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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route.
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In modernen Navigationssystemen ist es bekannt, vom Nutzer des Navigationssystems häufig angefahrene Ziele, beispielsweise zur Arbeit, nach Hause, in ein Fitnessstudio, etc. zu lernen. Kurze Zwischenstopps während einer Fahrt, die einen vordefinierten Schwellenwert (z.B. Stopp kürzer als 15 Minuten) werden dabei ignoriert, damit Zwischenstopps, die durchgeführt werden, um eine unregelmäßige Handlung durchzuführen (z.B. Holen eines Objekts aus dem Kofferraum, Tankstopp) beim Lernen häufig angefahrener Ziele ignoriert werden. Dies führt dazu, dass regelmäßig durchgeführte, kurze Zwischenstopps, z.B. ein Zwischenstopp an einer Schule, zu der ein Kind jeden Morgen gefahren wird, bevor der Weg zur Arbeit fortgesetzt wird, nicht als häufig angefahrenes Ziel identifiziert wird. Mit anderen Worten wird durch ein vorgenanntes Lernen häufig angefahrener Ziele lediglich der Arbeitsort als häufig angefahrenes Ziel gelernt, nicht aber der Schulort. Nachteilig daran ist, dass bei einer alternativen Routenführung, beispielsweise aufgrund von Stau, gesperrtem Straßenabschnitt, etc. nur der Arbeitsort berücksichtigt wird, nicht aber der Schulort. Dies ist für den Nutzer des Fahrzeugs unkomfortabel, da er sich selbst um eine alternative Route zum Schulort kümmern muss.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung bereitzustellen, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und für den Nutzer des Fahrzeug eine zufriedenstellende Routenführung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route für ein Fahrzeug gelöst, umfassend:
- eine Ermittlungseinheit, die eingerichtet ist, ein potenzielles Zwischenziel zu ermitteln, wobei das Ermitteln des potenziellen Zwischenziels unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen erfolgt;
- eine Prädiktionseinheit, die eingerichtet ist, ein Clustering von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels durchzuführen und daraus das potenzielle Zwischenziel als regelmäßiges Zwischenziel zu ermitteln; und
- eine Navigationseinheit, die eingerichtet ist, das ermittelte regelmäßige Zwischenziel bei nachfolgenden Routenplanungen der Route zu berücksichtigen.
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Der Begriff Fahrzeug umfasst im Rahmen des Dokuments mobile Verkehrsmittel, die dem Transport von Personen (Personenverkehr), Gütern (Güterverkehr) oder Werkzeugen (Maschinen oder Hilfsmittel) dienen und die verbrennungsmotorisch oder zumindest teilweise elektrisch angetrieben sein können (Elektroauto, Hybridfahrzeuge).
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Das Fahrzeug kann von einem Fahrzeugführer gesteuert werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das Fahrzeug ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug sein. Unter dem Begriff „automatisiertes fahrendes Fahrzeug“ bzw. „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann.
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Die Vorrichtung umfasst eine Ermittlungseinheit, die eingerichtet ist, ein potenzielles Zwischenziel zu ermitteln. Das Ermitteln des potenziellen Zwischenziels durch die Ermittlungseinheit erfolgt unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen.
