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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung eines Egofahrzeugs in Abhängigkeit eines Schaltverhaltens einer fahrzeugexternen Lichtsignalanlage.
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Es sind Verfahren bekannt, mit Hilfe derer Kraftfahrzeuge möglichst effizient und komfortabel durch den Straßenverkehr geführt werden sollen. Unter anderem wird ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs derart unterstützt, dass er sein Fahrverhalten vorausschauend an eine gegebene Fahrsituation anpassen kann, wodurch auch eine Reduzierung der CO2-Emissionen erzielt werden kann. Hierzu kann ein Fahrer durch ein Fahrerinformationssystem (FIS) über einen aktuellen Schaltzustand einer Lichtsignalanlage informiert werden, die sich an einem Streckenabschnitt befindet, den er voraussichtlich befahren wird. Über eine Car-2-X-Kommunikation werden durch die jeweilige Lichtsignalanlage selbst oder eine externe Servereinrichtung entsprechende Daten an das Fahrerinformationssystem gesendet. Diese Daten können sowohl Informationen über den aktuellen Schaltzustand der Lichtsignalanlage als auch Informationen darüber enthalten, zu welchem Zeitpunkt ein zukünftiger Schaltzustandswechsel zu erwarten ist, wobei diese Information einem Fahrer beispielsweise mithilfe eines Countdowns durch eine Displayeinrichtung des Kraftfahrzeugs dargestellt werden kann. Ergänzend kann dem Fahrer eine Geschwindigkeit angezeigt werden, die er idealerweise wählen sollte, um eine Lichtsignalanlage während einer Grünphase zu erreichen. Zudem ist es im Rahmen bekannter Systeme möglich, dass ein Fahrer auf eine Rotphase einer Lichtsignalanlage hingewiesen wird, wenn das System anhand der Geschwindigkeit, mit der das Kraftfahrzeug sich auf die Lichtsignalanlage zubewegt, davon ausgeht, dass der Fahrer die Rotphase der Lichtsignalanlage nicht wahrnimmt.
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Bei bekannten Verfahren ist es allerdings nachteilig, dass die notwendigen Informationen von der Lichtsignalanlage zur Verfügung gestellt werden müssen. Hierzu muss das System über eine Vorrichtung verfügen, die die Informationen bezüglich einer Lichtsignalanlage bereitstellt, sei es in Form einer Anbindung der Lichtsignalanlage an ein Kommunikationsnetz oder in Form einer direkten Aussendung der entsprechenden Informationen von der jeweiligen Lichtsignalanlage an die sich in unmittelbarer Nähe zu der Lichtsignalanlage befindlichen Kraftfahrzeuge. Allerdings besitzt nur ein Teil aller Lichtsignalanlagen derartige Funktionen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung eines Egofahrzeugs in Abhängigkeit eines Schaltverhaltens einer fahrzeugexternen Lichtsignalanlage anzugeben, das für eine demgegenüber größere Menge von Lichtsignalanlagen nutzbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist es bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass für wenigstens ein Erfassungsintervall jeweils eine einen zeitlichen Verlauf einer Schaltfolge von Schaltzuständen der Lichtsignalanlage betreffende Erfassungsinformation erfasst wird, indem durch eine Erfassungseinrichtung eines jeweiligen Erfassungsfahrzeugs zu mehreren zeitlich beabstandeten Erfassungszeitpunkten in dem jeweiligen Erfassungsintervall jeweils ein zumindest einen Abschnitt der Lichtsignalanlage abbildender Bilddatensatz erfasst wird, wonach durch eine Verarbeitungseinrichtung des jeweiligen Erfassungsfahrzeugs oder eine erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung durch eine Bilddatenverarbeitung der Bilddatensätze der jeweilige Schaltzustand der Lichtsignalanlage zu den Erfassungszeitpunkten ermittelt wird, wonach in Abhängigkeit der Erfassungszeitpunkte und der ermittelten Schaltzustände die jeweilige Erfassungsinformation ermittelt wird, wobei nach dem wenigstens einen Erfassungsintervall in Abhängigkeit der wenigstens einen Erfassungsinformation eine einen zukünftigen Wechselzeitpunkt für einen Wechsel zwischen zwei Schaltzuständen der Lichtsignalanlage und/oder den Schaltzustand der Lichtsignalanlage zu einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt beschreibende Prädiktionsinformation ermittelt wird, wonach die Vorrichtung des Egofahrzeugs, das das Erfassungsfahrzeug oder eines der Erfassungsfahrzeuge oder ein weiteres Fahrzeug ist, in Abhängigkeit der Prädiktionsinformation gesteuert wird.
