WO2023179988A1 - Heuristikbasierte kommunikation mit verkehrsteilnehmern - Google Patents

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WO2023179988A1
WO2023179988A1 PCT/EP2023/054127 EP2023054127W WO2023179988A1 WO 2023179988 A1 WO2023179988 A1 WO 2023179988A1 EP 2023054127 W EP2023054127 W EP 2023054127W WO 2023179988 A1 WO2023179988 A1 WO 2023179988A1
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vehicle
danger
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map
signal
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Patrick DEUBACH
Thilo Jöst
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a device for warning road users of dangerous situations.
  • the present invention further relates to a method and a system for warning road users of dangerous situations.
  • the present invention also relates to a corresponding computer program product.
  • Modern vehicles have a variety of sensors (radar, lidar, camera, ultrasound, etc.) that provide information to a vehicle driver or a vehicle control system.
  • sensors radar, lidar, camera, ultrasound, etc.
  • Such environmental sensors detect the vehicle's surroundings, objects in this environment (infrastructure objects, moving objects, etc.) and other road users (other vehicles, pedestrians, cyclists, etc.).
  • a model of the vehicle environment can be created and changes in this vehicle environment can be responded to.
  • a vehicle driver can be warned of dangers or a driving function of the vehicle can be carried out partially or fully autonomously.
  • a driver assistance system is a device in a motor vehicle that supports the driver in certain driving situations and/or carries out individual driving functions fully automatically.
  • a pedestrian information device is disclosed in DE 20 2013 217 057 A1.
  • the pedestrian notification device is designed to be used in a vehicle.
  • the device includes an environmental object detection device, an instruction target detection device and an instruction device.
  • the surrounding object detection device is designed to detect surrounding objects.
  • the instruction target detection unit is designed to detect a pedestrian based on the detection results.
  • the notification device is designed to inform the pedestrian that he has been detected.
  • the disadvantage of previous approaches is that it is usually assumed that pedestrians or other road users are detected using environmental sensors before they are warned. Under certain circumstances, this can mean that the warning comes too late and an accident can hardly be prevented.
  • the present invention has the task of providing an approach to avoiding accidents with other road users by warning these road users. In particular, it should be possible for road users to be warned regardless of whether they are detected by the vehicle's environmental sensors. Traffic safety should be improved.
  • the present invention relates in a first aspect to a device for warning road users of dangerous situations, with: an input interface for receiving a current position of a vehicle and an environment map with information about a danger spot in the vicinity of the current position of the vehicle, wherein in At least one hazard criterion is stored in the area map for the hazard location; an evaluation unit for checking whether the vehicle is at the danger point based on the current position and the surrounding map and whether the at least one danger criterion of this danger point is met; and an output unit for issuing a warning signal to road users in the vicinity of the vehicle when the vehicle is at the danger point and the at least one danger criterion is met.
  • the present invention relates to a system for warning road users of dangerous situations, comprising: a device as described above; and a map server to provide current map data.
  • aspects of the invention relate to a method designed according to the device for warning road users of dangerous situations and a computer program product with program code for carrying out the steps of the method when the program code is executed on a computer.
  • one aspect of the invention relates to a storage medium on which is stored a computer program which, when executed on a computer, causes execution of the method described herein.
  • both a current position of a vehicle and an environment map, which depicts the surroundings of the current position of the vehicle are received via an input interface.
  • Hazardous areas are stored in the area map, with a hazard criterion stored for each hazard (in addition to its position).
  • the danger criterion is related to the danger point and defines a condition under which there is an increased probability of a dangerous situation or an accident at the danger point.
  • Based on the positions received it is checked whether the vehicle is at a danger point and whether the danger criterion assigned to this danger point is met. If this is the case, a warning signal is sent to road users in the vicinity of the vehicle via an output unit issued. The output serves to warn road users that danger may be imminent.
  • the solution of the present invention includes an anticipation of dangerous situations or road users.
  • a warning signal is issued as a preventative measure at a danger point if a danger criterion stored for this danger point is met and the danger point is reached.
  • the present invention implements the psychological concept of mental anticipation of a dangerous situation.
  • a warning is issued, so to speak, in anticipation of a (negative) event, even if no other road user has been detected or no impending dangerous situation has been detected by the vehicle's environmental sensors.
  • the approach of the present invention is similar to a warning to other road users based on experience.
  • the input interface is designed to receive an environment map in which a unique or recurring period of time is stored in which there is an increased risk of an accident.
  • the evaluation unit is designed to check whether a current time is within the time period.
  • the input interface is designed to receive an area map in which a target area is stored for the danger zone, within which there is a high probability that another road user, in particular a pedestrian or cyclist, will be present.
  • the output unit is designed to output a warning signal directed to the target area.
  • a directed warning signal is understood to be a warning signal that is aimed at a specific local area in order to be more noticeable in this area.
  • the output unit is designed to indicate a direction for the warning signal. This direction is determined based on the stored target area. For example, it can be stated for a danger spot that there is an increased probability of other vulnerable road users being present in a certain target area.
  • the warning signal is focused on this target area to warn these road users.
  • the output of the warning signal is also further improved in order to warn in a targeted manner. The safety of everyone involved is further increased.
  • the input interface is for receiving a report based on accident statistics, an accident study and/or an Warning signs attached to previously known danger areas are created on a map of the surrounding area.
  • a report based on accident statistics, an accident study and/or an Warning signs attached to previously known danger areas are created on a map of the surrounding area.
  • statistics, studies, reports from other road users or even warning signs are used when creating the area map to define the danger spots and the associated danger criteria. The use of such information ensures that warning signals are issued in a targeted manner. Security is improved.
  • the input interface is designed to receive a kinematics signal with information about a current motion state of the vehicle, in particular a speed of the vehicle.
  • the evaluation unit is designed to check whether a danger criterion related to the current state of motion of the vehicle is met, based on the kinematics signal.
  • the current state of movement of the vehicle at the danger point is taken into account when assessing whether a warning signal should be issued or not. For example, a warning signal may be required for a fast vehicle, whereas this is not necessary for a slow vehicle. Warning signals are issued in a targeted and situation-appropriate manner. The safety of everyone involved is increased.
  • the input interface is designed to receive a weather signal with information about current weather conditions in the area of the vehicle.
  • the evaluation unit is designed to check whether a danger criterion related to the current weather conditions is met, based on the weather signal.
  • the current weather is taken into account when issuing the warning signal. For example, assuming that there is only an increased probability of accidents under certain weather conditions, a corresponding danger criterion can be stored.
  • the output of the warning signal is further adjusted. Only if there is a high probability that a warning is necessary will one be issued.
  • the input interface is designed to receive a visual signal with information about current light and visibility conditions Area of the vehicle trained.
  • the evaluation unit is designed to check whether a danger criterion related to the current lighting and visibility conditions is met, based on the visual signal. A dependency on current lighting and visibility conditions is made possible. The probabilities of accidents or dangerous situations often depend on current lighting and visibility conditions. Because these are taken into account, the warning signal can only be issued in a situation-appropriate manner in situations when this is necessary. Security continues to improve.
  • the input interface is designed to receive an environmental sensor signal with information about objects in an environment of the vehicle.
  • the evaluation unit is designed to check whether a danger criterion related to objects in the area surrounding the vehicle is met, based on the environmental sensor signal.
  • environmental sensor signals are also taken into account. Objects in the vicinity of the vehicle can be taken into account and the output of the warning signal can be made dependent on these objects. For example, parked vehicles or other road users can be taken into account and taken into account when issuing the warning signal.
