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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkehrsleit- und Überwachungssystem sowie ein Verfahren zur Steuerung des Verkehrsleit- und Überwachungssystems.
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Autonom fahrende Fahrzeuge, also Fahrzeuge mit ADAS SAE Level 3 und höher, müssen eine 360-Grad-Umfelderfassung aus ihrer eignen Perspektive aufweisen oder sie erhalten Informationen über V2X-Kommunikation, um die Fahraufgabe selbständig übernehmen zu können. Selbständig ist hier synonym mit autonom zu verstehen und heißt, dass kein Fahrer mehr vorhanden sein muss, der die Fahraufgabe übernehmen können muss.
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Aktuelle Fahrzeuge sowie Fahrzeuge der nahen Zukunft, also Fahrzeuge mit ADAS SAE Level 1 und 2, weisen Kameras auf, welche allerdings lediglich in Fahrtrichtung blicken. Diese dienen dazu, ein assistiertes Fahren bzw. Hinterherfahren mit z.B. kontinuierlicher Abstandsregelung bereitzustellen. Außerdem dienen sie dazu, im Notfall das Fahrzeug abzubremsen, um eine Kollision zu vermeiden, was als Notbremsassistent bezeichnet wird. Weitere am Fahrzeug vorhandene Sensorik wird nicht zur Umsetzung der Fahraufgabe verwendet, sondern in der Regel als Assistenzsystem, das den Fahrer warnt und in bestimmten Situationen eine Notaktion, z.B. Lenken oder Bremsen, ausführt.
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DE 10 2017 103 862 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen teilautonomen und/oder autonomen Verkehrsteilnehmern mit nichtautonomen Verkehrsteilnehmern. Dazu sind die teilautonomen und/oder autonomen Verkehrsteilnehmer mittels Car-to-Car (Vehicle-to-Vehicle) kontaktierbar. Sie sind außerdem dazu ausgeführt über eine Ausgabeeinheit ein Signal an nicht-autonome Verkehrsteilnehmer auszugeben, um sich mit diesem Verkehrsteilnehmer abzustimmen.
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In aktuellen Verkehrssituationen können Fahrzeuge mit ADAS SAE Level 1 und 2 nur wenig dazu beitragen, die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer an Verkehrskreuzungen zu verbessern. So kann es beispielsweise beim Abbiegen dazu kommen, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer wie ein Radfahrer im toten Winkel ist und vom Fahrer nicht gesehen werden kann, so dass eine Kollision beim Abbiegen möglich ist.
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Auch bei gemischtem Verkehr, also Verkehr mit Fahrzeugen aller ADAS SAE Level kann die Verkehrsführung an Verkehrskreuzungen zu Komplikationen führen, insbesondere wenn das Verkehrsleitsystem, z.B. eine Ampel, ausgefallen ist oder eine Fehlfunktion aufweist.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verkehrsleit- und Überwachungssystem sowie ein Verfahren zur Steuerung des Verkehrsleit- und Überwachungssystems bereitzustellen, durch welches die Verkehrsführung an Kreuzungen verbessert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Vorgeschlagen wird ein Verkehrsleit- und Überwachungssystem an einer Verkehrskreuzung, aufweisend mindestens eine 360-Grad-Umfelderfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Verkehrssituation an der Verkehrskreuzung zu erfassen, mindestens eine Verarbeitungseinheit, die mit der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit zum Datenaustausch in Kommunikationsverbindung steht und dazu eingerichtet ist, Informationen zu der erfassten Verkehrssituation derart zu verarbeiten, dass aus der erfassten Verkehrssituation mindestens eine Handlungsanweisung an mindestens einen sich in der ermittelten Verkehrssituation befindlichen Verkehrsteilnehmer ermittelt wird, sowie mindestens eine Laserstrahl-Sendeeinheit, die mit der Verarbeitungseinheit in Kommunikationsverbindung steht und die dazu eingerichtet ist, die mindestens eine Handlungsanweisung mittels Aussenden von Laserstrahlen an den Verkehrsteilnehmer zu übermitteln.
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Durch ein außerhalb von Fahrzeugen vorgesehenes Verkehrsleit- und Überwachungssystem kann auch für nicht autonom fahrende Fahrzeuge eine Verbesserung der Verkehrsführung in Verkehrskreuzungen bereitgestellt werden.
