DE102022111972A1

DE102022111972A1 - System und Verfahren zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte

Info

Publication number: DE102022111972A1
Application number: DE102022111972.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Weigand; Tobias Schleicher
Original assignee: Cariad SE
Current assignee: Cariad SE
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2023-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (10) und Verfahren zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte. Das Verfahren umfasst als Schritte ein Ermitteln (S10) von Verkehrssituationsdaten durch eine Umfeldsensoreinrichtung (16) eines Fahrzeugs (12) einer Fahrzeugflotte, wobei die Verkehrssituationsdaten eine Verkehrssituation und ein Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern in einem Umfeld des Fahrzeugs (12) bereitstellen, ein Ermitteln (S12) von Fahrerzustandsdaten durch eine Innenraumsensoreinrichtung (18) des Fahrzeugs (12) und von Fahrverhaltensdaten (S14) durch eine Fahrzeugsensoreinrichtung (20), wobei die Fahrerzustandsdaten einen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs (12) bereitstellen und die Fahrverhaltensdaten ein Fahrverhalten des Fahrzeugs (12) bereitstellen, ein Übermitteln der Daten an eine Rechenvorrichtung (14), und ein Bestimmen (S16) einer Gefahreneinschätzung mittels der Daten durch eine künstliche Intelligenz der Rechenvorrichtung (14), wobei mittels der Gefahreneinschätzung die Gefahrenkarte für einen jeweiligen Standort bereitgestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte und ein System, das dazu ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.
Um eine Gefahrenabschätzung für bestimmte Streckenabschnitte im Straßenverkehr zu erhalten, ist es bekannt, diese Streckenabschnitte per Video zu überwachen und nach Gefahrensituationen und/oder Verkehrsaufkommen auszuwerten. Auch können aus Historiendaten, zum Beispiel Unfällen an einer Stelle, gefährliche Streckenabschnitte identifiziert und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, um an dieser Stelle die Sicherheit zu erhöhen. Jedoch ist die Auswertung von Historiendaten und einem aktuellen Verkehrsaufkommen nur eine Reaktion auf bereits stattgefundene Ereignisse, auf die nicht proaktiv reagiert werden kann.
Aus der DE 10 2010 055 370 A1 ist ein Verfahren zum Erstellen einer Gefahrenkarte bekannt, die zur Anzeige mittels eines Navigationssystems eines Kraftfahrzeugs geeignet ist. Das Verfahren wird von einer Datenverarbeitungseinheit durchgeführt und umfasst das Erhalten von Daten, die potentielle Gefahrenstellen betreffen und die mit Ortsangaben der Gefahrenstelle verknüpft sind, und das Einpflegen von Gefahrendaten in eine digitale Karte und hierbei Erstellen der Gefahrenkarte durch eine Datenverarbeitungseinheit, wobei die Gefahrendaten aus zumindest einer Quelle aus der Gruppe umfassend das Navigationssystem, zumindest eine Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs, eine Fahrereingabe, einen Traffic Message Channel, Wetterdaten, Unfallstatistiken und Fahrervorgaben der Datenverarbeitungseinheit zugeführt werden.
Aus der DE 10 2012 014 457 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem einer Empfangseinrichtung des Kraftfahrzeugs fahrzeugexterne Daten übermittelt werden, welche auf das Vorliegen einer Gefahrensituation schließen lassen. Einem Nutzer des Kraftfahrzeugs wird die Gefahrensituation betreffende Warnung kommuniziert. Zusätzlich zu den fahrzeugexternen Daten werden fahrzeuginterne Daten ausgewertet, welche auf das Vorliegen einer Gefahrensituation schließen lassen. Die Warnung wird hierbei dem Nutzer des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Auswertung der fahrzeugexternen Daten und der fahrzeuginternen Daten kommuniziert.
Aus der US 2019/0193729 A1 sind Verfahren und Apparate, umfassend Computerprogrammprodukte, bekannt, die Techniken zur Detektion anormaler Fahrzeugverhalten verwenden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verkehrssicherheit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte vorgesehen. Das Verfahren umfasst als Schritte ein Ermitteln von Verkehrssituationsdaten durch eine Umfeldsensoreinrichtung mindestens eines Fahrzeugs einer Fahrzeugflotte, wobei die Verkehrssituationsdaten eine Verkehrssituation und ein Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern in einem Umfeld des Fahrzeugs bereitstellen, ein Ermitteln von Fahrerzustandsdaten durch eine Innenraumsensoreinrichtung des Fahrzeugs und von Fahrverhaltensdaten durch eine Fahrzeugsensoreinrichtung, wobei die Fahrerzustandsdaten einen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs bereitstellen und die Fahrverhaltensdaten ein Fahrverhalten des Fahrzeugs bereitstellen. Als weiteren Schritt umfasst das Verfahren ein Übermitteln der Verkehrssituationsdaten, der Fahrerzustandsdaten und der Fahrerverhaltensdaten zusammen mit einem jeweiligen Aufnahmestandort und einer Aufnahmezeit, zu der die Daten aufgenommen wurden, an eine Rechenvorrichtung. Schließlich erfolgt ein Bestimmen einer Gefahreneinschätzung mittels der Verkehrssituationsdaten, der Fahrerzustandsdaten und der Fahrverhaltensdaten durch eine künstliche Intelligenz der Rechenvorrichtung, wobei mittels der Gefahreneinschätzung, des Aufnahmestandorts und der Aufnahmezeit die Gefahrenkarte mit einer zeitlich veränderlichen Gefahreneinschätzung für einen jeweiligen Standort bereitgestellt wird. Die Gefahrenkarte kann dann beispielsweise den Fahrzeugen der Fahrzeugflotte, Verkehrsinfrastrukturbetreibern und/oder Einsatzleitstellen bereitgestellt werden.
