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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Informieren von Verkehrsteilnehmern und auf eine Einrichtung
zum Durchführen
des Verfahrens.
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Die aktuelle Information von Verkehrsteilnehmern,
insbesondere von Kraftfahrzeugen, über Behinderungen und Gefahrsituationen
im Straßenverkehr,
die ebenfalls durch Kraftfahrzeuge verursacht werden, sind eine
vorrangige Herausforderung der gegenwärtigen Forschungsanstrengungen.
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Aus der
DE 197 49 978 A1 ist ein
Verfahren zum Informieren einer Verkehrszentrale über einen von
einem Fahrzeug mit einem Endgerät
in einem Verkehrsnetz zurückgelegten
Weg bekannt, wobei von einer Orterfassungseinrichtung wiederholt
den jeweiligen Ort des Endgerätes
repräsentierende Ortsdaten
erfasst werden. Auf dem zurückgelegten Weg
werden aufgrund von im Endgerät
vorliegenden Kriterien an mehreren Orten Stützstellen definiert, wobei
diese Stützstellen
betreffende Stützstelleninformationen
vom Endgerät
an die Verkehrszentrale übertragen
werden.
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Die Erfassung des Weges eines Fahrzeugs ist
zur Falschfahrterkennung und zum Gewinnen geographischer Verkehrsinformationen
geeignet. Letztere Informationen können von einer Zentrale zum Zuordnen
von Verkehrsdaten, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit und
Reisezeit zu Orten auf dem Weg des Fahrzeuges, also damit zu Orten
in einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes verwendet werden, wobei
aufgrund von Verkehrsdaten von mehreren Fahrzeugen in der Zentrale
Verkehrszustandsmeldungen, Verkehrsmeldungen und Navigationshilfen
generiert werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Informieren von Verkehrsteilnehmern über eine
Gefahrsituation anzugeben, das den Verkehrsteilnehmern einen schnellen,
direkten und detaillierten Überblick über den
Ort bzw. den Bereich der Gefahrsituation ermöglicht. Außerdem soll eine Einrichtung
zum Durchführen
des Verfahrens angegeben werden.
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Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch die
Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.
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Bei einem Verfahren zum Informieren
von Verkehrsteilnehmern über
einen von einem Kraftfahrzeug vor einer Gefahrsituation zurückgelegten
Streckenabschnitt werden entlang dem Streckenabschnitt die Position
und die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs als Messwerte mit einer
geeigneten Sensorik im Kraftfahrzeug wiederholt erfasst. Die Messwerte
der Sensorik werden als Streckenpunkte gespeichert, wenn die mit
der seit dem zuletzt gespeicherten Streckenpunkt zurückgelegten
Entfernung gewichtete Winkeldifferenz zwischen der aktuellen Fahrtrichtung
und der Fahrtrichtung am zuletzt gespeicherten Streckenpunkt einen
vorgegebenen Schwellwert übersteigt.
Außerdem
wird bei Aktivierung einer Warnfunktion im Kraftfahrzeug in der
Gefahrsituation ein Streckenpunkt gespeichert. Die Position wenigstens
eines gespeicherten Streckenpunkts sowie die aktuelle Position des
Kraftfahrzeugs werden in einer Warnmeldung an die Verkehrsteilnehmer
in einem begrenzten Umkreis weitergegeben.
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Durch die Übertragung von gerade durchfahrenen
Positionen während
bzw. vor einer Gefahrsituation verknüpft mit einer Warnung, werden
andere in der Umgebung sich befindende Kraftfahrzeuge auf eine Gefahrenquelle
aufmerksam gemacht, beispielsweise auf ein auf der Fahrbahn stehendes Kraftfahrzeug
oder auf ein sich einem Stau näherndes
Fahrzeug. Die Wichtung der Winkeldifferenz mit dem zurückgelegten
Weg, also einer Verknüpfung
einer Längenmessung
mit einer Winkelgröße, gewährleistet
das Generieren von Stützpunkten
auch in Kurven mit sehr engen Kurvenradien. Beispielsweise kann
so auch ein Kraftfahrzeug erfasst werden, das auf einer Strasse
wendet, freiwillig oder gezwungener Maßen, und auf derselben Fahrbahn
darauf die entgegengesetzte Richtung befährt. Der. Informationsgehalt
und damit die Ortsauflösung
der Warnmeldung wird wesentlich gegenüber den aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren vergrößert bzw. verbessert.
