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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem
Verfahren zur Bestimmung der Relevanz von Verkehrsinformationen über aktuelle
verkehrsrelevante Bereiche in einem Verkehrsnetz für ein Fahrzeug
mit vorgegebener Position und Fahrtrichtung, bei dem die Entfernung
des Fahrzeugs zu einem verkehrsrelevanten Bereich berücksichtigt
wird.
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Das der Erfindung zugrunde liegende
Problem liegt im Umfeld der Informationsauswahl und Informationsdarstellung
von Verkehrs- und Streckeninformationen, wie zum Beispiel Staus
oder Straßensperrungen
für Autofahrer.
Ein im Stand der Technik vorhandenes Navigationssystem der Firma
Blaupunkt® ist
in der Lage, dynamische Verkehrsnachrichten in die Routenplanung
mit einzubauen, und damit den aktuellen Verkehrszustand für die weitere Routenplanung
mit einzubeziehen. Dabei wird allerdings nur ein einfacher Relevanzradius
definiert, innerhalb dessen die aktuelle Verkehrslage angezeigt wird,
beispielsweise ein Radius von 50 Kilometern. In nachteilhafter Weise
werden dabei Verkehrsinformationen angezeigt, die oftmals für den Bediener
des Navigationssystems nicht relevant sind, weil er beispielsweise
in einer anderen Richtung fährt
und einen gemeldeten Stau gar nicht berührt.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet
für die vorliegende
Erfindung ist die dezentrale Verteilung von Verkehrsinformation
durch selbstorganisierende Funknetze, wie sie beispielsweise in
[1] diskutiert wurden. In dieser Veröffentlichung werden Anwendungen
der selbstorganisierenden Funknetze offenbart, die darauf beruhen,
dass Fahrzeuge ihren eigenen Bewegungszustand erfassen, der durch
Geschwindigkeit, Richtung und Position vorgegeben ist, und diesen
Bewegungszustand an benachbarte Fahrzeuge in einem relativ engen
Umkreis weitergeben.
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Der Fahrzeugzustand kann danach gegebenenfalls
durch einen Abgleich mit der Datenbasis eines im Fahrzeug eingebauten
Navigationssystems auch mit Angabe der Straße und Fahrtrichtung auf der
Straße
versehen sein. Der Weitergaberadius liegt dabei beispielsweise in
einem Bereich zwischen 50 Metern und 1 Kilometer. Es kann ein beliebiges
Funksystem benutzt werden, das eine ausreichende Datenrate innerhalb
einer dem Verfahren angepassten Reichweite gewährleistet.
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Die Übertragung der Daten der verschiedenen
Nachrichten erfolgt nach einem vorgegebenen Standard für den Aufbau
der Nachricht und wird über ein
vorbestimmtes, Frequenzband übertragen,
etwa in dem lizenzfreien Bereich um 868 MHz. Nachrichten sollen
automatisch generiert und empfangen, und von einem entsprechend
eingerichteten elektronischen Verarbeitungssystem im Fahrzeug aufbereitet werden.
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Aus einer Vielzahl von empfangenen
Nachrichten und dem eigenen Fahrzustand kann das Wissen um den Verkehrszustand
in der näheren
Umgebung vergrößert und
die so gewonnene Information weitergegeben werden. Dabei geschieht
der wesentliche Teil der Verarbeitung transparent für den Fahrer, so dass
er dadurch nicht gestört
wird. Diesem Verfahren aus dem Stand der Technik liegen die so genannten
Floating Car Data (FCD)-Dienste zugrunde, wobei die vorliegende
Erfindung insbesondere für
dezentral organisierte FCD geeignet ist.
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Die beiden oben genannten, bekannten
Ansätze
für die
Darstellung von dynamischen Verkehrsdaten in Fahrzeug-Navigationssystemen
und deren Verarbeitung für
eine neue Routenplanung beruhen jedoch im Wesentlichen nur darauf,
dass lediglich die einfache Entfernung zwischen dem momentanen Aufenthaltsort
des Fahrzeugs, das eine Nachricht gerade empfängt, und einem verkehrsrelevanten
Bereich, der für
Probleme sorgt und in der Nachricht genannt ist, als Kriterium für die Wichtigkeit
oder Relevanz von empfangenen Nachrichten herangezogen wird.
