-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein stationäres Verkehrsüberwachungssystem zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche und ausgebildet ist zur Kommunikation mit Fahrzeugen welche die Verkehrsfläche befahren, ein Verfahren für ein stationäres Verkehrsüberwachungssystem, sowie Fahrzeuge, welche ausgebildet sind zur Kommunikation mit einem derartigem stationärem Verkehrsüberwachungssystem.
-
Stationäre Verkehrsüberwachungssysteme, insbesondere im Sinne von sogenannten stationären Infrastrukturanlagen, kommen für unterschiedliche Anwendungsfälle zum Einsatz, beispielsweise als sogenannte Verkehrsleitsysteme bei diesen die Verkehrsführung (insbesondere Geschwindigkeitsvorgaben) an das aufkommende Verkehrsgesehen und/oder den vorherrschenden Witterungsbedingungen adaptiv angepasst wird, oder als sogenannte Geschwindigkeitsüberwachungssysteme (bekannt auch als sogenannte „Blitzer“ oder „Radar“). Neuere Generationen an stationären Verkehrsüberwachungssystemen verfügen darüber hinaus über sogenannte „Kalibrierfunktionen“ für passierende Fahrzeuge.
-
Die
DE 10 2016 000 532 A1 schlägt dazu eine Kalibrierung einer Einrichtung eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Tachometers, unter Verwendung eines Verkehrsüberwachungsgeräts vor.
-
Aus der Schrift
DE 10 2018 106 594 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen und/oder Detektieren einer Sensorik eines Fahrzeugs bekannt, wobei dieses Verfahren einen Schritt des Ermittelns eines Parameterwerts unter Verwendung eines Antwortsignals, und einen Schritt des Bestimmens eines der Sensorik zuordenbaren Überwachungssignals unter Verwendung des Parameterwerts und eines vorbestimmten Reaktionswerts umfasst.
-
Aus der Schrift
DE 10 2014 008 732 B4 ist Verkehrsüberwachungssystem zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Verkehrsfläche offenbart, wobei das Überwachungssystem die folgenden Merkmale aufweist:
- a) ein Radarsystem zum Erfassen des Erfassungsbereichs, wobei das Radarsystem dazu ausgebildet ist, einen Radarmesswert bereitzustellen, der eine Information über ein in dem Erfassungsbereich befindliches Fahrzeug umfasst;
- b) einen Laserscanner, der auf den Erfassungsbereich ausgerichtet ist und dazu ausgebildet ist, einen Lasermesswert bereitzustellen, der eine Information über das in dem Erfassungsbereich befindliches Fahrzeug umfasst; und
- c) eine Einrichtung zum Plausibilisieren des Radarmesswerts unter Verwendung des Lasermesswerts, wobei der Radarmesswert einen Messwert des Radarsystems und der Lasermesswert einen Messwert des Laserscanners repräsentiert.
-
Aus der Schrift
DE 10 2018 118 190 A1 ist Verfahren zur Kontrolle eines Fahrverhaltens eines hochautomatisiert fahrenden Fahrzeugs bekannt, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines Eingangssignals aufweist, das Hinweisdaten auf ein Fahrverhalten des hochautomatisiert fahrenden Fahrzeugs repräsentiert. Auch weist das Verfahren einen Schritt des Durchführens eines Vergleichs des Fahrverhaltens mit einem vordefinierten Referenz-Fahrverhalten auf, um ein Vergleichsergebnis zu erzeugen. Das Verfahren weist ferner einen Schritt des Bereitstellens eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis auf. Dabei repräsentiert das Ausgangssignal eine Kontrollinformation über das Fahrverhalten bezogen auf das Referenz-Fahrverhalten.
-
Die derzeitigen Verkehrsüberwachungssysteme zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche sind aktuell primär darauf ausgerichtet, dass Fahrzeuge erkannt werden, damit eine Überwachung der Fahrzeuge (z.B. Einhaltung von Regeln / Geschwindigkeitsüberschreitungen), und eine adaptive Anpassung des Verkehrsflusses (Verkehrslenkung) auf Basis des aktuellen Verkehrsaufkommens, vorgenommen werden kann (z.B. in Form von Verkehrsleitsystemen).
-
Aus dem nicht vorveröffentlichtem Stand der Technik
DE 10 2021 000 323 A1 ist eine Weiterentwicklung eines stationären Verkehrsüberwachungssystems zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche, ein Verfahren für ein stationäres Verkehrsüberwachungssystem, sowie die Verwendung eines stationären Verkehrsüberwachungssystems zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche bekannt, welches speziell Weiterentwickelt wurde, zur Überwachung einer /von Beleuchtungseinrichtung/en bei passierenden Fahrzeugen,
- a) hinsichtlich deren korrekten Funktionsweise, und/oder
- b) hinsichtlich der Emission einer oder mehrerer unerwünschten Frequenz/en, und/oder eines unerwünschten Frequenzspektrums oder mehrerer unerwünschter Frequenzspektren.
-
Die aus der nicht vorveröffentlichten Schrift
DE 10 2021 000 323 A1 offenbarte Lösung, kann als nächstliegender Stand der Technik, bzw. als gattungsbildende Schrift für die vorliegende Patentanmeldung betrachtet werden.