Die Verkehrsteilnehmer erhalten ihre Informationen über Gefahrsituationen
und ihre Herbeiführung
unmittelbar von dem die Gefahr verursachenden oder von dem von einer
Gefahr bedrohten Kraftfahrzeug. Eine schnellstmögliche Kommunikation ist gegeben.
Das Verfahren eignet sich besonders für eine Anwendung auf Schnellstraßen und/oder
Autobahnen.
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Vorzugsweise gilt
|ΔφΔs| > 1.0*10–1 deg2 ,
wobei Δs die seit dem zuletzt gespeicherten
Streckenpunkt zurückgelegte
Entfernung, Δφ die Winkeldifferenz
zwischen der aktuellen Fahrtrichtung und der Fahrtrichtung am zuletzt
gespeicherten Streckenpunkt und 1.0*10–1 deg2 der Schwellwert sind. Die Größenordnung
für den
Schwellwert hat sich in der Praxis als besonders günstig erwiesen.
Auch in engen Kurven wird damit im Regelfall ein Streckenpunkt gesetzt.
Eine optimale Auflösung
des Streckenabschnittsverlaufs ist gewährleistet.
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Insbesondere können zwei aufeinanderfolgende
Streckenpunkte einen vorgegebenen Mindestabstand aufweisen. Mit
diesem Kriterium wird eine zu große Anzahl von Streckenpunkten
vermieden, die für
eine Bestimmung und Reproduktion des tatsächlich gefahrenen Streckenabschnitts
nicht benötigt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung liegt der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streckenpunkten
in der geographischen Länge
und Breite jeweils unterhalb eines oberen Schwellwerts. Alle Distanzangaben
werden in geographischen Einheiten angegeben, wodurch zusätzliche Übersetzungsschritte
im Algorithmus des Programmablaufs vermieden werden.
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Vorzugsweise aktiviert der Fahrer
die Warnfunktion. Durch die selbsttätige Aktivierung ist der Benutzer
des Kraftfahrzeugs frei in der Entscheidung, ob er sein Fahrzeug
in der gegebenen Situation als Gefahr für andere Teilnehmer sieht.
Die Aktivierung kann aber auch automatisch in Abhängigkeit
von einem Fahrzeugparameter erfolgen. Als Warnfunktion kann beispielsweise
ein Warnblinker vorgesehen sein.
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Insbesondere kann der Verkehrsteilnehmer mittels
der erhaltenen Positionen über
den zurückgelegten
Streckenabschnitt des Kraftfahrzeugs über die Relevanz der Gefahrsituation
für den
eigenen weiteren Fahrtverlauf entscheiden. Der Verkehrsteilnehmer
prüft den
Streckenabschnitt des die Warnmeldung abgebenden Fahrzeugs mit wenigstens
einem Teil seines zuletzt zurückgelegten
Streckenabschnitts auf Übereinstimmung.
Für diese
Relevanzprüfung
benötigt
der Verkehrsteilnehmer keine digitale Streckenkarte. Er kann mittels
einfacher, bekannter rechnerischer Methoden entscheiden, ob er sich auf
der Straße
bzw. Fahrspur mit dem zu erwartenden Hindernis befindet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung prüft
der Verkehrsteilnehmer den Streckenabschnitt des Kraftfahrzeugs
auch mit wenigstens einem Teil seines weiter zurückzulegenden Fahrtverlaufes
auf Übereinstimmung.
Dies setzt voraus, daß der
Verkehrsteilnehmer mittels eigenem Navigationssystem und digitaler
Straßenkarte
in der Lage ist, wenigstens eine Teilstrecke seines zukünftigen
Fahrtverlaufes datenmäßig zu erfassen
und diese mit dem Streckenabschnitt des Fahrzeugs auf Übereinstimmung
zu überprüfen.
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Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch
die Merkmalskombination des Patentanspruchs 12.
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Bei einer Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens
ist zum wiederholten Erfassen der Position und der Fahrtrichtung
des Kraftfahrzeugs ist als Sensorik ein Navigationssystem, insbesondere
ein GPS-Empfänger,
vorgesehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die Erfindung wird anhand mehrerer
Ausführungsbeispiele
in den Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
- 1 einen
auf einer Straße
zurückgelegten Streckenabschnitt
eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung; und
- 2 zwei Kraftfahrzeuge
auf einer Straße
mit überlappenden
Streckenabschnitten in schematischer Darstellung.
