EP4732265A1 - VERFAHREN ZUM SCHUTZ EINES UNGESCHÜTZTEN STRAßENVERKEHRSTEILNEHMERS, ELEKTRONISCHES GERÄT, VERFAHREN FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG UND KRAFTFAHRZEUG - Google Patents

VERFAHREN ZUM SCHUTZ EINES UNGESCHÜTZTEN STRAßENVERKEHRSTEILNEHMERS, ELEKTRONISCHES GERÄT, VERFAHREN FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG UND KRAFTFAHRZEUG

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EP4732265A1
EP4732265A1 EP24727736.1A EP24727736A EP4732265A1 EP 4732265 A1 EP4732265 A1 EP 4732265A1 EP 24727736 A EP24727736 A EP 24727736A EP 4732265 A1 EP4732265 A1 EP 4732265A1
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EP
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pulse
antenna
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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers (10), ein elektronisches Gerät (12), ein Verfahren für ein Kraftfahrzeug (16, 16') und ein Kraftfahrzeug (16, 16'). Es ist vorgesehen, dass mittels einer verbindungslosen BT-Kommunikation eines Funksystems eines elektronischen Geräts (12) eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers (10) mit anderen Verkehrsteilnehmern (14) ein gegenseitiger Abstand basierend auf den empfangenen Signalstärken der verbindungslosen BT-Kommunikationssignale ermittelt wird. Ist der so ermittelte Abstand kleiner als 15 m wird anschließend ein auf Laufzeitmessungen basierendes Positionierungsverfahrens unter Verwendung von UWB-Signalen durchgeführt. Hierdurch wird das Positionierungsverfahren mittels UWB gezielter durchgeführt, wodurch Energieverbrauch und eine Auslastung der lokalen Funkkanäle verringert werden kann.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers, elektronisches Gerät, Verfahren für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers, ein elektronisches Gerät, ein Verfahren für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug.
Einige der Assistenzsysteme in modernen Fahrzeugen sollen dem Schutz von Fahrer und anderen Verkehrsteilnehmern dienen. Derartige Assistenzsysteme basieren meist auf bekannten Radartechnologien, kamerabasierten Technologien oder Ultraschallsensoren. Beispiele hierfür sind Abstandswarner beim Parken, Fahrspurwechsel-Assistenten, Spurhalte- Assistenten, Abbiege-Assistenten, Ausstiegswarner, Totwinkel-Assistenten und dergleichen. Derartige Assistenzsysteme sind häufig jeweils nur für eine konkrete Anwendung konzipiert. In der Folge erhöht sich mit steigender Anzahl an Assistenzsystemen auch die Anzahl der im Fahrzeug verbauten Sensoren und Steuergeräte. Dies treibt die Kosten für den Einbau von Assistenzsystemen in die Höhe.
Trotz der hohen Kosten sind die bekannten Assistenzsysteme nicht in der Lage, ungeschützte Verkehrsteilnehmer (Vulnerable Road Users - VRUs) ausreichend zu schützen. VRUs sind beispielsweise Fußgänger, Fahrradfahrer, Motorradfahrer, Rollerfahrer, Elektroscooterfahrer, Rollstuhlfahrer und dergleichen. VRUs haben gemein, dass sie im Vergleich zu einem Kraftfahrzeug keinen Schutz vor Aufprallkräften genießen. Mit anderen Worten fehlt es den VRUs an einer Knautschzone zur Aufnahme der Kollisionsenergie. Daher besteht der Wunsch danach, VRUs besser im Straßenverkehr zu schützen.
Aus Dokument DE 102020 114 834 A1 ist ein Ultrabreitband-(UWB-)basiertes Kollisionsvermeidungssystem zwischen Verkehrsteilnehmern bekannt. Jenes System weist eine durch den ersten Verkehrsteilnehmer mitführbare Signalerzeugungsvorrichtung, um ein UWB Funksignal zu erzeugen, und eine durch den zweiten Verkehrsteilnehmer mitführbare Erfassungsvorrichtung auf, um das UWB Funksignal zu empfangen und wenigstens eine Positionsinformation der Signalerzeugungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten UWB Funksignal zu bestimmen. Mittels einer Auswertevorrichtung wird dann eine Kollision in Abhängigkeit von der erfassten Positionsinformation der Signalerzeugungsvorrichtung prognostiziert und ein davon abhängiges Ausgabesignal über eine Ausgabevorrichtung ausgegeben.
Es hat sich allerdings herausgestellt, dass die bekannten UWB-basierten Verfahren zum Detektieren von Positionsinformation anderer Verkehrsteilnehmer zwischen Fahrzeugen gut funktioniert, aber bei VRLIs in der Fahrzeugumgebung zu Problemen führt, da die von den VRlIs mitgeführten elektronischen Systeme meist einen stark begrenzten Energiespeicher haben, der sich aufgrund des hohen Energieverbrauchs der UWB-Funktechnologie schnell entleert. Ferner können die ausgetauschten Kommunikationssignale an hochfrequentierten Kreuzungen häufig interferieren oder sich anderweitig stören. In der Folge leidet die Verlässlichkeit der Positionsbestimmung.
Der Erfindung liegt daher nun die Aufgabe zugrunde, ein verlässlicheres Verfahren zum Detektieren eines VRU bereitzustellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Schutz eines ungeschützte Straßenverkehrsteilnehmers, ein elektronisches Gerät, ein Verfahren für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers unter Verwendung eines elektronischen Geräts. Das elektronische Gerät umfasst ein Funksystem mit einem Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von Bluetooth-(BT)-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von Ultrabreitband-(UWB)-Signalen eingerichteten UWB-Antenne. Der Sendeempfänger des Funksystems ist insbesondere zum Senden und Empfangen von Signalen in dem bekannten BT-Frequenzband zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz unter Verwendung der BT-Antenne, vorzugsweise unter Verwendung der Bluetooth Low Energy (BLE) Funktechnologie und zum Senden und Empfangen von Signalen in sehr großen Frequenzbereichen, insbesondere in einem Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz, bevorzugt in einem Frequenzbereich von 3,5 GHz bis 9 GHz, besonders bevorzugt in einem Frequenzbereich von 6 GHz bis 8,5 GHz, unter Verwendung der UWB-Antenne ausgebildet. Die Sendeleistung der UWB-Pulse ist dabei gering. Die Bandbreite des UWB-Signals beträgt mindestens 500 MHz und der UWB-Sendeempfänger ist bevorzugt zum Senden von Signalen mit einer Sendeleistung zwischen 0,5 mW / -41,3 dBm/MHz ausgebildet. Ferner bevorzugt ist der Sendeempfänger gemäß dem Standard IEEE 802.15.4 (insbesondere den Abschnitten zum UWB PHY Layer) und bevorzugt gemäß dem Standard IEEE 802.15.4z ausgebildet. Durch die Streuung der Signale über derart große Frequenzbereiche stören UWB-Signale andere Funksignale nur minimal.
