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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Insbesondere für den Straßenverkehr kann eine Falschfahrererkennung zur Warnung von Fahrzeugen vor einem Falschfahrer vorgesehen sein. Die
DE 10 2014 106 445 B3 offenbart eine Erkennung, dass ein Fahrer auf einer falschen Fahrbahn fährt, anhand eines Geräuschprofils und/oder aus der Auswertung von GPS-oder Mobilfunknetzdaten.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin eine Vorrichtung, welche dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere ein realistisches Geschwindigkeitsprofil für simulierte Fahrten bereitgestellt werden. Anders ausgedrückt kann beispielsweise eine Erzeugung eines Fahrprofils mit variablen Geschwindigkeiten derart vorgenommen werden, dass simulierte Fahrtverläufe einen realistischen Geschwindigkeitsverlauf oder Fahrtverlauf aufweisen. Eine solche verbesserte Realitätstreue insbesondere hinsichtlich des Geschwindigkeitsprofils kann beispielsweise durch eine geeignete Verarbeitung von Differenzbeträgen zwischen Fahrtrichtungen an vordefinierbaren Abtastpunkten entlang einer Route des simulierten Fahrtverlaufs erreicht werden.
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Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Geschwindigkeitsverlaufs für eine simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route zum Trainieren einer Einrichtung zur Falschfahrererkennung vorgesehen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Ermitteln von Differenzbeträgen hinsichtlich Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs unter Verwendung von Kartendaten und Fahrtrichtungsdaten für die Route, wobei jeder Differenzbetrag einen Betrag einer Differenz von Fahrtrichtungen des Fahrzeugs an zwei aufeinanderfolgenden Abtastpunkten einer Mehrzahl von vordefinierten Abtastpunkten der Route repräsentiert;
- Verarbeiten der Differenzbeträge, um verarbeitete Differenzbeträge zu erzeugen, wobei die Differenzbeträge zum Verarbeiten einzeln abhängig von mindestens einem auf die Differenzbeträge angewandten Differenzkriterium verändert werden oder unverändert übernommen werden; und
- Durchführen einer Zuordnung zwischen den verarbeiteten Differenzbeträgen und Geschwindigkeitswerten unter Verwendung einer Zuordnungsvorschrift, um den Geschwindigkeitsverlauf zu bestimmen.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, insbesondere ein Landfahrzeug, wie beispielsweise einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Eine verkehrswidrige Route kann beispielsweise eine Befahrung einer Richtungsfahrbahn in falscher Richtung umfassen. Eine verkehrskonforme Route kann eine erlaubte Route darstellen. Die Fahrtrichtungsdaten und die Kartendaten können sich auf eine digitale Karte oder Landkarte beziehen. Die Differenz von Fahrtrichtungen des Fahrzeugs an zwei aufeinanderfolgenden Abtastpunkten kann eine Differenz zwischen einer ersten Fahrtrichtung des Fahrzeugs an einem ersten Abtastpunkt unter einer zweiten Fahrtrichtung des Fahrzeugs an einem auf den ersten Abtastpunkt unmittelbar folgenden zweiten Abtastpunkt sein. Fahrtrichtungen können als Navigationswerte in Grad bezogen auf eine Kompassreferenz angegeben sein. Das mindestens eine Differenzkriterium kann unter Verwendung einer mathematischen Beziehung auf die Differenzbeträge angewandt werden. Die Differenzbeträge können als Referenz für die Geschwindigkeitswerte bzw. simulierte Geschwindigkeitswerte verwendet werden. Beispielsweise können bei starken Kurven große Differenzbeträge auftreten und bei schwächeren Kurven kleine Differenzbeträge oder Differenzbeträge von null. Große Differenzbeträge können hohen Geschwindigkeiten zugeordnet werden, kleinere Differenzbeträge niedrigeren Geschwindigkeiten. Die Kartendaten und die Fahrtrichtungsdaten können in Form von elektrischen Eingangssignalen vorliegen, die beispielsweise über elektrische Leitungen eingelesen werden können. Der Geschwindigkeitsverlauf kann als elektrisches Ausgangssignal, beispielsweise über eine elektrische Leitung, zur weiteren Verwendung ausgegeben werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Einlesens der Kartendaten und der Fahrtrichtungsdaten von einer Schnittstelle zu einer Speichereinrichtung. Die Speichereinrichtung kann eine einzelne Einheit oder mehrere verteilte Einheiten zum Speichern von Daten aufweisen. Die Speichereinrichtung kann zumindest einen Speicherbaustein aufweisen oder unter Einbeziehung einer Datenwolke realisiert sein.