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Die in 1 dargestellte
Straße 2 umfasst eine
Fahrspur 4 und eine Gegenfahrspur 6, die durch eine
gestrichelte Linie 8 voneinander getrennt sind. Ein auf
der Gegenfahrspur 6 befindliches Kraftfahrzeug 10 weist
in diesem Ausführungsbeispiel
einen Motorschaden auf und hat in der dargestellten Position seine
Endposition erreicht. Auf dem Weg zu der Endposition hat das Kraftfahrzeug 10 zuletzt
den Streckenabschnitt 12 durchfahren, der sich aus einem
Fahrspurbereich 14, einem Kurvenbereich 16 und
einem Gegenfahrspurbereich 18 zusammensetzt. Die Fahrtrichtung
ist durch die Pfeile 20 beschrieben.
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Bei einem Verfahren zum Informieren
von Verkehrsteilnehmern über
den vom Kraftfahrzeug 10 vor bzw. während einer Gefahrsituation
zurückgelegten
Streckenabschnitt 12 wird die Position und die Fahrtrichtung
des Kraftfahrzeugs 10 mit einem GPS-Empfänger als
Navigationssystem wiederholt, beispielsweise einmal pro Sekunde,
erfasst. Die Gefahrsituation wird hier durch das liegengebliebene Kraftfahrzeug 10 dargestellt.
Die Gefahrsituation kann aber auch durch langsam fahrende Kraftfahrzeuge
gebildet werden, die sich beispielsweise in einem Stau befinden.
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Auf dem Streckenabschnitt 12 werden
die Messwerte, mit anderen Worten die Position und die Fahrtrichtung,
als Streckenpunkte 22, 24, 26, 28 gespeichert,
wenn die mit der seit dem zuletzt gespeicherten Streckenpunkt 22 bis 28 zurückgelegten
Entfernung Δs
gewichtete Winkeldifferenz Δφ zwischen der
aktuellen Fahrtrichtung und der Fahrtrichtung am zuletzt gespeicherten
Streckenpunkt 22 bis 28 einen vorgegebenen Schwellwert
von 1.0*10–1 deg2 übersteigt,
d. h. wenn
|ΔφΔs| > 1.0*10–1 deg2
gilt. Dieser Schwellwert hat
sich praxisbezogen besonders bewährt.
Es können
allerdings auch andere Werte für
den Schwellwert eingesetzt werden. Auch können in nicht weiter dargestellten
Ausführungsbeispielen
statt des GPS-Empfängers
andere geeignete Sensoriken eingesetzt werden. Es ist sinnvoll,
das Verfahren immer wieder dann zu starten, wenn ein neuer Satz
von Positionsdaten mittels des GPS eingeht.
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Bei Aktivierung einer Warnfunktion
durch den Fahrer im liegengebliebenen Kraftfahrzeug 10, die
optional auch automatisch in Abhängigkeit
von einem Kraftfahrzeugparameter aktiviert werden kann, wird ein
weiterer Streckenpunkt 30 gespeichert. Die Positionen der
Streckenpunkte 22 bis 30 sowie die aktuelle Position
des Kraftfahrzeugs werden in einer Warnmeldung an die Verkehrsteilnehmer,
d.h. mit anderen Worten an weiteren Kraftfahrzeuge, in einem begrenzten
Umkreis weitergegeben. Die Warnfunktion kann beispielsweise durch
das Lichtsignal eines Warnblinkers realisiert sein. Auch akustische
Signale sind denkbar.
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In diesem Ausführungsbeispiel werden die Positionen
der letzten vier Streckenpunkte 22 bis 28 vor
dem bei Aktivierung der Warnfunktion gespeicherten Streckenpunkt 30,
die Position des Streckenpunkts 30 sowie die aktuelle Position,
wenn diese von der Position des Streckenpunkts 30 abweicht,
an die Verkehrsteilnehmer weitergegeben. In diesem Ausführungsbeispiel
stimmen die beiden letzteren Positionen überein. Die Anzahl der Streckenpunkte kann
variieren und ist abhängig
von der Auslegung der Programmstruktur des Verfahrens und von der Übertragungskapazität der drahtlosen
Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation.
