Beschreibung
Verfahren zum Einhalten eines Mindestabstandes zwischen zwei Fahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einhalten eines Mindestabstandes zwischen zwei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, wobei durch mindestens ein erstes Fahrzeug Signale ausgesendet werden, wobei durch mindestens ein zweites Fahrzeug die vom ersten Fahrzeug ausgesendeten Signale empfangen werden.
Im Straßenverkehr gibt es Situationen, die es bedingen, dass Mindestabstände zu Fahrzeugen eingehalten werden müssen, damit ein Verkehrsfluss und andere Abläufe ohne Gefahr aufrecht erhalten werden können. Im Stand der Technik ist es bekannt, dass zur Signalisierung eines Abstandes beispielsweise Aufkleber beziehungsweise Schilder am Heck des betreffenden Fahrzeugs angebracht werden. Schilder beziehungsweise Aufkleber können schlecht sichtbar sein. Sie geben außerdem keinerlei Begründung für den erbetenen Abstand, sodass sie oft von anderen Verkehrsteilnehmern ignoriert werden.
Mit fortschreitender Technik sind auch andere Kommunikationswege ermöglicht worden. Die US 2019/0 308632 A1 zeigt beispielsweise ein Verfahren zum Bestimmen und dynamischen Einhalten von Sicherheitsabständen zwischen Fahrzeugen, insbesondere für das Betreiben von autonomen Fahrzeugen. Dabei kommunizieren die Fahrzeuge miteinander, um von der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung abhängige Mindestabstände zu ermitteln und einzustellen.
Diese Abstände sind aber nicht auf das individuelle Fahrzeug abgestimmt, sondern werden allgemein anhand der Fahrweisenmetrik des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt. Beispielsweise dient aber ein einzuhaltender Abstand bei Kranken- oder Behindertentransporten als Evakuierungsabstand. Fängt das Fahrzeug zum Beispiel im stehenden Verkehr Feuer, muss die Person mitsamt einer Trage oder eines Rollstuhls aus dem Heck des Fahrzeugs evakuiert werden. Steht ohne erforderlichen Abstand hinter dem Fahrzeug ein weiteres Fahrzeug, welches sich aufgrund des stehenden Verkehrs nicht bewegen lässt, ist eine Evakuierung nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einhalten von Abständen zwischen zwei Fahrzeugen anzugeben, bei dem es ermöglicht wird, den individuell erforderlichen Mindestabstand zu einem ersten Fahrzeug erleichtert wahrzunehmen und entsprechend leicht einzuhalten.
Diese Aufgabe ist bei der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 zunächst dadurch gelöst, dass mindestens durch das erste Fahrzeug Signale dahingehend ausgesendet werden, welcher Mindestabstand unabhängig von der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs zum ersten Fahrzeug erforderlich ist.
Bei den ausgesendeten Signalen kann es sich um unterschiedliche kabellose Übertragungsstandards handeln. Jegliche Übertragung ist denkbar, die dazu geeignet ist, eine Kommunikation zwischen zwei Fahrzeugen zu ermöglichen.
Der Mindestabstand ist individuell abhängig von der Art und der tatsächlichen Bewegung des Fahrzeugs. Der Mindestabstand muss beispielsweise bei großen Fahrzeugen, die beim Abbiegen ausscheren, während einer Kurvenfahrt aus Sicherheitsgründen eingehalten werden. Daneben ist der Mindestabstand aus allen Richtungen relativ zum Fahrzeug zu beachten. Der Mindestabstand kann sowohl bei Folgefahrten berücksichtigt werden, aber auch beispielsweise der seitliche Abstand bei Spurwechseln und/oder bei Abbiegevorgängen aus einer Seitenstraße.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Bei einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass durch das erste Fahrzeug Signale dahingehend ausgesendet werden, welcher Mindestabstand im Stand zum ersten Fahrzeug erforderlich ist. Situationen, in denen das erste Fahrzeug zum Stand gezwungen ist, können beispielsweise generell im stehenden Verkehr, an Ampeln und/oder im Stau entstehen. In diesen Situationen ist es notwendig, dass eine Evakuierung des Fahrzeugs durch Einhalten des Mindestabstandes möglich ist.
