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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein oder
in einem Fahrzeug, sowie weiterhin ein Verfahren zur Verkehrslenkung
zwischen einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug.
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Rettungsfahrzeuge
und Polizeifahrzeuge verwenden akustische und visuelle Signale,
um eine höhere
Geschwindigkeit im Straßenverkehr
zu erreichen und um von anderen Verkehrsteilnehmern wahrgenommen
zu werden. Oft bleibt aber die Richtung, aus der die Signale kommen,
oder die Fahrspur, die sie betreffen, für Fahrer anderer Fahrzeuge unklar.
Oft sind auch Fahrer anderer Fahrzeuge durch das sonstige Verkehrsgeschehen
soweit abgelenkt, dass sie die Signale nicht, oder erst spät wahrnehmen.
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Die
KR-2003096891-A offenbart
ein Verfahren zur Unterstützung
eines Rettungsfahrzeugs mittels eines drahtlosen Netzwerks, das
einen stationären
Server zur Verwaltung des Rettungsfahrzeugs und entlang von Fahrspuren
postierte Funkstationen umfasst. Um eine Fahrspur für das Rettungsfahrzeug zu
räumen,
werden über
den Server die an der betreffenden Fahrspur postierten Funkstationen
angewiesen, eine Warnungsmeldung an die auf der Fahrspur fahrenden
gewöhnlichen
Fahrzeuge zu senden.
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Die
US 2005/0088318 offenbart
ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug,
das ohne ein stationäres
Netzwerk auskommt. Zum Senden von Prioritätsnachrichten wird auf einen
gesonderten Prioritätskanal
zurückgegriffen.
Hierbei sendet ein Führungsfahrzeug
wiederholt eine Prioritätsnachricht
aus und pausiert zwischen den Wiederholungen, bis eine maximale
Anzahl von Wiederholungen erreicht ist.
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Es
besteht ein Bedarf an einem drahtlosen System zur Verkehrslenkung,
das einerseits ohne aufwändige
stationäre
Komponenten auskommt, andererseits aber den Fahrern der beteiligten
Fahrzeuge hinreichende Sicherheit bietet, eine berechtigte Prioritätsnachricht
zu empfangen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein oder
in einem Fahrzeug bereit. Die Vorrichtung umfasst einen Speicher, der
eine Eigenprioritätskennung
des Fahrzeugs speichert, und einen Empfänger, der ein eine Fremdprioritätskennung
umfassendes drahtloses Fremdsignal empfängt. Weiterhin vorgesehen sind
ein Prioritätsvergleicher,
der vergleicht, ob die Fremdprioritätskennung eine höhere Priorität kennzeichnet
als die Eigenprioritätskennung,
und eine Fahrerinformationseinheit, die eine Information an einen
Fahrer des Fahrzeugs ausgibt, wenn die Fremdprioritätskennung
eine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Eigenprioritätskennung.
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Die
Fahrerassistenzvorrichtung hat den Vorteil, dass sie ohne ein stationäres Funknetz
auskommt, d.h. auf reiner Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation beruht.
Ein besonderer Kostenvorteil entsteht dadurch, dass die Prioritätskennung
im Speicher abgelegt ist, was ermöglicht, denselben Typ von Fahrerassistenzvorrichtung
sowohl in gewöhnlichen Fahrzeugen
als auch z.B. in Rettungs- oder Polizeifahrzeugen zu installieren.
Darüber
hinaus ermöglicht
es die Erfindung, die Prioritätskennung
z.B. als eine Zahl zu speichern, so dass eine feine Abstufung unterschiedlicher
Prioritäten
erreicht werden kann, wodurch beispielsweise Bussen eine höhere Priorität zugewiesen
werden kann, als gewöhnlichen
Personenfahrzeugen, aber eine niedrigere als sie etwa Rettungsfahrzeugen
zugewiesen wird. Durch Sichern des Speichers z.B. durch Verwenden
einer Chipkarte kann zudem eine missbräuchliche Annahme einer höheren Priorität verhindert
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
weiterhin ein Sender vorgesehen, der ein die Eigenprioritätskennung
umfassendes drahtloses Eigensignal des Fahrzeugs aussendet. Hierdurch
wird ermöglicht,
fremden, in gleicher Weise ausgestatteten Fahrzeugen die eigene
Priorität
mitzuteilen, so dass diese entsprechend reagieren können, beispielsweise
durch ein Ausweichmanöver
des fremden Fahrzeugs, wenn dessen Priorität niedriger ist als die eigene
Priorität.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
weiterhin ein Umsetzer vorgesehen, der Informationen des drahtlosen
Fremdsignals erneut aussendet. Hierdurch kann eine besonders hohe
Funkreichweite erzielt werden, indem ein Fahrzeug das empfangene
Signal in der Art einer Kette an das nächste Fahrzeug weitergibt.