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In einer Ausführung sendet die Laserstrahl-Sendeeinheit die Handlungsinformationen mittels Laserstrahlen im nicht-sichtbaren Bereich an die Front-Kamera eines mit einer Front-Kamera ausgestatteten Verkehrsteilnehmers aus. Zusätzlich oder alternativ sendet sie Laserstrahlen im sichtbaren Bereich derart aus, dass die Handlungsanweisung auf einen Straßenabschnitt vor mindestens einem Verkehrsteilnehmer projiziert wird. Durch unterschiedliche Möglichkeiten der Informationsvermittlung können Handlungsanweisungen an eine Vielzahl von unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern übermittelt werden.
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In einer Ausführung wird die mindestens eine Handlungsanweisung mittels Laserstrahlen im nicht-sichtbaren Bereich als eine Impulsfolge ausgesendet. Dadurch kann Information präzise und kodiert übertragen werden. Durch das Verwenden von nichtsichtbarem Laserlicht besteht keine Gefahr, dass andere Verkehrsteilnehmer geblendet oder irritiert werden.
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In einer Ausführung ist die Verarbeitungseinheit ferner zur Identifizierung von nicht autonomen Verkehrsteilnehmern eingerichtet, und Handlungsanweisungen werden nur an nicht autonome Verkehrsteilnehmer ausgegeben. Autonome Verkehrsteilnehmer können ihre Umgebung vollständig erfassen und benötigen keine Handlungsanweisungen. Es ist allerdings nicht ausgeschlossen, dass auch autonome Fahrzeuge mit dem Verkehrsleit- und Überwachungssystem kommunizieren, um Informationen auszutauschen und dadurch ihr Fahrverhalten an die von dem Verkehrsleit- und Überwachungssystem ausgegebenen Handlungsanweisungen an die anderen Verkehrsteilnehmer anzupassen.
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In einer Ausführung besteht die Laserstrahl-Sendeeinheit aus einer einzelnen Einheit, die dazu eingerichtet ist, sowohl nicht-sichtbare als auch sichtbare Laserstrahlen auszusenden. In einer alternativen Ausführung besteht die Laserstrahl-Sendeeinheit aus mindestens einer ersten Einheit, die dazu eingerichtet ist, nicht-sichtbare Laserstrahlen auszusenden, sowie aus mindestens einer zweiten Einheit, die dazu eingerichtet ist, sichtbare Laserstrahlen auszusenden. Je nach Art der Verkehrskreuzung kann die Laserstrahl-Sendeeinheit auch in mehrere separate Einheiten aufgeteilt sein, die an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, um die Handlungsanweisungen auf möglichst kurzem Weg zu den Verkehrsteilnehmern zu übermitteln.
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In einer Ausführung ist die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit als eine einzelne Einheit oder aus mehreren voneinander beabstandet angeordneten Umfelderfassungseinheiten gebildet. Je nach Art der Verkehrskreuzung können somit auch mit einer einzelnen Einheit schwer oder nicht überblickbare Verkehrskreuzungen vollständig erfasst werden.
Die mindestens eine 360-Grad-Umfelderfassungseinheit ist an einem zentralen Bereich der Verkehrskreuzung mittels einer Aufhängung oberhalb der Fahrbahn oder auf der Fahrbahn, und/oder an mindestens einem Kreuzungsbereich zweier Fahrbahnen derart angeordnet, dass sie die Verkehrskreuzung vollständig überblickt. Vorteilhaft ist sie in einer erhöhten Position angeordnet.
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In einer Ausführung ist die Verarbeitungseinheit Teil der Laser-Einheit oder Teil der 360-Grad-Umgebungerfasung oder als separate Einheit gebildet.
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Ferner wird eine Verwendung des in einer Verkehrskreuzung angeordneten Verkehrsleit- und Überwachungssystems als Abbiegeassistent und/oder als Ampelersatz vorgeschlagen.