Vorteilhafterweise ist bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Mindestabstand situationsabhängig variierbar ist. Unter Umständen ist für das gleiche Fahrzeug nicht dauerhaft ein fester Mindestabstand erforderlich. Dieser kann je nach aktueller Situation variieren. Denkbar ist beispielsweise, dass bei einem Krankentransport
für die Evakuierung durch die hintere Tür ein Mindestabstand eingehalten werden muss, damit eine Trage ohne Weiteres aus dem Fahrzeug befördert werden kann. Solange kein Krankentransport durchgeführt wird, ist ein solcher Evakuierungsabstand nicht notwendig. Das Signal kann daher in Abhängigkeit des Status des Fahrzeugs übermittelt werden. Dem zweiten Fahrzeug kann ein geringerer Mindestabstand übermittelt werden, wenn kein Krankentransport durchgeführt wird. Entsprechend kann ein größerer Mindestabstand übermittelt werden, wenn das Fahrzeug belegt ist.
Zusätzlich ist bei einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Signale bezüglich des Mindestabstandes hinter dem ersten Fahrzeug und/oder vor dem ersten Fahrzeug und/oder seitlich vom ersten Fahrzeug ausgesendet werden. Für unterschiedliche Fahrzeuge können unterschiedliche Abstände notwendig sein. Bei einem Krankentransport ist ein Sicherheitsabstand hinter dem ersten Fahrzeug erforderlich, zur Beladung und Entladung einer Krankentrage oder sonstigem Material. Bei einem Behindertentransport ist ein Sicherheitsabstand hinter dem Fahrzeug zur Beladung und Entladung eines Rollstuhls oder sonstigem Material notwendig. Bei sonstigen Großfahrzeugen ist ein Sicherheitsabstand hinter dem ersten Fahrzeug und seitlich vom ersten Fahrzeug erforderlich, da zum Be- und Entladen ein Sicherheitsabstand hinter dem Fahrzeug benötigt wird. Bei einem großen Schwenkbereich beim Rangieren und/oder Abbiegen ist ein seitlicher Mindestabstand erforderlich.
Auch weitere Einsatzfahrzeuge, beispielsweise der Feuerwehr oder des THW (Technisches Hilfswerk) benötigen einen Sicherheitsabstand in alle Richtungen, also vor, hinter und seitlich vom Fahrzeug, zur Entladung von Material (zum Beispiel Leitern vom Dach), für den Pumpendienststand am Heck eines Löschfahrzeugs, für ausklappbare oder ausfahrbare Beladung (zum Beispiel Stromerzeuger), für seitliche Stützen bei Hubrettungsfahrzeugen und/oder für den Absetzbereich eines Abrollbehälters bei Wechselladerfahrzeugen. Diese Abstände gelten in der Regel sowohl im Einsatz als auch außerhalb des Einsatzes.
Um eine standardisierte Signalübertragung zu gewährleisten, ist bei einerweiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Signale mittels C2X-Kommunikation übermittelt werden. Moderne Fahrzeuge sind häufig mit C2X- Funkmodulen ausgestattet, um standardisierte Nachrichten untereinander und mit der Infrastruktur auszutauschen. Beispiele dafür sind die CAM (Cooperative Awareness Message), oder DENM (Decentralized Environmental Notification Message) des ETSI-Standards für C2X-Kommunikation. Durch die Nutzung des C2X-Standards kann eine große Bandbreite von Fahrzeugen miteinander kommunizieren. Im zweiten Fahrzeug wird die Information weiter
verarbeitet und entsprechende Maßnahmen abgeleitet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die übermittelten Signale derart aufbereitet werden, dass einem Insassen des zweiten Fahrzeugs der übermittelte erforderliche Mindestabstand zum ersten Fahrzeug signalisiert werden kann. Die Informationen können beispielsweise durch eine akustische Mitteilung ausgegeben werden.