-
Aus der Schrift
DE 10 2020 211 473 A1 ist eine Vorrichtung zur Fahrzeug-zu-X (V2X) Kommunikation bekannt, umfassend eine Recheneinrichtung zur Datenverarbeitung und eine Generierungseinrichtung zur Generierung von Fahrzeug-zu-X Nachrichten mittels eines Protokollstapels, wobei die Recheneinrichtung konfiguriert ist ein die Aussendung einer V2X Nachricht auslösendes voraussichtliches Ereignis zu prognostizieren und auf Basis des prognostizierten Ereignisses prognostizierte Daten zu erzeugen und der Generierungseinrichtung zur Generierung einer prognostizierten Fahrzeug-zu-X Nachricht bereitzustellen. Weiterhin betrifft die Beschreibung dieser Schrift ein korrespondierendes Verfahren sowie die Verwendung der Vorrichtung in einem Fahrzeug.
-
Wie aus der Beschreibung der Schrift
DE 10 2020 211 473 A1 weiter offenbart wird, müssen alle auszusendenden V2X Nachrichten unter Verwendung eines Zertifikats, eines sogenannten Pseudonym Zertifikats, signiert werden, sodass ein Empfänger der Nachricht die Authentizität des Senders prüfen kann, ohne dass die Privatsphäre des Senders beeinträchtigt wird. Die häufigsten Implementierungen entsprechender Algorithmen zur Signierung beanspruchen bereits einen Großteil der gesamten maximal zugelassenen Latenzzeit, welche es einzuhalten gilt.
-
Aus der Schrift
DE 10 2012 216 392 A1 ist ein Verfahren zur verteilten Übertragung eines Kommunikationsflusses, bei welchem der Kommunikationsfluss von einer ersten an eine zweite Kommunikationseinheit zumindest monodirektional erfolgt, wobei die erste und die zweite Kommunikationseinheit zur Übertragung des Kommunikationsflusses mittels mindestens zweier unterschiedlicher Kommunikationswege befähigt sind und wobei der Kommunikationsfluss mindestens eine Fahrzeug-zu-X-Botschaft umfasst, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass der Kommunikationsfluss von der ersten Kommunikationseinheit vor einem Senden in mindestens zwei Kommunikationsteilflüsse geteilt wird, wobei die mindestens zwei Kommunikationsteilflüsse von der ersten an die zweite Kommunikationseinheit auf die mindestens zwei unterschiedlichen Kommunikationswege verteilt übertragen werden und wobei die mindestens zwei Kommunikationsteilflüsse von der zweiten Kommunikationseinheit nach einem Empfangen wieder zusammengefügt werden.
-
Aufgabe der Erfindung:
-
Die Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, eine Lösung für ein verbessertes stationäres Verkehrsüberwachungssystem zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche vorzustellen bzw. zur Verfügung zu stellen, mittels diesem insbesondere die Kommunikation mi t Fahrzeugen - welche die Verkehrsfläche befahren - verbessert wird, damit die Funktion/en des stationären Verkehrsüberwachungssystems optimiert werden, bzw. die Qualitätsmerkmale (z.B. eindeutige Kommunikation mit einem bestimmten Fahrzeug aus einer Vielzahl von Fahrzeugen des selben Streckenabschnittes) funktional optimiert werden.
-
Lösung der Aufgabe:
-
Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch die gesamte Lehre des unabhängigen Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei auch nicht näher beschriebene Kombinationen, bzw. sich ergebende logische / für den Fachmann naheliegende Weiterentwicklung mit einbegriffen sind.
-
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass bei den stationären Verkehrsüberwachungssystemen gemäß dem Stand der Technik, insbesondere die Kommunikation mit Fahrzeugen - welche die Verkehrsfläche befahren - verbessert wird, damit die Funktion/en des stationären Verkehrsüberwachungssystems (z.B. schneller eindeutiger Verbindungsaufbau) optimiert werden, bzw. die Qualitätsmerkmale (z.B. eindeutige Kommunikation mit einem bestimmten Fahrzeug aus einer Vielzahl von Fahrzeugen des selben Streckenabschnittes) funktional optimiert werden, da ein eindeutiger Verbindungsaufbau mit einem bestimmten Fahrzeug aus einer Gruppe von Fahrzeugen (welche mit geringem Abstand zueinander zeitgleich einen Streckenabschnitt befahren) nicht ganz so trivial ist, wie dies den Anschein aus der Literatur erweckt (näheres hierzu siehe nachfolgende 2, in Verbindung mit der zugehörigen Beschreibung).
