DE102020204045A1

DE102020204045A1 - Fahrzeug, Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm für ein Fahrzeug zum Bestimmen einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102020204045A1
Application number: DE102020204045.1A
Authority: DE
Inventors: Stephan Max; Martin Wegner; Sabina Alazzawi; Richard Niestroj
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-09-30
Also published as: EP4128021A1; WO2021191337A1; CN115280391A

Abstract

Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren, ein Computerprogramm, ein Fahrzeug und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofils eines Fahrzeuges. Das Verfahren (10) zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil des Fahrzeuges (200) umfasst ein Erhalten (12) des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug (200). Das Verfahren (10) umfasst ferner ein Bestimmen (14) der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, ein Computerprogramm, ein Fahrzeug und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges, insbesondere aber nicht ausschließlich, auf ein Konzept zur Bestimmung einer Verkehrsdichte unter Berücksichtigung unterschiedlich gewichteter Bewegungsanteile eines Bewegungsprofils in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit.
Fahrzeuge bilden ein wichtiges Beförderungsmittel zur räumlichen Überwindung von Distanzen und bilden ein wichtiges Verkehrsmittel. Mit steigendem Fahrzeugaufkommen steigt auch die Verkehrsdichte. Durch die steigende Verkehrsdichte kommt es vermehrt zu Staus und/oder Rückstauungen an roten Ampeln. Um den Verkehr gleichmäßig zu verteilen, sehen manche Konzepte vor, die Verkehrsdichte zu bestimmen, um den Verkehr von Orten mit hoher Verkehrsdichte auf solche mit niedriger Verkehrsdichte zu verlagern.
Das Dokument US 2015/0079932 A1 betrifft ein Verfahren und Systeme, die dazu beitragen können, die Privatsphäre der Benutzer zu schützen, wenn Standortdaten gespeichert und/oder verwendet werden, die von den mobilen Geräten der Benutzer bereitgestellt werden. Ein Verfahren kann das Bestimmen eines Standortverlaufs umfassen, der einem ersten Kundengerät zugeordnet ist, wobei der Standortverlauf mehrere zeitgestempelte Standortberichte umfasst.
Die Druckschrift CN 108734008 A betrifft ein Verfahren zur Beurteilung eines Grades der Anonymität anonymer Fahrspurdaten eines Fahrzeuges anhand eines Parkprotokolls. Parkprotokolldaten können mit Fahrspurdaten korreliert werden und so eine Zuordnung zu einem individuellen Fahrer vorgenommen werden.
Das Dokument US 2019/0116492 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine Servervorrichtung eine Positionsinformation auf einem Kommunikationsendgerät mittels einer Erfassungseinheit aufzeichnet. Dabei extrahiert eine Extraktionseinheit Routeninformationen einschließlich eines Startpunkts und eines Endpunkts aus den Positionsinformationen. Durch eine Identifikationseinheit wird ein Typ eines Bewegungsmittels des Kommunikationsendgeräts basierend auf der Positionsinformation identifiziert. Anschließend wird mittels einer Maskierungseinheit ein Segment der Routeninformationen einschließlich des Startpunkts und ein Segment einschließlich des Endpunkts maskiert, um ausgegebene Routeninformationen zu erzeugen. Die Maskierungseinheit definiert einen maskierten Abschnitt der Routeninformation gemäß einem Typ des Bewegungsmittels.
Die Druckschrift US 10,341,858 B1 beschreibt ein computerimplementiertes Verfahren zum Verdecken eines Benutzerorts. Es kann ein Erfassen einer Bewegung eines mobilen Benutzergeräts mit einem Bewegungssensor des mobilen Benutzergeräts erfolgen. Das Verfahren umfasst ferner ein Überprüfen, ob die Bewegung des mobilen Benutzergeräts einen festgelegten Schwellenwert erreicht. Wenn der Bewegungsschwellenwert erreicht wird, sollen die Daten des Benutzers geschützt werden. Dies kann durch ein Verschleiern des tatsächlichen Standortes des Benutzers bewerkstelligt werden.
Die im Stand der Technik beschriebenen Konzepte beschäftigen sich mit einer mittleren Verkehrsdichte, welche alle von der Fahrzeugsensorik erfassten Bewegungsprofile berücksichtigen kann. Mit steigender Verkehrsdichte besteht daher Bedarf daran, schnell und aufwandsgünstig alternative Strecken ausfindig zu machen, um die Verkehrslast gleichmäßig auf das Straßennetz zu verteilen. Dabei soll eine Anonymität der Daten gewährleistet werden.
Es besteht daher ein Bedarf daran, ein verbessertes Konzept zur Bestimmung der Verkehrsdichte zu schaffen. Diesen Bedarf tragen die Gegenstände der anhängigen unabhängigen Ansprüche Rechnung.
