DE102017222753A1 - Method and system for warning road users of a wrong-way driving of a vehicle while avoiding a hoax - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor einer Falschfahrt eines Fahrzeugs (1), umfassend die folgenden Schritte: Einlesen (200) von Positionsdaten des Fahrzeugs (1) in einen fahrzeugexternen Server (2) über eine Fahrzeug-Server-Schnittstelle (12) zwischen einem dem Fahrzeug (1) zugeordneten Kommunikationsgerät (10) und dem fahrzeugexternen Server (2); Abgleichen (300) der Positionsdaten (13) des Fahrzeugs (1) im fahrzeugexternen Server (2) unter Verwendung zumindest einer serverseitigen Navigationsinformation, um die eingelesenen Positionsdaten des Fahrzeugs (1) hinsichtlich einer Falschfahrt des Fahrzeugs (1) auszuwerten; Bereitstellen (400) einer Falschfahrerwarnung (14) über die Falschfahrt des Fahrzeugs (1) an zumindest eine weitere Fahrzeug-Server-Schnittstelle (15) zwischen zumindest einem weiteren Fahrzeug (3) zugeordneten Kommunikationsgerät (16) und dem fahrzeugexternen Server (2), falls in dem Schritt des Abgleichens (300) anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs (1) eine tatsächliche Falschfahrt verifiziert worden ist; wobei zur Verifikation (310) einer Falschfahrt während des Schritts des Abgleichens (300) zusätzlich in einem Falschfahrtgefahrenbereich (60) des Straßennetzes die Information einer zuvor normalen Fahrt des Fahrzeugs (1) auf dem Straßennetz vor Einfahrt in den Falschfahrtgefahrenbereich (60) herangezogen wird, um Falschmeldungen über eine Falschfahrt zu vermeiden, die durch ein innerhalb des Falschfahrtgefahrenbereichs (60) aber außerhalb des Straßennetzes fahrendes Off-Road-Fahrzeug (la) hervorrufbar sind.The invention relates to a method and system for warning road users of wrong-way driving of a vehicle (1), comprising the following steps: reading (200) position data of the vehicle (1) into a vehicle-external server (2) via a vehicle-server interface (12) between a vehicle (1) associated communication device (10) and the vehicle external server (2); Comparing (300) the position data (13) of the vehicle (1) in the vehicle-external server (2) using at least server-side navigation information to evaluate the read-in position data of the vehicle (1) with regard to a wrong-way drive of the vehicle (1); Providing (400) a wrong-way driver warning (14) about the wrong drive of the vehicle (1) to at least one further vehicle-server interface (15) between at least one further vehicle (3) associated communication device (16) and the external server (2), if an actual wrong travel has been verified in the step of matching (300) based on the position data of the vehicle (1); wherein for the verification (310) of a wrong trip during the step of balancing (300) additionally in a wrong travel hazard area (60) of the road network the information of a previously normal travel of the vehicle (1) on the road network before entering the wrong travel risk area (60) is used, in order to avoid false reports about a wrong-way driving, which can be evoked by an off-road vehicle (1a) traveling outside the wrong-way driving area (60) but outside the road network.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warnen von Verkehrssteilnehmern vor einer Falschfahrt eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Daneben betrifft die Erfindung auch ein dieses Verfahren ausführendes Client-Server-System sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens, schwerpunktmäßig auf einem Server des Client-Server-Systems.The present invention relates to a method for warning road users of a wrong-way driving of a vehicle according to the preamble of claim 1. In addition, the invention also relates to a client-server system implementing this method and a computer program product for carrying out the method, mainly on a server of the client server system.
Die Falschfahrt eines Fahrzeugs wird bei personenbetriebenen Kraft- oder Nutzfahrzeugen durch einen hierfür verantwortlichen Falschfahrer, auch „Geisterfahrer“ genannt, verursacht, welcher durch verkehrswidriges Verhalten Verkehrsunfälle mit einem erheblichen Personen- und Sachschaden auslösen kann. Eine Erkennung von Falschfahrten alleine auf Basis eines im Fahrzeug vorhandenen Navigationsgerätes erfolgt in der Praxis meist zu spät, da der Falschfahrer sich in den meisten Fällen bereits mit hoher Fahrgeschwindigkeit und großer Wahrscheinlichkeit auf einem Kollisionskurs, beispielsweise auf einer falschen Fahrspur einer Autobahn, befindet. Zur Unfallverhütung ist es daher erforderlich, den Falschfahrer selbst und auch die sich im Gefahrenbereich befindlichen Verkehrsteilnehmer zeitnah vor einer Falschfahrt zu warnen.The wrong-way driving of a vehicle is caused by a responsible wrong-way driver, also called "ghost driver", in personal-driven motor vehicles or utility vehicles, which can cause traffic accidents with a considerable personal injury and material damage through traffic-reprehensible behavior. A detection of wrong trips solely on the basis of an existing in the vehicle navigation device is usually too late in practice, since the wrong driver is already at high speed and high probability on a collision course, for example, on a wrong lane of a highway, in most cases. To prevent accidents, it is therefore necessary to warn the wrong-way driver himself and also located in the danger area road users promptly before a wrong-way.
Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist nicht allein beschränkt auf personenbetriebene Kraft- und Nutzfahrzeuge, sondern lässt sich auch als Sicherheitssystem für autonomes Fahren nutzen.The field of application of the present invention is not limited to passenger-driven commercial vehicles alone, but can also be used as a safety system for autonomous driving.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik gehen vielfältige automatische Verfahren zur Detektion von Falschfahrern hervor, die beispielsweise über eine Videosensorik ermitteln, ob ein die Durchfahrt oder Einfahrt verbietendes Verkehrsschild überfahren worden ist. Ferner sind auch Verfahren allgemein bekannt, welche unter Nutzung einer digitalen Karte des Straßennetzes in Verbindung mit Positionsdaten des Fahrzeugs versuchen zu erkennen, ob sich das Fahrzeug auf einem Streckenabschnitt in der falschen Fahrtrichtung fortbewegt. Allgemein bekannt sind auch drahtlose Verfahren, welche mittels spezieller technischer Mittel, beispielsweise Baken der Fahrbahn oder am Fahrbahnrand, Falschfahrer detektieren.From the well-known state of the art, there are numerous automatic methods for detecting wrong-way drivers, which determine, for example via a video sensor system, whether a traffic sign prohibiting the passage or entrance has been run over. Further, methods are also generally known which, using a digital map of the road network in conjunction with position data of the vehicle, try to detect whether the vehicle is traveling on a section in the wrong direction of travel. Wireless methods are also generally known which detect wrong-hand drivers by means of special technical means, for example beacons of the roadway or on the roadside.
Aus der hier gattungsgemäßen
Bei dieser zeitkritischen Funktionsweise sind Fehlmeldungen über eine Falschfahrt zu vermeiden. Problematisch hierbei ist die Ungenauigkeit von Systemen zur Ermittlung der aktuellen Positionsdaten des Fahrzeugs, also eines GPS-Systems oder dergleichen. Denn es gilt zu verhindern, dass der Map-Matching-Algorithmus die aktuelle Position des Fahrzeugs einem falschen Streckenabschnitt des Straßennetzes zuordnet. Gemäß der geltenden ASIL (Automotive Safety Integrity Level)-Vorschriften ist insbesondere bei einem vollautomatischen Warnkonzept eine hohe Zuverlässigkeit gefordert.With this time-critical mode of operation, false reports about wrong-way driving are to be avoided. The problem here is the inaccuracy of systems for determining the current position data of the vehicle, so a GPS system or the like. Because it is important to prevent that the map matching algorithm assigns the current position of the vehicle to a wrong section of the road network. In accordance with the current ASIL (Automotive Safety Integrity Level) regulations, a high level of reliability is required, in particular with a fully automatic warning concept.
Der vorstehend angegebene Stand der Technik setzt diesbezüglich jedoch lediglich bei einer Verbesserung der Qualität der Daten der fahrzeugseitigen Sensorik an. Nichtsdestotrotz kann es passieren, dass ein herkömmlicher Map-Matching-Algorithmus irrtümlicherweise ein außerhalb des Straßennetzes fahrendes Off-Road-Fahrzeug einem Streckenabschnitt des Straßennetzes zuordnet, so dass es scheint, dass dieses Off-Road-Fahrzeug sich beispielsweise in verbotener Weise in falscher Richtung auf einer Autobahnabfahrt fortbewegt.The above-mentioned prior art, however, relies in this respect only on an improvement in the quality of the data of the vehicle-mounted sensors. Nevertheless, it may happen that a conventional map-matching algorithm mistakenly assigns an off-road vehicle traveling off-road to a stretch of the road network, so that it seems that this off-road vehicle is itself for example, in a forbidden way in the wrong direction on a motorway exit moves.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und System zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor einer Falschfahrt eines Fahrzeugs dahingehend weiter zu verbessern, dass eine von einem Off-Road-Fahrzeug verursachte Falschmeldung zuverlässig vermieden wird.It is the object of the present invention to further improve a method and system for warning road users of a wrong-way driving of a vehicle in such a way that a false message caused by an off-road vehicle is reliably avoided.