-
Beschreibung der Erfindung:
-
Um eine weitere Optimierung auf dem Gebiet der stationären Verkehrsüberwachungssystemen, bzw. eine Lösung für ein verbessertes stationäres Verkehrsüberwachungssystem zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche vorzustellen bzw. zur Verfügung zu stellen, wird ein stationäres Verkehrsüberwachungssystem zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche und ausgebildet zur Kommunikation mit Fahrzeugen welche die Verkehrsfläche befahren, vorgeschlagen, wobei das Überwachungssystem mindestens die folgenden Merkmale aufweist:
- a) eine erste Datenübertragungsschnittstelle zum Empfangen und/oder Senden von ersten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten über ein erstes drahtloses Übertragungsmedium, und
- b) eine zweite Datenübertragungsschnittstelle zum Empfangen und/oder Senden von zweiten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten über ein zweites drahtloses Übertragungsmedium,
- c) wobei das erste drahtlose Übertragungsmedium unterschiedlich zum zweiten drahtlosen Übertragungsmedium ausgebildet ist, und wobei das zweite drahtlose Übertragungsmedium als optische Verbindung ausgebildet ist, und
- d) ein optisches Umgebungserfassungssystem, das auf den Erfassungsbereich ausgerichtet ist und dazu ausgebildet ist, Bildinformationswerte bereitzustellen, die eine Information über ein in dem Erfassungsbereich befindliches Fahrzeug umfasst, und
- e) eine Einrichtung zum Analysieren der Bildinformationswerte,
und sich dadurch auszeichnet, dass - f) sich die Bildinformationswerte auf eine relative Position in Bezug zur Verkehrsfläche, eines in dem Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeugs beziehen, und
- g) die fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten mittels der beiden drahtlosen Übertragungsmedium zumindest teilweise redundant zueinander übertragen werden, und
- h) dass es sich bei den fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten um Informationen zur Authentizität des an der Kommunikation teilnehmenden Fahrzeugs handelt, und
- i) dass eine eindeutige Fahrzeugzuordnung möglich ist, da ein Fahrzeug mit der optischen Verbindung / optischen Schnittstelle vom stationären Verkehrsüberwachungssystem sowohl als „optische Schnittstelle“ zum Datenaustausch, wie auch zeitgleich physikalisch als „Fahrzeug mit optischer Schnittstelle“ (bildtechnisch) gesehen bzw. erfasst wird, und somit eine eindeutige Zuordnung des an der Kommunikation beteiligten Fahrzeugs via Verkehrsüberwachungssystem möglich ist.
-
Die Formulierung „mindestens die folgenden Merkmale aufweist“ ist im Lichte der Erfindung derart zu verstehen, dass es der vorgeschlagenen Lösung nicht schadet, wenn das Überwachungssystem weitere Merkmale aufweist, bzw. mittels der vorgeschlagenen Überwachungsvorrichtung weitere Funktionsmerkmale realisiert / ausgeführt werden, bzw. auch Lösungen zu verstehen sind, bei diesen bestehende Überwachungssystem mit Merkmalen bzw. Funktionen ergänzt werden, um die erfindungsgemäße Aufgabe zu realisieren, indem die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1, und/oder deren Unteransprüche entsprechend der vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Lösung realisiert / ausgeführt / umgesetzt werden.
-
Die Formulierung „die fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten mittels der beiden drahtlosen Übertragungsmedium zumindest teilweise redundant zueinander übertragen werden“ ist im Lichte der Erfindung im weitesten Sinne derart zu verstehen, dass eine Kommunikation mit einem Fahrzeug mindestens teilweise über zwei unterschiedliche drahtlose Übertragungsmedium erfolgt, wobei
- a) eine erste Datenübertragungsschnittstelle zum Empfangen und/oder Senden von ersten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten über ein erstes drahtloses Übertragungsmedium vorgesehen ist (z.B. funkbasierte Schnittstelle, wie z.B. 2G, 3G, 4G (LTE), oder 5G), und
- b) eine zweite Datenübertragungsschnittstelle zum Empfangen und/oder Senden von zweiten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten über ein zweites drahtloses Übertragungsmedium vorgesehen ist (eine optische Schnittstelle), und
wobei es sich bei den ersten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten und bei den zweiten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten auch um übereinstimmende Daten handeln kann, bzw. die Daten einen identischen Bezug zueinander haben, insbesondere dann, wenn es sich bei den Daten um Informationen zur Authentizität des an der Kommunikation teilnehmenden Fahrzeugs handelt, beispielsweise in der Art, dass eine Kommunikation zwischen der Infrastrukturanlage bzw. dem stationären Verkehrsüberwachungssystem mit einem bestimmten Fahrzeug via einer erste Datenübertragungsschnittstelle begonnen wurde, und darauf folgend zum Abgleich via einer zweiten Datenübertragungsschnittstelle quasi verifiziert wird, indem während / infolge der Kommunikation via der erste Datenübertragungsschnittstelle eine Antwort bzw. Quittierung via der zweiten Datenübertragungsschnittstelle erfolgt. Wie das Beispiel zeigt, kann es sich bei den „redundanten“ ersten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten und bei den zweiten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten auch um übereinstimmende Daten handeln, bzw. die Daten einen identischen Bezug zueinander haben, wobei aber auch voneinander abweichende Daten ebenso möglich sind, insbesondere dann, wenn eine Kommunikation über „redundante“ Schnittstellen (redundant im Sinne einer Diversität) erfolgt, wie beispielsweise einem sogenannten Zwei-Wege-Verfahren, indem mittels dem ersten drahtlosem Übertragungsmedium in eine erste Richtung kommuniziert wird und mittels dem zweiten drahtlosem Übertragungsmedium in eine der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung kommuniziert wird (die Redundanz kann sich auf die Daten bzw. Informationen selbst, wie auch auf die unterschiedlichen Schnittstellen beziehen, wobei immer zwei unterschiedliche Schnittstellen erforderlich sind, bzw. wobei das erste drahtlose Übertragungsmedium unterschiedlich zum zweiten drahtlosen Übertragungsmedium ausgebildet ist, und wobei es sich bei den fahrzeugrelevanten Daten z.B. / insbesondere um Informationen zur Authentizität und/oder für Kalibrier- und/oder Überwachungsfunktionen handelt, und/oder bei den verkehrsführungsrelevanten Daten insbesondere um Informationen zur Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs, oder Quittierung handelt).
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass das optische Umgebungserfassungssystem ausgebildet ist, um die optische Verbindung für die zweite drahtlose Übertragungsmedium zu bilden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass das optische Umgebungserfassungssystem ausgebildet ist, um die optische Verbindung als zweites drahtloses Übertragungsmedium zu emulieren.