Mit anderen Worten werden zunächst mittels der Umfeldsensorik von zumindest einem Fahrzeug einer Fahrzeugflotte Sensordaten beziehungsweise Schwarmdaten erhoben, die Rückschlüsse auf die Verkehrslage und bestimmte Bereiche ermöglichen. Insbesondere können durch eine Umfeldsensoreinrichtung, die beispielsweise eine oder mehrere Fahrzeugkameras, Lidarsensoren, Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren aufweisen kann, Verkehrssituationsdaten im Umfeld des aufnehmenden Fahrzeugs ermittelt werden. Vorzugsweise können dabei Bilderkennungsalgorithmen andere Fahrzeuge, insbesondere deren Anzahl und/oder Bewegungsmuster, erkennen und als Verkehrssituationsdaten bereitstellen. So kann beispielsweise ein erhöhtes Verkehrsaufkommen eine höhere Gefahr darstellen, als eine freie Fahrt. Als Fahrverhalten können beispielsweise Richtungsänderungen und/oder Geschwindigkeiten festgestellt werden, insbesondere solche, die von Normwerten abweichen, und in den Verkehrssituationsdaten gespeichert werden.
Neben den Verkehrssituationsdaten können auch Fahrverhaltensdaten des eigenen Fahrzeugs und Fahrerzustandsdaten bestimmt werden. Die Fahrerzustandsdaten können durch eine Innenraumsensoreinrichtung ermittelt werden und beispielsweise einen Müdigkeitszustand beziehungsweise Aufmerksamkeitszustand des Fahrers umfassen. Dazu kann die Innenraumsensoreinrichtung beispielsweise eine Innenraumkamera, insbesondere mit Blickrichtungsanalyse, umfassen. Die Fahrzeugsensoreinrichtung, mittels der die Fahrverhaltensdaten des eigenen beziehungsweise des die Daten erhebenden Fahrzeugs bestimmt werden können, kann beispielsweise Geschwindigkeitssensoren des Fahrzeugs, Lenkwinkelsensoren und/oder Abstandssensoren umfassen, mittels denen ein Fahrverhalten des Fahrzeugs im Verkehr analysiert werden kann. Auch können Sensoren von Fahrerassistenzsystemen und/oder Daten der Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs verwendet werden, um beispielsweise einen Eingriff dieser Assistenzsysteme festzustellen und für eine Gefahreneinschätzung zu verwenden.
Die jeweilig ermittelten Daten können anschließend an eine Rechenvorrichtung, vorzugsweise eine fahrzeugexterne Rechenvorrichtung, übermittelt werden, beispielsweise durch eine Datenübertragungseinrichtung, wobei die Daten vor der Übermittlung vorzugsweise anonymisiert werden. Des Weiteren können die jeweiligen Daten, das bedeutet die Verkehrssituationsdaten, die Fahrerzustandsdaten und die Fahrverhaltensdaten, mit jeweiligen Aufnahmezeiten und einem jeweiligen Aufnahmestandort, an denen die Daten aufgenommen wurde, übertragen werden. Somit kann die Rechenvorrichtung, die vorzugsweise ein Backend beziehungsweise Server im Internet sein kann, aus den Daten eine Gefahreneinschätzung erstellen und eine digitale Karte mit der Gefahreneinschätzung ergänzen. Diese Gefahreneinschätzung kann vorzugsweise zeitlich veränderlich sein und fortlaufend mit der aktuellsten Gefahreneinschätzung aktualisiert werden. Somit basiert die Einschätzung der Gefährdungslage nicht nur auf dem aktuellen und präzidierten Verkehrsaufkommen, sondern ebenfalls auf beobachteten auffälligen Fahrverhalten von einzelnen Fahrzeugen. Ein auffälliges Fahrverhalten können beispielsweise Schlangenlinien, erhöhte Geschwindigkeit, späte Verzögerung beim stockenden Verkehr, kein Setzen des Blinkers bei Spurwechsel, ein Überholen auf der rechten Fahrspur, ein Auffahren, Geisterfahrer und weitere sein.