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Auch kann das Verfahren einen Schritt des Eruierens von Abständen zwischen jeweils benachbarten Abtastpunkten unter Verwendung der Kartendaten und abhängig von einem Verlauf der Route umfassen, um die vordefinierten Abtastpunkte zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass optimale Abstände zwischen jeweils benachbarten Abtastpunkten gefunden werden können, um eine Aussagekraft von Differenzbeträgen und somit eine Realitätstreue der Route auch hinsichtlich des Geschwindigkeitsverlaufs zu erhöhen.
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Ferner können im Schritt des Verarbeitens Differenzbeträge ausgewählt werden, die zu einer vordefinierten Anzahl von Abtastpunkten gehören, die entlang der Route benachbart zu einem Abtastpunkt sind, dessen Differenzbetrag einen vordefinierten Schwellenwert als erstes Differenzkriterium überschreitet. Hierbei kann zumindest ein weiteres Differenzkriterium auf die ausgewählten Differenzbeträge angewendet werden, um die ausgewählten Differenzbeträge zu verändern. Die vordefinierte Anzahl von Abtastpunkten kann vor dem oder im Schritt des Verarbeitens eingestellt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ohne realistische abrupte Richtungswechsel geglättet werden können, um den Geschwindigkeitsverlauf realistischer zu gestalten.
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Dabei kann das zumindest eine weitere Differenzkriterium einen weiteren Schwellenwert umfassen, der niedriger als der erste Schwellenwert ist. Hierbei können die ausgewählten Differenzbeträge bei Unterschreiten des weiteren Schwellenwerts um einen ersten Änderungsbetrag verändert werden und bei Überschreiten des weiteren Schwellenwerts und Unterschreiten des ersten Schwellenwerts um einen von dem ersten Änderungsbetrag unterschiedlichen zweiten Änderungsbetrag verändert werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Glättung von Richtungsänderungen weiter verbessert werden kann.
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Zudem können im Schritt des Verarbeitens veränderte Differenzbeträge mittels gleitender Mittelung über eine vordefinierte Anzahl von Differenzbeträgen gemittelt werden. Die Anzahl der Differenzbeträge für die gleitende Mitteilung kann vor dem oder im Schritt des Verarbeitens eingestellt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Glättung des Geschwindigkeitsverlaufs erreicht werden kann, um die Realitätstreue weiter zu erhöhen.
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Des Weiteren kann im Schritt des Durchführens eine Zuordnungsvorschrift verwendet werden, die eine Nachschlagtabelle oder anwendungsspezifisch anpassbare Nachschlagtabelle für vordefinierte Geschwindigkeitswerte ausgehend von verarbeiteten Differenzbeträgen und zusätzlich oder alternativ ein Interpolationsverfahren umfasst. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfache, robuste und genaue Übersetzung der Differenzbeträge in Geschwindigkeitswerte vorgenommen werden kann.