Gemäß einem Verfahrensschritt wird die BT-Antenne des Funksystems zum verbindungslosen Aussenden eines ersten BT-Pulses angesteuert. Im Gegensatz zur verbindungsorientierten Kommunikation, bei welcher zunächst eine Verbindung zwischen zwei Funksystemen aufgebaut wird, wird bei der verbindungslosen Kommunikation ein Funksignal an die Umgebung ausgesendet, ohne Kenntnis über einen möglichen Empfänger zu haben (1-way-transmitter). Bevorzugt ist der erste BT-Puls ein BLE-Puls, beispielsweise ein Advertisement-Puls. Advertisement-Pulse sind Pings von kleiner Datengröße, die prägnante Informationen tragen. Ein Beispiel sind universell eindeutige Identifikatoren (Universally Unique Identifier - UUID) mit einer Datengröße von 128-bit (16-byte). Gegenüber der verbindungsorientierten Kommunikation ist die verbindungslose Kommunikation schneller und sparsamer im Energieverbrauch.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden Antwortsignale von einer Vielzahl von Verkehrsteilnehmern unter Verwendung der BT-Antenne verbindungslos empfangen. Die Antwortsignale werden bevorzugt von zweiten Funksystemen mit zweiten Sendeempfängern mit zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antennen und zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antennen ausgesendet. Die zweiten Funksysteme werden erfindungsgemäß mit einem anderen Verkehrsteilnehmer assoziiert. Beispielsweise ist ein Verkehrsteilnehmer ein Kraftfahrzeug oder ein anderer VRU mit dem zweiten Funksystem.
Die Antwortsignale umfassen erfindungsgemäß Kennungen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern. Eine Kennung eines Verkehrsteilnehmers ist ein dem Verkehrsmittel des Verkehrsteilnehmers individuell zuordenbarer Identifikator, der dazu eingerichtet ist, einen Verkehrsteilnehmer von einem anderen Verkehrsteilnehmer zu unterscheiden. Vorzugsweise umfassen die Antwortsignale ferner eine Klassifizierung des (jeweiligen) Verkehrsteilnehmers. Anhand der Klassifizierung des Verkehrsteilnehmers lässt sich für den Empfänger des Antwortsignals ermitteln, welche Art von Verkehrsmittel das Antwortsignal ausgesendet hat. Mit anderen Worten kann der Empfänger des Antwortsignals unterscheiden, ob der Absender des Antwortsignals beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder ein VRU ist. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die BT-Antenne zum verbindungslosen Aussenden eines zweiten BT-Pulses angesteuert. Das Aussenden des zweiten BT-Pulses dient im Wesentlichen dem Zweck, dass der Empfänger des zweiten BT-Pulses anhand der empfangenen Signalstärke einen gegenseitigen Abstand ermitteln kann.
Ferner wird ein Abstand zwischen dem Funksystem und der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern basierend auf den empfangenen Signalstärken der Antwortsignale (Received Signal Strength Indicator - RSSI) ermittelt. Mit anderen Worten erfolgt eine vorläufige Abstandsbestimmung auf Basis des RSSI der verbindungslosen BT-Kommunikation zwischen dem Funksystem und der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die UWB-Antenne des Funksystems zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens zum Bestimmen der Positionen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern angesteuert, wenn ein basierend auf den empfangenen Signalstärken der Antwortsignale ermittelter Abstand zwischen dem Funksystem und einem Verkehrsteilnehmer der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern unter 15 m, vorzugsweise unter 12 m, besonders bevorzugt unter 9 m, beträgt. Mit anderen Worten wird die Positionsermittlung mittels energieintensiver UWB-Kommunikation erst durchgeführt, wenn die Unterschreitung eines vorgegebenen Abstands zwischen den beiden Verkehrsteilnehmern mittels vorläufiger Abstandsbestimmung auf Basis des RSSI der verbindungslosen BT-Kommunikation festgestellt wurde. Hierdurch wird die Verwendung der UWB-Kommunikation zum Zwecke der gegenseitigen Positionserkennung auf einen in Bezug auf den Energieverbrauch sinnvollen Umkreis von höchstens 15 m beschränkt. Es ist verständlich, dass sich in einem Umkreis von höchstens 15 m bei Geschwindigkeiten jenseits von 100 km/h keine sinnvollen Resultate bezüglich der gegenseitigen Positionserkennung mittels UWB-Kommunikation erzielen lassen. Jedoch sind die Geschwindigkeiten, mit denen sich VRUs bewegen, deutlich niedriger und ein Aufeinandertreffen von VRUs mit Kraftfahrzeugen eher in innerörtlichen Bereichen bei geregelten Geschwindigkeiten unterhalb von 50 km/h wahrscheinlich. Das heißt, dass der vorgegebene Umkreis von höchstens 15 m grundsätzlich einen guten Kompromiss zwischen reduziertem Energieverbrauch und ausreichendem Schutz für VRUs darstellt. Mit noch kleineren Umkreisen lässt sich ein noch geringerer Energieverbrauch erzielen. Ferner werden die lokalen Funkkanäle durch die beschränkte Anwendung der UWB-Kommunikation zum Zwecke der Positionsermittlung weniger ausgelastet, sodass weniger Interferenzen und anderweitige Störsignale zu erwarten sind. Das Ansteuern des Funksystems umfasst bevorzugt zumindest die Schritte, wonach die UWB-Antenne zum Senden eines ersten UWB-Pulses an das zweite Funksystem zu einem Zeitpunkt h und zum Empfangen eines zweiten UWB-Pulses von dem zweiten Funksystem zu einem Zeitpunkt t2 angesteuert wird, eine Gesamtlaufzeit anhand der Laufzeiten des ersten UWB-Pulses, des zweiten UWB-Pulses und einer Verarbeitungszeit des zweiten Funksystems AT bestimmt wird und eine Entfernung zwischen dem Funksystem und dem zweiten Funksystem anhand der Gesamtlaufzeit und der Lichtgeschwindigkeit bestimmt wird.
