die Relativposition zwischen dem Fahrzeug 200 und den gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 202 wird im Fahrzeug 200 durchgeführt und basiert auf einem Funkfrequenz-System. Die wichtigsten Parameter sind Abstand (Bereich), Horizontalwinkel (Azimut) und Vertikalwinkel (Elevation).
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Durch die Kombination von funkfrequenzbasiertem lokalen Positionierungssystem 210 und Positionsdaten, die von dem gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202 zur Verfügung gestellt und übermittelt werden, ergibt sich eine verbesserte Ortungsgenauigkeit.
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Der Fahrzeugzustandsvektor bestehend aus der Geschwindigkeit, der Beschleunigung in sechs Raumrichtungen, der dreidimensionalen Ausrichtung, der Position vom globalen Satellitennavigationssystem 218, der Lenkradstellung und der Stellung des Blinkers wird bewertet.
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Die zukünftige Fahrzeugbahn wird unter Verwendung der Lenkradstellung, der Stellung des Blinkers, der Straße und Einschränkungen durch den Bürgersteig geschätzt.
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Der Zustand von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern 202 wird innerhalb des Fahrzeugs 200 unter Berücksichtigung der 6D-Beschleunigung, der 3D-Orientierung, der globalen Satellitennavigationssystems-Position bewertet. Zum Beispiel können Fußgänger-Zustände wie stehen, gehen, laufen, Bürgersteig auf und ab gehen erkannt werden. Durch die Verwendung eines Beschleunigungsmessers 220 können Stöße des Fußes erkannt werden und zur Erkennung von Gehweisen von Fußgängern 202 verwendet werden.
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Die Positionsinformationen des Fahrzeugs 200 und des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202 aus dem Local Positioning System 210 und dem globalen Satellitennavigationssystem 218 sowie die passenden Karteninformationen werden für die Navigation und für die beteiligte Risikobewertung verwendet.
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In überfüllten Situationen kann eine Bewertung der globalen Merkmale von Gruppen gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 erreicht werden.
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Eine verbesserte Ausrichtungsschätzung und Bewegungsschätzung gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 wird durch eine ergänzende Datenfusion von 3D-Beschleunigungssensor 220, 3D-Gyroskop, 3D-Kompass, Drucksensor und der Position vom globalen Satellitennavigationssystem 218 erreicht. Diese Information wird an das Fahrzeug 200 über Funk 214 übertragen.
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Die Positionsschätzung gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 kann unter Verwendung zusätzlicher Fahrzeugsensoren wie Video-, Radar-, Lidar-Ultraschall- oder Radio-Ultraschallsystemen verbessert werden.
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Profilinformationen wie Alter, persönlicher Status oder Behinderung des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202 können zur Verbesserung der Risikobewertung und Ansteuerungsstrategie an das Fahrzeug 200 übertragen werden.
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Zusätzliche Statusinformationen, wie der körperliche Zustand oder der wahrscheinliche Alkoholisierungsgrad des gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmers 202 können an das Fahrzeug 200 für die Verbesserung der Unfallrisiko-Auswertung übertragen werden.
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Kontextinformationen über gefährdete Verkehrsteilnehmer 202, wie Kinder in der Nähe einer Schule oder außergewöhnliche Ereignisse können an das Fahrzeug 200 zur Verbesserung der Bewegungsvorhersage übertragen und in die Risikobewertung einbezogen werden.
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Kontext-Informationen über Fahrzeug 200 und Umwelt, wie Tag-Nacht-Zustand, Verkehrsbedingungen, Witterung oder die durchschnittliche Anzahl der Fußgänger 202 in den Straßen 204 kann für die beteiligte Risikobewertung berücksichtigt werden.
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Profil, Zustand und Kontext der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer 202, des Fahrers, des Fahrzeugs 200 und der Umwelt können durch Datenfusion verwendet werden, um die Risikoabschätzung und die Betätigungsstrategie zu berechnen.
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Hierarchische und Multi-Level-Prozessinformationen können verwendet werden, um kontextbezogene Funktionen zu verbessern. Beispielsweise können Primärinformationen, wie Lage, Bewegung, Zeit, Identität oder sekundäre Informationen, wie räumlicher Kontext, dynamischer Kontext, zeitlicher Kontext, physikalischer Zusammenhang oder Verkehrskontext verwendet werden.
