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Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für ein Fahrzeug welches mit zumindest einem weiteren Fahrzeug über eine V2V-Nachricht kommuniziert. Die Steuereinheit wird durch diese Kommunikation in die Lage versetzt wird, zu dem weiteren Fahrzeug korrespondierende Gefahrensituationen zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Steuereinheit sowie eine Intelligente Infrastruktureinheit oder einen Netzwerkserver, die jeweils mit einer Vielzahl von Fahrzeugen kommunizieren.
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Heutige Fahrzeuge verfügen bereits über eine Vielzahl von Assistenzsystemen, die den Fahrer in einer Vielzahl von Fahrsituationen computerbasiert unterstützen. Solche Assistenzsysteme können auf Sensoren zum Erfassen einer Vielzahl von Messdaten zurückgreifen, welche die Sinnesfähigkeiten des Menschen bei weitem übersteigen. Zudem übertrifft die Geschwindigkeit dieser Assistenzsysteme die menschliche Reaktionszeit signifikant. Bekannte Fahrerassistenzsysteme sind beispielsweise Spurhalteassistenten, Bremsassistenten bei Fußgängererkennung und Abstandsregeltempomaten, insbesondere für Stausituationen.
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Durch Anwendung solcher Assistenzsysteme geht die Autonomie des Fahrers bezüglich seiner Fahrentscheidungen zunehmend auf das Fahrzeug beziehungsweise in diesem operierende Steuereinheiten über. Am Ende dieser Entwicklungen steht ein automatisiert fahrendes Fahrzeug, welches vollständig ohne Eingriffe eines Menschen manövrieren kann. Jedoch bieten bereits teilautomatisiert operierende Fahrzeuge zahlreiche Möglichkeiten, um die Fahrsicherheit und das Fahrerlebnis für einen Fahrer zu verbessern. Beispielsweise können Assistenzsysteme genutzt werden, um die Gefahr einer Kollision zwischen Fahrzeugen zu vermeiden.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren von Fahrzeugen zur Kollisionsvermeidung beziehungsweise zum automatisierten Erkennen von Gefahrensituationen bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 102010028122 A1 ein Verfahren zur Falschfahrererkennung mittels optischer Erfassungsmittel. Dabei wird anhand der optischen Erfassung beispielsweise entgegenkommender Scheinwerfer eine relative Position eines anderen Fahrzeugs ermittelt und dieses unter Verwendung von Navigationsdaten gegebenenfalls als Falschfahrer erkannt. Ein ähnliches Verfahren, bei dem eine Umfeld-Erfassung, insbesondere von der Anzahl der Fahrspuren, der befahrenen Fahrspur und von einem entgegenkommenden Fahrzeug auf der eigenen Fahrspur, mittels optischer Erfassungsvorrichtungen erfolgt, ist in der
DE 102010052128 A1 offenbart.
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Die vorgenannten Verfahren nutzen somit allein die von den Fahrzeugen selbst erfassten Messdaten, um eine spezifische Gefahr, beispielsweise einen Falschfahrer, zu erkennen. Werden die Vielzahl von Messdaten jedoch nicht nur von einem Fahrzeug sondern von mehreren Fahrzeugen erfasst, spiegeln sie neben dem individuellen Fahrverhalten der Fahrzeuge auch eine durch die Fahrzeuge geschaffene Verkehrssituation wieder.
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Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, dass Fahrzeuge miteinander über Vehicle-2-Vehicle-Kommunikation sowie mit Infrastruktureinheiten (Road Side Units) oder Netzwerkservern über Vehicle-2-X-Kommunikation kommunizieren. Dieser Datenaustausch wird zunehmend standardisiert, beispielsweise in Form von Cooperative Awareness Messages, nachfolgende CAM-Nachrichten genannt, insbesondere gemäß ETSI EN 302 665 Standard.
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Der allgemeine technologische Hintergrund für derartige V2X-Kommunkation ist beispielsweise in der
DE 102009007177 A1 beschreiben. Konkret beschreibt diese, dass eine Anfrage an ein benachbartes Fahrzeug zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung in Abhängigkeit eines bestimmten Ereignisses, beispielsweise Erkennen eines Geisterfahrers, erfolgt.
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Die
DE 102016201249 A1 offenbart die Ermittlung eines Fahrbahnmodells, wobei eine erste Sensoreinrichtung die sich vor dem Kraftfahrzeug befindende Fahrspur mittels Sensoren erfasst und eine zweite Sensoreinrichtung das Fahrverhalten der anderen, sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Verkehrsteilnehmer erfasst und davon auf eine Fahrspur schließt. Weicht die zweite Fahrspur von der ersten Fahrspur ab, soll die zweite Fahrspur verwendet werden.
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Die
DE 102016203746 A1 offenbart ein Verfahren zum Erkennen eines Falschfahrerfahrzeugs basierend auf einer GPS-Datenschleppe des Falschfahrerfahrzeugs. Die
DE 102016004292 A1 offenbart, dass anhand von Fahrprofilen einer Mehrzahl von Fahrzeugen ein Idealfahrprofil und ein kritisches Fahrprofil ermittelt werden und mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder mittels Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation einem Fahrzeug zur Ermittlung eines optimalen Fahrbetriebes oder eines fahrkritischen Zustandes zur Verfügung gestellt werden.