Ausführungsbeispiele basieren auf dem Kerngedanken, dass eine Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges bestimmt werden kann, wobei in dem Bewegungsprofil verschiedene Bewegungsanteile unterschiedlich gewichtet werden können. Eine Grundidee hierbei ist, für besondere Verkehrssituationen charakteristische Bewegungsanteile, wie zum Beispiel Geschwindigkeitsanteile charakteristisch für Ampelphasen, Staus oder andere kurze Haltevorgänge im Straßenverkehr, jeweils unterschiedlich zu gewichten. Diese besonderen Verkehrssituationen können mit Hilfe zumindest eines Sensormoduls, wie beispielsweise einer Kamera, eines akustischen Sensors oder einem Bewegungssensor erfasst werden. Die so erfassten Sensorinformationen können beispielsweise zur Erzeugung eines Bewegungsprofils benutzt werden. Die zu dem Bewegungsprofil gehörenden Bewegungsanteile, können hierbei mit einer definierten Grenzgeschwindigkeit verglichen werden und im Falle einer Geschwindigkeit kleiner dieser Grenzgeschwindigkeit, mit einer geringeren Gewichtung behaftet werden. Ausführungsbeispielen liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere Bewegungsanteile mit geringen Geschwindigkeiten, eine Bestimmung der Verkehrsdichte verfälschen können.
Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges. Das Verfahren umfasst ein Erhalten des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet werden. Ausführungsbeispiele können so eine zuverlässigere Verkehrsdichte bestimmen.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ein sensorisches Erfassen einer Information über zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer umfassen. Ferner kann das Bestimmen der Verkehrsdichte aus dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges auf der Information über den zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer basieren. Durch das sensorische Erfassen der Information über den zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer kann die Verkehrsdichte zuverlässiger bestimmt werden.
In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das sensorische Erfassen ein Erfassen eines räumlichen Abstandes zu dem zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer. Das Erfassen des räumlichen Abstandes, beispielsweise mittels einer Fahrzeugsensorik, kann zusätzlich zu einer zuverlässigen Bestimmung der Verkehrsdichte beitragen. Der räumliche Abstand hängt hierbei mit dem zeitlichen Abstand über die Geschwindigkeit zusammen. Prinzipiell ist die Verkehrsdichte kleiner, wenn der räumliche Abstand zu einem vorausfahrenden und/oder nachfolgenden Fahrzeug klein ist und umgekehrt.
Das Bestimmen der Verkehrsdichte aus dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges kann ein Detektieren einer besonderen Verkehrssituation abhängig von dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges umfassen. Die für die Verkehrsdichte berücksichtigten Bewegungsanteile können in Abhängigkeit von der besonderen Verkehrssituation unterschiedlich gewichtet werden. Bewegungsanteile, die die Verkehrsdichte verfälschen würden, beispielsweise solche aus besonderen Verkehrssituationen, können so bei der Bestimmung der Verkehrsdichte geringer gewichtet oder sogar ausgeblendet werden.
In manchen Ausführungsbeispielen kann die besondere Verkehrssituation ein Stau, eine Ampelphase oder ein anderer kurzer Haltevorgang sein. Bewegungsanteile, die auf Staus, Ampelphasen oder andere kurze Haltevorgänge zurückgehen, können so entsprechend gewichtet in das Bestimmen der Verkehrsdichte eingehen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Grenzgeschwindigkeit größer Null sein. Bewegungsanteile, die eine Geschwindigkeit größer der Grenzgeschwindigkeit aufweisen, gehen entsprechend in das Bestimmen der Verkehrsdichte mit einer höheren Gewichtung ein als Bewegungsanteile unterhalb der Grenzgeschwindigkeit, die dennoch größer Null sein können. Durch Wählen einer Grenzgeschwindigkeit größer Null kann beispielsweise zwischen geringeren und höheren Geschwindigkeiten in der Gewichtung unterschieden werden. Da geringe Geschwindigkeiten die Zuverlässigkeit der Bestimmung der Verkehrsdichte negativ beeinflussen können, kann die Wahl einer positiven Grenzgeschwindigkeit die Zuverlässigkeit der Bestimmung der Verkehrsdichte positiv beeinflussen.
In manchen Ausführungsbeispielen können demzufolge die Bewegungsanteile in Abhängigkeit der Grenzgeschwindigkeit derart unterschiedlich gewichtet werden, dass Bewegungsanteile mit Geschwindigkeiten unterhalb der Grenzgeschwindigkeit nicht berücksichtigt werden. Eine Gewichtung kann beispielsweise entweder einen Wert Eins oder einen Wert Null umfassen. Die höhere Gewichtung kann beispielsweise eine Gewichtung mit dem Wert Eins sein. Bewegungsanteile, die unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegen, fallen demnach heraus. Bewegungsanteile, die die Verkehrsdichte nicht korrekt wiederspiegeln, können daher unberücksichtigt bleiben.