Vorteilhafterweise ist aber bei einerweiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass der übermittelte Mindestabstand visuell dargestellt wird. Die visuelle Darstellung kann dabei beispielsweise in einem Anzeigebereich einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Beim Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung kann es sich um ein Display im Mittelbereich oder im Cockpitbereich, beispielsweise im Kombiinstrument des Fahrzeugs, handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung als Head-Up-Display ausgestaltet sein. Unter Head-Up-Display ist ein Anzeigebereich zu verstehen, bei dem der Fahrer seine Kopfhaltung beziehungsweise Blickrichtung beibehalten kann, weil die Informationen in sein Sichtfeld, beispielsweise auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs, projiziert werden.
Durch das Head-Up-Display ist es möglich, den Mindestabstand beispielsweise als kontaktanaloges virtuelles Element derart darzustellen, dass für den Fahrer des zweiten Fahrzeugs der Eindruck entsteht, dass der Mindestabstand um das erste Fahrzeug auf den Boden beziehungsweise die Umgebung projiziert wird. Auf diese Weise hat der Fahrer des Fahrzeugs automatisch den richtigen Mindestabstand in seinem Blickfeld eingeblendet.
Das zweite Fahrzeug wertet die empfangenen Daten aus und zeigt die freizuhaltenden Evakuierungszonen beispielsweise als Sperrfläche an. Diese Darstellung kann zum Beispiel in einem Head-Up-Display oder in einer Außenkamera-Darstellung (AreaView, TopView) im Zentraldisplay erfolgen. In der dargestellten Sperrfläche können auch Verkehrszeichen, wie beispielsweise ein Halteverbot oder Schlagworte wie „Evakuierungsfläche“ und/oder „Keep clear“ eingeblendet werden.
Um die Motivation für andere Verkehrsteilnehmer zu erhöhen, den Mindestabstand einzuhalten, ist bei einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass durch das erste Fahrzeug Signale dahingehend ausgesendet werden, dass eine Begründung für den Mindestabstand übermittelt wird. Durch eine Begründung können zusätzlich zur Übermittlung des erforderlichen Mindestabstandes weitere Informationen an den Fahrer übermittelt werden, die dem Fahrer des
zweiten Fahrzeugs vermitteln, warum der Abstand eingehalten werden soll. Durch eine Meldung wie beispielsweise, dass ein Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten werden soll, um im Notfall eine Evakuierung der Insassen zu ermöglichen, wird dem Fahrer des zweiten Fahrzeugs eine potentielle Motivation zur Einhaltung des Mindestabstandes bereitgestellt. Gerade diese Begründung fehlt in den konventionellen Schildern beziehungsweise Aufklebern.
Zusätzlich oder alternativ ist bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass eine Parametrierung von Fahrassistenzsystemen, die das zweite Fahrzeug aufweist, in Abhängigkeit der ausgesendeten Signale bezüglich des Mindestabstandes durchgeführt wird. Fahrerassistenzsysteme erkennen zum Beispiel durch ein Frontradar den aktuellen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und geben Hinweise aus, wenn zum Beispiel ein zu dichtes Auffahren registriert wird. Des Weiteren übernehmen Fahrerassistenzsysteme auch Bremsfunktionen, wenn der Fahrer des Fahrzeugs nicht rechtzeitig reagiert. Das Fahrerassistenzsystem berechnet den Anhalteweg dabei so, dass das Fahrzeug rechtzeitig vor dem vorausfahrenden Fahrzeug zum Stehen kommt. Wird nun vom vorausfahrenden Fahrzeug ein entsprechendes Signal ausgesendet, dass ein bestimmter Mindestabstand eingehalten werden soll, muss dieser Abstand in die Berechnung des Fahrerassistenzsystems einbezogen werden. Eine Notbremsung muss dementsprechend früher ausgelöst werden.
