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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Einsatzfahrzeugs mit Vorfahrtsrechten im Straßenverkehr.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Der e.GO People Mover ist ein autonom fahrender elektrischer Kleinbus, der ab 2019 in Serienproduktion gehen soll. Er wurde zusammen mit dem Antriebsspezialisten ZF entwickelt. Der e.GO Mover bietet 14 Personen Platz. Das Fahrzeug verfügt über acht Sitz- und fünf Stehplätze, misst 4,65 x 1,95 x 2,5 Meter und wiegt leer 2.100 Kilogramm. Das 150 kW-Antriebssystem wird über einen Akku mit bis zu 70 kWh Kapazität betrieben.
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Für autonom fahrende Fahrzeuge bedarf es im Straßenverkehr einer Sensorik zur Erkennung von Einsatzfahrzeugen mit Vorfahrtsrechten, beispielsweise Rettungswagen, sodass ein Einsatzfahrzeug, welches hinter einem autonom fahrenden Fahrzeug fährt, dass autonom fahrende Fahrzeug zum Anhalten oder zum Bilden einer Rettungsgasse bringen kann, sodass das Einsatzfahrzeug, dass autonom fahrende Fahrzeug gefahrlos passieren kann.
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Besonders bei langsam fahrenden autonomen Fahrzeugen, z.B. Schulbussen oder landwirtschaftlichen Fahrzeugen wie Traktoren, die sich autonom zwischen zu bewirtschaftenden Feldern bewegen, ist es zum Anmeldetag denkbar, dass die Sensorik zur Erkennung eines Einsatzfahrzeugs eines autonomen Fahrzeugs von einem anderen Fremdfahrzeug ohne besonderes Vorfahrtsrecht missbräuchlich manipuliert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Manipulation einer Sensorik zum Erkennen eines Einsatzfahrzeugs mit Vorfahrtsrechten eines autonom fahrenden Fahrzeugs zu verhindern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
- - Ein Verfahren zum Erkennen eines Einsatzfahrzeugs mit Vorfahrt im Regelverkehr, z.B. Straßenverkehr, mit den folgenden Schritten: Detektieren einer Lichtemission und/oder einer Schallemission, die eingerichtet ist, eine Vorfahrt eines lichtemittierenden Fahrzeugs zu bewirken; Plausibilisieren eines Vorfahrtsrechts des lichtemittierenden Fahrzeugs.
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Einsatzfahrzeuge sind speziell ausgerüstete Fahrzeuge zu Lande, zu Wasser und in der Luft. Einsatzfahrzeuge in Deutschland, Österreich oder der Schweiz sind oft mit einer blauen Rundumkennleuchte oder blauen Rundum-Strahlern und einem Folgetonhorn ausgestattet, um gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern im Straßenverkehr Sonderrechte signalisieren zu können.
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Die Fahrzeuge der Polizei dürfen in Deutschland zum Zweck des sicheren Anhaltens anderer Verkehrsteilnehmer mit nach vorn gerichteten Kennleuchten für rotes Blinklicht mit nur einer Hauptausstrahlrichtung und mit Signalgebern für rote leuchtende Laufschrift ausgestattet werden. Rotes Blinklicht ist in Österreich und der Schweiz nicht vorgesehen, eine rote Leuchtschrift kann aber montiert sein.
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Einsatzfahrzeuge gehören in Deutschland einer Hilfsorganisation, z.B. dem roten Kreuz, dem THW oder der Bergwacht, oder einer besonderen Behörde an. Ihnen werden Sonder- und Wegerechte eingeräumt, wenn diese zur Erfüllung eines Auftrages notwendig und erforderlich ist. Zivilstreifen fahren ebenfalls mit Einsatzfahrzeugen, die aber erst im Einsatz selbst als solche kenntlich gemacht werden.
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Die Bestimmung eines Einsatzfahrzeugs ist beispielsweise ein Rettungswagen oder Zivilfahrzeug der Polizei.
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Einsatzfahrzeuge können sich regional unterscheiden. Beispielsweise sehen Polizeiwagen in verschiedenen Ländern oder Bundesländern unterschiedlich aus.
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Regelverkehr ist der Verkehr mehrerer Verkehrsteilnehmer auf einer Straße, in einem Luftraum oder auf dem Wasser.
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Vorfahrt bedeutet das Ausüben eines Vorfahrtsrechts.
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In dieser Patentanmeldung sind Vorfahrtsrechte Sonderrechte oder Wegerechte. Als Sonderrecht wird z.B. in Deutschland die Befreiung von den Vorschriften der Straßenverkehrsordnung bezeichnet. In der Praxis sind beispielsweise folgende Manöver mit Sonderrechten belegt: langsamem Fahren auf der Autobahn (z. B. Winterdienst), Halten oder Parken im Haltverbot (z. B. Müllabfuhr), Befahren von Gehwegen (z. B. Straßenreinigung), Überschreiten des Tempolimits, Fahren bei Rotlicht, Befahren der Gegenfahrbahn, Befahren einer Einbahnstraße entgegen der Fahrtrichtung oder Rückwärtsfahren in einer Einbahnstraße.