Zum Ermitteln dieser Gefahreneinschätzung kann die Rechenvorrichtung vorzugsweise eine angelernte künstliche Intelligenz aufweisen, die aus vorangegangenen bekannten Ereignissen und Gefahren, bei denen vergleichbare Sensordaten vorlagen, angelernt ist, und somit eine Gefahreneinschätzung durchführen kann. Neben den Umfelddaten anderer Fahrzeuge kann des Weiteren ein Zustand des Fahrers des eigenen Fahrers, zum Beispiel eine Müdigkeit, Gesundheit, geringe Reaktionsgeschwindigkeiten, ein Eingriff von Assistenzsystemen für die Gefahreneinschätzung mit einfließen. Somit können die Daten in der Rechenvorrichtung aggregiert und interpretiert werden. Die Ausgabe der Rechenvorrichtung kann dann die Gefahreneinschätzung pro Geobereich sein, die insbesondere für jedes Fahrzeug der Fahrzeugflotte als Gefahrenkarte für jedes Fahrzeug der Fahrzeugflotte und/oder Verkehrsleitsysteme und/oder Einsatzleitstellen bereitgestellt werden kann, um eine Verkehrssicherheit zu erhöhen.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Aufmerksamkeit für gefährliche Bereiche beziehungsweise Streckenabschnitte erhöht werden kann, womit proaktiv ein Fahrverhalten und/oder Verkehrsinfrastrukturmaßnahmen ergriffen werden können, die eine Gefahr reduzieren.
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Gefahrenkarte einem Verkehrsleitsystem bereitgestellt wird, das in Abhängigkeit von der Gefahreneinschätzung für den jeweiligen Standort eine Verkehrsleitvorrichtung gemäß vorgegebener Gefahrenreduktionsmaßnahmen zur Reduzierung einer Gefahrensituation an dem Standort ansteuert. Mit anderen Worten kann die erstellte Gefahrenkarte mit den jeweiligen Gefahreneinschätzungen Infrastrukturbetreibern von Verkehrsleitsystemen bereitgestellt werden, insbesondere über definierte Schnittstellen, wobei die Verkehrsleitsysteme proaktiv Verkehrsleitvorrichtungen an jeweiligen Standorten mit erhöhtem Risiko ansteuern können. Verkehrsleitvorrichtungen können beispielsweise digitale Verkehrsanzeigen sein, die beispielsweise als vorgegebene Gefahrenreduktionsmaßnahmen Geschwindigkeitsbegrenzungen, Überholverbote und/oder Warnmeldungen bereitstellen können. Insbesondere können auch Ampelanlagen, beispielsweise an Tunneln, gesteuert werden, falls eine Gefahreneinschätzung ein erhöhtes Risiko für einen Tunnel anzeigt. Die Verkehrsleitsysteme können vorzugsweise automatisiert mittels der Gefahrenkarte gesteuert werden, um die Gefahrensituation an dem Standort zu reduzieren. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Verkehrssicherheit gesteigert werden kann.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Gefahrenkarte einer Einsatzleitstelle bereitgestellt wird, die in Abhängigkeit von der Gefahreneinschätzung für den jeweiligen Standort Einsatzfahrzeuge koordiniert. Das heißt, dass auch Einsatzleitstellen, die Rettungskräfte und/oder Streifenfahrzeuge koordinieren, die Gefahrenkarte erhalten können, um beispielsweise proaktiv Einsatzfahrzeuge zu Standorten mit erhöhter Gefahreneinschätzung zu senden. Die Koordination kann dabei vorzugsweise automatisch durchgeführt werden, indem die Einsatzfahrzeuge aus der Gefahrenkarte den Standort erhalten, den diese anfahren sollen. Durch diese Ausführungsform kann die Verkehrssicherheit weiter gesteigert werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die künstliche Intelligenz mittels vorbestimmter Verkehrssituationsdaten, Fahrerzustandsdaten und Fahrverhaltensdaten und tatsächlich aufgetretenen Gefahrenereignissen maschinelle angelernt wird. Mit anderen Worten kann die künstliche Intelligenz maschinell angelernt sein, insbesondere mit vorbestimmten Daten und Unfallbeziehungsweise Gefahrenereignissen, die beispielsweise aus Unfallstatistiken stammen. Hierbei kann die künstliche Intelligenz Sensordatenmuster aus den vorbestimmten Daten ermitteln, die vor Unfällen häufig auftreten, wobei diese Sensordatenmuster bei der Ermittlung der Gefahreneinschätzung in den aufgenommenen Daten gesucht werden. Des Weiteren können tatsächliche Verkehrsereignisse, die nach Aufnahme der Verkehrssituationsdaten, Fahrerzustandsdaten und Fahrverhaltensdaten erkannt wurden, in das Modell der künstlichen Intelligenz zurückgespiegelt werden und so die künstliche Intelligenz laufend weiter trainieren. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Gefahreneinschätzung für die Gefahrenkarte weiter verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass durch die Umfeldsensoreinrichtung als Verkehrssituation ein Verkehrsaufkommen und/oder Verkehrsschilder und/oder eine Streckenführung und/oder Straßenarbeiten und/oder Licht- und Wetterbedingungen ermittelt werden. Mit anderen Worten umfassen die Verkehrssituationsdaten eine Anzahl von weiteren Verkehrsteilnehmern, Verkehrsschilder, eine Streckenführung, wie beispielsweise Steigungen, Kreuzungen und/oder Kurven, Straßenarbeiten beziehungsweise Straßenschäden und Wetter- oder Lichtbedingungen. Verkehrsschilder können beispielsweise auch digitale Anzeigen umfassen, wobei insbesondere Geschwindigkeitsbegrenzungen ermittelt werden können. Die Umfeldsensoreinrichtung kann zur Ermittlung dieser