  • the environment detection by an environmental sensor can be used, for example, to detect and react to temporally variable occlusions (parked trucks, vehicles on the side of the road, construction site scaffolding, etc.).
  • the output unit is designed to control an optical signal unit on the vehicle, in particular a warning light. Additionally or alternatively, the output unit is designed to control an acoustic signal unit on the vehicle, in particular a loudspeaker. Both an optical and an acoustic signal unit can be designed to enable a directed output of the warning signal. Because optical and acoustic signaling units are used, other road users, especially pedestrians and cyclists, can be perceived. The result is an easily implemented and efficient warning to other road users.
  • the input interface is designed to receive the current position from a satellite communication module, in particular from a GPS receiver. Additionally or alternatively, the input interface is designed to receive the environment map from a remote server via a mobile data connection.
  • Constant updating can be achieved by using an area map provided by a remote server over a mobile data connection.
  • regular updates can be carried out based on current developments regarding the danger spots and the assigned danger criteria. This results in a further improvement in the safety of all road users involved.
  • the evaluation unit is designed to check whether the at least one danger criterion is met, based on a chain of several binary decisions. In this respect, it is checked in particular for each risk criterion whether it is met or not. The warning signal is only issued if all danger criteria are met.
  • the result is an implementation of the evaluation unit that is easy to implement and requires little computing effort. An efficient calculation is achieved. Security can be improved without extreme effort.
  • the output unit is designed to output a driver signal to a driver of the vehicle when the warning signal is output.
  • the input interface is designed to receive an environment map in which several danger spots are in the form of zones are deposited. It is particularly advantageous if zones or area information are stored as danger spots.
  • an environment map is understood to be a representation of an environment or an area with regard to streets, cycle paths, footpaths, etc.
  • An environment map can be in any format.
  • an area map can only correspond to a section of a larger map.
  • An area map includes information about a danger spot.
  • a danger point can have a specific positioning within the surrounding map or correspond to a zone.
  • a section of street or an entire district can be defined as a danger zone.
  • One or more danger criteria can be stored for each danger point.
  • the hazard criteria can have different formats.
  • a danger criterion includes information regarding a factor that influences, in particular increases, the probability of an accident at this point.
  • a danger criterion is a criterion that can be used to decide whether a danger exists at this point.
  • Road users can be pedestrians and cyclists in particular, but also other vehicles.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for warning road users of dangerous situations
  • Fig. 2 is a schematic representation of a device according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a method according to the invention.
  • a system 10 for warning road users 12 of dangerous situations is shown schematically in FIG.
  • the system 10 includes a device 14 and a map server 16.
  • the map server 16 is designed to provide map data and to transmit it to the device 14.
  • the representation is to be understood as a schematic bird's-eye view of a traffic situation.
  • the vehicle 18 approaches a danger spot 20 via a road 22. According to the invention, it is provided that when the danger spot 20 is reached, a warning signal is issued if a condition (danger criterion) associated with the danger spot 20 is fulfilled.
  • the device 14 is integrated into the vehicle 18.
  • the road users 12 to be warned are children in the exemplary embodiment shown. Drivers of other vehicles and other road users can also be warned.
  • the danger zone 20 is an area in the vicinity of a street 22 in front of a school 24. In this respect, a danger zone is either an area or an individual location with an increased risk potential for accidents or dangerous situations. Examples of danger spots are areas in front of schools and kindergartens, areas of country roads with an increased risk of wildlife crossing, in which case wild animals that cross the road are also seen as road users who need to be warned.
  • road users are warned preventively.
  • Previous approaches often have the disadvantage that road users outside the line of sight cannot see a vehicle and cannot be perceived by the vehicle via its sensors. This can lead to dangerous situations if, for example, road users move onto the road that could not have been noticed before. Dangerous situations relate both to one's own vehicle (for example, harsh braking of an autonomous vehicle can lead to injuries to the occupants) and to accidents involving other road users.
  • Other road users can in particular be vulnerable road users such as pedestrians or cyclists.
  • it is also possible that wild animals crossing the road are perceived as warning other road users.
  • Reactive communication is often based on detecting such other road users due to poor visibility or occlusion not possible. Such reactive communication always depends on sensors and data processing.
  • risk factors are determined according to the invention, for example based on accident statistics and accident research results. It is known, for example, that a large number of accidents occur under certain risk factors. For example, head-on accidents involving children on bicycles can occur, especially in the mornings around schools. Head-on accidents with wild animals occur particularly during cross-country journeys at night in autumn. Rear-end collisions occur particularly at the ends of traffic jams. In this respect, it is known that different types of accidents depend on different risk factors. These risk factors can correlate weakly to strongly with one another, although causality cannot sometimes be proven based on statistical values. The dependency can also be non-linear.
  • a basis for decision-making is provided in the form of a heuristic in order to proactively issue signals to other road users.
  • the signals are issued before other road users are noticed. This results in better interaction and ultimately safer and more efficient road traffic. Accidents and injuries to vulnerable road users are reduced through appropriate communication.
  • a device 14 according to the invention for warning road users is shown schematically in FIG.
  • the device includes a Input interface 26, an evaluation unit 28 and an output unit 30.
  • the various units and interfaces can be partially or completely implemented in software and/or hardware.
  • the units can be designed as a processor, processor modules or even as software for a processor.
  • the device 14 can in particular be designed in the form of a control device or a central computer of an autonomous or semi-autonomous vehicle or as software for such a control device or such a central computer.
  • the device 14 can be implemented in software that is executed on a central computer of the vehicle and is connected to sensors or communication devices of the vehicle via appropriate interfaces. It is also possible that the device 14 corresponds to a mobile device or is designed as a mobile device that is carried in or on a vehicle, for example.
  • a current position and a map of the surroundings are received via the input interface 26.
  • the current position can in particular be received by a satellite communication module, for example a GPS receiver.
  • the received environment map also includes, in particular, information about a danger spot in the area surrounding the vehicle.
  • danger spots it is possible for danger spots to be noted on the map of the surrounding area, which are located on roads or areas accessible by a vehicle, which the vehicle can or will soon pass.
  • At least one danger criterion is stored for a danger point.
  • the danger criterion states under which circumstances there is an increased probability of a danger within the danger point or at the danger point.
  • Danger criteria can include time or date information. If necessary, it is also possible for reference to be made to weather conditions, visibility, etc.
  • the environment map can be received from a map server via the input interface 26, for example via a mobile data connection.
  • the surrounding map can be received from a local database within the vehicle or within the device 14.
  • the evaluation unit 28 checks whether the vehicle is at the danger point and whether the danger criterion is met. For example, it can be checked whether the current position of the vehicle is within a predetermined range. In addition, it can be checked whether, in the case of a recurring period of time as a danger criterion, the current time lies within this recurring period of time.
  • a warning signal is output via the output unit 30.
  • the output unit 30 can be connected to a corresponding output interface. For example, it is possible to access a lighting system or an acoustic output device, such as a horn. It may be possible for the warning signal to be issued in a non-directional manner, insofar as all road users in the area are made aware of an impending dangerous situation. Directed output is also possible, with the warning signal being output focused on a specific target area or in the direction of the road user to be warned. For example, a light signal can be emitted via the front headlights of a vehicle or an acoustic signal can be projected into the area in front of the vehicle via a horn.
  • FIG. 1 An overview of the approach according to the invention is shown schematically in FIG. In particular, anticipation of road users is planned before they can be noticed. Reference is made to the psychological concept of mental anticipation and transferred to a technical system. For a human driver, an assessment of a dangerous situation is based on subjective perception and previous experiences. In a comparable form, the approach according to the invention also accesses empirical values in the form of a model and evaluates these empirical values using appropriate algorithms (heuristics) for decision-making.
