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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr.
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Im Straßenverkehr kommt es immer wieder zu plötzlich auftretenden, lokalen Gefahrensituationen wie z.B. Tiere, Steine, Geröll oder verlorene Gegenstände auf der Fahrbahn. Es existieren vernetzte Fahrerassistenzsysteme zur Sammlung und Nutzung von Fahrzeugdaten. Dabei identifizieren die Systeme Gefahren aus den gesammelten Daten, um nachfolgende bzw. entgegenkommende Fahrzeuge vor den identifizierten Gefahren zu warnen (z.B. Erkennung von Wettereinflüssen wie Starkregen, Nebel, etc.). Nachteilig an den bekannten vernetzten Fahrerassistenzsystemen ist, dass diese nicht in der Lage sind, alle Gefahren im Straßenverkehr zu erfassen. Insbesondere ist es nicht möglich, Tiere sowie weitere Objekte (Steine, Geröll, verlorene Gegenstände etc.) auf der Fahrbahn zuverlässig zu erkennen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung bereitzustellen, die eine zuverlässige Identifikation sowie Warnung nachfolgender bzw. entgegenkommender Fahrzeuge vor vorgenannten Gefahrensituationen ermöglicht und dadurch die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein System zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr gelöst, umfassend:
- ein Backend;
- eine Vielzahl an Fahrzeugen, wobei zumindest ein Fahrzeug eine Sensoreinheit umfasst, die eingerichtet ist,
- - Fahrverhaltensdaten des Fahrers des Fahrzeugs zu erfassen; und
- - technische Daten des Fahrzeugs zu erfassen;
- wobei das zumindest eine Fahrzeug eine Kommunikationseinheit umfasst, die eingerichtet ist, die erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten an das Backend zu übermitteln;
- wobei das Backend, die eingerichtet ist,
- - die Fahrverhaltensdaten und technischen Daten zu empfangen und zu verarbeiten;
- - aus den verarbeiteten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten eine Gefahrenstelle zu ermitteln; und
- - eine Gefahrenwarnung mit Bezug auf die ermittelte Gefahrenstelle an betroffene Fahrzeuge zu übermitteln.
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Das System umfasst zumindest ein Backend. Das Backend kann zumindest einen Backend-Server umfassen und/oder Teil von Cloud-Computing bzw. einer IT-Infrastruktur, die über das Internet Speicherplatz, Rechenleistung und/oder Anwendungssoftware als Dienstleistung zur Verfügung stellt (Service Provider), sein.
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Das System umfasst eine Vielzahl an Fahrzeugen. Der Begriff Fahrzeug umfasst im Rahmen des Dokuments mobile Verkehrsmittel, die dem Transport von Personen (Personenverkehr), Gütern (Güterverkehr) oder Werkzeugen (Maschinen oder Hilfsmittel) dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Fahrzeug Kraftfahrzeuge sowie Kraftfahrzeuge, die zumindest teilweise elektrisch angetrieben sein können (Elektroauto, Hybridfahrzeuge).
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Das Fahrzeug kann von einem Fahrzeugführer gesteuert werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das Fahrzeug ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug sein. Unter dem Begriff „automatisiertes fahrendes Fahrzeug“ bzw. „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann.
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Zumindest ein Fahrzeug umfasst eine Sensoreinheit, die eingerichtet ist, Fahrverhaltensdaten des Fahrers des Fahrzeugs sowie technische Daten des Fahrzeugs zu erfassen. Das zumindest eine Fahrzeug umfasst eine Kommunikationseinheit, die eingerichtet ist, die erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten an das Backend zu übermitteln. Falls erforderlich, können die durch die Sensoreinheit erfassten Daten vorher durch eine fahrzeugseitige Recheneinheit vorverarbeitet werden. Insbesondere können die Fahrverhaltensdaten und technischen Daten durch eine diesen zugeordnete, aktuelle geografische Position des jeweiligen Fahrzeugs und/oder einen den Daten entsprechenden Zeitstempel angereichert werden. Die Daten können zu vordefinierbaren bzw. vordefinierten Zeitpunkten und/oder in vordefinierbaren bzw. vordefinierten zeitlichen Abständen übermittelt werden. Zu jedem Datensatz kann auch eine das Fahrzeug identifizierende Kennung, z.B. die Fahrzeugidentifikationsnummer bzw. Vehicle Identification Number (VIN) übermittelt werden.
