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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einem solchen System sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems.
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Häufig sind Armaturenbretter von Fahrzeugen eher einfach gestaltet. Zudem wird ihre Funktionalität durch die Krümmung der Windschutzscheibe begrenzt, die z. B. eine Verwendung als Tisch, Ablagefläche etc. einschränkt.
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In der
US 9 756 319 B2 wird ein Display beschrieben, das in einem Fahrzeug hinter dem Lenkrad beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts angeordnet sein kann. Das Display ist als dreidimensionales (3D) Display ausgebildet, mit dem Informationen, z. B. Geschwindigkeit, Zeit etc., in mehreren Ebenen dargestellt werden können. Außerdem wird ein 3D-Video der Fahrzeugumgebung dargestellt, so dass der Fahrzeugführer auch Objekte außerhalb seines eigenen Gesichtsfelds bei eigener Betrachtung der Umgebung wahrnehmen kann. Zum Betrachten des Displays benötigt der Fahrzeugführer allerdings eine 3D-Brille.
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In ROCHE, S., NABIAN, N., KLOECKL, K., RATTI, C. Are Smart Cities' Smart Enough?, S. 215 - S. 235 in Spatially Enabling Government, Industry and Citizens, Ed. RAJABIFARD, A., COLEMAN, D., GSDI Association Press, Needham, USA wird das Navigationssystem Aida erwähnt, das versucht, anhand verschiedener Informationen den vermutlichen Zielort zu ermitteln und dem Fahrzeugführer entsprechende Informationen mittels einer Karte bereitzustellen. Zur Darstellung der Karte wird das Armaturenbrett genutzt, um einen nahtlosen Übergang zwischen tatsächlicher Fahrzeugumgebung und Karteninhalt zu ermöglichen.
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Außerdem ist bekannt, dass Fahrzeuge, deren Aktionsradius geografisch begrenzt ist, im Folgenden als Fahrzeuge mit Geofencing-Eigenschaften bezeichnet, zunehmend an Bedeutung im Transportsystem gewinnen werden. Dies trifft insbesondere auf eine Kombination von autonomen Betrieb eines Fahrzeugs und Geofencing zu. Für die Passagiere eines solchen Fahrzeugs ist jedoch nicht immer offensichtlich, in welchem Bereich sich das Fahrzeug bewegen darf, d. h. wo eine geografische Grenze verläuft, bei deren Überschreiten eine Reaktion automatisiert ausgelöst wird, also das Fahrzeug z. B. stehen bleibt oder ein erhöhtes Nutzungsentgelt fällig wird. Dies kann zu einer mangelnden Akzeptanz solcher Systeme führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile zu beheben und Möglichkeiten anzugeben, mit denen die Nutzerakzeptanz von Fahrzeugen mit Geofencing-Eigenschaften erhöht werden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes System zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften eines Fahrzeugs weist eine zur Anordnung auf einer Oberfläche in einem Innenraum eines Fahrzeugs ausgebildete topographische Karte auf, die einen Geofencing-Bereich des Fahrzeugs und dessen Begrenzung darstellt.
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Unter einer topographischen Karte kann eine maßstäbliche Karte verstanden werden, die zur Abbildung der Geländeform, d. h. Topographie, und ggf. anderer sichtbarer Details der Erdoberfläche dient. Die Geländeform kann mittels Höhenlinien dargestellt werden und um markante Höhenpunkte sowie den Verlauf von Gewässern ergänzt sein. Darüber hinaus können auch Straßen, Bahnlinien, größere Gebäude, die Umrisse von Ortschaften und andere Sachverhalte wie Grenzen, Wasser- oder Stromleitungen dargestellt sein. Die genannten Objekte werden bevorzugt entsprechend dem Kartenmaßstab lagerichtig wiedergegeben, wofür ein System kartografischer Zeichen genutzt werden kann.
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Bei der Karte handelt es sich bevorzugt um eine dauerhafte physisch ausgebildete Darstellung, die auf einem Substrat, z. B. einem Papier, einer Metall-, Kunststoff- oder Holzplatte etc. zumindest weitgehend unveränderlich aufgebracht ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der Karte, da keine Anzeigeeinrichtungen, wie z. B. Displays, für die Darstellung der Karte erforderlich sind. Zudem ist keine Energie für den Betrieb einer solchen Anzeigeeinrichtung notwendig. Weiterhin ist eine solche Karte robuster als eine auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellte Karte, da beispielsweise die Gefahr einer Nicht- oder Fehlfunktion der Anzeigeeinrichtung nicht besteht.