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Ferner wird ein Verfahren zur Steuerung eines Verkehrsleit- und Überwachungssystems an einer Verkehrskreuzung vorgeschlagen, wobei eine Verkehrssituation an der Verkehrskreuzung mittels einer 360-Grad-Umfelderfassung erfasst wird und Informationen zur erfassten Verkehrssituation mittels eines Laserstrahls an mindestens einen Verkehrsteilnehmer gesendet werden, der sich an der Verkehrskreuzung befindet oder sich dieser nähert. Auch hier ist der Vorteil, dass die Verkehrsregelung über ein zentrales System erfolgt, welches nicht in einem einzelnen Fahrzeug vorhanden ist. Somit können sowohl Fahrzeuge mit ADAS SAE Level 1 oder höher als auch „anlaoge“ Verkehrsteilnehmer, also Verkehrsteilnehmer ohne Kamera wie Fahrräder, Fußgänger etc. von der Verkehrsführung profitieren.
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In einer Ausführung wird die erfasste Verkehrssituation vor dem Senden derart verarbeitet, dass basierend auf der erfassten Verkehrssituation eine Handlungsanweisung zur Übermittlung an mindestens einen Verkehrsteilnehmer ermittelt wird.
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In einer Ausführung wird die Handlungsanweisung an eine Front-Kamera eines als Verkehrsteilnehmer erfassten Fahrzeugs übermittelt, und wobei die von der Front-Kamera erfasste Handlungsanweisung in einem Steuergerät des Fahrzeugs derart verarbeitet wird, dass eine Anzeige der Handlungsanweisung im Inneren des Fahrzeugs angezeigt wird und/oder ein Eingriff in die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs erfolgt.
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In einer Ausführung wird die Handlungsanweisung auf einen vor mindestens einem der Verkehrsteilnehmer befindlichen Straßenabschnitt projiziert. Somit können auch Verkehrsteilnehmer ohne Kamera informiert werden bzw. Handlungsanweisungen and diese ausgegeben werden.
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In einer Ausführung erfolgt eine Priorisierung einzelner Verkehrsteilnehmer und die Handlungsanweisungen werden in einer vorgegebenen Art ausgegeben. Somit kann z.B. im Falle der Verwendung als Ampelersatz der Verkehr ohne weiteres menschliches Eingreifen geregelt werden.
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In einer Ausführung werden die Handlungsanweisungen als veränderliche Zahl, welche die aktuelle Reihenfolge zum Einfahren in die Kreuzung angibt, oder als Text und/oder als Countdown ausgegeben. Somit werden die Verkehrsteilnehmer informiert, wann sie mit einem Fortfahren ihres Fahrtwegs rechnen können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- 1 bis 4 zeigen ein als Abbiegeassistent genutztes BEVA gemäß unterschiedlichen Ausführungen der vorliegenden Erfindung.
- 5 bis 7 zeigen ein als Ampelassistent genutztes BEVA sowie einen möglichen Ablauf einer Ausgabe von Handlungsanweisungen gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die nachfolgend erwähnten Fahrzeuge 1-5 weisen alle eine Front-Kamera 11 auf, welche z.B. in ihrer Windschutzscheibe angeordnet ist. Die Fahrzeuge 1-5 sind also mindestens Fahrzeuge mit ADAS SAE Level 1 und höher.
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Allerdings kann das vorgeschlagene Verkehrsleit- und Überwachungssystem BEVA auch für nicht mit einer Kamera ausgestattete Verkehrsteilnehmer angewendet werden, wenn das BEVA entsprechend gebildet ist. Nachfolgend werden unterschiedliche Ausführungen im Detail beschrieben, wobei die Ausführungen untereinander auch in sinnvoller Weise kombiniert werden können, z.B. um bestimmte Gegebenheiten einer Verkehrskreuzung zu berücksichtigen.
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Grundsätzlich weist das vorgeschlagene Verkehrsleit- und Überwachungssystem, kurz als BEVA bzw. Bird's Eye View Assist bezeichnet, mindestens eine 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30 bzw. 31, 32 mit einem vorgegebenen Sichtbereich bzw. überwachten Bereich S, mindestens eine Verarbeitungseinheit 20 und mindestens eine Laserstrahl-Sendeeinheit 10 auf.
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Die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit kann dabei als eine einzelne Einheit 30 gebildet sein, wie in 1, 2 und 4 bis 7 gezeigt. Ihre 360-Grad Rundumsicht kann aber auch aus den Blickwinkeln mehrerer Umfelderfassungseinheiten 31, 32 zusammengesetzt werden, wie z.B. in 3 beispielhaft an zwei an einander gegenüberliegenden Kreuzungsbereichen, hier an Kanten der Gebäude G2 und G4, angeordneten Umfelderfassungseinheiten 31, 32 gezeigt.