In einigen Anführungsbeispielen kann das Verfahren ein Verschleiern des Bewegungsprofils umfassen. Dabei kann das Verschleiern von der Verkehrsdichte abhängig sein. Ein Grad der Verschleierung kann von der Verkehrsdichte bestimmt werden. Durch das Verschleiern des Bewegungsprofils kann eine Anonymisierung des Bewegungsprofils erreicht werden.
In zumindest manchen Anführungsbeispielen, kann bei einer ersten höheren Verkehrsdichte ein Grad der Verschleierung niedriger sein als bei einer zweiten niedrigeren Verkehrsdichte. Die Verschleierung kann eine Qualität eines erfassen Bewegungsprofils vermindern. Motivation für die Verschleierung ist die Anonymisierung der Fahrzeugdaten, eine Zuordnung zu einem Fahrzeug soll erschwert werden. Bei einer hohen Verkehrsdichte ist diese Zuordnung durch die Vielzahl von Fahrzeugdaten schwieriger als bei einer geringeren Verkehrsdichte, da dort nur wenige Fahrzeuge zur Zuordnung in Frage kommen. Um einen gewissen Grad der Anonymisierung zu erreichen reicht demnach bei hoher Verkehrsdichte ein geringerer Grad der Verschleierung als bei einer geringeren Verkehrsdichte. Dadurch können die Daten bei hohen Verkehrsdichten eine bessere Qualität aufweisen als bei niedrigen Verkehrsdichten, da diese weniger verfälscht oder verschleiert sind.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Computerprogramm zur Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft.
Eine Vorrichtung für ein Fahrzeug, die zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil des Fahrzeuges ausgebildet ist, ist ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine Schnittstelle zum Erhalten des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Kontrollmodul zum Bestimmen der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Fahrzeug mit einer hierin beschriebenen Vorrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche Ausführungsbeispiele generell jedoch nicht insgesamt beschränkt sind, näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild eines Ablaufdiagramms eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges;
2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeuges und eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges;
3 ein Bewegungsprofil einer typischen Stadtfahrt eines Fahrzeuges in einem Ausführungsbeispiel; und
4 ein gewichtetes Bewegungsprofil einer typischen Stadtfahrt eines Fahrzeuges in einem Ausführungsbeispiel.

Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Optionale Merkmale oder Komponenten sind dabei in gestrichelten Linien dargestellt.
Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen.
Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn ein Element dagegen als „direkt verbunden“ oder „direkt verkoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Begriffe, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z.B., „zwischen“ gegenüber „direkt dazwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ usw.).
Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer“, „eine“, „eines“ und „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“, „umfasst“, „umfassend“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
1 zeigt ein in Verfahren 10 zur Bestimmung 14 einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges. Das Verfahren umfasst ein Erhalten 12 des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug. Darüber hinaus umfasst das Verfahren ein Bestimmen 14 der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet werden.
In Ausführungsbeispielen kommen als Fahrzeuge jedwede bodengebundenen Fortbewegungsmittel in Betracht. Beispiele für bodengebundene Fortbewegungsmittel sind Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Zweiräder. Ein Bewegungsprofil des Fahrzeuges im Sinne von Ausführungsbeispielen meint dabei einen zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf eines Fahrzeuges. Bewegungsprofile umfassen daher Bewegungsanteile, die die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu einem Zeitpunkt angeben. Ein Bewegungsprofil gibt daher einen zeitlichen Ausschnitt des Geschwindigkeitsverlaufs eines Fahrzeuges wieder. Ergänzend oder alternativ kann ein Bewegungsprofil auch Geschwindigkeiten über einen Streckenabschnitt hinweg angeben, da ein Streckenabschnitt in diesem Sinne äquivalent oder proportional zu einem zeitlichen Abschnitt ist (aufgrund des Zusammenhangs zwischen Geschwindigkeit, Strecke und Zeit).
Eine Verkehrsdichte im Sinne von Ausführungsbeispielen meint dabei eine Dichte von Fahrzeugen auf einer bestimmten Fahrstrecke zu einem bestimmten Zeitpunkt, wie beispielsweise auf einer Fahrbahn. Die Dichte kann dabei aus einem mittleren zeitlichen oder räumlichen Abstand der Fahrzeuge ermittelt werden, wobei die Geschwindigkeit der Fahrzeuge zu berücksichtigen ist. Dabei kann eine Art des Verkehrs berücksichtigt werden, beispielsweise ob dieser stockend, flüssig oder haltend ist. Beispiele sind Staus, rote Ampeln und/oder andere kurze Haltevorgänge oder fließender Verkehr. Informationen über das Bewegungsprofil können dabei Informationen über Ort, Zeit und Geschwindigkeiten der Bewegungen des Fahrzeuges umfassen. Die Informationen können sich beispielsweise aus Messwerten ergeben, die von den Sensoren des Fahrzeuges erfasst werden.