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass zur zusätzlichen Verifikation einer Falschfahrt während des Schritts des Abgleichens in einem zuvor in der digitalen Karte definierten Falschfahrtgefahrenbereich des Straßennetzes, beispielsweise im Auffahrt-Abfahrt-Bereich einer Autobahn, die Information einer zuvor normalen Fahrt des Fahrzeugs auf dem Straßennetz vor Einfahrt in den Falschfahrtgefahrenbereich herangezogen wird, um Falschmeldungen über eine Falschfahrt zu vermeiden, welche explizit durch ein innerhalb des Falschfahrtgefahrenbereichs, aber außerhalb des Straßennetzes fahrendes Off-Road-Fahrzeug hervorrufbar sind.The invention includes the procedural doctrine that for additional verification of a wrong trip during the step of balancing in a previously defined in the digital map wrong drive area of the road network, for example in the ramp-departure area of a highway, the information of a previously normal drive of the vehicle the road network is used before entering the Falschfahrgefahrenbereich to avoid false reports about a wrong trip, which explicitly by a within the wrong driving hazard area, but outside the road network driving off-road vehicle are evoked.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass hierdurch im Rahmen des serverseitigen Map-Matchings eine Falschzuordnung eines Off-Road-Fahrzeugs, beispielsweise einer Landmaschine bei der Feldarbeit, vermieden wird. Denn derartige Off-Road-Fahrzeuge verfügen nicht über eine Fahrhistorie, bei welcher unmittelbar vor Einfahrt in den Falschfahrtgefahrenbereich die Nutzung des Straßennetzes stattfand. Hierdurch wird verhindert, dass bei Annäherung eines solchen Off-Road-Fahrzeugs an beispielsweise eine Abfahrtspur einer Autobahn ein durch GPS-Ungenauigkeiten verursachtes Matching auf diese Fahrspur stattfindet, was die Falschmeldung einer Falschfahrt verursachen würde.The advantage of the solution according to the invention lies in particular in the fact that, as part of the server-side map matching, a false assignment of an off-road vehicle, for example an agricultural machine during fieldwork, is thereby avoided. For such off-road vehicles do not have a driving history in which the use of the road network took place immediately before entering the wrong-way driving area. This prevents that when approaching such an off-road vehicle to, for example, a departure lane of a highway caused by GPS inaccuracies matching takes place on this lane, which would cause the hoax of a wrong-way.
Als Off-Road-Fahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung ist prinzipiell jedes Fahrzeug zu verstehen, welches nicht über die vorgenannte definierte Fahrhistorie auf dem Straßennetz, also vor Einfahrt in den Falschfahrtgefahrenbereich, verfügt. Mit anderen Worten werden Falschmeldungen dadurch verhindert, dass im Falschfahrtgefahrenbereich für den Beginn einer Falschfahrt das Zurückkehren von einem Off-Road-Zustand zur normalen Fahrt beim Map-Matching verhindert wird. Denn es erscheint auch höchst unwahrscheinlich, dass ein Fahrzeug beispielsweise von einem Feld aus auf eine Autobahn auffahren würde, da diese in der Regel baulich hiervon abgetrennt ist. Die erfindungsgemäße Lösung schafft damit eine Einschränkung hinsichtlich der Rückkehr aus einem Off-Road-Zustand auf ein Straßennetz in einem Falschfahrtgefahrenbereich. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung wird die Möglichkeit einer Rückkehr vom Off-Road-Zustand zur normalen Fahrt auf dem Straßennetz von der hinterlegten Straßenklasse im Datensatz der digitalen Karte abhängig gemacht.As an off-road vehicle in the sense of the present invention, in principle any vehicle is to be understood which does not have the aforementioned defined driving history on the road network, that is to say before entering the wrong-way driving area. In other words, false alarms are prevented by preventing the return from an off-road condition to normal driving in map matching in the wrong-travel danger area for starting a wrong-way drive. For it also seems highly unlikely that a vehicle would drive up from a field on a highway, for example, as this is usually structurally separated from this. The solution according to the invention thus creates a restriction with regard to the return from an off-road condition to a road network in a wrong-way hazard area. According to the solution of the invention, the possibility of a return from off-road condition to normal travel on the road network is made dependent on the deposited road class in the record of the digital map.