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Auch können im Schritt des Durchführens die Geschwindigkeitswerte mittels gleitender Mittelung über eine vordefinierte Anzahl von Geschwindigkeitswerten gemittelt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Glättung des Geschwindigkeitsverkaufs weiter verbessert werden kann.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Es wird auch eine Verwendung einer simulierten verkehrswidrigen oder verkehrskonformen Route für ein Fahrzeug mit einem gemäß einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens bestimmten Geschwindigkeitsverlauf zum Trainieren einer Einrichtung zur Falschfahrererkennung vorgestellt.
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Die Einrichtung zur Falschfahrererkennung kann in einem Fahrzeug und zusätzlich oder alternativ in einer fahrzeugexternen Vorrichtung oder einer Datenwolke angeordnet und/oder ausführbar sein. Beispielsweise können unter Verwendung der simulierten Route insbesondere verkehrswidrige Routen angelernt werden. Dabei kann auf bekannte Verfahren zurückgegriffen werden. Durch das Anlernen kann bei einer tatsächlichen Falschfahrt des Fahrzeugs diese Falschfahrt sehr schnell als solche erkannt werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ein System zur Falschfahrerwarnung (Wrong-Way-Driver-Warning) kann beispielsweise als ein cloudbasiertes System ausgelegt sein. Zum Testen eines solchen Systems sind unter anderem real aufgezeichnete Fahrten nutzbar. Mit diesen realen Daten kann eine richtig-negativ-Rate bzw. True Negative Rate an Falschfahrern bestätigt werden, da in den aufgezeichneten Daten insbesondere fast ausschließlich Fahrten enthalten sein können, die einer erlaubten Fahrtrichtung entsprechen. Um die Anzahl der richtig-positiv-Rate bzw. True Positive Rate und der falsch-negativ-Rate bzw. False Negative Rate zu ermitteln, können insbesondere Falschfahrten mit einem Geschwindigkeitsverlauf gemäß Ausführungsformen generiert werden. Diese Fahrtverläufe können auf Basis von Kartenmaterial mit einem realistischen oder realitätsnahen Geschwindigkeitsverlauf generiert werden. Die so generierten Fahrtverläufe können insbesondere deswegen besonders realistisch sein, da diese auf geraden Streckenverläufen nicht zu niedrige Geschwindigkeiten und/oder auf kurvigen Streckenverläufen nicht zu hohe Geschwindigkeiten aufweisen. Beispielsweise können Routen bzw. Fahrtverläufe auf Basis eines frei verfügbaren Kartenmaterials erzeugt werden. Auf Basis eines solchen Kartenmaterials können die Routen bzw. Fahrtverläufe erzeugt und Abtastpunkte bzw. Punkte auf diesem Kartenmaterial gesetzt werden. Für jeden Punkt kann das aktuelle Heading bzw. die aktuelle Fahrtrichtung bestimmt werden. Nachfolgend kann eine Differenz bzw. ein Differenzbetrag der Fahrtrichtungen benachbarter Punkte bestimmt werden, beispielsweise unter anderem auch zur Verwendung bei einer Berechnung von Querbeschleunigung und Rotationswerten am entsprechenden Punkt.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Geschwindigkeitsverlaufs für eine simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route für ein Fahrzeug und einer Einrichtung zur Falschfahrererkennung;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bestimmen eines Geschwindigkeitsverlaufs für eine simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route für ein Fahrzeug;
- 3 eine schematische Darstellung einer Route und von Abtastpunkten; und
- 4 ein schematisches Geschwindigkeit-Weg-Diagramm 400 im Zusammenhang mit der Vorrichtung aus 1 und/oder dem Verfahren aus 2.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 zum Bestimmen eines Geschwindigkeitsverlaufs 115 für eine simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route für ein Fahrzeug und einer Einrichtung 120 zur Falschfahrererkennung. Dabei ist die simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route zum Trainieren der Einrichtung 120 zur Falschfahrererkennung vorgesehen. Eine simulierte verkehrswidrige Route umfasst beispielsweise mindestens einen Routenabschnitt, in dem eine Richtungsfahrbahn seitens des Fahrzeugs in der falschen bzw. verkehrswidrigen Richtung befahren wird.