Die Informationen über die Verkehrsdichte können in Ausführungsbeispielen auch zusätzliche Informationen umfassen, beispielsweise über eine Anzahl der Verkehrsteilnehmer, eine konkrete Zeiteinheit, einen konkreten Streckenabschnitt oder eine konkrete Längeneinheit. In Ausführungsbeispielen können unterschiedliche Bewegungsprofile zu unterschiedlichen Verkehrsdichten führen. Ferner werden in Ausführungsbeispielen Bewegungsanteile abhängig von einer Grenzgeschwindigkeit gewichtet. Die Grenzgeschwindigkeit kann in Ausführungsbeispielen einen Schwellenwert angeben, der für eine gegebene Geschwindigkeit deren Gewichtung bestimmt. Die Gewichtung von Bewegungsanteilen kann in manchen Ausführungsbeispielen einen Grad des Einflusses des jeweiligen Bewegungsanteils auf die Verkehrsdichte bestimmen. Beispielsweise können so Bewegungsanteile eines Bewegungsprofils bei der Bestimmung der Verkehrsdichte auch gänzlich ausgeblendet oder eliminiert werden, zum Beispiel wenn deren Geschwindigkeiten unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegen.
2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeuges 200 und eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 20 zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil des Fahrzeuges 200. Die Vorrichtung 20 zur Bestimmung der Verkehrsdichte aus dem zumindest einem Bewegungsprofil des Fahrzeuges 200 umfasst zumindest eine Schnittstelle 22 zum Erhalten des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug 200. Die Vorrichtung 20 umfasst ferner ein Kontrollmodul 24, das mit der Schnittstelle gekoppelt ist. Das Kontrollmodul 24 ist zum Bestimmen der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil ausgebildet. Die berücksichtigten Bewegungsanteile werden in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet. Die 2 zeigt darüber hinaus ein Fahrzeug 200 mit einem Ausführungsbeispiel mit Vorrichtung 20. Das Fahrzeug 200 ist in gestrichelten Linien dargestellt, weil es aus Sicht der Vorrichtung 20 optional ist.
Die zumindest eine Schnittstelle 22 der Vorrichtung 20 kann in Ausführungsbeispielen als die Kontakte des vorgenannten Bausteins ausgebildet sein. Sie können in Ausführungsbeispielen auch als separate Hardware ausgeführt sein. Sie können Speicher umfassen, die die zu sendenden beziehungsweise die empfangenen Signale zumindest vorübergehend speichern. Die zumindest eine Schnittstelle 22 kann zum Empfang von elektrischen Signalen ausgebildet sein, zum Beispiel als Busschnittstelle, oder als optische Schnittstelle. Sie kann darüber hinaus in Ausführungsbeispielen zur Funkübertragung ausgebildet sein und ein Radio-Frontend sowie zugehörige Antennen umfassen. Ferner kann die zumindest eine Schnittstelle, zum Beispiel für den CAN-Bus (CAN:=Controller Area Network), Synchronisationsmechanismen zur Synchronisierung mit dem jeweiligen Übertragungsmedium umfassen. In Ausführungsbeispielen kann die zumindest eine Schnittstelle 22 dazu ausgebildet sein, um im Fahrzeug mit Sensoren zu kommunizieren, die entsprechende Information über das Bewegungsprofil liefern.
Das Kontrollmodul 24 kann in Ausführungsbeispielen andere Elemente des vorgenannten Bausteins umfassen. Dies können beliebige Prozessorkerne, wie Digitale Signal Prozessorkerne (DSPs) zum Einsatz sein. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessorkern eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessorkerne oder auch mehrere Prozessorkerne oder Mikrokontroller zur Implementierung des Kontrollmoduls 24 denkbar. Es sind auch Implementierungen in integrierter Form mit anderen Vorrichtungen denkbar, beispielsweise in einer Steuereinheit für ein Fahrzeug, die zusätzlich noch ein oder mehrere andere Funktionen umfasst. In Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 24 durch einen Prozessorkern, einen Computerprozessorkern (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessorkern (GPU = Graphics Processing Unit), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreiskern (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-Systemkern (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) als Kern des oben genannten Bausteins oder der Bausteine realisiert sein. Das Kontrollmodul 24 kann demnach jedweder Komponente entsprechen, die aus dem Bewegungsprofil eine Verkehrsdichte berechnen oder bestimmen kann.