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Die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30 kann an einem zentralen Bereich der Verkehrskreuzung angeordnet sein, wie in 1 und 5 bis 7 gezeigt. Vorteilhaft ist sie dann als einzelne Einheit gebildet. Hierbei kann sie über der Verkehrskreuzung aufgehängt sein und z.B. mit Seilen, welche an Kreuzungsbereichen bzw. Kanten von Gebäuden G1-G4 befestigt sein können. Diese Seile können auch zur Energieversorgung und zum Datenaustausch geeignet oder Träger von Leitungen zur Energieversorgung und zum Datenaustausch sein. Eine weitere Möglichkeit, die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30 zentral in der Verkehrskreuzung anzuordnen, ist es, diese z.B. in einer zentralen Verkehrsinsel zu platzieren, vorteilhaft an einer erhöhten Stelle. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit als eine einzelne Einheit 30 gebildet ist.
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Die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 kann aber auch an Kreuzungsbereichen angeordnet sein, also an Eckbereichen zweier sich kreuzender Fahrbahnen bzw. entsprechenden erhöhten Positionen wie an Gebäudekanten, wie in 3 gezeigt. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit als eine einzelne Einheit 30 gebildet ist, z.B. wenn die Verkehrskreuzung sehr übersichtlich ist. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die aus mehreren Umfelderfassungseinheiten 31, 32 gebildet ist, deren Blickwinkel sich zu einer 360-Grad-Rundumsicht zusammensetzen lässt. Dabei muss nicht jede der Umfelderfassungseinheiten 31, 32 selbst unbedingt eine 360-Grad-Rundumsicht aufweisen.
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Die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit
30;
31,
32 ist vorteilhaft als ein LIDAR gebildet. Eine besonders vorteilhafte Ausführung ist in der bisher noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2019 204 795.5 der Anmelderin offenbart, welche einen LIDAR-Sensor ohne mechanisch bewegte Sende- und Empfangseinheiten vorschlägt, welcher eine 360-Grad-Rundumsicht ermöglicht.
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Die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 kann ferner zur Erfassung des aktuellen und des geplanten Fahrwegs der in den überwachten Bereich S eintretenden oder dort befindlichen Verkehrsteilnehmer 1-7 eingerichtet sein. Beispielweise kann eine Abbiegeabsicht eines Fahrzeugs 1-5 erfasst werden, wenn das Fahrzeug 1-5 einen Richtungsanzeiger gesetzt hat. Auch kann der Fahrweg des Fahrzeugs 1-5 durch eine V2X-Kommunbikation, also eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32, erfolgen. Auch kann aufgrund der von der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 erfassten Verkehrssituation eine Beurteilung einer möglichen Kollision in der Verarbeitungseinheit 20 erfolgen. Dabei können auch „analoge“ Verkehrsteilnehmer 6, 7 wie Radfahrer oder Fußgänger berücksichtigt werden. Es kann beispielsweise eine wahrscheinliche Trajektorie für einen herannahenden Radfahrer 6 basierend auf dessen aktueller Geschwindigkeit ermittelt werden. Dabei kann im Falle, dass die Geschwindigkeit beibehalten wird, mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf geschlossen werden, dass dieser geradeaus weiterfährt. Somit wäre eine Kollision mit einem abbiegenden Fahrzeug 1 möglich, wie in 1 bis 4 oben links am Gebäude G1 dargestellt. Wenn das Fahrzeug 2 nicht abbiegt, wird zwar eine Kollision als unwahrscheinlich angenommen, aber es kann dennoch eine Anzeige mittels sichtbaren Laserstrahlen L2 erfolgen, dass sich z.B. ein Radfahrer 7 von hinten nähert. Die Information kann zusätzlich mittels einem nicht-sichtbaren-Laserstrahl L1 an das Fahrzeug 2 gesendet werden, um z.B. im Inneren eine Anzeige mit einer entsprechenden Information zu ermöglichen.
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Außerdem weist das BEVA mindestens eine Laserstrahl-Sendeeinheit 10 auf, die als Teil der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 gebildet sein kann, aber auch separat davon angeordnet sein kann, wie in den Figuren gezeigt. Die Laserstrahl-Sendeeinheit 10 kann zwei unabhängige Arten der Übermittlung der von der nachher beschriebenen Verarbeitungseinheit 20 bereitgestellten Handlungsanweisungen an den Verkehrsteilnehmer aufweisen, welche nachfolgend detailliert beschrieben werden.