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Die Kommunikationseinheit kann eine im Fahrzeug angeordnete Kommunikationseinheit sein, die eingerichtet ist, eine Kommunikationsverbindung mit anderen Kommunikationsteilnehmern, beispielsweise dem Backend, aufzubauen. Die Kommunikationseinheit kann ein Teilnehmeridentitätsmodul bzw. ein Subscriber Identity Module bzw. eine SIM-Karte umfassen, welche(s) dazu dient, eine Kommunikationsverbindung über ein Mobilfunksystem mit anderen Kommunikationsteilnehmern aufzubauen. Das Teilnehmeridentitätsmodul identifiziert dabei die Kommunikationseinheit eindeutig im Mobilfunknetz. Bei der Kommunikationsverbindung kann es sich um eine Datenverbindung (z.B. Paketvermittlung) und/oder um eine leitungsgebundene Kommunikationsverbindung (z.B. Leitungsvermittlung) handeln. Die Kommunikation kann nach dem Cellular Vehicle To X (C-V2X)-Paradigma gemäß dem LTE-Standard Version 14, dem 4G-Standard und/oder dem 5G-Standard erfolgen. Darüber hinaus kann die Kommunikationseinheit unabhängig vom Mobilfunknetz bzw. der Verfügbarkeit ausreichender Kapazitäten des aktuell verfügbaren Mobilfunknetzes über eine andere Luftschnittstelle, beispielsweise WLAN, kommunizieren. Dazu kann IST-G5 bzw. IEEE 802.11 p bei der Vehicle-to-Vehicle (V2V)-Kommunikation verwendet werden.
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Das Backend ist eingerichtet, die Fahrverhaltensdaten und technischen Daten zu empfangen und zu verarbeiten. Das Verarbeiten der empfangenen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten kann mithilfe geeigneter Datenanalyse- und Machine-Learning-Algorithmen erfolgen. Beispielsweise kann unter Zuhilfenahme von Machine-Learning-Verfahren erstellten Modellen - z.B. durch überwachtes Lernen bzw. supervised learning oder unüberwachtes Lernen bzw. unsupervised learning - von einer Vielzahl an Fahrzeugen aus den Fahrverhaltensdaten und technischen Daten ein Durchfahrungstelemetrieprofil für eine geografische Position bzw. für einen Streckenabschnitt gesammelt und hinterlegt werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann ein Durchfahrungstelemetrieprofil mithilfe klassischer Datenanalyse- und Datenaggregations-Verfahren erstellt werden. Aus dem Durchfahrungstelemetrieprofil kann für diese geografische Position bzw. diesen Streckenabschnitt ein historischer Durchschnitt ermittelt werden. Durch die kontinuierliche Erfassung und Verarbeitung der Fahrverhaltensdaten und technischen Daten wird der historische Durchschnitt für die geografische Position bzw. den Streckenabschnitt hochgenau.
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Das Backend ist eingerichtet, aus den verarbeiteten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten eine Gefahrenstelle zu ermitteln und falls eine Gefahrenstelle ermittelt wurde, eine Gefahrenwarnung mit Bezug auf die ermittelte Gefahrenstelle an betroffene Fahrzeuge übermitteln.
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Jedes Fahrzeug kann eingerichtet sein, die empfangene Gefahrenwarnung über eine geeignete Ausgabeeinheit auszugeben. Bei der Ausgabeeinheit kann es sich beispielsweise um das Infotainmentsystem des Fahrzeugs und/oder einem Head-up-Display des Fahrzeugs handeln. Die Ausgabe der personalisierten Auswahl an Gefahrenwarnungen kann optisch und/oder haptisch und/oder akustisch erfolgen.
