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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle, ein Speichermedium, ein Computerprogramm sowie ein System zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine zumindest teilweise automatisierte Analyse des Zustands einer Fahrbahn.
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Heutzutage wird das Autobahnnetz mit Spezialfahrzeugen vermessen, um dessen Zustand zu kontrollieren. Abhängig vom Zustand können dann geeignete Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen eingeleitet werden. Die Verwendung von Spezialfahrzeugen erfordert hohe Investitionen. Zudem wird jeder Autobahnabschnitt des Autobahnnetzes durchschnittlich nur einmal in mehreren Jahre vermessen, so dass es zu großen Verzögerungen bei den Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen kommen kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle, ein Speichermedium sowie ein Computerprogramm zum Ausführen des Verfahrens, und ein System zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle anzugeben. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Erkennung und/oder Prädiktion des Zustands einer Fahrbahnstelle zu ermöglichen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine verbesserte Prädiktion einer Zustandsveränderung einer Fahrbahnstellen und/oder zweckmäßiger Maßnahmen im Zusammenhang mit (z.B. möglichen, räumlich begrenzten, lokalen) Straßenschäden zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle angegeben. Das Verfahren umfasst ein Erfassen von ersten Daten kennzeichnend eine Fahrbahnstelle mittels eines ersten Fahrzeugs; ein Erfassen von zweiten Daten kennzeichnend die Fahrbahnstelle mittels eines zweiten Fahrzeugs; und ein Ermitteln einer Information betreffend den Zustand der Fahrbahnstelle abhängig von den ersten Daten und den zweiten Daten.
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Erfindungsgemäß kann eine Schwarmintelligenz aus einer Vielzahl von Fahrzeugen geschaffen werden, um gemeinsam Daten zu einer Fahrbahn zu erfassen. Dabei können Daten unter Verwendung von Sensoren mehrerer Fahrzeuge abhängig voneinander bzw. in einer koordinierten Art und Weise erfasst werden. Dies kann derart erfolgen, dass die entsprechenden Datensätze daraufhin zu einer hinreichend verlässlichen Informationen aggregiert werden können. Dies bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Beispielsweise wird dieselbe Fahrbahnstelle von mehreren (bestimmten) Perspektiven (z.B. Abstand und/oder Winkel) durch mehrere Fahrzeuge sensorisch erfasst. Insbesondere können die Perspektiven derart gewählt werden, dass für den gegebenen Fall Daten erfasst werden, die zusammen einen Rückschluss auf den Zustand der Fahrbahnstelle, insbesondere eine unter der Oberfläche befindliche Schicht, ermöglichen. Im Ergebnis kann eine verbesserte Erkennung und/oder Prädiktion des Zustands einer Fahrbahnstelle ermöglicht werden.
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Der Begriff Fahrzeug ist insbesondere als ein Straßenfahrzeug, z.B. PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen aufzufassen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung. Besonders bevorzugt kann das Verfahren mittels bzw. im Rahmen einer Fahrzeugflotte, z.B. einer sogenannten Kundenflotte, ausgeführt werden. Es können Fahrzeuge, die (z.B. an sich und/oder zum Zeitpunkt ihrer Zulassung) zumindest überwiegend für einen anderen Zweck als die Erfassung der beschriebenen Information eingerichtet waren bzw. sind, verwendet oder mitverwendet werden. Es können z.B. von Kunden bzw. Endverbrauchern (z.B. für private oder geschäftliche sowie ohnehin notwendige Fahrten) genutzte Fahrzeuge sein. Daher müssen keine zusätzlichen Fahrten ausgeführt werden, sodass die Erfindung zu einem Vorteil für die Umwelt und Wirtschaft führen kann.
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Das Verfahren zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle kann ein Verfahren zum Bereitstellen der Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle umfassen oder sein. Es kann ein vom Bedarf und/oder von einer Abfrage abhängiges Bereitstellen der Information sein. Beispielsweise können (z.B. je nach Bedarf oder Vermutung) nur bestimmte Informationen bzw. Informationen zu bestimmten Fahrbahnstellen bzw. Arten von Fahrbahnstellen ermittelt bzw. prädiziert werden. Die Information betreffend den Zustand zumindest eines Fahrbahnabschnitts kann in Form von Codes (z.B. kennzeichnend für einen oder mehrere unterschiedliche Maße des Zustands) ermittelt und/oder verarbeitet werden. Insbesondere werden die Informationen zu einer Vielzahl von Fahrbahnstellen ermittelt. Die Informationen zu unterschiedlichen Fahrbahnbereichen können untereinander und/oder mit vorgebbaren Grenzwerten bzw. Normwerten vergleichbar sein bzw. verglichen werden.
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Der Zustand der Fahrbahnstelle kann sich ganz oder vorrangig auf die Bausubstanz, insbesondere eine oder mehrere an oder unterhalb der Oberfläche der Fahrbahn befindlichen Schichten beziehen. Bei einer Prädiktion kann die Information einen prädizierten Zustand, insbesondere ein Maß der Veränderung des Zustands des Fahrbahnabschnitts kennzeichnen. Beispielsweise kann ein erwarteter Zustand bzw. eine Zustandsveränderung der Fahrbahnstelle etwa in der nächsten Saison, im nächsten Jahr oder Jahrzehnt prädiziert werden. Beispielsweise kann die Information einen Gradient der erwarteten Veränderung des Zustands des Fahrbahnabschnitts kennzeichnen. Ein solcher Gradient kann sich auf eine zeitabhängige Größe und/oder auf eine raumabhängige Größe beziehen. Beispielsweise kann die Information kennzeichnen, wie schnell und/oder mit welcher räumlichen Ausbreitung sich der Zustand der einen oder mehreren Fahrbahnstellen (zumindest voraussichtlich) verändern, insbesondere verschlechtern wird. Dabei können sich zusätzliche Vorteile bei der weiteren Verarbeitung bzw. Verwendung der Information ergeben.
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Vorzugsweise umfassen die Fahrzeuge jeweils eine Umgebungssensorik, die eingerichtet ist, um die ersten Daten und die zweiten Daten („Umfelddaten“) zu erfassen. Vorzugsweise umfasst die Umgebungssensorik wenigstens ein LiDAR-System und/oder wenigstens ein Radar-System und/oder wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens ein Ultraschall-System und/oder wenigstens einen Laserscanner. Es können Umfeldsensoren sein, die an sich für einen anderen Zweck eingerichtet sind. Die Umgebungssensorik kann die ersten Daten bzw. die zweiten Daten bereitstellen, die einen Umgebungsbereich des entsprechenden Fahrzeugs abbilden.
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Bevorzugt werden die Fahrzeuge bzw. Umfeldsensoren eingerichtet, die Erfassung von ersten Daten und/oder zweiten Daten zu veranlassen und/oder auszuführen. Es können auch die Erfassungen bzw. die Daten sein, die im Wesentlichen keinen Verwendungszweck in dem jeweiligen Fahrzeug haben bzw. finden. So kann ein Aussenden der elektromagnetischen Wellen eines Lidarsensor und/oder eines Radarsensor erfolgen, die (im Rahmen eines Fahrzeugs und/oder Fahrzeugsystems) keinen bzw. keinen unmittelbaren funktionalen Nutzen (z.B. gegenüber dem Nutzer des Fahrzeugs) aufweisen. Mit anderen Worten kann z.B. veranlasst werden, dass ein Lidar oder Radar eine Messung ausführt (vereinfacht ausgedrückt: „feuert“), die zu keiner Fahrzeugfunktion beiträgt bzw. alternativ oder zusätzlich zum Ausführen des Verfahrens erfolgt. Ebenso können die Bilderfassungen mittels einer oder mehreren Kameras des (ersten und/oder zweiten) Fahrzeugs veranlasst bzw. ausgeführt werden.