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Die Laserstrahl-Sendeeinheit 10 kann in einer Ausführung dazu eingerichtet sein, Laserstrahlen im (für den Menschen) nicht-sichtbaren Bereich auszusenden, in den Figuren mit Bezugszeichen L1 versehen. Hier ist sie vorteilhaft als Teil der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 vorgesehen. Die Laserstrahlen L1 werden von der Laserstrahl-Sendeeinheit 10 zur Front-Kamera 11 eines Fahrzeugs 1-5, welches sich im überwachten Bereich S der Verkehrskreuzung nähert oder in diesen einfährt, ausgestrahlt. Die Handlungsanweisungen werden beispielsweise in Form von Impulsfolgen der Laserstrahlen L1 ausgestrahlt. Hierbei kann als nicht-sichtbarer Bereich ein Infrarot-Bereich verwendet werden, für welchen die Front-Kameras 11 empfindlich sind. Die Impulsfolge kann dabei eine Kodierung für unterschiedliche Handlungsanweisungen aufweisen. Die mit den Laserstrahlen L1 übermittelten Handlungsanweisungen können Anweisungen sein, welche in die aktuelle Fahraufgabe des Fahrzeugs 1-5 eingreifen, aber auch alternativ oder zusätzlich eine Information im Inneren des Fahrzeugs 1-5 an den Fahrer bereitstellen. Diese Information kann eine Information zum aktuellen Zustand sein, also einer möglichen bevorstehenden Kollision, oder aber eine Information, dass das Fahrzeug 1-5 eine Aktion ausführen wird und welche dies ist. Auch kann der Grund dafür angegeben werden. Es kann auch angegeben werden, dass die Aktion nicht ausgeführt wird, wenn eine Reaktion vom Fahrer erfolgt, z.B. ein Abbremsen.
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Die Laserstrahl-Sendeeinheit 10 kann dazu eingerichtet sein, Laserstrahlen im (für den Menschen) sichtbaren Bereich auszusenden, in den Figuren mit Bezugszeichen L2 versehen. Hier kann sie als Teil der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 oder als Teil einer vorhandenen Anzeigeeinheit, z.B. als Teil einer Ampel oder eines Verkehrsschildes, als separate Anzeigeeinheit vorgesehen sein. Die ausgesendeten Laserstrahlen L2 dienen dazu, eine für den Verkehrsteilnehmer 1-7 optisch sichtbare Information zu transportieren. Die Laserstrahlen L2 werden vorteilhaft auf die vor dem Verkehrsteilnehmer 1-7 befindliche Fahrbahn oder einen dafür vorgesehenen Anzeigebereich ausgesendet bzw. projiziert. Somit können Informationen bzw. Handlungsanweisungen auch an „analoge“ Verkehrsteilnehmer 6, 7 wie Fahrradfahrer oder Fußgänger, also Verkehrsteilnehmer, welche nicht über eine Kamera verfügen, übermittelt werden. Außerdem können die sichtbaren Laserstrahlen L2 als zusätzliche Informationsquelle auch für Fahrzeuge 1-5 mit Front-Kamera 11 dienen. Die von den Laserstrahlen L2 transportierten Handlungsanweisungen können unterschiedlich sein, je nach Auslegung des Systems. Es können beispielsweise lediglich Symbole für eine Anweisung zum Anhalten wie ein Stoppzeichen oder eine Hand oder ein „X“ oder ein Text wie „GO“ als Anweisung zum Weiterfahren oder Anfahren projiziert werden, wie in 5 bis 7 gezeigt. Auch können abstrakte Anweisungen gegeben werden, z.B. in Form von Zahlen, welche die Reihenfolge des Fahrens angeben, wobei z.B. die Zahl „1“ impliziert, dass der Verkehrsteilnehmer fahren darf. Auch kann alternativ oder zusätzlich eine Anzeige erfolgen, wie lange der Verkehrsteilnehmer 1-7 voraussichtlich noch warten muss, bis er weiterfahren darf. Diese Anzeige kann in Form einer Uhr oder eines herunterzählenden Sekundenzählers erfolgen. Dabei kann die Anzeige veränderlich bzw. anpassbar sein, je nach aktueller bzw. geänderter Verkehrssituation.