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Die Vorrichtung 100 zum Bestimmen und die Einrichtung 120 zur Falschfahrererkennung sind signalübertragungsfähig bzw. datenübertragungsfähig miteinander verbunden. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Ermittlungseinrichtung 106, eine Verarbeitungseinrichtung 108 und eine Durchführungseinrichtung 112. Optional ist die Vorrichtung 100 und/oder die Einrichtung 120 in Form einer integrierten Schaltung realisiert.
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Die Ermittlungseinrichtung 106 der Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um unter Verwendung von Kartendaten 132 und Fahrtrichtungsdaten 134 für die Route Differenzbeträge 107 hinsichtlich Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs zu ermitteln. Jeder Differenzbetrag 107 repräsentiert einen Betrag einer Differenz von Fahrtrichtungen des Fahrzeugs an zwei aufeinanderfolgenden Abtastpunkten einer Mehrzahl von vordefinierten Abtastpunkten 105 der Route. Die Kartendaten 132 basieren auf einer digitalen Karte bzw. Landkarte. Die Fahrtrichtungsdaten 134 repräsentieren Fahrtrichtungen des Fahrzeugs an Abtastpunkten, wobei jede Fahrtrichtung beispielsweise in Grad relativ zu einer Kompassreferenz angegeben ist. Auch ist die Ermittlungseinrichtung 106 ausgebildet, um die Differenzbeträge 107 in Gestalt eines Signals an die Verarbeitungseinrichtung 108 weiterzugeben.
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Die Verarbeitungseinrichtung 108 ist ausgebildet, um die Differenzbeträge 107 zu verarbeiten, um verarbeitete Differenzbeträge 111 zu erzeugen. Zum Verarbeiten werden die Differenzbeträge 107 mittels der Verarbeitungseinrichtung 108 einzeln abhängig von mindestens einem auf die Differenzbeträge 107 angewandten Differenzkriterium 110 verändert oder unverändert übernommen. Anders ausgedrückt ist die Verarbeitungseinrichtung 108 ausgebildet, um das mindestens eine Differenzkriterium 110 auf die Differenzbeträge 107 anzuwenden, um die Differenzbeträge 107 abhängig von der Anwendung des mindestens einen Differenzkriteriums 110 zu verändern oder unverändert zu übernehmen. Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung 108 ausgebildet, um die verarbeiteten Differenzbeträge 111 in Gestalt eines Signals an die Durchführungseinrichtung 112 weiterzugeben.
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Die Durchführungseinrichtung 112 ist ausgebildet, um unter Verwendung einer Zuordnungsvorschrift 114 eine Zuordnung zwischen den verarbeiteten Differenzbeträgen 111 und Geschwindigkeitswerten durchzuführen, um den Geschwindigkeitsverlauf 115 zu bestimmen. Auch ist die Durchführungseinrichtung 112 bzw. die Vorrichtung 100 ausgebildet, um den bestimmten Geschwindigkeitsverlauf 115 in Gestalt eines Signals an die Einrichtung 120 zur Falschfahrererkennung auszugeben.