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Das Ermitteln einer Information betreffend den Zustand, insbesondere den Zustand der Substanz, einer Fahrbahnstelle kann auf Basis der ersten Daten und den zweiten Daten mittels einer Verarbeitung (insbesondere auch zu verstehen: Aggregation) der ersten Daten und der zweiten Daten, insbesondere in einem Backend erfolgen.
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Dabei können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten (z.B. teilweise oder überwiegend) kennzeichnend die Oberfläche bzw. einen obere Schicht der Fahrbahnstelle sein. Bevorzugt wird auf Basis der ersten Daten und der zweiten Daten ein Rückschluss auf die unter der Oberfläche liegende Schicht der Fahrbahnstelle, insbesondere die Bausubstanz, Veränderung der Bausubstanz (z.B. innerhalb eines gewissen vergangenen Zeitraums), und/oder eine Prädiktion der Veränderung der Bausubstanz (z.B. Zeitpunkt zur notwendigen und/oder wirtschaftlich sinnvoller Wartung) durchgeführt.
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Die ermittelte Information kann zum Ausführen einer Maßnahme im Zusammenhang mit der Fahrbahnstelle verarbeitet und/oder verwendet werden. Die Information bzw. die Maßnahme kann bevorzugt die Kartierung und/oder Wartung der Fahrbahn, betreffen. Diese können die Straßen-Infrastruktur und/oder einen Flottenbetrieb betreffen bzw. entsprechenden Bezug aufweisen.
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Insbesondere kann die Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle (nachfolgend auch „Information“ genannt) diverse Aspekte des Zustands der Fahrbahnstelle kennzeichnen, insbesondere repräsentieren. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Information (auch zu verstehen als Information auf Basis der Information) um eine Interpretation des Zustands der Fahrbahnstelle.
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Bei der Fahrbahnstelle kann sich um einen z.B. in Bezug auf die Spurbreite und/oder Anmessungen eines Fahrzeugs sehr kleinen Abschnitt handeln, insbesondere flächenmäßig gleich oder kleiner als 5, 2, 1 oder 0,5 qm. Eine oder mehrere Fahrbahnstellen sind insbesondere als Fahrbahnstellen zu verstehen, die weniger als 10, 5, 1, 0,5, oder 0,1 % der gesamten Fläche der Fahrbahn bzw. des Straßennetzes ausmachen. Dabei können besonders problematische (z.B. baufällige oder in einigen Jahren baufällige bzw. schwer zu reparierende) Fahrbahnstellen gefunden werden und/oder zweckmäßige Maßnahmen zu den gefundenen Fahrbahnstellen (insbesondere besonders akkurat) ermittelt bzw. zugeordnet werden. Somit kann der Aufwand zur Wartung der Fahrbahn wesentlich reduziert werden und/oder das Risiko, unvorteilhafte bzw. gefährliche Fahrbahnstellen nicht oder zu spät zu identifizieren wesentlich reduziert werden.
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Bei der Fahrbahnstelle kann es sich um eine Fahrbahnstelle handeln, die wenigstens ein (erstes) Kriterium (z.B. ein vorausbestimmtes, für eine bestimmte Art von Fahrbahnstellen bzw. für eine bestimmte Fahrbahnstelle geltendes, ermitteltes und/oder dynamisch aktualisiertes Kriterium) erfüllt. Beispielsweise können für Fahrbahnen unterschiedlicher Arten, z.B. im urbanen Bereich, auf Landstraßen und/oder Schnellstraßen, (jeweils) unterschiedliche (erste) Kriterien angewandt werden. Dabei können (spätestens im Ergebnis) Fahrbahnstellen bzw. Maßnahmen gefunden werden, die (z.B. unter Berücksichtigung sonstiger Bedingungen) eine gewisse Annäherung an das Optimum bieten, insbesondere einem Optimum entsprechen.
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Beispielsweise kann es sich um eine auffällige Fahrbahnstelle oder ein Fahrbahnstelle, bei der bereits eine Vermutung besteht, dass dort eine Baufälligkeit und/oder Schaden besteht oder sich entwickeln kann, handeln.
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Das wenigstens eine (erste) Kriterium kann sich auf eines oder mehrere der folgenden Merkmale der Fahrbahnstelle beziehen:
- - Helligkeit und/oder Farbe und/oder Texturen oder Anteile von Texturen; und/oder
- - Kontrast, insbesondere innerhalb der Fahrbahnstelle und/oder in Bezug auf eine benachbarte Fahrbahnstelle in Bezug auf Helligkeit und/oder Farbe und/oder Texturen; und/oder
- - Höhenprofil und/oder Reibwert; und/oder
- - Kontrast, insbesondere innerhalb der Fahrbahnstelle und/oder in Bezug auf eine benachbarte Fahrbahnstelle in Bezug auf ein Höhenprofil und/oder einen Reibwert.
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Das wenigstens eine (erste) Kriterium kann sich auf eine Abweichung und/oder Gradienten einer (qualitativen und/oder quantitativen) Eigenschaft der Fahrbahnstelle von ihrer Umgebung (z.B. von einer oder mehreren umgebenden Fahrbahnstellen) beziehen. Ferner können mehrere erste Kriterien (z.B. gemäß einer Formel und/oder Gewichtung) angewandt bzw. berücksichtigt werden. Es kann eine Fahrbahnstelle sein, die z.B. zumindest einen bestimmten Wert und/oder Gradienten betreffend eine Helligkeit und/oder Farbe und/oder Texturen oder Anteile von Texturen aufweist.
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Das wenigstens eine (erste) Kriterium kann in einigen Ausführungsformen mit Mitteln des ersten Fahrzeugs und/oder zweiten Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann die Fahrbahnstelle und/oder das Objekt durch eine Vibration erkannt werden, die ein Fahrzeug beim Befahren des Abschnitts erfährt und erfasst. Ergänzend oder alternativ kann das wenigstens eine (erste) Kriterium abhängig von Kartendaten erkannt werden. Das wenigstens eine (erste) Kriterium kann sich beispielsweise auf die Fahrbahnstelle und/oder auf den Unterschied beziehen, den die Fahrbahnstelle, z.B. im Vergleich zu einem Normwert, Durchschnittswert und/oder zu ihrer Umgebung (z.B. umgebenden Fahrbahnstellen) aufweist.
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Insbesondere dient das wenigstens eine (erste) Kriterium für eine Auswahl, insbesondere eine Vorauswahl, von Fahrbahnstellen, auf die ein oder mehrere weitere Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet werden. Wird eine Fahrbahnstelle (vorerst) als (gemäß eines oder mehrerer erster Kriterien) als auffällig erkannt, können ein oder mehrere weitere Schritte des Verfahrens angewendet und/oder entsprechend konfiguriert bzw. in einer angepassten Form ausgeführt werden.
