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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung von Ortsinformationen von relevanten Straßenabschnitten, die bei der Detektion von Falschfahrten verwendet werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von Falschfahrten kann verwendet werden, um versehentliches oder absichtliches Fahren entgegen der vorgegebenen Fahrtrichtung zu detektieren.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Detektion von Falschfahrten bekannt. So ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 215 380 ein Verfahren bekannt, bei dem Falschfahrten von Fahrzeugen, die entgegen der vorgegebenen Fahrtrichtung auf einer für Fahrzeuge freigegebenen Fahrbahn bewegt werden, detektiert werden, wobei diese Information dazu verwendet werden kann, um andere Verkehrsteilnehmer oder das falsch fahrende Fahrzeug selbst zu warnen und gegebenenfalls weitere Eingriffe zu veranlassen. Dazu werden Kartendaten einer geographischen Region verwendet, wobei die Kartendaten Position und Verlauf der Straßen in dieser Region repräsentieren. Ist die Position des Fahrzeugs bekannt, beispielsweise durch einen im Fahrzeug verbauten GPS-Sensor, so kann der Straßenabschnitt identifiziert werden, auf dem sich das Fahrzeug befindet. Fortlaufende Ortsinformationen erlauben auch, Richtung und Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen. Bewegt sich das Fahrzeug auf einem Fahrbahnabschnitt entgegen der vorgegebenen Fahrtrichtung, so wird eine Falschfahrinformation erzeugt, die an weitere Fahrzeuge oder auch an das falschfahrende Fahrzeug selbst übermittelt werden kann um entsprechende Warnmeldungen oder weitere Eingriffe auszulösen.
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Eine Überwachung einer möglichen Falschfahrt eines Fahrzeugs ist nur dann sinnvoll, wenn sich das Fahrzeug auf einer Fahrbahn befindet, die zumindest abschnittsweise zwei baulich getrennte Fahrstreifen für die entgegengesetzten Fahrtrichtungen besitzt. Dies betrifft insbesondere die Autobahnen, aber auch Autoschnellstraßen, die entsprechend ausgebaut sind. Bewegt sich das Fahrzeug auf einer solchen Straße, so wird die Position des Fahrzeugs engmaschig an eine Überwachungseinheit übermittelt, z. B. einmal pro Sekunde, um eine Falschfahrt möglichst frühzeitig feststellen zu können und eine entsprechende Warnmeldung zu generieren. Eine ständige Überwachung aller Fahrzeuge ist hingegen nicht zielführend, da die dabei anfallende Datenmenge und die erforderliche Rechenleistung sehr stark ansteigen würden, ohne dass damit ein Sicherheitsgewinn für den Fahrzeugverkehr verbunden wäre.
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Etwa die Hälfte aller Falschfahrten beginnt an Auf- oder Abfahrten von Schnellstraßen, wobei unter einer Schnellstraße im Kontext dieser Erfindung eine Straße verstanden wird, die zumindest abschnittsweise baulich getrennte Fahrstreifen für die entgegengesetzten Fahrtrichtungen aufweist. Lenken Fahrzeugführer ihr Fahrzeug versehentlich oder absichtlich in eine falsche Auf- bzw. Abfahrt, gelangen sie auf einen Fahrstreifen entgegen der vorgesehenen Fahrtrichtung. Da die Position des Fahrzeugs nur mit einer gewissen Unsicherheit bekannt ist und darüber hinaus nicht von allen Straßenabschnitten die exakte geographische Position bekannt ist, ist die zur Verfügung stehende Zeit zwischen dem Befahren einer Auffahrt in der falschen Richtung und dem Auslösen einer Warnmeldung relativ kurz und beträgt unter Umständen nur wenige Sekunden. Beginnt also die Überwachung des Fahrzeugs erst dann, wenn das System sicher das Befahren einer Auf- oder Abfahrt einer Autobahn oder sonstige Schnellstraße detektiert hat, ist diese Zeitspanne zu kurz, um noch eine effektive Warnung an andere Verkehrsteilnehmer auszulösen. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die engmaschige Überwachung des Fahrzeugs schon dann zu beginnen, wenn das Fahrzeug Straßen befährt, die in unmittelbarer Nähe von Auf- oder Abfahrten von Schnellstraßen verlaufen, um frühzeitig mit einer engmaschigen Überwachung zu beginnen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Generierung von Ortsinformationen von relevanten Straßenabschnitten für die Detektion von Falschfahrten weist den Vorteil auf, dass zuverlässig die Straßenabschnitte identifiziert werden können, auf denen eine engmaschige Überwachung von Fahrzeugen zum Aufspüren von Falschfahrten angezeigt ist, ohne dass die Rechenleistung und die Anforderungen an übertragene Daten übermäßig steigen. Dazu werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Kartendaten einer geographischen Region in eine elektronische Recheneinheit eingelesen, wobei die Kartendaten die Position und den Verlauf der Schnellstraßen in dieser geographischen Region abbilden. Anschließend werden Markierungsinformationen generiert der Straßenabschnitte die Auffahrten und Abfahrten der Schnellstraßen in dieser geographischen Region zugeordnet sind. Im nächsten Verfahrensschritt wird ein Polygon um jede Auffahrt und Abfahrt definiert, wobei das Polygon durch einen Höchstabstand zu den Auffahrten und Abfahrten festgelegt ist. Anschließend werden Markierungsinformationen generiert für alle Straßenabschnitte, die keine Auffahrten oder Abfahrten sind und die in dem Polygon liegen. Schließlich werden die Markierungsinformationen für die Straßenabschnitte entfernt, die innerhalb des Polygons liegen und keine Verbindung zu einer Auffahrt oder Abfahrt aufweisen, und eine Ortsinformation für alle Straßenabschnitte mit einer Markierungsinformation generiert.
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Mit diesem Verfahren werden Straßenabschnitte identifiziert und mit einer Markierungsinformation versehen, die eine Verbindung zu einer Auf- oder Abfahrt einer Schnellstraße aufweisen. Wird durch ein Überwachungssystem festgestellt, dass ein Fahrzeug einen Straßenabschnitt mit einer Markierungsinformation befährt, so kann die Ortsinformation dieses Fahrzeug engmaschig überwacht werden und damit frühzeitig eine Falschfahrt detektiert werden. Somit verkürzt sich die Zeit, die für eine Warnung anderer Verkehrsteilnehmer oder für eine Warnung des falschfahrenden Fahrzeugs selbst zur Verfügung steht.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ortsinformation für den markierten Straßenabschnitt mit Ungenauigkeitsinformationen versehen, die eine Ungenauigkeit der Ortsinformationen repräsentieren. In der Regel sind die Ortsinformationen in den Straßenabschnitten nur mit einer gewissen Unsicherheit bekannt, so dass eine Überwachung von Fahrzeugen auch dann in Gang gesetzt wird, wenn sich das Fahrzeug aufgrund der detektierten Ortsinformationen des Fahrzeugs und der Ortsinformationen der markierten Straßenabschnitte unter Berücksichtigung einer gewissen Ungenauigkeit auf diesen Straßenabschnitten befindet. Damit wird verhindert, dass Fahrzeuge, die aufgrund der zur Verfügung stehenden Ortsinformationen der Fahrzeugpositionen und der entsprechenden Straßenabschnitte zu früh aus der Überwachung herausgenommen werden, da diese keine relevanten Straßenabschnitte zu befahren scheinen.