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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen sensorischen Analyse eines Überwachungsbereichs mittels eines Infrastruktursystems mit mindestens einer Infrastruktureinheit und einer Sensorik, wobei mindestens ein Sensor ein beweglicher Sensor ist. Dabei umfasst das Verfahren eine kontinuierliche sensorische Beobachtung und Analyse eines Überwachungsbereichs, das Erkennen von auftretenden Verdeckungen des Sichtfelds, das Ermitteln geeigneter Sensorposition(en) mittels sensorischer Analyse, die Positionsänderung mindestens eines beweglichen Sensors zum Beheben der Einschränkungen des Sichtfelds sowie die Fortsetzung der sensorischen Beobachtung und Analyse. Ferner betrifft die Erfindung einen beweglichen Sensor und ein Infrastruktursystem sowie dessen Verwendung.
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Stand der Technik
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Wie auch in anderen Technologiebereichen spielt bei Fahrzeuganwendungen die Vernetzung eine immer größere Rolle. Immer mehr Fahrzeuge besitzen die Möglichkeit, sich mit anderen Verkehrsteilnehmern, Infrastrukturkomponenten (sogenannte Road Side Units oder RSUs) oder mit Backenddiensten in der Cloud zu verbinden. Insbesondere gewinnt die Vernetzung von Fahrzeugen mit infrastrukturseitigen Systemen an Bedeutung. Systeme auf der Infrastrukturseite können Fahrzeuge bei Ihrer Fahraufgabe unterstützen, indem z. B. Sensoren am Straßenrand oder Datenserver Zusatzinformationen liefern, welche die bordeigene Sensorik des Fahrzeuges nicht oder nur eingeschränkt selbst generieren kann.
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Um eine lückenlose Übersicht relevanter Fahrbahnbereiche zum (teil-) automatisierten Führen von Fahrzeugen zu gewährleisten, wird ein Verfahren mit beweglichen Sensoren an Infrastrukturmasten vorgeschlagen. Dadurch soll insbesondere die Sicht auf Fußgänger und dergleichen am Fahrbahnrand auch zwischen großen, parkenden Fahrzeugen, die stationäre Sensorik potentiell abschirmen können, möglich sein. Dazu soll ein oder mehrere Sensor/en am Infrastrukturmast auf Schienen angebracht sein. Auch ein rohrförmiger Mast, der eine Schienenführung um 360° erlaubt, ist möglich, ebenso wie eine Ausführung, in der Drohnen mit Sensoren eingesetzt werden.
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DE 10 2015 122 852 A1 betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Ortung von Verkehrsteilnehmern, um Kollisionen zu vermeiden sowie eine Sicherheitsarchitektur mit untereinander kommunizierenden Komponenten zur Umsetzung dieses Verfahrens. Dafür wird durch eine Umfeldsensorik bspw. anderer Verkehrsteilnehmer und/oder einer Infrastruktur zur Detektion von Bewegungsdaten eine Kommunikationsmöglichkeit geschaffen, welche insbesondere Unfälle mit Fußgängern/ Radfahrern und Fahrzeugen vermeiden soll. Die Umfeldsensorik ist in der Regel dauerhaft aktiv und umfasst zur Überwachung parkender als auch bewegter Fahrzeuge oder einer Infrastruktur etwa Ultraschallsensoren, Kameras, Radar, Laserscanner und LiDAR-Technik. Dabei wird neben Sensorik an Infrastrukturkomponenten insbesondere die Sensorik parkender Autos genutzt, um Verkehrsteilnehmer wie insbesondere Fußgänger und Radfahrer zu detektieren.
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DE 10 2014 208 310 A1 hat ein Fahrerassistenzsystem zur Darstellung einer erweiterten Realität zum Gegenstand. Dabei soll ein für einen Fahrer verdecktes Objekt diesem mittels virtueller Ansicht angezeigt werden. Das nötige Bildsignal wird dabei durch einen Sensor erstellt, welcher bspw. in einem Fremdfahrzeug und/oder einer ortsfesten Infrastruktureinrichtung angeordnet ist. Damit werden hinter einem Umgebungsobjekt eines Fahrzeugs befindliche Umgebungsbereiche zumindest anteilig für den Fahrer sichtbar und können dessen Informationslage zur Beurteilung einer Verkehrssituation erheblich verbessern.