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Durch die Einrichtung 120 zur Falscherkennung ist der Geschwindigkeitsverlauf 115 für Trainingszwecke der Einrichtung 120 in Verbindung mit einer simulierten verkehrswidrigen oder verkehrskonformen Route für ein Fahrzeug verwendbar. Die simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route ist in 1 lediglich beispielhaft durch Routendaten 125 repräsentiert. Dabei ist der Geschwindigkeitsverlauf 115 mit den Routendaten 125 kombinierbar, beispielsweise außerhalb der Vorrichtung 100, innerhalb der Vorrichtung 100 oder innerhalb der Einrichtung 120 zur Falschfahrererkennung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 auch ausgebildet, um die Kartendaten 132 und die Fahrtrichtungsdaten 134 von einer Schnittstelle 102 zu einer Speichereinrichtung 130 einzulesen. Die Vorrichtung 100 umfasst hierbei die Schnittstelle 102. Die Vorrichtung 100 und die Speichereinrichtung 130 können Teile eines gemeinsamen Systems sein, beispielsweise eines verteilten Systems, eines in einer Datenwolke realisierten Systems oder dergleichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 100 zum Bestimmen ferner eine Eruierungseinrichtung 104. Die Eruierungseinrichtung 104 ist ausgebildet, um die Kartendaten 132 und optional zusätzlich Fahrtrichtungsdaten 134 einzulesen oder zu empfangen. Die Eruierungseinrichtung 104 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Kartendaten 132 und abhängig von einem Verlauf der Route Abstände zwischen jeweils benachbarten Abtastpunkten zu eruieren, um die vordefinierten Abtastpunkte 105 zu erzeugen. Ferner ist die Eruierungseinrichtung 104 ausgebildet, um die vordefinierten Abtastpunkte 105 in Gestalt eines Signals an die Ermittlungseinrichtung 106 weiterzugeben.
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Die Verarbeitungseinrichtung 108 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um solche Differenzbeträge 107 auszuwählen, die zu einer vordefinierten Anzahl von Abtastpunkten gehören, die entlang der Route benachbart zu einem Abtastpunkt sind, dessen Differenzbetrag 107 einen vordefinierten Schwellenwert als erstes Differenzkriterium 110 überschreitet. Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung 108 hierbei ausgebildet, um zumindest ein weiteres Differenzkriterium 110 auf die ausgewählten Differenzbeträge anzuwenden, um die ausgewählten Differenzbeträge zu verändern. Insbesondere umfasst das zumindest eine weitere Differenzkriterium 110 einen weiteren Schwellenwert, der niedriger als der erste Schwellenwert ist, wobei die ausgewählten Differenzbeträge bei Unterschreiten des weiteren Schwellenwerts um einen ersten Änderungsbetrag verändert werden und bei Überschreiten des weiteren Schwellenwerts und Unterschreiten des ersten Schwellenwerts um einen von dem ersten Änderungsbetrag unterschiedlichen zweiten Änderungsbetrag verändert werden. Zusätzlich oder alternativ ist die Verarbeitungseinrichtung 108 ausgebildet, um veränderte Differenzbeträge mittels gleitender Mittelung über eine vordefinierte Anzahl von Differenzbeträgen zu mitteln. Zum Verwenden der Schwellenwerte umfasst die Verarbeitungseinrichtung 108 beispielsweise eine oder mehrere Vergleichseinrichtungen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zuordnungsvorschrift 114, welche durch die Durchführungseinrichtung 112 verwendet wird, eine Nachschlagtabelle oder anwendungsspezifisch anpassbare Nachschlagtabelle für vordefinierte Geschwindigkeitswerte ausgehend von verarbeiteten Differenzbeträgen 111 und/oder ein Interpolationsverfahren. Zusätzlich oder alternativ ist die Durchführungseinrichtung 112 ausgebildet, um die Geschwindigkeitswerte bzw. den bestimmten Geschwindigkeitsverlauf 115 mittels gleitender Mittelung über eine vordefinierte Anzahl von Geschwindigkeitswerten zu mitteln.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 200 zum Bestimmen eines Geschwindigkeitsverlaufs für eine simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route für ein Fahrzeug. Das Verfahren 200 zum Bestimmen ist unter Verwendung der Vorrichtung aus 1 oder einer ähnlichen Vorrichtung ausführbar. Die simulierte verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route ist zum Trainieren einer Einrichtung zur Falschfahrererkennung vorgesehen. Das Verfahren 200 zum Bestimmen umfasst einen Schritt 230 des Ermittelns, einen Schritt 240 des Verarbeitens und einen Schritt 250 des Durchführens.
