DE102020215155A1 - Verfahren und elektronisches Kontrollsystem zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren (200) zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines ersten Verkehrsteilnehmers (100) mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer (140), aufweisend die Schritte:- Erfassen (202) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers (100),- Erfassen (204) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung (150) des zweiten Verkehrsteilnehmers (140),- Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (110) des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers,- Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (150) des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, und- Heranziehen (208) der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (100) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (140). Weiterhin ist ein korrespondierendes elektronisches Kontrollsystem für einen ersten Verkehrsteilnehmer beschrieben.

Description

• [TECHNISCHES GEBIET]
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation und ein korrespondierendes elektronisches Kontrollsystem.
• [TECHNISCHER HINTERGRUND]
• Die Position eines Verkehrsteilnehmers kann beispielsweise mittels einer kollektiven Aufmerksamkeitsnachricht (CAM, „Cooperative Awareness Message“), gemäß ETSI EN 302 637-2, und/oder einer elementaren Sicherheitsnachricht (BSM, „Basic Safety Message“) , gemäß SAE J2735, an weitere Verkehrsteilnehmer übermittelt werden, insbesondere um potentiell sicherheitskritische Verkehrssituationen, wie Kollisionen, zu vermeiden oder kooperative Fahrmanöver vornehmen zu können. In Folge der Standardisierung von Fahrzeug zu X (V2X) Nachrichten, wie zum Beispiel durch SAE oder ETSI, werden Genauigkeitsschätzungen der Position bzw. die Unsicherheit der Positionserfassung mittels V2X Nachrichten durch die drei Werte Hauptachse („MajorAxis“), Nebenachse („MinorAxis“) und Orientierung („Orientation“) der die Unsicherheit der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse eines vorgegebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeitsschwellwerts übermittelt. Innerhalb dieser Ellipse befindet sich der Referenzpunkt des Fahrzeugs, z.B. in Abhängigkeit des Standards mit 95-prozentiger oder 68-prozentiger Wahrscheinlichkeit. Somit stehen mit gegenwärtig üblichen Systemen bei Betrachtung der Unsicherheit der Positionserfassung eines Verkehrsteilnehmers lediglich diese drei Werte zur Verfügung, ohne hierbei die tatsächliche Position des betreffenden Verkehrsteilnehmers zu kennen. Zum Beispiel im Hinblick auf die Berechnung von Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen mehreren Verkehrsteilnehmern bestehen mit diesbezüglichen Systemen somit erhebliche Nachteile.
• Als Aufgabe der Erfindung kann es angesehen werden ein Mittel bereitzustellen, durch das die Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines Verkehrsteilnehmers mit einem anderen Verkehrsteilnehmer in verbesserter Weise realisiert werden kann.
• Gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines ersten Verkehrsteilnehmers mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer beschrieben, welches die Schritte aufweist:
• - Erfassen von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers insbesondere in einem globalen Koordinatensystem und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers,
• - Erfassen von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers insbesondere in dem globalen Koordinatensystem und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers,
• - Umwandeln der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers,
• - Umwandeln der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, und
• - Heranziehen der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer.
• Der zugrundeliegende Gedanke ist, dass durch den ersten Verkehrsteilnehmer ermittelte Unsicherheitsinformationen zur Beschreibung einer Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers insbesondere mit einer geschlossenen Formel in eine Kovarianzmatrix umgewandelt werden. Die Positionserfassung dient dabei der Ermittlung von Positionsinformationen zur Beschreibung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers. In gleicher Weise werden von einem zweiten Verkehrsteilnehmer empfangene Unsicherheitsinformationen zur Beschreibung einer Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers insbesondere mit einer geschlossenen Formel in eine Kovarianzmatrix umgewandelt. Die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers können hierbei durch den zweiten Verkehrsteilnehmer in vergleichbarer Weise wie bei dem ersten Verkehrsteilnehmer ermittelt werden. Die Verwendung von Kovarianzmatrizen ist insbesondere bei Vorliegen normalverteilter Fehler zweckmäßig und vorteilhaft. Die Ermittlung, ob eine beeinträchtigende Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer vorliegt, ist hierbei äußerst ressourceneffizient und kann durch Festlegen relevanter Parameter vielfältig anwendungs- und situationsspezifisch ausgestaltet werden. Insbesondere das Abspeichern, Übermitteln und Rechnen unter Verwendung solcher Matrizen führt zu einer generellen Vereinheitlichung und Verbesserung der Datenqualität. Koordinatentransformationen und die Handhabung auch von Unsicherheitsinformationen und/oder Positionsinformationen einer Mehrzahl von Verkehrsteilnehmern sowie die Fusion mit Daten aus anderen Quellen, insbesondere fahrzeugeigener Umfeldsensoren im Rahmen der Sensordatenfusion, werden hiermit erheblich vereinfacht bzw. erst ermöglicht.
• Unter einer beeinträchtigenden Verkehrssituation sei insbesondere eine Verkehrssituation verstanden, welche für den ersten Verkehrsteilnehmer und/oder den zweiten Verkehrsteilnehmer und/oder einen Dritten die Sicherheit, den Komfort und/oder die Fahreffizienz gefährdende oder beeinflussende Auswirkungen hat oder haben kann. Die Sicherheit beeinträchtigende Auswirkungen können beispielsweise ein Personenschaden und/oder ein Sachschaden sein. Eine Verkehrssituation, welche die Sicherheit beeinträchtigende Auswirkungen haben kann oder würde, wird im weiteren als sicherheitskritische Verkehrssituation bezeichnet, wobei hierbei beispielsweise eine Kollision oder eine drohende Kollision oder die Unterschreitung eines bestimmten Abstandes zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und im zweiten Verkehrsteilnehmer in Betracht kommt. Beispielsgemäß kann somit die erste und die zweite Kovarianzmatrix zur Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers herangezogen werden.