Verkehrssituationsdaten beispielsweise einen Kamerasensor und/oder einen Lidarsensor und/oder einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass durch die Umfeldsensoreinrichtung als Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern eine Geschwindigkeit und/oder Richtungsänderungen und/oder Bremsvorgänge und/oder Überholvorgänge und/oder Abstände und/oder Falschfahrer und/oder eine Benutzung lichttechnischer Einrichtungen anderer Fahrzeuge ermittelt wird. Insbesondere kann eine Geschwindigkeitsübertretung anderer Fahrzeuge, Richtungsänderungen, wie beispielsweise starke Lenkbewegungen und/oder Schlangenlinien, Bremsvorgänge, wie beispielsweise ein starkes Abbremsen oder ein verspätetes Abbremsen, riskante Überholvorgänge, wie beispielsweise ein Überholen auf der rechten Seite und/oder die Benutzung oder Nichtbenutzung von Lichteinrichtungen, beispielsweise Fahren ohne Licht bei schlechten Lichtverhältnissen, Warnlichter und/oder keine Verwendung von Fahrtrichtungsanzeigern in den Verkehrssituationsdaten umfasst sein. Auch Lichteinrichtungen von Einsatzfahrzeugen, das heißt beispielsweise Blaulicht, können eine Gefahrensituation anzeigen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass durch die Innenraumsensoreinrichtung als Zustand des Fahrers ein Aufmerksamkeitszustand mittels einer Blickrichtungserfassung und/oder Objekterkennung durch eine Innenraumkamera und/oder Kontaktsensoren an einem Fahrzeuglenkrad ermittelt wird. Mit anderen Worten können die Fahrverhaltensdaten einen Aufmerksamkeitszustand, insbesondere eine Müdigkeit und/oder eine Reaktionsgeschwindigkeit und/oder eine Ablenkung des Fahrers umfassen. Hierbei kann beispielsweise eine Blickrichtungserfassung und/oder eine Objekterkennung verwendet werden, durch die ermittelt werden kann, dass beispielsweise ein Fahrer durch Objekte im Innenraum abgelenkt ist, insbesondere durch Essen, Getränke und/oder mobile Endgeräte. Des Weiteren kann beispielsweise durch Kontaktsensoren am Fahrzeuglenkrad ermittelt werden, ob ein Fahrer die Hände am Lenkrad hat oder nicht, was zu der Gefahreneinschätzung beitragen kann.
Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass durch die Fahrzeugsensoreinrichtung als Fahrverhalten des Fahrzeugs eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder Sensorsignale eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs und/oder Fehlermeldungen eines Fahrzeugcomputers ermittelt werden. So kann das Fahrzeug, das die Daten aufnimmt, und dessen Fahrweise durch die Fahrzeugsensoreinrichtung überwacht werden, indem beispielsweise Sensorsignale eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere Situationen, bei denen das Fahrerassistenzsystem eingreifen muss, und/oder Fehlermeldungen des Fahrzeugcomputers, beispielsweise festgestellte Mängel im Fahrzeug, zur Gefahreneinschätzung verwendet werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Rechenvorrichtung ein fahrzeugexterner Server ist und die jeweiligen Daten drahtlos an die Rechenvorrichtung übermittelt werden. Insbesondere kann auch die Gefahrenkarte, die durch die Rechenvorrichtung erstellt wird, drahtlos verteilt werden. Beispielsweise können die jeweiligen Daten über WLAN, Bluetooth und/oder einen Mobilkommunikationsstandard, insbesondere 5G oder LTE, übermittelt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System, umfassend zumindest ein Fahrzeug einer Fahrzeugflotte und eine Rechenvorrichtung, wobei das Fahrzeug eine Umfeldsensoreinrichtung, eine Innenraumsensoreinrichtung, eine Fahrzeugsensoreinrichtung und eine Datenübertragungseinrichtung aufweist, wobei die Umfeldsensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, Verkehrssituationsdaten, die eine Verkehrssituation und ein Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern in einem Umfeld des Fahrzeugs umfassen, zu ermitteln, wobei die Innenraumsensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, Fahrerzustandsdaten, die einen Zustand des Fahrers des Fahrzeugs umfassen, zu ermitteln, wobei die Fahrzeugsensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, Fahrverhaltensdaten, die ein Fahrverhalten des Fahrzeugs umfassen, zu ermitteln, wobei die Datenübertragungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Verkehrssituationsdaten, die Fahrerzustandsdaten und die Fahrverhaltensdaten zusammen mit einem jeweiligen Aufnahmestandort und einer Aufnahmezeit, zu der die Daten aufgenommen sind, an die Rechenvorrichtung zu übermitteln, wobei die Rechenvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Gefahreneinschätzung mittels der Verkehrssituationsdaten, der Fahrerzustandsdaten und der Fahrverhaltensdaten durch eine künstliche Intelligenz zu bestimmen und mittels der Gefahreneinschätzung, des Aufnahmestandorts und der Aufnahmezeit eine Gefahrenkarte mit einer zeitlich veränderlichen Gefahreneinschätzung für einen jeweiligen Standort bereitzustellen. Mit anderen Worten kann das System dazu ausgebildet sein, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen durchzuführen. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Fahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.