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Ortsinformationen der Straßenabschnitte mit einer Markierungsinformation einer weiteren Recheneinheit zur Verfügung gestellt. Diese Recheneinheit kann verwendet werden, um Falschfahrten von Fahrzeugen zu detektierten und entsprechende Warnmeldungen an Fahrzeuge oder an sonstige Recheneinheiten weiterzugeben, um beispielsweise Warnmeldungen gezielt an Fahrzeuge zu senden, die die entsprechenden Straßenabschnitte befahren oder auf dem Weg zu diesen sind.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion einer Falschfahrt eines Fahrzeugs unter Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren generierten Ortsinformationen werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt: Es werden die Positionsdaten des Fahrzeugs ermittelt, die Positionsdaten werden an eine Recheneinheit übermittelt, die Zugriff auf die Ortsinformationen der Stra-ßenabschnitte mit einer Markierungsinformation hat. Wenn sich das Fahrzeug auf einem Fahrbahnabschnitt mit einer Markierungsinformation oder auf einer Schnellstraße bewegt, wird mit diesen Daten ein Falschfahrsignal generiert, wobei das Falschfahrsignal anzeigt, ob eine Falschfahrt des Fahrzeugs vorliegt oder nicht. Dabei kann die Position des Fahrzeugs in Weiterbildung des Verfahrens unter Verwendung von Ungenauigkeitsinformationen dieser Position bestimmt werden, um Ungenauigkeiten bei der Positionsbestimmung des Fahrzeugs zu berücksichtigen.
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In Weiterbildung des Verfahrens wird dann kein Falschfahrsignal erzeugt, wenn sich das Fahrzeug nicht auf einem Straßenabschnitt befindet, der eine Markierungsinformation aufweist. Dies minimiert die Informationen, die zwischen der Recheneinheit, die das Falschfahrsignal erzeugt, und Fahrzeugen und sonstigen Recheneinheiten übertragen werden muss.
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Figurenliste
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In der Zeichnung sind Illustrationen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Es zeigt
- 1 einen Kartenausschnitt einer geografische Region mit einem Straßennetz,
- 2 einen Kartenausschnitt im Bereich einer Schnellstraße mit benachbarten Straßen,
- 3, 4, 5 und 6 Illustrationen des in 2 gezeigten Kartenabschnitts zu einzelnen Verfahrensschritten.
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Beschreibung der Aufführungsbeispiele
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In 1 ist eine geografische Region schematisch dargestellt mit darin verlaufenden Schnellstraßen 2. Die Schnellstraßen 2 weisen eine Reihe von Auf- und Abfahrten 3 auf, die teilweise der Verbindung zu sonstigen Straßen dienen und teilweise der Überleitung von einer Schnellstraße 2 auf die andere, beispielsweise in Form eines Autobahnkreuzes. Fahrzeuge, die sich aufgrund ihrer Ortsinformationen auf einer Schnellstraße 2 bewegen, können engmaschig überwacht werden, d. h. ihre Ortsinformation wird an eine Recheneinheit übermitteln, die eine eventuelle Falschfahrt detektiert, beispielsweise wenn ein Fahrzeug auf einer Schnellstraße wendet und entgegen der vorgegebenen Fahrtrichtung seine Fahrt fortsetzt. Ein sehr großer Teil der Falschfahrten beginnt jedoch an Auf- oder Abfahrten von Schnellstraßen, wobei Fahrzeuge absichtlich oder ausversehen entgegen der vorgegebenen Fahrtrichtung auf die Schnellstraße einfahren und dann aufgrund der baulichen Trennung der beiden Fahrstreifen für die unterschiedlichen Fahrtrichtungen nicht mehr auf die Fahrspur wechseln können, die ihrer Fahrtrichtung entspricht.