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Zwei aufeinanderfolgende Streckenpunkte 22 bis 28 weisen
einen vorgegebenen Mindestabstand, beispielsweise einen Mindestabstand
von 9.0*10–4 deg,
auf. Ebenfalls liegt der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgende
Streckenpunkten 22 bis 28 in der geographischen
Länge und
Breite jeweils unterhalb eines oberen Schwellwerts. Der obere Schwellwert
für die
geographische Länge
beträgt in
diesem Ausführungsbeispiel
2–4 deg
und für
die geographische Breite 2–5deg. Damit wird sichergestellt, daß der Streckenabschnitt 12 weder
mit zu wenigen noch mit zu vielen Streckenpunkten erfasst wird.
Der Mindestabstand sorgt auch für
eine ausreichende Länge
des Streckenabschnitts zwischen 1500 und 2500 m. Wäre kein
Mindestabstand vorgegeben, so würden
bei kleinen Geschwindigkeiten und großen Winkeländerungen zu viele Streckenpunkte
gespeichert werden, die prinzipbedingt in der Fahrtrichtungsangabe
mit einem großen
Messfehler behaftet wären,
wodurch bei einer vorgegebenen Anzahl von Streckenpunkten die Länge des
Streckenabschnitts sich deutlich verkürzen würde und damit nicht mehr als
brauchbare Information von Nutzen wäre.
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Der Abstand zwischen zwei Streckenpunkten 22 bis 30 berechnet
sich aus der Differenz der jeweiligen Positionen oder aus der tatsächlich zwischen
zwei Streckenpunkten mit dem Fahrzeug zurückgelegten Weglänge. Die
tatsächlich
zurückgelegte
Weglänge
wird mittels eines Odometers bestimmt, welches bei der ersten Alternative
keine Berücksichtigung
findet. Das Verfahren gewährleistet gute
Ergebnisse mit beiden Alternativen.
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Bei Systemstart zur Darstellung eines
neuen Streckenabschnitts werden alle fünf Streckenpunkte 22 bis 30 auf
die aktuelle Position gesetzt. Ist die Strecke unterbrochen, beispielsweise
bei einer Tunneldurchfahrt werden keine Positionsdaten vom GPS-Empfänger erhalten,
muss ein neuer Systemstart erfolgen.
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Die Streckenpunkte 22, 24 sind
im Fahrspurbereich 14 des Streckenbereichs 12 angeordnet,
wobei der Streckenpunkt 22 den Anfang des Streckenbereichs 12 markiert.
Der Streckenpunkt 26 ist im Kurvenbereich 16 des
Streckenbereichs 12 angeordnet und beschreibt das Wendemanöver des
Kraftfahrzeugs 30. Der Abstand zwischen den Streckenpunkten 26 und 24 ist
dabei kleiner als der Abstand zwischen den Streckenpunkten 24 und 22.
Auf dem Weg im Kurvenbereich 16 erreicht das Produkt ΔφΔs, dem ausschlaggebenden
Kriterium für
das Abspeichern eines neuen Streckenpunkts, aufgrund der großen Winkeländerungen
schnell Werte oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts und der Streckenpunkt 26 wird
gespeichert. Auch der Abstand zwischen dem Streckenpunkt 28,
der auf dem Gegenfahrspurbereich 18 gelegen ist, und dem
Streckenpunkt 24 ist kleiner als der Abstand zwischen den
Streckenpunkten 24 und 22. Für die Definition des Streckenpunkts 28 wirkt
sich immer noch die große
Winkeländerung
im Kurvenbereich 16 aus. Der Abstand zwischen dem Streckenpunkt 30,
der bei Aktivierung der Warnfunktion definiert wird, und dem Streckenpunkt 28 ist
unabhängig
vom Kriterium |ΔφΔs| > 1.0*10–1 deg2 , da bei Aktivierung der Warnfunktion
grundsätzlich
ein Streckenpunkt gesetzt wird.
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2 zeigt
die Fahrtwege 40, 42 zweier Kraftfahrzeuge 44, 46 in
schematischer Darstellung. Beide Kraftfahrzeuge 44, 46 befinden
sich in diesem Ausführungsbeispiel
auf der gleichen nicht weiter dargestellten Straße. Das Kraftfahrzeug 44 befindet sich
in einem ruhenden Zustand auf der Straße, beispielsweise durch einen
Motorschaden verursacht, wobei sein Fahrtweg 40 mit einer
durchgezogenen Linie beschrieben wird. Das Kraftfahrzeug 46 bewegt sich
auf der Straße,
der entsprechende Fahrtweg 42 ist gestrichelt dargestellt,
auf das stehende Kraftfahrzeug 44 zu. Die Fahrtrichtung
ist durch den Pfeil 48 gekennzeichnet.