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DE 11 2020 004 587 T5 offenbart ein System, welches auf Sensordaten zur Detektion einer Umgebung zugreift, um Bewegungen von (autonomen) Teilnehmern innerhalb der Umgebung zu bestimmen. Innerhalb einer solchen Infrastruktur können Sensorvorrichtungen an Infrastrukturkomponenten wie Schildern, Ampeln oder auch Werbetafeln angebracht sein, aber auch unterstützende Drohnen oder Sensoren anderer Verkehrsteilnehmer umfassen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur kontinuierlichen sensorischen Analyse eines Überwachungsbereichs mittels eines Infrastruktursystems mit mindestens einer Infrastruktureinheit, insbesondere mindestens einem Infrastrukturmast, und einer Sensorik vorgeschlagen, wobei mindestens ein Sensor und mindestens ein beweglicher Sensor vorgesehen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst nachfolgenden Verfahrensschritte: (i) kontinuierliche sensorische Beobachtung und Analyse eines Überwachungsbereichs, (ii) Erkennen von auftretenden Verdeckungen des Sichtfelds, (iii) Ermitteln geeigneter Sensorposition(en) mittels sensorischer Analyse, um die Einschränkung des Sichtfelds zu beheben, (iv) Positionsänderung mindestens eines beweglichen Sensors zum Beheben der Einschränkungen des Sichtfelds durch die Verdeckungen, und (v) Fortsetzen der sensorischen Beobachtung und Analyse des gesamten Überwachungsbereichs.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein bestimmter Infrastrukturabschnitt, nämlich ein Überwachungsbereich, überwacht werden. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Straßenabschnitt, eine Kreuzung, eine Auffahrt, einen Parkplatz, eine Straßengabelung, eine Unterführung oder einen Tunnel handeln, insbesondere aber um eine urbane Straße, in der verschiedene motorisierte und nicht motorisierte sowie automatisierte und nicht automatisierte Verkehrsteilnehmer aufeinandertreffen. Dies können etwa (teilweise) autonom fahrende Kraftfahrzeuge, hochautomatisierte Kraftfahrzeuge und manuell gesteuerte Kraftfahrzeuge einerseits, und Fußgänger, Radfahrer und Rollerfahrer anderseits sein.
Unter einer vom Infrastruktursystem umfassten Infrastruktureinheit sind neben Infrastrukturmasten auch Einheiten zu verstehen wie Straßenüberbrückungen, Schilderbrücken, Brücken und Brückengerüste sowie sonstige Konstruktionen in der Verkehrsinfrastruktur, an denen eine Sensorik anbringbar ist. Als ein beweglicher Sensor im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor zu verstehen, dessen Sichtfeld nicht unveränderlich ist, sondern welches durch eine mechanische Bewegung des gesamten Sensors geändert werden kann. Das Ausmaß der möglichen Bewegung oder deren Ausführungsform ist dabei nicht ausschlaggebend und kann auch innerhalb des Systems variieren. Die Bewegung kann dabei auf verschiedene Arten und durch Anwendung verschiedener Systeme umgesetzt sein. Dazu zählen etwa Schienen oder Fahrbahnen für eine translatorische Bewegung, Drehscheiben für eine Rotation, Roboterarme oder Teleskopstative für eine dreidimensionale Bewegung, Drohnen für eine freie Bewegung im Umfeld der Infrastruktureinheit, sowie sonstige im Fachgebiet bekannte Techniken und Kombinationen davon. Eine Einschränkung bezeichnet im weiteren jede Umgebungsbedingung, die das zuvor freie Sichtfeld eines Sensors des Infrastruktursystems einschränkt, insbesondere in Form einer Verdeckung. Dies umfasst vor allem statische Objekte, die den Überwachungsbereich vom Sichtfeld des Sensors abschirmen und so die Funktion der Sensorik am Infrastruktursystem behindern bzw. einschränken.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt die mindestens eine neue Sensorposition, die durch sensorische Analyse ermittelt wurde, die Sicherheitsanforderungen an das Infrastruktursystem und die Sensorpositionen.