-
Die beiden oben genannten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bewirken den Vorteil, dass im einfachsten Falle keine zusätzliche Hardware in Form einer zusätzlichen Datenübertragungsschnittstelle zum Empfangen und/oder Senden von zweiten fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten erforderlich ist, da diese Funktion einer „optischen Datenübertragungsschnittstelle“ von einem bereits in dem stationäre Verkehrsüberwachungssystem vorhandenem optische Umgebungserfassungssystem wahrgenommen werden kann, bzw. die grundlegenden Funktionen einer optischen Datenübertragungsschnittstelle mittels dem optische Umgebungserfassungssystem emuliert werden können. Selbstverständlich kann es sich bei der optischen Datenübertragungsschnittstelle jedoch auch um eine separate / eigenständige optischen Datenübertragungsschnittstelle handeln, welche beispielsweise auf eine (möglichst) hohe Datenübertragungsrate optimiert bzw. ausgerichtet ist.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass es sich bei den fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten um Informationen zur Authentizität des an der Kommunikation teilnehmenden Fahrzeugs handelt.
-
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass ein eindeutiger Verbindungsaufbau mit einem bestimmten Fahrzeug aus einer Gruppe von Fahrzeugen (welche mit geringem Abstand zueinander zeitgleich einen Streckenabschnitt befahren) sicherer erfolgen kann, da ein derartiger nicht ganz so trivial ist, wie dies den Anschein aus der Literatur erweckt (näheres hierzu siehe nachfolgende 2, in Verbindung mit der zugehörigen Beschreibung) . Durch die Einbeziehung einer optischen Verbindung / optischen Schnittstelle zur Feststellung der Authentizität wird der Vorteil erzielt, dass eine eindeutige Fahrzeugzuordnung möglich ist, da ein Fahrzeug mit der optischen Verbindung / optischen Schnittstelle vom stationären Verkehrsüberwachungssystem sowohl als „optische Schnittstelle“ zum Datenaustausch, wie auch zeitgleich physikalisch als „Fahrzeug mit optischer Schnittstelle“ (bildtechnisch) gesehen bzw. erfasst werden kann, und somit eine eindeutige Zuordnung des an der Kommunikation beteiligten Fahrzeugs via Verkehrsüberwachungssystem möglich ist.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass es sich bei den fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten um relative Positionsdaten des Fahrzeugs in Bezug zur Verkehrsfläche handelt, welche fahrzeugseitig ermittelt werden und für Kalibrier- und/oder Überwachungsfunktionen an das stationäre Verkehrsüberwachungssystem übertragen werden.
-
Diese Ausführungsform der Erfindung weist den Vorteil auf, dass damit auf einfache und sehr effiziente Art und Weise eine korrekte Kalibrier- und/oder Überwachungsfunktionen von in Fahrzeugen verbauten optischen Umgebungserfassungssystemen erlangt werden kann, indem ein Datenabgleich bzw. eine Datenverifikation (Prüfung auf Übereinstimmung) vorgenommen wird, bei dieser beispielsweise ein Vergleich auf Übereinstimmung der Bildinformationswerte vorgenommen wird, bei diesem Vergleich zwischen
- a) die vom optischen Umgebungserfassungssystem des stationären Verkehrsüberwachungssystems ermittelten Bildinformationswerte, bezüglich einer relativen Position in Bezug zur Verkehrsfläche, eines in dem Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeugs, und
- b) die vom optischen Umgebungserfassungssystem eines im Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeugs ermittelten Bildinformationswerte, bezüglich einer relativen Position in Bezug zur Verkehrsfläche, eines in dem Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeugs,
erfolgt, wobei bei einer Übereinstimmung des Vergleichs, dies als Ergebnis einer korrekten Kalibrier- und/oder Überwachungsfunktionen (die Kalibrierung eines optischen Umgebungserfassungssystem eines im Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeugs) schließen lässt, wohingegen bei einer fehlenden Übereinstimmung des Vergleichs, dies als Ergebnis einer fehlerhaften Kalibrier- und/oder Überwachungsfunktionen (einer Fehl-Kalibrierung / z.B. De-Justage eines optischen Umgebungserfassungssystem eines im Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeugs) schließen lässt.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass es sich bei den fahrzeugrelevanten und/oder verkehrsführungsrelevanten Daten um Informationen zur Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs handelt, welche fahrzeugseitig benötigt werden, um einen autonomen Fahrbetrieb mit mindestens zwei Fahrzeugen im Verbund zu steuern.
-
Hierbei handelt es sich beispielsweise um Geschwindigkeitsinformation, welche die passierenden Fahrzeuge vom stationäre Verkehrsüberwachungssystem übermittelt bekommen, welche z.B. für den zeitlich folgenden Streckenabschnitt relevant sind.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass nach erfolgter Authentizität des an der Kommunikation teilnehmenden Fahrzeugs, die Kommunikation zumindest teilweise in einem sogenannten Zwei-Wege-Verfahren erfolgt, indem mittels dem ersten drahtlosem Übertragungsmedium in eine erste Richtung kommuniziert wird und mittels dem zweiten drahtlosem Übertragungsmedium in eine der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung kommuniziert wird.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich das stationäre Verkehrsüberwachungssystem dadurch aus, dass die zumindest teilweise in einem sogenannten Zwei-Wege-Verfahren stattfindende Kommunikation derart erfolgt, indem mittels dem ersten drahtlosem Übertragungsmedium vom Verkehrsüberwachungssystem in Richtung Fahrzeug kommuniziert wird und mittels dem zweiten drahtlosem Übertragungsmedium vom an der Kommunikation teilnehmenden Fahrzeug in Richtung Verkehrsüberwachungssystem kommuniziert wird.
