DE102015211910A1 - Verfahren und Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist folgende Schritte auf: Empfangen verkehrsbezogener Daten (25) von am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugen (10, 21, 22, 23) durch eine zentrale Routenführungseinheit (40), und Übermitteln von Routenführungsinformation an wenigstens ein Fahrzeug (10) auf Basis der von der zentralen Routenführungseinheit (40) empfangenen Daten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr.
  • Beim Betrieb von Navigationsgeräten in Kraftfahrzeugen wird der Algorithmus zur Routenberechnung zu Beginn einer Fahrt vom jeweiligen Benutzer ausgelöst, wenn die Fahrtroute zum jeweiligen Ziel bestimmt werden muss. Des Weiteren wird der jeweilige Algorithmus zur Routenberechnung auch beim Auftreten bestimmter Ereignisse, beispielsweise dem Radioempfang von Nachrichten über Verkehrsbehinderungen oder Unfallmeldungen, ausgelöst. Solche Ereignisse bzw. Nachrichten führen dann zu einer Neuberechnung der optimalen Fahrtroute.
  • Ferner sind Cloud-basierte Lösungen bekannt, bei denen auch die Tageszeit, das auf bestimmten Strecken zu erwartende Verkehrsaufkommen sowie Erfahrungswerte (z.B. Staus während der Schulferien) berücksichtigt werden.
  • In den vorstehend genannten Fällen wird die Routenberechnung jeweils auf Basis bestimmter Auslösesignale des Benutzers oder nachrichten- bzw. ereignisbasiert durchgeführt. Hierdurch wird die Flexibilität der Algorithmen zur Routenberechnung eingeschränkt, wobei insbesondere eine Neuberechnung infolge der Abhängigkeit von bestimmten Auslösesignalen bzw. -nachrichten oftmals verspätet erfolgt.
  • Aus EP 2 201 552 B1 sind u.a. ein Navigationsgerät und ein Verfahren zur Berechnung und Ausgabe einer alternativen Straßenroute bei Verkehrsstörungswarnungen bekannt, wobei mindestens eine nicht vom Stau betroffene alternative Straßenroute, welche zum Wiedereintrittspunkt einer ursprünglichen Straßenroute führt, ermittelt wird.
  • Zum weiteren Stand der Technik wird beispielhaft auf JP 2008241507 A , JP 2001033265 A , WO 2006/070583 A1 und US 7,818,125 B2 verwiesen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr bereitzustellen, welche eine Verbesserung bzw. Optimierung des Verkehrsflusses unter schnellerer Berücksichtigung besonderer Verkehrssituationen wie Staus oder dergleichen ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. die Anordnung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr weist folgende Schritte auf:
    • – Empfangen verkehrsbezogener Daten von am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugen durch eine zentrale Routenführungseinheit; und
    • – Übermitteln von Routenführungsinformation an wenigstens ein Fahrzeug auf Basis der von der zentralen Routenführungseinheit empfangenen Daten.
  • Die Erfindung beinhaltet insbesondere das Konzept, Verkehrszeichen dahingehend zu erweitern, dass diese mit der Möglichkeit zur Anzeige (insbesondere dynamisch erzeugter) QR-Codes ausgestattet werden. Hierbei wird unter der "dynamischen Erzeugung" eines QR-Codes die Erzeugung eines QR-Musters in Abhängigkeit von einer aktuellen Nachricht oder Information verstanden (so dass sich solche dynamischen QR-Codes insoweit von herkömmlichen statischen QR-Codes, die mittels einer "App" oder einem Smartphone lesbar sind, unterscheiden).
  • Basierend auf diesen QR-Codes kann jedes Fahrzeug in Kommunikation mit einer zentralen, insbesondere Cloud-basierten Routenführungseinheit (welche als "zentrale intelligente Einheit" dient) treten, die Informationen z.B. betreffend die Fahrzeugposition, den Zielort sowie Fahrzeugparameter (z.B. eine Geschwindigkeitsbegrenzung infolge eines Anhängers, eine Gewichts- und/oder Höhenbeschränkung aufgrund der Fahrzeuggröße etc.) empfängt.