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Insbesondere für die FCD-Anwendungen sind
keinerlei Ansätze
bekannt, wie ein solchermaßen
dezentral organisiertes Funknetz effizient arbeiten kann, denn es
droht eine Überflutung
des Funknetzes mit Nachrichten. Des Weiteren müssen alle eingehenden Nachrichten
verarbeitet werden. Bei entsprechend hoher Anzahl eingehender Nachrichten
impliziert dies eine erhebliche Rechenkapazität, die dafür notwendig ist, und für dedizierte
Systeme wie Navigationssysteme mit beschränkter eigener Rechenleistung
erhebliche Probleme bei der Bearbeitung verursacht.
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Vorteile der
Erfindung
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Mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 wird zum
einen erreicht, dass ein Fahrer Informationen nur in derjenigen
Tiefe, also Detailgenauigkeit und Auflösung, sowie mit derjenigen
Aktualisierungsrate erhält,
die der örtlichen
Relevanz der Information entspricht. In der Anwendung für selbstorganisierende Funknetze
mit FCD wird eine Netzüberlastung, wie oben
beschrieben, vermieden. In der Anwendung für herkömmliche Navigationssysteme
werden erfindungsgemäß die Nachrichten
in vorteilhafter Weise an den Fahrer so gefiltert, dass er im Wesentlichen nur
noch die für
ihn wirklich relevanten Informationen bekommt.
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Dies wird im Wesentlichen dadurch
erreicht, dass einem bordeigenen, erfindungsgemäßen Auswertesystem die Position,
Uhrzeit, Richtung, Geschwindigkeit des Fahrzeugs zugänglich gemacht werden,
und diese Daten so verarbeitet werden, dass sie in Bezug gesetzt
werden können
zu den jeweiligen, verkehrsrelevanten Bereichen, die sich in den Verkehrsnachrichten
befinden. Weiter wird erfindungsgemäß daraus eine Wahrscheinlichkeit
dafür ausgerechnet,
dass das Fahrzeug den verkehrsrelevanten Bereich bei unbeeinflusster
Fahrt passieren würde,
woraus eine örtliche
Relevanz für
einen jeden verkehrsrelevanten Bereich berechnet wird, die dafür benutzt
wird, die Verkehrsinformationen nach ihrer Wichtigkeit, das heißt der örtlichen
Relevanz zu filtern. Somit können
wichtige von unwichtigen Verkehrsnachrichten getrennt werden.
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Der Kern der Erfindung enthält also
die Grundidee, dass Verkehrsinformationen nach ihrer örtlichen
Relevanz beurteilt werden. Die Berechnung der Relevanz beruht darauf,
die Wahrscheinlichkeit näherungsweise
zu berechnen, dass ein Fahrzeug einen entfernten Streckenabschnitt
oder irgendeinen vordefinierten, verkehrsrelevanten Punkt, also
einen verkehrsrelevanten Bereich während der aktuellen Fahrt passiert.
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In der Anwendung für Navigationssysteme können somit
nur noch die interessierenden, relevanten Nachrichten an den Fahrer
ausgegeben werden, wodurch der Fahrer spürbar entlastet wird, da er
seine Aufmerksamkeit nur noch kurzzeitig dem Verfolgen der Nachricht
widmen und nicht mehr selbst darüber
nachdenken muss, welche Informationen für ihn wichtig sind und welche
unwichtig.
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Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Funknetzen mit dezentralen FCD wird eine Verkehrsinformation
nach Empfang und Relevanzberechnung mit einer Wahrscheinlichkeit
weitergegeben, die der örtlichen
Relevanz der Information entspricht. Damit wird die vorgenannte
Netzüberlastung
vermieden.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen,
Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der
Erfindung angegeben.
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In bevorzugter Weise differenziert
das erfindungsgemäße Verfahren
bei der Auswertung von Verkehrsinformationen zwischen einem Nahbereich und
einem Fernbereich, und optional in weiteren Zwischenstufen.
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Im Nahbereich arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren
sehr detailliert mit einer Datenbasis, die auch rangniedrigere Straßen wie
etwa Bundesstraßen
oder Kreisstraßen
berücksichtigt
und weitere Einzelheiten der Art eines Hindernisses mit einbezieht,
beispielsweise ob es eine Baustelle ist, die länger andauert, oder die Unterscheidung
zwischen einem 1 Kilometer und einem 20 Kilometer langen Stau.