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Solche Sicherheitsanforderungen sind spezifisch für ein Infrastruktursystem definiert und entsprechend hinterlegt. Sie umfassen beispielsweise eine redundante und/oder diversitäre Beobachtung durch mehrere Sensoren bzw. Sensortypen, und/oder eine Dokumentation durchgeführter Aktionen und/oder eine Kommunikation mit dem Betreiber. Diese Anforderungen werden zusätzlich zur Aufgabe der Behebung von Sichtfeldeinschränkungen berücksichtigt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine kontinuierliche Anpassung der Sensorposition(en) zur Optimierung des Sichtfelds durchgeführt. Dies umfasst auch, dass beim Wegfall einer Einschränkung, insbesondere einer Verdeckung, wieder eine ursprüngliche Position (Basis-Position) von den Sensoren eingenommen wird, welche unter Bedingungen ohne Einschränkung die beste Überwachung bzw. die beste Reaktion auf mögliche Einschränkungen bietet. Ebenso kann die Basis-Position besonders energie- und damit kosteneffizient sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform informiert das Infrastruktursystem den Anlagenbetreiber des Infrastruktursystems bei einer erkannten Einschränkung, insbesondere auch über die Art der Einschränkung, und/oder bei einer Änderung von Sensorpositionen. Dies dient der Dokumentation aller Aktionen des Infrastruktursystems. Außerdem kann dadurch eine externe Auswertung der vorgenommenen Analysen vorgenommen werden, um das System zu kontrollieren, zu überprüfen und ggf. Optimierungen einzuleiten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die nötigen Sicherheitsanforderungen für eine Kommunikation des Infrastruktursystems mit zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeugen und/oder mit Servern von Serviceprovidern erfüllt. Solche Sicherheitsanforderungen sind ebenfalls spezifisch definiert und entsprechend hinterlegt. Sie umfassen beispielsweise eine verschlüsselte Übertragung, und/oder einen Schwellenwert für den zeitlichen Rahmen einer Datenübermittlung, und/oder eine bevorzugte Art der Kommunikation. Diese Anforderungen werden zusätzlich zu einer standardmäßigen Kommunikation berücksichtigt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die auftretende Verdeckung durch ein haltendes oder parkendes Fahrzeug verursacht. Dies ist vor allem im urbanen Umfeld eine häufige Konstellation, auf die das Verfahren spezialisiert sein kann. Durch die kontinuierliche Überwachung wird das verdeckende Objekt, hier ein Fahrzeug, erkannt und nach einem vorgegebenen Schwellenwert bezüglich der Verdeckung des überwachten Bereichs als Einschränkung eingestuft. So kann die kontinuierliche Funktionsfähigkeit des Infrastruktursystems gewährleistet werden. Eine Verdeckung kann dabei insbesondere durch Fahrzeuge mit großem Querschnitt entstehen, wie etwa Lastkraftwagen, (Klein-)Transporter und ähnliche Kastenwagen, Nutzfahrzeuge wie Müllabfuhr, Betonmischer, Kranwagen und dergleichen, oder Anhänger und Container.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Funktion des Infrastruktursystems eingeschränkt oder eingestellt, wenn nach Schritt (ii) eine Behebung der Einschränkungen des Sichtfelds nicht durchführbar ist. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird, wenn nach Schritt (ii) eine Behebung der Einschränkungen des Sichtfelds nicht durchführbar ist, eine entsprechende Information an Anlagenbetreiber und Nutzer des Infrastruktursystems übermittelt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit die Option, zu erkennen, dass durch die möglichen Positionsänderungen eines oder mehrerer Sensoren eine Lösung des Problems nicht möglich und die volle Funktionsfähigkeit des Infrastruktursystems nicht gegeben ist. Dies kann beispielsweise dadurch entstehen, dass die Einschränkungen des Sichtfelds nicht behoben werden können, z. B. wenn mehrere Objekte das Sichtfeld einschränken, oder dass die Sicherheitsanforderungen durch das System nicht erfüllt werden können.
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Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Infrastruktursystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der mindestens eine bewegliche Sensor mittels Schiene(n) translatorisch und/oder mittels Drehscheibe rotatorisch beweglich ist. Die mechanische Bewegung eines beweglichen Sensors zur Einstellung des Sichtfelds kann somit sowohl durch eine axiale Bewegung (translatorisch) mithilfe einer oder mehrerer Schienen erfolgen als auch durch eine Kreisbewegung (rotatorisch) mithilfe einer Drehscheibe. Die Bewegungsarten können unabhängig voneinander eingesetzt werden, aber auch in Kombination miteinander. Das Ausmaß der möglichen Bewegungen ist durch die Erfindung nicht vorgegeben und kann sich bei der translatorischen Bewegung auf die gesamte Infrastruktureinheit oder einen kleinen Abschnitt beziehen, ebenso wie die rotatorische Bewegung eine Drehung um 360° umfassen kann, aber auch einen kleineren Wert.