Dadurch, dass der erste Ping in Form des ersten BT-Pulses von dem elektronischen Gerät des VRU ausgeht, macht sich ein VRU für andere Verkehrsteilnehmer bemerkbar. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass ein jedes Kraftfahrzeug permanent Signal-Pings aussenden muss, um auf einen VRU aufmerksam gemacht zu werden. Dies hat einen beachtlichen Vorteil hinsichtlich des Energieverbrauchs. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die BT-Funktechnologie gegenüber der UWB-Funktechnologie eine größere Reichweite hat, sodass die Vorabschätzung der gegenseitigen Abstände unter Verwendung der verbindungslosen BT-Kommunikation ermittelt werden kann, bevor das genauere aber energieverbrauchsintensivere Positionierungsverfahren mittels UWB-Funktechnologie durchgeführt wird. Somit macht sich der VRU bereits schon in Situationen für die Verkehrsteilnehmer bemerkbar, in denen eine Sicht zu ihm verdeckt oder schlecht ist, beispielsweise in der Nacht ohne Licht, im toten Winkel beim Abbiegen und an Ampeln, durch andere Objekte verdeckt und dergleichen.
Bevorzugt ist das elektronische Gerät als mobiles Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, oder als in das Verkehrsmittel des VRU integriertes elektronisches Gerät ausgestaltet. Verkehrsmittel des VRU sind beispielsweise Fahrräder, Motorräder, Roller, Elektroscooter, Rollstühle und dergleichen. Bevorzugt ist das in das Verkehrsmittel integrierte elektronische Gerät als Nachrüstungskit ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist das integrierte elektronische Gerät mit einer Energiequelle des Verkehrsmittels verbunden, beispielsweise einem Akku. Vorteilhaft kann so ein bereits vorhandener Akku, wie bei beispielsweise Elektro-Bikes, Elektro-Rollern, Elektroscootern und dergleichen, zum Versorgen des elektronischen Geräts genutzt werden. Aufgrund des verringerten Energieverbrauchs kann das elektronische Gerät auch als ein vergleichsweise einfach gestalteter Transponder mit einer herkömmlichen Gerätebatterie, die zur Stromversorgung kleiner tragbarer Geräte, wie beispielsweise Uhren, Radios, Spielzeug, Taschenlampen und dergleichen, dient. Die Gerätebatterie ist bevorzugt nicht wiederaufladbar. Mit dieser Art von Transpondern können ferner Kleidungstücke oder andere Gegenstände, insbesondere zum Schutz von Kindern, versehen werden. In bevorzugter Ausgestaltung wird eine Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge basierend auf den empfangenen Antwortsignalen, insbesondere auf Basis der vorläufig bestimmten Abstände, erstellt. Dann umfasst der zweite BT-Puls die erzeugte Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge und die UWB-Antenne des Funksystems wird zum Durchführen des Positionierungsverfahrens gemäß der Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge angesteuert. Beispielsweise erfolgt eine Sortierung der Verkehrsteilnehmer nach Abständen, beginnend mit dem geringsten Abstand (respektive der größten Signalstärke). Mit anderen Worten erfolgt bevorzugt die nachfolgende Positionsbestimmung mittels UWB-Kommunikation dann abhängig von den Abständen der Verkehrsteilnehmer zum elektronischen Gerät. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass von den Verkehrsteilnehmern mit dem geringstem Abstand zum VRU meist auch die größte Unfallgefahr für den VRU ausgeht. In der Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge sind zu jeder empfangenen Kennung Zeitabschnitte für eine Ultrabreitband-(UWB)-Kommunikation mit dem Funksystem des VRU vorgegeben. Anhand der zuvor ausgesendeten Verkehrsteilnehmer- Reihenfolge kann sich ein jeder Verkehrsteilnehmer darauf einstellen, zu welcher Zeit, beziehungsweise zu welchem Zeitabschnitt, das jeweilige Positionierungsverfahren zwischen dem zweiten Funksystem des Verkehrsteilnehmers und dem Funksystem des elektronischen Geräts durchgeführt werden soll. Mit anderen Worten erfährt jeder Verkehrsteilnehmer seinen individuellen UWB-Zeitslot aus der empfangenen Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge. Hierdurch ist es in geordneter Weise möglich, eine Interferenz oder anderweitige Störungen der UWB- Funkkommunikation zwischen dem elektronischen Gerät und den zweiten Funksystemen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.
Bevorzugt wird die erzeugte Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge komprimiert, beziehungsweise einer Komprimierung unterzogen. Der zweite BT-Puls umfasst dann die erzeugte komprimierte Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge, um die erforderliche Datengröße des zweiten BT-Pulses zu verringern. Beispielsweise wird für jeden mittels der empfangenen Antwortsignale erkannten Verkehrsteilnehmer ein Wert a 48 Bit jeweils mit der empfangenen Bluetooth- Ad resse des Verkehrsteilnehmers bereitgestellt. Mittels eines freiwählbaren Hash-Algorithmus wird die Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge über den Index komprimiert zu 2 Byte, also 16 Bit pro Verkehrsteilnehmer. Der den zweiten BT-Puls empfangende Verkehrsteilnehmer kann seinen Platz in der Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge dann über den Index aus dem Hash-Algorithmus selbst aus der komprimierte Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge berechnen. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Sendeleistung der BT- und/oder UWB-Antenne basierend auf den mittels der empfangenen Signalstärken der Antwortsignale ermittelten Abständen und/oder basierend auf den mittels UWB bestimmten Positionen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern angepasst wird. Beispielsweise werden die BT- und/oder UWB-Antenne(n) neben einer vorgegebenen Sendeleistung darüber hinaus auch mit einer dazu verringerten und dazu vergrößerten Sendeleistung betrieben, um den ermittelten Abstand und/oder die Position des Verkehrsteilnehmers zu plausibilisieren. Mit der Sendeleistung korreliert bekanntermaßen die Sendereichweite der Signale. Bei entsprechender Verringerung der Reichweite des Signals auf einen Wert unterhalb des ermittelten Abstandes sollte der ausgesendete Puls mangels Reichweite kein Antwortsignal des Verkehrsteilnehmers induzieren, beziehungsweise sollte kein Antwortsignal darauf mehr erfasst werden.
Insbesondere treten dynamische Effekte und Wechselwirkungen mit anderen (Stör-)Objekten in der Umgebung durch die Bewegung der Verkehrsteilnehmer hervorgerufenen Ortsänderungen auf. Diese Effekte können mittels der Variation der Sendeleistungen verringert werden.