  • Diese zentrale Informationsverarbeitungseinheit bzw. Routenführungseinheit verfolgt sämtliche Fahrzeuge und ermittelt so das Verkehrsaufkommen auf den Streckensegmenten, die sich jeweils zwischen aufeinanderfolgenden, zur Anzeige von QR-Codes ausgestalteten Verkehrszeichen befinden. Auf diese Weise werden Informationen zum Echtzeit-Verkehrsaufkommen pro Streckensegment erhalten (z.B. die Anzahl von Fahrzeugen, die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit oder die vorhandenen Fahrzeugtypen in dem betreffenden Streckensegment), so dass Verzögerungen bei der Routenbearbeitung bzw. -berechnung, wie sie bei der Nutzung von TMC-Diensten oder Radionachrichten auftreten, vermieden werden können.
  • Die mit der Möglichkeit zur Anzeige von QR-Codes versehenen Verkehrszeichen werden dazu verwendet, den Kontakt mit der zentralen Routenführungseinheit bzw. Informationsverarbeitungseinheit herzustellen, woraufhin erforderlichenfalls (z.B. verkehrsbedingt, aufgrund einer Straßensperrung etc.) die optimale Route durch die Routenführungseinheit aktualisiert wird.
  • Dabei wird erfindungsgemäß auch der mit einer Nutzung von TMC-Diensten oder Radiomeldungen verbundene Nachteil vermieden, dass in Radiomeldungen Informationen über die Auflösung eines Verkehrsstaus nicht vorkommen, wobei aber in solchen Fällen (d.h. bei einem sich bereits auflösenden Stau) eine Neuberechnung auf Basis von Staumeldungen unangebracht ist und zur Berechnung einer suboptimalen Verkehrsroute führen kann.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in Unfallsituationen oder bei speziellen Straßenverhältnissen (z.B. bei nasser Fahrbahn, Schnee oder Eis) ein rascherer Eingriff bzw. eine schnellere Reaktion (z.B. in Form einer Information an die jeweiligen Verkehrsteilnehmer unter Vorschlag einer Routen-Neuberechnung) ermöglicht wird.
  • Basierend auf den wie vorstehend beschrieben erhaltenen Informationen wird die Route jedes individuellen Fahrzeugs in der zentralen Routenführungseinheit berechnet, wobei vom Fahrer unter mehreren Optimierungskriterien (z.B. minimaler Abstand, minimale Fahrtzeit, minimaler Kraftstoffverbrauch etc.). ausgewählt werden kann.
  • Im Ergebnis wird erfindungsgemäß eine Optimierung des Verkehrsflusses in einer zentralen intelligenten Einheit bzw. Routenführungseinheit realisiert. Diese Einheit kann wiederum für eine bestimmte Region zuständig sein, wobei ein Handshake mit Cloud-basierten Routenführungseinheiten von Nachbarregionen (ähnlich einem GSM-Netzwerk) erfolgen kann.
  • Der Informationsaustausch zwischen einem Fahrzeug und der zentralen Informationsverarbeitungseinheit bzw. Routenführungseinheit kann eine Zeitdauer in Anspruch nehmen, nach welcher das Fahrzeug bereits an dem den jeweiligen QR-Code anzeigenden Verkehrszeichen vorbeigefahren ist. Daher wird die Routenberechnung vorzugsweise für den nächstmöglichen Knoten und/oder das nächstmögliche Streckensegment durchgeführt. Infolgedessen beinhaltet die von der Informationsverarbeitungseinheit bzw. Routenführungseinheit durchgeführte Berechnung vorzugsweise eine Vorhersage, um die Fahrzeuge jeweils auf den optimalen Streckensegmenten zu führen und eine stabile Routenführung einzelner Fahrzeuge bereitzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Übermitteln von Routenführungsinformation durch Anzeige eines dynamisch erzeugten QR-Codes an wenigstens einem digitalen Verkehrszeichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die zentrale Routenführungseinheit zum Zugriff auf einen virtuellen Speicher (Cloud) ausgelegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Übermittlung der verkehrsbezogenen Daten von den am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugen an die zentrale Routenführungseinheit über eine fahrzeugeigene Kommunikationsschnittstelle oder über ein im jeweiligen Fahrzeug befindliches mobiles Kommunikationsgerät.