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Vorteilhafterweise kann das Backend somit plötzlich auftretende Gefahrenstellen hochgenau in Quasi-Echtzeit ermitteln und entsprechend umgehend eine Gefahrenwarnung für betroffene Fahrzeuge übermitteln. Dadurch erhöht sich die Sicherheit im Straßenverkehr.
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Vorzugsweise umfasst die Sensoreinheit:
- - einen Lenkradwinkelsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Lenkradwinkelsensors umfassen; und/oder
- - einen Beschleunigungssensor bzw. Accelerometer, der eine Beschleunigung durch die Messung einer auf eine Masse oder Test-Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt, so dass dieser die Beschleunigung, eine Geschwindigkeitszunahme bzw. - abnahme und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermitteln kann, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Beschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Gyrosensor, der ein Beschleunigungs- bzw. Lagesensor ist, der eingerichtet ist, kleinste Beschleunigungen, Drehbewegungen und/oder Lageänderung einer Masse oder Test-Masse erfasst. Daten des Gyrosensors können mit Positionsdaten eines Navigationsmoduls kombiniert werden, wobei durch die Kombination von Gyrosensor-Daten und Positions-Daten beispielsweise Richtungsänderungen sehr genau bestimmt werden können, und wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Gyrosensors umfassen; und/oder
- - einen Geschwindigkeitssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Geschwindigkeitssensors umfassen; und/oder
- - einen Drehzahlsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Drehzahlsensor umfassen; und/oder
- - einen Querbeschleunigungssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Querbeschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Eingriffs-Sensor, der eingerichtet ist, Eingriffe von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise Eingriffe von Stabilitätssystem und/oder einem Notbremsassistenten zu ermitteln, wobei die technischen Daten Daten des Eingriffs-Sensors umfassen; und/oder
- - weitere Sensoren, die eingerichtet sind, Daten mit Bezug auf ein Fahrverhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs zu erfassen; wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten der jeweiligen weiteren Sensoren umfassen.
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Die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten können kontinuierlich und/oder in vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren zeitlichen Abständen (z.B. alle 0,5 Sekunden, jede Sekunde, etc.) an das Backend übermittelt werden.
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Vorzugsweise umfasst das Ermitteln einer Gefahrenstelle aus den Fahrverhaltensdaten und technischen Daten:
- - Erfassen und Speichern von Fahrverhaltensdaten und technischen Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen an einem Streckenabschnitt;
- - Ermitteln eines historischen Durchschnitts aus den erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten;
- - Erfassen aktueller Fahrverhaltensdaten und technischer Daten mindestens eines Fahrzeugs an dem Streckenabschnitt;
- - Erkennen einer Anomalie durch Vergleich der aktuellen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten mit dem ermittelten historischen Durchschnitt.
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Das Erfassen und Speichern von Fahrverhaltensdaten und technischen Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen an einem Streckenabschnitt bzw. einer geographischen Position ermöglicht die Erstellung eines Durchfahrungstelemetrieprofils für den Streckenabschnitt bzw. für die geographische Position. Aus dem Durchfahrungstelemetrieprofil kann mittels geeigneter, durch Machine-Learning-Verfahren erstellter Modelle - z.B. durch überwachtes Lernen bzw. supervised learning oder unüberwachtes Lernen bzw. unsupervised learning - das Durchfahrungstelemetrieprofil erstellt und in einer Speichereinheit des Backend hinterlegt werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann ein Durchfahrungstelemetrieprofil mithilfe klassischer Datenanalyse- und Datenaggregations-Verfahren erstellt werden. Aus dem sich kontinuierlich aktualisierenden Durchfahrungstelemetrieprofil kann ein kontinuierlich aktualisierter historischer Durchschnitt an diesem Streckenabschnitt bzw. der geografischen Position ermittelt werden. Bei der Erfassung aktueller Fahrverhaltensdaten und technischer Daten mindestens eines Fahrzeugs können die Durchfahrungstelemetriedaten für dieses Fahrzeug ermittelt werden und mit dem historischen Durchschnitt für diesen Streckenabschnitt bzw. diese geografische Position verglichen werden. Aus diesem Vergleich kann ein vom Fahrzeug durchgeführtes Notmanöver, z.B. Ausweich- und/oder Bremsmanöver ermittelt werden, wodurch das Backend eine Anomalie und somit eine Gefahrensituation an diesem Streckenabschnitt bzw. dieser geografischen Position ermittelt.