-
Die beiden oben genannten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bewirken den Vorteil, dass mittels der dem sogenannten Zwei-Wege-Verfahren stattfindenden Kommunikation eine sehr hohe Datenübertragungsrate ermöglicht wird, sowie eine physikalische eindeutige Zuordnung des „Sendenden Fahrzeugs“ infolge der „sichtbaren optischen Schnittstelle“, von dem empfangenden stationäre Verkehrsüberwachungssystem jederzeit möglich ist, auch im Falle, wenn zwei Fahrzeige mit geringem Abstand zueinander gleichzeitig „antworten“, bzw. eine optische Datenübertragung aussenden (bei einer funkbasierten Kommunikation wäre eine eindeutige Zuordnung des „Sendenden Fahrzeugs“ hingegen problematisch, wenn zwei Fahrzeige mit geringem Abstand zueinander gleichzeitig „antworten“.
-
Erfindungsgemäß wird weiter Verfahren für ein stationäres Verkehrsüberwachungssystem zum Überwachen eines Erfassungsbereiches einer Verkehrsfläche und ausgebildet zur Kommunikation mit Fahrzeugen welche die Verkehrsfläche befahren, vorgeschlagen, welches zum Betreiben eines stationären Verkehrsüberwachungssystems gemäß den oben genannten Merkmalen erforderlich bzw. geeignet ist.
-
Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug, bzw. Fahrzeuge, welche ausgebildet sind, zur Kommunikation mit einem stationärem Verkehrsüberwachungssystem gemäß den oben genannten Merkmalen.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 beispielhaft näher erläutert. Die Figuren und die darin genannten / zu entnehmenden Werteangaben (soweit vorhanden) sind nur beispielhaft und dienen zum leichteren Verständnis.
-
Alle Figuren sind nur Prinzip-Darstellungen (nicht maßstabsgetreu).
-
Es zeigen schematisch:
- 1: eine schematische Darstellung eines Anregungsereignisses zum Überwachen einer Sensorik eines Fahrzeugs mittels eines stationären Verkehrsüberwachungssystems bzw. stationären Infrastrukturanlage, angelehnt an den Stand der Technik gemäß der Schrift DE 10 2018 106 594 A1 ;
- 2: eine schematische Darstellung eines Verkehrsszenarios bei diesem sich zwei Kraftfahrzeuge einer Infrastrukturanlage nähern;
- 3: eine Prinzip-Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung, die vereinfacht insbesondere die unterschiedlichen Kommunikationsrichtungen des ersten und zweiten drahtlosem Übertragungsmediums zeigt;
-
Zur Vermeidung von Wiederholungen, insbesondere Wiederholungen von technischen Sachbeschreibungen wird auf die oben genannten (z.T. gattungsgemäßen / gattungsbildenden) Schriften, bzw. die darin offenbarten Verfahren und Vorrichtungen / Lösungen verwiesen, welche inhaltlich vollumfänglicher Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind.
-
Die
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Anregungsereignisses zum Überwachen einer Sensorik (104) eines Fahrzeugs (100) mittels eines stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. stationären Infrastrukturanlage (112), angelehnt an den Stand der Technik gemäß der Schrift
DE 10 2018 106 594 A1 . Wie aus der
1 hierzu ersichtlich ist, befindet sich eine Infrastrukturanlage (112) am Rand einer Fahrbahn (130) , welche von einem Fahrzeug (100) befahren wird. Das Fahrzeug (100) ist mit einer Sensorik (104), ausgeführt als optisches Umgebungserfassungssystem (insbesondere Kamera) ausgestattet, um den in Fahrtrichtung liegenden Verkehrsraum zu überwachen. Ferner ist das Fahrzeug (100) mit einer Kommunikationsschnittstelle (107) versehen, um ein Antwortsignal (120) bzw. Kommunikationssignal (120) an die Empfangseinrichtung (118) der Infrastrukturanlage (112) senden bzw. übermitteln zu können. Wie aus der
1 weiter ersichtlich ist, ist die Kommunikationsschnittstelle (107) fahrzeugintern mit einer fahrzeuginternen Schnittstelle (108) bzw. Fahrzeug-Busverbindung (108) mit der Sensorik (104) verbunden. Wie aus der
1 weiter ersichtlich ist, weist die Infrastrukturanlage (112) eine Sendeeinrichtung (114) auf, um Signale (116), beispielsweise in Form eines „unsichtbaren“ Laservorhanges als Anregungsereignisses (102), oder als ein Kommunikations-Signal, bzw. als Signal für eine Kommunikation / Kommunikationsschnittstelle, zu generieren / auszusenden. Die Infrastrukturanlage (112) kann auch allgemein als Vorrichtung (110) bezeichnet werden, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit, dass „Innenleben“ (z.B. interne Schnittstellen) der Infrastrukturanlage (112) nicht näher gezeigt ist. Ebenso ist der Vorgang der Kalibrierung, bzw. der genaue Ablauf des Überwachens und/oder Detektierens einer Sensorik (104) eines Fahrzeugs (100) mittels Zuhilfenahme einer Infrastrukturanlage (112) nicht näher beschrieben, da dies in der gattungsbildenden Schrift
DE 10 2018 106 594 A1 bereits ausführlich offenbart ist.