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Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, durch eine Bilddatenerfassung ein tatsächliches Schaltverhalten einer Lichtsignalanlage zu beobachten und aus diesem ein zukünftiges Schaltverhalten vorauszusagen. Da das tatsächliche Schaltverhalten beobachtet wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren für jede Lichtsignalanlage nutzbar, deren Schaltverhalten Regelmäßigkeiten aufweist. Die Beobachtung des Schaltverhaltens, also die Erfassung der Bilddatensätze, kann durch das Egofahrzeug selbst erfolgen. Vorzugsweise werden die Bilddatensätze jedoch zumindest teilweise durch wenigstens ein weiteres Fahrzeug, das Erfassungsfahrzeug, erfasst. Beobachtungen durch verschiedene Erfassungsfahrzeuge können fusioniert werden, womit durch kooperierende Kraftfahrzeuge, optional unter Verwendung eines zentralen Backends, Regelmäßigkeiten der Schaltfolge erkannt und zur Prädiktion genutzt werden können.
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Bei der Erfassungseinrichtung des jeweiligen Erfassungsfahrzeugs kann es sich erfindungsgemäß um eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera handeln. Das Erfassungsintervall kann so gewählt sein, dass es dem gesamten Zeitraum entspricht, in dem zumindest ein Abschnitt der Lichtsignalanlage von der Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs erfassbar ist. Somit ist es erfindungsgemäß grundsätzlich möglich, dass sich Erfassungsintervalle bezüglich Ihrer Zeitdauer unterscheiden. Ausgehend von einer konventionellen Ampel als Lichtsignalanlage mit einer Rot-Phase, einer Rot-Gelb-Phase, einer Grün-Phase und einer Gelb-Phase ist es beispielsweise möglich, dass ein Erfassungsintervall eines Kraftfahrzeugs, welches während der Rot-Phase an der Lichtsignalanlage ankommt, länger ist als ein Erfassungsintervall eines weiteren Kraftfahrzeugs, das während der Rot-Gelb-Phase an der Lichtsignalanlage angelangt ist. Im Rahmen eines Erfassungsintervalls wird zu verschiedenen Erfassungszeitpunkten jeweils ein Bilddatensatz erfasst. Dieser kann dann durch eine entsprechende Bilddatenverarbeitung derart verarbeitet werden, dass ein Schaltzustand der Lichtsignalanlage ermittelt wird. Die Bilddatenverarbeitung kann entweder lokal durch ein Steuergerät des jeweiligen Erfassungsfahrzeugs oder nach Übertragung des Bilddatensatzes, insbesondere mittels einer drahtlosen Übertragung per Funk, an eine erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung von dieser durchgeführt werden. In Abhängigkeit von den Erfassungszeitpunkten der Bilddatensätze und den aus den Bilddatensätzen ermittelten zugehörigen Schaltzuständen lässt sich eine Erfassungsinformation ermittelt, wobei diese einen zeitlichen Verlauf einer Schaltfolge von Schaltzuständen der Lichtsignalanlage beschreibt.
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Erfindungsgemäß kann für mehrere Erfassungsintervalle jeweils eine Erfassungsinformation erfasst werden, wobei die Erfassungsintervalle zeitlich voneinander beabstandet sind und/oder wobei in einem ersten der Erfassungsintervalle eine erste Erfassungseinrichtung eines ersten Erfassungsfahrzeugs und in einem zweiten der Erfassungsintervalle eine zweite Erfassungseinrichtung eines von dem ersten Erfassungsfahrzeug unterschiedlichen zweiten Erfassungsfahrzeugs zur Erfassung der jeweiligen Bilddatensätze verwendet wird. Es kann z. B. jede der Erfassungsinformationen bzw. es können die Bilddatensätze, aus denen die jeweilige Erfassungsinformation ermittelt wird, von einem jeweils anderen Kraftfahrzeug ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist es allerdings auch möglich, dass ein Erfassungsfahrzeug zu zeitlich voneinander beabstandeten Zeitpunkten in die unmittelbare Nähe der zu erfassenden Lichtsignalanlage gelangt und jeweils eine Erfassungsinformation bzw. die zugeordneten Bilddatensätze erfassen kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der wenigstens einen Erfassungsinterformation wenigstens eine ein Zeitintervall zwischen zwei Schaltzustandswechseln der Lichtsignalanlage beschreibende Schaltintervallinformation ermittelt wird, wobei die Prädiktionsinformation in Abhängigkeit der wenigstens einen Schaltintervallinformation ermittelt wird. Durch eine Erfassungsinformation oder mehrere der Erfassungsinformationen können die Zeitpunkte von zwei beliebigen Schaltzustandswechseln beschrieben werden, so dass eine Schaltintervallinformation ermittelt werden kann, die das Zeitintervall zwischen diesen beiden Schaltzustandswechseln beschreibt. Ein Schaltzustandswechsel kann dann erkannt werden, wenn zu zwei zeitlich aufeinanderfolgenden der Bilddatensätze unterschiedliche Schaltzustände ermittelt werden.