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Die Auswertung in dem so genannten
Fernbereich arbeitet weniger detailgenau und stellt in bevorzugter
Weise die Informationen in einer vergröberten, also verdichteten Form
für den
Fahrer dar. Dabei ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, eine graduelle
Abstufung der Vergröberung
vorzunehmen, nach dem Maße,
in dem die Entfernung zum Hindernis zunimmt.
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Auf diese Weise wird insbesondere
bei graduellem Übergang
zwischen Nah- und Fernbereich ein sehr guter Kompromiss er reicht
zwischen möglichst
umfassender Information, möglichst
wenig Ablenkung für
den Fahrer, geringer Rechenkapazität für die benötigten Auswertungen und bei
Anwendung für dezentral
organisierte Funknetze mit FCD eine überschaubare und steuerbare
Auslastung des oder der Funknetze.
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Bei der Fernbereichsauswertung wird
erfindungsgemäß als wesentlicher
Bestandteil die aktuelle Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs mit
in die Auswertung einbezogen. Daraus ergeben sich die oben genannten
Vorteile.
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Bei der Nahbereichsberechnung werden
zusätzlich
auch die Abbiegewahrscheinlichkeiten für das Fahrzeug an einer Straßenkreuzung
berechnet, wobei für
die Kreuzung Daten aus der Datenbasis eines Fahrzeug-Navigationssystems
oder Daten aus einer vorgegebenen, statistisch erfassten und vorab generierten
Datenquelle herangezogen werden können.
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Zeichnungen
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Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert.
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Es zeigen
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1 ein
Ablaufdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische Prinzipskizze eines Straßennetzes mit Fahrzeug;
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3 die
XY-Darstellung eines kontinuierlich implementierten Richtungsfaktors
gemäß der Erfindung;
und
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4 eine
entsprechende Darstellung eines stufenförmig implementierten Richtungsfaktors
gemäß der Erfindung.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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In den Figuren bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
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Im Folgenden wird mit Bezug zu 1 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Bestimmung der Relevanz von Verkehrsinformationen für dezentrale
Funknetze mit Floating Car Data (FCD) näher beschrieben.
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In einem Vorbereitungsschritt wird
eine Gewichtung für
vorgegebene verkehrsrelevante Bereiche in dem Verkehrsnetz, erstellt,
die ein vorgegebenes, gewichtetes Verkehrsnetz ergibt, wobei die
Gewichtung eines Bereichs umso höher
ist, je höher
der jeweilige, statistisch vorerfasste Verkehrsdurchsatz ist, und
je weniger Alternativen es zu dem jeweiligen Straßenabschnitt
und verkehrsrelevanten Punkt gibt. Erfasst werden dabei als „Bereiche" topologisch punktförmige Objekte
wie z.B. Kreuzungen und linienförmige
Objekte wie Straßenabschnitte.
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In einem ersten Schritt 510 liest
ein erfindungsgemäß ausgestattetes
FCD-System, das beispielsweise als modulartige Komponente in einem bestehenden
Fahrzeugnavigationssystem implementiert sein kann, einen Ausschnitt
des vorab erfassten und gewichteten Verkehrsnetzes, damit für die aktuelle
Position des Fahrzeugs die oben beschriebenen Attribute für jeden
Teilstreckenabschnitt oder andere verkehrsrelevante Punkte wie zum
Beispiel Kreuzungen, Autobahndreiecke, Autobahnkreuze, etc. dem
System bekannt sind.
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In einem Schritt 520 wird die aktuell
vorliegende Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingelesen. Dies kann erfolgen über die
im Navigationssystem vorliegenden Richtungsinformationen, da sie
in modernen Navigationssystemen standardmäßig intern berechnet werden
oder in Abwesenheit eines modernen Navigationssystems über mindestens
zwei relativ kurz nacheinander erfolgte Abfragen der aktuellen Position
des Fahrzeugs via GPS.
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Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass
im Anwendungsfall für
FCD mit dezentral organisierten Funknetzen Nachrichten eines vordefinierten
Standardtyps automatisch generiert werden, die beispielsweise angeben,
wenn Unregelmäßigkeiten im
Verkehrsfluss vorkommen. Ein Beispiel dafür könnte sein, dass ein Fahrzeug,
das länger
als 5 Sekunden mit einer Geschwindigkeit von 40 Stundenkilometern
auf einer Autobahn fährt,
automatisch eine Nachricht aussendet, die diese für eine Autobahn niedrige
Geschwindigkeit, Ort und Uhrzeit, sowie eine Identifikation des
betreffenden Streckenabschnitts angibt, etwa A2 Hannover Richtung
Dortmund, Kilometer 112,5.