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In dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren werden die von einer Vielzahl von Fahrzeugen erzeugten Messdaten und Informationen bislang nur unzureichend zur Gefahrenerkennung beziehungsweise zur Gefahrenvermeidung genutzt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und die sich aus diesem ergebenden Nachteile zu überwinden oder zumindest zu verringern und ein in dieser Hinsicht verbessertes Fahrzeug zur Gefahrenerkennung und -vermeidung bereitzustellen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinheit für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer solchen Steuereinheit, eine intelligente Infrastruktureinheit und einen Netzwerkserver gemäß den Patentansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinheit für ein Fahrzeug, die dafür eingerichtet ist, eine V2V - Nachricht von einem anderen Kraftfahrzeug zu empfangen und anhand der von dem anderen Fahrzeug empfangenen V2V - Nachricht ein erstes Fahrtprofil des anderen Fahrzeugs zu ermitteln. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Steuereinheit des Fahrzeugs als erste Steuereinheit bezeichnet. Somit ist eine Unterscheidbarkeit von einer im Folgenden ebenfalls erläuterten zweiten Steuereinheit eines Netzwerkservers oder einer Intelligenten Infrastruktureinheit gewährleistet.
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Das erste Fahrtprofil weist dabei Informationen zu einem Fahrschlauch beziehungsweise einer Fahrtrajektorie des anderen Fahrzeugs auf und ermöglicht insbesondere eine Extrapolation der Bewegung des anderen Fahrzeugs. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, ein zweites Fahrtprofil zu ermitteln, wie im Folgenden noch im Detail erläutert. Dabei ist das zweite Fahrtprofil einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrtstrecke beziehungsweise einem befahrenen Streckenabschnitt zugeordnet, jedoch nicht einem bestimmten Fahrzeug. Insbesondere basiert das zweite Fahrtprofil auf V2V-Nachrichten oder V2X-Nachrichten, die von einer Vielzahl von Fahrzeugen bezüglich der befahrenen Fahrtstrecke erstellt und gesendet wurden. Das zweite Fahrtprofil charakterisiert somit ein auf der befahrenen Fahrtstrecke übliches Fahrzeugverhalten, insbesondere übliche Fahrschläuche und übliche Fahrzeugtrajektorien. Dieses übliche Fahrverhalten ergibt sich als statistisches Mittel aus der Vielzahl der von den Fahrzeugen gesendeten V2V/V2X-Nachrichten.
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Die erste Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, das erste Fahrtprofil mit dem zweiten Fahrtprofil zu vergleichen. Mit anderen Worten ist die erste Steuereinheit dazu ausgebildet, das Fahrverhalten des anderen Fahrzeugs von dem die V2V-Nachricht empfangen wurde mit dem auf dem befahrenen Streckenabschnitt üblichen Fahrverhalten zu vergleichen. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, anhand des Vergleichs eine Warnmeldung auszugeben, sofern eine Abweichung zwischen dem ersten Fahrtprofil und dem zweiten Fahrtprofil einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Diese Abweichung betrifft dabei bevorzugt spezifische Aspekte des Fahrtprofils, wie im Folgenden noch im Detail erläutert wird. Somit ist die Abweichung repräsentativ für ein Verhalten des anderen Fahrzeugs, das von dem auf der Fahrtstrecke üblichen Verhalten abweicht.
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Durch die erfindungsgemäße Steuereinheit erfolgt somit vorteilhaft eine Erkennung von gefährlichen Situationen anhand der V2V/V2Xs anderer Verkehrsteilnehmer, indem anhand einer von einem anderen Fahrzeug empfangenen V2V ein erstes Fahrtprofil erstellt wird und anhand der V2V/V2Xs einer Vielzahl von Fahrzeugen ein zweites Fahrtprofil erstellt wird. Durch Vergleich des ersten Fahrtprofils mit dem zweiten Fahrtprofil erfolgt somit ein Vergleich des ersten Fahrtprofils mit dem typischen Verhalten der übrigen Verkehrsteilnehmer auf der befahrenen Fahrtstrecke. Anhand gefundener Abweichungen können somit Gefahrensituationen erkannt werden und es erfolgt eine Warnung, deren Inhalt bevorzugt in Abhängigkeit der Abweichung generiert wird.