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In dem Schritt 230 des Ermittelns werden unter Verwendung von Kartendaten und Fahrtrichtungsdaten für die Route Differenzbeträge hinsichtlich Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs ermittelt. Jeder Differenzbetrag repräsentiert dabei einen Betrag einer Differenz von Fahrtrichtungen des Fahrzeugs an zwei aufeinanderfolgenden Abtastpunkten einer Mehrzahl von vordefinierten Abtastpunkten der Route. Nachfolgend werden in dem Schritt 240 des Verarbeitens die Differenzbeträge verarbeitet, um verarbeitete Differenzbeträge zu erzeugen. Dabei werden die Differenzbeträge zum Verarbeiten einzeln abhängig von mindestens einem auf die Differenzbeträge angewandten Differenzkriterium verändert oder unverändert übernommen. Wiederum nachfolgend wird in dem Schritt 250 des Durchführens unter Verwendung einer Zuordnungsvorschrift eine Zuordnung zwischen den verarbeiteten Differenzbeträgen und Geschwindigkeitswerten durchgeführt, um den Geschwindigkeitsverlauf zu bestimmen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 zum Bestimmen auch einen Schritt 210 des Einlesens und/oder einen Schritt 220 des Eruierens. In dem Schritt 210 des Einlesens werden die Kartendaten und die Fahrtrichtungsdaten von einer Schnittstelle zu einer Speichereinrichtung eingelesen. In dem Schritt 220 des Eruierens werden unter Verwendung der Kartendaten und abhängig von einem Verlauf der Route Abstände zwischen jeweils benachbarten Abtastpunkten eruiert, um die vordefinierten Abtastpunkte zu erzeugen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Route 332 und von Abtastpunkten 305a, 305b. Bei der Route 332 handelt es sich beispielsweise um die verkehrswidrige oder verkehrskonforme Route aus 1 und/oder 2. Eine Mehrzahl von beispielhaft lediglich drei ersten Abtastpunkten 305a entlang der Route 332 stellt eine Abtastung des Routenverlaufs bzw. Streckenverlaufs mit großen Abständen zwischen den ersten Abtastpunkten 305a dar, wobei sich ein aus den ersten Abtastpunkten 305a resultierender erster Streckenverlauf 332a entlang der ersten Abtastpunkte 305a ergibt. Eine Mehrzahl von zweiten Abtastpunkten 305b entlang der Route 332 stellt eine Abtastung des Routenverlaufs bzw. Streckenverlaufs mit kleinen Abständen zwischen den zweiten Abtastpunkten 305b dar, wobei sich ein aus den zweiten Abtastpunkten 305b resultierender zweite Streckenverlauf 332b entlang der zweiten Abtastpunkte 305b ergibt. Der zweite Streckenverlauf 332b bildet die tatsächliche Route 332 genauer ab als der erste Streckenverlauf 332a.
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Anders ausgedrückt sollten für eine möglichst genaue Erfassung von Kurven auf der Route 332 die guten Daten bzw. Streckeninformationen zunächst in kleinen Abständen abgetastet werden. Bei einer zu großen Abtastung kann der tatsächliche Streckenverlauf der Route 332 eventuell nicht mehr rekonstruiert werden und es können Kurveninformationen verloren gehen, aufgrund derer die Differenzbeträge aus 1 und/oder 2 ermittelt werden. Es ist zu erkennen, dass bei einer zu großen Abtastrate des Streckenverlaufs konkrete Streckeninformationen verloren gehen können. Dies könnte dazu führen, dass je nach verwendetem Kartenmaterial beispielsweise Kurven sehr stark und sehr begrenzt sind. Dies bedeutet, dass bis kurz vor den Kurven die Differenzbeträge sehr klein und damit die Geschwindigkeiten groß wären und direkt im Kurvenbereich die Differenzbeträge sehr groß und damit die Geschwindigkeiten sehr klein wären. Daraus folgt, dass bis kurz vor den Kurven sehr schnell und in der Kurve kurzzeitig langsam gefahren werden würde. Solche Auswirkungen können insbesondere durch Ausführungsbeispiele der Vorrichtung aus 1 und/oder des Verfahrens aus 2 abgemildert und/oder vermieden werden.