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Die Vorrichtung umfasst eine Prädiktionseinheit, die eingerichtet ist, ein Clustern von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels durchzuführen. Dazu kann die Prädiktionseinheit eine Recheneinheit umfassen, die eingerichtet ist, das Clustern von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels durchzuführen. In einem anderen Beispiel kann die Prädiktionseinheit und/oder die Vorrichtung und/oder das Fahrzeug eine Kommunikationseinheit umfassen, die eingerichtet ist, die Koordinaten des potenziellen Zwischenziels an ein Backend zu übermitteln und die Ergebnisse des Clusterns vom Backend empfangen. Die Kommunikationseinheit kann ein Teilnehmeridentitätsmodul bzw. ein Subscriber Identity Module bzw. eine SIM-Karte umfassen, welche(s) dazu dient, eine Kommunikationsverbindung über ein Mobilfunksystem bzw. Mobilfunknetz aufzubauen. Das Teilnehmeridentitätsmodul identifiziert dabei die Kommunikationseinheit eindeutig im Mobilfunknetz. Bei der Kommunikationsverbindung kann es sich um eine Datenverbindung (z.B. Paketvermittlung) und/oder um eine leitungsgebundene Kommunikationsverbindung (z.B. Leitungsvermittlung) handeln. Die Kommunikation kann nach dem Cellular Vehicle To X (C-V2X)-Paradigma gemäß dem LTE-Standard Version 14, dem 4G-Standard und/oder dem 5G-Standard erfolgen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Kommunikationseinheit unabhängig vom Mobilfunknetz bzw. der Verfügbarkeit ausreichender Kapazitäten des aktuell verfügbaren Mobilfunknetzes über eine andere Luftschnittstelle, beispielsweise WLAN, kommunizieren. Dazu kann ITS-G5 bzw. IEEE 802.11p bei der Vehicle-to-Vehicle (V2V)-Kommunikation verwendet werden. Die Kommunikationseinheit kann somit Daten anderer Kommunikationsteilnehmer, z.B. des Backend empfangen bzw. Daten an andere Kommunikationsteilnehmer übermitteln.
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Das Clustern der Koordinaten bzw. Ortskoordinaten (z.B. lattitude, longitude) des durch die Ermittlungseinheit ermittelten potenziellen Zwischenziels entlang der Route kann durch die Anwendung geeigneter Clusterverfahren erfolgen. Beispielsweise kann Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN, oder ein agglomeratives Clusterverfahren angewandt werden. Dabei kann ein Cluster der Koordinaten des ermittelten potenziellen Zwischenziels entsprechend einer vordefinierten bzw. vordefinierbaren Mindestanzahl an Stopps am ermittelten potenziellen Zwischenziel bei Fahren der Route erforderlich sein, um das ermittelte potenzielle Zwischenziel als regelmäßiges Zwischenziel der Route zu „lernen“.
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Mit anderen Worten handelt es sich bei der Route um ein und dieselbe Route, z.B. Fahrt vom Heimatort (Startpunkt der Route) zum Arbeitsort (Endpunkt der Route). Wird bei dieser Route ein potenzielles Zwischenziel unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen ermittelt (z.B. Stopp an einem Schulort), werden die Koordinaten des Zwischenziels unter Anwendung eines der vorgenannten Clusterverfahren geclustert. Ist eine vordefinierte Mindestanzahl an Stopps bei mehrfachem Befahren dieser Route an dem potenziellen Zwischenziel erfolgt, kann sich durch diese Vorgehensweise ein Cluster der vordefinierten Mindestanzahl an Stopps entlang dieser Route ergeben und das potenzielle Zwischenziel wird als regelmäßiges Zwischenziel ermittelt bzw. gelernt.
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Die Vorrichtung umfasst eine Navigationseinheit, die eingerichtet ist, das ermittelte regelmäßige Zwischenziel bei nachfolgenden Routenplanungen der Route zu berücksichtigen.
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Vorteilhafter Weise wird es somit dem Nutzer des Fahrzeugs ermöglicht, auf einer häufig gefahrenen Route (z.B. Fahrt vom Heimatort zum Arbeitsort, Fahrt vom Arbeitsort zum Heimatort, etc.) ohne weiteres Zutun ein regelmäßiges Zwischenziel (z.B. Halt an der Schule eines Kindes, Halt an einem Drive-Through, etc.) zu ermitteln bzw. zu „lernen“, so dass dieses bei nachfolgenden Routenplanungen der Route automatisch berücksichtigt wird. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Verkehrsbeeinträchtigung (z.B. Stau, Straßensperrung, etc.) entlang der gewöhnlichen Route, da das regelmäßige Zwischenziel bei der Routenplanung bzw. Umleitung berücksichtigt wird.