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Vorzugsweise umfassen die betroffenen Fahrzeuge Fahrzeuge, deren aktuelle Route die ermittelte Gefahrenstelle umfasst und/oder Fahrzeuge ohne aktuelle Route, bei denen die Gefahrenstelle auf der am wahrscheinlichsten gefahrenen Route (Most-Probable-Path) liegt und/oder Fahrzeuge ohne aktuelle Route, die sich in unmittelbarer Nähe zur Gefahrenstelle (z.B. 500m) befinden.
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Vorteilhafterweise kann das Backend somit Fahrzeugen, deren aktuelle Route bzw. deren am wahrscheinlichsten gefahrene Route bzw. die sich in unmittelbarer Nähe zur ermittelten Gefahrenstelle befinden, die ermittelte Gefahrenstelle, also den Streckenabschnitt bzw. die geografische Position, an der die Anomalie und somit die Gefahrensituation erkannt wurde, umfasst, in Quasi-Echtzeit eine Gefahrenwarnung übermitteln. Die betroffenen Fahrzeuge können eine Kommunikationseinheit umfassen. Die betroffenen Fahrzeuge können, müssen aber keine Sensoreinheit umfassen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr gelöst, umfassend:
- Erfassen, durch eine Sensoreinheit eines Fahrzeugs, von:
- - Fahrverhaltensdaten des Fahrers des Fahrzeugs;
- - technischen Daten des Fahrzeugs;
- Übermitteln, durch eine Kommunikationseinheit des Fahrzeugs, der erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten an ein Backend;
- Empfangen und Verarbeiten, durch das Backend, der empfangenen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten;
- Ermitteln, durch das Backend einer Gefahrenstelle aus den verarbeiteten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten; und
- Übermitteln einer Gefahrenwarnung mit Bezug auf die ermittelte Gefahrenstelle an betroffene Fahrzeuge.
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Vorzugsweise umfasst die Sensoreinheit:
- - einen Lenkradwinkelsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten Daten des Lenkradwinkelsensors umfassen; und/oder
- - einen Beschleunigungssensor bzw. Accelerometer, der eine Beschleunigung durch die Messung einer auf eine Masse oder Test-Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt, so dass dieser die Beschleunigung, eine Geschwindigkeitszunahme bzw. - abnahme und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermitteln kann, wobei die Fahrverhaltensdaten Daten des Beschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Gyrosensor, der ein Beschleunigungs- bzw. Lagesensor ist, der eingerichtet ist, kleinste Beschleunigungen, Drehbewegungen und/oder Lageänderung einer Masse oder Test-Masse erfasst. Daten des Gyrosensors können mit Positionsdaten eines Navigationsmoduls kombiniert werden, wobei durch die Kombination von Gyrosensor-Daten und Positions-Daten beispielsweise Richtungsänderungen sehr genau bestimmt werden können, und wobei die technischen Daten Daten des Gyrosensors umfassen; und/oder
- - einen Geschwindigkeitssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten Daten des Geschwindigkeitssensors umfassen; und/oder
- - einen Drehzahlsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten Daten des Drehzahlsensor umfassen; und/oder
- - einen Querbeschleunigungssensor, wobei die technischen Daten des Querbeschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Eingriffs-Sensor, der eingerichtet ist, Eingriffe von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise Eingriffe von Stabilitätssystem und/oder einem Notbremsassistenten, zu ermitteln, wobei die technischen Daten Daten des Eingriffs-Sensors umfassen; und/oder
- - weitere Sensoren, die eingerichtet sind, Daten mit Bezug auf ein Fahrverhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs zu erfassen; wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten der jeweiligen weiteren Sensoren umfassen.