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Eine weitere Variante der Erfindung kann vorsehen, dass die oder wenigstens eine der Schaltintervallinformationen ein Zeitintervall zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Schaltzustandswechseln der Lichtsignalanlage beschreibt, wobei die Prädiktionsinformation in Abhängigkeit dieser Schaltintervallinformation ermittelt wird. Das heißt, dass durch die wenigstens eine Erfassungsinformation zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Schaltzustandswechsel, beispielsweise von der Rot-Phase in die Rot-Gelb-Phase und von der Rot-Gelb-Phase in die Grün-Phase der Lichtsignalanlage, beschrieben werden, wonach die Schaltintervallinformation das Zeitintervall zwischen diesen beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Schaltzustandswechseln beschreibt und somit die zeitliche Länge eines bestimmten Schaltzustands der Lichtsignalanlage beschrieben wird. Dass es sich bei den durch die wenigstens eine Erfassungsinformation beschriebenen Schaltzustandswechseln um unmittelbar aufeinanderfolgende Schaltzustandswechsel handelt, kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass das Zeitintervall mit einem Grenzwert verglichen wird. Aufgrund einer zeitlichen Nähe der beiden erfassten Schaltzustandswechsel kann davon ausgegangen werden, dass diese beiden Schaltzustandswechsel unmittelbar aufeinanderfolgen. Werden Schaltzustandswechsel mit einer ausreichend hohen Zeitauflösung erfasst, kann auch dann von unmittelbar aufeinanderfolgenden Schaltzustandswechseln ausgegangen werden, wenn zwischen den Schaltzustandswechseln kein weiterer Schaltzustandswechsel erfasst wurde.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass eine einen vollständigen, die Zeitintervalle zwischen allen möglichen Schaltzustandswechseln zwischen verschiedenen Paaren aufeinanderfolgender Schaltzustände beinhaltenden Schaltzustandszyklus der Lichtsignalanlage beschreibende Zyklusinformation in Abhängigkeit von mehreren der Schaltintervallinformationen ermittelt wird, wobei die Prädiktionsinformation in Abhängigkeit der Zyklusinformation ermittelt wird. Das heißt, dass bei einer standardmäßigen Lichtsignalanlage mit einer Rot-Phase, einer Rot-Gelb-Phase, einer Grün-Phase und einer Gelb-Phase ein vollständiger Schaltzustandszyklus der Lichtsignalanlage durch eine Zyklusinformation beschrieben werden kann, wenn alle Zeitintervalle zwischen allen möglichen Schaltzustandswechseln zwischen zwei verschiedenen Paaren aufeinanderfolgender Schaltzustände erfasst wurden.
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Erfindungsgemäß kann in Abhängigkeit einer dem jeweiligen Erfassungsintervall zugeordneten Uhrzeit und/oder eines dem jeweiligen Erfassungsintervall zugeordneten Kalendertags die jeweilige Erfassungsinformation einer von mehreren Erfassungsinformationsgruppen zugeordnet werden, wobei die Schaltintervallinformation oder jede der Schaltintervallinformationen ausschließlich in Abhängigkeit von Erfassungsinformationen genau einer jeweiligen Erfassungsinformationsgruppe ermittelt wird. Dadurch können auch dynamisch geschaltete Lichtsignalanlagen mit veränderlichen Schaltintervalllängen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt werden, indem die Schaltintervallinformation ausschließlich aus bestimmten, der jeweiligen Uhrzeit und/oder dem jeweiligen Kalendertag zugeordneten Erfassungsinformationen ermittelt wird. Dadurch kann beispielsweise eine Schaltintervallinformation, die einer bestimmten Uhrzeit zugeordnete wird, von einer Schaltintervallinformation für das gleiche Schaltintervall abweichen, die einer anderen Uhrzeit zugeordnet wird.