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Das System umfasst eine elektronisch abgetastete Antenne 212 und ein lokales Positionierungssystem 210 auf Basis von Schmalband- und Ultrabreitband-Funkfrequenz unter Verwendung von Technologie basierend auf der Signallaufzeit und des Ankunftswinkels.
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3 zeigt eine Darstellung eines Systems 300 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 300 weist zumindest ein Fahrzeugmodul 302, zumindest ein mobiles Modul 304 und zumindest ein Infrastrukturmodul 306 auf. Das hier dargestellte System 300 entspricht im Wesentlichen den in 2 beschriebenen Komponenten. Jedes der Module 302, 304, 306 weist eine erste Antenne 212 für einen ersten Frequenzbereich sowie eine zweite Antenne 308 für einen zweiten Frequenzbereich auf. Die Antennen 308, 212 sind über eine Kommunikationsschnittstelle 310 und eine Controllereinheit 312 mit den Modulen 302, 304, 306 verbunden.
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Das Fahrzeugmodul 302 weist ein lokales Positionserfassungssystem, ein globales Satelliten Navigationssystem, einen dreiachsigen Kompass, einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser, einen dreiachsigen Drehratensensor eine Videokamera, einen Radarsender und Empfänger, ein RFID-Positionserfassungssystem und ein Warnsystem auf. Weiterhin weist das Fahrzeugmodul 302 einen Prozessor zum Zusammenführen und Bearbeitung von Daten auf. Warnungen können auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgegeben werden. Das Fahrzeugmodul kann ebenso Aktoren aufweisen, um unmittelbar in eine Steuerung des Fahrzeugs eingreifen zu können.
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Das mobile Modul 304 weist einen Transponder, ein globales Satellitennavigationssystem, einen dreiachsigen Kompass, einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser, einen dreiachsigen Drehratensensor, ein RFID-Positionserfassungssystem, ein Warnsystem sowie eine Batterie auf.
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Das Infrastrukturmodul 306 weist ein Positionserfassungssystem, eine Kamera einen Radarsender und Empfänger, einen RFID-Tag sowie ein Warnsystem auf.
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Ein Kernpunkt des aktiven Schutzsystems 300 für gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer ist eine modulare verteilte Architektur mit einem lokalen Positioning System (LPS), mikroelektromechanischen System (MEMS) Sensoren und einer möglichen Zusammenarbeit mit einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS). Das verwendete Multifrequenz System arbeitet im Schmalband und im Ultrabreitband, um eine Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen und gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern zu ermöglichen. Weiterhin kann über Radiofrequenz eine Zusammenarbeit mit der Straßeninfrastruktur umgesetzt werden, um die Komplexität und Vielfalt der beteiligten gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer-Szenarien zu bewältigen.
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Der Hauptvorteil des hier vorgestellten Ansatzes ist eine Erhöhung der Flexibilität, Zuverlässigkeit und Robustheit des entsprechenden aktiven Schutzsystems für gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer.
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Ein allgemeines modular verteiltes System 300 zur Durchführung der hier beschriebenen Funktionen kann die folgenden Einheiten umfassen:
Ein Identifikationsmodul, das die statische und dynamische Information über gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer erkennt und verarbeitet. Ein Kommunikationsmodul, beispielsweise basierend auf dem Kommunikationsstandard 802.11p. Ein lokales Positionierungsmodul, beispielsweise basierend auf 6 bis 8,5 GHz Ultrabreitband sowie ein Position-Tracking-Modul, beispielsweise basierend auf einem erweiterten Kalmanfilter oder einem Partikelfilter.
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Zur Verbesserung der Positionsschätzung der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer können die folgenden Hilfseinheiten integriert werden:
Ein Trägheitsmessmodul, beispielsweise mit einem 3D-mikroelektromechanischen System (MEMS) aus Beschleunigungsmessern und Gyroskopen 3D. Ein Orientierungsmodul, beispielsweise ein 3D MEMS-Kompass. Ein globales Navigationssatelliten System(GNSS)-Modul, beispielsweise ein A-GPS oder Mehrfrequenz Galileo sowie ein Standort- und Navigationsmodul.