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Außerdem kann die Laserstrahl-Sendeeinheit 10 derart gebildet sein, dass die ausgesendeten Laserstrahlen L1 und L2 unterschiedliche Öffnungswinkel je nach Entfernung zum Verkehrsteilnehmer, d.h. Fahrzeug 1-5 oder analogem Verkehrsteilnehmer wie Radfahrer 6, 7 oder Fußgänger, aufweisen, um andere Verkehrsteilnehmer z.B. nicht zu blenden oder an andere Verkehrsteilnehmer gesendete Informationen nicht zu verfälschen. Hierzu können die Strahlen mit unterschiedlicher Intensität ausgesendet werden. Auch kann jeder Laserstrahl L1 und L2, insbesondere Laserstrahl L1, zusätzlich kodiert sein, um die Zuordnung zum Fahrzeug 1-5 klarzustellen.
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Außerdem weist das BEVA mindestens eine Verarbeitungseinheit 20 auf, welche als Recheneinheit gebildet und dazu eingerichtet ist, die von der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 erhaltenen Daten zu Handlungsanweisungen zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit 20 kann Teil der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30 bzw. einer der Umfelderfassungseinheiten 31, 32, oder Teil der Laserstrahl-Sendeeinheit 10 sein. Sie kann aber auch als separate bzw. externe Verarbeitungseinheit 20 an einer geeigneten Stelle, auch als sogenannte Cloud-Anwendung, vorgesehen sein, wie in 3 angedeutet.
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Der Datenaustausch zwischen den Einheiten 10, 20, 30 des BEVA erfolgt unabhängig davon, ob die BEVA als Gesamteinheit aus allen Einheiten 10, 20, 30 gebildet ist, oder ob einzelne Einheiten 10, 20, 30 separat voneinander vorgesehen sind. Der Datenaustausch zwischen den Einheiten 10, 20, 30 des BEVA erfolgt außerdem vorteilhaft drahtlos.
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Die von der Verarbeitungseinheit 20 ermittelten Handlungsanweisungen können reaktive oder präventive Informationen sein, sie können eine harte Anforderung darstellen, z.B. die Anweisung zum sofortigen Anhalten. Außerdem können die Handlungsanweisungen lediglich Informationen zur aktuellen Lage sein, welche dann im fahrzeugeigenen Steuergerät weiterverarbeitet werden.
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Nachfolgend werden die einzelnen Figuren kurz im Detail beschrieben. In allen Figuren ist der Sichtbereich S der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 ausreichend, um die gesamte Verkehrskreuzung zu überblicken bzw. zu erfassen. Hierfür kann die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30; 31, 32 als eine einzelne Einheit oder als separate Einheiten 31, 32 gebildet sein. Grundsätzlich ist eine Kommunikation zwischen allen Einheiten der BEVA orteilhaft drahtlos möglich. Somit können auch voneinander separat bereitgestellte Einheiten miteinander oder zumindest mit der Verarbeitungseinrichtung 20 kommunizieren.
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1 zeigt oben links eine Verkehrssituation, in welcher sich ein Fahrrad 6 einem Fahrzeug 1 von hinten nähert, welches abbiegen möchte. Hierbei kann eine gefährliche Situation entstehen, d.h. die beiden könnten kollidieren. Das Verkehrsleit- und Überwachungssystem BEVA ist in dieser Ausführung als zentral in der Kreuzungsmitte angeordnete einzelne Einheit vorgesehen, welche sowohl die 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30, die Verarbeitungseinheit 20 und eine Laserstrahl-Sendeeinheit 10 aufweist, die sowohl nicht-sichtbare Laserstrahlen L1 als auch sichtbare Laserstrahlen L2 aussendet. Die Laserstrahlen L1 werden z.B. als Impulsfolge ausgesendet, um eine Handlungsanweisung an das Fahrzeug 1 zu übermitteln. Diese kann z.B. eine optische und/oder akustische Anzeige im Innenraum und/oder ein aktiver Eingriff in die Quer-/Längsführung des Fahrzeugs 1 sein. Außerdem ist an der Kreuzungsecke zu Gebäude G1 an einer Ampel eine weitere Laserstrahl-Sendeeinheit 10 vorgesehen, welche sichtbare Laserstrahlen L2 aussendet. Die sichtbaren Laserstrahlen L2 werden jeweils auf die Fahrbahn vor das Fahrrad 6 und vor das Fahrzeug 1 projiziert und enthalten Handlungsanweisungen. Hier könnte die Handlungsanweisung für das Fahrzeug 1 lauten, dass es anhalten soll und für das Fahrrad 6, dass es aufpassen soll, das das Fahrzeug 1 abbiegen wird. 1 zeigt unten rechts außerdem eine Verkehrssituation, in welcher sich ein Fahrrad 7 einem Fahrzeug 2 von hinten nähert, aber beide geradeaus fahren wollen. Hier ist ebenfalls eine zur BEVA zugehörige Laserstrahl-Sendeeinheit 10 an einer Ampel an einer Kreuzungsecke zu Gebäude G3 vorgesehen, welche das Fahrzeug 2 darüber informieren kann, dass sich ein Fahrrad 7 von hinten nähert. Es können auch noch weitere Laserstrahl-Sendeeinheiten 10 an den Kreuzungsecken zu Gebäuden G2 und G4 vorgesehen sein.