Wie bereits erwähnt, wird bei der Verifikation als Falschfahrtgefahrenbereich des Straßennetzes vorzugsweise der spurgeführte Auffahrt-Abfahrt-Bereich zwischen niederrangigen Straßen und höherrangigen Straßen definiert. Insbesondere entsteht ein solcher Falschfahrtgefahrenbereich zwischen Landstraßen und Autobahnen oder entlang der Streckenführung von Autobahnen, auf welcher eine Auffahrt auf die Autobahn von der Off-Road-Seite her nicht gestattet ist.As already mentioned, when verifying the wrong-way driving area of the road network, it is preferable to define the track-guided driveway-departure area between lower-ranking roads and higher-ranking roads. In particular, such a risk of wrong driving between highways and highways or along the route of highways, on which a driveway on the highway from the off-road side is not allowed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im Zuge des Schritts des Abgleichens als serverseitige Navigationsinformation eine digitale Karte des Straßennetzes zwecks Map-Matching herangezogen. Voraussetzung hierfür ist, dass die digitale Karte natürlich die Information über spurgeführte Streckenabschnitte, also Richtungsfahrbahnen, enthält.According to a preferred embodiment of the invention, a digital map of the road network is used for the purpose of map matching in the course of the matching step as server-side navigation information. The prerequisite for this is that the digital map, of course, the information on track-guided sections, ie directional lanes, contains.
Vorzugsweise wird bei dem Schritt des Einlesens der Positionsdaten des Fahrzeugs lediglich die aktuelle Positionsinformation des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke an den fahrzeugexternen Server gesendet. Denn vorzugsweise findet das Map-Matching serverseitig statt. Dies reduziert den Datenverkehr und begünstigt eine möglichst schnelle Datenverarbeitung der zeitkritischen Falschfahrtwarnungen. Außerdem wird somit eine fahrzeugseitige Recheneinheit entlastet und somit die Anforderungen für diese fahrzeugseitige Recheneinheit vermindert. Die aktuelle Positionsinformation des Fahrzeugs kann dabei von einer Positionsbestimmungseinheit in Form eines GPS-Moduls generiert werden, das Bestandteil eines Mobilfunkendgeräts oder eines ortsfest im Fahrzeug verbauten Steuergeräts sein kann.Preferably, in the step of reading in the position data of the vehicle, only the current position information of the vehicle along the route is sent to the vehicle external server. Because preferably the map matching takes place server-side. This reduces the data traffic and favors the fastest possible data processing of the time-critical wrong-way warnings. In addition, a vehicle-side computing unit is thus relieved and thus reduces the requirements for this on-board computing unit. The current position information of the vehicle can be generated by a position determination unit in the form of a GPS module, which may be part of a mobile station or a built-in control unit in the vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als fahrerseitiges Kommunikationsgerät jedoch ein Mobilfunkendgerät eingesetzt, beispielsweise ein handelsübliches Smartphone. Die Fahrzeug-Server-Schnittstelle ist vorzugsweise als Datenfunkeinheit ausgebildet und kann bei Verwendung eines Mobilfunkendgeräts über eine UMTS-Verbindung des Mobilfunknetzes oder dergleichen realisiert sein.According to a preferred embodiment, however, a mobile radio terminal is used as the driver-side communication device, for example, a commercially available smartphone. The vehicle-server interface is preferably designed as a data radio unit and can be realized when using a mobile station via a UMTS connection of the mobile network or the like.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, dass beim Einlesen von Positionsdaten des Fahrzeugs in den fahrzeugexternen Server die Positionsdaten nicht nur Positionsinformationen enthalten, sondern auch derart vorverarbeitet werden, dass ein vorläufiges Map-Matching anhand einer digitalen Karte des Kommunikationsgeräts durchgeführt wird. Insoweit kann als Kommunikationsgerät auch ein normales Navigationsgerät eines Fahrzeugs um den erfindungsgegenständlichen Funktionsumfang erweitert werden, insbesondere mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle zur Realisierung der Fahrzeug-Server-Schnittstelle ausgestattet werden.Alternatively, however, it is also conceivable that when reading position data of the vehicle in the vehicle external server, the position data not only contain position information, but are also preprocessed such that a preliminary map matching is performed using a digital map of the communication device. In that regard, as a communication device also a normal navigation device of a vehicle to be extended by the inventive feature range, in particular be equipped with a wireless communication interface for the realization of the vehicle-server interface.
