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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 der US-Veröffentlichung H. Hartenstein, et. al., Position-Aware Ad Hoc Wireless Networks for Inter-Vehicle Communications: the Fleetnet Project”, Proceedings of MOBIHOC, Long Beach, California, USA, Oct. 2001 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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Aus der
DE 199 08 869 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsinformationen über aktuell verkehrsrelevante Bereiche in einem Verkehrsnetz für ein Fahrzeug mit vorgegebener Position und Fahrtrichtung bekannt, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind:
Berechnen des Abstand des Streckenabschnitts, auf den sich die Verkehrsmeldung bezieht; Berechnen eines Richtungsfaktors, der sich aus der Richtung vom Fahrzeug zur jeweiligen Position der Verkehrsinformation sowie der Fahrtrichtung bei ungehinderter Fahrt ergibt, Berechnen einer örtlichen Relevanz für den verkehrsrelevanten Bereich aus dem berechneten Richtungsfaktor für das Fahrzeug, und Filtern der Verkehrsinformationen nach ihrer örtlichen Relevanz.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Mit den Maßnahmen des Anspruches 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 erreicht 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 Information 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 Anzeige-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 Hersteller 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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- [1] 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
