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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Bei einer vorausschauenden Kollisionsschwereschätzung in einem Fahrzeug kann beispielsweise auf Informationen von im Fahrzeug verbauten Umfeldsensoren wie etwa Kamera, Radar, Lidar oder Ultraschall zurückgegriffen werden. Die Umfeldsensoren des Fahrzeugs können dabei beispielsweise die Maße der umliegenden Verkehrsteilnehmer erfassen. Aus diesen Maßen kann etwa innerhalb eines Airbagsteuergeräts oder eines weiteren Steuergeräts eine jeweilige Masse der erfassten Verkehrsteilnehmer abgeschätzt werden. Mithilfe der abgeschätzten Masse kann dann vorausschauend die Berechnung der Kollisionsschwere erfolgen, falls ein Unfall zwischen dem Fahrzeug und einem weiteren umliegenden Fahrzeug mit der abgeschätzten Masse imminent ist.
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In die Kollisionsschwereschätzung kann außerdem eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Verkehrsteilnehmer einfließen. Die Relativgeschwindigkeit kann entweder näherungsweise gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit sein oder kann ebenfalls anhand der im Fahrzeug verbauten Umfeldsensoren bestimmt werden. Mithilfe der Kollisionsschwereschätzung können beispielsweise aktive Rückhaltemittel wie reversible oder irreversible Gurtstraffer, Airbags oder eine Sitzverlagerung schon vor oder unmittelbar während einer Kollision gezielt gezündet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Ermitteln einer Kollisionsschwere einer voraussichtlichen Kollision zwischen einem Fahrzeug und zumindest einem weiteren Fahrzeug, eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Kollisionsschwere einer voraussichtlichen Kollision zwischen einem Fahrzeug und zumindest einem weiteren Fahrzeug vorgestellt, wobei das Fahrzeug eine Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit dem weiteren Fahrzeug aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Einlesen einer Abstandsinformation, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug repräsentiert;
- Vergleichen des Abstands mit einem Referenzabstand unter Verwendung der Abstandsinformation;
- Empfangen zumindest eines das weitere Fahrzeug repräsentierenden Fahrzeugparameters über die Kommunikationsschnittstelle, wenn sich beim Vergleichen ergibt, dass der Abstand nicht größer als der Referenzabstand ist; und
- Verarbeiten des Fahrzeugparameters, um die Kollisionsschwere zu ermitteln.
- Unter einer voraussichtlichen Kollision kann eine wahrscheinliche, kurz bevorstehende Kollision verstanden werden. Unter einer
- Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise eine Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation über Internet, Mobilfunk, Car-to-Car- oder Car-to-Infrastructure-Kommunikation, Rundfunk oder NFC verstanden werden.
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Unter Car-to-Car-Kommunikation, kurz Car2Car oder C2C, kann der Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen verstanden werden. Ziel dieses Datenaustausches ist es, dem Fahrer frühzeitig kritische und gefährliche Situationen zu melden. Außerdem können dabei fahrzeugspezifische Daten zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden. Die betreffenden Fahrzeuge sammeln Daten wie etwa ABS-Eingriffe, Lenkwinkel, Position, Richtung oder Geschwindigkeit und senden diese über Funk an andere Verkehrsteilnehmer. Dabei soll die Sichtweite des Fahrers mit elektronischen Mitteln verlängert werden.
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Unter Car-to-Infrastructure-Kommunikation, kurz C21, kann der Austausch von Daten zwischen einem Fahrzeug und einer umliegenden Infrastruktur, etwa einer Lichtzeichenanlage, verstanden werden. Car-to-Car- und Car-to-Infrastructure-Kommunikation basieren auf dem Zusammenwirken von Sensoren der verschiedenen Verkehrspartner und können neueste Verfahren der Kommunikationstechnologie zum Austausch dieser Informationen verwenden.
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Bei dem Fahrzeug oder dem weiteren Fahrzeug kann es sich etwa um ein (teil)autonomes Fahrzeug handeln, wobei unter einem autonomen Fahrzeug ein Fahrzeug verstanden werden kann, das ohne Fahrer auskommt. Das Fahrzeug fährt autonom, indem es beispielsweise einen Straßenverlauf, andere Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse selbstständig erkennt, entsprechende Steuerbefehle im Fahrzeug berechnet und diese an Aktuatoren im Fahrzeug weiterleitet, wodurch der Fahrverlauf des Fahrzeugs korrekt beeinflusst werden kann. Der Fahrer ist bei einem vollautonomen Fahrzeug nicht am Fahrgeschehen beteiligt.