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In 2 ist eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Ausschnitt der 1 gezeigt. Die Auf- und Abfahrt 3 der Schnellstraße 2 ist hier vergrößert dargestellt und darüber hinaus sind sonstige Straßen 4 eingezeichnet, die der Anbindung der Auf- oder Abfahrt dienen oder die sonst im Bereich der Auf- oder Abfahrt der Schnellstraße 2 verlaufen. Um die relevanten Straßenabschnitte zu bestimmen, die mit einer entsprechenden Markierungsinformation versehen werden sollen, wird ein Polygon 5 definiert, wie in 3 dargestellt. Das Polygon 5 ist dabei durch einen vorgegebenen Abstand a von den Auf- oder Abfahrten 3 definiert und weist beispielsweise die in 3 gezeigte Form auf. Ein Teil der Straßen 4, die in dem hier gezeigten Kartenausschnitt verlaufen, liegen innerhalb des Polygons 5, während andere Straßenabschnitte zu weit entfernt sind und außerhalb des Polygons 5 liegen. In einem nächsten Verfahrensschritt werden die Fahrbahnabschnitte, die außerhalb des Polygons 5 liegen, eliminiert, wie dies 4 zeigt. Alle hier gezeigten Straßenabschnitte, die nicht fett gezeichnet sind, weisen einen Abstand zu der Auf- bzw. Abfahrt auf, der kleiner oder gleich a beträgt, wobei diese Straßenabschnitte potentiell mit den Auf- oder Abfahrten verbunden sein könnten. Durch eine Grafenanalyse der Straßen 4 innerhalb des Polygons 5 können nun die Straßenabschnitte bestimmt werden, die mit den Auf- oder Abfahrten tatsächlich verbunden sind. Diese Straßenabschnitte werden mit einer Markierungsinformation versehen, wie dies in 5 dargestellt ist. Die so erhaltenen Straßenabschnitte sind hier mit fettem Strich gezeichnet und umfassen alle Straßenabschnitte, die mit den Auf- oder Abfahrten eine Verbindung aufweisen. Fahrzeuge, die auf diesen Straßenabschnitten bewegt werden, befinden sich potentiell auf dem Weg zu einer Auf- oder Abfahrt der Schnellstraße, so dass potentiell die Gefahr eine Falschfahrt besteht. Nur Fahrzeuge, die solche mit einer Markierungsinformation versehenen Fahrbahnabschnitte befahren, werden engmaschig überwacht, d. h. ihrer Position wird in kurzen Zeitabständen an eine zentrale Recheneinheit übermittelt. In dieser Recheneinheit wird eine Falschfahrinformation berechnet die angibt, ob eine Falschfahrt des Fahrzeugs vorliegt oder nicht. Entsprechend können Fahrzeuge, die sich in dem Bereich der Auf- oder Abfahrt 3 oder auf der Schnellstraße 2 bewegen, frühzeitig gewarnt werden.
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Da die genaue Position der Straßenabschnitte nicht mit beliebiger Genauigkeit bekannt ist, ist es sinnvoll einen gewissen Offset zu berücksichtigen, um Falschfahrten von Fahrzeugen nicht versehentlich von vorne herein auszuschließen, obwohl sich diese auf einem Fahrbahnabschnitt bewegen, der mit einer Markierungsinformation versehen ist. Dazu zeigt 6 einen Offsetbereich 10, der um die Fahrbahnabschnitte mit einer Markierungsinformation gezogen wird. Bereits wenn die Position eines Fahrzeugs innerhalb dieses Offsetbereichs detektiert wird, so kann eine engmaschige Überwachung stattfinden, auch wenn die gemessene Position des Fahrzeugs außerhalb der Fahrbahnabschnitte mit Markierungsinformation liegt. Dies ist analog zu dem Vorgehen, die Position des Fahrzeugs mit einem Offset zu versehen, d. h. mit einer Ungenauigkeitsinformation zu verwenden, bei der berücksichtigt wird, dass die Position des Fahrzeugs stets mit einer gewissen Messungenauigkeit behaftet ist. Befindet sich eine wahrscheinliche Position des Fahrzeugs auf einem Fahrbahnabschnitt mit einer Markierungsinformation, so kann die Überwachung des Fahrzeugs und damit die Erzeugung eines Falschfahrsignals initiiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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