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Der Begriff Geofencing stellt ein Kunstwort aus geographic (engl. geographisch) und fence (engl. Zaun) dar. Geofencing bedeutet, dass ein bei Überschreiten einer gedachten Begrenzung auf der Erdoberfläche oder in der Luft eine Aktion automatisiert ausgelöst wird. Die Begrenzung kann eine geschlossene Fläche definieren, so dass zwischen innen und außen unterschieden werden kann. Der innere Bereich wird im Folgenden als Geofencing-Bereich bezeichnet.
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Beispielsweise kann bei Eintritt in die Fläche oder Verlassen der Fläche eine Benachrichtigung, z. B. in Form eines optischen oder akustischen Warnsignals, ausgelöst werden, es kann bei Verlassen der Fläche eine Wegfahrsperre aktiviert werden, so dass eine Bewegung des Fahrzeugs außerhalb des Bereichs nicht möglich ist oder es können verschiedene Gebühren bei Benutzung des Fahrzeug innerhalb und außerhalb des Bereiches fällig werden. Es können auch mehrere Bereiche definiert sein, so dass beispielsweise ein Zonenmodell realisierbar ist.
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Zur Nutzung des Geofencing muss die Position des Fahrzeugs in regelmäßigen Abständen ermittelt werden. Diese Positionsbestimmung kann beispielsweise mittels des Mobilfunksystems auf Funkzellenebene oder koordinatenbezogen über ein Navigationssatellitensystem erfolgen.
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Unter einem Fahrzeug mit Geofencing-Eigenschaften kann folglich ein Fahrzeug verstanden werden, das mittels Geofencing kontrolliert bzw. gesteuert werden kann.
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Neben den obenstehend genannten Kartenelementen stellt die topographische Karte einen Geofencing-Bereich des Fahrzeugs, auf dessen Oberfläche die Karte angeordnet werden soll, und dessen Begrenzung dar. D. h. die Dimensionen der Karte sind derart gewählt, dass der gesamte begrenzte Bereich zusammen mit seiner Begrenzung dargestellt wird. Schließen mehrere begrenzte Bereiche aneinander an, können ein oder mehrere der Bereiche, bevorzugt alle Bereiche, zusammen mit ihrer jeweiligen Begrenzung dargestellt sein.
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Die Begrenzung des Geofencing-Bereichs kann durch die Dimensionierung der Karte selbst vorgegeben sein, d. h. die Begrenzung der Karte stellt gleichzeitig die Begrenzung des Geofencing-Bereichs dar. Darüber hinaus kann die Begrenzung des Geofencing-Bereichs auch auf der Karte eingezeichnet sein, so dass die Karte sowohl den Geofencing-Bereich als auch einen Bereich außerhalb des Geofencing-Bereichs abbildet. Dies kann die Orientierung erleichtern.
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Die Karte ist auf einer Oberfläche im Innenraum des Fahrzeugs, bevorzugt einer weitgehend horizontal ausgerichteten Oberfläche, anordenbar. Mögliche Oberflächen können sich z. B. im Bereich des Armaturenbretts, auf einem Tisch, Regal etc. befinden. Die Oberfläche ist bevorzugt derart ausgerichtet, dass die darauf angeordnete Karte von möglichst vielen Positionen innerhalb des Fahrzeugs gut erkennbar ist.
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Die Karte ermöglicht es den Fahrzeuginsassen, also z. B. dem Fahrzeugführer und/oder weiteren Passagieren, einen einfachen Überblick über den Geofencing-Bereich und dessen Begrenzung zu erhalten. Dies erhöht die Transparenz der Geofencing-Eigenschaften für die Fahrzeuginsassen und kann dadurch zu einer höheren Akzeptanz von Fahrzeugen mit Geofencing-Eigenschaften beitragen. Mittels der Karte können außerdem die aktuelle Position und/oder die Position eines Zielorts des Fahrzeugs sowie deren Lage und ggf. der Verlauf einer Fahrtroute bezüglich des Geofencing-Bereichs nachvollzogen und mitverfolgt werden, so dass eine Überwachung durch die Fahrzeugpassagiere möglich ist, was die Sicherheit erhöhen kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Karte als dreidimensionale Karte ausgebildet sein.
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Dies bedeutet, dass die Karte dreidimensionale Elemente, wie z. B. 3D-Modelle von Gebäuden, aufweisen kann, und Geländeerhebungen und Geländevertiefungen als Erhebung bzw. Vertiefung der Karte ausgebildet sein können.
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Die dreidimensionale Ausbildung der Karte kann zu einem höheren Interesse und gesteigerter Akzeptanz der Fahrzeuginsassen führen, da die Geländestruktur einfacher wahrnehmbar und mit der Realität vergleichbar ist. Bei Betrachtung der Karte kann die derzeitige Position und/oder die Zielposition des Fahrzeugs einfacher identifiziert werden. Zudem können Kartenobjekte einfacher, beispielsweise auch von Kindern, aufgefunden werden.