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Erfindungsgemäß ist die erste Steuereinheit ferner dafür eingerichtet, eine Vielzahl von V2V - Nachrichten von einer Vielzahl von anderen Fahrzeugen zu empfangen. Bevorzugt werden dabei nur V2V - Nachrichten aus einem vordefinierten Umkreis um das erfindungsgemäße Fahrzeug empfangen. Dieser Umkreis kann durch eine Sendereichweite eines ersten Kommunikationsmoduls (WLAN oder Bluetooth) eines die Steuereinheit aufweisenden Fahrzeugs definiert sein. Der vordefinierte Umkreis definiert mithin die befahrene Fahrtstrecke beziehungsweise den Streckenabschnitt. Es handelt sich bei den V2Vs somit um von der Vielzahl von Fahrzeugen originär übermittelte V2Vs und nicht um weitergeleitete V2Vs (first hop). Diese V2Vs spiegeln somit eine aktuelle Verkehrssituation um das erfindungsgemäße Fahrzeug wieder und bilden vorteilhaft aktuelle Ereignisse, wie beispielsweise Stau, Baustellen oder dergleichen implizit ab. Gemäß dieser Ausführungsform ist daher die erste Steuereinheit ferner dafür eingerichtet, das zweite Fahrtprofil anhand der empfangenen Vielzahl von V2V - Nachrichten selbst zu ermitteln. Somit ermittelt die erste Steuereinheit sowohl das erste als auch das zweite Fahrtprofil anhand empfangener V2V-Nachrichten. Mit anderen Worten vergleicht das Fahrzeug das Fahrtprofil eines in der Nähe befindlichen Fahrzeugs mit dem mittleren Fahrtprofil des umgebenden Fahrzeugschwarms. Weicht das erste Fahrtprofil in signifikanter Weise von dem Schwarm ab, wird dies als Gefahrensituation erkannt und eine Warnmeldung ausgegeben.
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Ebenfalls bevorzugt ist die erste Steuereinheit gemäß dieser Ausführungsform dafür eingerichtet, das zweite Fahrtprofil anhand von Navigationsdaten und/oder Straßendaten, die zu der befahrenen Fahrtstrecke hinterlegt sind, zu ermitteln. Somit werden in dem zweiten Fahrtprofil weitere Informationen, wie beispielsweise eine Mindestgeschwindigkeit oder eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf dem Streckenabschnitt berücksichtigt. Ebenfalls bevorzugt kann somit der Verlauf einer befahrenen Straße berücksichtigt werden, um beispielsweise in Kurvenbereichen die Bewegungsrichtung von Fahrzeugen mit dem Straßenverlauf abzugleichen. Das Einbeziehen solcher zusätzlicher Umgebungsdaten führt vorteilhaft zu einem das typische Fahrverhalten auf der Fahrtstrecke präziser abbildendem zweiten Fahrtprofil. Ebenfalls bevorzugt werden weitere Umgebungsdaten, wie beispielsweise meteorologische Informationen zu Temperatur und Niederschlag, Informationen zur Tageszeit und/oder zum Verkehrsaufkommen bei dem Erstellen des zweiten Fahrtprofils berücksichtigt. Auch derartige Umgebungsdaten sind geeignet, ein präziseres Abbild des typischen Fahrverhaltens als zweites Fahrtprofil zu erstellen. Beispielsweise ist eine mittlere Geschwindigkeit einer bestimmten Fahrzeugkategorie (Fahrzeugtyp) bei Glätte, Niederschlag oder Nachts geringer.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist die erste Steuereinheit ferner dafür eingerichtet anhand der V2V - Nachricht eine Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung des anderen Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Bei der von dem anderen Kraftfahrzeug empfangenen V2V-Nachricht und/oder bei der von einer intelligenten Infrastruktur oder einem Netzwerkserver empfangenen V2X-Nachricht handelt es sich erfindungsgemäß um eine Coorperative Awareness Message, CAM-Nachricht. Wie bereits einleitend ausgeführt, stellen die Cooperative Awareness Messages (CAM - Nachrichten) standardisierte Statusinformationen über den Verkehrsfluss dar, die Auskunft über den fließenden Verkehr geben. Gemäß der Standardisierung enthalten die CAM-Meldungen zumindest die Fahrzeugdaten, das Datum mit Uhrzeit, die Position und die Geschwindigkeit sowie die Richtung (Heading) des absendenden Fahrzeugs. Gemäß dem Standard werden die CAMs zwischen Fahrzeugen mittels Vehicle-to-Vehicle -Kommunikation (V2V) oder mit intelligenten Infrastruktureinheiten (Roadside Units) (RSU) mittels Vehicle-to-Infrastructure-Kommunikation (V2X) ausgetauscht. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Steuereinheit ferner dafür ausgebildet, das erste Fahrtprofil anhand der bestimmten Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung zu ermitteln. Ferner bevorzugt ist auch das zweite Fahrtprofil unter Berücksichtigung von zumindest den Positionen, Geschwindigkeiten und Fahrtrichtungen einer Vielzahl von Fahrzeugen gebildet. Durch Vergleich des ersten und zweiten Fahrtprofils lassen sich somit vorteilhaft Geisterfahrer, Raser, besonders langsame Fahrer oder auf dem Standstreifen stehende Fahrzeuge, die beiden letzteren als beschädigte Fahrzeuge, ermitteln.