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Unter einem Referenzabstand kann ein vorgegebener Mindestabstand verstanden werden. Der Referenzabstand kann statisch sein oder dynamisch anpassbar sein, etwa an eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Unter einem Fahrzeugparameter kann beispielsweise eine Masse, Größe, Steifigkeit, Geschwindigkeit, Position oder Trajektorie des weiteren Fahrzeugs verstanden werden. Alternativ kann der Fahrzeugparameter eine Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und weiterem Fahrzeug oder eine sonstige zur Beurteilung der Kollisionsschwere geeignete messbare Größe repräsentieren.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass durch den Austausch von Fahrzeugparametern zwischen Fahrzeugen über Car-to-Car-Kommunikation eine hochgenaue und vorausschauende Berechnung einer Kollisionsschwere vor einem Unfall durchgeführt werden kann. Dadurch können beispielsweise aktive Rückhaltemittel wie reversible oder irreversible Gurtstraffer, Airbags oder eine Sitzverlagerung schon vor oder unmittelbar während einer Kollision gezielt gezündet werden und somit die Fahrzeuginsassen im Unfall besser geschützt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Empfangens ein Parameter als der Fahrzeugparameter eingelesen werden, der eine Masse, eine Größe, eine Steifigkeit einer Fahrzeugstruktur, eine Geschwindigkeit, eine Position oder eine Trajektorie des weiteren Fahrzeugs oder eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug oder eine Kombination aus zumindest zwei der genannten Größen repräsentiert. Dadurch kann eine besonders genaue Ermittlung der Kollisionsschwere gewährleistet werden.
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Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Änderns des Referenzabstands in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder, zusätzlich oder alternativ, einer Güte einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug umfassen. Dadurch kann der Referenzabstand dynamisch angepasst werden.
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Es ist zudem vorteilhaft, wenn in einem Schritt des Sendens zumindest ein das Fahrzeug repräsentierender Fahrzeugparameter über die Kommunikationsschnittstelle gesendet wird, wenn sich beim Vergleichen ergibt, dass der Abstand nicht größer als der Referenzabstand ist. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Sendens eine die Kollisionsschwere repräsentierende Kollisionsinformation über die Kommunikationsschnittstelle, über eine Notrufkommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit einem Notrufsystem, über eine Infrastrukturkommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit einer Verkehrsinfrastruktur oder über zumindest zwei der genannten Schnittstellen gesendet werden. Unter einer Infrastrukturkommunikationsschnittstelle kann eine Car-to-Infrastructure-Kommunikationsschnittstelle verstanden werden. Unter einem Notrufsystem kann ein Kommunikationssystem zur Benachrichtigung von Rettungskräften, der Polizei oder einer Behörde verstanden werden. Dadurch kann die allgemeine Verkehrssicherheit erhöht werden und im Notfall schnell und effektiv Hilfe geholt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in einem Schritt des Aktivierens zumindest eine Personenschutzeinrichtung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Kollisionsschwere aktiviert werden. Unter einer Personenschutzeinrichtung kann etwa ein aktives oder passives Rückhaltemittel des Fahrzeugs verstanden werden. Dadurch kann die Personenschutzeinrichtung frühzeitig und gezielt aktiviert werden, wodurch im Unfall schwere Verletzungen vermieden werden können.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.
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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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Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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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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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Steuerung des Fahrzeugs. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie Beschleunigungs-, Druck-, Lenkwinkel- oder Umfeldsensorsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie Brems- oder Lenkaktoren oder ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs.