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Es sollte betont werden, dass solche
Nachrichten ohne Zutun des Fahrers generiert werden. Diese Nachrichten
werden vorzugsweise mit einer solchen Sendestärke gesendet, dass sie nur
in einem relativ begrenzten Umfeld empfangen werden können. Der
Radius liegt vorzugsweise in dem weiter oben erwähnten Bereich zwischen 50 Metern
und 1 Kilometer. Die Sendestärke
kann auch dynamisch der jeweiligen Nachrichtendichte oder Verkehrsdichte
angepasst werden, um die Netzbelastung kontrollieren zu können. Die
effektive logische Nachrichtenverbreitungsreichweite ergibt sich
dann durch Aufsummieren über
die einzelnen physikalischen Weiterleitungsentfernungen.
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Wenn Nachrichten wie oben geschildert
automatisch ohne Zutun des Fahrers generiert werden, so wird das
Funknetz schnell überflutet,
wenn nicht dafür
gesorgt wird, dass nur solche Nachrichten weitergeleitet werden,
die die oben geschilderten Relevanzkriterien erfüllen, d.h., insbesondere wenn
eine Weiterleitung der Nachrichten ohne Verdichtung und/oder Filterung
durchgeführt
würde.
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Im Folgenden werden die Bearbeitungsschritte
beschrieben, die sich beim Empfang einer ankommenden Nachricht ergeben:
In
einem ersten Schritt 530 wird die örtliche Relevanz für das Fahrzeug
ermittelt.
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Die aktuelle Fahrtrichtung des Fahrzeugs gibt
als wesentlicher Bestandteil der Relevanzberechnung einen Hinweis
darauf, wohin der Fahrer des Fahrzeugs fahren möchte. Ein Fahrer wird im Allgemeinen
bestrebt sein, möglichst
direkt zu seinem Ziel zu gelangen, und wird daher nur selten einen Winkel
von zum Beispiel mehr als 45 Grad zur Zielrichtung wählen. Daher
wird zur Bestimmung der Relevanz der gerade eingegangen Nachricht
ermittelt, in welchem Maße
die eigene Fahrtrichtung mit der Richtung zusammenfällt, in
der ein in der Nachricht vorkommendes Hindernis (etwa ein Stau)
liegt.
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Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine
Kurve zur Gewichtung der Relevanzdaten zu definieren, die dazu führt, dass
Verkehrsdaten in Fahrtrichtung oder in einem nur geringen Winkel
davon abweichend, eine höhere
Relevanz erlangen als Fahrtziele in andere Richtungen mit größerem Abweichwinkel.
Zu beachten ist dabei, dass die eigene Fahrtrichtung vorzugsweise über einen
gewissen Zeitraum gemittelt wird, um Einflüsse durch einen kurvigen Straßenverlauf
zu kompensieren. Dieser Zeitraum kann auch abhängig vom Typ der Strasse länger oder kürzer gewählt werden,
für Autobahnen
beispielsweise kürzer
als für
Landstrassen, da letztere häufiger einen
eng-kurvigen Verlauf haben.
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Schritt 530 ergibt also als Ergebnis
die Richtungsabweichung als Winkel zwischen eigenem Fahrtziel und
der Fahrtrichtung, in der ein Hindernis zu erwarten ist. Die weitere Bearbeitung
der Nachricht enthält
in den meisten Anwendungsfällen
zum einen eine Darstellung/Ausgabe der Nachricht an den Fahrer,
wenn sie relevant ist, und zum anderen insbesondere im Fall der
dezentralen Verkehrsnetze mit FCD eine Weiterleitung im Sinne eines
Wiederaussendens der Nachricht entweder in identischer Form oder
in vergröberter
Form, je nachdem, wie weit das Hindernis von der aktuellen Position
des Fahrzeugs entfernt ist. Für
die Weiterleitung werden auch Hindernisse berücksichtigt, die „im Rücken" des Fahrers liegen,
da diese für
die entgegenkommenden Fahrzeuge Relevanz besitzen. Je größer die
Entfernung, desto stärker
wird die Nachricht vergröbert, bevor
sie weitergeleitet wird. Dadurch wird zum Einen das Funknetz entlastet,
weil die Nachrichten kürzer
werden, und zum Anderen werden unwichtige Einzelheiten nicht übertragen,
so dass ein Fahrer, der die wiederabgesendete Nachricht aufnimmt,
nicht durch solche Einzelheiten gestört wird. Dazu wird in einem
Schritt 540 die Entfernung zwischen Hindernis und aktueller Fahrzeugposition
bestimmt.