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Alternativ handelt es sich bei der von dem anderen Kraftfahrzeug empfangenen V2V Nachricht und/oder bei der von einer intelligenten Infrastruktur oder einem Netzwerkserver empfangenen V2X-Nachricht um eine Decentralized Environmental Notification, DEN-Nachricht. Bei diesen DEN-Nachrichten handelt es sich ebenfalls um standardisierte Nachrichten, die gemäß dem Standard zwischen den Verkehrsteilnehmern übertragen werden, und die Informationen über auf Gefahren im Straßenverkehr, über die Straßenverhältnisse, über Staus und Hindernisse aufweisen. Somit ist die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet, das erste Fahrtprofil und/oder das zweite Fahrtprofil anhand empfangener DEN-Nachrichten zu ermitteln Die zumindest eine DEN-Nachricht weist Informationen über eine Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung des versendenden Kraftfahrzeugs auf. Die Steuereinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, die Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung eines Fahrzeugs anhand einer von oder zu diesem Fahrzeug empfangenen DEN-Nachricht zu ermitteln sowie dafür ausgebildet, das erste Fahrtprofil anhand der bestimmten Geschwindigkeit, Position und Fahrtrichtung zu ermitteln.
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Erfindungsgemäß ist die erste Steuereinheit ferner dafür eingerichtet, anhand der V2V - Nachricht einen Fahrzeugtyp des anderen Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Der Fahrzeugtyp spezifiziert beispielsweise, ob es sich bei dem anderen Kraftfahrzeug um einen PKW, einen LKW oder um ein Motorrad handelt. Darüber hinaus sind noch weitere Abstufungen des Fahrzeugtyps denkbar. Somit ist die erste Steuereinheit ferner dazu ausgebildet, ein zweites Fahrtprofil zu ermitteln, das dem bestimmten Fahrzeugtyp des anderen Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Mit anderen Worten existieren für verschiedene Fahrzeugtypen verschiedene zweite Fahrtprofile, welche das verschiedene Fahrverhalten der Fahrzeugtypen auf dem jeweiligen Streckenabschnitt wiederspiegeln. Beispielsweise fahren Motorräder auf gut befestigten Straßen im Mittel schneller als PKW, auf verschmutzten Fahrbahnabschnitten jedoch im Mittel langsamer als PKW. Das Einbeziehen des Fahrzeugtyps ermöglicht es somit vorteilhaft das Erkennen von potentiellen Gefahrensituationen weiter zu verbessern.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein motorisiertes Zweirad mit Verbrennungs-, Elektro- oder Hybridmotor, welches ein Kommunikationsmodul zum Herstellen einer Datenverbindung mit einem anderen Kraftfahrzeug, einer intelligenten Infrastruktureinheit und/oder einem Netzwerkserver und zum Empfangen einer V2V - Nachricht von dem anderen Kraftfahrzeug, der intelligenten Infrastruktureinheit oder dem Netzwerkserver aufweist. Das Kommunikationsmodul ist insbesondere dazu ausgebildet, die Datenverbindung mittels WLAN, Bluetooth und/oder über ein Mobilfunknetz aufzubauen. Derartige Kommunikationsmodule gehören zum Stand der Technik und sind heute in der Mehrzahl aller Neuwagen verbaut. Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist ferner eine erfindungsgemäße Steuereinheit, wie obenstehend beschrieben, auf. Die erfindungsgemäße Steuereinheit empfängt dabei alle V2V-Nachrichten via das Kommunikationsmodul, bevorzugt steuert die Steuereinheit das Kommunikationsmodul zum Empfangen der Nachrichten an. In der nachfolgenden Beschreibung wird das Kommunikationsmodul des Fahrzeugs als erstes Kommunikationsmodul bezeichnet. Somit ist eine Unterscheidbarkeit von einem im Folgenden ebenfalls erläuterten zweiten Kommunikationsmodul eines Netzwerkservers oder einer Intelligenten Infrastruktureinheit gewährleistet.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist ferner bevorzugt zumindest ein Ausgabeelement für ein optisches und/oder akustisches Warnsignal auf. Gemäß dieser Ausführungsform ist die erste Steuereinheit ferner bevorzugt dafür eingerichtet, die Warnmeldung mittels des zumindest einen Ausgabemittels an einen Nutzer das Fahrzeugs auszugeben. Ebenfalls bevorzugt weist das erfindungsgemäß Fahrzeug ein Fahrsystem zur automatischen Längs- und Querführung des Fahrzeugs auf und ist die erste Steuereinheit ferner bevorzugt dafür eingerichtet, die Warnmeldung an das Fahrsystem auszugeben. Ferner bevorzugt ist das Fahrsystem dazu ausgebildet, in Reaktion auf die Warnmeldung ein Brems- und/oder Lenkmanöver automatisch durchzuführen. Ebenfalls bevorzugt ist die erste Steuereinheit dafür eingerichtet, die Warnmeldung mittels des ersten Kommunikationsmodul an zumindest ein weiteres Fahrzeug zu übermitteln. Dabei kann es sich um das andere Fahrzeug handeln, von dem die dem ersten Fahrtprofil zugrunde liegende V2V-Nachricht empfangen wurde, welches so beispielsweise darüber informiert wird, dass es ein Geisterfahrer. Die Warnmeldung kann jedoch auch an jedes andere Fahrzeug des umgebenden Schwarms übermittelt werden.