Ausführungsbeispiele können ein Verfahren zur Qualitätserhöhung anonymisierter Fahrzeugdaten durch Analyse von Bewegungsprofilen schaffen. Beispielweise können aus Fahrzeugen extrahierte Daten aus Datenschutzgründen hinsichtlich Ort und Zeit durch additive Verschiebungen verschleiert werden, mit dem Ziel die Identität eines Datenerzeugers innerhalb einer Anonymisierungsgruppe zu verbergen. Die Größe der additiven Verschiebung kann dabei stark vom aktuellen Verkehrsaufkommen abhängig sein. Eine große Verkehrsdichte kann zu einer kleinen Verschiebung führen, wohingegen eine geringe Verkehrsdichte in einer großen Verschiebung resultieren kann. Im Sinne mancher Ausführungsbeispiele kann die Anonymisierungsgruppe definiert sein. Eine Gruppenstärke (Anzahl der Fahrzeuge in der Gruppe) der Anonymisierungsgruppe gibt an, bis auf welche Unsicherheit ein Bewegungsprofil zuordenbar sein soll. In anderen Worten, kann ein Bewegungsprofil in Kenntnis der Orte der Fahrzeuge zwar eine Gruppe von Fahrzeugen mit der Gruppenstärker zugeordnet werden, aber nicht mehr eindeutig einzelnen Fahrzeugen in der Gruppe. Die Gruppenstärke der Anonymisierungsgruppe stellt daher ein Maß für die Anonymisierung dar. Ein in einem Fahrzeug erstelltes Bewegungsprofil kann dann nur einer Gruppe von Fahrzeugen zugeordnet werden und nicht mehr eindeutig einem Fahrzeug.
Beispielsweise kann anhand des eigenen Bewegungsprofils die Verkehrsdichte an einem Verkehrsschild mit Geschwindigkeitsbegrenzung von 50 km/h bestimmt werden. Durch eine Hinzunahme einer Gruppengröße/stärke kann nun das Fahrzeug eine Gruppenanonymität ermitteln. Die Gruppenanonymität kann hierbei den Grad der Anonymisierung darstellen, das heißt in welcher Höhe eine Verschleierung mittels einer Manipulation von Ort und Zeit durchgeführt wird. Das Fahrzeug kann dann einen Anonymisierungsfaktor bestimmen, der von der Anzahl der Fahrzeuge in der Gruppe abhängt. Hierbei kann es dazu kommen, dass mehrere Fahrzeuge denselben Zeitstempel erhalten, z.B. alle Fahrzeuge in der Gruppe erhalten den gleichen Zeitstempel. Dies kann eine eindeutige Zuordnung eines Bewegungsprofils zu einem Fahrzeug verhindern, wodurch eine Anonymisierung des Bewegungsprofils eines Fahrzeuges erreicht werden kann. Dies bedeutet, dass bei einer großen Gruppe, eine größere Anonymisierung durchgeführt wird als bei einer kleinen Gruppe.
Zur Bestimmung der mittleren Verkehrsdichte eines abgefahrenen Abschnitts können beispielsweise alle von der Fahrzeugsensorik erfassten Bewegungsprofile berücksichtigt werden. Die Erfassung der Sensordaten kann dabei über die oben beschreiben Schnittstelle 22 erfolgen und die Verarbeitung kann entsprechend durch das Kontrollmodul 24 erfolgen. In diesem Zusammenhang kann in manchen Ausführungsbeispielen ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens dienen. Der Programmcode kann dabei auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt werden.
Ampelphasen, Staus oder andere kurze Haltevorgänge werden dabei in einem Ausführungsbeispiel gesondert gewichtet. Diesem Vorgehen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Bewegungsanteile in der Regel einen negativen Einfluss auf die Qualität der anonymisierten Daten haben. Denn vor allem kleine Geschwindigkeiten können einen größeren zeitlichen Abstand zwischen Fahrzeugen und damit eine geringer bestimmte Verkehrsdichte beziehungsweise damit eine starke Verschleierung nach sich ziehen.