• Das Verfahren ist insbesondere zur Ausführung durch ein elektronisches Kontrollsystem bzw. eine Recheneinrichtung zur Datenverarbeitung des ersten Verkehrsteilnehmers vorgesehen.
• Die anhand der Unsicherheitsinformationen ermittelten Kovarianzmatrizen beschreiben in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers insbesondere die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten bzw. des zweiten Verkehrsteilnehmers für ein betreffendes Gebiet. Diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit kann beispielsweise als mehrdimensionale Normalverteilung über dem betreffenden Gebiet ausgebildet sein, wobei das Maximum der Normalverteilung die höchste Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers beschreibt. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, die Position des jeweiligen Maximums der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers und/oder des zweiten Verkehrsteilnehmers als Positionsinformation zur Bestimmung der Position des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers insbesondere bezogen auf einen jeweiligen Referenzpunkt des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers heranzuziehen.
• Eine Kovarianzmatrix stellt grundsätzlich eine mathematische Darstellung einer mehrdimensionalen Normalverteilung dar, wobei die Kovarianz-Matrizen der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers und der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers mittels der jeweiligen Positionen des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers zweckmäßigerweise in demselben beispielsweise globalen Koordinatensystem, wie WGS84, wiedergegeben sind. Dementsprechend können die Positionsinformationen zur Beschreibung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers beispielsweise dargestellt in einem globalen Koordinatensystem, wie WGS 84, ausgesandt bzw. empfangen werden.
• Wie beschrieben erfolgt außerdem eine Erfassung von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers sowie eine Erfassung von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers. Die Positionserfassung durch den ersten Verkehrsteilnehmer und/oder den zweiten Verkehrsteilnehmer erfolgt insbesondere unter Verwendung eines Globalen Satellitennavigationssystems (GNSS), wie beispielsweise GPS, Glonass, Galileo etc, wofür der erste Verkehrsteilnehmer bzw. der zweite Verkehrsteilnehmer zweckmäßigerweise jeweils einen entsprechenden GNSS-Empfänger zur Ermittlung einer Eigenposition umfasst. Weiterhin weist der erste Verkehrsteilnehmer Rechenmittel zur Ermittlung der Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers auf und der zweite Verkehrsteilnehmer weist Rechenmittel zur Ermittlung der Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers auf.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform beschreiben die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers und/oder des zweiten Verkehrsteilnehmers eine Abmessung einer Hauptachse, eine Abmessung einer Nebenachse und eine Orientierung insbesondere bezüglich des globalen Koordinatensystems eines die Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers bzw. des zweiten Verkehrsteilnehmers wiedergebenden Gebiets. Wie Eingangs beschrieben, befindet sich innerhalb dieser die Unsicherheit bei der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse des betreffenden Verkehrsteilnehmers der Referenzpunkt des Verkehrsteilnehmers, z.B. in Abhängigkeit des Standards mit 95-prozentiger oder 68-prozentiger Wahrscheinlichkeit. Die Ellipse wird demnach zweckmäßigerweise durch einen Mittelpunkt bzw. die Position in einem globalen Koordinatensystem, die Abmessung einer Hauptachse, die Abmessung einer Nebenachse sowie der Orientierung definiert.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform werden die durch den zweiten Verkehrsteilnehmer ausgesandten Positionsinformationen und Unsicherheitsinformationen durch eine Fahrzeug-zu-X Kommunikationsvorrichtung des ersten Verkehrsteilnehmers empfangen. Entsprechend kann der zweite Verkehrsteilnehmer ebenso eine Fahrzeug-zu-X Kommunikationsvorrichtung aufweisen und die Positionsinformationen und die Unsicherheitsinformationen aussenden, wobei der Empfang der Positionsinformationen und der Unsicherheitsinformationen direkt oder indirekt erfolgen kann. Unter direkt in diesem Sinne sei eine unmittelbare Übermittlung von der Kommunikationsvorrichtung des zweiten Verkehrsteilnehmers an den ersten Verkehrsteilnehmer verstanden. Unter indirekt sei eine mittelbare Übermittlung von der Kommunikationsvorrichtung des zweiten Verkehrsteilnehmers an den ersten Verkehrsteilnehmer in der Weise verstanden, dass beispielsweise zumindest ein weiterer Empfangs- und Wiederaussendungsvorgang der Unsicherheitsinformationen durch eine Kommunikationsvorrichtung beispielsweise eines weiteren Verkehrsteilnehmers, einer sogenannten Road Side Unit und/oder einer Mobilfunk-Basisstation, zwischen der Aussendung durch den zweiten Verkehrsteilnehmer und dem Empfang durch den ersten Verkehrsteilnehmer erfolgt.