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Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelte Information kann kennzeichnend sein für:
- - einen Zustand einer Fahrbahnstelle bzw. Diagnoseinformation zur Fahrbahnstelle;
und/oder
- - eine (zweckmäßige mehr oder minder konkrete, qualitative und/oder quantitative) auszuführende Maßnahme, insbesondere Baumaßnahme oder Pflegemaßnahme betreffend die Substanz der Fahrbahnstelle und/oder die Straße; und/oder
- - eine (zweckmäßige mehr oder minder konkrete, qualitative und/oder quantitative) auszuführende Maßnahme betreffend ein oder mehrere Fahrzeuge im Zusammenhang mit dem Befahren der Fahrbahnstelle.
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Insbesondere kann die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelte Information kennzeichnend sein für eine Veränderung und/oder Maßnahme, die zu einer verbesserten Wartung der Fahrbahnstelle und/oder einem verbesserten Umgang führt oder voraussichtlich führen wird, z.B. mit einer gewissen oder überdurchschnittlichen Wahrscheinlichkeit.
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Ergänzend oder alternativ kann die Information Positionsinformationen und/oder Karteninformation umfassen und die Fahrbahnstelle zum Beispiel mit einem gewissen Grad der Baufälligkeit, einem Risiko und/oder einer zu treffenden Maßnahme kennzeichnen.
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In einigen Ausführungsformen können die ersten Daten mittels mehrerer erster Fahrzeuge ermittelt werden, und die bereits verarbeiteten ersten Daten und die zweite Daten können für einen weiteren Verarbeitungsschritt als die ersten Daten gelten. Dabei können die jeweils weiteren Daten zweite Daten sein bzw. als die zweite Daten fungieren. Beispielsweise können mehr als 2, 4, 8, 16 oder 32 Sensorerfassungen erfolgen. Anders gesagt kann die Information auf mehr als 2, 4, 8, 16 oder 32 entsprechenden Datensätzen basieren.
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In diesem Fall kann das Verfahren adaptiv gestaltet sein: Es können bei einer bestimmten Fahrbahnstelle und/oder einem bestimmten Objekt (sozusagen im konkreten Fall oder Sonderfall) die jeweils zweckmäßige Anzahl, Art, Parameter der Sensorerfassungen und/oder Verarbeitungen ausgeführt werden. Diese können je nach Fall z.B. zwischen 2 und 2000 sein. Dadurch kann eine sonst nicht übertragbare und nicht verarbeitbare Flut von Daten vermieden werden.
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In einigen Ausführungsformen kann die Information mit entsprechenden Positionsinformationen und/oder mittels einer digitalen Karte bzw. auf einer digitalen Karte bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise erfolgt das Erfassen der zweiten Daten und/oder ein Verarbeiten der zweiten Daten, insbesondere zusammen mit den ersten Daten, abhängig von einer Auswertung der ersten Daten. Insbesondere kann das Erfassen derselben Fahrbahnstelle mittels des zweiten Fahrzeugs und/oder das Verarbeiten der erfassten Daten, insbesondere zusammen mit den ersten Daten, abhängig von einer Auswertung der ersten Daten erfolgen. Damit kann z.B. im Backend oder mittels des Backend auf Basis der ersten Daten entschieden werden auch die zweite Daten, insbesondere bestimmte zweite Daten mittels eines oder mehrerer (z.B. bestimmter) zweiter Fahrzeuge, zu erfassen.
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Vorzugsweise erfolgt das Erfassen der Fahrbahnstelle, insbesondere mittels eines zweiten Fahrzeugs, durch:
- - einen Sensor; und/oder
- - eine vorbestimmten Sensoreinstellung und/oder wenigstens einen vorbestimmten Sensorparameter; und/oder
- - ein Erfassen der Fahrbahnstelle aus einer vorbestimmten Position und/oder unter einem Winkel und/oder perspektivisch.
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Dabei können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten mit einer Umfeldsensorik des entsprechenden Fahrzeugs erfasst werden, beispielsweise mit speziellen von der Erfassung der Fahrzeugumgebung abweichenden Parametern, wobei die Umfeldsensorik insbesondere kurzzeitig entsprechend angesteuert und/oder parametriert werden kann.
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Bei dem Winkel handelt es sich bevorzugt um einen Winkel zu einer horizontalen Achse. Ergänzend oder alternativ kann auch ein Winkel zu einer vertikalen Achse (sozusagen ein Neigungswinkel) bestimmt werden.
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Die oben genannten Merkmale für die Erfassung können weiter im weiteren Verlauf des Dokuments als „Parameter der Erfassung“ oder „Parameter der Triggerbedingung“ (mit der die Erfassung durch ein zweites Fahrzeug veranlasst wird) bezeichnet werden. Die jeweiligen Merkmale bzw. Parameter verstehen sich insbesondere als jeweilige (zweckmäßig gewählte) Wertebereiche oder Werte.
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In einem vereinfachten Fall kann (z.B. im Backend) abhängig von den ersten Daten (die z.B. bereits erfasst und/oder verarbeitet sind, oder erst geplant sind) eine Triggerbedingung für eines oder mehrere zweite Fahrzeuge erzeugt und/oder an das Fahrzeug übermittelt werden. Die Triggerbedingung kann das Erfassen der zweiten Sensordaten mit den entsprechenden Parametern (z.B. kennzeichnend eine oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale) veranlassen.
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Beispielsweise kann je nach Fahrbahnstelle gemäß des ersten Kriteriums ermittelt werden, dass z.B. zur Vervollständigung der Daten, Erhöhung der Genauigkeit und/oder der Konfidenz eine (weitere) Erfassung der Fahrbahnstelle mit einem weiteren Sensor und/oder nach einem anderen physikalischen Prinzip und/oder bei anderen Randbedingungen erforderlich oder zweckmäßig ist. Daraufhin können eine oder mehrere sensorische Erfassungen durch (weitere) zweite Fahrzeuge veranlasst werden, die zweckmäßig und/oder zielführend sind.
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Fall zum Beispiel eine nicht hinreichende Präzision oder Konfidenz in Bezug auf eine dreidimensionalen Beschaffenheit, einen Erosionsprozess etc. vorliegt, kann eine Sensorerfassung bei einer anderen Umgebungsbedingung veranlasst werden.
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Beispielsweise können durch die Verarbeitung (insbesondere Aggregation) von Datensätzen für unterschiedliche (insbesondere automatisch ergänzend zueinander gewählte) Positionen, Winkel und/oder Perspektiven, und/oder Umgebungsbedingungen, insbesondere Lichtparameter, Feuchtigkeitsparameter und/oder Temperaturen, vollständige, präzise und/oder sichere Information ermittelt bzw. Prädiktionen generiert werden.