  • the empirical values with which the system, the model and the corresponding algorithm are generated can come in particular from accident research and statistics. It is advantageous if one is tailored to the area of application Device-related accident research and statistics are used, since it cannot be ruled out that social, cultural and other differences have an influence on the road traffic behavior of road users.
  • warning signs it may be possible to use existing warning signs at danger spots.
  • the approach according to the invention is used to react to the actual danger point by issuing a warning signal preventively.
  • warning signs often already have a date of the week and time, which can be integrated into the model.
  • Different information about the environment can be received and used as input information to check whether the danger criteria for a danger point are met.
  • information about the vehicle sensors can be used.
  • Information about the current position e.g. as GPS coordinates
  • the current time time of day and date
  • information about the vehicle condition, load status, visibility, lighting conditions, weather as well as information about the driving scenario and other road users can be used.
  • a depiction of the environment with stored danger spots can be provided as a model.
  • accident hotspots or other danger spots can be stored on a map.
  • This map is designed in such a way that it covers at least an immediate operating area of the vehicle, i.e. an immediate surroundings of the vehicle. For example, places and their surrounding areas are shown on the map.
  • the card also includes: Danger criteria.
  • Danger criteria For example, a model of lighting conditions depending on the latitude and the time or date can also be stored in the map. In this case, it would then be necessary to be able to access calendar information in order to be able to use information about days of the week, holidays, etc.
  • Weather information, visibility and lighting conditions or information about vehicle kinematics, for example vehicle speed, can also be stored as hazard criteria as further model components.
  • the algorithm for checking in the evaluation unit includes in particular several Boolean queries about location and time, each of which can trigger a signal output.
  • Bayesian logic can be used to connect multiple pieces of information. For example, at night on a country road through a wooded area in autumn and when visibility is less than 100 m, a reaction may be to turn on the fog lights as a warning signal and to flash the headlights every 5 s and to initiate a horn sound.
  • the criteria can, for example, be defined in relation to the factors specified under A) to H).
  • a danger criterion would, for example, be that the vehicle speed is between 10 and 30 km/h.
  • This danger criterion is related to a current motion state of the vehicle and can be checked based on a kinematics signal, in particular based on speed information of the vehicle.
  • several criteria are stored for a danger point, which, for example, must be fulfilled cumulatively.
  • the device is designed to control a corresponding suitable interface such as a headlight flasher, a horn or even a hazard warning light of a vehicle. Accordingly, this control can also take place via a message to the driver or the autonomous control system of the vehicle. Furthermore, the system should have its own signal output devices, such as lamps, speakers or other light or sound sources.
  • the signal output can be varied.
  • a separate signal output can be prevented or a message to a driver or the vehicle's autonomous control system can be dispensed with.
  • the signal output can be controlled by a driver or the autonomous vehicle control system.
  • a connection via several vehicles (V2V) or a connection to a network can be advantageously added.
  • additional input of information can be provided via V2X communication.
  • a method according to the invention for warning road users of dangerous situations is shown schematically in FIG. The method includes steps of receiving S10 a current position and a map of the surroundings, checking S12 whether the vehicle is at the danger point and whether the danger criterion is met, and issuing S14 a warning signal.
  • the method can in particular be implemented in the form of software that is executed on a processor of a vehicle or a vehicle control unit or a central computer of a vehicle. It goes without saying that the method can also be implemented as a smartphone app.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (14) zum Warnen von Verkehrsteilnehmern (12) vor Gefahrensituationen, mit: einer Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen einer aktuellen Position eines Fahrzeugs (18) sowie einer Umgebungskarte mit Informationen zu einer Gefahrenstelle (20) im Umfeld der aktuellen Position des Fahrzeugs, wobei in der Umgebungskarte für die Gefahrenstelle mindestens ein Gefahrenkriterium hinterlegt ist; einer Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet basierend auf der aktuellen Position und der Umgebungskarte und ob das mindestens eine Gefahrenkriterium dieser Gefahrenstelle erfüllt ist; und einer Ausgabeeinheit (30) zum Ausgeben eines Warnsignals an Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet und das mindestens eine Gefahrenkriterium erfüllt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System (10) und ein Verfahren.

Description

Heuristikbasierte Kommunikation mit Verkehrsteilnehmern
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren sowie ein System zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Moderne Fahrzeuge (Autos, Lastwagen, Motorräder etc.) verfügen über eine Vielzahl von Sensoren (Radar, Lidar, Kamera, Ultraschall etc.), die einem Fahrzeugführer oder einem Steuersystem des Fahrzeugs Informationen zur Verfügung stellen. Über derartige Umgebungssensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs, Objekte in dieser Umgebung (Infrastrukturobjekte, bewegliche Objekte etc.) sowie andere Verkehrsteilnehmer (andere Fahrzeuge, Fußgänger, Radfahrer etc.) erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden. Insbesondere kann ein Fahrzeugführer vor Gefahren gewarnt werden oder auch eine Fahrfunktion des Fahrzeugs teil- oder vollautonom ausgeführt werden. Unter einem Fahrerassistenzsystem (englisch Advanced Driver Assistance System, ADAS) versteht man dabei eine Einrichtung in einem Kraftfahrzeug, die den Fahrer in bestimmten Fahrsituationen unterstützt und/oder einzelne Fahrfunktionen voll automatisiert ausführt.
Eine Herausforderung im Zusammenhang mit einer mehr oder weniger weiter fortgeschrittenen Automatisierung des Fahrens liegt in Objekten und anderen Verkehrsteilnehmern, die von den Umgebungssensoren nicht oder erst spät erfasst werden. Hierdurch kann es zu Gefahrensituationen kommen. Beispielsweise können andere Verkehrsteilnehmer, die sich plötzlich auf die Straße bewegen, unter Umständen erst spät gesehen werden, was gegebenenfalls zu einem Unfall führen kann. Dabei können sowohl die anderen Verkehrsteilnehmer als auch Insassen des Fahrzeugs selbst geschädigt werden, wenn ein Notbremsvorgang eingeleitet werden muss. Insbesondere gibt es im Verkehr oft Bereiche, die unfallanfällig sind, auch wenn durch Umgebungssensoren nicht direkt andere Verkehrsteilnehmer sichtbar sind. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise in DE 20 2013 217 057 A1 eine Fußgängerunterrichtungsvorrichtung offenbart. Die Fußgängerunterrichtungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, in einem Fahrzeug verwendet zu werden. Die Vorrichtung umfasst eine Umgebungsobjekterfassungseinrichtung, eine Unterrichtungszielerfassungseinrichtung und eine Unterrichtungseinrichtung. Die Umgebungsobjekterfassungseinrichtung ist dazu ausgebildet, Umgebungsobjekte zu erfassen. Die Unterrichtungszielerfassungseinheit ist dazu ausgebildet, einen Fußgänger basierend auf den Erfassungsergebnissen zu erfassen. Die Unterrichtungseinrichtung ist dazu ausgebildet, den Fußgänger darüber zu unterrichten, dass er erfasst wurde.