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Vorzugsweise umfassen die Fahrzeug-Statussignale, die bei der Ermittlung des potenziellen Zwischenziels berücksichtigt werden, Fahrzeug-Statussignale mit Bezug auf:
- - Fahrzeugtüre geöffnet; und/oder
- - Fahrzeugtüre geschlossen; und/oder
- - Gurtschloss aktiviert; und/oder
- - Motor aus; und/oder
- - Motor an; und/oder
- - Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs;
und/oder
- - Änderung eines Tankfüllstands eines Fahrzeugtanks; und/oder
- - Änderung an einer Sitzplatzbelegung des Fahrzeugs; und/oder
- - Änderung an einem Beladungszustand des Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug-Status kann beispielsweise der Status Fahrzeugtüre geöffnet und/oder geschlossen, Motor an und/oder aus, Gurtschloss aktiviert, Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs, Änderung eines Tankfüllstands eines Fahrzeugtanks, Änderung an einer Sitzplatzbelegung des Fahrzeugs und/oder Änderung an einem Beladungszustand des Fahrzeugs, etc. umfassen. Ein Fahrzeug-Status kann auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise mittels geeigneter Sensoren im Fahrzeug ermittelt werden, wodurch entsprechende Fahrzeug-Statussignale generiert werden. Die Fahrzeug-Statussignale können von der Ermittlungseinheit bei Ermittlung des potenziellen Zwischenziels berücksichtigt werden. Insbesondere ermöglichen die vorgenannten Statussignale Rückschlüsse darüber, ob eine Person in das Fahrzeug eingestiegen bzw. ausgestiegen ist, ob das Fahrzeug beladen wurde, ob der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs geladen wurde, ob das Fahrzeug getankt wurde, etc. Diese Rückschlüsse können bei der Ermittlung des potenziellen Zwischenziels durch die Ermittlungseinheit berücksichtigt werden.
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Vorteilhafter Weise ermöglicht die Berücksichtigung der Fahrzeug-Statussignale bei der Ermittlung eines potenziellen Zwischenziels Rückschlüsse über einen Zweck des Stopps am potenziellen Zwischenziel, wodurch die Ermittlung des regelmäßigen Zwischenziels hochgenau ist.
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Darüber hinaus oder alternativ dazu kann ein Map Matching des ermittelten regelmäßigen Zwischenziel mit dem Navigationssystem zugrundeliegenden Karteninformationen, z.B. POI-Informationen, erfolgen. In diesem Fall kann die Ermittlung des potenziellen Zwischenziels eine Ermittlung, ob es sich bei dem regelmäßigen Zwischenziel um ein Ziel handelt, bei dem die geografische Position festgelegt ist (z.B. Schule, KiTa, etc.) handelt oder ob es sich bei dem regelmäßigen Zwischenziel um ein Ziel handelt, bei dem die geografische Position variabel ist (z.B. Tankstelle, Fast Food Restaurant, etc.). In dem Fall, in dem das ermittelte regelmäßige Zwischenziel ein variables Zwischenziel ist, kann bei einer nachfolgenden Routenplanung der Route im Falle einer Verkehrsbeeinträchtigung um das ermittelte regelmäßige Zwischenziel bei variabler geografischer Position durch die Navigationseinheit ein alternatives Zwischenziel (z.B. alternative Tankstelle, alternatives Fast Food Restaurant) vorgeschlagen werden.
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Vorzugsweise erfolgt die Berücksichtigung des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels bei nachfolgenden Routenplanungen der Route unter Berücksichtigung einer Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels; wobei die Prädiktion der Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels unter Berücksichtigung folgender Merkmale erfolgen kann:
- - Startposition des Fahrzeugs; und/oder
- - wahrscheinlichstes Fahrziel des Fahrzeugs; und/oder
- - Wochentag; und/oder
- - Tageszeit; und/oder
- - absolute Zeit;
- - etc.