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Alternativ oder ergänzend ist es erfindungsgemäß möglich, dass in Abhängigkeit eines im Bereich der Lichtsignalanlage vorherrschenden Verkehrsaufkommens die wenigstens eine Erfassungsinformation einem bestimmten Parameterintervall zugeordnet wird, wobei die Schaltintervallinformation oder jede der Schaltintervallinformationen ausschließlich in Abhängigkeit der Erfassungsinformationen genau eines jeweiligen Parameterintervalls ermittelt wird.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass in Abhängigkeit wenigstens einer Schaltintervallinformation und einer nach der Ermittlung der Schaltintervallinformation ermittelten weiteren Erfassungsinformation ein Validierungswert ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit des Validierungswertes die Prädiktionsinformation ermittelt wird und/oder wobei die Schaltintervallinformation geändert wird, wenn eine von der Validierungsinformation abhängende Anpassungsbedingung erfüllt wird. Beispielsweise kann es vorkommen, dass eine nach der Ermittlung der Schaltintervallinformation ermittelte Erfassungsinformation nicht mit der zuvor ermittelten Schaltintervallinformation korreliert, da beispielsweise die Schaltintervallinformation angibt, dass sich die Lichtsignalanlage zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Grün-Phase befindet, während die nach der Ermittlung der Schaltintervallinformation ermittelte weitere Erfassungsinformation beschreibt, dass sich die Lichtsignalanlage zu diesem Zeitpunkt in einer Gelb-Phase befindet. In Abhängigkeit des Validierungswertes kann eine Überprüfung einer Validierungsbedingung erfolgen, die beispielsweise bei Überschreiten eines Validierungsschwellwertes durch den Validierungswert erfüllt sein kann. Anhand der Überprüfung einer Validierungsbedingung kann anschließend entschieden werden, ob anhand der nach der Ermittlung der Schaltintervallinformation ermittelten weiteren Erfassungsinformation eine Anpassung der vorherig ermittelten Schaltintervallinformation erfolgt, oder ob die Erfassungsinformation vollständig verworfen wird und eine neue Erfassungsinformation ermittelt wird, da anhand der Auswertung der Validierungsbedingung davon auszugehen ist, dass es sich bei der zuerst ermittelten Erfassungsinformation um eine nicht plausible Information handelt, die beispielsweise aufgrund eines Erfassungsfehlers der Erfassungseinrichtung ermittelt wurde. Alternativ oder ergänzend kann, wenn die Erfassungsinformation nicht mit einer Schaltintervallinformation korreliert, die Schaltintervallinformation neu ermittelt werden.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die oder wenigstens eine der Erfassungsinformationen und/oder die Bilddatensätze durch eine Kommunikationseinrichtung des jeweiligen Erfassungsfahrzeugs an die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung übertragen wird oder werden, wobei die Schaltintervallinformation und/oder die Prädiktionsinformation durch die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung ermittelt werden, wobei die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung in dem Egofahrzeug oder einem weiteren Fahrzeug angeordnet oder eine ortsfeste Verarbeitungseinrichtung ist. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, dass sowohl die Bildverarbeitung der Bilddatensätze nicht durch das jeweilige Erfassungsfahrzeug erfolgt, sondern durch die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung durchgeführt wird, als auch dass aus den Bilddatensätzen abgeleitete Daten respektive Informationen wie z. B. die Erfassungsinformation und/oder die Prädiktionsinformation durch die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung ermittelt werden. Auch eine Auswertung einer Validierungsbedingung kann durch die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung erfolgen.
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Beispielsweise können durch verschiedene Erfassungsfahrzeuge erfasste Bilddatensätze und/oder aus diesen ermittelten Erfassungsinformationen an eine zentrale Verarbeitungseinrichtung, also ein Backend, übertragen und dort verarbeitet werden. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung kann dem Egofahrzeug z. B. Schaltintervall- oder Zyklusinformationen für wenigstens eine im Bereich des Egofahrzeugs befindliche Lichtsignalanlage bereitstellen, womit durch das Egofahrzeug nach Erfassung eines Schaltzustandswechsels durch eine Erfassungseinrichtung des Egofahrzeugs die Prädiktionsinformation ermittelbar ist. Der Schaltzustandswechsel kann durch die Erfassungseinrichtung optisch erfasst werden. Alternativ ist eine Erfassung beispielsweise über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation möglich.
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Alternativ oder ergänzend zur Nutzung im Rahmen einer Steuerung einer Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs sind die Erfassungsinformationen und/oder die Schaltintervallinformationen und/oder die Zyklusinformationen und/oder die Prädiktionsinformationen für eine oder mehrere Lichtsignalanlagen im Rahmen einer Routenplanung für das Egofahrzeug nutzbar. Hierbei kann im Rahmen der Routenplanung die voraussichtliche Ankunftszeit an den einzelnen Lichtsignalanlagen bestimmt und für diese Ankunftszeit der Schaltzustand der Lichtsignalanlage prädiziert werden. Die aus den Schaltzuständen der Lichtsignalanlagen resultierende Veränderung der Fahrzeit kann z. B. bei der Auswahl einer von mehreren berechneten möglichen Routen berücksichtigt werden. Eine derartige Routenplanung ist auch dadurch möglich, dass eine Navigationseinrichtung als Vorrichtung des Egofahrzeugs in Abhängigkeit der Prädiktionsinformation gesteuert wird.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Vorrichtung und ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildetes Steuergerät.