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Für die Wahl bzw. Einstellung der Erfassungsperspektive können eine oder mehrere (relative) Winkel und/oder Abstände in Relation zu einer oder mehreren Straßenmarkierungen, Spuren, Straßeninfrastrukturen (z.B. Fahrbahnbegrenzungen, Leitplanken, Ampeln) und/oder Bauwerken in der Umgebung ermittelt werden. Beispielsweise kann die Fahrbahnstelle mit dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug, die jeweils in einem unterschiedlichen Querabstand zu einer Spurmitte bzw. Spurenlinie fahren, erfasst werden. Dadurch kann der lateraler Unterschied der ersten sensorischen Erfassung und der zweiten sensorischen Erfassung mehr als 0,5, 0,8, 1, 1,5, oder 2,5 Meter betragen.
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Ferner kann das Verfahren auch umfassen, dass (z.B. zumindest teilweise automatisiert fahrbare) Fahrzeuge im Rahmen des Verfahrens derart gesteuert werden, dass die entsprechenden Bedingungen für die erforderlichen Positionen und/oder Perspektiven für die sensorischen Erfassungen (zu zumindest einem Zeitpunkt) erfüllt werden.
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Vorzugsweise werden die ersten Daten und die zweiten Daten mittels wenigstens eines neuronalen Netzes, insbesondere in einem Backend, verarbeitet. Dabei können die ersten Daten und die zweiten Daten (bevorzugt die Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen betreffend dieselbe Fahrbahnstelle auf der Fahrbahn) an der Eingangsschicht des neuronalen Netzes eingelesen werden. Dabei kann die Information kennzeichnend eine Eigenschaft der Fahrbahnstelle abhängig von der Ausgangsschicht des neuronalen Netzes ermittelt werden.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiter ein Trainieren des wenigstens einen neuronalen Netzes basierend auf:
- - einer Vielzahl von Daten kennzeichnend jeweils eine Fahrbahnstelle aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Fahrbahnstellen; und
- - einer Information über eine Veränderung eines Zustands der jeweiligen Fahrbahnstelle.
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Beispielsweise wird das wenigstens eine neuronale Netz wie folgt trainiert:
- - mit Daten (z.B. in einer analogen Art und Weise ermittelt) diverser Fahrbahnstellen; und
- - mit Daten kennzeichnend eine darauffolgende (vergleichsweise langfristige, z.B. innerhalb mehrerer Monate oder Jahre) Veränderung des Zustands der entsprechenden Fahrbahnstellen, insbesondere der Bausubstanz von Fahrbahnstellen; Das wenigstens eine neuronale Netz wird also darauf trainiert, anhand der ersten Daten und der zweiten Daten zu prädizieren, wie der Zustand der Fahrbahnstelle unter seiner Oberfläche ist und/oder was mit der Fahrbahnstelle im Laufe der Zeit (z.B. in einigen Monaten und/oder Jahren) passieren wird.
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Insbesondere kann ein wirtschaftliches Optimum für Wartungs- bzw. Reparaturmaßnahmen (z.B. in Bezug auf die bestimmte Fahrbahnstelle und/oder einen ganzen Fahrbahnabschnitt mit vielen potenziell kritischen Fahrbahnstellen) ermittelt (auch zu verstehen: gefunden) werden. Hierfür kann eine Datenbankinformation (z.B. betreffend eine Vielzahl von Fahrbahnstellen und deren Veränderung aus der Vergangenheit) gesammelt und zum Trainieren des wenigstens einen neuronalen Netzes verwendet werden. Dabei kann das wenigstens eine neuronale Netz basierend auf mit mehreren unterschiedlichen Erfassungsparametern erfassten Daten trainiert werden, aus den erfassten ersten Daten und zweiten Daten die Information zu ermitteln oder einen Beitrag dazu zu leisten. Der Begriff Optimum bzw. Optimierung ist im Rahmen des vorliegenden Dokuments insbesondere so zu verstehen, dass eine zweckmäßige Annäherung an ein (ggf. lediglich theoretisches) Optimum erfolgt und/oder eine Abweichung vom Optimum in einer zweckmäßigen Art und Weise reduziert wird.
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Vorzugsweise erfolgt ein Veranlassen des Erfassens der Daten kennzeichnend die Fahrbahnstelle, insbesondere ein Ermitteln wenigstens eines Parameters für die Erfassung der ersten Daten und/oder der zweiten Daten, mit dem wenigstens einen neuronalen Netz, insbesondere abhängig von einer Ausgangschicht des wenigstens einen neuronalen Netzes. Dabei kann das neuronale Netz trainiert und/oder betrieben werden, um die Parameter der Erfassung der ersten Daten und/oder der zweiten Daten, insbesondere der zweiten Daten, abhängig von den ersten Daten zu bestimmen oder anzupassen. Anders gesagt kann das neuronale Netz selbst entscheiden, welche Sensordaten bzw. Messungen es (ggf. auch von welchen Fahrzeugen) braucht. Dabei kann auch das gesamte System auf Effizienz trainiert werden. Dabei können eines oder mehrere objektive Kriterien für die Effizienz vorgebbar sein.
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Vorzugsweise wird das wenigstens eine neuronale Netz trainiert und/oder betrieben das Erfassen der zweiten Daten derart zu veranlassen, und/oder die Verarbeitung der zweiten Daten, insbesondere zusammen mit den ersten Daten, zu steuern oder auszuführen, so dass ein bestimmtes Merkmal der verarbeiteten Information, insbesondere betreffend Vollständigkeit, Präzision und/oder Konfidenz der Information, angestrebt oder erreicht wird.
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Beispielsweise kann das neuronale Netz trainiert und/oder betrieben werden, um Eigenschaften der ersten Daten und/oder der zweiten Daten (insbesondere abhängig von den ersten Daten) zu ermitteln, die erforderlich, zweckmäßig und/oder gemäß einer Prädiktion zielführend sind, um ein bestimmtes Merkmal der verarbeiteten Daten zu erreichen.
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Daraufhin kann abhängig von den ermittelten Eigenschaften die Erfassung und/oder Verarbeitung der Datensätze mit den Eigenschaften veranlasst werden.
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Beispielsweise kann das neuronale Netz trainiert und/oder betrieben werden, um für eine (bestimmte) Fahrbahnstelle einen (möglichst zielführenden) ersten Parameter der ersten Erfassung und/oder zweiten Parameter der zweiten Erfassung zu bestimmen.
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Insbesondere kann das neuronale Netz trainiert und/oder betrieben werden, um eine (im jeweiligen Fall bzw. Sonderfall möglichst zweckmäßige, verbesserte und/oder optimierte) Kombination aus Eigenschaften der ersten Daten und Eigenschaften der zweiten Daten zu ermitteln.
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Daraufhin können die entsprechenden Erfassungen und/oder eine entsprechende Verarbeitung z.B. durch mehrere Fahrzeuge veranlasst werden. Dabei können Parameter der ersten Erfassung und/oder Parameter der zweiten Erfassung (z.B. aus den angestrebten Eigenschaften der ersten Daten, der zweiten Daten und/oder der verarbeiteten Daten) ermittelt und die entsprechende Erfassungen z.B. durch unterschiedliche Fahrzeuge veranlasst werden.
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Beispielsweise kann ermittelt und/oder prädiziert und/oder berücksichtigt werden, ob, wie viele und/oder auf welche Weise ausgestattete Fahrzeuge zumindest voraussichtlich in der Umgebung der Fahrbahnstelle aktuell vorhanden sind, sich befinden werden und/oder sich auf die Fahrbahnstelle (z.B. aus einer bestimmten Richtung, unter einem bestimmten Winkel und/oder mit einer bestimmten Geschwindigkeit) zubewegen oder zubewegen werden. Diese Information kann vorteilhaft berücksichtigt werden.