Bevorzugt erfolgt das Bestimmen der Abstände zwischen dem Funksystem und der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern unter Verwendung verschiedener Sendeleistungen der BT- und/oder UWB-Antenne.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das elektronische Gerät eine inertiale Messeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des elektronischen Geräts zu erfassen und das Verfahren erst durchgeführt wird, wenn eine Bewegung des elektronischen Geräts erfasst wurde. Bevorzugt ist die inertiale Messeinheit dazu eingerichtet, Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten des elektronischen Geräts zu erfassen, um eine Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des VRU zu ermitteln. Bevorzugt ist das Funksystem des elektronischen Geräts zur satellitengestützten Funkkommunikation (GPS) eingerichtet, um einen Standort, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des VRU zu ermitteln. Durch die Korrelierung/Aktivierung des Verfahrens mit der Bewegung des VRU wird eine sinnvolle Abwägung zwischen verringertem Energieverbrauch und ausreichendem Schutz des VRU getätigt. Die meisten Unfälle mit VRU-Beteiligung erfolgen dadurch, dass der VRU sich bewegt oder sich kurz vorher bewegt hat, beispielsweise bei der Überquerung einer Straße. Insofern ist es nicht notwendig, dass das elektronische Gerät bei einem beispielhaft in einem Straßencafe sitzenden VRU aktiv ist und mit den vorbeifahrenden Verkehrsteilnehmern kommuniziert. Ferner bevorzugt schaltet das elektronische Gerät ab oder wechselt in einen energiesparenden Ruhemodus, sofern seit einer vorgegebenen Zeit keine Bewegung des elektronischen Geräts erfasst und/oder keine Antwortsignale von der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern empfangen wurden. Hierbei lässt sich daraus schließen, dass keine Gefahr für den ruhenden VRU besteht oder keine anderen Verkehrsteilnehmer in der Umgebung sind, von denen eine Kollisionsgefahr ausgehen könnte. Die vorgegebene Zeit beträgt vorzugsweise zwischen 10 Sekunden und einer Minute, besonders bevorzugt bis 30 Sekunden.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass basierend auf einem Ergebnis des Positionierungsverfahrens überprüft wird, ob ein Kollisionskurs zwischen dem ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmer und mindestens einem der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern existiert. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in periodischen Zeitabständen wiederholt, um die Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des VRU und deren Positionen zu aktualisieren. Dadurch können beispielsweise Geschwindigkeiten, Beschleunigungen oder Bewegungsrichtungen aus den ermittelten Positionen der Verkehrsteilnehmer ermittelt werden, die beim Ermitteln des Kollisionskurses herangezogen werden können.
Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass basierend auf einem Ergebnis der Überprüfung eine Warnung ausgegeben und/oder eine Gegenmaßnahme zur Kollisionsvermeidung oder zur Verringerung von Kollisionsschäden durchgeführt wird. Die Warnung kann optisch, klanglich und/oder taktil (Vibration) über das elektronische Gerät ausgegeben werden, um den VRU vor der möglichen Kollision zu warnen. Als Gegenmaßnahme kann beispielsweise ein Notruf abgesetzt werden, wenn eine Kollision unmittelbar bevorsteht und diese nicht mehr vermeidbar ist.
Bevorzugt umfasst die Gegenmaßnahme ein Aussenden von Informationen über einen ermittelten Kollisionskurs und/oder eine Warnung über eine mögliche Kollision unter Verwendung des Funksystems an die Vielzahl von Verkehrsteilnehmer. Das Aussenden der Information kann unter Verwendung der BT-Antenne und/oder der UWB-Antenne, bevorzugt verbindungslos, erfolgen. Hierdurch kann der Fahrer des Verkehrsmittels (oder das Fahrsystem eines selbstlenkenden Fahrzeugs) vor der möglichen Kollision gewarnt werden, um eine entsprechende Gegenmaßnahme zur Vermeidung der Kollision oder zur Verringerung von Kollisionsschäden seitens des Verkehrsteilnehmers zu bewirken.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Funksystem zum Beantworten eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens mindestens eines der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern zum Bestimmen der Position des ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers durch den mindestens einen Verkehrsteilnehmer angesteuert wird. Insbesondere umfasst das empfangene Antwortsignal des Verkehrsteilnehmers eine Anfrage des Verkehrsteilnehmers zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierten Positionierungsverfahrens seitens des Verkehrsteilnehmers. Folglich wird eine gegenseitige Positionsbestimmung ermöglicht, sodass eine Auswertungsmöglichkeit sowohl durch das elektronische Gerät als auch durch den Verkehrsteilnehmer besteht.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste und/oder zweite BT-Puls eine Klassifizierung des ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers umfasst. Hierdurch lässt sich durch den Empfänger der BT-Pulse die Art der Fortbewegung des VRU ermitteln. Anhand der Art der Fortbewegung des VRU, beispielsweise Fußgänger, Fahrradfahrer, Motorradfahrer, Rollerfahrer, Elektroscooterfahrer, Rollstuhlfahrer oder dergleichen, lassen sich durch den Verkehrsteilnehmer bereits erste Unterscheidungen zu möglichen Reaktionen treffen. So ist bei einem Fußgänger von einer anderen (durchschnittlichen) Bewegungsgeschwindigkeit auszugehen als bei einem Motorradfahrer. Mit anderen Worten kann der Empfänger des BT-Pulses auf Basis der empfangenen Klassifizierung des VRU bereits das Auftreten von einigen Situationen ausschließen oder in einer Speichereinheit hinterlegte Durchschnittswerte für die jeweilige Art des VRU für eine mögliche Auswertung heranziehen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das elektronische Gerät eine zweite zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne aufweist, die ferner beim Durchführen des auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens verwendet wird. Da Kraftahrzeuge häufig über mehr als eine UWB-Antenne verfügen, kann die Position des elektronischen Geräts zum Kraftfahrzeug häufig mittels Peilung (Triangulation) zwischen mindestens zwei von den UWB-Antennen des Kraftfahrzeugs und der UWB-Antenne des elektronischen Geräts erfolgen. Jedoch ist das elektronische Gerät hierbei stets davon abhängig, dass der Verkehrsteilnehmer, beispielsweise das Kraftfahrzeug, mindestens zwei UWB-Antennen umfasst. Diese Abhängigkeit kann durch eine zweite UWB-Antenne in dem elektronischen Gerät verringert werden. Ferner kann beispielsweise eine Peilung mit einem anderen elektronischen Geräts eines VRU erfolgen, welches seinerseits nur eine UWB-Antenne aufweist. Somit kann auch eine Position zwischen zwei VRUs, wie beispielsweise zwei Motorradfahrern, ermittelt und entsprechend ausgewertet werden.