Ausführungsbeispiele nutzen daher ein Verfahren, das Bewegungsprofile auf besondere Situationen analysieren und Geschwindigkeitsanteile, die auf diese zurückgehen, gesondert gewichten kann. Beispielsweise kann im Sinne mancher Ausführungsbeispiele eine besondere Verkehrssituation ein Stau, eine Ampelphase oder ein anderer kurzer Haltevorgang sein. In weiterer Folge kann, durch die zuverlässiger bestimmte Verkehrsdichte, eine angemessenere Anonymisierung mit höherer Datenqualität gewährleisten werden.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Bestimmen der Verkehrsdichte aus dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges demzufolge ein Detektieren einer besonderen Verkehrssituation. Diese Verkehrssituation kann von dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges abhängen. Dabei werden die für die Verkehrsdichte berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit von der besonderen Verkehrssituation unterschiedlich gewichtet.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verfahren 10 ein sensorisches Erfassen einer Information über zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer umfassen. Das Bestimmen 14 der Verkehrsdichte aus dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges basiert dann beispielsweise auf der Information über den zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer. Das sensorische Erfassen umfasst zum Beispiel ein Erfassen eines räumlichen Abstandes zu dem zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer. Die Geschwindigkeiten aus dem Bewegungsprofil bilden einen Zusammenhang zwischen zeitlichen und räumlichen Abständen der Fahrzeuge. So kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Abstand zum vorausfahrenden und/oder nachfolgenden Fahrzeug mitberücksichtigt werden. Das Erfassen des räumlichen Abstandes kann beispielsweise mittels einer Fahrzeugsensorik (optisch, Radar, Lidar (von engl. „light detection and ranging“), etc.) erfolgen.
3 zeigt ein zeitliches Fenster mit einem Datenauszug einer typischen Stadtfahrt. Aus diesem kann eine negative Korrelation zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v300 (gestrichelter Verlauf) und dem zeitlichen Abstand t_d 301 (durchgezogener Verlauf) zum vorausfahrenden Fahrzeug entnommen werden. Der zeitliche Abstand t_d kann dabei aus dem räumlichen Abstand d zum vorausfahrenden Fahrzeug errechnen werden $t_{d} = \frac{d}{v}$
Kleine Fahrgeschwindigkeiten nahe Null können daher in hohen Werten t_d unabhängig vom Abstand d resultieren, da 0 < d < ∞ angenommen werden kann. Ohne gesonderte Analyse des Bewegungsprofils würde damit im Mittel eine kleine Verkehrsdichte der vorliegenden Fahrt berechnet werden. Dementsprechend würde eine starke Verschleierung der Daten erforderlich sein, was gleichbedeutend mit einer Entwertung der Daten ist. Hierbei spiegelt 3 jedoch nur ein Beispiel einer Zeitskala wieder. Man könnte äquivalent hierzu die zeitliche Achse (Abszisse) dieser Figur durch eine Streckenachse ersetzen/definieren. Außerdem kann mittels einer Umformung der Gleichung auch der räumliche Abstand aus dem zeitlichen Abstand errechnet und dargestellt werden. Dies ist daher möglich, da zu jeder Zeit auch eindeutig ein Ort gehört.
In der Tat kann im Falle eines Staus oder einer roten Ampel die Verkehrsdichte im Allgemeinen hoch sein. Eine besonders starke Verschleierung wäre demnach nicht notwendig. In Ausführungsbeispielen kann das Verfahren 10 also ein Verschleiern des zumindest einen Bewegungsprofils umfassen, wobei das Verschleiern von der Verkehrsdichte abhängig ist. Die Qualität der anonymisierten Daten kann daher wie folgt erhöht werden. Jene Datenpunkte, die zu einem Bewegungsprofil unter einer gewissen Grenzgeschwindigkeit v_t gehören, können zur Bestimmung der Verkehrsdichte ausgeschlossen beziehungsweise mit einer Gewichtung vom Wert Null behaftet werden. Demnach ist im Sinne mancher Ausführungsbeispiele bei einer ersten höheren Verkehrsdichte der Grad der Verschleierung niedriger ist als bei einer zweiten niedrigeren Verkehrsdichte.
Beispielsweise kann zur Bestimmung einer mittleren Geschwindigkeit $\bar{v} = \frac{\sum_{i = 1}^{n} p_{i} * v_{i}}{\sum_{i = 1}^{n} p_{i}}$
folgende Gewichtung herangezogen werden $p_{i} = {\begin{matrix} 1, & v_{i} \geq v_{t} \\ 0, & s o n s t \end{matrix}$
wobei v_i die Geschwindigkeit v zum Zeitpunkt t sein kann. Analog kann zur Berechnung weiterer Kennzahlen für die Verkehrsdichte, wie zum Beispiel des mittleren zeitlichen Abstands t_d , vorgegangen werden.
Wird beispielhaft eine Grenzgeschwindigkeit v_t von 20 km/h angenommen, so werden zur Bestimmung des mittleren zeitlichen Abstands t_d und in weiterer Folge der Verkehrsdichte jene in 4 dargestellte Untermenge an Daten aus 3 herangezogen. 4 zeigt ein gewichtetes Bewegungsprofil einer typischen Stadtfahrt eines Fahrzeuges in einem Ausführungsbeispiel. Dabei werden Geschwindigkeiten unter einer Grenzgeschwindigkeit von 20km/h ausgeblendet (mit Null gewichtet) und für die Bestimmung der Verkehrsdichte auch nur die zu den nicht ausgeblendeten Geschwindigkeiten zugehörigen zeitlichen Abstände berücksichtigt. Der Geschwindigkeitsverlauf 400 ist in 4 gestrichelt dargestellt, die zeitlichen Abstände 401 zum Vordermann sind durchgezogen dargestellt.