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Bei der Vorrichtung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren gesteuert wird, kann es sich um eine Fahrerassistenzvorrichtung handeln, die wiederrum eine Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs steuert. Alternativ oder ergänzend kann es sich um eine Ausgabevorrichtung handeln, durch die ein akustischer oder optischer Hinweis an einen Fahrzeuginsassen ausgegeben werden kann, in welchem Schaltzustand sich eine Lichtsignalanlage befindet respektive zu welchem zukünftigen Zeitpunkt sich der Schaltzustand ändern wird.
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Das Kraftfahrzeug kann entsprechend der zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Merkmale weitergebildet werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Nutzungssituation;
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2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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3 eine Prinzipdarstellung einer Datenfusion im Rahmen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Nutzungssituation eines Kraftfahrzeugs 1, in der ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung eines Egofahrzeugs gemäß dem in 2 gezeigten Flussdiagramm durchgeführt wird.
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In 1 sind das Kraftfahrzeug 1, eine erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 und eine fahrzeugexterne Lichtsignalanlage 3 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 befindet sich auf einer Fahrbahn 4 in unmittelbarer Nähe der fahrzeugexternen Lichtsignalanlage 3. Somit können von einer Erfassungseinrichtung 5 in Form einer Kamera des Kraftfahrzeugs 1 einen Erfassungsbereich 6, der durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, abbildende, die fahrzeugexterne Lichtsignalanlage 3 darstellende Bilddatensätze erfasst werden.
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Bei der Lichtsignalanlage 3 handelt es sich um eine Ampelanlage, die mittels verschiedener Leuchtmittel verschiedene Lichtsignale ausgeben kann, wodurch sich der Schaltzustand der Lichtsignalanlage 3 definiert. Somit kann sich die Lichtsignalanlage 3 in einem Schaltzustand, in dem ein rotes Lichtsignal ausgegeben wird, in einem Schaltzustand, in dem ein rot-gelbes Lichtsignal ausgegeben wird, in einem Schaltzustand, in dem ein grünes Lichtsignal ausgegeben wird, und in einem Schaltzustand, in dem ein gelbes Lichtsignal ausgegeben wird, befinden.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung 5 zudem dazu ausgebildet, dass sie die erfassten Bilddatensätze an die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 sendet und von dieser Daten in Form einer Prädiktionsinformation, die einen zukünftigen Wechselzeitpunkt für einen Wechsel zwischen zwei Schaltzuständen der Lichtsignalanlage 3 und/oder den Schaltzustand der Lichtsignalanlage 3 zu einem zukünftigen Zeitpunkt beschreibt, empfangen kann. Diese bidirektionale Datenübertragung ist durch den Doppelpfeil dargestellt. Dabei erfolgt die Datenübertragung beispielhaft über eine Mobilfunkverbindung zu einem Kommunikationsnetz 7.
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Nach dem Empfang der Prädiktionsinformation von der erfassungsfahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung 2 soll eine Anzeigevorrichtung in Form eines Displays (nicht gezeigt) als kraftfahrzeugseitige Vorrichtung in Abhängigkeit der Prädiktionsinformation gesteuert werden. Dieses Display zeigt einem Fahrzeuginsassen, insbesondere dem Fahrer, grafisch eine Zeitdauer in Form eines Countdowns an, wodurch er darüber informiert wird, wie lange der vom Kraftfahrzeug 1 aktuell erfasste Schaltzustand der fahrzeugexternen Lichtsignalanlage 3 noch andauern wird. Das heißt, ihm wird die noch verbleibende Zeit bis zu einem nächsten Schaltzustandswechsel angezeigt.