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Beispielsweise wird vorab z.B. zuerst rechnerisch eine Kombination aus der noch auszuführenden ersten Erfassung mit ersten Parametern und der noch auszuführenden zweiten Erfassung mit zweiten Parametern ermittelt oder gebildet, wobei die Kombination zumindest voraussichtlich und/oder möglichst schnell und/oder mit geringstem Aufwand zu den gewünschten verarbeiteten Daten führt.
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Eine derartige Kombination kann z.B. umfassen oder sein:
- - eine erste Erfassung mit einem ersten Sensor (z.B. Radar oder LIDAR) und/oder in einem ersten Betriebsmodus des Sensors (z.B. Abstrahlung der elektromagnetischen Wellen bzw. des Lichts); und/oder aus einer ersten Position, einem ersten Winkel und/oder einer ersten Perspektive; und
- - eine zweite Erfassung mit einem zweiten Sensor (z.B. Kamera) und/oder in einem ersten Betriebsmodus des Sensors (z.B. bei einer bestimmten Lichtwellenlänge); und/oder aus einer zweiten Position, einem zweiten Winkel und/oder einer zweiten Perspektive.
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Beispielsweise kann eine entsprechend konfigurierte Triggerbedingung an Fahrzeuge in der Umgebung der Fahrbahnstelle übermittelt werden. Die Triggerbedingung veranlasst die Erfassung nur oder vorrangig nur dann, wenn die entsprechenden Parameter (z.B. im bestimmten ersten bzw. zweiten Wertebereich) erkannt werden.
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Bei einer ersten Variante des Verfahrens muss nicht jedes Fahrzeug die entsprechenden Bedingungen erfüllen. Dabei können die Triggerbedingungen derart verteilt werden, dass diese bei den Fahrzeugen in der Umgebung der Fahrbahnstelle (z.B. an bestimmten Koordinaten) zu einer Auslösung des Erfassungsvorgangs führen, wenn die Triggerbedingungen zutreffen.
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Bei einer zweiten Variante des Verfahrens kann ein (zweites) Fahrzeug z.B. hinsichtlich eines Parameters seiner Spurführung, Geschwindigkeit, etc. angesteuert werden, um die passenden zweiten Daten zu erzeugen.
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Vorzugsweise werden die zweiten Daten abhängig von einem Ergebnis der Verarbeitung der ersten Daten verarbeitet.
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Dabei können die auf die zweiten Daten anzuwendenden Verarbeitungsschritte (z.B. Algorithmen, rechnerische Prozeduren, Parameter der Verarbeitung, digitale Filter, Formeln, Matrizen und/oder sonstige mathematische Zusammenhänge) abhängig von den ersten Daten variiert werden.
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Beispielsweise können die ersten Daten und die zweiten Daten, die sich zumindest teilweise auf dieselbe Fahrbahnstelle beziehen, zusammen und/oder abhängig voneinander verarbeitet werden. Bevorzugt ist die Verarbeitung derart zu verstehen, dass zumindest ein Verarbeitungsschritt sowohl auf die ersten Daten als auch auf die zweiten Daten angewandt wird. Insbesondere werden die ersten Daten und die zweiten Daten (nicht oder nicht nur gleichzeitig, sondern auch) miteinander und/oder untereinander verarbeitet.
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Die resultierende Information kann dabei nicht oder nicht nur abhängig von einem Ergebnis einer Einzelauswertung der ersten Daten und/oder der zweiten Daten ermittelt werden, sondern bevorzugt auch abhängig von der Verarbeitung der ersten Daten und der zweiten Daten (also zusammen, untereinander und/oder abhängig voneinander).
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Die Verarbeitung der ersten Daten und/oder der zweiten Daten kann eine Erkennung eines (ggf. bestimmten) Musters in den ersten Daten und Ausführen einer Mustererkennung in den zweiten Daten abhängig von dem in den ersten Daten erkannten Muster umfassen.
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Ergänzend oder alternativ kann die Verarbeitung eine Mustererkennung (z.B. eine Suche nach einem bestimmten Muster) in Daten, welche die ersten Daten (also Daten auf Basis der ersten Daten) und die zweiten Daten (Daten auf Basis der ersten Daten) bzw. ein Muster zwischen den ersten Daten und den zweiten Daten, umfassen.
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Unter dem Begriff „Verarbeitung“ kann insbesondere ein Abgleich der ersten Daten (oder von aus den ersten Daten abgeleiteten Daten) und der zweiten Daten (oder von aus den zweiten Daten abgeleiteten Daten) aufgefasst werden. Unter dem Begriff „Verarbeitung“ und insbesondere unter dem Begriff „Abgleich“ der Daten können diverse vorausbestimmte Algorithmen, z.B. eine Anwendung eines vorausbestimmten mathematischen Zusammenhangs (z.B. Logik, Funktion, Parameter, Kennlinien, Koeffizienten etc. einer vorbestimmten Formel) verstanden werden. Beispielsweise kann der Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten das Ermitteln einer Korrelation und/oder eines ersten Musters in den ersten Daten, eines zweiten Muster in den zweiten Daten, einen Abgleich der Muster und dergleichen umfassen.
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Vorzugsweise werden die ersten Daten und/oder die zweiten Daten abhängig von einem Fahrgeräusch beim Befahren der Fahrbahnstelle durch das erste Fahrzeug und/oder das zweite Fahrzeug ermittelt und/oder verarbeitet. Ein Fahrgeräusch bzw. die entsprechenden Sensordaten (z.B. von einem Mikrophon) des Fahrzeugs kann/können als eine (zusätzliche) Information verwendet werden. Diese Daten können die ersten und zweiten Daten sein und/oder beim Ermitteln der ersten Daten und/oder zweiten Daten berücksichtigt werde. Ergänzend oder alternativ kann dieses Merkmal auch als das erste Kriterium verwendet werden.
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Vorzugsweise wird die ermittelte Information betreffend mehrere Fahrbahnstellen verarbeitet, wobei die verarbeitete Information eine verbesserte, insbesondere optimierte Maßnahme im Maßstab eines Straßenabschnitts oder Straßennetzabschnitts kennzeichnet.
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Dabei können die ermittelten Informationen (diesmal zu unterschiedlichen Fahrbahnabschnitten) z.B. an ein Backend für eine Verarbeitung bzw. Verwendung übermittelt werden. Diese können derart verarbeitet werden, dass eine, insbesondere zeitliche, Priorisierung von Maßnahmen ermittelt werden kann. Die Verarbeitung kann als eine z.B. mathematische Optimierung ausgeführt werden. Diese kann mittels einer zweckmäßig gewählten Kostenfunktion und/oder mittels eines entsprechend eingerichteten neuronalen Netzes ausgeführt werden.
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Ergänzend oder alternativ können die Informationen an eines oder mehrere Fahrzeuge übermittelt werden, insbesondere an Fahrzeuge, für die ermittelt wurde, dass diese z.B. den Straßenabschnitt befahren oder zumindest potenziell oder wahrscheinlich (z.B. als eine mögliche Route) befahren werden.