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Vorzugsweise umfasst das Ermitteln einer Gefahrenstelle aus den Fahrverhaltensdaten und technischen Daten:
- - Erfassen und Speichern von Fahrverhaltensdaten und technischen Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen (110 A ... 110 N) an einem Streckenabschnitt;
- - Ermitteln eines historischen Durchschnitts aus den erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten;
- - Erfassen aktueller Fahrverhaltensdaten und technischer Daten eines Fahrzeugs (110 A ... 110 N) an dem Streckenabschnitt; und
- - Erkennen einer Anomalie durch Vergleich der aktuellen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten mit dem ermittelten historischen Durchschnitt.
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Vorzugsweise umfassen die betroffenen Fahrzeuge Fahrzeuge, deren aktuelle Route die ermittelte Gefahrenstelle umfasst und/oder Fahrzeuge ohne aktuelle Route, bei denen die Gefahrenstelle auf der am wahrscheinlichsten gefahrenen Route (Most-Probable-Path) liegt und/oder Fahrzeuge ohne aktuelle Route, die sich in unmittelbarer Nähe zur Gefahrenstelle (z.B. 500m) befinden. Die betroffenen Fahrzeuge können dazu eine Kommunikationseinheit umfassen und können, müssen aber keine Sensoreinheit umfassen.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
- 1 zeigt schematisch ein System zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr;
- 2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr;
- 3 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ermittlung einer Gefahrenstelle durch das Backend.
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1 zeigt schematisch ein System 100 zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr.
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Das System 100 umfasst zumindest ein Backend 120. Das Backend 120 kann zumindest einen Backend-Server umfassen und/oder Teil von Cloud-Computing bzw. einer IT-Infrastruktur, die über das Internet Speicherplatz, Rechenleistung und/oder Anwendungssoftware als Dienstleistung zur Verfügung stellt (Service Provider), sein.
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Das System umfasst eine Vielzahl an Fahrzeugen 110 A ... 110 N, wobei zumindest ein Fahrzeug 110 A ... 110 N eine Sensoreinheit 112 umfasst, die eingerichtet ist, Fahrverhaltensdaten des Fahrers des Fahrzeugs 110 A ... 110 N sowie technische Daten des Fahrzeugs 110 A ... 110 N zu erfassen.
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Die Sensoreinheit 112 kann umfassen:
- - einen Lenkradwinkelsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Lenkradwinkelsensors umfassen; und/oder
- - einen Beschleunigungssensor bzw. Accelerometer, der eine Beschleunigung durch die Messung einer auf eine Masse oder Test-Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt, so dass dieser die Beschleunigung, eine Geschwindigkeitszunahme bzw. - abnahme und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermitteln kann, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Beschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Gyrosensor, der ein Beschleunigungs- bzw. Lagesensor ist, der eingerichtet ist, kleinste Beschleunigungen, Drehbewegungen und/oder Lageänderung einer Masse oder Test-Masse erfasst. Daten des Gyrosensors können mit Positionsdaten eines Navigationsmoduls kombiniert werden, wobei durch die Kombination von Gyrosensor-Daten und Positions-Daten beispielsweise Richtungsänderungen sehr genau bestimmt werden können, und wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Gyrosensors umfassen; und/oder
- - einen Geschwindigkeitssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Geschwindigkeitssensors umfassen; und/oder
- - einen Drehzahlsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Drehzahlsensor umfassen; und/oder
- - einen Querbeschleunigungssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Querbeschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Eingriffs-Sensor, der eingerichtet ist, Eingriffe von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise Eingriffe von Stabilitätssystem und/oder einem Notbremsassistenten, zu ermitteln, wobei die technischen Daten Daten des Eingriffs-Sensors umfassen; und/oder
- - weitere Sensoren, die eingerichtet sind, Daten mit Bezug auf ein Fahrverhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs zu erfassen; wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten der jeweiligen weiteren Sensoren umfassen.
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Die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten können kontinuierlich und/oder in vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren zeitlichen Abständen (z.B. alle 0,5 Sekunden, jede Sekunde, etc.) an das Backend 120 übermittelt werden.