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In einer ferner bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist dieses zumindest einen zum Erfassen von Umgebungsdaten eingerichteten ersten Sensor und zumindest einen zum Erfassen von Fahrzeugdaten eingerichteten zweiten Sensor auf. Dabei ist der zumindest eine erste Sensor dazu ausgebildet, die Umgebung des Fahrzeugs betreffende Sensorsignale zu erfassen. Der zumindest eine zweite Sensor ist dazu ausgebildet, das Fahrzeug selbst betreffende Sensorsignale zu erfassen. Die erste Steuereinheit ist gemäß dieser Ausführungsform ferner dafür eingerichtet, anhand der erfassten Umgebungsdaten, der erfassten Fahrzeugdaten und/oder von hinterlegten Daten zum Fahrzeugtyp eine V2V/V2X - Nachricht zu erstellen und diese V2V/V2X - Nachricht mittels des Kommunikationsmoduls an zumindest ein weiteres Fahrzeug oder eine intelligente Infrastruktureinheit zu übermitteln. Somit kann das erfindungsgemäße Fahrzeug ebenfalls eine V2V/V2X -Nachricht übermitteln, die von anderen Fahrzeugen zum Ermitteln eines ersten oder zweiten Fahrtprofils genutzt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren einer ersten Steuereinheit, wobei die Steuereinheit bevorzugt dafür eingerichtet ist, mit zumindest einem ersten Sensor zum Erfassen von Umgebungsdaten eines Fahrzeugs, mit zumindest einem zweiten Sensor zum Erfassen von Zustandsdaten (Fahrzeugdaten) des Fahrzeugs, mit einem ersten Kommunikationsmodul des Fahrzeugs zum Empfangen von Informationen zu einem anderen Fahrzeug und mit einem Fahrsystem und einem Ausgabeelement des Fahrzeugs zu kommunizieren. Bevorzugt betrifft dieser Aspekt der Erfindung ein Verfahren einer ersten Steuereinheit eines Fahrzeugs, welches zumindest einen derartigen ersten Sensor, zumindest einen derartigen zweiten Sensor, ein derartiges erstes Kommunikationsmodul, ein zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs eingerichtetes Fahrsystem, sowie die Steuereinheit aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren der ersten Steuereinheit weist insbesondere die folgenden Schritte auf: Empfangen einer V2V - Nachricht von dem anderen Fahrzeug mittels des ersten Kommunikationsmoduls; Ermitteln eines erstes Fahrtprofils des anderen Fahrzeugs anhand der empfangenen V2V-Nachricht; Ermitteln eines zweiten Fahrtprofils, das einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrtstrecke zugeordnet ist und auf von einer Vielzahl von Fahrzeugen gesendeten V2V/V2X-Nachrichten basiert; Vergleichen des ersten mit dem zweiten Fahrtprofil, und Ausgeben einer Warnmeldung basierend auf dem Vergleich, sofern eine Abweichung zwischen dem ersten Fahrtprofil und dem zweiten Fahrtprofil einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechen mit Bezug zum erfindungsgemäßen Fahrzeug beschriebenen Ausführungsformen.
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Die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können durch elektrische oder elektronische Bauteile oder Komponenten (Hardware), durch Firmware (ASIC) implementiert sein oder durch beim Ausführen eines geeigneten Programms (Software) verwirklicht werden. Ebenfalls bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren durch eine Kombination von Hardware und Software verwirklicht oder implementiert. Beispielsweise sind einzelne Komponenten zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte als separat integrierter Schaltkreis ausgebildet oder auf einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis angeordnet. Einzelne zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte eingerichtete Komponenten sind ferner bevorzugt auf einem flexiblen gedruckten Schaltungsträger, einem gedruckten Schaltungsträger (PCB), einem Tape Carrier Package (TCP) oder einem anderen geeigneten Substrat angeordnet.
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Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ferner bevorzugt als ein oder mehrere Prozesse ausgebildet, die auf einem oder mehreren Prozessoren in einem oder mehreren elektronischen Rechengeräten laufen und beim Ausführen von einem oder mehreren Computerprogrammen erzeugt werden. Die Rechengeräte sind dabei bevorzugt dazu ausgebildet, mit anderen Komponenten, beispielsweise einem Projektor des HUD sowie einem oder mehreren Sensoren beziehungsweise Kameras zusammenzuarbeiten, um die hierin beschriebenen Funktionalitäten zu verwirklichen. Die Anweisungen der Computerprogramme sind dabei bevorzugt in einem Speicher abgelegt, wie beispielsweise einem RAM-Element. Die Computerprogramme können jedoch auch in einem nicht-flüchtigen Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, einem Flash-Speicher oder dergleichen abgelegt sein.