Auf diese Weise kann z.B. eine Nachricht eines Rettungswagens von
zahlreichen Fahrzeugen entlang eines langen Abschnitts einer Fahrspur
empfangen werden, die der Rettungswagen zu befahren beabsichtigt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
weiterhin eine Fahrzeugsteuerungseinheit vorgesehen, die in eine
Steuerung des Fahrzeugs eingreift, wenn die Fremdprioritätskennung
eine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Eigenprioritätskennung. Dies hat den besonderen
Vorteil, dass auch dann, wenn der Fahrer des Fahrzeugs die ausgegebene
Information übersieht
oder bewusst ignoriert, das Fahrzeug z.B. aus einer durch ein Rettungsfahrzeug
benötigten Spur
gelenkt werden kann.
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Unter
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Verkehrslenkung zwischen einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug
bereit. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. Zunächst wird
eine Prioritätskennung des
ersten Fahrzeugs gespeichert. In einen weiteren Schritt wird ein
drahtloses Empfangssignal empfangen, das eine Prioritätskennung
des zweiten Fahrzeugs umfasst. Anschließend wird verglichen, ob die Prioritätskennung
des zweiten Fahrzeugs eine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Prioritätskennung des
ersten Fahrzeugs. Wenn die Prioritätskennung des zweiten Fahrzeugs
eine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Prioritätskennung
des ersten Fahrzeugs, wird eine Information an einen Fahrer des
ersten Fahrzeugs ausgegeben. Vorzugsweise ist weiterhin ein Schritt
des Sendens eines die Prioritätskennung
des ersten Fahrzeugs umfassenden drahtlosen Sendesignals vorgesehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst
das empfangene drahtlose Kommunikationssignal Positionsdaten des
zweiten Fahrzeugs. Weiterhin ist vorgesehen, gleichfalls Positionsdaten des
ersten Fahrzeugs zu ermitteln. Anhand der Positionsdaten des ersten
Fahrzeugs und der Positionsdaten des zweiten Fahrzeugs wird beurteilt,
ob eine Begegnung des ersten Fahrzeug und des zweiten Fahrzeugs
bevorsteht, wobei die Information an den Fahrer nur ausgegeben wird,
wenn dies der Fall ist. Auf diese Weise wird ermöglicht, für das betreffende Fahrzeug
relevante Informationen von nicht relevanten zu trennen. Vorzugsweise
umfassen die Positionsdaten des ersten und/oder des zweiten Fahrzeugs
Daten über
eine Bewegungsrichtung des ersten bzw. zweiten Fahrzeugs. Solche
Daten sind insbesondere ein Navigationsziel, eine Fahrgeschwindigkeit
und/oder eine Fahrspurzuordnung. Auf diese Weise wird ermöglicht,
mit größerer Sicherheit
festzustellen, ob die Fahrzeuge sich aufeinander zu bewegen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist weiterhin ein Schritt des Eingreifens in eine Steuerung des
ersten Fahrzeugs vorgesehen, wenn die Fremdprioritätskennung
eine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Eigenprioritätskennung. Vorzugsweise erfolgt
das Eingreifen in die Steuerung derart, dass das erste Fahrzeug
dem zweiten Fahrzeug ausweicht, und diesem hierdurch freie Fahrt
gewährt.
Insbesondere weicht das erste Fahrzeug von einer ersten Fahrspur
auf eine zweite Fahrspur aus, z.B. von einer Fahrspur in der Mitte
der Fahrbahn auf eine Fahrspur am Fahrbahnrand.