In Ausführungsbeispielen kann demnach die Grenzgeschwindigkeit größer Null sein, wie beispielsweise 20 km/h. Darüber hinaus werden die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit der Grenzgeschwindigkeit derart unterschiedlich gewichtet, dass Bewegungsanteile mit Geschwindigkeiten unterhalb der Grenzgeschwindigkeit ausgeschlossen, d.h. nicht berücksichtigt werden.
Für die in 3 veranschaulichte Fahrt ergibt sich vor der Gewichtung in Bezug auf eine Grenzgeschwindigkeit v_t von 20 km/h ein mittlerer zeitlicher Abstand t_d 401 von mehreren Tagen, was einer sehr kleinen Verkehrsdichte entspricht. Durch das beschriebene Verfahren 10 kann dieser unrealistische Wert auf circa 21 Sekunden korrigiert werden, was die Verkehrssituation korrekt widerspiegelt.
Da das beschriebene Verfahren durch Selektion von Datenpunkten zu einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit v_t die Anonymisierungsgruppe effektiv verkleinern kann, kann zu einem Schutz einer Identität eines Datenerzeugers eine Änderung berücksichtigt und statistisch korrigiert werden. Ein Korrekturfaktor kann sich dabei aus einem Verhältnis aller ursprünglich verfügbaren Datenpunkte und der Anzahl der zu v_t > 20 km/h gehörenden Datenpunkte ergeben. Daraus kann sich in dem hier angeführten Beispiel in 4 ein mittlerer zeitlicher Abstand t_d von circa 30 Sekunden ergeben. Aus diesem Wert kann sich eine Anonymisierung des Datensatzes ableiten lassen, die eine hohe Datenqualität für den Datennutzer mit sich bringen kann.
Im Sinne mancher Ausführungsbeispiele können die erfassten Daten an einen zentralen Computer (zum Beispiel an einen Backend-Server) gesendet und dort verarbeitet werden, um eine Anonymisierung des Datenerzeugers zu gewährleisten. Dabei kann das im Fahrzeug erstelle Bewegungsprofil zur Bestimmung der Verkehrsdichte dienen. Zusätzlich kann mit Hilfe des Anonymisierungsfaktors der Grad der Verschleierung anhand der Anzahl der Verkehrsteilnehmer zu einer bestimmten Zeit bestimmt werden.
Darüber hinaus kann in manchen Ausführungsbeispielen die mittlere Länge der Fahrzeuge eine wesentliche Rolle spielen. Beispielsweise kann in einem gewissen Streckenabschnitt die Verkehrsdichte bestimmt werden. Angenommen alle 30m kommt ein Lastkraftwagen mit einer Länge von 25m. Der räumliche Abstand zwischen den Lastkraftwagen kann somit kurz sein. Dies würde dann eine hohe Verkehrsdichte bedeuten. Werden jedoch nur Personenkraftwagen mit einer Länger von 5m in Betracht gezogen, so kann der räumliche Abstand zwischen den Personenkraftwagen größer als im Falle der Lastkraftwagen sein. Die daraus resultierende Verkehrsdichte wäre folglich niedrig. Da die Länge der Fahrzeuge demzufolge verfälschend sein kann, kann auch diese in Ausführungsbeispielen berücksichtigt werden.
Ausführungsbeispiele können weiterhin ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen eines oder mehrerer der obigen Verfahren sein oder sich darauf beziehen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Schritte, Operationen oder Prozesse von verschiedenen, oben beschriebenen Verfahren können durch programmierte Computer oder Prozessoren ausgeführt werden. Beispiele können auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen-, prozessor- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare, prozessorausführbare oder computerausführbare Programme von Anweisungen codieren. Die Anweisungen führen einige oder alle der Schritte der oben beschriebenen Verfahren aus oder verursachen deren Ausführung. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien umfassen oder sein. Weitere Beispiele können auch Computer, Prozessoren oder Steuereinheiten, die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind, oder (feld-)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLAs = (Field) Programmable Logic Arrays) oder (feld-)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays), die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind, abdecken.
