DE102019212566A1

DE102019212566A1 - Verfahren zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes für einen Straßenabschnitt einer geographischen Region

Info

Publication number: DE102019212566A1
Application number: DE102019212566.2A
Authority: DE
Inventors: Marat Kopytjuk; Christian Lellmann; Julio Borges
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-02-25

Abstract

Verfahren zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die die Region durchfahren, wobei die Mehrzahl der Fahrzeuge während des Durchfahrens der Region Reibwerte schätzt, mit den Schritten:Schätzen zumindest eines Reibwertes (S1) einer Vielzahl von Straßenabschnitten der Region mittels zumindest eines der Mehrzahl der Fahrzeuge;Bestimmen der jeweiligen zugehörigen geographischen Position (S2) des Straßenabschnitts mit dem geschätzten Reibwert;Übertragen einer entsprechenden Vielzahl von geschätzten Reibwerten (S3) und die zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte, an zumindest eine Speichereinheit;Bestimmen einer Mehrzahl von aggregierten Reibwerten (S4), durch Aggregieren einer Anzahl von geschätzten Reibwerten eines jeweilig gleichen Straßenabschnittes der Vielzahl von geschätzten Reibwerten und Zuordnen jedes aggregierten Reibwertes zu dem jeweiligen Straßenabschnitt;Erstellen einer Reibwertkarte der Region (S5) durch eine Zuordnung der Mehrzahl der aggregierten Reibwerte zu den geographischen Positionen der jeweiligen Straßenabschnitte der Region;Berechnen eines Bestimmtheitsmaßes der Reibwertkarte (S6) der Region;Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes (S7) eines Straßenabschnittes der erstellten Reibwertkarte der Region für ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug, sofern das berechnete Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region einen Mindestwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes für einen Straßenabschnitt einer geographischen Region mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die die Region durchfahren, wobei die Fahrzeuge eingerichtet sind, während des Durchfahrens der Region Reibwerte zu schätzen.
Stand der Technik
Der jeweilige Straßenzustand ist wesentlich für ein Fahren mit einem Fahrzeug und die allgemeine Straßensicherheit, wobei dem Straßenzustand sogar eine Schlüsselrolle bei Unfällen zukommt. Kann aufgrund eines niedrigen maximalen Reibwertes zwischen einem Fahrzeugrad und einer Fahrbahn, beispielsweise bei Aquaplaning oder winterlichen Bedingungen, wie starkem Regen, Schnee oder Eis, eine für die Fahrsituation nötige Kraft nicht abgesetzt werden, droht eine instabile Fahrsituation, aufgrund eines Haftungsverlusts des Fahrzeugrades zur Fahrbahn.
Für eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen sowie für teilautomatisierte Fahrzeuge ist es wichtig, nicht in einen Fahrzustand zu kommen, in dem ein maximaler Reibwert überschritten wird, um immer einen sicheren Fahrzustand zu gewährleisten oder gegebenenfalls eine automatische Fahrfunktion zu beenden.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen Regeleinrichtungen wie Fahrdynamikregelungen (ESP, Elektronisches Stabilitätsprogramm) auf. Dabei stellt auch das Elektronische Stabilitätsprogramm im Wesentlichen ein Schlupfregelsystem dar. Beim Eintreten von kritischen Fahrsituationen greift dann ein Sicherheitssystem wie beispielsweise das Elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), Antiblockiersystem (ABS) oder ein Traktionskontrollsystem (TCS) ein.
Während des Eingriffs einer Regeleinrichtung kann der tatsächliche Reibwert durch Messung ermittelt werden, so dass in diesem Fall ein verlässlicher Wert vorliegt. Da jedoch der Eingriff eines Fahrerassistenzsystems bei normalem Fahrverhalten eher selten ist, liegen während des Betriebs eines Fahrzeugs in der Regel nur selten Informationen über den mittels aktivem Eingriff einer Regeleinrichtung bestimmten Reibwerts vor. Der Reibwert muss dann geschätzt werden.
In der Regel verfügen die oben erwähnten Regeleinrichtungen eines Fahrzeugs über eine Vielzahl von Einrichtungen zum Ermitteln eines aktuellen Reibwerts zwischen Rädern des Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn. Diese sogenannten Reibwertschätzer sind dabei für unterschiedliche Fahrerassistenzeinrichtungen sehr spezifisch ausgelegt und unabhängig voneinander. Die Schätzung von Reifen-Fahrbahn-Reibung basiert hauptsächlich auf der Modellierung des Reibungskoeffizienten in Abhängigkeit vom Schlupf.