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Bei der Berücksichtigung des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels durch die Navigationseinheit bei nachfolgenden Routenplanungen der Route kann eine Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels erfolgen. Die Prädiktion der Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels kann mittels eines Multi-Label-Klassifikationsverfahrens wie z.B. Random Forest, logistische Regression, Support Vector Machines (SVMs), Boosting oder mittels künstlichen neuronalen Netzen erfolgen. Dabei können folgende Merkmale bzw. Features berücksichtigt werden:
- - Startposition des Fahrzeugs (z.B. latitude, longitude);
- - Wahrscheinlichster Zielort des Fahrzeugs (z.B. latitude, longitude);
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Die wahrscheinlichste Route bzw. der wahrscheinlichste Zielort des Fahrzeugs kann dabei auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise vorab prädiziert werden. Die Startposition des Fahrzeugs sowie der wahrscheinlichste Zielort des Fahrzeugs entsprechen der Route.
- - Wochentag;
- - Tageszeit;
- - Absolute Zeit, z.B. Anzahl Sekunden seit dem 01. Januar 1970, 00:00 Uhr.
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Vorteilhafter Weise kann somit die Genauigkeit bei der Prädiktion eines Anfahrens des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels erhöht werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein Fahrzeug umfassend eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 gelöst.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route für ein Fahrzeug gelöst, umfassend:
- Ermitteln, über eine Ermittlungseinheit eines potenziellen Zwischenziels, wobei das Ermitteln des potenziellen Zwischenziels unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen erfolgt; und
- Durchführen, über eine Prädiktionseinheit, eines Clusterns von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels;
- Ermitteln, über die Prädiktionseinheit, eines regelmäßigen Zwischenziels aus dem potenziellen Zwischenziel unter Berücksichtigung des durchgeführten Clusterns der Koordinaten des potenziellen Zwischenziels;
- Berücksichtigen, über eine Navigationseinheit, des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels bei nachfolgenden Routenplanungen der Route.
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Vorzugsweise umfassen die Fahrzeug-Statussignale, die bei der Ermittlung des potenziellen Zwischenziels berücksichtigt werden, Fahrzeug-Statussignale mit Bezug auf:
- - Fahrzeugtüre geöffnet; und/oder
- - Fahrzeugtüre geschlossen; und/oder
- - Gurtschloss aktiviert; und/oder
- - Motor aus; und/oder
- - Motor an; und/oder
- - Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs; und/oder
- - Änderung eines Tankfüllstands eines Fahrzeugtanks; und/oder
- - Änderung an einer Sitzplatzbelegung des Fahrzeugs; und/oder
- - Änderung an einem Beladungszustand des Fahrzeugs.
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Vorzugsweise erfolgt die Berücksichtigung des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels bei nachfolgenden Routenplanungen der Route unter Berücksichtigung einer Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels; wobei die Prädiktion der Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels unter Berücksichtigung folgender Merkmale erfolgen kann:
- - Startposition des Fahrzeugs; und/oder
- - wahrscheinlichstes Fahrziel des Fahrzeugs; und/oder
- - Wochentag; und/oder
- - Tageszeit; und/oder
- - absolute Zeit.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode gelöst, das eingerichtet ist, wenn es auf einer Recheneinheit bzw. einem Computer ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 auszuführen.
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Gemäß einem fünften Aspekt wird die zugrundeliegende Aufgabe durch einen computerlesbaren Datenträger mit Programmcode eines Computerprogramms gelöst, das eingerichtet ist, wenn es auf einer Recheneinheit bzw. einem Computer ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 auszuführen.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
- 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route;
- 2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route.
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1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100 zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route für ein Fahrzeug 110.
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Die Vorrichtung 100 umfasst eine Ermittlungseinheit 112, die eingerichtet ist, ein potenzielles Zwischenziel zu ermitteln. Das Ermitteln des potenziellen Zwischenziels durch die Ermittlungseinheit 112 erfolgt unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen.