• Entsprechend zumindest eine Ausführungsform wird zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer eine ortsabhängige Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers beschriebenen örtlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer das Ergebnis einer Matrizenoperation, umfassend die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix, herangezogen. Weiterbildungsgemäß handelt es sich bei der Matrizenoperation um eine Linearkombination der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix. Weiterbildungsgemäß handelt es sich um eine Addition oder Subtraktion der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix. Linearkombinationen bzw. Koordinatentransformationen lassen sich durch Matrizenoperationen besonders ressourceneffizient darstellen.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation unter Anwendung von Korrelationsannahmen zur Beschreibung eines Maßes der Korrelation der Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers und der Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen. Das Maß der Korrelation der Unsicherheiten beschreibt beispielsweise für eine bestimmte Situation erwartbare korrelierte oder eine Korrelation verringernde Auswirkungen auf die Positionserfassung des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers. Eine korrelierte Auswirkung kann z.B. bei atmosphärischen Einflüssen gesehen werden, welche üblicherweise für ein wie vorliegend relevantes Gebiet als im wesentliche für beide Verkehrsteilnehmer im Wesentlichen gleich angenommen werden kann. Auch umgebungsabhängige Einflüsse können eine diesbezügliche größere oder geringere Korrelation hervorrufen. Entsprechend können die Korrelationsannahmen adaptiv ausgebildet sein.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird ein Gefährdungsbereich zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer beeinträchtigenden Gebiets ermittelt, wobei für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eine Auswertung insbesondere ausschließlich innerhalb des Gefährdungsbereichs vorgenommen wird. Insbesondere wird zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation die ortsabhängige Überlagerung von durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix unter Berücksichtigung der jeweiligen Positionen des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs bewertet. Die ortsabhängige Überlagerung wird dabei insbesondere unter Heranziehung des Ergebnisses der beschriebenen Matrizenoperation aus den Kovarianzmatrizen des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers berechnet.
• Entsprechend zumindest einer Weiterbildung entspricht der Gefährdungsbereich einer Umfelderfassungseinrichtung zur Bereitstellung von örtlichen Umfeldinformationen an eine Assistenz- und/oder Automatisierungsfunktion des ersten Verkehrsteilnehmers. Der Gefährdungsbereich beschreib somit insbesondere einen für die Ausführung des Verfahrens relevanten Auswertungsbereich, für den das Vorliegen einer beeinträchtigenden Verkehrssituation ermittelt wird. Beispielsweise kann der Gefährdungsbereich eine Rechteckform aufweisen, wobei der erste Verkehrsteilnehmer sich innerhalb dieses Rechtecks befindet und wobei der Abstand zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und den Grenzen des Rechtecks insbesondere ein Sicherheitsabstand beschreiben. Die Form sowie Abstände der Grenzen der Form können situationsabhängig adaptiv ausgeführt sein, was beispielsweise abhängig von aktuellen Fahrdynamikwerten des ersten Verkehrsteilnehmers ausgestaltet sein kann.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird ein skalarer Wahrscheinlichkeitswert unter Heranziehung der ortsabhängigen Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs ermittelt.
• Weiterbildungsgemäß erfolgt die Ermittlung des skalaren Wahrscheinlichkeitswerts mittels univariater Konditionierung.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird das Vorliegen einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer erkannt, wenn der Wahrscheinlichkeitswert gleich oder größer einem vorgegebenen Schwellwert ist.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird in Abhängigkeit des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation ein Steuersignal an eine Mensch-Maschine Schnittstelle, eine elektronische Kontrollvorrichtung einer Fahrerassistenzfunktion und/oder eine automatisierte Fahrkontrollfunktion ausgegeben. In Abhängigkeit eines ermittelten Grades und/oder der Art einer vorliegenden beeinträchtigenden Verkehrssituation können hierbei unterschiedliche Maßnahmen zur Beseitigung der beeinträchtigenden Verkehrssituation ergriffen werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein elektronisches Kontrollsystem für einen ersten Verkehrsteilnehmers zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation des ersten Verkehrsteilnehmers mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer beschrieben, umfassend eine Recheneinrichtung zur Datenverarbeitung, wobei die Recheneinrichtung konfiguriert ist Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers zu erfassen und Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung eines zweiten Verkehrsteilnehmers zu erfassen, und die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers umzurechnen und die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmer umzurechnen und die erste und die zweite Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer heranzuziehen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt ist das elektronische Kontrollsystem eingerichtet, ein Verfahren nach wenigstens einem der beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen.
• Das elektronische Kontrollsystem ist entsprechend zumindest einer Ausführungsform durch ein Fahrzeug umfasst. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Motorrad, ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.
• Eine Recheneinrichtung kann jedwede Einrichtung sein, die ausgebildet ist, um zumindest eines der genannten Signale zu verarbeiten. Insbesondere kann die Recheneinrichtung ein Prozessor, beispielsweise ein ASIC, ein FPGA, ein digitaler Signalprozessor, ein Hauptprozessor (CPU von engl.: „Central Processing Unit“), ein Multizweckprozessor (MPP von engl.: „Multi Purpose Prozessor“) oder Ähnliches sein.
• In einer Weiterbildung des angegebenen elektronischen Kontrollsystems weist das System Speicherhardware auf, welche zur Datenübertragung mit der Recheneinrichtung ausgebildet ist. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und die Recheneinrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in die Recheneinrichtung geladen ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.
• Figurenliste
• Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
• In schematischer Darstellung zeigen:
• 1a/b eine beispielhafte beeinträchtigende Verkehrssituation an einer Fahrbahnkreuzung 180 zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels des Verfahrens 200 gemäß 2 und des elektronischen Kontrollsystems 300 gemäß 3,
• 2 eine Ausführungsform eines Verfahrens 200 gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung, und
• 3 eine Ausführungsform eines elektronischen Kontrollsystems 300 gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung.
• [DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN]
• Um eine kurze und einfache Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu ermöglichen, werden im Wesentlichen gleich wirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Die 1a und 1b zeigen eine beispielhafte beeinträchtigende Verkehrssituation an einer Fahrbahnkreuzung 180, wobei ein erster Verkehrsteilnehmer bzw. erstes Fahrzeug 100, aufweisend eine Ausführungsform des elektronischen Kontrollsystems 300 (nicht in 1a/b dargestellt) mit einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung 310 und ein zweiter Verkehrsteilnehmer bzw. zweites Fahrzeug 140 mit einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung (nicht in 1a/b dargestellt) sich in Richtung der Kreuzung 180 bewegen.
• Die Unsicherheit bei der Positionserfassung 110 durch eine Positionserfassungseinrichtung 360 insbesondere mittels GNSS-Empfänger des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und die Unsicherheit bei der Positionserfassung 150 des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 beschreiben jeweils eine Ellipse 110 und 150, welche durch Position, Hauptachse, Nebenachse und Orientierung beschreibbar sind. Innerhalb dieser die Unsicherheit bei der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse des betreffenden Verkehrsteilnehmers befindet sich der Referenzpunkt des Verkehrsteilnehmers, z.B. in Abhängigkeit des Standards mit 95-prozentiger oder 68-prozentiger Wahrscheinlichkeit. Insofern repräsentieren die Ellipsen 110 und 150 Höhenlinien einer Aufenthaltswahrscheinlichkeitsverteilung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 dar.
• In 1b ist darüber hinaus in beispielhafter rechteckiger Form um den ersten Verkehrsteilnehmer 100 ein Gefährdungsbereich 120 zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer beeinträchtigenden Gebiets sowie die Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 der Relativposition des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 aus der Bewertung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 der Relativposition wird aus der Linearkombination der Kovarianzmatrizen zur Beschreibung der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten 110 und 150 in Verbindung mit der jeweiligen Position ermittelt. Auf die nochmalige Darstellung der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten 110 und 150 wurde der Übersichtlichkeit halber in 1b verzichtet.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform kann eine schrittweise Prädiktion der Bewegungen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 und Auswertung im Hinblick auf das Vorliegen einer beeinträchtigenden Verkehrssituation, beispielsweise der Kollisionswahrscheinlichkeit, insbesondere entweder bei jedem Prädiktionsschritt oder für den Prädiktionsschritt erfolgen, bevor die ermittelten Abstände zwischen den Verkehrsteilnehmer sich wieder vergrößern oder die Wahrscheinlichkeit einer beeinträchtigenden Verkehrssituation wieder abnimmt. Für die Prädiktion können dabei die jeweils aktuellen Bewegungswerte zugrunde gelegt werden und für eine vorgegebene Zeitdauer hierauf basierend die Bewegungsverläufe prädiziert werden. Die Länge der vorgegebenen Zeitdauer zur Prädiktion kann insbesondere von den aktuellen Bewegungswerten abhängig gemacht werden.
• Die Bewegungsdynamik der Verkehrsteilnehmer kann grundsätzlich im Rahmen der Prädiktionsschritte und/oder über ein Anpassen der Größe des Gefährdungsbereichs 120 Berücksichtigung finden.
• Bei den Ausführungen zum Verfahren 200 sowie der elektronischen Kontrollvorrichtung 300 wird im Weiteren spezifischer hierauf eingegangen.
• Die 2 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens 200 zur Ermittlung, ob eine beeinträchtigende Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer vorliegt. Beispielsgemäß erfolgt die Ausführung des Verfahrens durch ein elektronisches Kontrollsystem 300 des ersten Verkehrsteilnehmers 100. Insbesondere liegt eine beeinträchtigende Verkehrssituation dann vor, wenn unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrdynamikwerte des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 eine Kollision beider eintreten würde oder der zweite Verkehrsteilnehmer 140 sich innerhalb eines Gefahrenbereichs 120 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 befindet oder in diesen bewegen wird.
• In einem Schritt 202 erfolgt ein Erfassen von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit 110 einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers 100.
• In einem Schritt 204 erfolgt ein Erfassen von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit 150 einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers 140. Die Unsicherheitsinformationen werden weiterbildungsgemäß mittels einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung 312 empfangen.
• In einem Schritt 206 werden die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers und die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers umgewandelt.
• In einem Schritt 208 werden die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 100 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 herangezogen.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 100 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 eine ortsabhängige Überlagerung von durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 vorgenommen. Diese wird insbesondere durch das Ergebnis einer Matrizenoperation, umfassend die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix, ermittelt, wobei die Matrizenoperation als eine Addition oder Subtraktion der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix ausgebildet sein kann. Dabei werden entsprechend zumindest einer Ausführungsform Korrelationsannahmen der Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und der Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 zugrunde gelegt.