Offenbarung der Erfindung
Die aktuellen Entwicklungen im Bereich vernetzter Fahrzeuge ermöglichen mittels Connectivity-Einheiten einen Austausch von Sensorik-Daten über aktuelle Fahrbahnzustände, Geschwindigkeiten dynamischer Objekte, Verkehrssituationen etc., wobei die Einzeldaten von individuellen Fahrzeugen bestimmt wurden. Durch eine Zuordnung dieser, von einzelnen Fahrzeugen generierten Daten zu den zugehörigen Straßenabschnitten und einer Bereitstellung dieser Daten für andere Fahrzeuge, resultiert ein Informationsgewinn für die Fahrzeuge, womit ein automatisiertes Fahren und prädiktive Fahrerassistenzsysteme mit höherer Sicherheit betrieben werden können. Denn den einzelnen Fahrzeugen werden Informationen über die Umgebung der Fahrzeuge bereitgestellt, die diese Fahrzeuge mit ihrer eigenen Sensorik nicht generieren können.
Insbesondere diese, von den Systemen der Fahrzeuge geschätzten Straßenreibwerte von Streckenabschnitten, ermöglichen es anderen Fahrzeugen, Informationen über den Straßenzustand gewisser Streckenabschnitte abzufragen.
Für die Straßenreibwerte bietet es sich an, solche Reibwerte in einer Reibwertkarte einzutragen, und die Straßenreibwerte können zum Beispiel genutzt werden, um automatisiert Fahrzeuggeschwindigkeiten für gewisse Straßenabschnitte zu begrenzen. So können gefährliche Situationen oder Unfälle durch ein Abkommen von der Fahrbahn, vor allem bei schwierigen Straßenverhältnissen wie Nässe oder Schnee, vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes für einen Straßenabschnitt einer geographischen Region, eine Vorrichtung, ein Computerprogramm, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, die die oben genannten Aufgaben, zumindest zum Teil lösen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer ausreichenden Anzahl von Fahrzeugen, die eine Region durchfahren und eingerichtet sind, während des Durchfahrens der Region Reibwerte von Straßenabschnitten zu schätzen, Reibwertkarten der Region erstellt werden können, die ausreichend bestimmt sind, um sie anderen Fahrzeugen, zum zumindest teilautomatisierten Fahren, bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes für einen Straßenabschnitt einer geographischen Region, mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen, angegeben, die die Region durchfahren, wobei die Fahrzeuge eingerichtet sind, während des Durchfahrens der Region Reibwerte zu schätzen. In einem Schritt des Verfahrens wird zumindest ein Reibwert einer Vielzahl von Straßenabschnitten der Region, mittels zumindest eines der Mehrzahl der Fahrzeuge, geschätzt. In einem weiteren Schritt wird die jeweilige zugehörige geographische Position des Straßenabschnitts mit dem geschätzten Reibwert bestimmt. In einem weiteren Schritt wird eine entsprechende Vielzahl von geschätzten Reibwerten und die zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte, jedes des zumindest einen Fahrzeuges der Mehrzahl der Fahrzeuge, an zumindest eine Speichereinheit übertragen, wobei die zumindest eine Speichereinheit eingerichtet ist, die Vielzahl der Reibwerte und der zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte, jedes des zumindest einen Fahrzeuges der Mehrzahl von Fahrzeugen, zu speichern.
In einem weiteren Schritt wird eine Mehrzahl von aggregierten Reibwerten, durch Aggregieren einer Anzahl von geschätzten Reibwerten eines jeweilig gleichen Straßenabschnittes der Vielzahl von geschätzten Reibwerten, bestimmt und jedem aggregierten Reibwert wird der jeweilige Straßenabschnitt zugeordnet.
In einem weiteren Schritt wird eine Reibwertkarte der Region, durch eine Zuordnung der Mehrzahl der aggregierten Reibwerte zu den geographischen Positionen der jeweiligen Straßenabschnitte der Region, erstellt. In einem weiteren Schritt wird ein Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region berechnet. In einem weiteren Schritt wird ein aggregierter Reibwert eines Straßenabschnittes einer geographischen Position der erstellten Reibwertkarte der Region für ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug bereitgestellt, sofern das berechnete Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region einen Mindestwert überschreitet.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass zusätzlich zu dem aggregierten Reibwert das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte dem zumindest teilautomatisiert fahrenden Fahrzeug bereitgestellt wird.