Nachteilig an bisherigen Ansätzen ist, dass zumeist davon ausgegangen wird, dass die Fußgänger oder die weiteren Verkehrsteilnehmer mittels Umgebungssensorik erfasst werden, bevor sie gewarnt werden. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass die Warnung zu spät erfolgt und ein Unfall kaum noch verhindert werden kann. Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum Vermeiden von Unfällen mit anderen Verkehrsteilnehmern durch Warnen dieser Verkehrsteilnehmer bereitzustellen. Insbesondere soll es ermöglicht werden, dass Verkehrsteilnehmer unabhängig davon, ob diese durch Umgebungssensoren des Fahrzeugs erfasst werden, gewarnt werden. Die Sicherheit im Verkehr soll verbessert werden.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen, mit: einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen einer aktuellen Position eines Fahrzeugs sowie einer Umgebungskarte mit Informationen zu einer Gefahrenstelle im Umfeld der aktuellen Position des Fahrzeugs, wobei in der Umgebungskarte für die Gefahrenstelle mindestens ein Gefahrenkriterium hinterlegt ist; einer Auswerteeinheit zum Überprüfen, ob sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet basierend auf der aktuellen Position und der Umgebungskarte und ob das mindestens eine Gefahrenkriterium dieser Gefahrenstelle erfüllt ist; und einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben eines Warnsignals an Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet und das mindestens eine Gefahrenkriterium erfüllt ist. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen, mit: einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben; und einem Kartenserver zum Bereitstellen von aktuellen Kartendaten.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein der Vorrichtung entsprechend ausgebildetes Verfahren zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird. Zudem betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Vorrichtung, das System, das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend den für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen definierten Ausgestaltungen ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass über eine Eingangsschnittstelle sowohl eine aktuelle Position eines Fahrzeugs als auch eine Umgebungskarte, die das Umfeld der aktuellen Position des Fahrzeugs abbildet, empfangen wird. In der Umgebungskarte sind Gefahrenstellen hinterlegt, wobei für jede Gefahrenstelle (zusätzlich zu deren Position) ein Gefahrenkriterium hinterlegt ist. Das Gefahrenkriterium steht dabei in Bezug zu der Gefahrenstelle und definiert eine Bedingung, unter der an der Gefahrenstelle eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für eine Gefahrensituation bzw. einen Unfall besteht. Basierend auf den empfangenen Positionen wird überprüft, ob sich das Fahrzeug an einer Gefahrenstelle befindet und ob das dieser Gefahrenstelle zugeordnete Gefahrenkriterium erfüllt ist. Sofern dies der Fall ist, wird über eine Ausgabeeinheit ein Warnsignal an Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs ausgegeben. Die Ausgabe dient dazu, Verkehrsteilnehmer zu warnen, dass unter Umständen eine Gefahr droht.
Insbesondere umfasst die Lösung der vorliegenden Erfindung insoweit eine Antizipation von Gefahrensituationen bzw. von Verkehrsteilnehmern. An einer Gefahrenstelle wird präventiv ein Warnsignal ausgegeben, wenn ein für diese Gefahrenstelle hinterlegtes Gefahrenkriterium erfüllt ist und die Gefahrenstelle erreicht wird. Insoweit setzt die vorliegende Erfindung das psychologische Konzept der gedanklichen Antizipation einer Gefahrensituation um. Es wird sozusagen in Erwartung eines (negativen) Ereignisses eine Warnung ausgegeben, auch wenn bisher gar kein anderer Verkehrsteilnehmer erkannt wurde bzw. bisher gar keine drohende Gefahrensituation über die Umgebungssensorik des Fahrzeugs erfasst wurde. Der Ansatz der vorliegenden Erfindung ähnelt soweit einer auf Erfahrungswerten beruhenden Warnung anderer Verkehrsteilnehmer.
Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen zur Unfallvermeidung ist erfindungsgemäß kein Rückgriff auf Umgebungssensorik nicht zwingend erforderlich. Insbesondere ist es nicht notwendig, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer von einem Umfeldsensor erfasst wird, um diesen zu warnen. Die Warnung wird präventiv ausgegeben, auch wenn gar kein anderer, zu warnender Verkehrsteilnehmer erfasst wird. Es können also auch Verkehrsteilnehmer gewarnt werden, die nicht über Umgebungssensoren erfasst werden können. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen des präventiven Warnens unabhängig von Ort und konkreter Situation, wie dies beispielsweise bei rückwärtsfahrenden Lkws durch das Aussenden eines Tons bzw. eines Geräuschs umgesetzt wird, bietet der erfindungsgemäße Ansatz den Vorteil, dass das Warnsignal nur bei konkretem Bedarf ausgegeben wird. Es wird insoweit ein unnötiges Ausgeben von Warnsignalen vermieden. Ein solches kann auch zu einem Abstumpfen anderer Verkehrsteilnehmer führen und damit weniger effektiv werden. Die Sicherheit aller beteiligten Verkehrsteilnehmer wird verbessert. Sowohl das eigene Fahrzeug und dessen Insassen als auch andere Verkehrsteilnehmer werden vor Unfällen geschützt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen einer Umgebungskarte ausgebildet, in der für die Gefahrenstelle eine einmalige oder wiederkehrende Zeitspanne hinterlegt ist, in der ein erhöhtes Risiko für einen Unfall besteht. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet zu überprüfen, ob eine aktuelle Uhrzeit innerhalb der Zeitspanne liegt. Durch die Verwendung einer einmaligen oder wiederkehrenden Zeitspanne, also einer Angabe eines Zeitabschnitts, kann beispielsweise auf zeitlich begrenzt vorliegende Gefahrensituationen eingegangen werden. Oft gibt es Gefahrenstellen, die nur zu bestimmten Zeiten ein erhöhtes Risiko für Unfälle aufweisen, wie beispielsweise an Schulen an Vormittagen außerhalb der Ferienzeiten oder auch im Bereich von Landstraßen am Abend bei erhöhtem Wildwechselaufkommen, insbesondere zur Erntezeit. Um derartige Situationen abbilden zu können, ist es vorteilhaft, für eine Gefahrenstelle eine einmalige oder wiederkehrende Zeitspanne als Gefahrenkriterium zu hinterlegen. Diese Zeitspanne kann auch datumsabhängig sein. Es ergibt sich eine verbesserte Zielrichtung bei der Ausgabe von Warnsignalen. Warnsignale werden nur dann ausgegeben, wenn konkret ein Anlass dazu besteht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen einer Umgebungskarte ausgebildet, in der für die Gefahrenstelle ein Zielbereich hinterlegt ist, innerhalb dessen eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen Aufenthalt eines weiteren Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fußgängers oder Fahrradfahrers, besteht. Die Ausgabeeinheit ist zum Ausgeben eines auf den Zielbereich gerichteten Warnsignals ausgebildet. Unter einem gerichteten Warnsignal wird dabei ein Warnsignal verstanden, das auf einen bestimmten örtlichen Bereich zielt, um in diesem Bereich verbessert wahrnehmbar zu sein. Insoweit ist die Ausgabeeinheit also dazu ausgebildet, für das Warnsignal eine Richtung anzugeben. Diese Richtung wird basierend auf dem hinterlegten Zielbereich festgelegt. Beispielsweise kann für eine Gefahrenstelle angegeben sein, dass in einem bestimmten Zielbereich eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für einen Aufenthalt von gefährdeten anderen Verkehrsteilnehmern besteht. Das Warnsignal wird auf diesen Zielbereich fokussiert, um diese Verkehrsteilnehmer zu warnen. Insoweit wird ebenfalls die Ausgabe des Warnsignals weiter verbessert, um zielgerichtet zu warnen. Die Sicherheit aller Beteiligten wird weiter erhöht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen einer basierend auf einer Unfallstatistik, einer Studie zu Unfällen und/oder an vorbekannten Gefahrenstellen angebrachten Warnzeichen erstellten Umgebungskarte ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass bei der Erstellung der Umgebungskarte für die Definition der Gefahrenstellen und der zugeordneten Gefahrenkriterien auf Statistiken, Studien, Erfahrungsberichte anderer Verkehrsteilnehmer oder auch Warnzeichen zurückgegriffen wird. Durch die Verwendung derartiger Informationen wird eine zielgerichtete Ausgabe von Warnsignalen sichergestellt. Die Sicherheit wird verbessert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Kinematiksignals