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Ebenso bezieht sich die Erfindung auf ein Infrastruktursystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der mindestens eine bewegliche Sensor als Drohne mit Basis an der Infrastruktureinheit, insbesondere einem Infrastrukturmast, ausgebildet ist. Die mechanische Bewegung eines beweglichen Sensors zur Einstellung des Sichtfelds erfolgt hierbei durch einen Flug der Drohne in einem definierten Umfeld der Infrastruktureinheit. Dessen Größe ist durch die Erfindung nicht vorgegeben, umfasst aber einen für Fachleute sinnvollen Rahmen. Durch den Flug kann sowohl die Position des Sensors als auch dessen Winkel zur Optimierung des Sichtfelds angepasst werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Infrastruktureinheit als mindestens ein runder oder eckiger Infrastrukturmast ausgebildet. Durch die Form sind unterschiedliche Ausführungen für die Befestigung von Sensoren möglich, ebenso wie beispielsweise die Laufbahn von Schienen unterschiedlich ausführbar ist. Dabei ist auch eine Kombination einer eckigen und einer runden Ausbildung des Infrastrukturmasts möglich, etwa an verschiedenen Abschnitten des Masts wie an Standmasten und Quermast.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind alle Sensoren des Infrastruktursystems beweglich. An einem solchen Infrastruktursystem befinden sich somit keine statisch ausgebildeten Sensoren, sondern alle vorhandenen Sensoren können vielmehr mindestens eine mechanische Bewegung zur Anpassung des Sichtfelds ausführen. Die Sensorpositionen sind dabei genau aufeinander abstimmbar, so dass die Überwachung des Überwachungsbereichs optimiert wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kommen bei der Sensorik LiDAR-Sensoren und/oder Radar und/oder Kameras und/oder Infrarot-Sensoren und/oder Ultraschall-Sensoren zum Einsatz, insbesondere eine Kombination mehrerer Sensorarten miteinander.
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Daneben betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Infrastruktursystems zur kontinuierlichen sensorischen Analyse eines Überwachungsbereichs, dem Erkennen von auftretenden Verdeckungen des Sichtfelds und dem Beheben der Verdeckung durch Positionsänderung mindestens eines beweglichen Sensors.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die erfindungsgemäße Verwendung zur Überwachung einer urbanen Straße, einer Autobahnauffahrt, eines Autobahnkreuzes, einer Unterführung, eines Parkplatzes oder einer Kreuzung.
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Außerdem hat die Erfindung einen beweglichen Sensor eines erfindungsgemäßen Infrastruktursystems zum Gegenstand, bei dem die Sensorposition zur Optimierung des Sichtfelds anhand einer kontinuierlichen sensorischen Analyse des Überwachungsbereichs kontinuierlich anpassbar ist. Dies erfolgt durch mechanische Bewegungen, welche einzeln oder kombiniert anwendbar sind und auch in ihrem Umfang variieren können.
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Vorteile der Erfindung
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An Infrastruktursystemen, welche (teilweise) autonom fahrende Fahrzeuge oder hochautomatisierte Fahrzeuge bei Erfassung der Umgebung unterstützen, werden nach aktuellem Stand Sensoren verwendet, welche unbeweglich sind und damit nur einen bestimmten Bereich des Umfelds erfassen können. Während das in vielen Standard-Situationen ausreichend ist, um eine hohe Sicherheit für die im Verkehr fahrenden Fahrzeuge zu gewährleisten, treten Probleme in Situationen auf, in denen eine Verdeckung des festgelegten Sichtfelds der statischen Sensoren vorliegt. Kann eine Verkehrssituation von einem (teilweise) autonom fahrenden oder hochautomatisierten Fahrzeug nicht ausreichend überblickt werden, wird diese als unsicher eingestuft und entsprechende Vorkehrungen eingeleitet. Je nach Sicherheitsstrategie kann ein Abbremsen, eine Reduzierung der Geschwindigkeit bis hin zu einem Stillstand des Fahrzeugs erfolgen.