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Die Informationen können in einer zweckmäßig angepassten bzw. verarbeiteten Form durch die Fahrzeug verwendet werden, insbesondere zum Betreiben zumindest einer Funktionalität des Fahrzeugs, z.B. eines Fahrerassistenzsystems oder einer Funktionalität betreffen ein zumindest teilweises automatisiertes Fahren und/oder Parken.
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Die Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle kann alternativ oder zusätzlich kennzeichnend sein für Fahrbahnstellen, insbesondere für Positionen der Fahrbahnstellen (z.B. absolute und/oder relative Positionen, Geopositionen von Fahrbahnstellen etc.), für die ein oder mehrere bestimmte (z.B. wählbare, vorgebbare) Kriterien gelten oder (zumindest wahrscheinlich bzw. gemäß der Prädiktion) in der Zukunft gelten werden. Beispielsweise kann die Information kennzeichnend Fahrbahnstellen erzeugt werden, für welche ein Kriterium in Bezug auf den aktuellen und/oder prädizierten Wert, insbesondere hinsichtlich der Fahrbahnqualität, einem mit der Fahrbahnstelle verbundenen Risiko und/oder einer zweckmäßigen Maßnahme (z.B. einer baulichen Maßnahme) zur Wartung oder Verbesserung der Fahrbahnstelle zutreffen.
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Beispielsweise können (abhängig von den ermittelten Daten) Fahrbahnstellen ermittelt, insbesondere gefunden werden die (z.B. jeweils mehr oder weniger) ein oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Kriterien erfüllen bzw. gemäß der Prädiktion in der Zukunft erfüllen werden:
- - Fahrbahnstellen, für die ein Wert für die Güte der Fahrbahnstelle unter einem bestimmten Schwellwert ermittelt und/oder prädiziert ist;
- - Fahrbahnstellen, von welchen zumindest potenziell ein (z.B. einen Schwellwert übersteigendes und/oder bestimmtes) Risiko ausgeht. Beispielsweise können Fahrbahnstellen ermittelt werden, die beim Befahren durch bestimmte (z.B. schwere und/oder schnelle) Fahrzeuge zu einem unerwünschten Ereignis führen können;
- - Fahrbahnstellen, für die eine bestimmte Maßnahme (z.B. besonders dringend) erforderlich ist.
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Im Verfahren können Fahrbahnstellen gefunden werden und/oder Parameter, und es können Merkmale und/oder Abweichung von bestimmten bzw. vorgebbaren Grenzwerten (z.B. einer oder mehreren Normen) der Fahrbahnstellen ermittelt und/oder prädiziert werden.
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Durch das Verfahren kann ermöglicht werden, derartige Fahrbahnstellen bzw. Parameter, Merkmale und/oder Abweichungen zu ermitteln bzw. zu prädizieren, die z.B.
- - nur aus einer ersten Perspektive und/oder nur aus einer zweiten Perspektive;
und/oder
- - nur auf Basis der Bilder in einem sichtbaren Spektrum (z.B. auch nicht durch Menschen); nicht oder nicht hinreichend ermittelbar wären.
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Beispielsweise kann die Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle etwa in Form einer Tabelle und/oder Grafik ermittelt werden, die mehr oder minder kritische Fahrbahnstellen, Risiken und/oder Maßnahmenbedarf (z.B. innerhalb einer Straße, Route oder einem Straßennetzabschnitt) kennzeichnet. Dabei kann, z.B. eine Filterung, Sortierung, Hervorhebung und/oder Visualisierung der Information ausgeführt bzw. ausführbar gemacht werden. Eine derartige Information (bzw. die Darstellungsform der Information) kann ebenfalls als die Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle aufgefasst werden. Beispielsweise kann das Verfahren eine Ausgabe der Information z.B. in einer tabellarischen und/oder grafischen Form umfassen. Dabei können z.B. Fahrbahnstellen und/oder ein Zustand von Fahrbahnstellen hervorgehoben werden, die einem Kriterium entsprechen oder z.B. zumindest voraussichtlich entsprechen werden. Beispielsweise können Fahrbahnstellen und/oder Merkmale von Maßnahmen ausgegeben, insbesondere hervorgehoben werden, die sich vorrangig für eine Investition eignen und/oder bei welchen die Maßnahmen (z.B. in einer über einen Abschnitt des Straßennetzes, insbesondere in einer nach Vorgaben ausgeführten kumulierten Betrachtung) zumindest voraussichtlich zu einer verbesserten, insbesondere optimalen Wirkung führen werden.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Speichermedium mit einem Computerprogramm und/oder Zugriff auf ein Computerprogramm angegeben. Das Speichermedium kann ein Computerprogramm bzw. einen Verweis oder Link auf das Computerprogramm und/oder eine Information, die zur Nutzung des Computerprogramms notwendig oder vorteilhaft ist umfassen. Das Computerprogramm kann eingerichtet sein, um auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle auszuführen.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Software mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle auszuführen, wenn die Software auf einer oder mehreren softwaregesteuerten Einrichtungen abläuft.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle angegeben. Das System umfasst einen oder mehrere Prozessoren; und wenigstens einen Speicher, der mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbunden ist und Anweisungen enthält, die von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, um das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle auszuführen.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle angegeben. Das System ist eingerichtet zum Erfassen von ersten Daten kennzeichnend eine Fahrbahnstelle mittels eines ersten Fahrzeugs; zum Erfassen von zweiten Daten kennzeichnend die Fahrbahnstelle mittels eines zweiten Fahrzeugs; Ermitteln einer Information betreffend einen Zustand der Fahrbahnstelle abhängig von den ersten Daten und den zweiten Daten.
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Das System kann mehrere (erste bzw. zweite) entsprechend eingerichtete Fahrzeuge umfassen. Ferner kann das System eine in einem Backend realisierte Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann zur Ausführung einer zweckmäßigen, insbesondere informationstechnischen Wirkverbindung ausgebildet bzw. eingerichtet sein.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Computerprogramm, insbesondere ein Computerprogrammprodukt, umfassend ein Computerprogramm zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle angegeben, wobei das Computerprogramm ausgebildet ist, bei seiner Ausführung auf zumindest einer Recheneinheit das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Das Computerprogrammprodukt kann mehrere Computerprogramme umfassen, die jeweils an mehreren Prozessoren (z.B. Prozessoren des Systems) ausführbar sind. Durch das Computerprogrammprodukt bzw. das eine oder die mehreren Computerprogramme kann das System betrieben werden. Dabei können die (jeweiligen) Computerprogramme ausgebildet sein, eine insbesondere informationstechnische und/oder funktionale Wirkverbindung zwischen zumindest zwei Teilen des Systems (z.B. einem oder mehreren ersten Fahrzeugen, einem Backend, einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen) aufzubauen und/oder zu betreiben. Beispielsweise kann das Computerprogrammprodukt ein Computerprogramm für erste Fahrzeuge und/oder ein Computerprogramm für zweite Fahrzeuge und/oder ein Computerprogramm für das Backend umfassen. Durch das Computerprogrammprodukt können Schnittstellen, Abfragen, ein Einlesen, ein Übermitteln, und/oder ein Austauschen der (z.B. von bestimmten im vorliegenden Dokument beschriebenen) Daten erfolgen. Dabei kann das Verfahren mittels einer derart verteilten Intelligenz (besonders effektiv) ausgeführt werden.