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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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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit Fahrzeugen aus 1;
- 4 eine schematische Darstellung eines Auffahrunfalls zweier Fahrzeuge aus 3;
- 5 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit Fahrzeugen aus 1;
- 6 eine schematische Darstellung einer Frontkollision zweier Fahrzeuge aus 5;
- 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 8 eine schematische Darstellung eines Datenaustauschs zwischen zwei Fahrzeugen mittels einer Kommunikationsschnittstelle zur Verwendung mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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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 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 befindet sich auf einer Straße 104, auf der zusätzlich zum Fahrzeug 100 beispielhaft ein erstes weiteres Fahrzeug 106, ein zweites weiteres Fahrzeug 108 und ein drittes weiteres Fahrzeug 110 fahren, wobei in 1 das erste weitere Fahrzeug 106 dem Fahrzeug 100 vorausfährt und die beiden weiteren Fahrzeuge 108, 110 dem Fahrzeug 100 auf einer zweiten Fahrspur entgegenkommen. Das Fahrzeug 100 ist mit einer Kommunikationsschnittstelle 112 ausgestattet, die zur Kommunikation der Vorrichtung 102 mit den weiteren Fahrzeugen 106, 108, 110 dient. Beispielsweise ist die Kommunikationsschnittstelle 112 ausgebildet, um mit den weiteren Fahrzeugen 106, 108, 110 über Car-to-Car-Kommunikation zu kommunizieren. Ähnlich wie das Fahrzeug 100 können auch die weiteren Fahrzeuge 106, 108, 110 mittels geeigneter weiterer Kommunikationsschnittstellen untereinander vernetzt sein. Bei den in 1 gezeigten Fahrzeugen kann es sich etwa um teil- oder hochautomatisierte Fahrzeuge handeln.
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Die Vorrichtung 102 ist ausgebildet, um über die Kommunikationsschnittstelle 112 von zumindest einem der weiteren Fahrzeuge 106, 108, 110 zumindest einen das betreffende weitere Fahrzeug repräsentierenden Fahrzeugparameter wie etwa Masse, Größe, Geschwindigkeit, Relativgeschwindigkeit, Position, Trajektorie oder Steifigkeit zu empfangen. Allerdings empfängt die Vorrichtung 102 den Fahrzeugparameter nur dann, wenn der Abstand des betreffenden weiteren Fahrzeugs zum Fahrzeug 100 unterhalb eines vorgegebenen Mindestabstands liegt. Beispielsweise ist die Vorrichtung 102 in der Lage, um einen jeweiligen Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und den weiteren Fahrzeugen 106, 108, 110 unter Verwendung von Daten einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs 100 zu ermitteln und durch Vergleich des mittels der Umfeldsensorik gemessenen Abstands mit dem Mindestabstand zu ermitteln, welches der Fahrzeuge sich innerhalb des Mindestabstands befindet.
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Beispielhaft befinden sich in 1 das erste weitere Fahrzeug 106 und das zweite weitere Fahrzeug 108 innerhalb eines dem Fahrzeug 100 zugeordneten Mindestabstands M1, der durch einen gestrichelten Kreis angedeutet ist. Entsprechend empfängt die Vorrichtung 102 von dem ersten weiteren Fahrzeug 106 zumindest einen das erste weitere Fahrzeug 106 repräsentierenden ersten Fahrzeugparameter 114 und von dem zweiten weiteren Fahrzeug 108 zumindest einen das zweite weitere Fahrzeug 108 repräsentierenden zweiten Fahrzeugparameter 116. Dabei verarbeitet die Vorrichtung 102 den ersten Fahrzeugparameter 114, um eine Kollisionsschwere einer voraussichtlichen Kollision zwischen dem Fahrzeug 100 und dem ersten weiteren Fahrzeug 106 zu ermitteln. In dazu analoger Weise verarbeitet die Vorrichtung 102 den zweiten Fahrzeugparameter 116, um eine Kollisionsschwere einer voraussichtlichen Kollision zwischen dem Fahrzeug 100 in dem zweiten weiteren Fahrzeug 108 zu ermitteln. Von dem außerhalb des Mindestabstands M1 befindlichen dritten weiteren Fahrzeug 110 empfängt die Vorrichtung 102 hingegen keine entsprechenden Fahrzeugparameter.
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Analog zum Fahrzeug 100 können auch die weiteren Fahrzeuge 106, 108, 110 mit der Vorrichtung 102 ausgestattet sein. Die zu den weiteren Fahrzeugen 106, 108, 110 gehörenden Mindestabstände M2, M3, M4 zum Empfangen und Verarbeiten von Fahrzeugparametern sind ebenfalls mit gestrichelten Kreisen angedeutet.
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Die unter Verwendung der Fahrzeugparameter 114, 116 ermittelte Kollisionsschwere ermöglicht es, im Fall einer erkannten bevorstehenden oder sich ereignenden Kollision Rückhaltemittel des Fahrzeugs 100 frühzeitig und gezielt auszulösen.