• Ein Gefährdungsbereich 120 zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer beeinträchtigenden Gebiets wird ermittelt und für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation wird eine Bewertung der ortsabhängigen Überlagerung von durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 innerhalb des Gefährdungsbereichs 130 vorgenommen.
• Entsprechend zumindest einer Ausführungsform entspricht der Gefährdungsbereich 120 dabei einem Erfassungsbereich einer Assistenz- und/oder Automatisierungsfunktion des ersten Verkehrsteilnehmers 100.
• Die 3 zeigt eine Ausführungsform eines elektronischen Kontrollsystems 300 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation des ersten Verkehrsteilnehmers 100 mit dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140. Das elektronische Kontrollsystem 300 umfasst eine Recheneinrichtung 320 mit einem Prozessor 322 zur Datenverarbeitung, wobei die Recheneinrichtung 320 konfiguriert ist Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung 110 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zu erfassen und Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung 150 eines zweiten Verkehrsteilnehmers 140 zu erfassen, und die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers 100 umzurechnen und die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 umzurechnen und die erste und die zweite Kovarianzmatrix zur Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 heranzuziehen.
• In einer Weiterbildung des angegebenen elektronischen Kontrollsystems 300 weist das System 300 einen Datenspeicher 324 auf, welcher zur Datenübertragung mit der Recheneinrichtung 320 bzw. Prozessor 322 ausgebildet ist, wobei das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher 324 hinterlegt und der Prozessor 322 zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher 324 in den Prozessor 322 geladen ist.
• Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend wenigstens einer Ausführungsform zudem eine Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung 310 mit einer Antenne 312 zum Empfang der Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 und Unsicherheitsinformationen 314 zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung 150 des zweiten Verkehrsteilnehmers 140. Die Unsicherheitsinformationen können dabei durch eine Fahrzeug zu X Nachricht umfasst sein. Die Unsicherheitsinformationen 314 werden der Recheneinrichtung 320 bereitgestellt.
• Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend wenigstens einer Ausführungsform eine Positionserfassungseinrichtung 360 zur Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 insbesondere mittels eines GNSS Systems auf. Auf Grundlage der Positionserfassung erfolgt insbesondere eine Erfassung der Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit bei der Positionserfassung 110 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 insbesondere durch die Recheneinrichtung 320 vorgenommen werden.
• Alternativ kann hierfür eine weitere Recheneinrichtung herangezogen werden, welche beispielsweise durch die Positionserfassungseinrichtung 360 als solches umfasst sein kann.
• Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend wenigstens einer Ausführungsform eine Fahrdynamik Erfassungseinrichtung 370 zur Bereitstellung von Fahrdynamikinformationen 372 auf, welche insbesondere unterstützend für die Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers, z.B. im Rahmen einer Koppelnavigation herangezogen werden kann und womit eine verbesserte Informationsgrundlage für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation mit dem zweiten Verkehrsteilnehmer bereitgestellt werden kann.
• Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend wenigstens einer Ausführungsform eine Umfelderfassungseinrichtung 380 zur Bereitstellung von örtlichen Umfeldinformationen 382 an die Recheneinrichtung 320 auf. Der Gefährdungsbereich 120 entspricht dabei entsprechend zumindest einer Ausführungsform einem Erfassungsbereich der Umfelderfassungseinrichtung 380. Die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 100 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 wird dabei entsprechend zumindest einer Ausführungsform auf den Gefährdungsbereich 120 beschränkt.
• Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend wenigstens einer Ausführungsform eine Signalschnittstelle 330 zur Ausgabe von Steuersignalen 332 in Abhängigkeit des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation beispielsweise an eine von Fahrzeug 100 umfasste Mensch-Maschine Schnittstelle 340 mit einem Display 342 und einer Audioeinrichtung 344 zum Informieren eines Nutzers des Fahrzeugs 100. Alternativ oder in Ergänzung können die Steuersignale 332 an eine elektronische Kontrollvorrichtung einer Fahrerassistenzfunktion und/oder eine automatisierte Fahrkontrollfunktion ausgegeben werden.
• Nachfolgend wird eine beispielsgemäße Ausführungsform des Verfahrens anhand zugrundeliegender Berechnungen veranschaulicht.
• Genauigkeitsschätzungen der Position können durch die drei Werte Hauptachse MajorAxis, Nebenachse MinorAxis und Orientierung φ der eine Unsicherheit der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse 150 mittels V2X Kommunikation von dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 an den ersten Verkehrsteilnehmer 100 übermittelt und durch ein elektronisches Kontrollsystem 300 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in eine Kovarianzmatrix CovM2 umgewandelt werden. Entsprechend wird beispielsgemäß für die mittels der Positionserfassungseinrichtung 360 erfassten Positionsinformationen 362 und darauf basierend ermittelten Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zum Erhalt einer Kovarianzmatrix CovM1 vorgegangen.
• 1. Transformation Ellipse in eine Kovarianzmatrix durch eine geschlossene Formel
• Zur Berechnung der Eigenwerte A1 und A2: $$\begin{array}{l}\mathrm{\lambda }1={\left(\text{MajorAxis}/\text{Chi}-\text{Square}\right)}^2;\\ \mathrm{\lambda }2={\left(\text{MinorAxis}/\text{Chi}-\text{Square}\right)}^2;\end{array}$$