mit Informationen zu einem aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs, insbesondere einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist zum Überprüfen, ob ein auf den aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Kinematiksignal ausgebildet. Insoweit wird bei der Bewertung, ob ein Warnsignal ausgegeben werden soll oder nicht, ein aktueller Bewegungszustand des Fahrzeugs an der Gefahrenstelle berücksichtigt. Beispielsweise kann für ein schnelles Fahrzeug eine Ausgabe eines Warnsignals erforderlich sein, wohingegen dies für ein langsames Fahrzeug nicht notwendig ist. Es erfolgt eine zielgerichtete und situationsadäquate Ausgabe von Warnsignalen. Die Sicherheit aller Beteiligten wird erhöht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Wettersignals mit Informationen zu aktuellen Wetterverhältnissen im Bereich des Fahrzeugs ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist zum Überprüfen, ob ein auf die aktuellen Wetterverhältnisse bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Wettersignal ausgebildet. Das aktuelle Wetter wird bei der Ausgabe des Warnsignals berücksichtigt. Beispielsweise kann, davon ausgehend, dass nur bei bestimmten Wetterverhältnissen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für Unfälle besteht, ein entsprechendes Gefahrenkriterium hinterlegt sein. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der aktuellen Wetterverhältnisse wird insoweit die Ausgabe des Warnsignals weiter angepasst. Lediglich, wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine Warnung notwendig ist, wird eine solche ausgegeben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Sichtsignals mit Informationen zu aktuellen Licht- und Sichtverhältnissen im Bereich des Fahrzeugs ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist zum Überprüfen, ob ein auf die aktuellen Licht- und Sichtverhältnisse bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Sichtsignal ausgebildet. Es wird eine Abhängigkeit von aktuellen Licht- und Sichtverhältnissen ermöglicht. Oft hängen Unfallwahrscheinlichkeiten bzw. Gefahrensituationswahrscheinlichkeiten von aktuellen Licht- und Sichtverhältnissen ab. Dadurch, dass diese berücksichtigt werden, kann insoweit eine situationsadäquate Ausgabe des Warnsignals nur in Situationen, wenn dies erforderlich ist, erfolgen. Die Sicherheit wird weiter verbessert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Umgebungssensorsignals mit Informationen zu Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist zum Überprüfen, ob ein auf Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Umgebungssensorsignal ausgebildet. Vergleichbar zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden zusätzlich Umgebungssensorsignale berücksichtigt. Es kann auf Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs Rücksicht genommen werden und die Ausgabe des Warnsignals von diesen Objekten abhängig gemacht werden. Beispielsweise kann auf parkende Fahrzeuge oder auf andere Verkehrsteilnehmer Rücksicht genommen werden und diese bei der Ausgabe des Warnsignals berücksichtigt werden. Die Umgebungserkennung durch einen Umgebungssensor kann beispielsweise genutzt werden, um zeitlich variable Verdeckungen (geparkter LKW, Fahrzeuge am Straßenrand, Bautellengerüst, etc.) zu erkennen und auf diese zu reagieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeeinheit zum Ansteuern einer optischen Signaleinheit an dem Fahrzeug, insbesondere eines Warnlichts, ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist die Ausgabeeinheit zum Ansteuern einer akustischen Signaleinheit an dem Fahrzeug, insbesondere eines Lautsprechers, ausgebildet. Sowohl eine optische als auch eine akustische Signaleinheit können dabei dazu ausgebildet sein, eine gerichtete Ausgabe des Warnsignals zu ermöglichen. Dadurch, dass optische und akustische Signaleinheiten verwendet werden, kann eine wahrnehmbare Ansprache von anderen Verkehrsteilnehmern, insbesondere von Fußgängern und Radfahrern, erfolgen. Es ergibt sich eine einfach realisierbare und effiziente Warnung anderer Verkehrsteilnehmer. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen der aktuellen Position von einem Satelliten-Kommunikationsmodul, insbesondere von einem GPS-Empfänger, ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen der Umgebungskarte von einem entfernten Server über eine Mobildatenverbindung ausgebildet. Die Verwendung eines GPS-Empfängers entspricht dabei einem Rückgriff auf bereits in modernen Fahrzeugen verfügbare Daten. Durch die Verwendung einer von einem entfernten Server über eine Mobildatenverbindung bereitgestellten Umgebungskarte kann eine ständige Aktualisierung erreicht werden. Insbesondere kann eine regelmäßige Aktualisierung anhand von aktuellen Entwicklungen hinsichtlich der Gefahrenstellen und hinsichtlich der zugeordneten Gefahrenkriterien erfolgen. Es ergibt sich eine weitere Verbesserung der Sicherheit aller beteiligten Verkehrsteilnehmer.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Überprüfen, ob das mindestens eine Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf einer Verkettung mehrerer binärer Entscheidungen ausgebildet. Insoweit wird insbesondere für jedes Gefahrenkriterium überprüft, ob dieses erfüllt ist oder nicht. Nur wenn alle Gefahrenkriterien erfüllt sind, wird das Warnsignal ausgegeben. Es ergibt sich eine einfach umsetzbare und mit geringem Rechenaufwand realisierbare Umsetzung der Auswerteeinheit. Eine effiziente Berechnung wird erreicht. Die Sicherheit kann ohne extremen Aufwand verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeeinheit zum Ausgeben eines Fahrersignals an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgebildet, wenn das Warnsignal ausgegeben wird. Durch eine zusätzliche Ausgabe eines Signals an den Fahrer des Fahrzeugs kann auch dieser darauf hingewiesen werden, dass unter Umständen eine Gefahrensituation vorliegt. Dadurch kann beispielsweise eine erhöhte Aufmerksamkeit des Fahrers erreicht werden. Eine weitere Verbesserung der Sicherheit aller beteiligten Verkehrsteilnehmer wird erreicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen einer Umgebungskarte ausgebildet, in der mehrere Gefahrenstellen in Form von Zonen hinterlegt sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn Zonen bzw. Bereichsangaben als Gefahrenstellen hinterlegt sind.
Hierin wird unter einer Umgebungskarte eine Repräsentation einer Umgebung bzw. eines Gebiets im Hinblick auf Straßen, Radwege, Fußwege etc. verstanden. Eine Umgebungskarte kann dabei in einem beliebigen Format vorliegen. Beispielsweise kann eine Umgebungskarte lediglich einem Ausschnitt aus einer größeren Karte entsprechen. Eine Umgebungskarte umfasst eine Angabe zu einer Gefahrenstelle. Eine Gefahrenstelle kann dabei sowohl eine konkrete Positionierung innerhalb der Umgebungskarte haben als auch einer Zone entsprechen. Beispielsweise kann ein Straßenabschnitt oder auch ein ganzer Stadtteil als Gefahrenstelle definiert sein. Für jede Gefahrenstelle können ein oder mehrere Gefahrenkriterien hinterlegt sein. Die Gefahrenkriterien können dabei unterschiedliche Formate aufweisen. Ein Gefahrenkriterium umfasst Informationen hinsichtlich eines Faktors, durch den die Wahrscheinlichkeit für einen Unfall an dieser Stelle beeinflusst, insbesondere erhöht, wird. In anderen Worten ist ein Gefahrenkriterium ein Kriterium, anhand dessen über das Vorliegen einer Gefahr an dieser Stelle entschieden werden kann. Verkehrsteilnehmer können insbesondere Fußgänger und Radfahrer, aber auch andere Fahrzeuge sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 eine schematische Übersicht über den erfindungsgemäßen Ansatz; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 zum Warnen von Verkehrsteilnehmern 12 vor Gefahrensituationen dargestellt. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 14 sowie einen Kartenserver 16. Der Kartenserver 16 ist dazu ausgebildet, Kartendaten bereitzustellen und diese an die Vorrichtung 14 zu übermitteln. Die Darstellung ist als schematische vogelperspektivische Draufsicht auf eine Verkehrssituation zu verstehen. Das Fahrzeug 18 nähert sich einer Gefahrenstelle 20 über eine Straße 22. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass beim Erreichen der Gefahrenstelle 20 ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn eine zu der Gefahrenstelle 20 zugehörige Bedingung (Gefahrenkriterium) erfüllt ist.