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Wie bereits erwähnt, werden für die Berechnung der voraussichtlichen Kollisionsschwere in einem Fahrzeug nur Fahrzeuge innerhalb des Mindestabstands des jeweiligen Fahrzeugs berücksichtigt. Der Mindestabstand M beträgt beispielsweise je nach Güte der Car-to-Car-Kommunikation mehrere Hundert Meter und bezeichnet einen für das Fahrzeug relevanten Erfassungsbereich für eine Kollisionsschwereschätzung. Innerhalb des Mindestabstands erfolgt innerhalb des Fahrzeugs 100 die Berechnung einer vorausschauenden Kollisionsschwereschätzung, während außerhalb des Mindestabstands keine Berechnung erfolgt.
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Der Mindestabstand wird durch die Vorrichtung 102 beispielsweise dynamisch je nach Fahrzeuggeschwindigkeit verändert, etwa weil sich bei hoher Geschwindigkeit der Bremsweg des Fahrzeugs 100 verlängert, wodurch auch weitere Verkehrsteilnehmer in einem größeren Abstand zum Fahrzeug 100 in der Berechnung berücksichtigt werden sollten.
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In 1 befinden sich die Fahrzeuge 106, 108 gerade innerhalb des Mindestabstands M1 und werden deshalb in der Kollisionsschwereschätzung des Fahrzeugs 100 berücksichtigt, während sich das dritte weitere Fahrzeug 110 außerhalb des Mindestabstands M1 befindet und deshalb nicht in der Kollisionsschwereschätzung berücksichtigt wird. Innerhalb des Mindestabstands M2 des ersten weiteren Fahrzeugs 106 befinden sich die Fahrzeuge 100, 108, die entsprechend in der Kollisionsschwereschätzung des ersten weiteren Fahrzeugs 106 berücksichtigt werden. Außerdem befinden sich innerhalb des Mindestabstands M3 des zweiten weiteren Fahrzeugs 108 die Fahrzeuge 100, 106, die entsprechend in der Kollisionsschwereschätzung des zweiten weiteren Fahrzeugs 108 berücksichtigt werden. Innerhalb des Mindestabstands M4 des dritten weiteren Fahrzeugs 110 befindet sich momentan kein Fahrzeug, weshalb hier keine Kollisionsschwereschätzung erfolgt. Darüber hinaus befindet sich das dritte weitere Fahrzeug 110 weder innerhalb von M1 oder M2 noch innerhalb von M3, weshalb es nicht in den Kollisionsschwereschätzungen der Fahrzeuge 100, 106, 108 berücksichtigt wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa einer Vorrichtung, wie sie vorangehend anhand von 1 beschrieben ist. Die Vorrichtung 102 umfasst eine Einleseeinheit 210 zum Einlesen einer Abstandsinformation 212, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel den gemessenen Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem ersten weiteren Fahrzeug und den gemessenen Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem zweiten weiteren Fahrzeug repräsentiert. Eine Vergleichseinheit 220 ist ausgebildet, um die gemessenen Abstände unter Verwendung der Abstandsinformation 212 je mit einem Referenzabstand, hier dem Mindestabstand M1, zu vergleichen und ein Empfangssignal 222 an eine Empfangseinheit 230 der Vorrichtung 102 zu senden, sofern der Vergleich ergibt, dass die gemessenen Abstände nicht größer als der Referenzabstand sind. Bei der Einleseeinheit 210 und der Empfangseinheit 230 kann es sich um ein und dieselbe Komponente der Vorrichtung 102 handeln. Die Empfangseinheit 230 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Empfangssignals 222 die Fahrzeugparameter 114, 116 über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen und an eine Verarbeitungseinheit 240 der Vorrichtung 102 weiterzuleiten, die die Fahrzeugparameter verwendet, um die jeweilige Kollisionsschwere bezüglich der beiden weiteren Fahrzeuge zu ermitteln. Als Ergebnis der Verarbeitung gibt die Verarbeitungseinheit 240 eine die jeweilige Kollisionsschwere repräsentierende Kollisionsinformation 242 aus.