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In 2 sind im Wesentlichen dieselben Verkehrssituationen gezeigt. Allerdings ist hier die BEVA nicht zentral in der Mitte der Verkehrskreuzung angeordnet, sondern an einer Kreuzungsecke am Gebäude G2. Auch hier ist der Sichtbereich S ausreichend, um die gesamte Verkehrskreuzung zu überblicken bzw. zu erfassen und die ausgesendeten Laserstrahlen sind sichtbare L2 und nicht-sichtbare L1 Laserstrahlen. Auch hier sind an den Kreuzungsecken zu Gebäuden G1 und G3 weitere Laserstrahl-Sendeeinheiten 10 vorgesehen. Auch hier können noch weitere Laserstrahl-Sendeeinheiten 10 an den Kreuzungsecken zu Gebäuden G2 und G4 vorgesehen sein.
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In 3 sind im Wesentlichen dieselben Verkehrssituationen und Anordnung der BEVA wie in 2 gezeigt. Allerdings ist hier die Verarbeitungseinheit 20 als separate Einheit vorgesehen. Auch ist jeweils eine an einander gegenüberliegenden Kreuzungsecken, in diesem Fall an den Gebäuden G2 und G4, angeordnete Umfelderfassungseinheiten 31 und 32 vorgesehen. Hier wird der Sichtbereich S durch beide Sichtbereiche S der Umfelderfassungseinheiten 31 und 32 definiert, so dass auch hier die gesamte Verkehrskreuzung überblickt bzw. erfasst werden kann. Auch hier sind die ausgesendeten Laserstrahlen sichtbare L2 und nicht-sichtbare L1 Laserstrahlen, wobei die an dem Gebäude G4 angeordnete Laserstrahl-Sendeeinheit 10 in dieser Ausführung lediglich Laserstrahlen im nicht-sichtbaren Bereich L1 aussendet. Auch hier können an den Kreuzungsecken zu Gebäuden G1 und G3 weitere Laserstrahl-Sendeeinheiten 10 vorgesehen sein.
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In 4 sind im Wesentlichen dieselben Verkehrssituationen und Anordnung der BEVA wie in 2 gezeigt. Die BEVA ist hier ebenfalls nicht zentral in der Mitte der Verkehrskreuzung angeordnet, sondern an einer Kreuzungsecke am Gebäude G1. Auch hier ist der Sichtbereich S ausreichend, um die gesamte Verkehrskreuzung zu überblicken bzw. zu erfassen und die ausgesendeten Laserstrahlen sind sichtbare L2 und nicht-sichtbare L1 Laserstrahlen. In dieser Ausführung projiziert die BEVA, genauer die Laserstrahl-Sendeeinheit 10, sichtbare Laserstrahlen L2 sowohl auf die Fahrbahn vor dem Fahrrad 6 als auch vor dem Fahrzeug 1. Auch hier ist an der Kreuzungsecke zu Gebäude G3 eine weitere Laserstrahl-Sendeeinheit 10 vorgesehen. Diese ist in dieser Ausführung dazu eingerichtet, sowohl sichtbare Laserstrahlen L2 als auch nicht-sichtbare Laserstrahlen L1 auszusenden. Hier werden beide Laserstrahlen L1 und L2 zum Fahrzeug 2 gesendet. Auch hier können noch weitere Laserstrahl-Sendeeinheiten 10 an den Kreuzungsecken zu Gebäuden G2 und G4 vorgesehen sein.