Denkbar ist auch, dass ein Fahrassistenzsystem die Hinweise auch bei stehenden Fahrzeugen berücksichtigt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das zweite Fahrzeug nur in einem bestimmten Abstand und/oder Radius an das erste Fahrzeug heranfahren kann, wenn ein bestimmter Mindestabstand vorgegeben wird.
Bei einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens das zweite Fahrzeug autonom ausgestaltet ist und dass Fahrmanöverberechnungen des autonomen Fahrzeugs in Abhängigkeit der ausgesendeten Signale bezüglich des Mindestabstandes durchgeführt werden. Automatisierte und autonome Fahrzeuge berechnen ihre Fahrmanöver auf Basis der von Sensoren erfassten Umgebung. Beispielsweise würde beim Anfahren an einer roten Ampel das Fahrzeug so abgebremst, dass es rechtzeitig mit einem gewissen Abstand vor dem vorausfahrenden Fahrzeug zum Stehen kommt. Wird nun aber vom vorausfahrenden Fahrzeug ein entsprechendes Signal ausgesendet, dass ein bestimmter Mindestabstand eingehalten werden soll, muss dieser Abstand in die Berechnung des Fahrmanövers mit einbezogen werden.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 die schematische Darstellung der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf einen leeren Rettungswagen,
Figur 2 die schematische Darstellung der Durchführung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 in Bezug auf die Durchführung eines Krankentransports,
Figur 3 die schematische Darstellung der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf ein Großfahrzeug,
Figur 4 die schematische Darstellung der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf ein Feuerwehrfahrzeug und
Figur 5 die schematische Darstellung des Mindestabstandes im Anzeigebereich eines
Head-Up-Displays.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Einhalten eines Mindestabstandes 10. Dieser Mindestabstand 10 zu einem ersten Fahrzeug 12 wird durch Aussenden von Signalen 14 an ein zweites Fahrzeug 16 übermittelt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist das erste Fahrzeug 12 ein Rettungsfahrzeug. Im Inneren des ersten Fahrzeugs 12 befindet sich eine Krankentrage 18, die nicht mit einem Patienten belegt ist. Außerdem befindet sich das Rettungsfahrzeug zu diesem Zeitpunkt nicht in einem akuten Einsatz zu einer Unfallstelle. Das Rettungsfahrzeug benötigt folglich keinen großen Mindestabstand hinter dem Fahrzeug, da eine Evakuierung des Fahrzeugs beziehungsweise das Ein- und Ausladen der Krankentrage 18 nicht nötig ist. Der erforderliche Mindestabstand 10 wird daher von dem ersten Fahrzeug 12 mit einem vergleichsweise geringen Wert ausgesendet. Bei den Signalen 14 handelt es sich um eine C2X-Kommunikation, deren Signale 14 vom zweiten Fahrzeug 16 und weiteren hier nicht dargestellten Fahrzeugen empfangbar sind.
Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit dem Unterschied, dass die Krankentrage 18 mit einem Patienten 20 belegt ist. In diesem Fall wird der übermittelte Mindestabstand 10 vergrößert, da ein Mindestabstand 10 benötigt wird, der groß genug ist, um eine Evakuierung des ersten Fahrzeugs 12 zu ermöglichen. Fängt das erste Fahrzeug 12 zum Beispiel im stehenden Verkehr Feuer, muss der Patient 20 mitsamt der Krankentrage 18 oder eines Rollstuhls aus dem Heck des ersten Fahrzeugs 12 evakuiert werden. Steht ohne erforderlichen Abstand hinter dem ersten Fahrzeug 12 das zweite Fahrzeug 16 beziehungsweise ein weiteres Fahrzeug, welches sich aufgrund des stehenden Verkehrs nicht bewegen lässt, ist eine Evakuierung nicht möglich. Der erforderliche Mindestabstand 10 kann folglich situationsabhängig verändert werden, sodass der aktuell notwendige Mindestabstand 10 übermittelt wird.