  

  für die jeweiligen Kovarianzmatrizen CovM1 und CovM2 werden die Werte der Hauptachse MajorAxis und Nebenachse MinorAxis der die Unsicherheit der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse des ersten Verkehrsteilnehmers oder des zweiten Verkehrsteilnehmers durch den Wert Chi-Square geteilt. Der Wert Chi-Square dient hierbei als Skalierungswert bezüglich des beispielhaften 95% Vertrauensintervalls und kann dementsprechend 2,4477 betragen. Der Quotient wird zum Erhalt der Eigenwerte A1 und A2 anschließend quadriert.
• Da die Orientierung φ üblicherweise in Grad ermittelt wird, kann eine Umrechnung in einen Wert θ in Radiant vorgesehen sein, wobei in an sich bekannter Weise mit dem Quotient aus Kreiszahl π und 180° multipliziert wird. $$\mathrm{\theta }\left[\text{rad}\right]=\mathrm{\phi }\left[\text{grad}\right]\cdot \mathrm{\pi }/180$$

  
• Beispielsgemäß handelt es sich bei der Kovarianzmatrix CovM um eine 2x2 Matrix, welche unter Heranziehung oben genannter Werte folgendermaßen ermittelt wird: $$\text{CovM}=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\sigma }11& \mathrm{\sigma }12\\ \mathrm{\sigma 2}1& \mathrm{\sigma }22\end{array}\right]$$

  

  mit: $$\mathrm{\sigma }11=\left(\mathrm{\lambda }2\cdot \text{tan}{\left(\mathrm{\theta }\right)}^2+\mathrm{\lambda }1\right)/\left(\text{tan}{\left(\mathrm{\theta }\right)}^2+1\right)$$

  

  $$\mathrm{\sigma }12=\left(\mathrm{\lambda }1\cdot \text{tan}\left(\mathrm{\theta }\right)-\mathrm{\lambda }2\cdot \text{tan}\left(\mathrm{\theta }\right)\right)/\left(\text{tan}{\left(\mathrm{\theta }\right)}^2+1\right)$$

  

  $$\mathrm{\sigma }21=\left(\mathrm{\lambda }1\cdot \text{tan}\left(\mathrm{\theta }\right)-\mathrm{\lambda }2\cdot \text{tan}\left(\mathrm{\theta }\right)\right)/\left(\text{tan}{\left(\mathrm{\theta }\right)}^2+1\right)$$

  

  $$\mathrm{\sigma }22=\left(\mathrm{\lambda }1\cdot \text{tan}{\left(\mathrm{\theta }\right)}^2+\mathrm{\lambda }2\right)/\left(\text{tan}{\left(\mathrm{\theta }\right)}^2+1\right)$$

  
• 2. Korrelationsannahmen:
• Es wird die Summe Dist_Cov der Kovarianzmatrizen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 gebildet: $$\text{Dist}\_\text{Cov}=\text{CovM}1+\text{CovM}2$$

  
• Die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation wird wenigstens einer Ausführungsform entsprechend unter Anwendung von Korrelationsannahmen CorrCoeff-XX und CorrCoeff_YY der Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und der Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 vorgenommen. Die beispielsgemäßen Korrelationskoeffizienten weisen hierbei einen Wertebereich von 0 bis 1 auf, wobei ein Wert gleich 0 der Annahme keiner Korrelation bei der Positionserfassung und ein Wert gleich 1 einer Annahme einer vollständigen Korrelation bei der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers entspricht. Derartige Korrelationen können beispielsweise durch eine für ein betreffendes Gebiet zu erwartende sich auf beide Verkehrsteilnehmer im wesentlichen gleich auswirkende Beeinflussung bei der Positionserfassung ergeben. Entsprechend können die Korrelationsannahmen bzw. die zugrunde gelegten Werte adaptiv ausgeführt sein. $$\text{Help}1\_\text{Matrix}=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\alpha }11& \mathrm{\alpha }12\\ \mathrm{\alpha 2}1& \mathrm{\alpha }22\end{array}\right]$$

  

  mit: $$\mathrm{\alpha }11=\text{CorrCoeff}\_\text{XX}\cdot \sqrt{\text{Cov}1\left(\mathrm{1,1}\right)}\cdot \sqrt{\text{Cov}2\left(\mathrm{1,1}\right)}$$

  

  $$\mathrm{\alpha }12=0$$

  

  $$\mathrm{\alpha }21=0$$

  

  $$\mathrm{\alpha }22=\text{CorrCoeff}\_\text{YY}\cdot \sqrt{\text{Cov}1\left(\mathrm{2,2}\right)}\cdot \sqrt{\text{Cov}2\left(\mathrm{2,2}\right)};$$