-
Wie aus der 1 weiter ersichtlich ist, kann die in der Infrastrukturanlage (112) befindliche Sendeeinrichtung (114) auch bidirektional als Sende-Empfangseinrichtung ausgeführt sein, um das ausgesendete Signal (116) (z.B. Laser-Impuls/e) und vom Fahrzeug (100) zurückgestreutes Empfangssignals (117) zu empfangen und intern zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen. Alternativ kann das ausgesendete Signal (116) und vom Fahrzeug (100) zurückgestreutes Empfangssignals (117) auch mittels der Empfangseinrichtung (118) empfangen werden, um dies intern zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen.
-
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verkehrsszenarios bei diesem sich zwei Kraftfahrzeuge (100) einer Infrastrukturanlage(112) nähern. Wie aus der 2 hierzu ersichtlich ist, befindet sich eine Infrastrukturanlage (112) über drei Fahrstreifen (1a, 2a, 3a) einer mehrspurigen Fahrbahn (10). Die Infrastrukturanlage (112) besitzt (z.B. an dieser angebracht / integriert) Mittel (106) zur Erfassung der Fahrzeuge (100), welche die Fahrstreifen (1a, 2a, 3a) der mehrspurigen Fahrbahn (10) befahren. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur zwei Mittel (106) für die beiden Fahrstreifen (2a, 3a) zur Erfassung der beiden Fahrzeuge (100) auf den beiden Fahrstreifen (2a, 3a) gezeigt, wobei die Erfassungscharakteristik (106.1) der beiden Mittel (106) nur symbolisch dargestellt sind, da der Erstreckungsbereich / Erfassungsbereich in der Realität deutlich weiter reichend ist / erstreckend ist. Die Mittel (106) der Infrastrukturanlage (112) sind insbesondere als umgebungserfassende Systeme (Kameras) realisiert. Das Mittel (106) der Infrastrukturanlage (112) erfasst das Fahrzeug (100) welches sich auf dem Fahrstreifen (2a) befindet, bzw. den Fahrstreifen (2a) befährt. Das Mittel (106) der Infrastrukturanlage (112) erfasst das Fahrzeug (100) welches sich auf dem Fahrstreifen (3a) befindet, bzw. den Fahrstreifen (3a) befährt.
-
Wie aus der 2 hierzu weiter ersichtlich ist, befindet das Fahrzeug (100), welches den Fahrstreifen (2a) befährt, mittig zum Fahrstreifen (2a), wobei der Fahrstreifen (2a) eine Breite (b) aufweist. Als Ergebnis hiervon resultiert, dass das Mittel (106) der Infrastrukturanlage (112) das Fahrzeug (100) auf dem Fahrstreifen (2a) derart erfasst, dass dies mittig (b/2, b/2) zum Fahrstreifen (2a) sich befindet.
-
Wie aus der 2 hierzu weiter ersichtlich ist, befindet das Fahrzeug (100), welches den Fahrstreifen (3a) befährt, nicht mittig zum Fahrstreifen (3a), wobei der Fahrstreifen (3a) eine Breite (b) aufweist. Das Fahrzeug (100) befährt den Fahrstreifen (3a) mit einem Versatz, wobei der Versatz innerhalb der Fahrstreifenbreite (b) ein Verhältnis von 0,4 b zu 0,6 b bildet. Als Ergebnis hiervon resultiert, dass das Mittel (106) der Infrastrukturanlage (112) das Fahrzeug (100) auf dem Fahrstreifen (3a) derart erfasst, dass dies nicht mittig (b/2, b/2) , sondern 40% und 60% (0,4 b zu 0,6 b) zum Fahrstreifen (3a) sich befindet.
-
Wie aus der 2 weiter ersichtlich ist, weisen beide Fahrzeuge (100) je eine Sensorik (104) auf, welche je eine in Fahrtrichtung weisende Erfassungscharakteristik (104.1) aufweisen.
-
Wie aus der 2 hierzu weiter ersichtlich ist, befindet das Fahrzeug (100), welches den Fahrstreifen (2a) befährt, mittig zum Fahrstreifen (2a), wobei der Fahrstreifen (2a) eine Breite (b) aufweist. Als Ergebnis hiervon resultiert, dass die Sensorik (104) des Fahrzeugs auf dem Fahrstreifen (2a) das Fahrzeug (100) relativ zum Fahrstreifen (2a) derart erfasst, dass dies mittig (b/2, b/2) zum Fahrstreifen (2a) sich befindet.
-
Wie aus der 2 hierzu weiter ersichtlich ist, befindet das Fahrzeug (100), welches den Fahrstreifen (3a) befährt, nicht mittig zum Fahrstreifen (3a), wobei der Fahrstreifen (3a) eine Breite (b) aufweist. Das Fahrzeug (100) befährt den Fahrstreifen (3a) mit einem Versatz, wobei der Versatz innerhalb der Fahrstreifenbreite (b) ein Verhältnis von 0, 4 b zu 0,6 b bildet. Als Ergebnis hiervon resultiert, dass die Sensorik (104) des Fahrzeugs auf dem Fahrstreifen (3a) das Fahrzeug (100) relativ zum Fahrstreifen (3a) derart erfasst, dass dies nicht mittig (b/2, b/2) , sondern 40% und 60% (0, 4 b zu 0,6 b) zum Fahrstreifen (3a) sich befindet.