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In einem komplexeren Ausführungsbeispiel weist das System 300 Abstandssensoren, beispielsweise ein Mehrstrahl-Radar oder LIDAR, Mono- oder Stereo-Videokameras im sichtbaren, nahen Infrarot oder fernen Infrarot und/oder ein RFID-basiertes Ortungssystem, beispielsweise basierend auf passiven oder aktiven in die Infrastruktur integrierten Ankerknoten auf. Die passiven Ankerknoten können beispielsweise 13,56 MHz HF-Tags sein.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst das System 300 eine verteilte Verarbeitungseinheit, die den entsprechenden Daten-Fusionsprozess unter Verwendung der besonderen Merkmale dem Status und Kontext der beteiligten Akteure (Fahrzeuge, Fußgänger, Infrastruktur und Umwelt) angepasst vornimmt. Ein Algorithmus schätzt die Trajektorien des Fahrzeugs und der beteiligten gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer und identifiziert kritische Situationen. Beteiligte gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer übertragen per Funkkommunikation Daten hinsichtlich ihrer Art, Position, Orientierung und Trägheitszustand. Optische und grafische Warnungen, zum Beispiel in einem Laser Head-up-Display und/oder Sound-Warnungen können in dem betrachteten Human-Machine-Interface von Fahrzeugen ausgegeben werden. Die Hupe wird in kritischen Situationen zusätzlich aktiviert und optional wird in Grenzsituationen eine automatische Vollbremsung erzeugt. Augmented Reality Displays können verwendet werden, um die entsprechenden Warnhinweise zu verstärken. Schall- und/oder Vibrations-Warnungen können auch in den von den gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern getragenen Modulen ausgeführt werden. Ergänzende optische und akustische Alarme können von Signalen oder Einheiten der beteiligten Infrastruktur am Straßenrand vor allem in einigen kritischen Verkehrszonen erzeugt werden.
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4 zeigt ein Bezugsdiagramm der Komponenten eines Systems 300 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 300 entspricht im Wesentlichen dem System in den 2 und 3. Dabei sind die Module 302, 304, 306 des Systems hier durch symbolische Teilnehmer repräsentiert. Das Fahrzeugmodul 302 weist die größte Verknüpfung zu den anderen Modulen 304, 306 auf. Das Fahrzeugmodul 302 kommuniziert mit dem Mobilmodul 304 über das lokale Positionierungssystem beziehungsweise Erfassungssystem 210, über die weiteren Informationen 222 sowie die Warnsignale 120. Das Fahrzeugmodul 302 kommuniziert mit dem Mobilmodul 304 bei einem Risikomanagement 400. Das Infrastrukturmodul 306 kommuniziert über die Warnsignale mit dem Fahrzeugmodul 302 sowie dem Mobilmodul 304. Das Fahrzeugmodul 302 sowie das Mobilmodul 304 greifen jeweils auf eigene Satellitennavigationssysteme 218 und Inertialsensoren 220 zu. Das Fahrzeugmodul kann ferner auf eine Bremse 402 des Fahrzeugs zugreifen, um das Fahrzeug zu verzögern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein adaptives und robustes Hybrid-Verfahren zur Identifizierung, Ortung und Verfolgung. Dabei erfolgt eine Risikoabschätzung zur Reduktion von Verkehrsunfällen zwischen Fahrzeugen und gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern bei Sichtlinie und nicht Sichtlinie Bedingungen. Die beteiligten Risikobewertungsfunktionen können automatische Steuerungsaktionen 402 definieren. Beispielsweise kann eine Fahrerwarnung, eine Reduktion 402 einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Vorbereitung der mechanischen Bremse 402, eine automatische Aktivierung der Bremse 402 und/oder eine haptische Aktivierung erfolgen. Ebenso kann ein gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer durch Warnsignale 120 und Warnungen an der Infrastruktur 306 gewarnt werden. Dieses Verfahren kann auch zur historischen und kontinuierlichen Überwachung von Risikobedingungen der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer in kontinuierlichen Verbesserungsprozessen verwendet werden.