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Das zumindest eine Fahrzeug 110 A ... 110 N umfasst eine Kommunikationseinheit 116, die eingerichtet ist, die erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten an das Backend 120 zu übermitteln. Falls erforderlich, können die durch die Sensoreinheit 112 erfassten Daten vorher durch eine fahrzeugseitige Recheneinheit 116 vorverarbeitet werden. Insbesondere können die Fahrverhaltensdaten und technischen Daten um eine diesen zugeordnete, aktuelle geografische Position des jeweiligen Fahrzeugs 110 A ... 110 N und/oder einen Zeitstempel angereichert und so an das Backend 120 übermittelt werden. Die Daten können zu vordefinierbaren bzw. vordefinierten Zeitpunkten und/oder in vordefinierbaren bzw. vordefinierten zeitlichen Abständen an das Backend 120 übermittelt werden. Zu jedem Datensatz kann auch eine das Fahrzeug 110 A ... 110 N identifizierende Kennung, z.B. die Fahrzeugidentifikationsnummer bzw. Vehicle Identification Number (VIN) übermittelt werden. Die Kommunikationseinheit 116 kann eine im Fahrzeug angeordnete Kommunikationseinheit 116 sein, die eingerichtet ist, eine Kommunikationsverbindung 116 mit anderen Kommunikationsteilnehmern, beispielsweise dem Backend 120, beispielsweise über das Mobilfunknetz 130, aufzubauen.
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Das Backend 120 ist eingerichtet, die Fahrverhaltensdaten und technischen Daten zu empfangen und zu verarbeiten. Das Verarbeiten der empfangenen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten kann mithilfe geeigneter Machine-Learning-Algorithmen erfolgen. Beispielsweise kann unter Zuhilfenahme von Machine-Learning-Verfahren erstellten Modellen - z.B. durch überwachtes Lernen bzw. supervised learning oder unüberwachtes Lernen bzw. unsupervised learning - von einer Vielzahl an Fahrzeugen 110 A ... 110 N aus den empfangenen Daten ein Durchfahrungstelemetrieprofil für eine geografische Position bzw. für einen Streckenabschnitt erfasst und hinterlegt werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann ein Durchfahrungstelemetrieprofil mithilfe klassischer Datenanalyse- und Datenaggregations-Verfahren erstellt werden. Aus dem Durchfahrungstelemetrieprofil kann für diese geografische Position bzw. diesen Streckenabschnitt ein historischer Durchschnitt ermittelt werden. Durch die kontinuierliche Erfassung und Verarbeitung der Fahrverhaltensdaten und technischen Daten wird der historische Durchschnitt der Durchfahrungstelemetrieprofile für die geografische Position bzw. den Streckenabschnitt hochgenau.
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Das Backend 120 ist eingerichtet, aus den verarbeiteten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten eine Gefahrenstelle zu ermitteln und falls eine Gefahrenstelle ermittelt wurde, eine Gefahrenwarnung mit Bezug auf die ermittelte Gefahrenstelle an betroffene Fahrzeuge 110 A ... 110 N übermitteln.
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Das Ermitteln einer Gefahrenstelle aus den Fahrverhaltensdaten und technischen Daten kann umfassen:
- - Erfassen und Speichern von Fahrverhaltensdaten und technischen Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen 110 A ... 110 N an einem Streckenabschnitt;
- - Ermitteln eines historischen Durchschnitts aus den erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten;
- - Erfassen aktueller Fahrverhaltensdaten und technischer Daten eines Fahrzeugs 110 A ... 110 N an dem Streckenabschnitt;
- - Erkennen einer Anomalie durch Vergleich der aktuellen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten mit dem ermittelten historischen Durchschnitt.