-
Bei einer nachfolgenden vergleichenden Auswertung der ermittelten Positionen des Fahrzeugs (100) eines jeweiligen Fahrstreifens (2a, 3a), mit dem Ziel der Überwachung einer Sensorik (104) eines Fahrzeugs (100) mittels Zuhilfenahme einer Infrastrukturanlage (112), werden die korrelierenden Ergebnisse (eines bestimmten Fahrstreifens betreffend) miteinander verglichen, indem ein Vergleich erfolgt zwischen
- - der ermittelten Position des Fahrzeugs (100) mittels Mitteln (106) der Infrastrukturanlage (112), gegenüber
- - der ermittelten Position des Fahrzeugs (100) mittels der Sensorik (104) des Fahrzeugs (100)
-
Wie aus der 2 weiter ersichtlich ist, ist das Kraftfahrzeug (100) / sind die Kraftfahrzeuge (100), wie auch die Infrastrukturanlage (112), bzw. Mittel (106) der Infrastrukturanlage (112) derart realisiert, dass eine Kommunikation zueinander, z. B. Car-to-Infrastruktur-Kommunikation (car-to-i) möglich ist, damit die in den einzelnen Messungen zur Fahrzeugpositionsbestimmung ermittelten Ergebnisse, untereinander ausgetauscht werden können, damit der entsprechende Vergleich (Abgleich) entweder infrastrukturseitig oder fahrzeugseitig erfolgen kann.
-
Bei genaueren Betrachtung der 2 wird ein Problem erkennbar, welches sich ergibt, wenn die Kommunikation zwischen Infrastruktur (112) und Fahrzeugen (100) ausschließlich mittels einer funkbasierten Schnittstelle, mit einer sogenannten Car-to-Infrastruktur-Kommunikation (car-to-i) erfolgen würde, da ein eindeutiger Verbindungsaufbau mit einem bestimmten Fahrzeug aus einer Gruppe von Fahrzeugen (welche mit geringem Abstand zueinander zeitgleich einen Streckenabschnitt befahren) technisch nicht eindeutig, bzw. nur mit erheblichem Aufwand möglich ist, da bei einem durch die Infrastruktur empfangenes funkbasiertes Signal, welches von einem Fahrzeug aus einer Gruppe von Fahrzeugen mit nur geringem Abstand zueinander stammend ist, die Infrastruktur letztendlich entscheiden muss, von welchem der Fahrzeuge aus einer Gruppe von Fahrzeugen mit nur geringem Abstand das ausgesendete bzw. von der Infrastruktur empfangene Signal stammend ist. Je geringer der Abstand von Fahrzeugen einer Fahrzeuggruppe ist, desto schwieriger wird es bei einer rein funkbasierten Kommunikation, dass eine eindeutige Zuordnung zu einem bestimmten Fahrzeug aus der Fahrzeuggruppe möglich ist.
-
Die 3 zeigt eine Prinzip-Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung, die vereinfacht insbesondere die unterschiedlichen Kommunikationsrichtungen des ersten und zweiten drahtlosem Übertragungsmediums zeigt.
-
Analog zur 1, zeigt die 3 ein Fahrzeug (100) welches eine Fahrbahn (130) befährt, wobei sich das Fahrzeug (100) bei der Fahrt in Richtung zum stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. zur stationären Infrastrukturanlage (112) zubewegt, bzw. im Laufe der Weiterfahrt das Fahrzeug (100) das stationäre Verkehrsüberwachungssystem (112) bzw. die stationäre Infrastrukturanlage (112) passiert, wobei der Begriff „passieren“ allgemein zu betrachten ist, indem ein Zubewegen (der Bereich des Zubewegens) des Fahrzeugs (100) innerhalb des Erfassungsbereiches des stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. der stationären Infrastrukturanlage (112), im Begriff „Passieren“ miteingeschlossen ist.
-
Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, weist das stationäre Verkehrsüberwachungssystem (112), einen Laserscanner (114) und ein optisches Umgebungserfassungssystem (106)insbesondere ausgebildet als Kamera (106) auf, wobei die Erfassungsrichtung (106.1) bzw. Erfassungscharakteristik (106.1) des optischen Umgebungserfassungssystems (7_06), wie die Erfassungsrichtung (114.1) bzw. Erfassungscharakteristik (114.1) des Laserscanners (114) auf einen Überwachungsbereich (115) eines Fahrbahnabschnittes der Fahrbahn (130) gerichtet sind, wobei der Überwachungsbereich (115) des optischen Umgebungserfassungssystems (106) und des Laserscanners (114) nicht zwangsläufig übereinstimmen müssen, da bereits aus der Reichweite der unterschiedlichen Systeme (106, 114) sich unterschiedliche Ausdehnungen des zu überwachenden Überwachungsbereiches (115) sich ergeben.
-
Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, befindet sich im vorderen Bereich des Fahrzeugs (100) eine Beleuchtungseinrichtung (100.1), welche insbesondere als Scheinwerfer (100.1) zur Abgabe von Licht (100.2), bzw. zur Lichtaussendung (100.2) , bzw. Emission / Aussendung eines Lichtspektrums (100.2) / Frequenzspektrum (100.2) in Form von „weißem Licht“ ausgebildet ist.