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Dem Fachmann ist ferner ersichtlich, dass die Funktionalitäten von mehreren Computern (Datenverarbeitungsgeräten) kombiniert oder in einem einzigen Gerät kombiniert sein können oder dass die Funktionalität von einem bestimmten Datenverarbeitungsgerät auf eine Vielzahl von Geräten verteilt vorliegen kann, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, ohne vom erfindungsgemäßen Verfahren abzuweichen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie beispielsweise eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, insbesondere umfassend die Schritte: Empfangen einer V2V - Nachricht von dem anderen Fahrzeug mittels des ersten Kommunikationsmoduls; Ermitteln eines erstes Fahrtprofils des anderen Fahrzeugs anhand der empfangenen V2V-Nachricht; Ermitteln eines zweiten Fahrtprofils, das einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrtstrecke zugeordnet ist und auf von einer Vielzahl von Fahrzeugen gesendeten V2V/V2X-Nachrichten basiert; Vergleichen des ersten Fahrtprofil mit dem zweiten Fahrtprofil, und Ausgeben einer Warnmeldung basierend auf dem Vergleich, sofern eine Abweichung zwischen dem ersten Fahrtprofil und zweiten Fahrtprofil einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Bevorzugte Ausgestaltungen des Programms entsprechen den mit Bezug zum Fahrzeug beschriebenen Ausführungsformen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer, wie beispielsweise eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, insbesondere umfassend die Schritte: Empfangen einer V2V - Nachricht von dem anderen Fahrzeug mittels des ersten Kommunikationsmoduls; Ermitteln eines erstes Fahrtprofils des anderen Fahrzeugs anhand der empfangenen V2V-Nachricht; Ermitteln eines zweiten Fahrtprofils, das einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrtstrecke zugeordnet ist und auf von einer Vielzahl von Fahrzeugen gesendeten V2V/V2X-Nachrichten basiert; Vergleichen des ersten Fahrtprofil mit dem zweiten Fahrtprofil, und Ausgeben einer Warnmeldung basierend auf dem Vergleich, sofern eine Abweichung zwischen dem ersten Fahrtprofil und zweiten Fahrtprofil einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Bevorzugte Ausgestaltungen des Speichermediums entsprechen den mit Bezug zum Fahrzeug beschriebenen Ausführungsformen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform; und
- 2 eine schematische Darstellung einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Fahrzeugen auf einer Fahrtstrecke mit intelligenter Infrastruktureinheit.
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1 zeigt eine schematische Darstellung, insbesondere ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 10, insbesondere eines zweispurigen Fahrzeugs mit Verbrennungs-, Elektro- oder Hybridmotor. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Vielzahl erster Sensoren, insbesondere einen ersten Sensor 11, einen zweiten Sensor 12, und einen dritten Sensor 13.
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Die ersten Sensoren 11, 12, 13 sind eingerichtet zum Erfassen von Umgebungsdaten des Fahrzeugs 10 und umfassen beispielsweise eine Kamera zum Erfassen eines Bildes einer sich vor dem Fahrzeug 10 befindlichen Fahrbahn und/oder Fahrbahnbegrenzungen, Abstandssensoren, wie beispielsweise Ultraschallsensoren, zum Erfassen von Abständen zu das Fahrzeug 10 umgebenden Objekten, wie beispielsweise Fahrbahnbegrenzungen, wie Mauern oder Leitplanken. Die ersten Sensoren 11, 12, 13 übertragen die von ihnen erfassten Umgebungssignale an eine erste Steuereinheit 40 des Fahrzeugs 10.
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Das Fahrzeug 10 weist ferner eine Mehrzahl zweiter Sensoren, insbesondere einen vierten Sensor 51, einen fünften Sensor 52, und einen sechsten Sensor 53 auf. Bei den zweiten Sensoren 51, 52 ,53 handelt es sich um Sensoren zum Ermitteln von das Fahrzeug 10 selbst betreffenden Fahrzeugdaten, insbesondere aktuelle Lage- und Bewegungsinformationen des Fahrzeugs 10. Bei den zweiten Sensoren handelt es sich folglich beispielsweise um Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren oder dergleichen. Die zweiten Sensoren 51, 52, 53 übermitteln die von ihnen erfassten Zustandssignale an die erste Steuereinheit 40 des Fahrzeugs 10. Darüber hinaus übermitteln die zweiten Sensoren 51, 52, 53 ihre Messergebnisse an das Fahrsystem 30 des Fahrzeugs 10.
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Das Fahrzeug weist ferner ein erstes Kommunikationsmodul 20 mit einem Speicher 21 und einem oder mehreren Transpondern beziehungsweise Sendeempfängern 22 auf. Bei dem Transponder 22 handelt es sich um einen Funk- , WLAN-, GPS- oder Bluetooth-Sendeempfänger oder dergleichen, insbesondere um einen zur Kommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk eingerichteten Transponder. Der Transponder kommuniziert mit dem internen Speicher 21 des Kommunikationsmoduls 20, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Mittels des Transponders 22 kann beispielsweise die aktuelle Position des Fahrzeugs 10 durch Kommunikation mit einem GPS Satelliten ermittelt und diese im internen Speicher 21 gespeichert werden. Darüber hinaus ist das erste Kommunikationsmodul 20 dafür eingerichtet, über eine V2V Kommunikation mit anderen Fahrzeugen 62 zu kommunizieren, bevorzugt über ein Kommunikationsnetzwerk. Das erste Kommunikationsmodul 20 kommuniziert auch mit der ersten Steuereinheit 40. Insbesondere übermittelt es dieser empfangene Daten und/oder empfängt von dieser zu sendende Daten. Ferner ist das Kommunikationsmodul 20 zur Kommunikation mit einer Mobilfunk-Basisstation, mit einer intelligenten Infrastruktureinheit 61 und mit einem Netzwerkserver 95 eingerichtet.