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5 zeigt Intensitätskennlinien 500, 502 von zwei verschiedenen Frequenzbändern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Intensitätskennlinien 500, 502 sind in einem Diagramm aufgetragen, das auf seiner Abszisse eine Entfernung in Metern aufgetragen hat. Dabei ist die Entfernung symmetrisch zu einem Ort einer sendenden Antenne 212 aufgetragen. Auf der Ordinate ist eine erfassbare Signalintensität angetragen. Dabei ist die Signalintensität in beiden Frequenzbändern am Ort der Antenne 212 maximal und fällt mit steigender Entfernung von der Antenne 212 ab. Die Signalintensität fällt dabei exponentiell ab. Die erste Intensitätskennlinie 500 repräsentiert ein erstes Signal in einem ersten Frequenzband niedriger Frequenz. Die zweite Intensitätskennlinie 502 repräsentiert ein zweites Signal in einem zweiten Frequenzband höherer Frequenz. Die Signalintensität des ersten Signals 500 ist an der Antenne 212 signifikant höher, als die Signalintensität des zweiten Signals 502. Da beide Signale 500, 502 mit zunehmender Entfernung von der Antenne exponentiell schwächer werden, unterschreitet das zweite Signal 502 eine erfassbare Intensität in einem geringeren Abstand von der Antenne 212, als das erste Signal 500. In diesem Ausführungsbeispiel unterschreitet das erste Signal 500 die erfassbare Intensität in einer ersten Entfernung 504 von 150 Metern. Das zweite Signal unterschreitet die erfassbare Intensität bereits in einer zweiten Entfernung 506 von 50 Metern.
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Das erste Signal 500 liegt in einem Ausführungsbeispiel im Schmalband und wird zum Informationsaustausch und zur groben Positionsbestimmung genutzt. Das zweite Signal 502 liegt in einem Ausführungsbeispiel im Ultrabreitband und wird zur Positionsbestimmung genutzt. Das zweite Signal 502 wird zum Senden und Empfangen im Fahrpfad des Fahrzeugs und/oder der Fahrspur des Fahrzeugs genutzt.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Frequenzaufspaltungsansatz unter Verwendung von zwei Trägerfrequenzen für verschiedene Zwecke verwendet. Eine erste Frequenz 500 ist eine Informationsfrequenz in Schmalband. Eine zweite Frequenz 502 ist eine Positionierungsfrequenz in Ultrabreitband. Die zweite Frequenz 502 ist höher als die erste Frequenz 500 und wird im Impulsmodus verwendet. Die erste Frequenz 500 ist niedriger als die zweite Frequenz 502 und wird im Permanent-Modus verwendet.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Wake-up Modus oder Pulsmodus verwendet, wenn das Informationsfrequenz-Signal verfügbar ist. Dadurch können Interferenzprobleme bei Pulsmodus und Rechenaufwand reduziert werden.
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In einer Ausführungsform wird Ultrabreitband (UWB) verwendet, um die Reichweitengenauigkeit des lokalen Positionierungssystems zu verbessern, vor allem in Mehrwege-Übertragungsszenarien.
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In einer Ausführungsform ist eine Rotman-Linse in dem Fahrzeug angeordnet, um eine Mehrfachstrahlantenne mit unterschiedlichen Winkelorientierungen mit einer geeigneten Verstärkung und Ultrabreitband-Fähigkeit bereitzustellen.
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In einer Ausführungsform werden zwei oder mehrere Rotman-Linsen verwendet, um ein komplementäres Positionierungsverfahren durch Ankunftswinkel (AOA) oder Ankunftszeit (TOA) zu ermöglichen.
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In einer Ausführungsform haben die gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer eine Funkfrequenz Sende- und Empfangseinheit zur Konfiguration, Echtzeit-Informationsübertragung und Lokalisierung.
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In einer Ausführungsform werden die als gefährdet bewerteten Verkehrsteilnehmer über ein Unfallrisiko durch die Emissionseinheit über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) wie ein Handy informiert.
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In einer Ausführungsform wird eine Risikobewertung mit Gruppen von gefährdeten Verkehrsteilnehmern eingesetzt, beispielsweise werden Fußgänger in der Nähe einer Ampel oder einer Kreuzung zusammen bewertet.
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In einer Ausführungsform wird die Echtzeit-Lokalisierung von gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmern dynamisch in „mit Sichtverbindung“ und „ohne Sichtverbindung“ kategorisiert, um die Identifizierung, Ortung, Verfolgung und die beteiligte Risikobewertungsfunktion zu verbessern.