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4 zeigt ein schematisches Geschwindigkeit-Weg-Diagramm 400 im Zusammenhang mit der Vorrichtung aus 1 und/oder dem Verfahren aus 2. An der Abszissenachse des Diagramms 400 ist eine Strecke bzw. ein Weg s in Metern [m] aufgetragen, der entlang der simulierten verkehrswidrigen oder verkehrskonformen Route durch das Fahrzeug zurückgelegt wird. An der Ordinatenachse des Diagramms 400 ist eine Geschwindigkeit v des Fahrzeugs in Meter pro Sekunde [m/s] aufgetragen. In das Diagramm 400 sind eine Mehrzahl von Datenpunkten 415 eingetragen, welche die Geschwindigkeitswerte des bestimmten Geschwindigkeitsverlaufs der Vorrichtung aus 1 und/oder des Verfahrens aus 2 repräsentieren. Anders ausgedrückt zeigt 4 den Geschwindigkeitsverlauf in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg s bzw. für jeden diskreten Abtastpunkt. Die Geschwindigkeit v in Abhängigkeit der Strecke s ist für die diskreten Punkte bzw. Abtastpunkte berechnet.
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Unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel nochmals mit anderen Worten detaillierter vorgestellt. Insbesondere wird hierbei zunächst eine Modifikation bzw. Verarbeitung der Differenzbeträge 107 vorgenommen. Dabei werden um Kurvenbereiche herum die Differenzbeträge 107 verändert, genauer gesagt vergrößert. Hierzu werden die Differenzbeträge 107 wie folgt verarbeitet:
- i. Zunächst werden alle Differenzbeträge 107 ausgewählt, die größer als ein vordefinierten Schwellenwert sind, wobei in der nachfolgenden Tabelle der vordefinierte Schwellenwert beispielsweise 5 beträgt.
- ii. N benachbarte Differenzbeträge 107 werden ausgewählt, wobei in der nachfolgenden Tabelle beispielsweise N=2 gilt.
- iii. Es werden alle Differenzbeträge 107 ausgewählt, die folgendes Differenzkriterium 110 erfüllen: Differenzbetrag<Schwellenwert/2.
- iv. Es werden alle Differenzbeträge 107 ausgewählt, die folgendes Differenzkriterium 110 erfüllen: Schwellenwert> Differenzbetrag>= Schwellenwert/2.
- v. Es werden Differenzbeträge 107 folgendermaßen verändert bzw. erhöht:
- 1. Differenzbeträge 107, die als Differenzkriterium 110 sowohl ii als auch iii erfüllen, werden wie folgt verändert bzw. erhöht: Neuer bzw. verarbeiteter Differenzbetrag = Differenzbetrag + Schwellenwert/2.
- 2. Differenzbeträge 107, die als Differenzkriterium 110 sowohl ii als auch iv erfüllen, werden wie folgt verändert bzw. erhöht: Neuer bzw. verarbeiteter Differenzbetrag = min(Differenzbetrag+Schwellenwert/4, Schwellenwert).