Ein weiterer Aspekt umfasst ein elektronisches Gerät. Das elektronische Gerät ist zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers eingerichtet. Das elektronische Gerät umfasst ein Funksystem mit einem Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne. Das elektronische Gerät ist bevorzugt das oben beschriebene elektronische Gerät. Das elektronische Gerät umfasst ferner eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, das hierin beschriebene weitere Verfahren durchzuführen. Die mit dem weiteren Verfahren beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich analog mit dem elektronischen Gerät verwirklichen und sind daher beliebig miteinander kombinierbar.
Ein weiterer Aspekt umfasst ein Verfahren für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug umfasst ein zweites Funksystem mit einem zweiten Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt das oben beschriebene Kraftfahrzeug eines Verkehrsteilnehmers.
Gemäß einem Schritt des Verfahrens wird ein erster BT-Puls unter Verwendung der BT-Antenne verbindungslos empfangen. Der erste BT-Puls wurde bevorzugt von dem hierin beschriebenen elektronischen Gerät ausgesendet.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die BT-Antenne des zweiten Funksystems zum verbindungslosen Aussenden eines Antwortsignals auf den ersten BT-Puls angesteuert, wobei das Antwortsignal eine Kennung des Kraftfahrzeugs umfasst.
Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt wird ein zweiter BT-Puls unter Verwendung der BT-Antenne verbindungslos empfangen. Der zweite BT-Puls wird bevorzugt von dem hierin beschriebenen elektronischen Gerät ausgesendet. Basierend auf der empfangenen Signalstärke (RSSI) des zweiten BT-Pulses wird ein Abstand zwischen dem zweiten Funksystem und einem den zweiten BT-Puls aussendenden Funksystems ermittelt.
Ferner wird das zweite Funksystem zum Beantworten eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens eines Funksystems eines elektronischen Geräts eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers angesteuert, wenn ein ermittelter Abstand zwischen dem zweiten Funksystem und dem den zweiten BT-Puls aussendenden Funksystem unter 15 m beträgt und bevorzugt die Kennung des elektronischen Geräts auf einen VRU hinweist. Die Kennung des elektronischen Geräts kann mit dem ersten und/oder zweiten BT-Puls übermittelt worden sein. Das elektronische Gerät ist bevorzugt das hierin beschriebene elektronische Gerät.
Ebenfalls wird die UWB-Antenne des zweiten Funksystems zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens zum Bestimmen der Position des ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers angesteuert.
Das Verfahren für ein Kraftfahrzeug ist im Wesentlichen komplementär zu dem oben genannten Verfahren zum Schutz eines VRU ausgestaltet. Insofern lassen sich die mit dem Verfahren zum Schutz eines VRU beschriebenen Merkmale und deren Vorteile analog mit dem Verfahren für ein Kraftfahrzeug verwirklichen und sind daher beliebig miteinander kombinierbar.
Beispielsweise umfasst der zweite BT-Puls die Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge und das Durchführen des auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens erfolgt dann gemäß der Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge.
Ein weiterer Aspekt umfasst ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug umfasst ein zweites Funksystem mit einem zweiten Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne und ein Steuergerät. Das Steuergerät ist dazu eingerichtet, das hierin beschriebene Verfahren für ein Kraftfahrzeug durchzuführen. Die mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich analog mit dem Kraftfahrzeug verwirklichen und sind daher beliebig miteinander kombinierbar. Das Kraftfahrzeug und das elektronische Gerät bilden bevorzugt ein System zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers. Das oben genannte Steuergerät des Kraftfahrzeugs und/oder die oben genannte Steuereinheit des elektronisches Geräts sind bevorzugt durch elektrische oder elektronische Bauteile oder Komponenten (Hardware) oder durch Firmware (ASIC) implementiert. Zusätzlich oder alternativ wird die Funktionalität des Steuergeräts/der Steuereinheit beim Ausführen eines geeigneten Programms (Software) verwirklicht. Ebenfalls bevorzugt ist das Steuergerät/die Steuereinheit durch eine Kombination von Hardware, Firmware und/oder Software verwirklicht. Beispielsweise sind einzelne Komponenten des Steuergeräts/der Steuereinheit zum Bereitstellen einzelner Funktionalitäten als separat integrierter Schaltkreis ausgebildet oder auf einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis angeordnet.
Die einzelnen Komponenten des Steuergeräts/der Steuereinheit sind ferner bevorzugt als ein oder mehrere Prozesse ausgebildet, die auf einem oder mehreren Prozessoren in einem oder mehreren elektronischen Rechengeräten laufen und beim Ausführen von einem oder mehreren Computerprogrammen erzeugt werden. Die Rechengeräte sind dabei bevorzugt dazu ausgebildet, mit anderen Komponenten, beispielsweise einer Zentralverriegelung, einem Motorcontroller, et cetera zusammenzuarbeiten, um die hierin beschriebenen Funktionalitäten zu verwirklichen. Die Anweisungen der Computerprogramme sind dabei bevorzugt in einem Speicher abgelegt, wie beispielsweise einem RAM-Element. Die Computerprogramme können jedoch auch in einem nicht-flüchtigen Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, einem Flash-Speicher oder dergleichen, abgelegt sein.
Dem Fachmann ist ferner ersichtlich, dass die Funktionalitäten von mehreren Recheneinheiten (Datenverarbeitungsgeräten) kombiniert oder in einem einzigen Gerät kombiniert sein können oder dass die Funktionalität von einem bestimmten Datenverarbeitungsgerät auf eine Vielzahl von Geräten verteilt vorliegen kann, um die Funktionalität des Steuergeräts/der Steuereinheit zu verwirklichen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie beispielsweise eine Steuereinheit eines elektronischen Geräts aufweisend ein Funksystem mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne oder ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs aufweisend ein zweites Funksystem mit einem zweiten Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne, diesen veranlassen, eines der erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere ein Verfahren zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers oder ein Verfahren für ein Kraftfahrzeug, durchzuführen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit zwei
Kraftfahrzeugen und einem ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmer mit einem elektronischen Gerät gemäß einer Ausführungsform und
Figur 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer Durchführungsform.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer für einen ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmer (Vulnerable Road Users - VRU) 10 gefährlichen Verkehrssituation. Dargestellt ist eine Straßenkreuzung 18, an welcher sich der VRU 10 und zwei weitere Verkehrsteilnehmer 14 begegnen. Der VRU 10 ist exemplarisch als ein Fahrradfahrer dargestellt. Die Erfindung ist allerdings nicht auf Fahrradfahrer beschränkt. Vielmehr kann der VRU 10 auch ein Fußgänger, Motorradfahrer, Rollerfahrer, Elektroscooterfahrer, Rollstuhlfahrer und dergleichen sein. Die weiteren Verkehrsteilnehmer 14 sind exemplarisch zwei Kraftfahrzeuge 16, 16‘. Die weiteren Verkehrsteilnehmer 14 können aber auch VRUs sein.