In Figur 3 ist das erste Fahrzeug 12 ein Lastkraftwagen. Bei derartigen Großfahrzeugen ist ein Sicherheitsabstand hinter dem ersten Fahrzeug 12 und seitlich vom ersten Fahrzeug 12 erforderlich, da zum Be- und Entladen ein Sicherheitsabstand hinter dem Fahrzeug benötigt wird. Bei einem großen Schwenkbereich beim Rangieren und/oder Abbiegen ist ein seitlicher Mindestabstand erforderlich.
Figur 4 zeigt das erste Fahrzeug 12 als Einsatzfahrzeug. Ein derartiges Einsatzfahrzeug, beispielsweise der Feuerwehr oder des THW, benötigt einen Sicherheitsabstand in alle Richtungen, also vor, hinter und seitlich vom ersten Fahrzeug 12, zur Entladung von Material, beispielsweise einer Leiter 22 vom Dach. Daneben muss die Bedienung vom hier nicht gezeigten Pumpendienststand am Heck des Einsatzfahrzeugs gewährleistet sein. Zusätzlich muss ein seitlicher Abstand für seitliche Stützen 24 bestehen bleiben. Diese Abstände gelten in der Regel sowohl im Einsatz als auch außerhalb des Einsatzes.
Figur 5 zeigt den Anzeigebereich 26 einer Anzeigeeinrichtung 28 im zweiten Fahrzeug 16. Die übermittelten Signale 14 werden von einer Auswerteeinrichtung im zweiten Fahrzeug 16 derart aufbereitet, dass dem Fahrer des zweiten Fahrzeugs 16 der erforderliche Mindestabstand 10 zum ersten Fahrzeug 12 visuell dargestellt wird. Bei dem Anzeigebereich 26 handelt es sich um ein Head-Up-Display. Gerade bei Head-Up-Displays entsteht eine virtuelle Anzeige durch eine im Armaturenbrett integrierte bildgebende Einheit, wie beispielsweise ein TFT-Display. Dieses Bild wird über mehrere Spiegel in Richtung der Windschutzscheibe gelenkt, wo das Licht in das Auge des Fahrers reflektiert wird. Der Fahrer nimmt dieses Bild als eine virtuelle Anzeige im Sichtfeld wahr. Bei der Auslegung solcher Systeme wird der Bereich, in den das Licht reflektiert wird räumlich begrenzt, um eine höhere Helligkeit durch geringere Lichtstreuung zu erzielen.
Dieser Bereich wird als „EyeBox“ bezeichnet, da sich das Blickfeld des Fahrers in diesem Bereich befinden muss, um eine Wahrnehmung des virtuellen Bildes zu ermöglichen.
Der Fahrer des zweiten Fahrzeugs 16 sieht folglich das erste Fahrzeug 12 durch die Windschutzscheibe innerhalb der EyeBox. Im Bereich der Eyebox kann dem Fahrer mindestens ein virtuelles Element 30 eingeblendet werden. Auf Grundlage der übermittelten Signale 14 werden dreidimensionale Koordinaten für die Verortung des virtuellen Elements 30 bestimmt, wobei das virtuelle Element 30 als zweidimensionale Abbildung in den dreidimensionalen Raum, der im Anzeigebereich 26 der Anzeigeeinrichtung 30 dargestellt wird, transformiert wird. Das virtuelle Element 30 wird im Anzeigebereich 26 der Anzeigeeinrichtung 28 in Bezug auf den dreidimensionalen Raum vor dem zweiten Fahrzeug 16 perspektivisch korrekt im Blickfeld des Fahrers des zweiten Fahrzeugs 16 dargestellt.
Auf diese Weise hat es für den Fahrer des zweiten Fahrzeugs 16 den Anschein, dass der vorgegebene Mindestabstand 10 inklusive einer auffälligen Beschriftung 32 auf der Fahrbahn abgebildet wird.
Bezugszeichenliste Mindestabstand Erstes Fahrzeug Signal Zweites Fahrzeug Krankentrage Patient Leiter Seitliche Stützen Anzeigebereich Anzeigeeinrichtung Virtuelles Element Beschriftung