Das Fahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Programmcode, der bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) bereitgestellt sein. Das Speichermedium kann in der Prozessorschaltung in deren Datenspeicher realisiert sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Der Programmcode können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) und/oder als Programmskript (z.B. Python) bereitgestellt sein.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein System zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
In 1 ist ein System 10 zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt, wobei das System 10 zumindest ein Fahrzeug 12 einer Fahrzeugflotte und eine Rechenvorrichtung 14 umfasst. Das Fahrzeug 12 kann beispielsweise zur Bereitstellung der Daten für die Gefahrenkarte einen Streckenabschnitt im Straßenverkehr befahren und ein Umfeld mittels einer Umfeldsensoreinrichtung 16 aufnehmen. Des Weiteren kann das Fahrzeug 12 eine Innenraumsensoreinrichtung 18, eine Fahrzeugsensoreinrichtung 20 und eine Datenübertragungseinrichtung 22 aufweisen.
Zum Bestimmen einer Gefahreneinschätzung kann die Umfeldsensoreinrichtung 16 Verkehrssituationsdaten, die eine Verkehrssituation und ein Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern in einem Umfeld des Fahrzeugs 12 umfassen, ermitteln, wobei die Umfeldsensoreinrichtung 16 dazu beispielsweise einen Kamerasensor, einen Radar, einen Lidar und/oder Ultraschallsensoren umfassen kann, die ein Verkehrsaufkommen analysieren und interpretieren können und somit eine Verkehrsdichte im eigenen Umfeld bereitstellen. Des Weiteren kann ein Fahrverhalten anderer Verkehrsteilnehmer analysiert und interpretiert werden, insbesondere mit welcher Geschwindigkeit andere Verkehrsteilnehmer den Streckenabschnitt befahren und/oder ob ungewöhnliche Richtungsänderungen, Bremsvorgänge, Überholvorgänge und/oder Abstände zwischen den Verkehrsteilnehmern vorhanden sind oder nicht. Des Weiteren kann in den Verkehrssituationsdaten jeweils gespeichert sein, wo und wann die die jeweilige Verkehrssituation und/oder das Fahrverhalten erfasst wurden.
Zusätzlich dazu können durch die Innenraumsensoreinrichtung 18, die beispielsweise eine Innenraumkamera umfasst, Fahrerzustandsdaten ermittelt werden. Beispielsweise kann mittels einer Blickrichtungserfassung des Fahrers des Fahrzeugs 12 ein Aufmerksamkeitszustand des Fahrers bestimmt werden. Des Weiteren kann durch die Fahrzeugsensoreinrichtung 20 das Fahrverhalten des Fahrers des Fahrzeugs 12 ermittelt und interpretiert werden, indem beispielsweise Fahrzeugsensoren und/oder Sensorsignale von Fahrerassistenzsystemen des Fahrzeugs 12 empfangen und ausgewertet werden. Auch hier kann jeweils der Aufnahmestandort, an dem sich das Fahrzeug 12 bei Aufnahme dieser Daten befunden hat, und die dazugehörige Aufnahmezeit (Uhrzeit) zu der die Daten aufgenommen wurden gespeichert werden.
Die aufgenommenen Daten können dann durch die Datenübertragungseinrichtung 22, die beispielsweise ein Funkmodem, insbesondere ein WLAN-Modem und/oder Mobilkommunikationsmodem, sein kann, drahtlos an die Rechenvorrichtung 14 übermittelt werden, wobei die Rechenvorrichtung 14 vorzugsweise ein fahrzeugexterner Server in einem Datennetzwerk, insbesondere dem Internet, sein kann.