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Die Kollisionsinformation 242 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel von einer optionalen Sendeeinheit 250 der Vorrichtung 102 empfangen und an die Kommunikationsschnittstelle gesandt, um die Kollisionsinformation 242 entweder an die betreffenden weiteren Fahrzeuge oder an ein Notrufsystem oder eine Einrichtung einer Verkehrsinfrastruktur, etwa eine Lichtzeichenanlage, weiterzuleiten. Dabei fungiert die Kommunikationsschnittstelle je nach Ausführungsbeispiel zusätzlich als Notrufkommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit dem Notrufsystem oder Infrastrukturkommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit der Verkehrsinfrastruktur.
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Die Sendeeinheit 250 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um zusätzlich oder alternativ zumindest einen das Fahrzeug repräsentierenden Fahrzeugparameter über die Kommunikationsschnittstelle auszugeben, beispielsweise zur Ermittlung der Kollisionsschwere in weiteren Fahrzeugen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 102 eine Aktivierungseinheit 260, die die Kollisionsinformation 242 verwendet, um ein Aktivierungssignal 262 zum frühzeitigen Aktivieren entsprechender Personenschutzeinrichtungen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der durch die Kollisionsinformation 242 repräsentierten Kollisionsschwere auszugeben.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit Fahrzeugen 100, 106, 108, 110 aus 1. Im Unterschied zu 1 befindet sich vor dem ersten weiteren Fahrzeug 106 ein Hindernis 300 auf der Fahrbahn. Die Mindestabstände sind hier aus Übersichtsgründen nicht dargestellt und entsprechen beispielsweise den Mindestabständen aus 1.
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Das erste weitere Fahrzeug 106 führt aufgrund des Hindernisses 300 eine Vollbremsung durch. Das Fahrzeug 100 kann jedoch nicht mehr rechtzeitig bremsen und es kommt in diesem Beispiel zu einem Auffahrunfall zwischen den Fahrzeugen 100, 106. Dies ist in 4 bildhaft dargestellt.
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Doch bevor es zur Kollision zwischen den beiden Fahrzeugen 100, 106 kam, wurden bereits die Fahrzeugparameter zwischen den Fahrzeugen innerhalb des Mindestabstands ausgetauscht und es wurde mit deren Hilfe in den Fahrzeugen 100, 106 die Kollisionsschwere der voraussichtlichen Kollision berechnet. Beispielsweise wurden dadurch im Fahrzeug 100 schon vor dem Aufprall Gurtstraffer gezündet oder vor oder während des Aufpralls Frontairbags gezündet. Im ersten weiteren Fahrzeug 106 wurden hingegen beispielsweise schon vor dem Aufprall Gurtstraffer gezündet und vor oder während des Aufpralls Nackenstützen angestellt. Die Auslösung der Rückhaltemittel konnte mittels der im Vorfeld ermittelten Kollisionsschwere präzise und zeitlich abgestimmt erfolgen, unter anderem beispielsweise durch Kenntnis der Fahrzeugmasse, der Steifigkeiten und Relativgeschwindigkeiten. Auf diese Weise sind die Insassen der Fahrzeuge 100, 106 während des Unfalls besser geschützt.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Auffahrunfalls zweier Fahrzeuge 100, 106 aus 3.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit Fahrzeugen 100, 106, 108, 110 aus 1. Im Unterschied zu 3 führt das Fahrzeug 100 in diesem Beispiel statt einer Vollbremsung ein Ausweichmanöver auf die zweite Fahrspur durch, um dem vor dem Hindernis 300 abbremsenden Fahrzeug 106 auszuweichen. Dadurch kommt es zu einem Frontcrash zwischen dem Fahrzeug 100 und dem zweiten weiteren Fahrzeug 108. Dies ist in 6 bildhaft dargestellt. Analog zu dem anhand von 3 beschriebenen Beispiel wurden jedoch schon vor dem Frontcrash die jeweiligen Fahrzeugparameter zwischen den innerhalb des Mindestabstands befindlichen Fahrzeugen 100, 108 ausgetauscht und mit deren Hilfe in den Fahrzeugen 100, 108 die voraussichtliche Kollisionsschwere berechnet. Dadurch wurden beispielsweise im Fahrzeug 100 schon vor dem Aufprall Gurtstraffer gezündet und vor oder während des Aufpralls beispielsweise Frontairbags ausgelöst. Im zweiten weiteren Fahrzeug 108 hingegen wurden beispielsweise ebenfalls schon vor dem Aufprall Gurtstraffer gezündet und vor oder während des Aufpralls beispielsweise Frontairbags ausgelöst.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt optional die Meldung der berechneten Kollisionsschwere an Behörden wie Polizei, Notarzt oder Feuerwehr über ein entsprechendes Notrufsystem wie beispielsweise eCall oder die umliegende Verkehrsinfrastruktur über Car-to-Infrastructure-Kommunikation unmittelbar nach der Kollision. Dies erfolgt beispielsweise genau dann, wenn eine bestimmte Kollisionsschwere überschritten wurde oder wenn es zur Auslösung aktiver Rückhaltemittel in zumindest einem der beteiligten Fahrzeuge gekommen ist. Dadurch können sich die Behörden unverzüglich an den Unfallort begeben und schon bei der Anfahrt entsprechende Vorkehrungen treffen, um verletzte Fahrzeuginsassen schneller und effizienter behandeln zu können, da sich aus der Kollisionsschwere auch eine entsprechende Verletzungsschwere ableiten lässt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung einer Frontkollision zweier Fahrzeuge 100, 108 aus 5.