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Das Kraftfahrzeug 44 hat
gemäß dem Verfahren
den Streckenabschnitt A zwischen dem Pfeil 50 und seiner
derzeitigen Position erfasst. Das Kraftfahrzeug 46, welches
sich dem Kraftfahrzeug 44 ohne Sichtkontakt nähert, hat
gemäß dem Verfahren den
Streckenabschnitt B zwischen dem Pfeil 52 und seiner aktuellen
Position erfasst. Außerdem
weist das Kraftfahrzeug 46 Mittel auf, die ihn ebenfalls über einen
begrenzten Abschnitt seines weiteren Weges in Kenntnis versetzen.
Das Kraftfahrzeug 46 erfasst somit ebenfalls den Streckenabschnitt
C zwischen dem Pfeil 54 und seiner aktuellen Position.
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Das Kraftfahrzeug 44 übermittelt
gemäß dem Verfahren
mit Hilfe einer Funkeinrichtung die Position des bei Aktivierung
der Warnfunktion gespeicherten Streckenpunkts, die Positionen der
zuletzt gespeicherten Streckenpunkte sowie die aktuelle Position
des Kraftfahrzeugs 44 in einer Warnmeldung an weitere Verkehrsteilnehmer
in einem begrenzten Umkreis seines Standorts. Das Kraftfahrzeug 46,
welches sich in diesem Umkreis befindet, empfängt die Warnmeldung.
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Das Kraftfahrzeug 46 entscheidet
mittels der erhaltenen Positionen über den zurückgelegten Streckenabschnitt
A des Kraftfahrzeugs 44 über die Relevanz der Gefahrsituation
für den
eigenen weiteren Fahrtverlauf.
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Das Kraftfahrzeug 46 überprüft den vom Kraftfahrzeug 44 bereits
zurückgelegten
Streckenabschnitt A mit wenigstens einem Teil seines zuletzt zurückgelegten
Streckenabschnitts B auf Übereinstimmung.
Findet er eine ausreichende Übereinstimmung im
Profil der Streckenabschnitte A und B, wobei die Prozedur ohne Benutzung
einer digitalen Streckenkarte abläuft, so kann daraus geschlossen
werden, dass sich die Kraftfahrzeuge 44, 46 auf
einer Straße befinden.
Die Warnmeldung des Kraftfahrzeugs 44 ist somit für das Kraftfahrzeug 46 relevant.
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Alternativ oder zusätzlich vergleicht
das Kraftfahrzeug 46 den Streckenabschnitt A des Kraftfahrzeugs 44 mit
wenigstens einem Teil des Streckenabschnitts C auf Übereinstimmung.
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Ein größerer Überlapp des Streckenabschnitts
A mit den Streckenabschnitten B und/oder C führt zu genaueren Identifikationsresultaten.
Kann das sich an das Kraftfahrzeug 44 annähernde Kraftfahrzeug 46 seinen
weiteren Fahrtverlauf entsprechend weit voraussagen, so wird die
Aussage über die
Relevanz des Ereignisses mit größerer Genauigkeit
getroffen.
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Die Qualität oder Genauigkeit der Aussage über die Übereinstimmung
zwischen zwei Spuren hängt
von verschiedenen Parametern ab. Die zu vergleichenden Spuren müssen einen
ausreichenden Überlapp
auf ihrer Länge
aufweisen. Außerdem
müssen
die jeweiligen Spuren, d.h. die dazugehörigen Streckenabschnitte, durch
die sie repräsentierenden Streckenpunkte
ausreichend gut reproduziert werden. Die Ortsauflösung, die
Quantität
und Positionierung der benutzten Streckenpunkte, die Genauigkeit der
benutzten Navigationssysteme sowie eine Abweichungen aufgrund von
Straßenbreite
und Fahrmanövern
sind Faktoren, die das Ergebnis erheblich beeinflussen. Die anzuwendenden
mathematischen Algorithmen zum Vergleichen der Spuren auf Übereinstimmung
sind aus verschiedenen Anwendungen bekannt.
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Mit dem angegebenen Verfahren werden
die Streckenpunkte so gespeichert, dass gerade die charakteristischen
Wegelemente eines Streckenabschnitts, d.h. dort wo auffällige geometrische
Veränderungen
auftreten, besonders berücksichtigt
werden.