  
• CorrCoeff_XX beschreibt einen Korrelationskoeffizienten bezüglich einer X-Achse beispielsweise eines lokalen kartesischen Koordinatensystems des ersten Verkehrsteilnehmers, insbesondere mit dem Punkt 0,0 im Referenzpunkt des ersten Verkehrsteilnehmers, und CorrCoeff_YY beschreibt einen Korrelationskoeffizienten bezüglich einer Y-Achse ebendieses Koordinatensystems.
• Beispielsgemäße Anwendung der Korrelationsannahmen auf Dist Cov: $$\text{Dist}\_\text{Cov}\_\text{new}=\text{Dist}\_\text{Cov}-2\cdot \text{Help}1\_\text{Matrix};$$

  
• Weiterhin kann zweckmäßigerweise die Orientierung von Dist Cov beibehalten werden: $$\text{Help}2\_\text{Matrix}=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\beta }11& \mathrm{\beta }12\\ \mathrm{\beta 2}1& \mathrm{\beta }22\end{array}\right]$$

  

  mit: $$\mathrm{\beta }11=1$$

  

  $$\begin{array}{l}\mathrm{\beta }12=1/(\sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\left(\mathrm{1,1}\right)}\cdot \sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\left(\mathrm{2,2}\right)}\cdot \sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\_\text{new}\left(\mathrm{1,1}\right)}\cdot \\ \sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\_\text{new}\left(\mathrm{2,2}\right)}\end{array}$$

  

  $$\begin{array}{l}\mathrm{\beta }21=1/(\sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\left(\mathrm{1,1}\right)}\cdot \sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\left(\mathrm{2,2}\right)}\cdot \sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\_\text{new}\left(\mathrm{1,1}\right)}\cdot \\ \sqrt{\text{Dist}\_\text{Cov}\_\text{new}\left(\mathrm{2,2}\right)}\end{array}$$

  

  $$\mathrm{\beta }22=1$$

  

  und Multiplikation der korrespondierenden Elemente von Dist_Cov_new und Help2-Matrix: $$\text{Dist}\_\text{Cov}=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\Omega }11\cdot \mathrm{\beta }11& \mathrm{\Omega }12\cdot \mathrm{\beta }12\\ \mathrm{\Omega }21\cdot \mathrm{\beta }21& \mathrm{\Omega }22\cdot \mathrm{\beta }22\end{array}\right]$$

  
• 3. Approximation der Kollisionswahrscheinlichkeit
• Die Approximation des skalaren Wahrscheinlichkeitswert P_coll erfolgt entsprechend wenigstens einer Ausführungsform insbesondere mittels univariater Konditionierung unter Berücksichtigung der Grenzen des Gefährdungsbereichs 120 des ersten Verkehrsteilnehmers 100. Die Kollisionswahrscheinlichkeit beschreibt veranschaulicht dabei insbesondere den Anteil der durch die Kovarianzmatrix Dist_Cov und des Mittelwertvektors mu beschriebenen zweidimensionalen Wahrscheinlichkeitsverteilung 160, welcher sich innerhalb des Gefährdungsbereichs 120 befindet.
• Grundsätzlich handelt es sich um eine Multiplikation der Wahrscheinlichkeiten in x-Richtung und in y-Richtung der Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 der Relativposition des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140. Jedoch handelt es sich lediglich dann um eine Multiplikation, wenn die Hauptachsen der Wahrscheinlichkeitsverteilung mit den Achsen des als Rechteck ausgeformten Gefährdungsbereichs 120 zusammenfallen. Entsprechend der beispielhaften Situation gemäß 1b ist die dargestellte Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 gegenüber den Achsen des Gefährdungsbereichs verdreht, weshalb univariate Konditionierung angewandt wird.
• Zugrundeliegender Gedanke der Approximation ist die Aufteilung der Berechnung des Wahrscheinlichkeitswerts entsprechend $$\begin{array}{l}\text{P}\_\text{coll}=\text{P}\left(\text{a}1<\text{X}<\text{b}\mathrm{1,}\text{a}2<\text{Y}<\text{b}2\right)=\text{P}\left(\text{a}1<\text{X}<\text{b}1\right)\cdot \text{P}(\text{a}2<\\ \text{Y}<\text{b}2:\text{a}1<\text{X}<\text{b}1)\end{array}$$

  
• Es hat somit eine Berechnung eines bedingten Erwartungswerts zu erfolgen, welche nachfolgend zur knappen Darstellung unter Verwendung der Programmiersyntax von MATLAB® nachvollzogen werden kann, wobei die Parameter lower und upper die Begrenzungen des Gefährdungsbereichs 120 angeben und mu den Mittelwert der Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 mit der Kovarianzmatrix Dist_Cov wiedergibt.
• Der Mittelwert der Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 wird auf 0 gesetzt, um den Integrationsbereich anzupassen: $$\begin{array}{c}lower\left(1\right)=lower\left(1\right)-mu\left(1\right);\\ lower\left(2\right)=lower\left(2\right)-mu\left(2\right);\\ upper\left(1\right)=upper\left(1\right)-mu\left(1\right);\\ upper\left(2\right)=upper\left(2\right)-mu\left(2\right);\end{array}$$

  
• Mittels Cholesky-Zerlegung erfolgt eine Umwandlung der Kovarianzmatrix Dist Cov in eine untere Dreiecksmatrix. $$C=chol\left(Dist\_Cov\right)\text{'}$$