Kann hingegen erfindungsgemäß das Sichtfeld der Infrastruktursensorik anhand beweglicher Sensoren angepasst werden, sind solche Maßnahmen nicht notwendig, so dass ein reibungsloser Verkehrsfluss möglich ist und gleichzeitig eine hohe Sicherheit gewährleistet ist. Die Überwachung des vorgegebenen Verkehrsraums kann kontinuierlich erfolgen und auf mögliche Änderungen im Bereich des Sichtfelds kann unverzüglich reagiert werden. Dafür stehen eine Reihe möglicher mechanischer Bewegungen für die Sensoren zur Verfügung, welche von einer Rotation über eine translatorische Bewegung bis hin zu einem Flug mittels Drohne reichen können. Dies erlaubt das Beheben nahezu jeder im Verkehr denkbaren Einschränkung des Sichtfelds und macht das Infrastruktursystem somit durchgängig einsatzfähig.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren und Infrastruktursystem bietet den Vorteil, dass ein zu überwachender Bereich durch die Variabilität der beweglichen Sensoren so lange wie möglich überwachbar bleibt. Daneben kann aber auch erkannt und entsprechend reagiert werden, falls eine Überwachung aufgrund von Einschränkungen nicht mehr möglich sein sollte und die Funktion des Infrastruktursystems, nach Information an den Anlagenbetreiber, dann eingeschränkt oder abgeschaltet.
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Die kontinuierliche Überwachung und Analyse durch das System ermöglicht bei einer Weitergabe der aufgenommenen Daten und durchgeführten Aktionen eine dauerhafte Evaluierung des Systems. So kann einerseits von einer weiteren Stelle eine Sicherheitsprüfung durchgeführt werden, andererseits können Reaktionen des Systems eingeordnet werden und bei Bedarf entsprechende Analysefunktionen optimiert werden. Im Gegensatz zu Systemen mit statischen Sensoren bietet das erfindungsgemäße Verfahren und System somit Möglichkeiten zu einer ständigen Weiterentwicklung, so dass eine lange Nutzung und dennoch gleichzeitig die Anwendung von Software und Analysetools gemäß dem Stand der Technik umsetzbar sind.
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Gleichzeitig können durch das erfindungsgemäße Verfahren auch Sensoren am System eingespart werden. Während in herkömmlichen Infrastruktursystemen mehrere Sensoren benötigt werden, um den Überwachungsbereich gut abzudecken und evtl. auch Alternativen bei Einschränkungen des Sichtfelds zu haben, sind die beweglichen Sensoren im erfindungsgemäßen Verfahren vielseitig und flexibel einsetzbar. Ihr Einsatz kann so den mehrerer unbeweglicher Sensoren ersetzen bei gleichzeitig gleicher oder sogar höherer F u nktionalität.
Die unterschiedlichen Ausführungsformen von Art und Anzahl beweglicher Sensoren, der Infrastruktureinheiten, insbesondere -masten, der möglichen Bewegungen und der Anbringungsorte bieten ein breites Anwendungsgebiet sowie viele und flexible Einsatzmöglichkeiten. Das Verfahren und das zugehörige Infrastruktursystem sind so variabel, dass es für die verschiedensten Überwachungsbereiche, von urbaner Straße bis Autobahnkreuz, angepasst und genutzt werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1A, B einen Überwachungsbereich mit einem Infrastruktursystem gemäß dem Stand der Technik mit unbeweglichen Sensoren, in einer Situation ohne (A) und mit Einschränkung des Sichtfelds durch ein parkendes Objekt (B);
- 2A, B, C einen Überwachungsbereich mit verschiedenen Ausführungen eines erfindungsgemäßen Infrastruktursystems mit mindestens einem beweglichen Sensor, wodurch die Einschränkung des Sichtfelds durch ein parkendes Objekt umgangen werden kann. Dabei kommen mehrere (A) oder einzelne bewegliche Sensoren (B) auf Schienen und Drehscheiben zum Einsatz, ebenso wie Drohnen;
- 3 ein Flussdiagramm eines Ablaufs für eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens mit 6 Schritten.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung und dem Vergleich mit dem Stand der Technik werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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Die 1 und 2 zeigen Überwachungsbereiche 15 eines Infrastruktursystems 1 in Form eines Infrastrukturmasts 2 als Infrastruktureinheit mit Sensorik 10. Der Infrastrukturmast 2 umfasst jeweils einen Standmast 3 auf beiden Seiten der Fahrbahn 50 sowie einen Quermast 4 über der Fahrbahn 50, an dem die eingesetzten Sensoren 11 bevorzugt angeordnet sind. Überwacht wird eine urbane Straße mit zwei Fahrstreifen und am Fahrbahnrand parkenden Fahrzeugen 54 als statischen Verkehrsteilnehmern 53. Neben den parkenden Fahrzeugen 54 befindet sich außerdem ein Gehweg 51 für nicht motorisierte, mobile Verkehrsteilnehmer 52. Zwischen den parkenden Fahrzeugen 54 findet sich jeweils ein Zwischenraum 55, der einen Durchgang für Fußgänger und dergleichen darstellt. Auf der Straße ist ein (teilweise) autonom fahrendes Fahrzeug 42 unterwegs, welches mit dem Infrastruktursystem 1 in Verbindung steht. Dieses wiederum steht in Kontakt über eine drahtlose Verbindung 41 mit dem Anlagenbetreiber 40 und Daten-Servern 44, dessen Nutzer 43 ebenfalls (teilweise) autonom fahrende Fahrzeuge 42 sein können.