Im dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung 14 in das Fahrzeug 18 integriert. Die zu warnenden Verkehrsteilnehmer 12 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Kinder. Ebenso können Fahrer anderer Fahrzeuge und andere Verkehrsteilnehmer gewarnt werden. Die Gefahrenstelle 20 ist ein Bereich in der Umgebung einer Straße 22 vor einer Schule 24. Insoweit ist eine Gefahrenstelle entweder ein Bereich oder eine einzelne Stelle mit einem erhöhten Gefahrenpotential für Unfälle bzw. Gefahrensituationen. Beispiele für Gefahrenstellen sind Bereiche vor Schulen und Kindergärten, Bereiche von Landstraßen mit erhöhter Gefahr eines Wildwechsels, wobei in diesem Fall auch Wildtiere, die die Straße überqueren, als zu warnende Verkehrsteilnehmer aufgefasst werden.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass Verkehrsteilnehmer präventiv gewarnt werden. Bisherige Ansätze haben oft den Nachteil, dass Verkehrsteilnehmer außerhalb der Sichtlinie (line of sight) ein Fahrzeug nicht sehen können und auch vom Fahrzeug ausgehend über dessen Sensorik nicht wahrgenommen werden können. Dies kann dazu führen, dass es zu Gefahrensituationen kommt, wenn sich beispielsweise Verkehrsteilnehmer auf die Straße bewegen, die zuvor nicht wahrgenommen werden konnten. Gefahrensituationen sind dabei sowohl auf das eigene Fahrzeug bezogen (beispielsweise kann ein starkes Bremsen eines autonomen Fahrzeugs zu Verletzungen der Insassen führen) als auch auf Unfälle der weiteren Verkehrsteilnehmer. Weitere Verkehrsteilnehmer können insoweit insbesondere verletzliche Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger oder Radfahrer sein. Ebenfalls ist es aber möglich, dass die Straße überquerende Wildtiere als zu warnende weitere Verkehrsteilnehmer aufgefasst werden. Oft ist eine reaktive Kommunikation auf das Erfassen solcher weiteren Verkehrsteilnehmer aufgrund von schlechter Sicht oder auch Okklusion nicht möglich. Eine derartige reaktive Kommunikation hängt insoweit stets von Sensorik und Datenverarbeitung ab.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass frei von einer derartigen Abhängigkeit eine proaktive Kommunikation eingeleitet wird. Bereits vor einem Erkennen eines weiteren Verkehrsteilnehmers und unabhängig davon wird ein Warnsignal ausgegeben, um den Verkehrsteilnehmer aufmerksam zu machen und vor einer möglichen Gefahrensituation zu warnen. Die Gefahrensituation wird insoweit sozusagen bereits vor ihrem Zustandekommen verhindert.
Hierzu werden erfindungsgemäß Risikofaktoren ermittelt, beispielsweise basierend auf Unfallstatistiken und Unfallforschungsergebnissen. Bekannt ist beispielsweise, dass eine Vielzahl von Unfällen unter bestimmten Risikofaktoren stattfinden. Beispielsweise kann es zu Frontalunfällen mit Kindern auf dem Fahrrad insbesondere vormittags im Umfeld von Schulen kommen. Frontal Unfälle mit Wild treten besonders bei Überlandfahrten nachts im Herbst auf. Auffahrunfälle treten insbesondere an Stauenden auf. Insoweit ist bekannt, dass verschiedene Unfallarten von unterschiedlichen Risikofaktoren abhängen. Diese Risikofaktoren können dabei schwach bis stark miteinander korrelieren, wobei eine Kausalität anhand statistischer Werte teilweise nicht nachweisbar ist. Die Abhängigkeit kann insoweit auch nichtlinear sein.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, auf derartiges Vorwissen zurückzugreifen, um proaktiv ein Warnsignal auszugeben und Gefahrensituationen bzw. Unfälle zu verhindern. Insbesondere wird basierend auf einer Nutzung geeigneter Unfallstatistiken o- der Studien etc. eine Entscheidungsgrundlage in Form einer Heuristik bereitgestellt, um proaktiv Signale an andere Verkehrsteilnehmer auszugeben. Insbesondere werden dabei die Signale ausgegeben, noch bevor die anderen Verkehrsteilnehmer wahrgenommen werden. Dies bewirkt eine bessere Interaktion und letztlich einen sichereren und leistungsfähigeren Straßenverkehr. Unfälle und Verletzungen von verletzlichen Verkehrsteilnehmern werden durch eine geeignete Kommunikation reduziert.
In der Fig. 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zum Warnen von Verkehrsteilnehmern dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Eingangsschnittstelle 26, eine Auswerteeinheit 28 sowie eine Ausgabeeinheit 30. Die verschiedenen Einheiten und Schnittstellen können dabei teilweise oder vollständig in Soft- und/oder in Hardware umgesetzt sein. Insbesondere können die Einheiten als Prozessor, Prozessormodule oder auch als Software für einen Prozessor ausgebildet sein. Die Vorrichtung 14 kann insbesondere in Form eines Steuergeräts oder eines Zentralrechners eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs bzw. als Software für ein derartiges Steuergerät bzw. einen derartigen Zentralrechner ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung 14 in Software implementiert sein, die auf einem Zentralcomputer des Fahrzeugs ausgeführt wird und über entsprechende Schnittstellen mit Sensoren bzw. Kommunikationseinrichtungen des Fahrzeugs verbunden ist. Ebenfalls ist es möglich, dass die Vorrichtung 14 einem Mobilgerät entspricht bzw. als Mobilgerät ausgebildet ist, das beispielsweise in oder an einem Fahrzeug mitgeführt wird.