In dieser gesamten Beschreibung der Erfindung ist die Abfolge von Verfahrensschritten so dargestellt, dass das Verfahren leicht nachvollziehbar ist. Der Fachmann wird aber erkennen, dass viele der Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge durchlaufen werden können und zu dem gleichen oder einem entsprechenden Ergebnis führen. In diesem Sinne kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte entsprechend geändert werden.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es, im Gegensatz zu einer direkten aktiven Reibwertmessung mit speziell ausgerüsteten Messfahrzeugen, aufgrund geringer Zusatzkosten und der möglichen weiten regionalen Abdeckung, durch eine Vielzahl von Fahrzeugen, die die Region durchfahren, einfach durchzuführen und verhältnismäßig preisgünstig ist.
Mit anderen Worten werden mit dem Verfahren also von vielen, geografisch in der Region verteilt fahrenden Fahrzeugen, beispielsweise via Mobilfunknetz, Sensorikdaten von Straßenabschnitten, beispielsweise die Reibwertschätzerdaten der einzelnen Fahrzeuge, beispielsweise an ein Server-Backend gesendet. Dort werden die Sensorikdaten zu ortsabhängigen Reibwerten aggregiert. Diese ortsabhängigen, aggregierten Reibwerte können dann für weitere Fahrzeuge bereitgestellt werden, um diesen Fahrzeugen so Informationen über den aktuellen Zustand von Straßenabschnitten zu geben.
Entsprechend einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Aggregieren einer Anzahl von geschätzten Reibwerten in einem Schritt des Verfahrens die geschätzten Reibwerte, die für den gleichen Streckenabschnitt der Region von der Mehrzahl der Fahrzeuge geschätzt wurden, identifiziert werden. In einem weiteren Schritt wird jeder Reibwert der Anzahl der geschätzten Reibwerte, der für den gleichen Streckenabschnitt der Region geschätzt wurde, abhängig von einem Verfahren, mit dem der jeweilige Reibwert geschätzt wurde, zum Aggregieren dieser Reibwerte gewichtet.
Wenn beispielsweise, durch das Gewichten der Reibwerte, Reibwerte von einem bestimmten Straßenabschnitt, die mittels des Eingriffs einer Regeleinrichtung der Fahrzeuge bestimmt wurden, höher gewichtet werden, als mittels Schlupf der Reifen für den gleichen Straßenabschnitt geschätzter Reibwerte, kann die Genauigkeit der aggregierten Reibwerte erhöht werden. Darüber hinaus können aber auch andere Faktoren, die einen Einfluss auf eine Güte der Schätzung des Reibwertes haben durch diese Gewichtung berücksichtigt werden, um die Genauigkeit der aggregierten Reibwerte zu erhöhen.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass jeder Reibwert eines Straßenabschnittes einen Zeitstempel eines Zeitpunktes der Schätzung des Reibwertes und eine Gültigkeitsdauer aufweist, und wobei ein aggregierter Reibwert nur mit Reibwerten innerhalb der Gültigkeitsdauer bestimmt wird.
Durch die Berücksichtigung der Geltungsdauer der Reibwerte eines Straßenabschnittes kann bei dem Verfahren berücksichtigt werden, dass Eigenschaften des Straßenabschnittes, wie insbesondere die Reibwerte, sich über die Zeit beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, Temperatur und gegebenenfalls Veränderungen des Wetters ändern. Die einzelnen übertragenen Reibwerte der Straßenabschnitte werden also nur so lange für die Bestimmung des aggregierten Reibwertes verwendet, wie es einer voraussichtlichen Gültigkeit entspricht.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass ein aggregierter Reibwert nur mit Reibwerten innerhalb der Gültigkeitsdauer bestimmt wird, wenn Umweltbedingungen des Streckenabschnitts mit dem jeweiligen Reibwert innerhalb der Gültigkeitsdauer gleich sind.
Auf diese Weise können mit dem Verfahren Veränderungen des Reibwertes eines Straßenabschnittes aufgrund von veränderten Umweltbedingungen, wie insbesondere des Wetters, die den jeweiligen Straßenabschnitten zugeordnet werden können, berücksichtigt werden, um die Genauigkeit des aggregierten Reibwertes zu erhöhen. Mit anderen Worten bedeutet das, dass die Gültigkeitsdauer aufgrund von veränderten Umweltbedingungen verändert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Umweltbedingungen eines Straßenabschnittes mit Sensoren der Fahrzeuge und/oder Straßensensorik und/oder bereitgestellte Wetterdaten für den Straßenabschnitt bestimmt werden.