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Die Entfernung kann beispielsweise
dadurch berechnet werden, dass in jeder Nachricht die GPS-Koordinaten
des in der Nachricht genannten verkehrsrelevanten Bereichs, also
etwa des Verkehrshindernisses (z.B. Stau) mitgeführt werden, wodurch sich die
Entfernung zur eigenen Position durch deren GPS- Koordinaten leicht
ermitteln lässt.
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Im Folgenden wird zwischen einem
Nahbereich und einem Fernbereich unterschieden, siehe Entscheidung 550.
Der Fernbereich liegt beispielsweise vor, wenn das Hindernis eine
Entfernung zur aktuellen Fahrzeugposition besitzt, die beispielsweise
größer ist
als 200 Kilometer. In vorteilhafter Weise kann dieser Schwellwert
variiert werden, um einen Steuerparameter zu besitzen, damit das
Funknetz auch bei sehr hohem Verkehrsaufkommen nicht überlastet
wird.
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Für
die Fernbereichsauswertung gemäß Schritt
560 und die Relevanz für
das eigene Fahrzeug werden die oben beschriebenen Kriterien „aktuelle
Fahrtrichtung" und „Gewichtung
von Straßen
und verkehrsrelevanten Punkten" betrachtet
und eine Passierwahrscheinlichkeit berechnet. Zur Darstellung der
Nachricht an den Fahrer kommen vorzugsweise nur solche Nachrichten
in Betracht, deren Hindernisse/Ortsangaben zu der eigenen Fahrtrichtung ähnlich sind,
wo also die Passierwahrscheinlichkeit über einem gewissen Schwellwert
liegt.
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Es wird dabei erfindungsgemäß die Tatsache ausgenutzt,
dass ein Fahrzeug eher auf einer Autobahn bleibt als abfährt, und
daher die Verkehrssituationen auf wichtigen Straßen grundsätzlich eine höhere Relevanz
erlangen als die auf weniger bedeutenden und weniger frequentierten
Straßen.
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Wichtig für die Weiterleitung der Nachricht
an andere Fahrzeuge ist, dass die Auflösung (Detailgenauigkeit) der
Information umso geringer sein sollte, je größer die Entfernung zwischen
Fahrzeug und Ursprungsort der Information ist. So mag es beispielsweise
auch schon in Würzburg
interessant sein, dass auf der A7 zwischen Hannover und Hamburg
ein Stau ist, wenn die Fahrtrichtung Norden ist, aber es ist unwichtig,
wo genau (beispielsweise zwischen welchen Anschlussstellen) der
Stau auftritt. Ebenso mag ein Stau von nur 1 km Länge, der
weit entfernt ist, uninteressant sein, da er sich bis zur Ankunft
an der Stelle voraussichtlich aufgelöst hat. Ein längerer Stau,
z.B. von 20 km Länge,
kann dagegen eine relative hohe Relevanz besitzen, insbesondere dann,
wenn der Grund für
den Stau erheblich ist und die Umgehungsmöglichkeiten schlecht sind.
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In der Nahbereichsauswertung, siehe
Schritte 570 und 580 in 1,
ist sowohl für
die eigene Darstellung an den Fahrer als auch für die Weitersendung eine feinere
Auflösung
bei der Relevanzbestimmung und eine genauere Angabe der Infor mation notwendig.
Außerdem
sind sehr viel mehr mögliche Verkehrswege
zu beachten. Daher werden erfindungsgemäß zur Berechnung der Relevanz
einer Information weitere Kriterien herangezogen.
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Das wesentliche Kriterium ist die
Abbiegewahrscheinlichkeit an einer Straßenkreuzung. Sie wird in einem
Schritt 570 berechnet. Jeder Autobahnanschlussstelle und sonstiger
Kreuzung kann eine solche Abbiegewahrscheinlichkeit zugewiesen werden,
die sich beispielsweise mit Verkehrszählungen ermitteln lässt. Allerdings
ist es hierzu notwendig, das Straßennetz und die Abbiegewahrscheinlichkeiten
zu kennen, wozu insbesondere ein Navigationssystem verwendet werden
kann. Einzelheiten hierzu werden weiter unten geschildert im Zusammenhang
mit einem Anwendungsbeispiel. Als Resultat ergibt sich die so genannte
Passierwahrscheinlichkeit, also die Wahrscheinlichkeit, mit der
das Fahrzeug das Hindernis bei unbeeinflusster, idealer Fahrt passieren würde. Die
Darstellung der Nachricht bzw. die Weitersendung erfolgt dann in
einem Schritt 580.