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ZUSAMMENFASSUNG DER FIGUREN
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Fahrerassistenzvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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2 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Verkehrslenkung zwischen
einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, und
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3 ist
eine Sicht von oben auf ein Ausweichmanöver gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt
ein Blockdiagramm einer Fahrerassistenzvorrichtung 100 für ein Fahrzeug
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Die Fahrerassistenzvorrichtung 100 beinhaltet
einen Empfänger 106,
der mit einer Empfangsantenne 107 verbunden ist, sowie
einen Sender 112, der mit einer Sendeantenne 314 verbunden
ist. Dabei kann auch eine einzige Antenne gleichzeitig als die Empfangs-
und Sendeantenne funktionieren. In einem Signalweg zwischen Empfänger 106 und
Sender 112 befindet sich ein Umsetzer 114.
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Der
Sender 112 ist mit einem Speicher 104 verbunden,
in dem eine Prioritätskennung 105 des Fahrzeugs
gespeichert ist. Die Prioritätskennung
ist hier beispielhaft als "P3" gekennzeichnet,
entsprechend einer Stufe auf einer gegebenen Prioritätsskala.
Alternativ kann die Priorität
auch stufenlos z.B. als eine reelle Zahl, oder auch als ein mehrdimensionaler
Vektor definiert sein. Weiterhin ist der Sender 112 mit
einer Positionierungseinheit 124 verbunden, die Daten über die
aktuelle Position des Fahrzeugs bereitstellt. Diese Daten können z.B.
einem GPS-Empfänger
entstammende geografische Koordinaten umfassen, wie auch Navigationsziele
einer Navigationsvorrichtung an Bord des Fahrzeugs, oder eine am
Tachometer abgegriffene Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Ein
Prioritätsvergleicher 108 steht
mit dem Empfänger 106 in
Verbindung. Darüber
hinaus ist der Prioritätsvergleicher 108,
ebenso wie der Sender 112, mit dem Speicher 104 und
der Positionierungseinheit 124 verbunden. Der Prioritätsvergleicher 108 liefert
Signale an eine Fahrerinformationseinheit 110 zur Ausgabe
von Informationen an den Fahrer. Zu diesem Zweck enthält diese
geeignete Mittel wie Lautsprecher oder Anzeigeelemente. Weiterhin
liefert der Prioritätsvergleicher 108 Signale
an eine Fahrzeugsteuerungseinheit 115 vorgesehen ist, die mit
der Steuerung 116 des Fahrzeugs verbunden ist und in sie
eingreifen kann.
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Im
Betrieb sendet der Sender 112 ein drahtloses Kommunikationssignal 122 des
Fahrzeugs aus, in dem die Prioritätskennung 105 des
Fahrzeugs enthalten ist. Nicht gezeigt sind die Positionsinformationen,
die der Sender 112 von der Positionierungseinheit 124 erhält und ebenfalls
mit dem Kommunikationssignal 122 des Fahrzeugs aussendet.
Der Empfänger 106 empfängt gleichzeitig
entsprechende Kommunikationssignale 118 eines oder mehrerer
anderer Fahrzeuge, die sich in der Nähe befinden. Das gezeigte Kommunikationssignal 118 enthält eine
Prioritätskennung 120 eines
fremden Fahrzeugs, hier beispielhaft als „P1" gekennzeichnet.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Verkehrslenkung zwischen
einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, z.B. mittels Fahrerassistenzvorrichtungen wie der
in 1 gezeigten, die jeweils in den Fahrzeugen installiert
sind.
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In
einem ersten Schritt 200 wird eine Prioritätskennung
des ersten Fahrzeugs gespeichert, beispielsweise in einem Speicher
wie dem in 1 gezeigten. In einem weiteren
Schritt 208 wird diese Prioritätskennung als Bestandteil eines
drahtlosen Kommunikationssignals des Fahrzeugs ausgesendet, so dass
in der Nähe
befindliche weitere Fahrzeuge, darunter auch das erwähnte zweite
Fahrzeug, die Priorität
des ersten Fahrzeugs dem Signal entnehmen können.
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In
Schritt 202 wird umgekehrt ein drahtloses Empfangssignal
des zweiten Fahrzeugs empfangen. Dieses Empfangssignal umfasst in
analoger Weise eine Prioritätskennung
des zweiten Fahrzeugs. Ebenfalls enthalten sind Positionsdaten des
zweiten Fahrzeugs, wie z.B. Ort, Geschwindigkeit und eine Kennung
der Straße
und Fahrspur, auf denen das zweite Fahrzeug sich bewegt. In Verzweigungsschritt 204 wird
verglichen, ob die Prioritätskennung
des zweiten Fahrzeugs eine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Prioritätskennung
des ersten Fahrzeugs. Der Vergleich kann z.B. ein einfacher Größenvergleich
zweier reeller Zahlen sein, oder auch eine nach einem beliebigen,
vorbestimmten Algorithmus ablaufende Auswertung einer aus verschiedenen
Bestandteilen zusammengesetzten komplexen Prioritätskennung.