  • Gemäß einer Ausführungsform berechnet die zentrale Routenführungseinheit auf Basis der empfangenen Daten das Verkehrsaufkommen für wenigstens ein Streckensegment.
  • Gemäß einer Ausführungsform ermittelt die zentrale Routenführungseinheit auf Basis der empfangenen Daten eine künftige Verkehrssituation, insbesondere Stausituation.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen. Zu vorteilhaften Ausgestaltungen der Anordnung wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Abbildung näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines typischen Szenarios während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im Weiteren wird ein typisches Szenario während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung von 1 beschrieben.
  • Gemäß der Erfindung werden Verkehrszeichen jeweils mit der Möglichkeit zur Anzeige von QR-Codes ausgestattet, wobei es ferner den Fahrzeugen jeweils ermöglicht wird, mit einer zentralen Informationsverarbeitungseinheit in Form einer Cloud-basierten Routenführungseinheit in Kontakt zu treten. Des Weiteren werden erfindungsgemäß Fahrtrouten in Knoten (entsprechend der Position der jeweiligen, QR-Codes anzeigenden Verkehrszeichen) und Streckensegmente (welche jeweils von einem einen QR-Code anzeigenden Verkehrszeichen zum nächsten einen QR-Code anzeigenden Verkehrszeichen verlaufen) unterteilt. An jedem Knoten entscheidet die zentrale intelligente Einheit bzw. die Cloud-basierte Routenführungseinheit (CBR) für das jeweilige Fahrzeug, welchen Weg bzw. welche Strecke vom Fahrzeug gewählt werden sollte.
  • In 1 sind mit "31", "32, "33" bzw. "34" mit der Möglichkeit zur Anzeige von dynamisch erzeugten QR-Codes ausgestattete Verkehrszeichen bezeichnet.
  • Gemäß 1 nähert sich ein Fahrzeug 10 dem Verkehrszeichen 31. Mit "21", "22" bzw. "23" ist eine Gruppe von Fremdfahrzeugen bezeichnet, welche sich in einem Verkehrsstau befinden. Das Fremdfahrzeug 21 sendet entsprechende Informationen 25 über die Verkehrsbehinderung sowie zugehörige GPS-Daten an eine zentrale Informationsverarbeitungseinheit bzw. Routenführungseinheit 40.
  • Das Verkehrszeichen 31 signalisiert im dargestellten Szenario beispielsweise die Nachricht "Rechts halten, Stau auf linker Fahrbahn voraus". Das Verkehrszeichen 33 signalisiert im dargestellten Szenario beispielsweise die Nachricht "Links halten, um Ziel zu erreichen".
  • Gemäß der Erfindung werden insbesondere jeweils zur Anzeige von QR-Codes ausgestaltete Verkehrszeichen dazu eingesetzt, eine Kontaktaufnahme von Fahrzeugen mit einer Cloud-basierten Routenführungseinheit (CBR), welche als zentrale intelligente Einheit dient, zu ermöglichen. Hierzu wird innerhalb des jeweiligen Fahrzeugs unter Anwendung von Bilderfassungsalgorithmen eine QR-Code-Erfassung und Decodierung durchgeführt.
  • Die Verbindung bzw. Kontaktaufnahme des jeweiligen Fahrzeugs mit der zentralen Informationsverarbeitungseinheit bzw. Routenführungseinheit 40 kann über eine fahrzeugeigene Kommunikationsschnittstelle oder auch über Schnittstellen von im Fahrzeug befindlichen mobilen Kommunikationsgeräten (gegebenenfalls unter Ausnutzung von Flatrates) erfolgen. Für eine besonders rasche ("agile") Berechnung der Fahrtroute werden Parameter an die zentrale Routenführungseinheit 40 übermittelt, wobei diese Parameter Fahrzeugparameter, Optimierungsparameter für die Route sowie Streckenparameter (z.B. kürzeste Strecke, optimaler Kraftstoffverbrauch, schnellste Strecke etc.) umfassen.