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Das zumindest eine Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt kann als ein Update eines bisherigen Computerprogramms ausgebildet sein, welches beispielsweise im Rahmen einer Funktionserweiterung, beispielsweise im Rahmen eines sogenannten „Remote Software Update“ die Teile des Computerprogramms bzw. des entsprechenden Programmcodes umfasst. Beispielsweise können die bereits im Feld befindlichen Fahrzeuge mittels eines (z.B. drahtlosen) Updates zur Ausführung des Verfahrens (z.B. jeweils als erste und/oder zweite Fahrzeuge) eingerichtet (sozusagen nachgerüstet) werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Programmprodukt beschrieben, das eine autorisierte, abfragebasierte und/oder bedarfsabhängige Zugriffsberechtigung (auch zu verstehen als ein Zugriffsrecht) auf abgelegte Daten des Computerprogrammprodukts und/oder auf die im Verfahren ermittelte Daten umfasst.
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Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit näher beschrieben. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele sind untereinander und/oder mit den weiteren im vorliegenden Dokument beschriebenen Merkmalen beliebig kombinierbar. Es zeigen:
- 1 ein Flussdiagram eines Verfahrens zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und
- 2 ein erstes Fahrzeug, ein zweites Fahrzeug und eine Fahrbahnstelle gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum Ermitteln einer Information betreffend den Zustand einer Fahrbahnstelle gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt ein erstes Fahrzeug 10, ein zweites Fahrzeug 20 und eine Fahrbahnstelle FS gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Das Verfahren 100 kann durch eine entsprechende Software implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren (z.B. eine CPU) ausführbar ist.
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Das Verfahren 100 umfasst im Block 110 ein Erfassen von ersten Daten kennzeichnend eine Fahrbahnstelle mittels eines ersten Fahrzeugs; im Block 120 ein Erfassen von zweiten Daten kennzeichnend die Fahrbahnstelle mittels eines zweiten Fahrzeugs; und im Block 130 ein Ermitteln einer Information betreffend den Zustand der Fahrbahnstelle abhängig von den ersten Daten und den zweiten Daten.
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Erfindungsgemäß wird eine Schwarmintelligenz aus einer Vielzahl von Fahrzeugen geschaffen, um gemeinsam Daten zu einer Fahrbahn zu erfassen. Dabei werden Daten unter Verwendung von Sensoren mehrerer Fahrzeuge abhängig voneinander bzw. in einer koordinierten Art und Weise erfasst. Dies erfolgt derart, dass die entsprechenden Datensätze daraufhin zu einer hinreichend verlässlichen Informationen aggregiert werden können. Dies bietet eine Vielzahl von Vorteilen.
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Beispielsweise wird dieselbe Fahrbahnstelle aus mehreren bestimmten Perspektiven (z.B. in Bezug auf Abstand und/oder Winkel) durch mehrere Fahrzeuge sensorisch erfasst. Insbesondere werden die Perspektiven derart gewählt, dass für den gegebenen Sonderfall) Daten erfasst werden, die zusammen einen Rückschluss auf den Zustand der Fahrbahnstelle, insbesondere eine unter der Oberfläche befindliche Schicht, ermöglichen.
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Bevorzugt erfolgt dies derart, dass auch nicht sichtbare Beschädigungen, eine Beschädigungstendenz der Fahrbahnstelle und/oder eine Gefahr möglichst gut bzw. verlässlich ermittelbar ist, und/oder dass abhängig von der ermittelten Information eine Maßnahme konfigurierbar ist und/oder ausführbar ist und/oder veranlasst wird. Dabei können entsprechende qualitative und/oder quantitative Maße z.B. in Bezug auf eine Beschädigungstendenz, eine Beschädigung, eine Gefahr und/oder eine entsprechende zweckmäßige Maßnahme ermittelt werden. Die Daten können für eine effiziente Wartung der Fahrbahn sowie Anwendungen und/oder Funktionalitäten bereitgestellt werden.
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Besonders bevorzugt erfolgt auf Basis der ermittelten Daten eine Vorhersage einer (im Vergleich zu anderen, z.B. benachbarten Fahrbahnstellen starke) Verschlechterung oder Verschlechterungstendenz der Fahrbahnsubstanz, insbesondere einer Baufälligkeit einer Fahrbahnstelle und/oder einer entsprechenden Konsequenz.
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In einigen Ausführungsformen können Merkmale in Bezug auf eine oder mehrere der folgenden Gegebenheiten und/oder diesen vorangegangenen Gegebenheiten ermittelt, prädiziert und/oder quantifiziert werden:
- - Erosionsvorgänge; und/oder
- - Absinken des Bodens; und/oder
- - Schlaglochentstehung oder gefährliche Verschlechterung; und/oder
- - Blow-Ups.
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Insbesondere können Parameter, z.B. kennzeichnend qualitative und/oder quantitative Maße derartiger Vorgänge bzw. Effekte, ermittelt werden. Diese können daher (z.B. mit vorgegebenen bzw. wählbaren) Normwerten und/oder untereinander vergleichbar gemacht bzw. verglichen werden.
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Insbesondere kann dadurch eine sicherheitstechnische und/oder wirtschaftliche Priorisierung der (korrespondierenden, einer vorläufigen und/oder dauerhaften Verbesserung dienender) Maßnahmen rechnerisch ermittelt werden.
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In einigen Ausführungsformen ist eine Erkennung einer Baufälligkeit und/oder von Defekten, die noch nicht sichtbar sind und/oder sich noch nicht als eine konkrete Gefahr bzw. starke Einwirkung auf Fahrzeuge geäußert haben, möglich. Beispielsweise können qualitative und/oder quantitative Maße der Baufälligkeit ermittelt und/oder (z.B. für die nächsten Monate, Jahre und/oder bestimmte Jahreszeiten) prädiziert werden.
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Insbesondere kann die ermittelte Information Merkmale in Bezug auf eine unter der Fahrbahnoberfläche vorhandene oder von der Fahrbahnoberfläche verschiedene Substanz, insbesondere die Bausubstanz der Fahrbahnstelle, betreffen. Beispiele umfassen Fahrbahnstellen, an denen Schlaglöcher, Risse, und/oder Blow-Ups z.B. zumindest mit einer gewissen oder überdurchschnittlichen Wahrscheinlichkeit und/oder in einem bestimmten Maße in der Zukunft entstehen werden. Alternativ kann auch eine Erfassung eines Fahrbahnprofils und/oder einer überwiegend permanent bestehenden und/oder überwiegend temporär bestehenden Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn erfolgen.
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Bevorzugt werden einer oder mehrere Schritte des Verfahrens mittels eines nicht-regelbasierten Ansatzes ausgeführt.
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Insbesondere kann die Erfassung von Sensordaten und/oder Verarbeitung der Daten von mehreren Fahrzeugen derart koordiniert werden, um die Erkennung oder Prädiktion im jeweiligen Fall und/oder (z.B. insgesamt) möglichst effizient zu gestalten.