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Das Erfassen und Speichern von Fahrverhaltensdaten und technischen Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen 110 A ... 110 N an einem Streckenabschnitt bzw. einer geographischen Position ermöglicht die Erstellung eines Durchfahrungstelemetrieprofils durch das Backend 120 für den Streckenabschnitt bzw. für die geographische Position. Aus dem Durchfahrungstelemetrieprofil kann mittels geeigneter, durch Machine-Learning-Verfahren erstellter Modelle - z.B. durch überwachtes Lernen bzw. supervised learning oder unüberwachtes Lernen bzw. unsupervised learning und/oder mithilfe klassischer Datenanalyse- und Datenaggregations-Verfahren - das Durchfahrungstelemetrieprofil erstellt und in einer Speichereinheit des Backend 120 hinterlegt werden. Aus dem sich kontinuierlich aktualisierenden Durchfahrungstelemetrieprofil kann ein historischer Durchschnitt an diesem Streckenabschnitt bzw. der geografischen Position ermittelt werden. Bei der Erfassung aktueller Fahrverhaltensdaten und technischer Daten mind. eines Fahrzeugs 110 A ... 110 N können die Durchfahrungstelemetriedaten für dieses Fahrzeug 110 A ... 110 N ermittelt werden und mit dem historischen Durchschnitt für diesen Streckenabschnitt bzw. diese geografische Position verglichen werden. Aus diesem Vergleich kann ein vom Fahrzeug 110 A ... 110 N durchgeführtes Notmanöver, z.B. Ausweich- und/oder Bremsmanöver ermittelt werden, wodurch das Backend eine Anomalie und somit eine Gefahrensituation an diesem Streckenabschnitt bzw. dieser geografischen Position ermittelt, wie weiter unten mit Bezug auf 3 näher erläutert.
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Jedes Fahrzeug 110 A ... 110 N kann eingerichtet sein, die empfangene Gefahrenwarnung über eine geeignete Ausgabeeinheit 118 auszugeben. Bei der Ausgabeeinheit 118 kann es sich beispielsweise um das Infotainmentsystem des Fahrzeugs und/oder einem Head-up-Display des Fahrzeugs handeln. Die Ausgabe der personalisierten Auswahl an Gefahrenwarnungen kann optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erfolgen.
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Die betroffenen Fahrzeuge 110 A ... 110 N können Fahrzeuge 110 A ... 110 N umfassen, deren aktuelle Route die ermittelte Gefahrenstelle umfasst und/oder Fahrzeuge 110 A ... 110 N ohne aktuelle Route, bei denen die Gefahrenstelle auf der am wahrscheinlichsten gefahrenen Route (Most-Probable-Path) liegt und/oder Fahrzeuge 110 A ... 110 N ohne aktuelle Route, die sich in unmittelbarer Nähe zur Gefahrenstelle (z.B. 500m) befinden. Die betroffenen Fahrzeuge 110 A ... 110 N können dazu eine Kommunikationseinheit 116 umfassen und können, müssen aber keine Sensoreinheit 112 umfassen.
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Vorteilhafterweise kann das Backend 120 somit Fahrzeugen 110 A ... 110 N, deren aktuelle Route die ermittelte Gefahrenstelle, also den Streckenabschnitt bzw. die geografische Position, an der die Anomalie und somit die Gefahrensituation durch das Backend 120 erkannt wurde, umfasst, in Quasi-Echtzeit eine Gefahrenwarnung übermitteln. Somit kann auf plötzlich auftretende Gefahrenstellen in Quasi-Echtzeit reagiert werden. Dadurch erhöht sich die Sicherheit im Straßenverkehr.
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2 zeigt ein Verfahren 200 zur Identifikation plötzlicher Gefahrenstellen im Straßenverkehr, dass von einem System 100 wie mit Bezug auf 1 beschrieben ausgeführt werden kann.
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Das Verfahren 200 umfasst:
- Erfassen 210, durch eine Sensoreinheit 112 eines Fahrzeugs 110 A ... 110 N, von:
- - Fahrverhaltensdaten des Fahrers des Fahrzeugs 110 A ... 110 N;
- - technischen Daten des Fahrzeugs 110 A ... 110 N;
- Übermitteln 220, durch eine Kommunikationseinheit 116 des Fahrzeugs 110 A ... 110 N, der erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten an ein Backend 120;
- Empfangen und Verarbeiten 230, durch das Backend 120, der empfangenen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten;
- Ermitteln 240, durch das Backend 120 einer Gefahrenstelle aus den verarbeiteten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten; und Übermitteln 250 einer Gefahrenwarnung mit Bezug auf die ermittelte Gefahrenstelle an betroffene Fahrzeuge 110 A ... 110 N.