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Ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Steuerung der Anzeigevorrichtung ist in 2 dargestellt. Die in dem Verfahren verarbeiteten Informationen werden schematisch in 3 dargestellt. Die Schritte S1 bis S3 umfassen die die Erfassung von einen zeitlichen Verlauf einer Schaltfolge von Schaltzuständen der Lichtsignalanlage 3 betreffenden Erfassungsinformationen 8, 15. In den Schritten S4 und S5 werden die Erfassungsinformationen 8, 15 validiert und Erfassungsinformationen 8, 15 verschiedener zeitlich beabstandeter Erfassungsintervalle und/oder Erfassungsinformationen 8, 15, die auf Daten von unterschiedlichen Erfassungsfahrzeugen basieren, werden zu einem Gesamtdatensatz fusioniert. Anschließend werden aus dem Gesamtdatensatz Informationen über das Schaltverhalten der Lichtsignalanlage 3, also beispielsweise Schaltintervallinformationen, die die Dauer eines jeweiligen Schaltzustandes bzw. die Zeit zwischen zwei Schaltzustandswechseln 13, 14, 17, 18 beschreiben, ermittelt und in den Schritten S6 und S7 im Rahmen der Bestimmung der Prädiktionsinformation berücksichtigt, um die Vorrichtung in Abhängigkeit des Schaltverhaltens der Lichtsignalanlage 3 zu steuern.
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In Schritt S1 erfolgt eine Erfassung von für das Verfahren genutzten Bilddatensätzen, sobald durch die Erfassungseinrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1, die sich permanent in einem Aufnahmemodus befindet, die Lichtsignalanlage 3 erfasst wird. Die Bilddatensätze werden für den gesamten Zeitraum, in dem die Lichtsignalanlage 3 durch die Erfassungseinrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1 erfassbar ist, erfasst. Dieser Zeitraum stellt ein Erfassungsintervall dar.
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In Schritt S2 erfolgt eine Übertragung von allen erfassten Bilddatensätzen und den jeweiligen Erfassungszeitpunkten an die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2. Die Bilddatensätze werden somit, nach einem Erfassungszeitraum, an die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 gesendet.
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Unmittelbar nach der Übertragung erfolgt in Schritt S3 durch die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 die Ermittlung der jeweiligen Schaltzustände der fahrzeugexternen Lichtsignalanlage 3 für jeden der übermittelten Bilddatensätze durch eine Bilddatenverarbeitung. In Abhängigkeit der Schaltzustände und der jeweiligen Erfassungszeitpunkte, zu denen die Bilddatensätze erfasst wurden, wird durch die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2, ebenfalls in Schritt S3, anschließend eine jeweilige Erfassungsinformation ermittelt, die Paare aus Schaltzuständen und zugeordneten Erfassungszeitpunkten umfasst.
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Das Verfahren fährt in Schritt S4 fort, in dem bei Vorliegen bereits zu einem früheren Zeitpunkt, also in einem vorangehenden Verfahrensdurchlauf, ermittelter Schaltintervallinformationen zunächst eine Validierung der wenigstens einen neu hinzugekommenen Erfassungsinformation 15 durchgeführt wird. Hierzu wird in Abhängigkeit einer bereits zu einem früheren Zeitpunkt ermittelten Schaltintervallinformation und der wenigstens einen neu hinzugekommenen Erfassungsinformation 15 ein Validierungswert ermittelt und in Abhängigkeit einer von diesem Validierungswert abhängigen Validierungsbedingung entschieden, ob anschließend eine Prädiktionsinformation ermittelt wird oder die Schaltintervallinformation angepasst wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Validierungswert um einen numerischen Wert, der anhand einer statistischen Auswertung ermittelt wird und im Rahmen eines bestimmten Wertebereichs angibt, inwieweit sich die neu hinzugekommene Erfassungsinformation 15 mit den bisher bereits ermittelten Schaltintervallinformationen inhaltlich deckt bzw. mit diesem konsistent ist. Anschließend wird anhand einer Validierungsbedingung, die bei einem Überschreiten eines bestimmten Validierungsschwellwerts durch den Validierungswert erfüllt ist, entschieden, ob in Schritt S5 oder Schritt S6 mit dem Verfahren fortgefahren wird.
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Wenn die Validierungsbedingung erfüllt ist, erfolgt unmittelbar nach der Validierung eine Datenfusion in Schritt S5 gemäß der Darstellung in 3. Im Rahmen der Datenfusion werden alle der erfassungsfahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung 2 vorliegende Erfassungsinformationen 8, 15 in einer gemeinsamen Datenbank zusammengeführt.
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Durch ein nicht gezeigtes Fahrzeug X, das sich zu einem früheren Zeitpunkt während eines zeitlichen Intervalls 9 des Schaltzustands, in dem von der Lichtsignalanlage 3 ein rotes Lichtsignal ausgegeben wird, der Lichtsignalanlage 3 genähert hat, wurden zu bestimmten Erfassungszeitpunkten verschiedene Bilddatensätze erfasst und an die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 gesendet. Demnach liegt der erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 bereits eine aus diesen Bilddatensätzen und den Erfassungszeitpunkten ermittelte Erfassungsinformation 8 vor.