Über die Eingangsschnittstelle 26 werden eine aktuelle Position sowie eine Umgebungskarte empfangen. Die aktuelle Position kann dabei insbesondere von einem Satelliten-Kommunikationsmodul, beispielsweise einem GPS-Empfänger, empfangen werden. Die empfangene Umgebungskarte umfasst insbesondere auch eine Angabe zu einer Gefahrenstelle im Umfeld des Fahrzeugs. Insbesondere ist es möglich, dass dabei Gefahrenstellen in der Umgebungskarte vermerkt sind, die auf Straßen bzw. mittels eines Fahrzeugs erreichbaren Bereichen liegen, die das Fahrzeug demnächst passieren kann bzw. wird. Für eine Gefahrenstelle ist mindestens ein Gefahrenkriterium hinterlegt. Das Gefahrenkriterium besagt dabei, unter welchen Umständen innerhalb der Gefahrenstelle bzw. an der Gefahrenstelle eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für eine Gefahr besteht. Gefahrenkriterien können dabei Uhrzeit- oder Datumsangaben sein. Gegebenenfalls ist es aber auch möglich, dass auf Wetterverhältnisse, Sichtverhältnisse etc. Bezug genommen wird. Insbesondere können für eine Gefahrenstelle mehrere Gefahrenkriterien hinterlegt sein, die dann kumulativ oder auch anteilig erfüllt sein können. Die Umgebungskarte kann dabei über die Eingangsschnittstelle 26 von einem Kartenserver empfangen werden, beispielsweise über eine Mobildatenverbindung. Ebenfalls ist es aber auch möglich, dass die Umgebungskarte von einer lokalen Datenbank innerhalb des Fahrzeugs bzw. innerhalb der Vorrichtung 14 empfangen wird. In der Auswerteeinheit 28 wird überprüft, ob sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet und ob das Gefahrenkriterium erfüllt ist. Beispielsweise kann überprüft werden, ob die aktuelle Position des Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen Bereichs ist. Zudem kann überprüft werden, ob im Falle einer wiederkehrenden Zeitspanne als Gefahrenkriterium die aktuelle Uhrzeit innerhalb dieser wiederkehrenden Zeitspanne liegt.
In Abhängigkeit dieser Überprüfung wird über die Ausgabeeinheit 30 ein Warnsignal ausgegeben. Die Ausgabeeinheit 30 kann dabei an eine entsprechende Ausgabeschnittstelle angebunden sein. Beispielsweise ist es möglich, dass auf eine Lichtanlage oder auch auf eine akustische Ausgabeeinrichtung, wie beispielsweise eine Hupe, zugegriffen wird. Dabei kann es möglich sein, dass das Warnsignal ungerichtet ausgegeben wird, insoweit alle Verkehrsteilnehmer im Umfeld auf eine drohende Gefahrensituation aufmerksam gemacht werden. Ebenfalls ist auch eine gerichtete Ausgabe möglich, wobei das Warnsignal bei einer gerichteten Ausgabe auf einen bestimmten Zielbereich oder auch in Richtung des zu warnenden Verkehrsteilnehmers fokussiert ausgegeben wird. Beispielsweise kann ein Lichtsignal über die Vorderscheinwerfer eines Fahrzeugs ausgegeben werden oder auch ein akustisches Signal über eine Hupe in den Bereich vor dem Fahrzeug projiziert werden.
In Fig. 3 ist schematisch ein Überblick über den erfindungsgemäßen Ansatz dargestellt. Insbesondere ist eine Antizipation von Verkehrsteilnehmern vorgesehen, noch bevor diese wahrgenommen werden können. Dabei wird auf das psychologische Konzept der gedanklichen Antizipation Bezug genommen und dieses in ein technisches System überführt. Bei einem menschlichen Fahrzeugführer ergibt sich eine Einschätzung einer Gefahrensituation basierend auf einer subjektiven Wahrnehmung und dessen früheren Erfahrungen. In vergleichbarer Form wird beim erfindungsgemäßen Ansatz ebenfalls auf Erfahrungswerte in Form eines Modells zugegriffen und diese Erfahrungswerte mit entsprechenden Algorithmen (Heuristiken) zur Entscheidungsfindung ausgewertet.
Die Erfahrungswerte, mit denen das System, das Modell sowie der entsprechende Algorithmus erzeugt werden, können dabei insbesondere aus der Unfallforschung und -Statistik kommen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn eine auf das Einsatzgebiet der Vorrichtung bezogene Unfallforschung und -Statistik verwendet wird, da unter Umständen nicht auszuschließen ist, dass soziale, kulturelle und andere Unterschiede Einfluss auf das Straßenverkehrsverhalten von Verkehrsteilnehmern haben.
Beispielsweise ist es bekannt, dass Unfälle mit Kindern im Schulalter gehäuft zwischen 7 und 8 Uhr am Vormittag und zwischen 13 und 16 Uhr am Nachmittag in der Nähe von Schulen und an Schulwegen auftreten. In entsprechender Weise sind an einem Universitätscampus, in Kneipenvierteln bzw. in der Umgebung eines Kindergartens oft zu bestimmten Uhrzeiten besonders viele Fußgänger und Radfahrer anzutreffen, sodass es regelmäßig zu gefährlichen Situationen kommen kann.
Zusätzlich kann es möglich sein, bereits vorhandene Warnzeichen an Gefahrenstellen zu nutzen. Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen, bei denen auf eine Erkennung von Warnschildern reagiert wird, wird mittels des erfindungsgemäßen Ansatzes auf die eigentliche Gefahrenstelle reagiert, indem präventiv ein Warnsignal ausgegeben wird. Oft besitzen derartige Warnzeichen auch bereits eine Zeitangabe zu Wochentagen und Uhrzeiten, die in das Modell integriert werden kann.
Als Eingangsinformationen, um zu überprüfen, ob die Gefahrenkriterien für eine Gefahrenstelle erfüllt sind, können unterschiedliche Informationen über die Umgebung empfangen und verwendet werden. Beispielsweise können Informationen über die Fahrzeugsensorik (Kamera, Lidar, Radar, Ultraschall etc.) verwendet werden. Wesentlich sind insbesondere Informationen zur aktuellen Position (z. B. als GPS-Koordinaten) und zur aktuellen Zeit (Tageszeit und Datum). Zur Erweiterung können Informationen über den Fahrzeugzustand, Beladungszustand, die Sichtweite, Lichtverhältnisse, Wetter sowie Informationen zum Fahrszenario und zu anderen Verkehrsteilnehmern verwendet werden.
Als Modell kann insbesondere eine Abbildung der Umgebung mit hinterlegten Gefahrenstellen vorgesehen sein. Insbesondere können Unfallschwerpunkte oder andere Gefahrenstellen in einer Karte hinterlegt sein. Diese Karte ist dabei so ausgebildet, dass sie zumindest einen unmittelbaren Betriebsbereich des Fahrzeugs, also eine unmittelbare Umgebung des Fahrzeugs, umfasst. Auf der Karte sind beispielsweise Orte und deren Umgebungsbereiche eingezeichnet. Zudem umfasst die Karte Gefahrenkriterien. Beispielsweise kann in der Karte auch ein Modell über Lichtverhältnisse in Abhängigkeit des Breitengrades und der Uhrzeit bzw. des Datums hinterlegt sein. In diesem Fall wäre es dann erforderlich, dass auf Kalenderinformationen zugegriffen werden kann, um auch Auskünfte über Wochentage, Feiertage etc. verwenden zu können. Als weitere Modellbestandteile können als Gefahrenkriterien auch Wetterinformationen, Sicht- und Lichtverhältnisse oder auch Informationen zur Fahrzeugkinematik, beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, hinterlegt sein.
Der Algorithmus für die Überprüfung in der Auswerteeinheit umfasst dabei insbesondere mehrere Boolesche Abfragen zu Ort und Zeit, welche jeweils eine Signalausgabe triggern können. Zusätzlich kann eine Bayes'sche Logik hinterlegt sein, um mehrere Informationen miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann nachts auf einer Überlandstraße durch bewaldetes Gebiet im Herbst und wenn eine Sichtweite von unter 100 m vorliegt, eine Reaktion sein, als Warnsignal die Nebelscheinwerfer einzuschalten und alle 5 s eine Lichthupe durchzuführen sowie einen Hupvorgang einzuleiten. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn einzelne Entscheidungen zusammengefasst werden, um eine eindeutige Signalausgabe zu ermöglichen.