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Im Regelverkehr bezeichnet man als Wegerecht das Recht, von anderen Verkehrsteilnehmern „freie Bahn“ zu verlangen. Dies wird durch gleichzeitiges Einschalten von Blaulicht und Folgetonhorn angezeigt.
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Infrarotstrahlung, auch IR-Strahlung, ist elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der längerwelligen Terahertzstrahlung. Üblicherweise ist damit Licht mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm gemeint. Dies entspricht einem Frequenzbereich von 300 GHz bis 400 THz.
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Ein Sensor, auch als Detektor, (Messgrößen- oder Mess-)Aufnehmer oder (Mess-)Fühler bezeichnet, ist ein technisches Bauteil, das bestimmte physikalische, chemische Eigenschaften oder Zustände, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Geschwindigkeit, Helligkeit, Beschleunigung, pH-Wert, Ionenstärke, elektrochemisches Potential und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und als Sensordaten in ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal umgeformt. Fahrzeugsensoren sind an einem Fahrzeug montiert, um eine Fahrzeugumgebung zu erfassen. Sensordaten, die von Fahrzeugsensoren erfasst werden, sind fahrzeugumgebungsbezogene Sensordaten.
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Radar (engl. für „radio detection and ranging) ist die Bezeichnung für verschiedene Erkennungs- und Ortungsverfahren und -geräte auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich (Funkwellen). Ein Radargerät ist ein Gerät, das elektromagnetische Wellen gebündelt aussendet, die von Objekten reflektierten Echos empfängt und auswertet. So können Informationen über die Objekte gewonnen werden. Meist handelt es sich um eine Ortung (Bestimmung von Entfernung und Winkel). Aus den empfangenen, vom Objekt reflektierten Wellen können u. a. folgende Informationen gewonnen werden: der Winkel und die Entfernung zum Objekt, die Relativbewegung zwischen Sender und Objekt, die Wegstrecke und die Absolutgeschwindigkeit des Objektes, Konturen oder Bilder des Objektes.
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Lidar (engl. light detection and ranging), auch Ladar (laser detection and ranging), ist eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt der Radiowellen wie beim Radar werden Laserstrahlen verwendet.
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TOF-Sensoren sind 3D-Kamerasysteme, die mit dem Laufzeitverfahren (englisch: time of flight, TOF, auch ToF) Distanzen messen. Dazu wird die Szene mittels eines Lichtpulses ausgeleuchtet, und die Kamera misst für jeden Bildpunkt die Zeit, die das Licht bis zum Objekt und wieder zurück braucht. Die benötigte Zeit ist direkt proportional zur Distanz. Die Kamera liefert somit für jeden Bildpunkt die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes. Das Prinzip ähnelt dem Laserscanning mit dem Vorteil, dass eine ganze Szene auf einmal aufgenommen wird und nicht abgetastet werden muss.
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Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt.
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Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, eine Lichtemission und/oder Schallemission eines Fahrzeugs, die eingerichtet ist, eine Vorfahrt des licht- und/oder schallemittierenden Fahrzeugs zu bewirken mittels eines Sensors zu detektieren. Nachdem eine entsprechende Licht- und/oder Schallemission eines Fahrzeugs detektiert wurde, wird die Emission plausibilisiert, das bedeutet, diese wird dahingehend überprüft, ob das licht- und/oder schallemittierende Fahrzeug tatsächlich ein Fahrzeug mit Vorfahrtsrechten ist.
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Somit lässt sich verhindern, dass autonom fahrende Fahrzeuge im Straßenverkehr unnötig behindert oder aufgehalten werden. Beispielsweise lässt sich somit verhindern, dass ein autonomes Fahrzeug anhält, da ein anderer Verkehrsteilnehmer eine Aufnahme eines Martinshornes abspielt oder ein entsprechendes blaues Blinklichtemittiert, ohne Inhaber eines Vorfahrtsrechts zu sein.
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Es versteht sich, dass es vorteilhaft ist, die Lichtemission eines möglichen Einsatzfahrzeugs zu plausibilisieren. Schallemissionen, z.B. Martinshörner, sind für Dritte besonders einfach, beispielsweise durch eine einfache Aufzeichnung auf einem Mobiltelefon, nachzuahmen.
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Ferner ist eine Lichtemission eines Fahrzeugs leichter zuzuordnen als eine Schallemission.