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1 zeigt Überwachungsbereiche 15 mit Infrastruktursystemen 1 gemäß dem Stand der Technik mit unbeweglichen Sensoren 11. Die in 1 A dargestellte Situation ist für die notwendige Überwachung unproblematisch. Die Sensoren 11 können die Bereiche in ihrem Sichtfeld 14 uneingeschränkt wahrnehmen und können dem (teilweise) autonom fahrenden Fahrzeug 42 die nötigen Informationen, beispielsweise über mobile Verkehrsteilnehmer 52 auf dem Gehweg 51 oder in den Zwischenräumen 55 der parkenden Fahrzeuge 54, zur Verfügung stellen.
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Bei der veränderten Verkehrssituation in 1B hingegeben ist durch ein parkendes Objekt, hier in Form eines Lastkraftwagens, eine Verdeckung 20 des Sichtfelds 14 der Sensoren 11 gegeben. Dies ist im urbanen Umfeld keine ungewöhnliche Begebenheit und schränkt die Funktionalität des Infrastruktursystems 1 stark ein, da das Sichtfeld 14 mehrerer Sensoren 11 verdeckt ist. Eine Überwachung des Gehwegs 51 ist aufgrund der Verdeckung 20 nicht möglich, so dass dieser zur potentiellen Gefahrenzone 21 wird und bei (teilweise) autonom fahrenden Fahrzeugen 42 eine Sicherheitsreaktion auslöst. Solche Sicherheitsreaktionen unterbrechen den kontinuierlichen Verkehrsfluss auf der Straße.
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2 zeigt Überwachungsbereiche 15 mit erfindungsgemäßen Infrastruktursystemen 1 mit beweglichen Sensoren 12 in verschiedenen Ausführungen. Dabei ist die Verkehrssituation wie in 1B gegeben, worin ein parkendes Objekt eine Verdeckung 20 für das Sichtfeld 14 der Sensorik 10 am Infrastrukturmast 2 darstellt. Eine Überwachung des Gehwegs 51 ist aufgrund der Verdeckung 20 nicht möglich, so dass dieser zur potentiellen Gefahrenzone 21 wird und bei (teilweise) autonom fahrenden Fahrzeugen 42 eine Sicherheitsreaktion auslöst. Es entsteht ein unüberwachter Bereich, der eine Gefahrenzone 21 im Überwachungsbereich 15 des Infrastruktursystems 1 ergibt. Informationen, beispielsweise über mobile Verkehrsteilnehmer 52 auf dem Gehweg 51 oder in den Zwischenräumen 55 der parkenden Fahrzeuge 54, können nicht zur Verfügung gestellt werden. Eine solche potentielle Gefahrenzone 21 wird bei (teilweise) autonom fahrenden Fahrzeugen 42 eine Sicherheitsreaktion auslösen, welche den kontinuierlichen Verkehrsfluss auf der Straße unterbricht. Dies kann durch die Beweglichkeit mindestens eines Sensors 11 behoben werden. Zur Umsetzung von Bewegungen sind die beweglichen Sensoren 12 motorisiert und mit Schienen 31 und/oder Drehscheibe 33 ausgestattet, bzw. als Drohne 35 ausgebildet, wodurch die jeweilige Sensorposition 13 angepasst werden kann.