Der VRU 10 ist erfindungsgemäß mit einem elektronischen Gerät 12 gemäß einer Ausführungsform ausgerüstet. Das elektronische Gerät 12 ist zum Schutz des ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers 10 eingerichtet. Das elektronische Gerät 12 ist in das als E-Bike ausgestaltete Fahrrad des VRU 10 integriert. Alternativ ist das elektronische Gerät 12 ein Transponder mit einer nicht wiederaufladbaren Gerätebatterie, das von dem VRU 10 mitgeführt wird. Das elektronische Gerät 12 umfasst ein Funksystem mit einem Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne. Ferner umfasst das elektronische Gerät 12 eine Steuereinheit, die insbesondere dazu eingerichtet ist, ein im Zusammenhang mit Figur 2 veranschaulichtes Verfahren zum Schutz des VRU 10 durchzuführen. Das elektronische Gerät 12 umfasst ferner eine inertiale Messeinheit mit einem Gyroskop und Beschleunigungssensoren, die Sensordaten erzeugen, die Winkelgeschwindigkeiten und Beschleunigungen des elektronischen Geräts 12 umfassen. Bevorzugt ist die Steuereinheit des elektronischen Geräts 12 dazu eingerichtet, aus den Sensordaten der inertialen Messeinheit des elektronischen Geräts 12 eine Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit des VRU 10 zu ermitteln.
Die beiden Kraftfahrzeuge 16, 16‘ umfassen jeweils ein zweites Funksystem mit einem zweiten Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und mindestens zwei zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antennen und ein mit dem zweiten Funksystem verbundenes Steuergerät. Das Steuergerät ist insbesondere zur Durchführung eines weiteren im Zusammenhang mit Figur 2 geschilderten Verfahrens zum Schutz des ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers 10 eingerichtet.
In der in Figur 1 exemplarisch abgebildeten Verkehrssituation begegnen sich die Kraftfahrzeuge 16, 16‘ auf gegenüberliegenden Kreuzungsseiten (von links und rechts in der Bildebene), während der VRU 10 in einer seitlichen Richtung zu den Kraftfahrzeugen 16, 16‘ auf die Straßenkreuzung 18 (von unten nach oben in der Bildebene) trifft. Vorausgesetzt alle Verkehrsteilnehmer 10, 14 würden jeweils geradeaus durch die Straßenkreuzung 18 fahren, so bestünde eine große Gefahr, dass der VRU 10 mit dem ersten Kraftfahrzeug 16 beziehungsweise mit dem zweiten Kraftfahrzeug 16‘ kollidiert. Da der VRU 10 keinen Schutz vor Aufprallkräften genießt, also keine Knautschzone besitzt, wären die Unfallfolgen für den VRU 10 schwerwiegend.
Um die gerade beschriebene Situation zu entschärfen, wird erfindungsgemäß ein Schutz des VRU 10 mittels einer Funkkommunikation zwischen dem elektronischen Gerät 12 des VRU 10 und den beiden zweiten Funksystemen der Kraftfahrzeuge 16, 16‘ realisiert. Die Funkkommunikation ist beispielhaft durch die Pfeile zwischen den Kraftfahrzeugen 16, 16‘ und dem VRU 10 angedeutet. Die Funkkommunikation umfasst hierbei eine Bluetooth- Kommunikation mit einer exemplarisch durch einen BT-Umkreis 20 dargestellten Reichweite, beispielsweise 30 oder 60 m und eine UWB-Kommunikation mit einer exemplarisch durch einen UWB-Umkreis 22 dargestellten Reichweite, beispielsweise 15 m. Der BT-Umkreis 20 um den VRU 10 ist in Figur 1 mit einem gestrichelt dargestellten Kreis angedeutet, während der UWB-Umkreis 22 um den VRU 10 ein Kreis mit einer Strich-Punkt-Linie ist. Da sich beide Kraftfahrzeuge 16, 16‘ innerhalb des BT-Umkreises 20 befinden, kann die im Hinblick auf Figur 2 näher erläuterte BT-Kommunikation mit beiden Kraftfahrzeugen 16, 16‘ erfolgen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Verfahren jeweils gemäß einer Durchführungsform. Die erfindungsgemäßen Verfahren beziehen sich jeweils aus Sicht einer der beiden Seiten der Funkkommunikation, also zum Einen aus Sicht des VRU 10 und zum Anderen aus Sicht des Verkehrsteilnehmers 14 beziehungsweise der Kraftfahrzeuge 16, 16‘. Es sind drei vertikale Zeitleisten in Figur 2 dargestellt, wobei die linke Zeitleiste die Kommunikation aus Sicht des ersten Kraftfahrzeugs 16, die mittlere Zeitleiste die Kommunikation aus Sicht des VRU 10 und die rechte Zeitleiste die Kommunikation aus Sicht des zweiten Kraftfahrzeugs 16‘ beschreibt. Die Abläufe der Kommunikation der beiden Kraftfahrzeuge 16, 16‘ sind im Wesentlichen gleich, sodass die mit einem Apostroph gekennzeichneten Verfahrensschritte des zweiten Kraftfahrzeugs 16‘ den Verfahrensschritten des ersten Kraftfahrzeugs 16 analog entsprechen. Auf eine wiederholende Beschreibung der Verfahrensschritte des Kraftfahrzeugs 16‘ wird daher verzichtet.
In einem ersten Verfahrensschritt 50 wird die BT-Antenne des Funksystems des VRU 10 zum verbindungslosen Aussenden eines ersten BT-Pulses angesteuert.
Die beiden sich im BT-Umkreis 20 befindlichen Kraftfahrzeuge 16, 16‘ empfangen verbindungslos den ersten BT-Puls unter Verwendung der BT-Antennen der zweiten Funksysteme (Verfahrensschritt 70, 70‘) und steuern jeweils die BT-Antenne der zweiten Funksysteme zum verbindungslosen Aussenden eines Antwortsignals auf den ersten BT-Puls an, wobei das Antwortsignal eine Kennung des jeweiligen Kraftfahrzeugs 16, 16’ umfasst (Verfahrensschritt 72, 72‘).
In einem zweiten Verfahrensschritt 52 werden die Antwortsignale der beiden Kraftfahrzeuge 16, 16‘ unter Verwendung der BT-Antenne des Funksystems des VRU 10 empfangen.
Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 54 wird die BT-Antenne des Funksystems des VRU 10 zum verbindungslosen Aussenden eines zweiten BT-Pulses angesteuert.
In einem vierten Verfahrensschritt 56 wird eine Signalstärke der Antwortsignale (RSSI) ermittelt, um einen vorläufigen Abstand der Kraftfahrzeuge 16, 16‘ zum VRU 10 zu ermitteln. Die Reihenfolge der Verfahrensschritte 54 und 56 kann auch miteinander vertauscht werden, wie es beispielsweise in Figur 2 gezeigt ist.
Die Kraftfahrzeuge 16, 16‘ empfangen verbindungslos den zweiten BT-Puls unter Verwendung der BT-Antennen der zweiten Funksysteme (Verfahrensschritt 74, 74‘). Figur 1 zeigt exemplarisch, dass das erste Kraftfahrzeug 16 einen geringeren Abstand zu dem VRU 10 als das zweite Kraftfahrzeug 16‘ zu dem VRU 10 aufweist. Der Abstand zwischen dem ersten Kraftfahrzeug 16 und dem VRU 10 beträgt unter 15 m, während der Abstand zwischen dem zweiten Kraftfahrzeug 16‘ und dem VRU 10 größer als 15 m ist. Die genannte Abstandsgrenze von 15 m ist exemplarisch gewählt und kann auch einen kleineren Wert, beispielsweise 12 m, 9 m oder 6 m, annehmen. Durch die abstandsregulierte UWB-Kommunikation wird der Energieverbrauch und die lokale Auslastung der UWB-Funkkanäle reduziert, was insbesondere in hochfrequentierten Bereichen und bei geringen Energiespeichern der elektronischen Geräte 12 der VRUs 10, beispielsweise Transpondern mit Gerätebatterien, vorteilhaft ist.
Bevorzugt enthält der zweite BT-Puls die Information über einen individuellen UWB-Zeitslot für das erste Kraftfahrzeug 16 und keinen UWB-Zeitslot für das zweite Kraftfahrzeug 16‘, da dieses zu weit entfernt ist (>15 m). Somit wissen die Steuergeräte der beiden Kraftfahrzeuge 16, 16‘ exakt, ob und zu welchen Zeitpunkten diese mit einer UWB-Kommunikation mit dem VRU 10 rechnen können, sodass Interferenzen oder andere störende Einflüsse auf die UWB-Kommunikation verhindert oder zumindest reduziert werden können.
Die Kraftfahrzeuge 16, 16‘ ermitteln jeweils einen Abstand zwischen sich und dem VRU 10 basierend auf der empfangenen Signalstärke des zweiten BT-Pulses (Verfahrensschritt 76, 76‘).
In einem weiteren Verfahrensschritt 58 wird die UWB-Antenne des Funksystems des VRU 10 zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens zum Bestimmen der Positionen des ersten Kraftfahrzeugs 16 angesteuert, da der basierend auf den empfangenen Signalstärken der Antwortsignale ermittelte Abstand zwischen dem Funksystem des VRUs 10 und dem ersten Kraftfahrzeug 16 unter 15 m beträgt. Dazu sendet die UWB-Antenne einen ersten UWB-Puls an das zweite Funksystem des Kraftfahrzeugs 16 zu einem Zeitpunkt ti. Das zweite Funksystem empfängt den ersten UWB-Puls unter Verwendung der beiden UWB-Antennen (Verfahrensschritt 78) und sendet zwei zweite UWB-Pulse zu einem Zeitpunkt t2 an das Funksystem des VRU 10 (Verfahrensschritt 80). Die zweiten UWB-Pulse umfassen die Verarbeitungszeit des zweiten Funksystems AT16 und stellen seinerseits neue Anfragen zum Bestimmen der Position des VRU 10 aus Sicht des Kraftfahrzeugs 16 dar. Mit anderen Worten stellen die zweiten UWB-Pulse gleichzeitig den oben beschriebenen ersten UWB-Puls aus Sicht des Kraftfahrzeugs 16 dar.
In einem weiteren Verfahrensschritt 60 empfängt das Funksystem des VRU 10 die zweiten UWB-Pulse und sendet einen dritten UWB-Puls zu einem Zeitpunkt ts an das zweite Funksystem des Kraftfahrzeugs 16 aus. Der dritte UWB-Puls enthält die Verarbeitungszeit des Funksystems AT™.
Das zweite Funksystem des Kraftfahrzeugs 16 empfängt den dritten UWB-Puls unter Verwendung der beiden UWB-Antennen in einem weiteren Verfahrensschritt 82.
Anschließend ermittelt die Steuereinheit des elektronischen Geräts 12 des VRU 10 die Gesamtlaufzeit anhand der Laufzeiten des ersten UWB-Pulses, des zweiten UWB-Pulses und der Verarbeitungszeit des zweiten Funksystems AT , während das Steuergerät des Kraftfahrzeugs 16 seinerseits die Gesamtlaufzeit anhand der Laufzeiten des zweiten UWB-Pulses, des dritten UWB-Pulses und der Verarbeitungszeit des Funksystems AT™ ermittelt. Die Entfernung zwischen dem Funksystem und dem zweiten Funksystem wird dann anhand der jeweils ermittelten Gesamtlaufzeit und der Lichtgeschwindigkeit bestimmt (Verfahrensschritte 62 beziehungsweise 84). Dadurch, dass eine UWB-Kommunikation mittels mindestens drei UWB-Antennen erfolgt, kann die Position des Kraftfahrzeugs 16 beziehungsweise des VRU 10 mittels Peilung (Triangulation) ermittelt werden.
Wie in Figur 2 ferner gezeigt ist, erfolgt kein Ansteuern (64) der UWB-Antenne des Funksystems des VRUs 10 zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens zum Bestimmen der Position des zweiten Kraftfahrzeugs 16‘, da sich dieses in einem basierend auf der empfangenen Signalstärke des zweiten BT-Pulses ermittelten Abstand von mehr als 15 m zu dem VRU 10 befindet.