Die Rechenvorrichtung 14 kann eine künstliche Intelligenz aufweisen, die vorzugsweise mittels vorbestimmter Verkehrssituationsdaten, vorbestimmter Fahrerzustandsdaten und vorbestimmter Fahrverhaltensdaten und tatsächlich aufgetretenen Gefahrenereignissen, beispielsweise Unfällen, maschinell angelernt ist, wobei die künstliche Intelligenz aus den von dem Fahrzeug 12 übermittelten Daten eine Gefahreneinschätzung für den Aufnahmestandort zu der Aufnahmezeit bestimmen kann. Eine digitale Karte kann dann mit dieser Gefahreneinschätzung überlagert werden, um die Gefahrenkarte bereitzustellen. Beispielsweise können unterschiedliche Gefahrenzustände gemäß einer farblichen Skala auf der Karte gekennzeichnet werden.
Besonders bevorzugt kann die von der Rechenvorrichtung 14 bereitgestellte Gefahrenkarte anschließend den Fahrzeugen der Fahrzeugflotte und/oder einem Verkehrsleitsystem und/oder einer Einsatzleitstelle bereitgestellt werden. So kann beispielsweise ein Verkehrsleitsystem Verkehrsleitvorrichtungen aufweisen, die einen Verkehr auf der Strecke steuern, wobei Verkehrsleitvorrichtungen beispielsweise digital ansteuerbare Verkehrsschilder sein können, die Geschwindigkeitsbegrenzungen, Überholverbote und/oder Stauwarnmeldungen ausgeben können. So kann insbesondere in Abhängigkeit von der Gefahrenkarte die jeweilige Verkehrsleitvorrichtung an einem Standort mit erhöhter Gefahreneinschätzung gemäß vorgegebener Gefahrenreduktionsmaßnahmen angesteuert werden, indem beispielsweise die maximal erlaubte Geschwindigkeit an dem Standort reduziert wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Einsatzleitstelle, die für die Koordination von Einsatzfahrzeugen, insbesondere Polizei, Feuerwehr und/oder Rettungsfahrzeugen zuständig ist, in Abhängigkeit von der Gefahreneinschätzung der Gefahrenkarte Einsatzfahrzeuge vorab in gefährdete Gebiete senden, um eine Anfahrtszeit zu einer möglichen Unfallstelle zu verkürzen.
In 2 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. In einem Schritt S10 können Verkehrssituationsdaten durch eine Umfeldsensoreinrichtung 16 des Fahrzeugs 12 ermittelt werden, wobei in den Verkehrssituationsdaten eine Verkehrssituation durch Analyse der Umfeldsensorik interpretiert sein kann.
Hierbei können die Verkehrssituationsdaten auch die Fahrweise anderer Verkehrsteilnehmer umfassen, die ebenfalls durch die Umfeldsensoreinrichtung 16 erfasst und interpretiert werden können.
Parallel dazu können in einem Schritt S12 Fahrerzustandsdaten durch eine Innenraumsensoreinrichtung 18 und in einem Schritt S14 Fahrverhaltensdaten des Fahrzeugs 12 durch eine Fahrzeugsensoreinrichtung 20 ermittelt werden, die einen Zustand des Fahrers des Fahrzeugs und ein Fahrverhalten des Fahrzeugs 12 bereitstellen. Zusammen mit der Aufnahmezeit und dem Aufnahmestandort der jeweiligen Daten können dann nach einer Übermittlung an eine Rechenvorrichtung 14 in einem Schritt S16 Gefahreneinschätzungen für den jeweiligen Aufnahmestandort mittels der Daten bestimmt werden, wobei dazu eine künstliche Intelligenz der Rechenvorrichtung 14 aus zuvor angelernten Daten und tatsächlich aufgetretenen Gefahrenereignissen die Gefahreneinschätzung durchführen kann. Die so ermittelte Gefahreneinschätzung kann dann verwendet werden, um eine zeitlich veränderliche Gefahrenkarte zu erzeugen, die für jeden Aufnahmestandort die Gefahreneinschätzung zu der Aufnahmezeit angeben kann.
Die Gefahrenkarte kann beispielsweise in einem Schritt S18 Verkehrsleitsystemen und/oder Einsatzleitstellen bereitgestellt werden, die Streifenfahrzeuge und/oder Rettungskräfte proaktiv in eine Gegend mit erhöhtem Gefahrenrisiko schicken können. Alternativ oder zusätzlich kann die Gefahrenkarte Verkehrsleitsystemen und/oder Infrastrukturbetreibern bereitgestellt werden, die zum Beispiel proaktiv Geschwindigkeitsbeschränkungen an gefährdeten Standorten anpassen können. Hierbei kann vorzugsweise ein Rückkanal zu der Rechenvorrichtung 14 und der Gefahreneinschätzung des Schritts S16 vorgesehen sein, der tatsächliche Verkehrsereignisse an die künstliche Intelligenz zurückspielt, sodass diese als selbstlernendes System die Gefahreneinschätzung kontinuierlich verbessern kann. Hierbei können beispielsweise Daten wie Unfallstatistiken von offiziellen Datenbanken von Rettungsleitstellen verwendet werden, aber auch über die Umfeldsensoreinrichtung 16 wahrgenommene Unfälle durch das Fahrzeug 12 oder ein weiteres Fahrzeug der Fahrzeugflotte.