Wenn die Prioritätskennung
des zweiten Fahrzeugs keine höhere
Priorität
kennzeichnet als die Prioritätskennung
des ersten Fahrzeugs, wird zu Alternative 218 verzweigt
und in Schritt 208 erneut ein Kommunikationssignal gesendet.
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Kennzeichnet
jedoch die Prioritätskennung des
zweiten Fahrzeugs eine höhere
Priorität
als die Prioritätskennung
des ersten Fahrzeugs, wird zu Alternative 216 verzweigt.
In Schritt 210 werden sodann Positionsdaten des ersten
Fahrzeugs ermittelt. Alternativ kann dieses Ermitteln auch zu Beginn
des Verfahrens erfolgen, so dass die Positionsdaten des ersten Fahrzeugs
beispielsweise mit dem in Schritt 208 übertragenen Kommunikationssignal
ausgesendet werden können.
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In
Verzweigungsschritt 212 wird anhand der Positionsdaten
des ersten Fahrzeugs und der Positionsdaten des zweiten Fahrzeugs
beurteilt, ob eine Begegnung des ersten Fahrzeug und des zweiten Fahrzeugs
bevorsteht. Ist dies nicht der Fall, wird das Fahrzeug ignoriert,
nach Alternative 222 verzweigt und das Verfahren mit dem
erneuten Aussenden des Kommunikationssignals in Schritt 208 fortgesetzt. Zeigt
sich jedoch, dass eine Begegnung des ersten Fahrzeug und des zweiten
Fahrzeugs bevorsteht, wird nach Alternative 220 verzweigt
und in Schritt 206 eine Information an einen Fahrer des
ersten Fahrzeugs ausgegeben, zum Beispiel durch ein optisches oder
akustisches Signal. In Schritt 214 greift die Fahrerassistenzvorrichtung
aktiv in die Steuerung ein, beispielsweise um das erste Fahrzeug
vor der voraussichtlichen Begegnung mit dem zweiten Fahrzeug ausweichen
zu lassen.
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3 zeigt
eine Sicht von oben auf ein solches Ausweichmanöver. Zu sehen ist ein Abschnitt einer
Straße 300 mit
einer rechten Fahrspur 304 und einer linken Fahrspur 302,
auf dem sich drei Fahrzeuge 306, 308, 310 bewegen.
An jedem Fahrzeug befindet sich eine Antenne 314, 314', 314'', die ein Kommunikationssignal
einer jeweils installierten Fahrerassistenzvorrichtung abstrahlt.
Dabei ist die Priorität
des vorn fahrenden Fahrzeugs 306 als "P2" gekennzeichnet,
während
die Prioritäten
der hinten fahrenden Fahrzeuge 308, 310 jeweils
mit "P1" gekennzeichnet sind.
Jedes Fahrzeug 306, 308, 310 empfängt die
Kommunikationssignale der jeweils anderen Fahrzeuge.
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Dabei
stellt insbesondere die Fahrerassistenzvorrichtung im vorn fahrenden
Fahrzeug 306, dass die hinten fahrenden Fahrzeuge 310, 308 eine höhere Priorität besitzen.
Zum Verständnis
der Darstellung soll zudem angenommen werden, dass die empfangenen
Positionsdaten des hinten links fahrenden Fahrzeugs 310 eine
höhere
Fahrgeschwindigkeit, die empfangenen Positionsdaten des hinten rechts
fahrenden Fahrzeugs 308 eine höhere Fahrgeschwindigkeit anzeigen.
Unter diesen Voraussetzungen kommt die Fahrerassistenzvorrichtung
zu dem Urteil, dass eine Begegnung mit dem hinten links fahrenden
Fahrzeug 310, nicht jedoch mit dem hinten rechts fahrenden
Fahrzeug 308 bevorsteht. Dementsprechend wird eine Information
an den Fahrer des vorn fahrenden Fahrzeugs ausgegeben und durch
die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Ausweichmanöver 312 von der linken 302 auf
die rechte 304 Fahrspur eingeleitet.