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7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 700 zum Ermitteln einer Kollisionsschwere kann beispielsweise unter Verwendung einer vorangehend anhand der 1 bis 6 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Dabei wird in einem Schritt 710 die Abstandsinformation eingelesen. In einem Schritt 720 wird der durch die Abstandsinformation repräsentierte Abstand mit dem Referenzabstand verglichen. In einem Schritt 730 erfolgt das Empfangen zumindest eines Fahrzeugparameters bezüglich zumindest eines weiteren Fahrzeugs, sofern sich beim Vergleichen ergibt, dass der Abstand des weiteren Fahrzeugs nicht größer als der Referenzabstand ist. Schließlich wird in einem Schritt 740 der Fahrzeugparameter verarbeitet, um die Kollisionsschwere der voraussichtlichen Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug zu ermitteln.
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8 zeigt eine schematische Darstellung eines Datenaustauschs zwischen zwei Fahrzeugen mittels einer Kommunikationsschnittstelle 112 zur Verwendung mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa einer vorangehend anhand der 1 bis 7 beschriebenen Vorrichtung. Beispielhaft sind das Fahrzeug 100 und das erste weitere Fahrzeug 106 dargestellt.
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Der Datenaustausch zwischen den Fahrzeugen 100, 106 erfolgt beispielsweise über Funkverbindungen wie Internet, Mobilfunk, Car-to-Car, Car-to-Infrastructure, Rundfunk, NFC (Near Field Communication) oder eine Cloud.
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Beispielsweise werden folgende Informationen als Fahrzeugparameter zwischen den Fahrzeugen 100, 106 mit dem Ziel einer verbesserten Kollisionsschwereermittlung über eine Car-to-Car-Kommunikationsschnittstelle ausgetauscht:
- - Masse des Fahrzeugs;
- - Steifigkeit einer Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs, etwa Front oder Seite;
- - Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs;
- - Position des Fahrzeugs (GPS, Glonas, Baidu, Galileo);
- - Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs bezüglich weiterer Verkehrsteilnehmer;
- - geplante Fahrzeugtrajektorie (bei autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen);
- - Fahrzeugabmessungen;
- - Zeitstempel einer Nachricht;
- - Parameter für die Kommunikationsgüte.
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Die aufgelisteten Fahrzeugparameter werden beispielsweise innerhalb eines Fahrzeugs ermittelt, über die Car-to-Car-Kommunikationsschnittstelle an weitere Verkehrsteilnehmer gesendet und von diesen innerhalb des Mindestabstands empfangen und weiterverarbeitet. Darüber hinaus erfolgt der Empfang der Fahrzeugparameter und die Weiterverarbeitung im eigenen Fahrzeug für alle Verkehrsteilnehmer innerhalb des Mindestabstands, etwa innerhalb eines Airbagsteuergeräts.
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Die Masse des eigenen Fahrzeugs wird zusammen mit der Masse des weiteren Verkehrsteilnehmers für die Berechnung der voraussichtlichen Kollisionsschwere herangezogen. Je höher die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Fahrzeugen ist und je höher deren Massen oder deren Massenunterschied ist, desto höher kann auch die Kollisionsschwere für das entsprechende Fahrzeug ausfallen. Mit der Kenntnis der genauen Fahrzeugmasse des eigenen Fahrzeugs und des weiteren Verkehrsteilnehmers kann die Kollisionsschwere schon vor einem Unfall hochgenau ermittelt werden.