-
Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, wird das Fahrzeugs (100), insbesondere die Beleuchtungseinrichtung (100.1) des Fahrzeugs (100), bzw. insbesondere die Emission / Aussendung des Lichtspektrums (100.2) / Frequenzspektrum (100.2) in Form von „weißem Licht“, mittels eines stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. stationären Infrastrukturanlage (112), welche auf einen Erfassungsbereich (115) gerichtet ist, beim Passieren des Fahrzeugs (100) überwacht. In diesem gezeigten Beispiel wird die Beleuchtungseinrichtung (100.1) zum Aussendung des Lichtspektrums (100.2) / Frequenzspektrum (100.2) neben der ursprünglichen Aufgabe der der Fahrbahnausleuchtung, auch zusätzlich dazu verwendet, um als drahtloses Übertragungsmedium eine codierte Information mitauszusenden, welche vom optischen Umgebungserfassungssystems (106) des stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. der stationären Infrastrukturanlage (112) erfasst wird, und somit als Empfänger für die von der Beleuchtungseinrichtung (100.1) ausgesendeten codierten Information dient. Alternativ hierzu, kann das drahtloses Übertragungsmedium auch zwischen einem optischen (nicht näher gezeigtem) Sender im Bereich des Fahrzeugdachknotens (100.3) und dem optischen Umgebungserfassungssystems (106) des stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. der stationären Infrastrukturanlage (112) realisiert werden (wie angedeutet).
-
Mit anderen Worten:
-
Das optische Umgebungserfassungssystem (106) des stationären Verkehrsüberwachungssystems (112) bzw. der stationären Infrastrukturanlage (112), das auf den Erfassungsbereich (115) ausgerichtet ist und dazu ausgebildet ist, Bildinformationswerte bereitzustellen und/oder zu bewerten, die eine Information über ein in dem Erfassungsbereich (115) befindliches Fahrzeug (100), insbesondere eine relative Position des Fahrzeugs (100) in Bezug zur Verkehrsfläche, eines in dem Erfassungsbereich (115) befindlichen Fahrzeugs (100), betrifft.
-
Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, besteht zwischen dem Fahrzeug (100) und stationären Verkehrsüberwachungssystem (112) bzw. der stationären Infrastrukturanlage (112) ein weiteres drahtloses Übertragungsmedium, wobei dieses weitere drahtlose Übertragungsmedium unterschiedlich zur zuvor genannten optischen Verbindung ausgebildet ist, und als funkbasierte Verbindung, als sogenannte car-to-Infrastrukur-Kommunikation (car-to-i), bzw. Infrastruktur-to-car-Kommunikation (i-to-car) ausgebildet ist. Hierfür weist das stationäre Verkehrsüberwachungssystem (112) bzw. die stationären Infrastrukturanlage (112) eine für Funkwellen ausgebildete Kommunikationsschnittstelle (118) auf, um mit dem Fahrzeug (100), ausgestattet mit einer korrespondierenden Schnittstelle, kommunizieren zu können.
-
Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, ist in diesem Beispiel die Richtung des ersten drahtlosen Übertragungsmediums, von der Infrastruktur (112) in Richtung zum Fahrzeug (100), wohingegen die Richtung des zweiten drahtlosen Übertragungsmediums, von dem Fahrzeug (100) in Richtung zur Infrastruktur (112) realisiert ist.
-
Bei dem erstes drahtloses Übertragungsmedium handelt es sich um eine funkbasierte Schnittstelle, welche ausgebildet ist, vorzugsweise mit einer Standartkommunikation gemäß einem gängigen Konzept wie z.B. 2G, 3G, 4G (LTE), oder 5G eine Kommunikation unter Teilnehmern herzustellen, bzw. zumindest Teilspezifikationen einer Standartkommunikation gemäß einem gängigen Konzept wie z.B. 2G, 3G, 4G (LTE), oder 5G zu erfüllen (Senden und Empfangen, ODER Senden, ODER Empfangen, jeweils mit der gängigen Datenübertragungsrate gemäß Spezifikation).
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- mehrspurige Fahrbahn
- 100
- Fahrzeug
- 100.1
- Beleuchtungseinrichtung / Scheinwerfer
- 100.2
- Lichtaussendung eines Scheinwerfers / ausgesendetes Lichtspektrum bzw. ausgesendetes Frequenzspektrum in Form von „weißem Licht“
- 100.3
- Fahrzeug-Dachknoten-Bereich
- 102
- Anregungsereignis
- 104
- Sensorik
- 106
- Optisches Umgebungserfassungssystem / Kamera
- 106.1
- Erfassungsrichtung / Erfassungscharakteristik des optischen Umgebungserfassungssystems, gerichtet auf den Erfassungsbereich (115)
- 107
- Kommunikationsschnittstelle
- 108
- fahrzeuginterne Schnittstelle / Busverbindung
- 110
- Vorrichtung
- 112
- Stationäres Verkehrsüberwachungssystem / Infrastrukturanlage
- 114
- Laserscanner / Sendeeinrichtung (Muster und/oder Signal für Kommunikation / Kommunikationsschnittstelle)
- 114.1
- Erfassungsrichtung / Erfassungscharakteristik des Laserscanners, gerichtet auf den Erfassungsbereich (115)
- 115
- Erfassungsbereich
- 116
- Signal / Sendesignal (z.B. Laser-Signal / elektromagnetisches Signal)
- 117
- vom Fahrzeug (100) zurückgestreutes Empfangssignals
- 118
- Kommunikationsschnittstelle
- 120
- Antwortsignal / Kommunikationssignal
- 130
- Fahrbahn
- a
- Entfernung zwischen Infrastrukturanlage zum Fahrzeug