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Diese Erfassungsinformation 8 enthält, wie in 3 dargestellt, Informationen bezüglich eines zeitlichen Intervalls 9 des Schaltzustands, in dem von der Lichtsignalanlage 3 ein rotes Lichtsignal ausgegeben wird, und Informationen bezüglich eines zeitlichen Intervalls 10 des Schaltzustands, in dem von der Lichtsignalanlage 3 ein grünes Lichtsignal ausgegeben wird. Allerdings können bezüglich dieser Intervalle 9, 10 lediglich jeweils ein zugehöriger Schaltzustandswechsel 13, 14 ermittelt werden. Es wäre einerseits der Schaltzustandswechsel 13 von dem Intervall 9 in ein Intervall 12 des Schaltzustands, in dem die Lichtsignalanlage 3 ein rot-gelbes Lichtsignal ausgibt, und andererseits ein Schaltzustandswechsel 14 von dem Intervall 12 in das Intervall 10 ermittelbar.
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Da das Kraftfahrzeug X erst dann mit der Erfassung der Lichtsignalanlage 3 begonnen hat, als diese sich bereits in ihrem Schaltzustand, in der sie ein rotes Lichtsignal ausgibt, befand und mit der Erfassung der Lichtsignalanlage 3 gestoppt hat, bevor diese von ihrem Schaltzustand, in der sie ein grünes Lichtsignal ausgibt, in einen weiteren Schaltzustand gewechselt hat, sind im Rahmen der Erfassungsinformation 8 keine Informationen bezüglich weiterer Schaltzustandswechsel 17, 18 bekannt. Dies wird durch das zeitliche Intervall 11 in Form der gestrichelten Linie respektive dadurch, dass das zeitliche Intervall 9 und das zeitliche Intervall 10 im Rahmen der Erfassungsinformation 8 lediglich teilweise erfasst wurden, dargestellt.
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Durch die beiden erfassten Schaltzustandswechsel 13, 14 von dem Intervall 9 in das Intervall 12 und von dem Intervall 12 in das Intervall 10 konnte allerdings der vollständige zeitliche Verlauf des Intervalls 12 des Schaltzustands, in dem die Lichtsignalanlage 3 ein rot-gelbes Lichtsignal ausgibt, ermittelt werden.
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Nach der bereits erläuterten, in Schritt S3 durchgeführten Bilddatenverarbeitung und der anschließenden Validierung der neu hinzukommenden von dem Kraftfahrzeug 1 ermittelten Erfassungsinformation 15 in Schritt S4 erfolgt die Datenfusion der neu hinzukommenden Erfassungsinformation 15 und der bereits vorliegenden Erfassungsinformation 8 in Schritt S5.
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Die in 3 gezeigt Erfassungsinformation 15 wurde in Schritt S3 ermittelt. Diese Erfassungsinformation 15 beschreibt sowohl ein vollständiges zeitliches Intervall 16 des Schaltzustands, in dem die Lichtsignalanlage 3 ein gelbes Lichtsignal ausgibt, als auch einen vollständigen zeitlichen Verlauf der Intervalle 9 und 12. Die Erfassung durch das Kraftfahrzeug 1 erstreckt sich zeitlich über ein Schaltzustandswechsel 17 zwischen dem Intervall 10 und dem Intervall 16, ein Schaltzustandswechsel 18 zwischen dem Intervall 16 und dem Intervall 9, ein Schaltzustandswechsel 13 zwischen dem Intervall 9 und dem Intervall 12 und ein Schaltzustandswechsel 14 zwischen dem Intervall 12 und dem Intervall 10.
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Im Rahmen der Datenfusion werden nun alle vorliegenden Erfassungsinformationen 8, 15 im Schritt S5 des in 2 gezeigten Verfahrens miteinander fusioniert, indem sie in einer gemeinsamen Datenbank gespeichert werden. Betreffen die Erfassungsinformationen 8, 15 überlappende Zeitintervalle, so liegen in dieser Datenbank Informationen über das Schaltverhalten der Lichtsignalanlage 3 über einen längeren Zeitraum vor, der beide Intervalle umfasst.
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Anhand der Datenbank wird festgestellt, ob ein jeweiliger Schaltzustandswechsel 13, 14, 17, 18 vorliegt, indem ermittelt wird, dass zu wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassungszeitpunkten unterschiedliche Schaltzustände erfasst wurden. Anhand von wenigstens zwei erfassten Schaltzustandswechseln 13, 14, 17, 18 ist dann eine Schaltintervallinformation ermittelbar, die die Zeit zwischen zwei beliebigen Schaltzustandswechseln beschreibt.