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Die dreidimensionale Karte kann mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, beispielsweise einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Dies ermöglicht eine kostengünstige und schnelle Fertigung einer für ein bestimmtes Fahrzeug individualisierten Karte. Die Herstellung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens führt vorteilhaft zu einer besonders hohen Maßstabstreue.
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Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Karte zur Ausbildung auf einem Armaturenbrett des Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Beispielsweise kann die Karte direkt auf das Armaturenbrett aufgebracht sein oder es ist ein Substrat der Karte, z. B. eine Holz- Glas-, Kunststoff- oder Metallunterlage, auf dem Armaturenbrett befestigbar.
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Die Karte kann die gesamte Fläche des Armaturenbretts oder lediglich einen Teil der Fläche des Armaturenbretts einnehmen.
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Durch die Anordnung auf dem Armaturenbrett ist die Karte in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs vor den Fahrzeugpassagieren angeordnet, so dass vorteilhaft die Umgebung vor dem Fahrzeug und zeitgleich die Karte betrachtet werden können. Zudem kann das bisher zumeist einfach gestaltete Armaturenbrett mittels Anordnung der Karte individualisiert und ästhetisch anspruchsvoll gestaltet werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Karte nicht-topografische Informationen darstellen, d. h. Informationen, die nicht mit der Geländestruktur an sich verknüpft sind.
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Beispielsweise kann die Karte innerhalb und außerhalb des Geofencing-Bereichs farblich unterschiedlich gestaltet sein, um eine einfache Erkennung der Begrenzung des Geofencing-Bereichs zu ermöglichen. Zudem können verschiedene Zonen, beispielsweise Zonen, in denen ein voneinander abweichendes Nutzungsentgelt für die Benutzung des Fahrzeugs fällig wird, unterschiedlich farblich markiert sein. Neben der Geländeform können den Fahrzeuginsassen dadurch weitere Informationen bereitgestellt werden, was das Nutzererlebnis verbessert.
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Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das System eine Markierungseinrichtung aufweisen, die zur Markierung einer aktuellen Position, eines Zielorts und/oder einer Fahrtroute des Fahrzeugs ausgebildet ist.
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Die Markierungseinrichtung kann beispielsweise als Laserprojektionseinrichtung ausgebildet sein, die in einem Dachhimmel des Fahrzeugs anordenbar ist.
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Die Markierung der aktuellen Position, des Zielorts und/oder der Fahrtroute kann eine einfache und schnelle Orientierung der Fahrzeuginsassen ermöglichen. Diese können beispielsweise unmittelbar feststellen, ob die aktuelle Position, der Zielort und/oder die Fahrtroute innerhalb oder außerhalb der Begrenzung des Geofencing-Bereichs liegen. Bei einer Lage außerhalb der Begrenzung des Geofencing-Bereichs kann optional ein Warnsignal, z. B. ein optisches und/oder akustisches Signal, ausgegeben werden, um die Fahrzeuginsassen darauf hinzuweisen und ggf. Gegenmaßnahmen ergreifen zu können.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist ein System gemäß vorstehender Beschreibung auf. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugs entsprechen daher denen des erfindungsgemäßen Systems und dessen Ausführungsvarianten.
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Unter einem Fahrzeug ist dabei jedes mobile Verkehrsmittel, d. h. sowohl ein Landfahrzeug als auch ein Wasser- oder Luftfahrzeug, z. B. ein Personenkraftwagen, zu verstehen.
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Das Fahrzeug kann als autonomes oder teilautonomes Fahrzeug ausgebildet sein. Unter einem autonomen Fahrzeug kann ein selbstfahrendes Fahrzeug verstanden werden, das alle sicherheitskritischen Funktionen für den gesamten Fahrvorgang selbst ausführen kann, so dass eine Kontrolle durch den Fahrzeugführer zu keiner Zeit notwendig ist. Das Fahrzeug kontrolliert alle Funktionen vom Start bis zum Stopp selbst, einschließlich aller Parkfunktionen. Daneben kann auch ein manueller Modus vorgesehen sein, bei dem ein menschlicher Fahrzeugführer alle oder einen Teil der Fahrzeugfunktionen steuert. Steuert der Fahrzeugführer einen Teil der Fahrzeugfunktionen selbst, handelt es sich um ein teilautonomes Fahrzeug.