Indem die Daten der Sensoren beispielsweise der Mehrzahl der Fahrzeuge, die auch die Reibwerte schätzen, oder darüber hinaus auch Daten von Sensoren weiterer Fahrzeugen verwendet werden, um eine ortsaufgelöste Information über die Umweltbedingungen der einzelnen Straßenabschnitte zu erhalten, kann über die Gültigkeitsdauer der Reibwertdaten der entsprechenden Straßenabschnitte der Einfluss der Umweltbedingung auf die geschätzten Reibwerte für die Bestimmung der aggregierten Reibwerte berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein Ultraschallsensor eines Fahrzeugs benutzt werden, um aufspritzendes Wasser zu detektieren und wie beschrieben für die Verbesserung der Genauigkeit der aggregierten Reibwerte von Straßenabschnitten zu verwenden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird vorgeschlagen, dass der jeweilige Reibwert höher gewichtet wird, wenn der Reibwert aktiv bestimmt wurde, als wenn er aus Schlupfmessungen bestimmt wird.
Dies verbessert die Genauigkeit der bestimmten aggregierten Reibwerte für die Straßenabschnitte, da wie oben schon dargestellt wurde, Reibwerte, die aufgrund von Schlupfmessungen geschätzt werden, nicht so genau sind, wie aktiv bestimmte Reibwerte, die durch einen Eingriff einer Regeleinrichtung auf das Fahrzeug ermittelt wurden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird vorgeschlagen, dass eine Länge der Straßenabschnitte abhängig von örtlichen Gegebenheiten der Straßenabschnitte bestimmt werden und alternativ oder zusätzlich eine Anzahl von Reibwerten pro Streckenabschnitt abhängig von örtlichen Gegebenheiten der Straßenabschnitte bestimmt werden.
Mittels veränderlicher Längen der Straßenabschnitte können lokale Gegebenheiten, die einen lokalen Einfluss auf die Reibwerte der entsprechenden Straßenabschnitte haben, berücksichtigt werden. Beispielsweise verhalten sich die Reibwerte von Straßenabschnitten, die auf Brücken angeordnet sind, insbesondere bei Temperaturänderungen anders als Straßenabschnitte, die beispielsweise durch eine Ortschaft führen.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region ein Verhältnis einer Anzahl von gültig bestimmten aggregierten Reibwerten von Straßenabschnitten der Region, zu einer Gesamtzahl von Straßenabschnitten der Region ist.
Damit wird erreicht, dass nur dann, wenn eine ausreichend statistisch abgesicherte Anzahl von gültig bestimmten aggregierten Reibwerten vorliegt, diese aggregierten Reibwerte für eine Vorhersage von aggregierten Reibwerten bestimmter Straßenabschnitte verwendet werden.
Dabei sind unter gültig bestimmten aggregierten Reibwerten solche aggregierten Reibwerte zu verstehen, die mittels Reibwerten innerhalb der Gültigkeitsdauer bestimmt wurden.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region ein Verhältnis einer Anzahl von Fahrzeugen ist, die Reibwerte von Straßenabschnitten beim Durchfahren der Region im Gültigkeitszeitraum der Reibwerte geschätzt haben, zu einer Anzahl von Fahrzeugen, die die Region durchfahren und für eine Schätzung verfügbar sind, und die entsprechend einem statistischen Maß ausreichen, um aggregierte Reibwerte von allen Straßenabschnitten der Region zu schätzen.
Da die Information über die Flotte, d.h. die Anzahl von Fahrzeugen, die in der Region Reibwerte schätzen bzw. schätzen können, gegebenenfalls leichter ermittelt werden kann, als eine Anzahl von gültig bestimmten aggregierten Reibwerten von Straßenabschnitten der Region, zu einer Gesamtzahl von Straßenabschnitten der Region, kann über diese statistische Betrachtung das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte leichter ermittelt werden.