Durch erneute Wiederholungen des in Figur 2 geschilderten Verfahrens können die vorläufigen Abstände der Kraftfahrzeuge 16, 16‘ zum VRU 10 durchgängig aktualisiert werden und die Durchführung des auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens mittels UWB abhängig vom jeweiligen Abstand der Kraftfahrzeuge 16, 16‘ durchgeführt oder nicht durchgeführt werden, um Energie zu sparen. Anhand der aktualisierten Abstände und anhand der mittels UWB-Kommunikation ermittelten aktualisierten Positionen des oder der Kraftfahrzeuge 16, 16‘ können dann Bewegungsrichtungen, -geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Kraftfahrzeuge 16, 16‘ (beziehungsweise des VRU 10 aus Sicht der Kraftfahrzeuge 16, 16‘) ermittelt werden. Folglich können Trajektorien zu den Kraftfahrzeugen 16, 16‘ konstruiert und mit einer Trajektorie des VRLIs 10 auf eine Kollision hin überprüft werden. Die Trajektorie des VRLIs 10 kann beispielsweise anhand der Sensordaten der inertialen Messeinheit des elektronischen Geräts 12 ermittelt werden. Im Falle eines erkannten Kollisionskurses können entsprechende Maßnahmen, wie die Ausgabe einer Warnung oder die Einleitung einer Gegenmaßnahme zur Kollisionsvermeidung oder zur Verringerung von Kollisionsschäden, durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste ungeschützter Straßenverkehrsteilnehmer (VRU) elektronisches Gerät
Verkehrsteilnehmer , 16‘ Kraftfahrzeug
Straßenkreuzung BT-Umkreis UWB-Umkreis erster Verfahrensschritt zweiter Verfahrensschritt dritter Verfahrensschritt vierter Verfahrensschritt fünfter Verfahrensschritt sechster Verfahrensschritt siebter Verfahrensschritt achter Verfahrensschritt , 70‘ erster Schritt eines weiteren Verfahrens , 72‘ zweiter Schritt eines weiteren Verfahrens , 74‘ dritter Schritt eines weiteren Verfahrens , 76‘ vierter Schritt eines weiteren Verfahrens fünfter Schritt eines weiteren Verfahrens sechster Schritt eines weiteren Verfahrens siebter Schritt eines weiteren Verfahrens achter Schritt eines weiteren Verfahrens

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Schutz eines ungeschützten Straßenverkehrsteilnehmers (10) unter Verwendung eines elektronischen Geräts (12), wobei das elektronische Gerät (12) ein Funksystem mit einem Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne umfasst und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Ansteuern (50) der BT-Antenne des Funksystems zum verbindungslosen Aussenden eines ersten BT-Pulses, verbindungsloses Empfangen (52) von Antwortsignalen von einer Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) unter Verwendung der BT-Antenne, wobei die Antwortsignale Kennungen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) umfassen, Ansteuern (54) der BT-Antenne zum verbindungslosen Aussenden eines zweiten BT-Pulses,
Ermitteln (56) eines Abstands zwischen dem Funksystem und der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) basierend auf den empfangenen Signalstärken der Antwortsignale und
Ansteuern (58) der UWB-Antenne des Funksystems zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens zum Bestimmen der Positionen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14), wenn ein basierend auf den empfangenen Signalstärken der Antwortsignale ermittelter Abstand zwischen dem Funksystem und einem Verkehrsteilnehmer der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) unter 15 m beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt:
Erzeugen einer Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge basierend auf den empfangenen Antwortsignalen, wobei der zweite BT-Puls die erzeugte Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge umfasst und die UWB-Antenne des Funksystems zum Durchführen des Positionierungsverfahrens gemäß der Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge angesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erzeugte Verkehrsteilnehmer-Reihenfolge komprimiert wird und der zweite BT-Puls die erzeugte komprimierte Verkehrsteilnehmer- Reihenfolge umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sendeleistung der BT- und/oder UWB-Antenne basierend auf den mittels der empfangenen Signalstärken der Antwortsignale ermittelten Abständen und/oder basierend auf den mittels UWB bestimmten Positionen der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) angepasst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen der Abstände zwischen dem Funksystem und der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) unter Verwendung verschiedener Sendeleistungen der BT- und/oder UWB-Antenne erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektronische Gerät (12) eine inertiale Messeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des elektronischen Geräts (12) zu erfassen und das Verfahren erst durchgeführt wird, wenn eine Bewegung des elektronischen Geräts (12) erfasst wurde.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das elektronische Gerät (12) abschaltet oder in einen energiesparenden Ruhemodus wechselt, sofern seit einer vorgegebenen Zeit keine Bewegung des elektronischen Geräts (12) erfasst und/oder keine Antwortsignale von der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (14) empfangen wurden.
8. Elektronisches Gerät (12), aufweisend: ein Funksystem mit einem Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne und eine mit dem Funksystem verbundene Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen.
9. Verfahren für ein Kraftfahrzeug (16, 16’), wobei das Kraftfahrzeug (16, 16’) ein zweites Funksystem mit einem zweiten Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne umfasst und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: verbindungsloses Empfangen (70, 70‘) eines ersten BT-Pulses unter Verwendung der BT-Antenne,
Ansteuern (72, 72‘) der BT-Antenne des zweiten Funksystems zum verbindungslosen Aussenden eines Antwortsignals auf den ersten BT-Puls, wobei das Antwortsignal eine Kennung des Kraftfahrzeugs (16, 16’) umfasst, verbindungsloses Empfangen (74, 74‘) eines zweiten BT-Pulses unter Verwendung der BT-Antenne,
Ermitteln (76, 76‘) eines Abstands zwischen dem zweiten Funksystem und einem den zweiten BT-Puls aussendenden Funksystems basierend auf der empfangenen Signalstärke des zweiten BT-Pulses,
Ansteuern (78) des zweiten Funksystems zum Beantworten eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens des den zweiten BT-Puls aussendenden Funksystems, wenn ein ermittelter Abstand zwischen dem zweiten Funksystem und dem den zweiten BT-Puls aussendenden Funksystem unter 15 m beträgt, und
Ansteuern (80) der UWB-Antenne des zweiten Funksystems zum Durchführen eines auf Laufzeitmessungen basierenden Positionierungsverfahrens zum Bestimmen der Position des den zweiten BT-Puls aussendenden Funksystems.
10. Kraftfahrzeug (16, 16’), aufweisend: ein zweites Funksystem mit einem zweiten Sendeempfänger mit einer zum Senden und Empfangen von BT-Signalen eingerichteten BT-Antenne und einer zum Senden und Empfangen von UWB-Signalen eingerichteten UWB-Antenne und ein mit dem zweiten Funksystem verbundenes Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach Anspruch 9 durchzuführen.
EP24727736.1A 2023-06-21 2024-05-19 VERFAHREN ZUM SCHUTZ EINES UNGESCHÜTZTEN STRAßENVERKEHRSTEILNEHMERS, ELEKTRONISCHES GERÄT, VERFAHREN FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG UND KRAFTFAHRZEUG Pending EP4732265A1 (de)

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