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Bei dem Kommunikationsnetzwerk handelt es sich bevorzugt um ein Netzwerk gemäß 3GPP Standard, beispielsweise um ein LTE, LTE-A (4G) oder 5G Kommunikationsnetzwerk. Das Kommunikationsnetzwerk kann ferner für die folgenden Operationen beziehungsweise gemäß der folgenden Standards ausgelegt sein: High Speed Packet Access (HSPA), a Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), evolved-UTRAN (e-UTRAN), Global System for Mobile communication (GSM), Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), GSM/EDGE Radio Access Network (GERAN). Alternativ oder zusätzlich kann das Kommunikationsnetzwerk auch gemäß einem der folgenden Standards ausgebildet sein: Worldwide Inter-operability for Microwave Access (WIMAX) network IEEE 802.16, Wireless Local Area Network (WLAN) IEEE 802.11. Ebenfalls bevorzugt verwendet das Kommunikationsnetzwerk eine der folgenden Kodierungsverfahren: Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Code Division Multiple Access (CDMA), a Wideband-CDMA (WCDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), oder Spatial Division Multiple Access (SDMA) etc. Ebenfalls bevorzugt wird das Kommunikationsnetzwerk mittels Bluetooth ausgebildet.
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Das Fahrzeug 10 weist ferner das Fahrsystem 30 auf, das zum vollständig automatisierten Fahrbetrieb, insbesondere zur Längs- und Querführung, des Fahrzeugs 10 eingerichtet ist. Das Fahrsystem 30 weist ein Navigationsmodul 32 auf, das zum Berechnen von Routen zwischen einem Start- und einem Zielpunkt und zum Ermitteln der entlang dieser Route vom Fahrzeug 10 durchzuführenden Manöver eingerichtet ist. Darüber hinaus umfasst das Fahrsystem 30 einen internen Speicher 31, beispielsweise für Kartenmaterialien, der mit dem Navigationsmodul 32 kommuniziert, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus.
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Zumindest ein Teil der zweiten Sensoren 51, 52, 53, des Fahrzeugs übermittelt seine Messergebnisse direkt an das Fahrsystem 30. Bei diesen unmittelbar an das Fahrsystem 30 übermittelten Daten handelt es sich insbesondere um die aktuelle Lage- und Bewegungsinformationen des Fahrzeugs 10. Diese werden bevorzugt von Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, etc. erfasst.
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Das Fahrzeug 10 weist ferner eine erfindungsgemäße erste Steuereinheit 40 auf, welche zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren, wie im Folgenden im Detail erläutert, eingerichtet ist. Hierzu verfügt die Steuereinheit 40 über einen internen Speicher 41 und eine CPU 42, welche miteinander kommunizieren, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Darüber hinaus steht die Steuereinheit 40 in Kommunikationsverbindung mit zumindest den ersten Sensoren 11, 12, 13, den zweiten Sensoren 51, 52, 53, dem Kommunikationsmodul 20 und dem Fahrsystem 30, beispielsweise über eine oder mehrere jeweilige CAN-Verbindungen, eine oder mehrere jeweilige SPI-Verbindungen oder andere geeignete Datenverbindungen.
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Der Netzwerkserver 95 weist eine zweite Steuereinheit 80 auf, welche zum Durchführen der Schritte des Netzwerkservers 95 im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist. Hierzu verfügt die zweite Steuereinheit 80 über einen internen Speicher 81 und eine CPU 82, welche miteinander kommunizieren, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Der Netzwerkserver 95 weist ferner ein zweites Kommunikationsmodul 90 auf. Das zweite Kommunikationsmodul 90 weist einen Speicher 92 und einen oder mehrere Transponder beziehungsweise Sendeempfänger 91 auf. Bei den Transpondern 91 handelt es sich um einen Funk-, WLAN-, GPS- oder Bluetooth-Sendeempfänger oder dergleichen. Der Transponder 91 kommuniziert mit dem internen Speicher 92 des zweiten Kommunikationsmoduls 90, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Bevorzugt ist das zweite Kommunikationsmodul 90 dazu eingerichtet, über ein 4G/5G Mobilfunknetz zu kommunizieren.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Fahrzeugen 10, 62 auf einer Fahrtstrecke 200 mit einer intelligenten Infrastruktureinheit 61. Das Fahrzeug 10 führt gemäß dieser Darstellung die erfindungsgemäßen Schritte durch. Prinzipiell können diese Schritte jedoch auch von jedem anderen der Fahrzeuge 62 durchgeführt werden.