Dabei ergibt sich das Bestimmtheitsmaß B der Reibwertkarte der Region aus einem Verhältnis einer Anzahl von Fahrzeugen F, die Reibwerte von Streckenabschnitten der Region geschätzt und übertragen haben, und einer statistisch berechneten Anzahl von Fahrzeugen E/m, die ausreichen, um aggregierte Reibwerte von allen Straßenabschnitten der Region zu schätzen.
Der Ausgangspunkt für die Berechnung einer ausreichenden Anzahl von Fahrzeugen kann eine Betrachtung einer Lösung des Sammelbilder-Problems sein.
Dabei gibt der Erwartungswert: $E = n \cdot \sum_{i - 0}^{(n - 1) p} \frac{1}{n - i} x,$
entsprechend der Lösung des Sammelbildproblems an, wie oft ein Reibwert für Streckenabschnitte aus einer Menge aus Streckenabschnitten in einer Region bestimmt werden muss, um statistisch, innerhalb des Gültigkeitszeitraums der Reibwerte, eine ausreichende Anzahl von Reibwerten der Streckenabschnitte der Region abzudecken.
Dabei bestimmt der Faktor p eine geforderte Abdeckung von Straßenabschnitten in der Region und kann beispielsweise zu 0,95 festgelegt werden. Mit dem Parameter i werden die einzelnen Straßenabschnitte gekennzeichnet und x bestimmt die Anzahl der notwendigen geschätzten Reibwerte pro Straßenabschnitt.
$n = \frac{\frac{roadkm}{dist}}{\frac{dist}{s}}$
bestimmt eine Anzahl von Straßenabschnitten in der Region, wenn im Mittel ein Straßenabschnitt eine Länge von dist aufweist und das gesamte Straßennetz eine Länge von roadkm aufweist. Dabei ist mit dem Faktor s noch eine Messrate der Fahrzeuge, in Bezug auf eine Anzahl von Reibwertschätzungen pro zurückgelegter Strecke, berücksichtigt.
$m = \frac{(y \cdot l a g)}{d i s t} p r o p v e h \frac{t_{a v g}^{2}}{t \cdot l a g},$
bestimmt die Anzahl erwarteter Reibwertschätzungen der Straßenabschnitte pro Fahrzeug im Gültigkeitszeitraum. In dieser Formel gibt der erste Faktor an wie viele Straßenabschnitte ein Fahrzeug innerhalb des Gültigkeitszeitraums des Reibwerts schätzen kann, d.h. als Resultat der Betrachtung wie weit ein Fahrzeug innerhalb dieser Zeit fahren kann. Der mittlere Faktor propveh gibt an wie viele der Mehrzahl der Fahrzeuge, die die Reibwerte der Straßenabschnitte bestimmen können aktuell in der Region fahren. Der dritte Faktor gibt ein Verhältnis einer durchschnittlichen Fahrzeit eines Fahrzeuges t_avg zu dem Gültigkeitszeitraum der Reibwertschätzung lag an, wobei berücksichtigt wird, dass die Fahrten innerhalb einer Zeit t wiederholt werden. Im Einzelnen ist y eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit, lag eine Aktualisierungsfrequenz, p eine geforderte Abdeckung von Straßen in Region; propveh ein Anteil an Fahrzeugen auf einer Straßenklasse, t eine Fahrtwiederholfrequenz aller Fahrzeuge (in h), und t_avg eine Durchschnittliche Fahrzeit eines Fahrzeugs (in h).
D.h. das Bestimmtheitsmaß B ergibt sich als: B = F/ (E/m), also den Quotienten aus einer Anzahl von Fahrzeugen F, die Reibwerte von Streckenabschnitten der Region geschätzt und übertragen haben und dem Quotient aus dem oben beschriebenen Erwartungswert E und einer Anzahl von Straßenabschnitten m in der Region, wenn im Mittel ein Straßenabschnitt eine Länge von dist aufweist und das gesamte Straßennetz eine Länge von roadkm aufweist.
Die Berechnung basiert auf einer Lösung des Sammelbilderproblems, mit dessen Hilfe berechnet wird, wie oft gemessen werden muss, um den angenommenen Anteil an Straßenelementen abzudecken, multipliziert mit der Mindestanzahl an Punkten pro Element.
In der Berechnung wird dann noch der Anteil an Fahrzeugen, die zu einer Zeit in den Straßenelementen tatsächlich Daten aufgenommen haben, beachtet. Wird das Ergebnis - Anzahl der benötigten Fahrzeuge - nun durch die Anzahl an Fahrzeugen in der betreffenden Region geteilt, erhält man die relative Flottenabdeckung.