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Mit der Erfindung wird auch die Sicherheit von autonom fahrenden Fahrzeugen in Ländern, in denen es gelegentlich zu gefährlichen Raubüberfällen im Straßenverkehr kommt, verbessert. Zum Anmeldetag scheint es denkbar, dass Straftäter entsprechende Licht- und/oder Schallsignale emittieren, um ein autonom fahrendes Fahrzeug zum Anhalten zu bringen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Vorfahrtsrecht plausibilisiert, indem eine Position einer lichtemittierenden Lichtquelle des Fahrzeugs ermittelt und verifiziert wird. Zum Anmeldetag befinden sich Blaulichtanlagen, die blaues Blinklicht emittieren, wodurch Vorfahrtsrechte eines Fahrzeugs angezeigt werden, auf Dächern von Einsatzfahrzeugen. Dementsprechend umfassen Einsatzfahrzeuge oft Blinklichtanlagen auf einem Fahrzeugdach. Auch zivile Einsatzfahrzeuge der Polizei können eine mobile Blinklichtanlage auf einem Fahrzeugdach aufweisen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Vorfahrtsrecht plausibilisiert, indem eine Frequenz, Wellenlänge und/oder Signalfolge des Lichtsignals ermittelt und verifiziert wird. Dementsprechend ist es denkbar, in ein Lichtsignal einer Lichtemission eine Signatur, die die Echtheit des Einsatzfahrzeugs gewährleistet, zu kodieren. Beispielsweise ist es denkbar, Blinklicht mit einer bestimmten Signalfolge, d. h. mit einer veränderlichen Frequenz zu emittieren.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Vorfahrtsrecht plausibilisiert, indem das akustische Signal hinsichtlich seiner Frequenz, Wellenlänge und/oder Signalfolge verifiziert wird. Es versteht sich, dass bei schallemittierenden Fahrzeugen mit einer relativen Geschwindigkeit gegenüber dem autonom fahrenden Fahrzeug der Dopplereffekt zu berücksichtigen ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die detektierte Lichtemission in einem für den Menschen nicht sichtbaren Bereich, insbesondere in einem Infrarotbereich, erfasst. Es versteht sich, dass eine Lichtemission auch mehrere Lichtsignale aus sichtbarem und unsichtbarem Licht aufweisen kann. Somit lässt sich ein Fahrzeug mit einem Vorfahrtsrecht zuverlässig gegenüber menschlichen Verkehrsteilnehmern und computergesteuerten Verkehrsteilnehmern kennzeichnen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Lichtemission plausibilisiert, indem das lichtemittierende Fahrzeug hinsichtlich weiterer sichtbarer Merkmale überprüft wird. Beispielsweise lassen sich typische Muster, Markierungen, Farben und dergleichen auf einem Fahrzeug mit Sonderrechten detektieren. Ferner kann die Erkennung entsprechender Schriftzüge, beispielsweise Polizei, entsprechende Logos, beispielsweise des Roten Kreuz, des THW oder der Bergwacht, erkannt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird eine Region des Fahrzeugs hinsichtlich regional unterschiedlicher charakteristischer Merkmale von Fahrzeugen mit Vorfahrtsrechten sowie deren Lichtemission berücksichtigt. Somit lassen sich Fahrzeuge mit Sonderrechten in einer Vielzahl von Ländern zuverlässig detektieren.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor als Kamera, insbesondere RGB-Kamera, TOF-Sensor, Radarsensor, Lidarsensor und/oder dergleichen ausgebildet. Die genannten Sensoren dürften in einer Vielzahl von autonomen Fahrzeugen serienmäßig verbaut sein. Zudem lässt sich zum Beispiel durch eine Fusion der genannten Sensordaten eine große Datenbreite bereitstellen, um entsprechende Emissionen eines Fahrzeugs mit Sonderrechten zu erfassen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Fahrzeug hinsichtlich seiner Bestimmung klassifiziert und aufgrund der Klassifizierung eine Reaktion, insbesondere ein sofortiges Anhalten oder ein Vorfahrt gewähren, ermittelt. So genügt es bei einer Vielzahl von Fahrzeugen mit Sonderrechten, beispielsweise Krankenwagen oder Feuerwehrfahrzeuge, dem Fahrzeug mit Sonderrechten Vorfahrt zu gewähren. Hierfür ist dem Fahrzeug ausreichend Platz zu verschaffen bzw. soweit möglich, die Fahrbahn zu räumen. Dementsprechend könnte auch das Abbiegen eine geeignete Reaktion auf die Erkennung eines Krankenwagens sein.
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Dementgegen kann das Erkennen eines Polizeifahrzeugs jedoch das sofortige Anhalten des Fahrzeugs erfordern.
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Das Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung führt die Schritte eines Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung aus, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer, insbesondere einem fahrzeuginternen Computer, läuft. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen Effekt hervor, nämlich das sichere Erkennen von Einsatzfahrzeugen mit Vorfahrtsrechten.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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In dem Schritt S1 wird eine Lichtemission und/oder Schallemission, die eingerichtet ist, eine Vorfahrt des licht- und/oder schallemittierenden Fahrzeugs zu bewirken, detektiert. In dem Schritt S2 werden die Vorfahrtsrechte des licht- und/oder schallemittierenden Fahrzeugs plausibilisiert.
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Bezugszeichenliste
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- S1-S2
- Verfahrensschritte