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Neben der Fahrzeugmasse ist bei einer Kollision auch die Steifigkeit einer bestimmten Fahrzeugstruktur von Bedeutung. In einem Frontcrash ist etwa die Steifigkeit der Frontpartie des Fahrzeugs von Bedeutung, während bei einem Seitencrash die Steifigkeit der Seitenpartie des Fahrzeugs von Bedeutung ist. Die Steifigkeitswerte werden in den Fahrzeugen für bestimmte Fahrzeugbereiche wie etwa Front, Seite oder Heck beispielsweise schon während der Fahrzeugproduktion abgelegt. Während der Fahrt erfolgt ein Austausch dieser Steifigkeitswerte zwischen den Fahrzeugen über die Car-to-Car-Kommunikationsschnittstelle. Die Steifigkeitswerte des weiteren Verkehrsteilnehmers werden beispielsweise vom eigenen Fahrzeug innerhalb des Mindestabstands empfangen. Diese Steifigkeitswerte fließen anschließend zusammen mit dem Steifigkeitswert des eigenen Fahrzeugs, mit der Masse der beiden Fahrzeuge sowie den voraussichtlichen Auftreffpunkten beider Fahrzeuge in die Berechnung der Kollisionsschwere ein. Aus den Massen und Steifigkeiten sowie den Relativgeschwindigkeiten zwischen den Fahrzeugen lassen sich außerdem Deformationen über der Zeit ableiten, aus denen wiederum die Auslösung aktiver Rückhaltemittel im Fahrzeug gezielt gesteuert werden kann.
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Mithilfe der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Eigengeschwindigkeit des weiteren Verkehrsteilnehmers, die über die Car-to-Car-Kommunikationsschnittstelle empfangen wurde, lässt sich auf einfache Weise eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem weiteren Verkehrsteilnehmer berechnen. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen ist ebenfalls essenziell für die Berechnung der Kollisionsschwere, denn je höher die Relativgeschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen ist, desto höher ist auch die Kollisionsschwere bei einem Unfall.
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Alternativ lässt sich die Relativgeschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen auch aus zwei aufeinanderfolgenden Positionen des eigenen Fahrzeugs (Eigengeschwindigkeit), zwei aufeinanderfolgenden Positionen des weiteren Verkehrsteilnehmers (Fremdgeschwindigkeit) sowie einem aktuellen Positionsunterschied zwischen den beiden Fahrzeugen bestimmen. Hierzu können auch die Positionen der Fahrzeuge über die Car-to-Car-Kommunikationsschnittstelle ausgetauscht werden.
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Darüber hinaus lässt sich die Relativgeschwindigkeit der Fahrzeuge zueinander auch direkt aus einem Laufzeitunterschied der Car-to-Car-Kommunikationssignale bestimmen, sofern die Kommunikationssignale mit einem Zeitstempel versehen sind. Der Zeitstempel in den Nachrichten wird beispielsweise auch verwendet, um innerhalb der Berechnung der Relativgeschwindigkeiten die Signallaufzeiten zu kompensieren.
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Bei autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen kann außerdem ein Austausch der geplanten Fahrzeugtrajektorien zwischen zwei Fahrzeugen innerhalb des Mindestabstands erfolgen. Diese Trajektorien gehen dann ebenfalls in die Berechnung der Kollisionsschwere ein, indem aus den Trajektorien etwa erneut Relativgeschwindigkeiten zwischen den Fahrzeugen abgeleitet werden oder aber Fahrzeugüberdeckungen bei einem imminenten Unfall berechnet werden. Hierfür werden ferner die jeweiligen Fahrzeugabmessungen verwendet, die dazu ebenfalls über die Car-to-Car-Kommunikationsschnittstelle zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden.
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Die Parameter zur Kommunikationsgüte werden verwendet, um Kommunikationsstörungen zu erkennen. Ist beispielsweise die Kommunikationsgüte nicht ausreichend hoch, so erfolgt die Berechnung der Kollisionsschwere alternativ auf eine herkömmliche Weise.
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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.