Der Ansatz ermöglicht es, für verschiedene Regionen und Flottenkonfigurationen, die benötigte Flottengröße (absolut und relativ) zur Erstellung und Validation einer Reibwertkarte durch Anpassung der Annahmen zu berechnen. Zudem lässt sich die mögliche Qualität, die durch die Annahmen bestimmt wird, herleiten.
Es handelt sich also um eine flexibel anpassbare Berechnungsvorschrift, die breit anwendbar ist und statistische Ungenauigkeiten abdeckt. Dabei ist diese Berechnungsvorschrift nur als ein Ausführungsbeispiel zu verstehen, eine entsprechende Berechnung des Bestimmtheitsmaßes kann auf anderen Annahmen und anderen Berechnungsschemata basieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird vorgeschlagen, dass bei nicht ausreichender Bestimmtheit einer Reibwertkarte ein benötigter Reibwert eines Straßenabschnittes mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation von zumindest einem Fahrzeug angefordert wird, das innerhalb der Gültigkeitsdauer den entsprechenden Streckenabschnitt befahren hat und einen Reibwert dieses Streckenabschnittes geschätzt hat.
Hiermit wird also erreicht, dass, wenn beispielsweise zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht ausreichend viele Fahrzeuge in der Region Reibwerte von Straßenabschnitten schätzen, gegebenenfalls notwendige Reibwerte mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation bereitgestellt werden können.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass bei nicht ausreichendem Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region ermittelt wird, für welche Straßenabschnitte Reibwerte geschätzt werden müssen, um ein ausreichendes Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte zu erhalten; und zumindest ein Fahrzeug beauftragt wird, diese ermittelten Straßenabschnitte anzufahren, um für diese Straßenabschnitte einen Reibwert zu schätzen.
Hiermit kann erreicht werden, dass das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte ausreichend hochgehalten wird, indem Fahrzeuge, die eingerichtet sind während des Durchfahrens der Region Reibwerte zu schätzen, die fehlende Straßenabschnitte anfahren, um diese Reibwerte für die entsprechenden Straßenabschnitte zu schätzen.
Somit kann ein ausreichendes Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte auch in Regionen mit wenig befahrenen Teilbereichen erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird vorgeschlagen, dass, basierend auf einem Reibwert, zumindest eines Straßenabschnittes, ein Steuersignal zur Ansteuerung eines zumindest teilautomatisierten Fahrzeugs, bereitgestellt wird und/oder basierend auf einem Reibwert zumindest eines Straßenabschnittes, ein Warnsignal zur Warnung eines Fahrzeuginsassen bereitgestellt wird.
Dadurch wird erreicht, dass das zumindest teilautomatisierte Fahrzeug, abhängig von dem bereitgestellten Reibwert, ein zumindest teilautomatisiertes Fahren steuert, da ein ausreichend hoher Reibwert sicherheitsrelevant für das Fahrzeug ist. Das gleiche gilt sinngemäß für ein Warnsignal an Fahrzeuginsassen eines solchen Fahrzeuges.
Mit einem solchen Steuersignal kann beispielsweise ein Steuergerät, des zumindest teilautomatisierten Fahrzeuges, auf einen besonders niedrigen Reibwert mit einer entsprechend veränderten Fahrweise reagieren oder ein Fahrzeuginsasse kann auf niedrige Reibwerte hingewiesen werden, um seine Fahrweise entsprechend anzupassen.
Es wird eine Vorrichtung angegeben, die eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren durchzuführen. Mit einer solchen Vorrichtung kann das entsprechende Verfahren leicht in unterschiedliche Systeme integriert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm angegeben, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen. Ein solches Computerprogramm ermöglicht den Einsatz des beschriebenen Verfahrens in unterschiedlichen Systemen.
Es wird ein maschinenlesbares Speichermedium angegeben, auf dem das oben beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die 1 und 2 dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Datenfluss des Verfahrens;
2 einzelne Schritte des Verfahrens.

Die 1 skizziert einen Datenfluss eines Verfahrens 100 zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes, für einen Straßenabschnitt 150a, 150b, 150c, 150d, 150e einer geographischen Region, mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen 110, die die Region durchfahren, wobei die Mehrzahl der Fahrzeuge 110 eingerichtet ist, während des Durchfahrens der Region Reibwerte zu schätzen.