  
• Für die Integraltransformation erfolgt eine Anpassung der Intervalle: $$intervall\_adj\_1=\left[lower\left(1\right)/C\left(\mathrm{1,1}\right),upper\left(1\right)/C\left(\mathrm{1,1}\right)\right]$$

  
• Der erste Teil des Wahrscheinlichkeitswerts P1 wird beispielsgemäß aus der Differenz der kumulierten Verteilungsfunktionen der Standardnormalverteilung der ermittelten Intervallgrenzen ermittelt: $$P1=normcdf\left(intervall\_adj\_1\left(2\right)\right)-normcdf\left(intervall\_adj\_1\left(1\right)\right)$$

  
• Transformation: $$\begin{array}{l}y1=\\ \left(normcdf\left(intervall\_adj\_1\left(1\right)\right)-normcdf\left(intervall\_adj\_1\left(2\right)\right)\right)/P1;\end{array}$$

  

  $$g=C\left(\mathrm{2,1}\right)*y1;$$

  

  $$intervall\_adj\_2=\left[\left(lower\left(2\right)-g\right)/C\left(\mathrm{2,2}\right),\left(upper\left(2\right)-g\right)/C\left(\mathrm{2,2}\right)\right];$$

  
• Zweiter Teil des Wahrscheinlichkeitswerts P2: $$P2=normcdf\left(intervall\_adj\_2\left(2\right)\right)-normcdf\left(intervall\_adj\_2\left(1\right)\right);$$

  
• Ermittlung des Wahrscheinlichkeitswerts P_coll: $$P\_coll=P1*P2;$$

  
• Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
• Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
• Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
• Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.
• Allgemein sei darauf hingewiesen, dass unter Fahrzeug-zu-X Kommunikation insbesondere eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen verstanden wird. Beispielsweise kann es sich also um Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation oder um Fahrzeug-zu-Infrastruktur Kommunikation handeln. Sofern im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen Bezug genommen wird, so kann diese grundsätzlich beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation erfolgen, welche typischerweise mit oder ohne Vermittlung durch ein Mobilfunknetz oder eine ähnliche externe Infrastruktur erfolgen kann. Beispielsweise kann eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation unter Verwendung der Standards IEEE 802.11p, IEEE 1609.4, ETSI ITS-G5, 3GPP LTE-V2X PC5, 5G NR oder allgemein 5G erfolgen. Eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation kann auch als C2X-Kommunikation oder V2X-Kommunikation bezeichnet werden. Die Teilbereiche können als C2C (Car-to-Car), V2V (Vehicle-to-Vehicle) oder C2I (Car-to-Infrastructure), V2I (Vehicle-to-Infrastrukture) bezeichnet werden.
• Eine Reihe möglicher Implementierungen wurden beschrieben. Dennoch wird davon ausgegangen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der Offenlegung abzuweichen. Dementsprechend fallen andere Umsetzungen ebenfalls in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims (13)

1. Verfahren (200) zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines ersten Verkehrsteilnehmers (100) mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer (140), aufweisend die Schritte: - Erfassen (202) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers (100), - Erfassen (204) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers (140), - Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (110) des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, - Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (150) des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, und - Heranziehen (208) der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (100) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (140).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer eine ortsabhängige Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen wird.
3. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer das Ergebnis einer Matrizenoperation, umfassend die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix, herangezogen wird.
4. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer das Ergebnis einer Linearkombination der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix oder eine Addition oder Subtraktion der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix herangezogen wird.
5. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation unter Anwendung von Korrelationsannahmen der Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers und der Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen wird.
6. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gefährdungsbereich zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer beeinträchtigenden Gebiets ermittelt wird und für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eine Bewertung der ortsabhängigen Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs vorgenommen wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei entspricht der Gefährdungsbereich einem Erfassungsbereich einer Umfelderfassungseinrichtung des ersten Verkehrsteilnehmers.
8. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein skalarer Wahrscheinlichkeitswert unter Heranziehung der ortsabhängigen Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs ermittelt wird.
9. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ermittlung des skalaren Wahrscheinlichkeitswerts mittels univariater Konditionierung erfolgt.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Vorliegen einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer erkannt wird, wenn der skalare Wahrscheinlichkeitswert gleich oder größer einem vorgegebenen Schwellwert ist.
11. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation ein Steuersignal an eine Mensch-Maschine Schnittstelle, eine elektronische Kontrollvorrichtung einer Fahrerassistenzfunktion und/oder eine automatisierte Fahrkontrollfunktion ausgegeben wird.
12. Elektronisches Kontrollsystem (300) für einen ersten Verkehrsteilnehmer zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation des ersten Verkehrsteilnehmers (100) mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer (140), umfassend eine Recheneinrichtung (320) zur Datenverarbeitung, wobei die Recheneinrichtung (320) konfiguriert ist Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers (100) zu erfassen und Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung eines zweiten Verkehrsteilnehmers (140) zu erfassen, und die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers (100) in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (110) des ersten Verkehrsteilnehmers (100) in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers umzurechnen und die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers (140) in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit(150) des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers umzurechnen und die erste und die zweite Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (100) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (140) heranzuziehen.
13. Elektronisches Kontrollsystem gemäß Anspruch 12, konfiguriert ein Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.

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