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Bei den ermittelten Schaltzustandswechseln 13, 14, 17, 18 handelt es sich um unmittelbar aufeinanderfolgende Schaltzustandswechsel. Bei einem Unterschreiten eines bestimmten zeitlichen Grenzwertes aufgrund der zeitlichen Nähe zweier erfasster Schaltzustandswechsel 13, 14, 17, 18 wird davon ausgegangen, dass diese beiden Schaltzustandswechsel 13, 14, 17, 18 unmittelbar aufeinanderfolgen.
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Sobald aus den vorliegenden Erfassungsinformationen 8, 15 für alle möglichen Schaltzustandswechsel 13, 14, 17, 18 zwischen den verschiedenen Paaren aufeinanderfolgender Schaltzustände eine jeweilige Schaltintervallinformation ermittelbar ist, wird aus diesen Schaltintervallinformationen eine einen vollständigen Schaltzustandszyklus der Lichtsignalanlage 3 beschreibende Zyklusinformation 24 ermittelt.
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Das im Rahmen beider Erfassungsinformationen 8, 15 lediglich teilweise ermittelte Intervall 10 des Schaltzustands, in dem die Lichtsignalanlage 3 ein grünes Lichtsignal ausgibt, wird durch die Datenfusion vollständig ermittelt. Die Zyklusinformation 24 umfasst somit einen vollständigen zeitlichen Verlauf aller Intervalle 9, 10, 12, 16.
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Diese Zyklusinformation 24 kann allen zukünftig sich dieser Lichtsignalanlage 3 nähernden Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden.
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In Schritt S6 wird für ein weiteres Kraftfahrzeug, das das Egofahrzeug ist, eine Prädiktionsinformation ermittelt, indem in Abhängigkeit von Bilddatensätzen, die das Egofahrzeug erfasst und an die erfassungsfahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung 2 übertragen hat eine Erfassungsinformation ermittelt wird. Anhand dieser Erfassungsinformation wird ein Wechsel des Schaltzustands erkannt, während sich das weitere Kraftfahrzeug der Lichtsignalanlage 3 nähert. In Abhängigkeit dieser Information und in Abhängigkeit der bereits vorliegenden Zyklusinformation 24 wird eine Prädiktionsinformation für das Egofahrzeug ermittelt, die eine Zeit bis zum nächsten Schaltzustandswechsel beschreibt, und an dieses übertragen. In Schritt S7 wird eine Anzeigevorrichtung des Egofahrzeugs in Abhängigkeit der Prädiktionsinformation so angesteuert, dass sie grafisch einen Countdown ausgibt, der einen Fahrer des Egofahrzeugs darüber informiert, wann der nächste Schaltzustandswechsel zu erwarten ist. Hierdurch kann der Fahrer frühzeitig auf einen bevorstehenden Schaltzustandswechsel reagieren und somit seine Fahrweise effizient anpassen. Selbstverständlich kann ein entsprechender Countdown auch für eine Zeit bis zu einem bestimmten Schaltzustand ausgegeben werden.
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Das beschriebene Verfahren kann für eine Vielzahl von Lichtsignalanlagen durchgeführt werden. Vorzugsweise werden diese durch ihre Position, beispielsweise durch Zuordnung einer GPS-Koordinate, unterschieden.
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Das beschriebene Vorgehen ermöglicht eine zuverlässige Prädiktion bei Lichtsignalanlagen, die feste Schaltzyklen aufweisen. Das Verfahren kann einerseits erweitert werden, um Intervalle 9, 10, 12, 16 zu erkennen, deren Länge sich ändert, beispielsweise bei einer manuell auslösbaren Ampel an einem Fußgängerübergang. Im Rahmen der Validierung kann die variable Intervalllänge erkannt werden, wonach keine Prädiktionsinformationen bereitgestellt werden, die sich über dieses Intervall hinaus erstrecken.
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Andererseits können Lichtsignalanlagen berücksichtigt werden, deren Schaltverhalten sich tageszeit- oder kalendertageabhängig ändert. Hierzu können die einzelnen Erfassungsinformationen zeit- und/oder tagesabhängig verschiedenen Erfassungsinformationsgruppen zugeordnet werden, für die separat voneinander die jeweiligen Schaltintervallinformationen ermittelt werden. Durch eine statistische Auswertung der Schaltintervallinformationen können entsprechende zeit- bzw. tagesabhängige Veränderungen des Schaltverhaltens erkannt werden und in Abhängigkeit der Tageszeit bzw. des Kalendertages können die jeweils korrekten Schaltintervallinformationen im Rahmen der Ermittlung der Prädiktionsinformation berücksichtigt werden.