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2A zeigt zwei Gruppen von Sensoren 11, positioniert jeweils an einer Seite des Infrastrukturmasts 2, wobei die Sensorik 10 hierbei je zwei unbewegliche Sensoren 11 und mindestens einen beweglichen Sensor 12 umfasst. Der mindestens eine bewegliche Sensor 12 kann einerseits eine Rotation 34 (Drehbewegung) mittels Drehscheibe 33 ausführen. So kann beispielsweise der Winkel gegenüber der Fahrbahn 50 geändert werden. Andererseits kann der mindestens eine bewegliche Sensor 12 eine Translation 32 (axiale Bewegung) ausführen, indem er auf Schienen 31 hauptsächlich entlang des Standmasts 3 bewegt wird. Dadurch lässt sich etwa die Höhe der Sensorposition 13 anpassen.
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In 2B ist eine Lösung mit mindestens einem beweglichen Sensor 12 dargestellt. Dieser befindet sich in der Mitte des Quermasts 4 zwischen zwei Gruppen von unbeweglichen Sensoren 11. Die Schienen 31 für eine translatorische Bewegung des Sensors 11 sind entlang des gesamten Infrastrukturmasts 2 ausgebildet, so dass variable Sensorpositionen 13 ermöglicht werden und der bewegliche Sensor 12 an jeglicher Position am Mast zum Einsatz kommen kann. Dazu ist er außerdem mit einer Drehscheibe 33 für eine rotatorische Bewegung ausgestattet. Durch eine solche Ausführung kann die Anbringung weiterer Sensoren 11 eingespart werden.
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2C zeigt eine Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Infrastruktursystems 1, bei dem sowohl bewegliche Sensoren 12 auf Schienen 31 als auch in Form von Drohnen 35 eingesetzt werden. Beim Infrastrukturmast 2 handelt es sich hierbei um Masten mit beispielsweise rund ausgebildetem Profil, an denen Schienen 31 für den Sensor 11 kontinuierlich 360° um den Infrastrukturmast 2 angebracht sind. Für den Sensor 11 sind also Sensorpositionen 13 auf Schienen 31 an 360 rund um den Mast möglich, ohne dass diese durch Kanten des Masts eingeschränkt wären. Die beweglichen Sensoren 12, die hingegen als Drohnen 35 ausgebildet sind, haben ihre Basis am Infrastrukturmast 2 und können ihre Position durch einen Flug der Drohne 35 anpassen. Ein solcher Flug findet in einem definierten Umfeld des Infrastruktursystems 1 statt, um stets mit dem System in Verbindung zu bleiben und die Basisposition wieder erreichen zu können, beispielsweise innerhalb eines Bewegungsbereiches 30.
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3 stellt in Form eines Flussdiagramms beispielhaft einen Ablauf für eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens dar, welches die folgenden Schritte umfasst:
- - 1. Beobachtung und Analyse 61: kontinuierliche sensorische Beobachtung und Analyse 61 des Überwachungsbereichs 15,
- - 2. Erkennung 62: Erkennen von auftretenden Verdeckungen 20 des Sichtfelds 14,
- - optional, 2a. Einschränkung 63: Einschränken oder Einstellen der Funktion des Infrastruktursystems 1, wenn eine Behebung der Einschränkungen 63 des Sichtfelds 14 nicht durchführbar ist;
- - optional, 2b. Übermittlung 64: Übermitteln einer entsprechenden Information 67 an Anlagenbetreiber 40 und Nutzer 43 des Infrastruktursystems 1, wenn eine Behebung der Einschränkungen 63 des Sichtfelds 14 nicht durchführbar ist;
- - 3. Positionsermittlung 65: Ermitteln geeigneter Sensorposition(en) 13 mittels sensorischer Analyse, um die Einschränkung des Sichtfelds 14 zu beheben,
- - 4. Positionsänderung 66: Positionsänderung 66 mindestens eines beweglichen Sensors 12 zum Beheben der Einschränkungen 63 des Sichtfelds 14 durch die Verdeckungen 20,
- - optional, 4a. Information 67: Informieren des Anlagenbetreibers 40 durch Übermittlung 64 des vorgenommenen Vorgangs (Positionsänderung 66 von beweglichen Sensoren 12), insbesondere zur Dokumentation und Auswertung
- - 5. Fortsetzung 68: Fortsetzen der sensorischen Beobachtung und Analyse 61 des gesamten Überwachungsbereichs 15.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015122852 A1 [0004]
- DE 102014208310 A1 [0005]
- DE 112020004587 T5 [0006]