In einem Schritt S1 des Verfahrens wird zumindest ein Reibwert einer Vielzahl von Straßenabschnitten 150a, 150b, 150c, 150d, 150e der Region, mittels zumindest eines der Mehrzahl der Fahrzeuge 110, geschätzt.
In einem weiteren Schritt S2 wird die jeweilige zugehörige geographische Position des Straßenabschnitts 150a, 150b, 150c, 150d, 150e mit dem geschätzten Reibwert bestimmt.
In einem weiteren Schritt S3 wird eine entsprechende Vielzahl von geschätzten Reibwerten und die zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte 150a, 150b, 150c, 150d, 150e, jedes des zumindest einen Fahrzeuges der Mehrzahl der Fahrzeuge 110, an zumindest eine Speichereinheit 120 übertragen, wobei die zumindest eine Speichereinheit 120 eingerichtet ist, die Vielzahl der Reibwerte und der zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte 150a, 150b, 150c, 150d, 150e, jedes des zumindest einen Fahrzeuges der Mehrzahl von Fahrzeugen 110, zu speichern.
In einem weiteren Schritt S4 wird eine Mehrzahl von aggregierten Reibwerten, durch aggregieren einer Anzahl von geschätzten Reibwerten eines jeweilig gleichen Straßenabschnittes 150a, 150b, 150c, 150d, 150e der Vielzahl von geschätzten Reibwerten, bestimmt und jedem aggregierten Reibwert wird der jeweilige Straßenabschnitt 150a, 150b, 150c, 150d, 150e zugeordnet.
In einem weiteren Schritt S5 wird eine Reibwertkarte der Region, durch eine Zuordnung der Mehrzahl der aggregierten Reibwerte zu den geographischen Positionen der jeweiligen Straßenabschnitte 150a, 150b, 150c, 150d, 150e der Region, erstellt.
In einem weiteren Schritt S6 wird ein Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region berechnet.
In einem weiteren Schritt wird ein aggregierter Reibwert eines Straßenabschnittes 150a, 150b, 150c, 150d, 150e einer geographischen Position der erstellten Reibwertkarte der Region für ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug 140 bereitgestellt, sofern das berechnete Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region einen Mindestwert überschreitet. Dieses Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte kann zusätzlich zu dem aggregierten Reibwert an das Fahrzeug 140 übertragen werden.
Für die Berechnung des Bestimmtheitsmaßes und die Gültigkeit bzw. die Gültigkeitsdauer von geschätzten Reibwerten kann von weiteren Parametern abhängen, die zumindest teilweise, wie zum Beispiel Wetterdaten oder Wettervorhersagen, von Datenbanken 130, die beispielsweise über das Internet bereitgestellt werden, von einem Fahrzeug 140 angefordert werden. Daten über die Beschaffenheit von Streckenabschnitten (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) und/oder Umweltbedingungen dieser Streckenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) können auch über solche Datenbanken 130 bereitgestellt werden, wenn die Straßensensorik 160 diese Daten zusammen mit geographischen Ortsangaben der Straßensensorik 160 an die Datenbanken 130 übertragen werden.
Bei nicht ausreichender Bestimmtheit einer Reibwertkarte kann ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug (140) einen benötigten Reibwert eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeugkommunikation von zumindest einem Fahrzeug (110) anfordern, das innerhalb der Gültigkeitsdauer den entsprechenden Streckenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) befahren hat und einen Reibwert dieses Streckenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) geschätzt hat.