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In 5 bis 7 ist ein Ablauf für den Fall gezeigt, dass das Verkehrsleit- und Überwachungssystem BEVA als Ampelersatz verwendet werden soll. Die BEVA ist hier der Übersichtlichkeit halber als zentrale BEVA gezeigt. Sie kann aber auch wie in den vorher gezeigten Ausführungen angeordnet und gebildet sein. Es können also die einzelnen Einheiten 10, 20, 30 bzw. 31, 32 als separate Einheiten oder Teile einer anderen Einheit gebildet sein. Die Laserstrahl-Sendeeinheit 10 kann eingerichtet sein, lediglich einen Laserstrahl oder auch mehrere Laserstrahlen auszusenden, seien es sichtbare Laserstrahlen L2 oder nicht-sichtbare Laserstrahlen L1.
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Die in 5 dargestellte Verkehrssituation ist, dass Fahrzeug 1 abbiegen möchte und Fahrzeug 2 geradeaus fahren möchte. Bei Fahrzeuge 1 und 2 sind bereits kurz vor der Kreuzung. Fahrzeuge 3 und 4 nähern sich der Kreuzung, wobei Fahrzeug 3 diese geradeaus passieren möchte und Fahrzeug 4 nach links abbiegen möchte. Dies wird von der BEVA, genauer der 360-Grad-Umfelderfassungseinheit 30, erfasst und von der Verarbeitungseinheit 20 verarbeitet, so dass Handlungsanweisungen für jedes Fahrzeug 1-4 ermittelt werden. Fahrzeug 1 und 2 dürfen fahren, sie erhalten hierfür beispielsweise die auf die Fahrbahn mittels sichtbaren Laserstrahlen L2 projizierte Handlungsanweisung „GO“. Die Fahrzeuge und 4 erhalten die Handlungsanweisung anzuhalten, in 5 als Symbol „X“ dargestellt. In 6 ist die Verkehrssituation gezeigt, dass Fahrzeug 1 und 2 die Kreuzung passiert haben und nun Fahrzeug 3 die Handlungsanweisung „GO“ erhält, da es als nächster in der Reihenfolge an der Kreuzung war und/oder nun die Vorfahrt hat. Fahrzeug 4 hat immer noch die Handlungsanweisung anzuhalten. Das neue Fahrzeug 5 erhält ebenfalls die Handlungsanweisung anzuhalten. Die in 7 dargestellte Verkehrssituation ist, dass nun nur mehr Fahrzeuge 4 und 5 vorhanden sind. In dieser Darstellung darf zuerst Fahrzeug 4 fahren, dann erst Fahrzeug 5. Die Situation könnte aber auch anders sein, z.B. wenn andere Vorfahrtsregeln gelten. Hier könnte bereits in der in 6 gezeigten Situation Fahrzeug 5 die Handlungsanweisung zum Weiterfahren erhalten und Fahrzeuge 3 und 4 die Handlungsanweisung anzuhalten. Grundsätzlich können außerdem nicht-sichtbare Laserstrahlen L1 mit der Handlungsanweisung an die Fahrzeuge 1 und 2 ausgesendet werden.
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Durch die vorliegende Erfindung können ein Verkehrsleit- und Überwachungssystem sowie eine Steuerung des Verkehrsleit- und Überwachungssystems und damit des Verkehrs in einer Verkehrskreuzung verbessert werden. Dabei können Informationen in unterschiedlichster Art und Weise an die Verkehrsteilnehmer gesendet bzw. diesen angezeigt werden. Das System kann sowohl dazu dienen, mögliche Kollisionen zu vermeiden, als auch als Ampelersatz.
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Bezugszeichenliste
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- 1-5
- Fahrzeug
- 11
- Frontkamera
- 6, 7
- Fahrrad
- L1
- nicht-sichtbarer Laserstrahl
- L2
- sichtbarer Laserstrahl
- 10
- Laser-Einheit
- 20
- Verarbeitungseinheit
- 30
- 360-Grad-Umgebungerfasung
- 31, 32
- Umfelderfassungseinheit
- BEVA
- Kombination aus 10, 20 und 30
- S
- Sichtradius der 30