In einem weiteren beispielhaften Aspekt ist vorgesehen, dass Fahrzeuge der Fahrzeugflotte über eine umfangreiche Umfeldsensorik zur individuellen Wahrnehmung, Analyse und Interpretation in Echtzeit von Verkehrssituationen verfügen. Eine Kombination dieser Sensordaten (Schwarmdaten) erlaubt Rückschlüsse auf die Verkehrslage in bestimmten Bereichen. Daraus lässt sich eine objektive Gefahreneinschätzung für den jeweiligen Bereich ableiten, zum Beispiel für einen Streckenabschnitt. Diese Gefährdungslage kann an Leitstellen und/oder eine Infrastruktur weitergegeben werden. So kann proaktiv sowohl eine Anpassung an den Verkehrsleitsystemen, zum Beispiel temporäre Geschwindigkeitsreduktion und/oder Warnhinweise, durchgeführt werden als auch diverse Rettungskräfte in Einsatzbereitschaft versetzt beziehungsweise in die Gegend geschickt werden.
Dabei basiert die Einschätzung der Gefährdungslage nicht nur auf dem aktuellen und präzidierten Verkehrsaufkommen, sondern ebenfalls auf beobachteten auffälligen Fahrverhalten von einzelnen Fahrzeugen. Das können beispielsweise Schlangenlinien, erhöhte Geschwindigkeit, späte Verzögerungen bei stockendem Verkehr, kein Setzen des Blinkers bei Spurwechsel, ein Überholen auf der rechten Fahrspur, ein Auffahren, Geisterfahrer und weitere sein. Des Weiteren können der Zustand des Fahrers des eigenen Fahrzeugs 12, zum Beispiel eine Müdigkeit, eine Gesundheit, geringe Reaktionsgeschwindigkeiten, ein Eingriff von Assistenzsystemen und weitere für die Gefährdungseinschätzung mit einfließen. Vorzugsweise können alle Daten zu Verkehrsaufkommen und individuellen Verhalten anonymisiert ausgewertet werden. Hierbei kann eine Gefahrenkarte in einem Backend (Rechenvorrichtung 14) erstellt werden, indem ein selbstlernendes System beziehungsweise Modell als Eingabe die aggregierten Daten verwendet und als Ausgabe eine Gefährdungseinschätzung pro Geobereich liefert. Des Weiteren können tatsächliche Ereignisse wie Unfälle in das selbstlernende Modell einfließen. Dadurch können Modellparameter kontinuierlich angepasst werden, um immer genauere Vorhersagen basierend auf den Eingangsdaten treffen zu können.
Zusätzlich können beispielsweise auch Gesundheitsdaten von mobilen Endgeräten aggregiert und interpretiert werden, um eine Gefährdungslage im öffentlichen Raum zu erkennen. Basierend darauf kann eine Einsatzleitstelle in Einsatzbereitschaft versetzt werden. Beispielsweise kann von einem oder mehreren Passanten ein deutlich erhöhter Puls in einem Geobereich detektiert werden, woraus geschlossen werden kann, dass ein Ereignis dort stattgefunden hat und gegebenenfalls Rettungskräfte notwendig sind.