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Bei einem zumindest teilweise autonomen Fahrzeug wirkt sich die Erfindung besonders vorteilhaft aus, da die Fahrzeuginsassen mittels des Systems die Position und die Fahrtroute des Fahrzeugs mitverfolgen können und dadurch der mit der autonomen Betriebsweise verbundene Kontrollverlust reduziert werden kann. Folglich kann die Erfindung zu einer Steigerung der Akzeptanz von autonomen Fahrzeugen beitragen. Zudem kann eine schnelle und einfache Orientierung auch bei einem fremden Fahrzeug sowie in einer fremden Umgebung ermöglicht werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften eines Fahrzeugs weist ein Markieren einer aktuellen Position, eines Zielorts und/oder einer Fahrtroute des Fahrzeugs auf einer Oberfläche in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordneten topographischen Karte, die einen Geofencing-Bereich des Fahrzeugs und dessen Begrenzung darstellt.
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Das Verfahren kann mittels des vorstehend beschriebenen Systems durchgeführt werden, so dass mit der Durchführung des Verfahrens die in Bezug auf das System genannten Vorteile entsprechend verbunden sind.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Karte eines Systems gemäß vorstehender Beschreibung weist ein Aufbringen einer dreidimensionalen Struktur auf ein Substrat mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf. Als Substrat kann beispielsweise eine Holz-, Glas-, Kunststoff- oder Metallunterlage genutzt werden, auf der die dreidimensionale Struktur mittels 3D-Druck aufgebracht wird.
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Das Verfahren ermöglicht eine kostengünstige und schnelle Fertigung einer für ein bestimmtes Fahrzeug individualisierten Karte mit besonders hoher Maßstabstreue.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Armaturenbrett gemäß dem Stand der Technik;
- 2 ein beispielhaftes System zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften;
- 3 ein weiteres beispielhaftes System zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften; und
- 4 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem System zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften.
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In der 1 ist ein Armaturenbrett 7 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, was beispielsweise im Frontbereich des Innenraums eines Fahrzeugs 2 angeordnet sein kann. Die Funktionalität des Armaturenbretts 7 ist eingeschränkt. Neben der Aufnahme von Messanzeigern und Bedienhebeln kann es ggf. als Ablage genutzt werden. Eine darüber hinaus gehende Funktionalität ist nicht vorgesehen.
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Demgegenüber ist auf der Oberfläche 3 des Armaturenbretts 7 der 2 eine topographische Karte 4 angeordnet, die zu einem System 1 zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften des zugehörigen Fahrzeugs 2 zugehörig ist.
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Die Karte 4 kann optional dreidimensional ausgebildet sein und Geländeformen, wie z. B. einen See 9, eine Stadt 10, eine Straße 11, einen Hügel 12 und einen Fluss 13 darstellen. Außerdem ist die Begrenzung 6 eines Geofencing-Bereichs 5 auf der Karte 4 dargestellt, so dass beim Betrachten der Karte nach Identifizierung der aktuellen Position des Fahrzeugs 2 festgestellt werden kann, ob sich dieses im Geofencing-Bereich 5 oder außerhalb befindet.
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3 zeigt ein weiteres beispielhaftes System 1 zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften. Im Vergleich zum System 1 weist das in 3 gezeigte System 1 zusätzlich eine Markierungseinrichtung 8 auf, die im Ausführungsbeispiel als Laserprojektionseinrichtung ausgebildet ist und einen Laserstrahl 14 in Richtung der Karte 4 aussendet. Der Auftreffpunkt des Laserstrahls 14 auf der Karte 4 kann beispielsweise die aktuelle Position des Fahrzeugs 2 kennzeichnen, so dass bei Betrachtung des Karte 4 auf einfache Art und Weise festgestellt werden kann, ob sich das Fahrzeug 2 im Geofencing-Bereich 5 oder außerhalb befindet. Optional kann der Laserstrahl 14 auch eine Zielposition des Fahrzeugs 2 markieren. Es können auch mehrere Laserstrahlen 14 gleichzeitig ausgesandt werden, um gleichzeitig die aktuelle Position, die Zielposition und ggf. eine Fahrtroute von der aktuellen Position zur Zielposition markieren zu können.
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4 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug 2 mit einem System 1 zur Visualisierung von Geofencing-Eigenschaften in einer schematischen Darstellung. Bei dem Armaturenbrett 7 handelt es sich dabei um das Armaturenbrett 7 des Fahrzeugs 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Oberfläche
- 4
- Karte
- 5
- Geofencing-Bereich
- 6
- Begrenzung
- 7
- Armaturenbrett
- 8
- Markierungseinrichtung
- 9
- See
- 10
- Stadt
- 11
- Straße
- 12
- Hügel
- 13
- Fluss
- 14
- Laserstrahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- S., NABIAN, N., KLOECKL, K., RATTI, C. Are Smart Cities' Smart Enough?, S. 215 - S. 235 [0004]