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Wie in der 2 dargestellt, bewegt sich das Fahrzeug 10 entlang einer Fahrtstrecke 200. Dabei handelt es sich um die linke Spur einer 4-spurigen Straße, beispielsweise einer Autobahn. Darüber hinaus befindet sich eine Vielzahl weiterer Fahrzeuge 62 auf der Straße.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 kommuniziert mit einer Mehrzahl von Fahrzeugen 62.2, 62.3, 62.4, 62.5, 62.6, 62.7 und mit einer intelligenten Infrastruktureinheit 61 mittels des ersten Kommunikationsmoduls 20. Das Fahrzeug 10 ermittelt mittels der ersten Steuereinheit 40 ein zweites Fahrtprofil anhand von CAM-Nachrichten, die es von den Fahrzeugen 62.2, 62.3, 62.5 und 62.6 und der intelligenten Infrastruktureinheit 61 empfangen hat. Dabei enthält das zweite Fahrtprofil eine Position jeder der Fahrspuren der Autobahn bezüglich der Fahrbahnmitte sowie eine übliche Richtung (Heading) und Geschwindigkeit für die Fahrzeugklasse PKW. Ferner empfängt das Fahrzeug 10 eine CAM-Nachricht von dem Fahrzeug 62.4 und ermittelt anhand der in der CAM-Nachrichten enthaltenen Informationen ein erstes Fahrtprofil für das Fahrzeug 62.4. Dieses erste Fahrtprofil weist dabei Informationen zu Fahrtrichtung und -geschwindigkeit des Fahrzeugs 62.4 auf.
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Das Fahrzeug 10 vergleicht mittels der ersten Steuereinheit 40 das erste Fahrtprofil mit dem zweiten Fahrtprofil, und ermittelt in diesem Vergleich, dass das Fahrzeug 62.4 entgegen der für die Fahrtstrecke 200 übliche Fahrtrichtung fährt. Somit ermittelt die erste Steuereinheit eine Abweichung zwischen der Fahrtrichtung gemäß erstem Fahrtprofil und der Fahrtrichtung gemäß zweitem Fahrtprofil von ca. 180°, was einem vorbestimmten Grenzwert von beispielsweise 45° überschreitet. In Reaktion darauf gibt die erste Steuereinheit 40 mittels eines Ausgabemittels 70 eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeugs 10 aus. Ferner gibt die erste Steuereinheit 40 mittels des ersten Kommunikationsmoduls 20 eine Warnmeldung an alle anderen Fahrzeuge 62.5, 62.6 und 62.7 auf derselben Fahrbahnseite der Autobahn aus.
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Das Fahrzeug 10 mittels des ersten Kommunikationsmoduls 20 empfängt ferner von der intelligenten Infrastruktureinheit 61 ein zweites Fahrtprofil für den Fahrzeugtyp LKW. Ferner empfängt das Fahrzeug 10 mittels des ersten Kommunikationsmoduls 20 eine CAM-Nachricht von dem LKW 62.7 und ermittelt die erste Steuereinheit 40 daraus ein weiteres erstes Fahrtprofil für den Fahrzeugtyp LKW. Im Vergleich des ersten und zweiten Fahrtprofils für den Fahrzeugtyp LKW ermittelt die erste Steuereinheit 40, das eine Abweichung der Geschwindigkeit des LKW 62.7 von einer für den Streckenabschnitt 200 typischen LKW Geschwindigkeit einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Insbesondere ist der LKW 62.7 mit einer Geschwindigkeit von 120km/h ca. 40km/h schneller, als die gemäß dem empfangenen zweiten Fahrtprofil für den Streckenabschnitt 200 typische Geschwindigkeit von 80 km/h. Somit gibt die erste Steuereinheit 40 auch in diesem Fall mittels eines Ausgabemittels 70 eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeugs 10 aus. Ferner gibt die erste Steuereinheit 40 mittels des ersten Kommunikationsmoduls 20 eine Warnmeldung an alle anderen Fahrzeuge 62.5, 62.6 und 62.7 auf derselben Fahrbahnseite der Autobahn aus.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 11
- erster Sensor
- 12
- zweiter Sensor
- 13
- dritter Sensor
- 20
- erstes Kommunikationsmodul
- 21
- Speicher
- 22
- Transponder
- 30
- Fahrsystem
- 31
- Speicher
- 32
- Navigationsmodul
- 40
- erste Steuereinheit
- 41
- Speicher
- 42
- CPU
- 51
- vierter Sensor
- 52
- fünfter Sensor
- 53
- sechster Sensor
- 61
- intelligente Infrastruktureinheit
- 62
- andere Fahrzeuge
- 70
- Ausgabeelement
- 80
- zweite Steuereinheit
- 81
- Speicher
- 82
- CPU
- 90
- zweites Kommunikationsmodul
- 91
- Transponder
- 92
- Speicher
- 95
- Netzwerkserver
- 200
- Fahrtstrecke (Streckenabschnitt)