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Im Folgenden wird ein Anwendungsbeispiel für ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
beschrieben, in dem der erfindungsgemäße Teil als Software-Modul in einem herkömmlichen
Fahrzeug-Navigationssystem enthalten ist. Dies hat den Vorteil,
dass die Bestimmung der eigenen Fahrtrichtung nicht mehr unbedingt
aus mehreren, aufeinander folgenden separat durchgeführten Positionsbestimmungen
berechnet werden muss, sondern direkt aus einer Positionsbestimmung und
der Angabe des Fahrtziels im Navigationssystem abgeleitet werden
kann. Eine entsprechende Software-Schnittstelle dafür ist erfindungsgemäß vorgesehen.
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2 zeigt
ein Straßennetz
mit folgenden Elementen: 10, 11 – Autobahnen; 20 – Bundesstraße; 30, 31, 32 – Fahrzeug;
40 – südwestliche
Fahrtrichtung des Fahrzeugs 30, 41, nordöstliche
Fahrtrichtung von Fahrzeug 31.
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Die Autobahn 10 ist innerhalb
des Nahbereichs, so dass Abbiegewahrscheinlichkeiten in die Relevanzberechnung
einbezogen werden. Es wird angenommen, dass Norden in der Zeichnung
oben ist. Zwischen dem aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs 30 und
der Autobahnauffahrt liegen weitere Straßenkreuzungen, die in 2 nicht dargestellt sind,
so dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug bis zur Autobahnauffahrt
(Kreuzung zwischen 10 und 20) gelangt, weniger als 1 beträgt, beispielsweise
0,25. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug auf die Autobahn
abbiegt, betrage 0,25 für
die südliche
und 0,2 für
die nördliche
Richtung, so dass die Gesamtwahrscheinlichkeit dafür, dass
das Fahrzeug auf der Autobahn 10 nach Süden fährt, 0,0625 und für die nördliche
Richtung 0,05 beträgt. Die Wahrscheinlichkeit,
dass das Fahrzeug 30 auf der Bundesstraße bleibt und die Autobahn 10 kreuzt,
beträgt
somit 0,1375. Die angegebenen Wahrscheinlichkeiten werden nun noch
mit einem so genannten Bedeutungsfaktor der Straße multipliziert. Wenn die Autobahn 10 einen
Bedeutungsfaktor von beispielsweise 10 und die Bundesstraße 20 einen
Faktor von 3 hat, beträgt
die Relevanz der Autobahn 10 0,625 und der Bundesstraße 20 in
südwestlicher
Richtung westlich der Autobahn 10 0,4125.
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Es besteht in jedem Fall aber auch
die Möglichkeit,
dass das Fahrzeug 30 wendet und in die andere Richtung
fährt oder
aber das Fahrtziel nicht direkt in Fahrtrichtung liegt. Somit existiert
eine gewisse, relativ niedrige Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug
die Autobahn 11 in östlicher
Richtung benutzen wird. Die Gewichtung der Relevanz von Streckenabschnitten
wird daher mit einem winkelabhängigen
Richtungsfaktor gewichtet.
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Ein Beispiel für einen kontinuierlichen Richtungsfaktor
ist in 3 gezeigt, ein
stufenförmiger Richtungsfaktor
zeigt 4. In beiden Bildern
stellt die X-Achse den Winkel zwischen Hindernis und eigener, aktueller
Fahrtrichtung und die Y-Achse den Richtungsfaktor dar. Die durchgezogene
Linie gibt den Richtungsfaktor für
die Anzeige der Nachricht im eigenen Fahrzeug wieder, die gestrichelte
Linie den für
die Weitergabe. Beide besitzen einen ähnlichen oder identischen Verlauf
um 0 Grad herum, wo sie vom Maximum bei 0 Grad abfallen. Die Linien
liegen im vorliegenden Fall übereinander,
wodurch die gestrichelte Linie nicht sichtbar ist.