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Die vorstehende Nummerierung i. bis v. hinsichtlich der Verarbeitung gilt auch für die nachfolgende Tabelle.
| Differenz betrag | i | ii | iii | iv | ii&iii | ii&iv | v |
| 0 | Falsch | Falsch | Wahr | Falsch | Falsch | Falsch | 0 |
| 2 | Falsch | Wahr | Wahr | Falsch | Wahr | Falsch | 2 + 5/2 = 4,5 |
| 4 | Falsch | Wahr | Falsch | Wahr | Falsch | Wahr | min(4 + 5/4, 5) = 5 |
| 8 | Wahr | Falsch | Falsch | Falsch | Falsch | Falsch | 8 |
| 5 | Falsch | Wahr | Falsch | Falsch | Falsch | Falsch | 5 |
| 3 | Falsch | Wahr | Falsch | Wahr | Falsch | Wahr | min(3 + 5/4, 5) = 4,25 |
| 7 | Wahr | Falsch | Falsch | Falsch | Falsch | Falsch | 7 |
| 1 | Falsch | Wahr | Wahr | Falsch | Falsch | Wahr | 1 + 2,5 = 3,5 |
| 0 | Falsch | Wahr | Wahr | Falsch | Wahr | Falsch | 2,5 |
| 0 | Falsch | Falsch | Wahr | Falsch | Falsch | Falsch | 0 |
| 0 | Falsch | Falsch | Wahr | Falsch | Falsch | Falsch | 0 |
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Anschließend erfolgt eine gleitende Mittelung über N Werte, sodass die verarbeiteten Differenzbeträge 111 um die Kurvenbereiche herum langsam zu- bzw. abnehmen. Dies stellt einen Abbrems- bzw. Beschleunigungsvorgang dar. Erstes Beispiel für eine Mittelung:
| Differenzbeträge vor gleitender Mittelung | 0 | 0 | 0 | 4 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| Differenzbeträge nach gleitender Mittelung über 2 Werte | 0 | 0 | 0 | 2 | 3 | 1,5 | 0,5 | 0 | 0 |
| Differenzbeträge nach gleitender Mittelung über 4 Werte | 0 | 0 | 1 | 1,5 | 1,75 | 1,75 | 0,75 | 0,25 | 0 |
Zweites Beispiel für eine Mittelung:
| Differenzbeträge vor gleitender Mittelung | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Differenzbeträge nach gleitender Mittelung über 4 Werte | 0 | 0 | 0 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0 | 0 |
| Differenzbeträge nach gleitender Mittelung über 5 Werte | 0 | 0 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0 | 0 |
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Nach der gleitenden Mittelung werden die verarbeiteten Differenzbeträge 111 unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift 114, beispielsweise einer Nachschlagtabelle, Geschwindigkeitswerten zugeordnet. Eine Nachschlagtabelle erzeugt hierbei eine Nichtlinearität, die beispielsweise dazu verwendet wird, um bei schwachen Kurven, also kleinen Differenzbeträgen 107, weiterhin eine hohe oder maximale Geschwindigkeit zu fahren, wie in der nachfolgenden Tabelle dargestellt. Die Werte in der nachfolgenden Nachschlagtabelle sind nur als Beispielwerte zu betrachten, um das Durchführen der Zuordnung zu verdeutlichen. Die Geschwindigkeitswerte können je nach Anwendungsfall auch anders gewählt werden.
| Differenzbetrag (Einheit: Grad) | Geschwindigkeitswert (Einheit: km/h) |
| 0 | 80 |
| 0,1 | 80 |
| 0,25 | 60 |
| 0,5 | 50 |
| 1,5 | 35 |
| 2,5 | 30 |
| 4 | 30 |
| 5 | 30 |
| 10 | 20 |
| 15 | 20 |
| 20 | 15 |
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Werte zwischen den in der Tabelle angegebenen Differenzbeträgen werden beispielsweise interpoliert. Hierzu kann ein gewünschtes Interpolationsverfahren verwendet werden, wie zum Beispiel Spline, lineare Interpolation oder dergleichen.
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Anschließend werden die so zugeordneten Geschwindigkeiten gleitend über N Werte gemittelt. N ist parametrierbar. Hiermit wird ein kontinuierlicher Geschwindigkeitsverlauf 115 erreicht, da die Zuordnungstabelle Nichtlinearitäten in den Verlauf eingefügt hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014106445 B3 [0002]