Claims

Verfahren (100) zum Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes, für einen Straßenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) einer geographischen Region, mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen (110), die die Region durchfahren, wobei die Mehrzahl der Fahrzeuge (110) eingerichtet ist, während des Durchfahrens der Region Reibwerte zu schätzen, mit den Schritten: Schätzen zumindest eines Reibwertes (S1) einer Vielzahl von Straßenabschnitten (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region mittels zumindest eines der Mehrzahl der Fahrzeuge (110); Bestimmen der jeweiligen zugehörigen geographischen Position (S2) des Straßenabschnitts (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) mit dem geschätzten Reibwert; Übertragen einer entsprechenden Vielzahl von geschätzten Reibwerten (S3) und die zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) jedes des zumindest einen Fahrzeuges der Mehrzahl der Fahrzeuge (110) an zumindest eine Speichereinheit (120), wobei die zumindest eine Speichereinheit (120) eingerichtet ist, die Vielzahl der Reibwerte und der zugehörigen geographischen Positionen der Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) jedes des zumindest einen Fahrzeuges der Mehrzahl von Fahrzeugen (110) zu speichern; Bestimmen einer Mehrzahl von aggregierten Reibwerten (S4) durch Aggregieren einer Anzahl von geschätzten Reibwerten eines jeweilig gleichen Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Vielzahl von geschätzten Reibwerten und Zuordnen jedes aggregierten Reibwertes zu dem jeweiligen Straßenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e); Erstellen einer Reibwertkarte der Region (S5) durch eine Zuordnung der Mehrzahl der aggregierten Reibwerte zu den geographischen Positionen der jeweiligen Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region; Berechnen eines Bestimmtheitsmaßes der Reibwertkarte (S6) der Region; Bereitstellen eines aggregierten Reibwertes (S7) eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) einer geographischen Position der erstellten Reibwertkarte der Region für ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug (140), sofern das berechnete Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region einen Mindestwert überschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Aggregieren einer Anzahl von geschätzten Reibwerten die Schritte aufweist: Identifizieren der geschätzten Reibwerte der Mehrzahl der Fahrzeuge (110), die für den gleichen Streckenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region geschätzt wurden; Gewichten jedes Reibwertes der Anzahl der geschätzten Reibwerte, die für den gleichen Streckenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region geschätzt wurde, abhängig von einem Verfahren, mit dem der jeweilige Reibwert geschätzt wurde, zum Aggregieren dieser Reibwerte.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Reibwert eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) einen Zeitstempel eines Zeitpunktes der Schätzung des Reibwertes und eine Gültigkeitsdauer aufweist, und wobei ein aggregierter Reibwert nur mit Reibwerten innerhalb der Gültigkeitsdauer bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei ein aggregierter Reibwert nur mit Reibwerten innerhalb der Gültigkeitsdauer bestimmt wird, wenn Umweltbedingungen des Streckenabschnitts mit dem jeweiligen Reibwert innerhalb der Gültigkeitsdauer gleich sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Umweltbedingungen eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) mit Sensoren der Fahrzeuge (110) und/oder Straßensensorik (160) und/oder bereitgestellte Wetterdaten für den Straßenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) bestimmt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der jeweilige Reibwert höher gewichtet wird, wenn der Reibwert aktiv bestimmt wurde, als wenn er aus Schlupfmessungen bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge der Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) abhängig von örtlichen Gegebenheiten der Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) bestimmt werden und/oder eine Anzahl von Reibwerten pro Streckenabschnitt abhängig von örtlichen Gegebenheiten der Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) bestimmt werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region ein Verhältnis einer Anzahl von gültig bestimmten aggregierten Reibwerten von Straßenabschnitten (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region, zu einer Gesamtzahl von Straßenabschnitten (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region ein Verhältnis einer Anzahl von Fahrzeugen ist, die Reibwerte von Straßenabschnitten (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) beim Durchfahren der Region im Gültigkeitszeitraum der Reibwerte geschätzt haben, zu einer Anzahl von Fahrzeugen (110), die die Region durchfahren und für eine Schätzung verfügbar sind, und die entsprechend einem statistischen Maß ausreichen, um aggregierte Reibwerte von allen Straßenabschnitten (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) der Region zu schätzen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei nicht ausreichender Bestimmtheit einer Reibwertkarte ein benötigter Reibwert eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeugkommunikation von zumindest einem Fahrzeug (110) angefordert wird, das innerhalb der Gültigkeitsdauer den entsprechenden Streckenabschnitt (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) befahren hat und einen Reibwert dieses Streckenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) geschätzt hat.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei nicht ausreichendem Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte der Region ermittelt wird, für welche Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) Reibwerte geschätzt werden müssen, um ein ausreichendes Bestimmtheitsmaß der Reibwertkarte zu erhalten; und zumindest ein Fahrzeug (110) beauftragt wird, diese ermittelten Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) anzufahren, um für diese Straßenabschnitte (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) einen Reibwert zu schätzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, basierend auf einem Reibwert zumindest eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e), ein Steuersignal zur Ansteuerung eines zumindest teilautomatisierten Fahrzeugs (140) bereitgestellt wird und/oder basierend auf einem Reibwert zumindest eines Straßenabschnittes (150a, 150b, 150c, 150d, 150e) ein Warnsignal zur Warnung eines Fahrzeuginsassen bereitgestellt wird.
Vorrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.