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Mit Bezug zu 2 und dem speziellen Aspekt der Weitersendung
und Anzeige von FCD Nachrichten sei angenommen, ein Fahrzeug 31 mit
Fahrtrichtung 41 kreuzt die Autobahn 10 und nimmt
eine Verkehrsinformation eines auf der Autobahn 10 fahrenden
Fahrzeugs auf. Örtlicher
Bezugspunkt der Nachricht sei ein verkehrsrelevanter Bereich 36 auf der
Autobahn 10 in südlicher
Richtung in der Nähe der
Autobahnzufahrt der Bundesstrasse 20, etwa ein Stau 36.
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Durch die relative Nähe dieses
Problembereichs 36 und die hohe Abbiegewahrscheinlichkeit von
Fahrzeugen, die auf der Bundesstraße 20 in südwestlicher
Richtung unterwegs sind, ergibt sich eine hohe Relevanz der Verkehrinformation
für Fahrzeuge,
die auf der Bundesstraße 10 dem
Fahrzeug 31 entgegenkommen, nachdem Fahrzeug 31 die
Autobahn 10 gekreuzt hat. Daher soll erfindungsgemäß Fahrzeug 31 die
empfangene Verkehrsnachricht mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Bundesstraße 20 weiterverteilen,
aber die Nachricht soll vorzugsweise in Fahrzeug 31 insbesondere
nach Passieren der Autobahnzufahrt von Bundesstrasse 20 auf
Autobahn 10 nicht angezeigt werden, da Fahrzeug 31 ja
auf Bundesstrasse 10 weiterfährt, und der Stau 36 praktisch für dieses
Fahrzeug 31 keine Relevanz besitzt. Daher ist erfindungsgemäß gemäß Ausführungsbeispiel vorgesehen,
die Relevanz von Nachrichten über
verkehrsrelevante Bereiche mit zwei unterschiedlichen Richtungsfaktoren
zu bestimmen, wobei ein Faktor zur Entscheidung die Weitergabe der
Nachricht und ein anderer Faktor die Anzeige der Nachricht im eigenen
Fahrzeug beeinflusst.
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Mit Bezug zurück zu 3 und 4 unterscheidet
sich jenseits der +/–90
Grad -Marke der Verlauf der Richtungsfaktoren daher. Der Wiedergabe-Richtungsfaktor
steigt wieder an für
Bereiche um +180 Grad und –180
Grad, damit die oben genannte Nachricht über Stau 36 von Fahrzeug 31 auch
nach Passieren der Autobahnzufahrt mit einer relativ hohen Wahrscheinlichkeit
weitergeben wird, wodurch beispielsweise das entgegenkommende Fahrzeug 30 mit
Fahrtrichtung Südwesten
und relativ hoher Abbiegewahrscheinlichkeit auf Autobahn 10 in
Richtung Süden
gewarnt werden kann.
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Der Anzeige-Richtungsfaktor strebt
jedoch einem Minimum bei +/– 180
Grad zu, und hat daher von 0 Grad weg beidseitig einen fallenden
Verlauf. Die weitergegebene Nachricht wird in Fahrzeug 30 zur
Anzeige gebracht, da der Ort der Nachricht im Nahbereich liegt,
wodurch die Abbiegewahrscheinlichkeit berücksichtigt wird, und weil der
Rnzeige-Richtungsfaktor
für Fahrzeug 30 einen
relativ großen
Beitrag zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit der Anzeige der Nachricht
liefert. Die Nachricht wird in Fahrzeug 31 insbesondere
nach Passieren der Kreuzung daher nicht zur Anzeige gebracht.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Relevanzbestimmung
auf die Anzeige in einem Navigationssystem oder ein erfindungsgemäß verwendbares
Nachrichtendisplay bzw. Sprachausgabegerät bewirkt also, dass nur diejenigen
Verkehrsinformationen angezeigt werden, die eine gewisse Relevanzschwelle überschreiten.
Es ist möglich,
dass diese Schwelle vom Herstel ler der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
beispielsweise in Form eines zusätzlichen
Moduls für
ein bestehendes Navigationssystem fest vorgegeben wird, vorzugsweise
kann sie jedoch vom Nutzer eingestellt werden.