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Die Fahrzeug-Statussignale, die bei der Ermittlung des potenziellen Zwischenziels berücksichtigt werden, können Fahrzeug-Statussignale mit Bezug auf:
- - Fahrzeugtüre geöffnet; und/oder
- - Fahrzeugtüre geschlossen; und/oder
- - Gurtschloss aktiviert; und/oder
- - Motor aus; und/oder
- - Motor an; und/oder
- - Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs 110; und/oder
- - Änderung eines Tankfüllstands eines Fahrzeugtanks; und/oder
- - Änderung an einer Sitzplatzbelegung des Fahrzeugs; und/oder
- - Änderung an einem Beladungszustand des Fahrzeugs 110;
umfassen.
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Ein Fahrzeug-Status kann beispielsweise die Stati Fahrzeugtüre geöffnet und/oder geschlossen, Motor an und/oder aus, Gurtschloss aktiviert, Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs, Änderung eines Tankfüllstands eines Fahrzeugtanks, Änderung an einer Sitzplatzbelegung des Fahrzeugs und/oder Änderung an einem Beladungszustand des Fahrzeugs, etc. umfassen. Ein Fahrzeug-Status kann auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise mittels geeigneter Sensoren im Fahrzeug 110 ermittelt werden, wodurch sich entsprechende Fahrzeug-Statussignale ergeben. Die Fahrzeug-Statussignale können von der Ermittlungseinheit 112 bei Ermittlung des potenziellen Zwischenziels berücksichtigt werden. Insbesondere ermöglichen die vorgenannten Statussignale Rückschlüsse darüber, ob eine Person in das Fahrzeug eingestiegen bzw. ausgestiegen ist, ob das Fahrzeug beladen wurde, ob der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs geladen wurde, ob das Fahrzeug getankt wurde, etc. Diese Rückschlüsse können bei der Ermittlung des potenziellen Zwischenziels durch die Ermittlungseinheit 112 berücksichtigt werden.
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Die Vorrichtung umfasst eine Prädiktionseinheit 114, die eingerichtet ist, ein Clustern von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels durchzuführen. Dazu kann die Prädiktionseinheit 114 eine Recheneinheit umfassen, die eingerichtet ist, das Clustern von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels durchzuführen. In einem anderen Beispiel kann die Prädiktionseinheit 114 und/oder die Vorrichtung 100 und/oder das Fahrzeug 110 eine Kommunikationseinheit 118 umfassen, die eingerichtet ist, die Koordinaten des potenziellen Zwischenziels an ein Backend 120 zu übermitteln. Das Backend kann eine entsprechende Prädiktionseinheit 124 zum Clustern der Koordinaten des potenziellen Zwischenziels umfassen und die Ergebnisse des Clusterns vom Backend 120 an die Vorrichtung 110 übermitteln. Die Kommunikationseinheit 118 kann ein Teilnehmeridentitätsmodul bzw. ein Subscriber Identity Module bzw. eine SIM-Karte umfassen, welche(s) dazu dient, eine Kommunikationsverbindung über ein Mobilfunksystem bzw. Mobilfunknetz 130 aufzubauen. Das Teilnehmeridentitätsmodul identifiziert dabei die Kommunikationseinheit 118 eindeutig im Mobilfunknetz. Bei der Kommunikationsverbindung kann es sich um eine Datenverbindung (z.B. Paketvermittlung) und/oder um eine leitungsgebundene Kommunikationsverbindung (z.B. Leitungsvermittlung) handeln. Die Kommunikation kann nach dem Cellular Vehicle To X (C-V2X)-Paradigma gemäß dem LTE-Standard Version 14, dem 4G-Standard und/oder dem 5G-Standard erfolgen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Kommunikationseinheit 118 unabhängig vom Mobilfunknetz 130 bzw. der Verfügbarkeit ausreichender Kapazitäten des aktuell verfügbaren Mobilfunknetzes 130 über eine andere Luftschnittstelle, beispielsweise WLAN, kommunizieren. Dazu kann ITS-G5 bzw. IEEE 802.11p bei der Vehicle-to-Vehicle (V2V)-Kommunikation verwendet werden. Die Kommunikationseinheit 118 kann somit Daten anderer Kommunikationsteilnehmer, z.B. des Backend 130 empfangen bzw. Daten an andere Kommunikationsteilnehmer übermitteln.