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Bevorzugt werden die Erfassung von Sensordaten durch mehrere Fahrzeuge und/oder die Verarbeitung von mehreren entsprechenden Datensätzen derart koordiniert und/oder optimiert, dass die ermittelte Information und/oder eine Maßnahme betreffend die Fahrbahnstelle ermittelbar ist, auch wenn vorab kein bekanntes Muster bekannt ist.
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Beispielsweise kann das Verfahren umfassen, dass die Erfassung der Sensordaten und/oder die Verarbeitung vorranging dann oder nur dann ausgeführt wird, wenn anderweitig (z.B. auf Basis von Daten eines Fahrzeugs) keine hinreichende Erkennung, Mustererkennung und/oder Vermessung der Fahrbahnstelle erfolgen kann oder konnte, oder wenn eine Erkennung nach einem sonstigen Verfahren keine einen bestimmten Schwellwert überschreitende Konfidenz (Konfidenzwert oder Konfidenzlevel) erreichbar hat.
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Beispielsweise werden Sensorerfassungen einer Fahrbahnstelle durch Fahrzeuge in der betreffenden Umgebung veranlasst, insbesondere aus einer bestimmten Position und/oder Perspektive und/oder mit einem bestimmten Sensor und/oder mit bestimmten Sensoreinstellungen. Beispielsweise werden solche Sensordatenerfassungen aktiv veranlasst, die zur Vervollständigung der bisher erfassten Daten und/oder zur Erhöhung der Güte (z.B. Präzision und/oder Konfidenz) der bisher über die Fahrbahnstelle und/oder Objekt bekannten Information zweckmäßig bzw. besonders förderlich sind.
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Dabei können z.B. mittels zweckmäßig definierter Triggerbedingungen bestimmte Sensorerfassungen durch Fahrzeuge, die sich ohnehin oder zufällig in der Umgebung der Fahrbahnstelle befinden oder auf die Fahrbahnstelle zufahren, veranlasst werden. Um die richtigen Fahrzeuge auszuwählen, können speziell konfigurierte Triggerbedingungen an eine größere Anzahl von Fahrzeugen übermittelt werden. Dies kann derart erfolgen, dass der erforderliche Datenrückfluss (zumindest statistisch und innerhalb eines bestimmten Zeitraums) erreicht wird. Dabei können bestimmte und/oder auf eine bestimmte Art und Weise konfigurierte oder vorkonfigurierte sensorische Erfassungen, insbesondere Bilder, Bildsequenzen, Radardaten, LIDAR-Daten etc., einer bestimmten Fahrbahnstelle dynamisch veranlasst werden.
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Die Triggerbedingungen und/oder Konfiguration in Bezug auf die Sensorerfassungen kann derart erfolgen, dass daraufhin eine möglichst vollständige, umfassende, präzise und/oder sichere Information über die Fahrbahnstelle ermittelbar ist bzw. ermittelt wird. Die Sensorerfassungen können z.B. abhängig von der Verarbeitung der ersten Daten (z.B. auf Basis einer Kamera) mit den zweiten Daten (z.B. auf Basis eines Radars oder LIDARs) erfolgen.
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Unter dem Zustand einer Fahrbahnstelle ist insbesondere wenigstens einer der folgenden Zustände zu verstehen:
- - Temporärer Zustand (z.B. Verschmutzung, Vereisung, Ölspur etc.); und/oder
- - Bausubstanz der Fahrbahn (z.B. Erosion, Risse, Blow-Up, Absinken, Schlaglöcher etc.); und/oder
- - Tendenz, insbesondere eine Tendenz zu bestimmten Schäden und/oder einer gewissen Intensität (z.B. eine Tendenz zu bestimmten Arten der Schäden und/oder Zeitwert oder Geschwindigkeit der Verschlechterung des Zustands).
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Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Information kann z.B. qualitative und/oder quantitative Maße kennzeichnen, wie zum Beispiel:
- - den Zustand der Fahrbahnstelle, insbesondere eine Prädiktion eines Straßenschadens oder einer Baufälligkeit; und/oder von diesem Zustand ausgehendes Risiko; und/oder
- - eine zweckmäßige Maßnahme betreffend die Fahrbahnstelle; und/oder
- - eine in einem Fahrzeug zu treffende Maßnahme beim Befahren der Fahrbahnstelle.
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Die (resultierende) ermittelte Information kann z.B. verwendet werden für:
- - die Wartung der Fahrbahnen oder des Straßennetzes; und/oder
- - eine Aktualisierung von digitalen Karten; und/oder
- - für einen Betrieb einer Fahrzeugflotte.
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Informationen betreffend mehrere einzelne Fahrbahnstellen können wiederum aggregiert werden, wobei die Maßnahmen betreffend eine Vielzahl von Fahrbahnstellen (z.B. auch wirtschaftlich) priorisiert werden können. Dies kann derart erfolgen, dass ein Gesamtaufwand, insbesondere Kosten (z.B. Wartungskosten für einen Abschnitt der Autobahn bzw. des Straßennetzes) gesenkt werden.
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Ergänzend oder alternativ zum Zustand der Fahrbahnstellen kann auch ein Fahrbahnprofil ermittelt und/oder eine Veränderung des Fahrbahnprofils prädiziert werden.
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Das Verfahren kann derart ausgeführt werden, dass alternativ oder zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen eines der folgenden Ziele oder einer der folgenden Effekte bzw. Wirkungen angestrebt oder erreicht werden:
- - eine Einsparung, da anstatt teurer Spezialfahrzeuge die ohnehin mit Sensorik ausgestattete Fahrzeugflotte verwendet werden kann;
- - hohe Ressourceneffizienz;
- - Erhöhung einer Sicherheit, da z.B. eine Entstehung von gefährlichen Rissen, Blow-Ups etc. prädiziert oder erkannt werden kann; durch die Verarbeitung der Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen ist eine verlässliche Prädiktion, Interpretation und Früherkennung möglich;
- - Echtzeitfähigkeit;
- - Anwendbar für Sonderfälle, z.B. Fahrbahnschäden, die keinen Regeln unterliegen oder für die keine regelbasierte Prädiktionen oder Interpretationen möglich sind.
- - gezielte und/oder präventive Straßenreparaturen sind möglich (z.B. Ermitteln eines mathematischen Optimums für Wartungsarbeiten, woraus eine hohe Kosteneinsparung folgt);
- - weitere Anwendungsmöglichkeiten für den Fahrzeugflottenbetrieb (z.B. Routenplanung, Fahrerinformationen, Konfiguration von Fahrzeugfunktionen etc.);
- - Verwendbarkeit der erfassten Daten für weitere Datenanalysen und darauf basierende Anwendungen, sowie für diverse rechnergestützten Optimierungsverfahren;
- - Lizensierung bzw. Monetarisierung von Daten, insbesondere in Abhängigkeit von mittels der Daten ausführbarer Funktionalitäten und/oder Auswertungen. Die Daten können z.B. an Betreiber von Straßen oder Provider digitaler Karten verkauft oder gegen einen Vorteil (z.B. Kartennutzung, Straßenbereitstellung, eine weitere Lizenz etc.) getauscht werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, die dann zu dem Schutzumfang der Erfindung gezählt werden können. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