Die erstellte Gefahrenkarte zur Gefährdungseinschätzung kann dann über eine definierte Schnittstelle zum Beispiel mit Leistellen oder Infrastrukturbetreibern geteilt werden, die proaktiv auf die Gefahreneinschätzung reagieren können. Tatsächlich ermittelte Verkehrsereignisse können an das selbstlernende Modell zurückgespiegelt werden, sodass dieses weiter angelernt werden kann.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine schwarmdatenbasierte Gefährdungsevaluation zur intelligenten Steuerung von Einsatzkräften und Verkehrsleitsystemen bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010055370 A1 [0003]
DE 102012014457 A1 [0004]
US 2019/0193729 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Gefahrenkarte, mit den Schritten: - Ermitteln (S10) von Verkehrssituationsdaten durch eine Umfeldsensoreinrichtung (16) mindestens eines Fahrzeugs (12) einer Fahrzeugflotte, wobei die Verkehrssituationsdaten eine Verkehrssituation und ein Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern in einem Umfeld des Fahrzeugs (12) bereitstellen; - Ermitteln (S12) von Fahrerzustandsdaten durch eine Innenraumsensoreinrichtung (18) des Fahrzeugs (12) und von Fahrverhaltensdaten (S14) durch eine Fahrzeugsensoreinrichtung (20), wobei die Fahrerzustandsdaten einen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs (12) bereitstellen und die Fahrverhaltensdaten ein Fahrverhalten des Fahrzeugs (12) bereitstellen; - Übermitteln der Verkehrssituationsdaten, der Fahrerzustandsdaten und der Fahrverhaltensdaten zusammen mit einem jeweiligen Aufnahmestandort und einer Aufnahmezeit, zu der die Daten aufgenommen wurden, an eine Rechenvorrichtung (14); - Bestimmen (S16) einer Gefahreneinschätzung mittels der Verkehrssituationsdaten, der Fahrerzustandsdaten und der Fahrverhaltensdaten durch eine künstliche Intelligenz der Rechenvorrichtung (14), wobei mittels der Gefahreneinschätzung, des Aufnahmestandorts und der Aufnahmezeit die Gefahrenkarte mit einer zeitlich veränderlichen Gefahreneinschätzung für einen jeweiligen Standort bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gefahrenkarte einem Verkehrsleitsystem bereitgestellt wird (S18), das in Abhängigkeit von der Gefahreneinschätzung für den jeweiligen Standort eine Verkehrsleitvorrichtung gemäß vorgegebener Gefahrenreduktionsmaßnahmen zur Reduzierung einer Gefahrensituation an dem Standort ansteuert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gefahrenkarte einer Einsatzleitstelle bereitgestellt wird (S18), die in Abhängigkeit von der Gefahreneinschätzung für den jeweiligen Standort Einsatzfahrzeuge koordiniert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die künstliche Intelligenz mittels vorbestimmter Verkehrssituationsdaten, Fahrerzustandsdaten und Fahrverhaltensdaten und tatsächlich aufgetretenen Gefahrenereignissen maschinell angelernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Umfeldsensoreinrichtung (16) als Verkehrssituation ein Verkehrsaufkommen und/oder Verkehrsschilder und/oder eine Streckenführung und/oder Straßenarbeiten und/oder Licht- und Wetterbedingungen ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Umfeldsensoreinrichtung (16) als Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern eine Geschwindigkeit und/oder Richtungsänderungen und/oder Bremsvorgänge und/oder Überholvorgänge und/oder Abstände und/oder Falschfahrer und/oder eine Benutzung lichttechnischer Einrichtungen anderer Fahrzeuge ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Innenraumsensoreinrichtung (18) als Zustand des Fahrers ein Aufmerksamkeitszustand mittels einer Blickrichtungserfassung und/oder Objekterkennung durch eine Innenraumkamera und/oder Kontaktsensoren an einem Fahrzeuglenkrad ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Fahrzeugsensoreinrichtung (20) als Fahrverhalten des Fahrzeugs (12) eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (12) und/oder Sensorsignale eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs (12) und/oder Fehlermeldungen eines Fahrzeugcomputers ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rechenvorrichtung (14) ein fahrzeugexterner Server ist und die jeweiligen Daten drahtlos an die Rechenvorrichtung (14) übermittelt werden.
System (10) umfassend zumindest ein Fahrzeug (12) einer Fahrzeugflotte und eine Rechenvorrichtung (14), wobei das Fahrzeug (12) eine Umfeldsensoreinrichtung (16), eine Innenraumsensoreinrichtung (18), eine Fahrzeugsensoreinrichtung (20) und eine Datenübertragungseinrichtung (22) aufweist, wobei die Umfeldsensoreinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, Verkehrssituationsdaten, die eine Verkehrssituation und ein Fahrverhalten von Verkehrsteilnehmern in einem Umfeld des Fahrzeugs (12) umfassen, zu ermitteln, wobei die Innenraumsensorvorrichtung (18) dazu ausgebildet ist, Fahrerzustandsdaten, die einen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs (12) umfassen, zu ermitteln, wobei die Fahrzeugsensoreinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, Fahrverhaltensdaten, die ein Fahrverhalten des Fahrzeugs (12) umfassen, zu ermitteln, wobei die Datenübertragungseinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, die Verkehrssituationsdaten, die Fahrerzustandsdaten und die Fahrverhaltensdaten zusammen mit einem jeweiligen Aufnahmestandort und einer Aufnahmezeit, zu der die Daten aufgenommen sind, an die Rechenvorrichtung (14) zu übermitteln, wobei die Rechenvorrichtung (14) dazu ausgebildet ist, eine Gefahreneinschätzung mittels der Verkehrssituationsdaten, der Fahrerzustandsdaten und der Fahrverhaltensdaten durch eine künstliche Intelligenz zu bestimmen und mittels der Gefahreneinschätzung, des Aufnahmestandorts und der Aufnahmezeit eine Gefahrenkarte mit einer zeitlich veränderlichen Gefahreneinschätzung für einen jeweiligen Standort bereitzustellen.