In der folgenden Tabelle ist für die verwendeten Heuristiken beispielhaft eine Morphologie relevanter Bedingungen (Gefahrenkriterien) gezeigt:
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Die Kriterien können beispielsweise in Bezug auf die unter A) bis H) angegebenen Faktoren festgelegt sein. Ein Gefahrenkriterium wäre besiepilsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 10 und 30 km/h ist. Dieses Gefahrenkriterium ist auf einen aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs bezogen und kann basierend auf einem Kinematiksignal, insbesondere basierend auf einer Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs überprüft werden. Vorteilhafterweise sind für eine Gefahrenstelle mehrere Kriterien hinterlegt, die beispielsweise kumulativ erfüllt sein müssen.
Hinsichtlich der Signalausgabe ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine entsprechende geeignete Schnittstelle wie beispielsweise eine Lichthupe, eine Hupe oder auch einen Warnblinker eines Fahrzeugs anzusteuern. Entsprechend kann diese Ansteuerung auch über eine Meldung an den Fahrer bzw. das autonome Steuerungssystem des Fahrzeugs erfolgen. Weiterhin soll das System über eigene Signalausgabegeräte verfügen, wie beispielsweise Lampen, Lautsprecher oder andere Licht- o- der Schallquellen.
In alternativen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Signalausgabe variiert wird. Zudem kann eine eigene Signalausgabe verhindert werden oder entsprechend auf eine Meldung an einen Fahrer oder das autonome Steuerungssystem des Fahrzeugs verzichtet werden. Ebenfalls ist es möglich, dass die eigene Signalausgabe durch einen Fahrer oder das autonome Fahrzeugsteuerungssystem angesteuert wird. Grundsätzlich kann eine Kopplung über mehrere Fahrzeuge (V2V) bzw. eine Ankopplung an ein Netzwerk vorteilhaft hinzugefügt werden. Ebenfalls ist es möglich, dass eine zusätzliche Eingabe von Informationen über eine V2X-Kommunikation vorgesehen wird. In der Fig. 4 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Warnen von Verkehrsteilnehmern vor Gefahrensituationen dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangens S10 einer aktuellen Position sowie einer Umgebungskarte, des Überprüfens S12, ob sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet und ob das Gefahrenkriterium erfüllt ist, und des Ausgebens S14 eines Warnsignals. Das Verfahren kann insbesondere in Form einer Software implementiert sein, die auf einem Prozessor eines Fahrzeugs bzw. eines Fahrzeugsteuergeräts oder eines Zentralrechners eines Fahrzeugs ausgeführt wird. Es versteht sich, dass das Verfahren auch als Smartphone-App implementiert sein kann.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger ge- speichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Bezuqszeichen
System
Verkehrsteilnehmer
Vorrichtung
Kartenserver
Fahrzeug
Gefahrenstelle
Straße
Schule
Eingangsschnittstelle
Auswerteeinheit
Ausgabeeinheit

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (14) zum Warnen von Verkehrsteilnehmern (12) vor Gefahrensituationen, mit: einer Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen einer aktuellen Position eines Fahrzeugs (18) sowie einer Umgebungskarte mit Informationen zu einer Gefahrenstelle (20) im Umfeld der aktuellen Position des Fahrzeugs, wobei in der Umgebungskarte für die Gefahrenstelle mindestens ein Gefahrenkriterium hinterlegt ist; einer Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet basierend auf der aktuellen Position und der Umgebungskarte und ob das mindestens eine Gefahrenkriterium dieser Gefahrenstelle erfüllt ist; und einer Ausgabeeinheit (30) zum Ausgeben eines Warnsignals an Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet und das mindestens eine Gefahrenkriterium erfüllt ist.
2. Vorrichtung (14) nach Anspruch 1 , wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen einer Umgebungskarte ausgebildet ist, in der für die Gefahrenstelle (20) eine einmalige oder wiederkehrende Zeitspanne hinterlegt ist, in der ein erhöhtes Risiko für einen Unfall besteht; und die Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob eine aktuelle Uhrzeit innerhalb der Zeitspanne liegt ausgebildet ist.
3. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen einer Umgebungskarte ausgebildet ist, in der für die Gefahrenstelle (20) ein Zielbereich hinterlegt ist, innerhalb dessen eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen Aufenthalt eines weiteren Verkehrsteilnehmers (12), insbesondere eines Fußgängers oder Fahrradfahrers, besteht; und die Ausgabeeinheit (30) zum Ausgeben eines auf den Zielbereich gerichteten Warnsignals ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen einer basierend auf einer Unfallstatistik, einer Studie zu Unfällen und/oder an vorbekannten Gefahrenstellen (20) angebrachten Warnzeichen erstellten Umgebungskarte ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen eines Kinematiksignals mit Informationen zu einem aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs (18), insbesondere einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ausgebildet ist; und die Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob ein auf den aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Kinematiksignal ausgebildet ist.
6. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen eines Wettersignals mit Informationen zu aktuellen Wetterverhältnissen im Bereich des Fahrzeugs (18) ausgebildet ist; und die Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob ein auf die aktuellen Wetterverhältnisse bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Wettersignal ausgebildet ist.
7. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen eines Sichtsignals mit Informationen zu aktuellen Licht- und Sichtverhältnissen im Bereich des Fahrzeugs (18) ausgebildet ist; und die Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob ein auf die aktuellen Licht- und Sichtverhältnisse bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Sichtsignal ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen eines Umgebungssensorsignals mit Informationen zu Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs (18) ausgebildet ist; und die Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob ein auf Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs bezogenes Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf dem Umgebungssensorsignal ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausgabeeinheit (30) zum Ansteuern einer optischen Signaleinheit an dem Fahrzeug (18), insbesondere eines Warnlichts, ausgebildet ist; und/oder einer akustischen Signaleinheit an dem Fahrzeug, insbesondere eines Lautsprechers, ausgebildet ist.
10. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen der aktuellen Position von einem Satelliten-Kommunikationsmodul, insbesondere von einem GPS-Empfänger, ausgebildet ist; und/oder der Umgebungskarte von einem entfernten Server über eine Mobildatenverbindung ausgebildet ist.
11 . Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (28) zum Überprüfen, ob das mindestens eine Gefahrenkriterium erfüllt ist, basierend auf einer Verkettung mehrerer binärer Entscheidungen ausgebildet ist.
12. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausgabeeinheit (30) zum Ausgeben eines Fahrersignals an einen Fahrer des Fahrzeugs (18) ausgebildet ist, wenn das Warnsignal ausgegeben wird.
13. System (10) zum Warnen von Verkehrsteilnehmern (12) vor Gefahrensituationen, mit: einer Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche; und einem Kartenserver (16) zum Bereitstellen von aktuellen Kartendaten.
14. Verfahren zum Warnen von Verkehrsteilnehmern (12) vor Gefahrensituationen, mit den Schritten:
Empfangen (S10) einer aktuellen Position eines Fahrzeugs (18) sowie einer Umgebungskarte mit Informationen zu einer Gefahrenstelle (20) im Umfeld der aktuellen Position des Fahrzeugs, wobei in der Umgebungskarte für die Gefahrenstelle mindestens ein Gefahrenkriterium hinterlegt ist; Überprüfen (S 14), ob sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet basierend auf der aktuellen Position und der Umgebungskarte und ob das mindestens eine Gefahrenkriterium dieser Gefahrenstelle erfüllt ist; und
Ausgeben (S16) eines Warnsignals an Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug an der Gefahrenstelle befindet und das mindestens eine Gefahrenkriterium erfüllt ist.
15. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 14, wenn der Programm code auf einem Computer ausgeführt wird.
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