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Bei der Verwendung für dezentral
organisierte Funknetze mit FCD hat die erfindungsgemäß ermittelte
Relevanz von Verkehrsinformationen eine Wirkung auf die Weitergabe
der Informationen. Wie oben beschrieben, würden detaillierte Information über den
Verkehrszustand des gesamten Straßennetzes zu einer Überflutung
des Netzes führen,
ohne relevante Informationen für
Verkehrsteilnehmer zu erzeugen. Die Bestimmung der Relevanz wird
erfindungsgemäß dazu verwendet,
die Weitergabe der Nachrichten und die Verdichtung von Information
zu beeinflussen. Wenn ein Fahrzeug eine Information empfängt, berechnet
es also zunächst
die Relevanz der Nachricht und gibt sie mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit
weiter, die sich aus der Relevanz berechnen lässt. Wenn ein Fahrzeug feststellt,
dass die Information im Verhältnis
zu ihrer Relevanz zu detailliert ist, wird es die Information vor
der Weitergabe verdichten, wobei weitere empfangene Informationen mit
einbezogen werden können.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
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Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens,
unabhängig
von einer Verwendung von dezentral organisierten FCD Diensten, ist
auch sinnvoll bei der Berechnung von Alternativrouten in Navigationssystemen.
Die herkömmlichen
Systeme berücksichtigen
Verkehrsmeldungen nur in einem bestimmten Sektor und in einem bestimmten
Abstand von der derzeitigen Position entlang der berechneten Hauptroute.
Vorteilhaft aber ist dabei eine Berücksichtigung der Meldungsrelevanz.
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Dadurch wird eine höhere Qualität der Umfahrungsempfehlung
bei Verkehrstockungen etc. erreicht.
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Im Falle von Navigationssystemen
und der dynamischen Darstellung von Verkehrsinformation kann über die
aktuelle (gemittelte) Fahrtrichtung hinaus das Fahrtziel, das der
Fahrer eingestellt hat, für die
Relevanzberechnung herangezogen werden.
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Auch im Nahbereich kann das Verfahren
für den
Fernbereich verwendet werden, um Rechenaufwand zu sparen. Ebenso
ist es möglich,
im Fernbereich komplett oder teilweise (z.B. nur für Autobahnen)
die Abbiegewahrscheinlichkeit mit einzubeziehen.
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Als weitere Anwendung der Relevanzbeurteilung
kann die Speicherung von aktuellen Verkehrsinformationen in Fahrerinformationssystemen
beeinflusst werden. Nur Informationen, die eine gewisse Relevanzschwelle überschreiten,
werden gespeichert.
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Vorteilhaft ist es auch, zusätzliche
Informationsquellen bei der Beurteilung einer Nachricht hinzuzuziehen,
wie z.B. Traffic Message Channel-(TMC)-Meldungen, Internet-Meldungen, zentrale FCD-Meldungen,
zentrale Verkehrsmeldungen oder manuell vom Fahrer eingegebene Meldungen,
wie es im Stand der Technik etwa durch Aktivieren einer „Stau voraus" -Taste möglich ist.
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Die Einbeziehung von Faktoren für die Wichtigkeit
von Straßen
und Abbiegewahrscheinlichkeiten setzt die Kenntnis des Straßennetzes
voraus, wie z.B. mit einem Navigationssystem gegeben. Ein vereinfachtes
Verfahren für
Fahrzeuge, die keine Kenntnis des Straßennetzes haben, kann lediglich
die eigene Fahrtrichtung mit einem Richtungsfaktor und die Entfernung
zum Ursprungsort der Information verwenden.
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Weiterhin besteht eine vorteilhafte
Ausprägung
darin, die so gewonnenen Straßenzustandsinformationen
in die Berechnung einer Route durch das Navigationssystem oder gegebenenfalls
die Neuberechnung einer bestehenden Route einfließen zu lassen.
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Zusätzlich können die derart gewonnenen Straßenzustandsinformationen
vorteilhaft an zentrale Instanzen übermittelt werden, um so die
Informationen auch den herkömmlichen
Informationsquellen (Verkehrsfunk, Internet, TMC, Polizei, Straßenbauamt,
Verkehrsbeeinflussungsanlagen Straßenwacht, zentrales FCD, private
Routenführung)
zur Verfügung
zu stellen.
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Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im wesentlichen
frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende
Reihenfolge miteinander kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander
sind.
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Literatur:
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- H. Hartenstein, et al., "Position-Aware
Ad Hoc Wireless Networks for Inter-Vehicle Communications: the Fleetnet
Project", to appear
in Proceedings of MOBIHOC, Long Beach, California, USA, Oct. 2001