  • Des Weiteren wird die Verbindung jedes der Fahrzeuge 10, 21, 22, 23 mit der Informationsverarbeitungseinheit bzw. Routenführungseinheit 40 hergestellt, um das Verkehrsaufkommen pro Streckensegment, d.h. die Anzahl von Fahrzeugen zwischen jeweils zwei mit der Möglichkeit zur Anzeige von QR-Codes versehenen Verkehrszeichen, zu ermitteln. Dies kann unabhängig von einer im jeweiligen Fahrzeug durchgeführten Navigation erfolgen. Bei Durchführung einer Navigation (entsprechend einer vorgegebenen Route) kann das Verkehrsaufkommen von der Routenführungseinheit 40 als zentraler intelligenter Einheit vorhergesagt werden.
  • Die Informationen über das Verkehrsaufkommen in den jeweiligen Streckensegmenten sowie ein vorhergesagtes bzw. zu erwartendes Verkehrsaufkommen für bekannte Strecken aufgrund früherer Erkenntnisse (z.B. gleiche Tageszeit, gleicher Wochentag etc.) können dazu verwendet werden, das Verkehrsaufkommen pro Streckensegment zu berechnen und künftige Verkehrssituationen zu berechnen bzw. Stausituationen vorherzusagen (wobei z.B. Parameter wie die Durchschnittsgeschwindigkeit pro Segment, die mittlere verbrauchte Zeit pro Segment etc. berücksichtigt werden).
  • Des Weiteren können die Information über das Verkehrsaufkommen in den jeweiligen Streckensegmenten sowie das zu erwartende Verkehrsaufkommen für bekannte Strecken dazu verwendet werden, die Fahrtroute für jeden Verkehrsteilnehmer unter Anwendung intelligenter Algorithmen zur Routenberechnung zu optimieren. Hierbei können z.B. Schwarmalgorithmen oder entropiebasierte Selbstorganisationsverfahren verwendet werden. Ferner können Selbstorganisationseigenschaften der Algorithmen dazu benutzt werden, die benötigte Zeitdauer pro Streckensegment, die gesamte Reisezeit sowie den Kraftstoffverbrauch zu optimieren.
  • Des Weiteren können erfindungsgemäß Mitteilungen von Fahrzeugen basierend auf bestimmten Verkehrssituationen, Strecken, Umgebungsszenarien etc. gesammelt und an die Routenführungseinheit 40 übermittelt werden. Dies kann alternativ über Fahrzeugsensoren (bei Verkehrsstau, dichtem Verkehr, geringer Geschwindigkeit, geringer Fahrbahnreibung etc.) oder über Fahrerinformationssysteme (z.B. bei einem Unfall) ausgelöst werden.
  • Erfindungsgemäß kann ferner ein vollständiger Überblick über die beabsichtigte Fahrtroute und über mögliche alternative Fahrtrouten (jeweils mit Reisezeit, Kraftstoffverbrauch, Straßensperrungen etc.) bereitgestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2201552 B1 [0005]
    • JP 2008241507 A [0006]
    • JP 2001033265 A [0006]
    • WO 2006/070583 A1 [0006]
    • US 7818125 B2 [0006]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: Empfangen verkehrsbezogener Daten (25) von am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugen (10, 21, 22, 23) durch eine zentrale Routenführungseinheit (40); und Übermitteln von Routenführungsinformation an wenigstens ein Fahrzeug (10) auf Basis der von der zentralen Routenführungseinheit (40) empfangenen Daten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übermitteln von Routenführungsinformation durch Anzeige eines dynamisch erzeugten QR-Codes an wenigstens einem digitalen Verkehrszeichen (31, 32, 33, 34) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Routenführungseinheit (40) zum Zugriff auf einen virtuellen Speicher (Cloud) ausgelegt ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übermittlung der verkehrsbezogenen Daten (25) von den am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugen (10, 21, 22, 23) an die zentrale Routenführungseinheit (40) über eine fahrzeugeigene Kommunikationsschnittstelle oder über ein im jeweiligen Fahrzeug befindliches mobiles Kommunikationsgerät erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Routenführungseinheit (40) auf Basis der empfangenen Daten das Verkehrsaufkommen für wenigstens ein Streckensegment berechnet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Routenführungseinheit (40) auf Basis der empfangenen Daten eine künftige Verkehrssituation, insbesondere Stausituation, vorhersagt.
  7. Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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