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Das Clustern der Koordinaten (z.B. lattitude, longitude) des durch die Ermittlungseinheit 112 ermittelten potenziellen Zwischenziels entlang der Route kann in der Prädiktionseinheit 114, 124 durch die Anwendung geeigneter Clusterverfahren erfolgen. Beispielsweise kann Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN, oder ein agglomeratives Clusterverfahren angewandt werden. Dabei kann ein Cluster der Koordinaten des ermittelten potenziellen Zwischenziels entsprechend einer vordefinierten bzw. vordefinierbaren Mindestanzahl an Stopps am ermittelten potenziellen Zwischenziel auf der Route erforderlich sein, um das ermittelte potenzielle Zwischenziel als regelmäßiges Zwischenziel der Route zu „lernen“. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Route um ein und dieselbe Route, z.B. Fahrt vom Heimatort zum Arbeitsort. Wird bei dieser Route ein Zwischenziel unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen ermittelt (z.B. Stopp an einem Schulort), werden die Koordinaten des Zwischenziels unter Anwendung beispielsweise eines der vorgenannten Clusterverfahren durch die Prädiktionseinheit 114. 124 geclustert. Ist eine vordefinierte Mindestanzahl an Stopps bei Fahren dieser Route an dem potenziellen Zwischenziel erfolgt, ergibt sich durch diese Vorgehensweise ein Cluster der vordefinierten Mindestanzahl an Stopps entlang dieser Route und das potenzielle Zwischenziel wird als regelmäßiges Zwischenziel ermittelt bzw. gelernt.
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Die Vorrichtung umfasst eine Navigationseinheit 116, die eingerichtet ist, das ermittelte regelmäßige Zwischenziel bei nachfolgenden Routenplanungen der Route zu berücksichtigen.
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Die Berücksichtigung des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels bei nachfolgenden Routenplanungen der Route durch die Navigationseinheit 116 kann unter Berücksichtigung einer Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels erfolgen.
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Die Prädiktion der Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels kann mittels eines Multi-Label-Klassifikationsverfahrens wie z.B. Random Forest, logistische Regression, Support Vector Machines (SVMs), Boosting oder mittels künstlichen neuronalen Netzen erfolgen. Dabei können folgende Merkmale bzw. Features berücksichtigt werden:
- - Startposition des Fahrzeugs 110 (z.B. latitude, longitude);
- - Wahrscheinlichster Zielort des Fahrzeugs 110 (z.B. latitude, longitude);
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Die wahrscheinlichste Route bzw. der wahrscheinlichste Zielort des Fahrzeugs 110 kann dabei auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise vorab prädiziert werden. Die Startposition des Fahrzeugs 110 sowie der wahrscheinlichste Zielort des Fahrzeugs 110 entsprechen der bzw. definieren die Route.
- - Wochentag;
- - Tageszeit;
- - Absolute Zeit, z.B. Anzahl Sekunden seit dem 01. Januar 1970, 00:00 Uhr.
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Darüber hinaus oder alternativ dazu kann ein Map Matching des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels mit dem Navigationssystem 116 zugrundeliegenden Karteninformationen, z.B. POI-Informationen, erfolgen. In diesem Fall kann die Ermittlung des potenziellen Zwischenziels eine Ermittlung, ob es sich bei dem regelmäßigen Zwischenziel um ein Ziel handelt, bei dem die geografische Position festgelegt ist (z.B. Schule, KiTa, etc.) handelt oder ob es sich bei dem regelmäßigen Zwischenziel um ein Ziel handelt, bei dem die geografische Position variabel ist (z.B. Tankstelle, Fast Food Restaurant, etc.). In diesem Fall kann bei einer nachfolgenden Routenplanung der Route im Falle einer Verkehrsbeeinträchtigung um das ermittelte regelmäßige Zwischenziel bei variabler geografischer Position durch die Navigationseinheit 116 ein alternatives Zwischenziel (z.B. alternative Tankstelle, alternatives Fast Food Restaurant) vorschlagen werden.