Hinsichtlich einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass bei dem Schritt des Einlesens von Positionsdaten des Fahrzeugs ein Schritt des Ermittelns der Positionsdaten des Fahrzeugs unter Verwendung einer fahrzeugseitigen Sensorik vorangestellt wird. Hierdurch wird eine Verbesserung der Qualität der Positionsdaten des Fahrzeugs erzielt. Dies kann beispielsweise durch ein Erhöhen einer Abtastrate des fahrzeugseitigen GPS-Moduls und/oder des fahrzeugseitigen Inertialsensors und/oder des fahrzeugseitigen Höhenmessers und/oder des fahrzeugseitigen optischen Sensors und/oder mittels eines Aktivierens eines zusätzlichen Sensors des Fahrzeugs erfolgen. Ein solcher zusätzlicher Sensor kann beispielsweise eingesetzt werden, um ein Bild einer Umgebung des Fahrzeugs zu erzeugen. Hiermit kann im Falle von vorverarbeiteten Navigationsdaten Rechenzeit zur Verifizierung von Navigationsdaten des Fahrzeugs auf Seiten des Servers und somit auch im Gesamtsystem gespart werden.With regard to a measure which further improves the invention, it is proposed that in the step of reading position data of the vehicle, a step of determining the position data of the vehicle be preceded by using a vehicle-side sensor system. This achieves an improvement in the quality of the position data of the vehicle. This can be done, for example, by increasing a sampling rate of the vehicle-side GPS module and / or the vehicle-side inertial sensor and / or the vehicle-side altimeter and / or the vehicle-side optical sensor and / or by activating an additional sensor of the vehicle. Such an additional sensor can be used, for example, to generate an image of an environment of the vehicle. This can be saved in the case of preprocessed navigation data processing time for verification of navigation data of the vehicle on the server side and thus in the overall system.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to figures.
Figurenlistelist of figures
Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Client-Server-Systems zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor einer Falschfahrt eines Fahrzeugs auf einem Straßennetz, -
2 eine schematische Darstellung einer falschfahrerspezifischen Server-Client-Kommunikation des Systems gemäß1 , -
3 eine schematische Darstellung eines Falschfahrtgefahrenbereichs des Straßennetzes anhand eines Auffahrt-Abfahrt-Bereichs zwischen einer Landstraße und einer Autobahn, und -
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor einer Falschfahrt eines Fahrzeuges in Reflexion auf das System gemäß1 .
-
1 a schematic representation of a client-server system for warning road users of a wrong ride of a vehicle on a road network, -
2 a schematic representation of a wrong-driver-specific server-client communication of the system according to1 . -
3 a schematic representation of a Falsefahrgefahrenbereich of the road network based on a driveway-departure area between a highway and a highway, and -
4 a flowchart of a method for warning road users of a wrong ride of a vehicle in reflection on the system according to1 ,
Nach
Bei dem fahrzeugexternen Server
Die Fahrzeuge
Zum Abgleich der Navigationsdaten des Fahrzeugs
Falls die serverseitige Auswertung anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs
Gemäß
Die
Zur Verifikation einer Falschfahrt beim Map-Matching wird in dem Falschfahrtgefahrenbereich
Demgegenüber wird ein Off-Road-Fahrzeug
Gemäß des in
In einem nachfolgenden Schritt des Einlesens
In einem Schritt des Abgleichens
Liegt jedoch eine verifizierte Falschfahrt eines gültigen Fahrzeugs
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche eingeschlossen sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass eine Falschfahrerwarnung nicht allein ein oder mehrere weitere sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeuge erhalten, sondern auch eine Rundfunkstation oder dergleichen, welche die Falschfahrermeldung über andere Kommunikationskanäle verbreitet. Ferner ist es auch möglich, dass das clientseitige Kommunikationsgerät des Fahrzeugs nicht als Mobilfunkendgerät, sondern als ortsfest im Fahrzeug verbautes Fahrzeugnavigationsgerät ausgebildet ist, also eine Zusatzfunktion desselben darstellt.The invention is not limited to the embodiment described above. On the contrary, modifications are conceivable which are included within the scope of the following claims. Thus, for example, it is also possible for a wrong-way driver warning not only to receive one or more further vehicles in collision course, but also a broadcasting station or the like, which distributes the false-driver message via other communication channels. Furthermore, it is also possible that the client-side communication device of the vehicle is not designed as a mobile radio terminal but as a stationary vehicle-mounted vehicle navigation device, ie represents an additional function of the same.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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