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Die Sensoreinheit 112 kann umfassen:
- - einen Lenkradwinkelsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Lenkradwinkelsensors umfassen; und/oder
- - einen Beschleunigungssensor bzw. Accelerometer, der eine Beschleunigung durch die Messung einer auf eine Masse oder Test-Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt, so dass dieser die Beschleunigung, eine Geschwindigkeitszunahme bzw. - abnahme und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermitteln kann, wobei die Fahrverhaltensdaten Daten und/oder technischen Daten Daten des Beschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Gyrosensor, der ein Beschleunigungs- bzw. Lagesensor ist, der eingerichtet ist, kleinste Beschleunigungen, Drehbewegungen und/oder Lageänderung einer Masse oder Test-Masse erfasst. Daten des Gyrosensors können mit Positionsdaten eines Navigationsmoduls kombiniert werden, wobei durch die Kombination von Gyrosensor-Daten und Positions-Daten beispielsweise Richtungsänderungen sehr genau bestimmt werden können, und wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Gyrosensors umfassen; und/oder
- - einen Geschwindigkeitssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Geschwindigkeitssensors umfassen; und/oder
- - einen Drehzahlsensor, wobei die Fahrverhaltensdaten Daten des Drehzahlsensor umfassen; und/oder
- - einen Querbeschleunigungssensor, wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten des Querbeschleunigungssensors umfassen; und/oder
- - einen Eingriffs-Sensor, der eingerichtet ist, Eingriffe von Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise Eingriffe von Stabilitätssystem und/oder einem Notbremsassistenten, zu ermitteln, wobei die technischen Daten Daten des Eingriffs-Sensors umfassen; und/oder
- - weitere Sensoren, die eingerichtet sind, Daten mit Bezug auf ein Fahrverhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs zu erfassen; wobei die Fahrverhaltensdaten und/oder technischen Daten Daten der jeweiligen weiteren Sensoren umfassen.
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Das Ermitteln einer Gefahrenstelle aus den Fahrverhaltensdaten und technischen Daten kann umfassen:
- - Erfassen und Speichern von Fahrverhaltensdaten und technischen Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen 110 A ... 110 N an einem Streckenabschnitt;
- - Ermitteln eines historischen Durchschnitts aus den erfassten Fahrverhaltensdaten und technischen Daten;
- - Erfassen aktueller Fahrverhaltensdaten und technischer Daten eines Fahrzeugs 110 A ... 110 N an dem Streckenabschnitt;
- - Erkennen einer Anomalie durch Vergleich der aktuellen Fahrverhaltensdaten und technischen Daten mit dem ermittelten historischen Durchschnitt.
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Die betroffenen Fahrzeuge 110 A ... 110 N können Fahrzeuge 110 A ... 110 N umfassen, deren aktuelle Route die ermittelte Gefahrenstelle umfasst und/oder Fahrzeuge ohne aktuelle Route, bei denen die Gefahrenstelle auf der am wahrscheinlichsten gefahrenen Route (Most-Probable-Path) liegt und/oder Fahrzeuge ohne aktuelle Route, die sich in unmittelbarer Nähe zur Gefahrenstelle (z.B. 500m) befinden.
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3 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ermittlung einer Gefahrenstelle durch das Backend 120 wie mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
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Die Figur zeigt eine Teststrecke 330, in der das Backend 120 zunächst für eine Vielzahl an Fahrzeugen 310 Fahrverhaltensdaten des Fahrers des jeweiligen Fahrzeugs 310 und technische Daten des jeweiligen Fahrzeugs 310, wie mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben, empfängt. Aus diesen Durchgangstelemetriedaten ermittelt das Backend einen historischen Durchschnitt der Teststrecke. Für einen Streckenabschnitt umfassend drei Teil-Abschnitte 331, 332 und 333 werden der historische Durchschnitt ohne Gefahrenstelle aufgezeigt 340. Für ein aktuelles Fahrzeug 320 befindet sich eine Gefahr auf dem Teilabschnitt 332. Die Gefahr kann in Diagramm 350 genau abgelesen werden, da die aktuellen Durchgangstelemetriedaten in diesem Abschnitt 332 aus 350 vom historischen Durchschnitt 332 aus 340 deutlich abweichen.