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Vorteilhafter Weise wird es somit dem Nutzer des Fahrzeugs ermöglicht, auf einer häufig gefahrenen Route (z.B. Fahrt vom Heimatort zum Arbeitsort, Fahrt vom Arbeitsort zum Heimatort, etc.) ohne weiteres Zutun ein regelmäßiges Zwischenziel (z.B. Halt an der Schule eines Kindes, Halt an einem Drive-Through, etc.) zu ermitteln bzw. zu „lernen“, so dass dieses bei nachfolgenden Routenplanungen der Route automatisch berücksichtigt wird. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Verkehrsbeeinträchtigung (z.B. Stau, Straßensperrung, etc.) entlang der gewöhnlichen Route, da das regelmäßige Zwischenziel bei der Routenplanung bzw. Umleitung berücksichtigt wird. Bei variablen Zwischenzielen (z.B. Tankstelle, Fast Food Restaurant), kann bei einer Verkehrsbeeinträchtigung ein alternatives Zwischenziel durch die Navigationseinheit 116 vorgeschlagen werden.
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Bei den nachfolgenden Beispielen handelt es sich um exemplarische Beispiele zur Erläuterung der vorgenannten Vorrichtung, die nicht der Limitierung dienen.
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Beispiel 1: Kreisfahrt
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Eine Kreisfahrt ist im Rahmen dieses Dokuments eine Fahrt, bei der der Startpunkt und der Endpunkt der Route gleich sind. Beispielsweise kann eine Person ein Kind vom Heimatort zum Schulort bringen, wo das Kind aussteigt, und die Person kann wieder zum Heimatort fahren. Bei einer sich häufig widerholenden Kreisfahrt kann die Ermittlungseinheit 112 unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen (z.B. Fahrzeugtüre hinten rechts wird geöffnet und wieder geschlossen, Sitzplatzbelegung Fond rechts ändert sich) ein potenzielles Zwischenziel ermitteln. Die Prädiktionseinheit 114, 124 kann durch Clustern von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels nach einer vordefinierten Anzahl gefahrener Kreisfahrten mit potenziellem Zwischenziel Schule bzw. Schulort die Schule als regelmäßiges Zwischenziel ermitteln. Die Navigationseinheit 116 kann eingerichtet sein, bei nächster Kreisfahrt (vom Heimatort über den Schulort zum Heimatort) bei einer Verkehrsbeeinträchtigung eine alternative Route ermitteln, die das Zwischenziel Schulort umfasst.
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Beispiel 2: Tanken bzw. Laden
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Eine Person kann einmal wöchentlich auf dem Weg vom Heimatort (Startpunkt der Route) zum Arbeitsort (Endpunkt der Route) an derselben Tankstelle bzw. Ladestation halten. Je nach Haltedauer an der Tankstelle bzw. Ladestation werden konventionell entweder zwei Routen gelernt (Route 1: Heimatort zu Ladestation; Route 2: Ladestation zu Arbeitsort) oder nur eine einzelne Route (Heimatort zum Arbeitsort). Die Ermittlungseinheit 112 kann unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen bei ausreichend häufiger Wiederholung (z.B. Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugt 110 bzw. Änderung eines Tankfüllstands des Fahrzeugtanks) das potenzielle Zwischenziel Ladestation bzw. Tankstelle jeden Freitagmorgen als regelmäßiges Zwischenziel ermitteln. Die Navigationseinheit 116 ist eingerichtet, bei nachfolgenden Routenplanungen der Route unter Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren dieses regelmäßigen Zwischenziels unter Prädiktion der Wahrscheinlichkeit für das Anfahren der Tankstelle (unter Berücksichtigung der Merkmale Wochentag, Tageszeit) sowie des Fahrzeugstatus Tankfüllstand des Fahrzeugtanks bzw. Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs 110 zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann die Navigationseinheit eingerichtet sein, über einen Ausgabeeinheit des Fahrzeugs 110 Statusinformationen über die Ladesäule (z.B. defekt, besetzt) auszugeben bzw. bei einer Verkehrsbeeinträchtigung eine alternative Route über die Tankstelle bzw. Ladesäule wählen bzw. bei Verkehrsbeeinträchtigung eine alternative Tankstelle bzw. Ladesäule vorschlagen.