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Im Falle einer vorübergehenden Funkfrequenz Okklusion eines gefährdeten Benutzers bietet das System noch andere Möglichkeiten der Funkfrequenzverfolgung des betroffenen gefährdeten Benutzers. Es ist möglich, ein an die betrachtete Situation angepasstes Mehrfachfrequenzsystem zu verwenden. Höhere oder niedrigere Trägerfrequenzen können verwendet werden, um die Ausbreitung und Lokalisierung per Funk zu verbessern. Das unterschiedliche Verhalten der verschiedenen Frequenzsignale eines Funkfrequenz Emitters kann während einer Fahrzeugbewegung verglichen werden. Zwei verschiedene Trägerfrequenzen können verwendet werden, um Laufzeitunterschiede zu vergleichen und eine Plausibilitätsprüfung zu ermöglichen. Mehrere Hypothesen zur Ausbreitung von Funkwellen können für die Verfolgung der entsprechenden gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer berücksichtigt werden. Die Eigenschaften reflektierter Signale können analysiert werden, da sie sich anders verhalten, als direkt empfangene Signale.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Erstellen eines Bewegungsmodells eines Straßenverkehrsteilnehmers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 600 weist einen Schritt 602 des Einlesens, einen Schritt 604 des Verwendens und einen Schritt 606 des Bestimmens auf. Im Schritt 602 des Einlesens wird ein aktueller Bewegungsvektor des Straßenverkehrsteilnehmers eingelesen. Im Schritt 604 des Verwendens werden über einen Zeitraum eingelesene Bewegungsvektoren gemittelt, um einen charakteristischen Bewegungswert des Straßenverkehrsteilnehmers für den Zeitraum zu erhalten. Im Schritt 606 des Bestimmens wird das Bewegungsmodell unter Verwendung des Bewegungswerts bestimmt.
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In einem Ausführungsbeispiel werden die Schritte 602, 204 des Einlesens und des Verwendens erneut durchgeführt, um einen weiteren Bewegungswert für einen weiteren Zeitraum zu erhalten. Das Bewegungsmodell wird im Schritt 606 des Bestimmens unter Verwendung des weiteren Bewegungswerts aktualisiert.
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In einem Ausführungsbeispiel werden als der Bewegungsvektor eine räumliche Beschleunigung und eine räumliche Drehrate des Straßenverkehrsteilnehmers eingelesen.
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7 zeigt eine Darstellung eines Verfahrensablaufs eines Verfahrens 600 zum Überwachen eines Verkehrsraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei erfolgt eine Identifizierung 700 eines Objekts, eine Positionserfassung 702 des Objekts, eine Verfolgung 704 des Objekts, eine Kommunikation 706 mit dem Objekt, eine Datenfusion 708, ein Risikomanagement 710 und eine Warnung 712 über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle.
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Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht ein Echtzeittracking gefährdeter Straßenverkehrsteilnehmer 202 unter Berücksichtigung einer Trägheitsmesseinheit und/oder einer Orientierungsmesseinheit, wie eine kombinierte 3D-Orientierung oder 3D-Gyro und 3D-Beschleunigung.
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Bei einer weiteren Anwendung des hier vorgestellten Ansatzes werden in die Infrastruktur eingebettete Systeme zur Erkennung und Warnung der gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer verwendet.
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In einer Ausführungsform werden Infrastruktur-Funkempfänger-Emitter-Einheiten und andere Infrastruktur Sensoren zum Sammeln von Informationen über gefährdete Straßenverkehrsteilnehmer, Fahrzeuge und Straßenzustand verwendet, um über Funk über die Risiken zu informieren. Zum Beispiel können diese Informationen verwendet werden, um eine Warnlampe an einer Ampel zu aktivieren, oder um über Funk zu umliegenden Fahrzeugen oder gefährdeten Straßenverkehrsteilnehmer gesendet zu werden.
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In einer Ausführungsform wird dem Fahrer im Falle eines Unfallrisikos eine optische und/oder akustische Warnung zugeführt. Weitere Unterstützung durch das ESP, wie Bremsvorbereitung ist möglich, wenn eine mögliche Fahrerreaktion Bremsen ist. Eine aktive Intervention, wie Bremsen und/oder Lenken ist möglich, um Unfälle zu verhindern und/oder abzuschwächen.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008049824 A1 [0002]