Funktionen verschiedener in den Figuren gezeigter Elemente sowie die bezeichneten Funktionsblöcke können in Form dedizierter Hardware, z. B „eines Signalanbieters“, „einer Signalverarbeitungseinheit“, „eines Prozessors“, „einer Steuerung“ etc. sowie als Hardware fähig zum Ausführen von Software in Verbindung mit zugehöriger Software implementiert sein. Bei Bereitstellung durch einen Prozessor können die Funktionen durch einen einzelnen dedizierten Prozessor, durch einen einzelnen gemeinschaftlich verwendeten Prozessor oder durch eine Mehrzahl von individuellen Prozessoren bereitgestellt sein, von denen einige oder von denen alle gemeinschaftlich verwendet werden können. Allerdings ist der Begriff „Prozessor“ oder „Steuerung“ bei Weitem nicht auf ausschließlich zur Ausführung von Software fähige Hardware begrenzt, sondern kann Digitalsignalprozessor-Hardware (DSP-Hardware; DSP = Digital Signal Processor), Netzprozessor, anwendungs-spezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), feldprogrammierbare Logikanordnung (FPGA = Field Programmable Gate Array), Nurlesespeicher (ROM = Read Only Memory) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM = Random Access Memory) und nichtflüchtige Speichervorrichtung (storage) umfassen. Sonstige Hardware, herkömmliche und/oder kundenspezifische, kann auch eingeschlossen sein.
Ein Blockdiagramm kann zum Beispiel ein grobes Schaltdiagramm darstellen, das die Grundsätze der Offenbarung implementiert. Auf ähnliche Weise können ein Flussdiagramm, ein Ablaufdiagramm, ein Zustandsübergangsdiagramm, ein Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse, Operationen oder Schritte repräsentieren, die zum Beispiel im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist. In der Beschreibung oder in den Patentansprüchen offenbarte Verfahren können durch ein Bauelement implementiert werden, das ein Mittel zum Ausführen eines jeden der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.
Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht aus-tauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.
Bezugszeichenliste

10: Verfahren zur Bestimmung einer Verkehrsdichte
12: Erhalten des zumindest einen Bewegungsprofils
14: Bestimmen der Verkehrsdichte
20: Vorrichtung für ein Fahrzeug
22: Zumindest eine Schnittstelle
24: Kontrollmodul
200: Fahrzeug
300: Fahrzeuggeschwindigkeit einer typischen Stadtfahrt
301: Zeitlicher Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug
400: Gewichtete Fahrzeuggeschwindigkeit
401: Gewichteter zeitlicher Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2015/0079932 A1 [0003]
CN 108734008 A [0004]
US 2019/0116492 A1 [0005]
US 10341858 B1 [0006]

Claims

Ein Verfahren (10) zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil eines Fahrzeuges, mit Erhalten (12) des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug (200); und Bestimmen (14) der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet werden.
Verfahren (10) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend sensorisches Erfassen einer Information über zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer, wobei das Bestimmen (14) der Verkehrsdichte aus dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges (200) ferner auf der Information über den zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer basiert.
Verfahren (10) gemäß Anspruch 2, wobei das sensorische Erfassen ein Erfassen eines räumlichen Abstandes zu dem zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer umfasst.
Verfahren (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bestimmen (14) der Verkehrsdichte aus dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges (200) ein Detektieren einer besonderen Verkehrssituation abhängig von dem zumindest einen Bewegungsprofil des Fahrzeuges (200) umfasst, wobei die für die Verkehrsdichte berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit von der besonderen Verkehrssituation unterschiedlich gewichtet werden.
Verfahren (10) gemäß Anspruch 4, wobei die besondere Verkehrssituation ein Stau, eine Ampelphase oder ein anderer kurzer Haltevorgang ist.
Verfahren (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Grenzgeschwindigkeit größer Null ist.
Verfahren (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit der Grenzgeschwindigkeit derart unterschiedlich gewichtet werden, dass Bewegungsanteile mit Geschwindigkeiten unterhalb der Grenzgeschwindigkeit nicht berücksichtigt werden.
Verfahren (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend ein Verschleiern des zumindest einen Bewegungsprofils, wobei das Verschleiern von der Verkehrsdichte abhängig ist. *
Verfahren (10) gemäß Anspruch 8, wobei bei einer ersten höheren Verkehrsdichte ein Grad der Verschleierung niedriger ist als bei einer zweiten niedrigeren Verkehrsdichte.
Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen eines der Verfahren (10) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 9, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Eine Vorrichtung (20) für ein Fahrzeug (200), die zur Bestimmung einer Verkehrsdichte aus zumindest einem Bewegungsprofil des Fahrzeuges (200) ausgebildet ist, mit zumindest einer Schnittstelle (22) zum Erhalten des zumindest einen Bewegungsprofils von dem Fahrzeug (200); und ein Kontrollmodul (24) zum Bestimmen der Verkehrsdichte basierend auf dem zumindest einen Bewegungsprofil unter Berücksichtigung von Bewegungsanteilen aus dem zumindest einen Bewegungsprofil, wobei die berücksichtigten Bewegungsanteile in Abhängigkeit einer Grenzgeschwindigkeit unterschiedlich gewichtet werden.
Ein Fahrzeug (200) mit einer Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 11.