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Beispiel 3: Drive Through Fast Food Restaurant
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Eine Person jeden Morgen auf dem Weg vom Heimatort (Startpunkt der Route) zum Arbeitsort (Endpunkt der Route) an demselben Drive Through eines Fast Food Restaurants halten, um einen Kaffee zu kaufen. Die Ermittlungseinheit ist eingerichtet, das Drive Through unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen (Fenster auf, Fenster zu) als potenzielles Zwischenziel zu ermitteln. Die Prädiktionseinheit kann eingerichtet sein, dieses bei häufiger Wiederholung (jeden Wochentag morgens) als regelmäßiges Zwischenziel zu ermitteln. Die Navigationseinheit kann eingerichtet sein, das Drive Through des Fast Food Restaurants als regelmäßiges Zwischenziel unter einer Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels (Wochentag, Tageszeit) bei Verkehrsbeeinträchtigung bei einer alternativen Routenplanung berücksichtigen bzw. ein alternatives Drive Through eines anderen Fast Food Restaurants vorschlagen, da vorab ermittelt wurde, dass es sich beim Fast Food Restaurant um eine variables Zwischenziel handelt.
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2 zeigt ein Verfahren 200 zur prädiktiven Ermittlung von Zwischenzielen einer Route für ein Fahrzeug 110, dass mittels einer Vorrichtung 100 wie mit Bezug auf 1 beschrieben ausgeführt werden kann.
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Das Verfahren 200 umfasst:
- Ermitteln 210, über eine Ermittlungseinheit 112 eines potenziellen Zwischenziels, wobei das Ermitteln des potenziellen Zwischenziels unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Statussignalen erfolgt; und
- Durchführen 220, über eine Prädiktionseinheit 114, 124, eines Clusterns von Koordinaten des potenziellen Zwischenziels;
- Ermitteln 230, über die Prädiktionseinheit 114, 124, eines regelmäßigen Zwischenziels aus dem potenziellen Zwischenziel unter Berücksichtigung des durchgeführten Clusterns der Koordinaten des potenziellen Zwischenziels;
- Berücksichtigen 240, über eine Navigationseinheit 116, des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels bei nachfolgenden Routenplanungen der Route.
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Die Fahrzeug-Statussignale, die bei der Ermittlung des potenziellen Zwischenziels berücksichtigt werden, können Fahrzeug-Statussignale mit Bezug auf:
- - Fahrzeugtüre geöffnet; und/oder
- - Fahrzeugtüre geschlossen; und/oder
- - Gurtschloss aktiviert; und/oder
- - Motor aus; und/oder
- - Motor an; und/oder
- - Änderung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs 110; und/oder
- - Änderung eines Tankfüllstands eines Fahrzeugtanks; und/oder
- - Änderung an einer Sitzplatzbelegung des Fahrzeugs 110; und/oder
- - Änderung an einem Beladungszustand des Fahrzeugs 110; umfassen.
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Die Berücksichtigung des ermittelten regelmäßigen Zwischenziels bei nachfolgenden Routenplanungen der Route kann unter einer Prädiktion einer Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels erfolgen, wobei die Prädiktion der Wahrscheinlichkeit für das Anfahren des regelmäßigen Zwischenziels unter Berücksichtigung folgender Merkmale erfolgen kann:
- - Startposition des Fahrzeugs 110; und/oder
- - wahrscheinlichstes Fahrziel des Fahrzeugs 110; und/oder
- - Wochentag; und/oder
- - Tageszeit; und/oder
- - absolute Zeit.
