-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Stauendes und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Stauendes.
-
Stand der Technik
-
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge, basierend auf einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation (C2C, Car-to-Car) Objektdaten und/oder kinematische Größen von Fahrzeugen, bspw. Positionen, Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen, untereinander austauschen und daraus eine vorausliegende Verkehrssituation interpretieren können. Eine mögliche Anwendung hierfür ist ein Stauendewarner. Hierbei wird ein vorausliegender Stau detektiert, was z. B. durch charakteristische Bremsvorgänge oder auch durch kollektive Phänomene wie Stauwellen erfolgt. Eine aktuelle Position S des Stauendes kann als Kilometerangabe der befahrenen Straße sehr genau bestimmt werden, sobald ein mit einer C2C-Einheit ausgerüstetes Fahrzeug darauf zufährt und seine Fahrt verlangsamt. Dieses Fahrzeug sendet eine Warnmeldung und/oder Informationsmeldung aus, aus der ein nachfolgendes EGO- bzw. Eigen-Fahrzeug die Entfernung zum Stauende berechnen und ggf. den Fahrer warnen oder gar bremsend eingreifen kann. Diese Warnmeldung und/oder Informationsmeldung erreicht das Eigen-Fahrzeug direkt oder auch über mehrere dazwischen liegende Fahrzeuge, die ebenfalls mit C2C-Einheiten ausgestattet sind, über eine sog. Multihop-Übertragung, bei der die Meldung von Fahrzeug zu Fahrzeug weitergeleitet wird.
-
Die Übertragung der Meldung kann auch durch einen Transport der damit verbundenen Information mittels eines in Gegenrichtung fahrenden Fahrzeugs, bspw. eines sogenannten Relais-Fahrzeugs (store and forward), erfolgen.
-
Es ist allerdings bei der momentan geringen Ausstattungsrate von C2C-Einheiten in Fahrzeugen wahrscheinlich, dass zwischen der Detektion des Stauendes und dem Empfang der Botschaft eine Zeitspanne Δt vergeht. Abhängig von der Zahl der in der Zwischenzeit am Stauende angekommenen Fahrzeuge hat sich eine Position S des Stauendes mehr oder weniger stark verändert, wobei die Position S des Stauendes dem Eigen-Fahrzeug üblicherweise näher gerückt ist. Eine Warnung darüber, dass sich das Stauende unverändert an der Position S befindet, ist somit wenig hilfreich und ggf. sogar gefährlich, da die Information darüber veraltet sein kann.
-
Die Druckschrift
DE 103 16 451 A1 betrifft ein Sicherheitssystem für den Straßenverkehr zur Verkehrsregelung einer Gesamtheit von Fahrzeugen, die einen vorgegebenen Verkehrsraum befahren und zwischen denen Informationen austauschbar sind. Bei einer Gefährdungssituation werden von einem gefährdeten Fahrzeug Informationen, die die Gefährdungssituation charakterisieren, zusammen mit einer Standortinformation ausgesendet. Die ausgesendeten Informationen werden von der Gesamtheit von Fahrzeugen empfangen und ausgewertet. Abhängig von dem Ergebnis der Auswertung werden die Fahrzeuge Risikoklassen zugeordnet. Abhängig von dieser Zuordnung werden Maßnahmen zur Verringerung des Risikos vorgesehen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
-
Mit der Erfindung ist typischerweise ein verbessertes Erkennen einer Position eines Stauendes möglich, da im Rahmen der Erfindung Informationen der bereitgestellten Position des Stauendes unter Berücksichtigung mindestens eines Parameters zu einer aktuellen Verkehrssituation aktualisiert werden können.
-
Hierzu wird eine hinsichtlich des Sicherheitsaspekts nützliche C2X-Funktion, die eine Kommunikation von Fahrzeugen mit anderen Fahrzeugen und/oder Infrastruktureinrichtungen umfasst, genutzt. Die Infrastruktureinrichtungen sind bspw. zur Verkehrsflussmessung, Mauterfassung usw. ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist eine Bestimmung einer lokalen C2X-Ausstattungsrate für Fahrzeuge, die eine Straße befahren, vorgesehen. Die C2X-Funktion kann für viele andere Funktionen genutzt werden, wobei die Algorithmik für diese Funktionen an die Ausstattungsrate A angepasst werden kann.
-
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine Aktualisierung der Position S des Stauendes. Hierzu kommuniziert ein EGO- bzw. Eigen-Fahrzeug zusätzlich mit einer Infrastruktureinrichtung über eine Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation (C2I, car-to-infrastructure). Diese Infrastruktureinrichtung ist bspw. mit einer Kontaktschleife verbunden, die sämtliche Fahrzeuge in Fahrtrichtung des Eigen-Fahrzeugs erfasst.
-
Derartige Infrastruktureinrichtungen befinden sich zumindest direkt hinter jeder Anschlussstelle (Zufahrt/Auffahrt) einer typischerweise als Autobahn oder Schnellstraße ausgebildeten Straße. Im Rahmen des Verfahrens können nachfolgende Parameter zu der Verkehrssituation ermittelt werden: die Anzahl N der Fahrzeuge, der üblicherweise herrschende lokale Verkehrsfluss Φ, eine eindeutige Identität ID zur Identifikation eines k-ten Fahrzeugs, wobei k fortlaufend von 1 bis einem ausreichend großen Wert ist, dessen Überlaufen kein Problem darstellt, der Zeitpunkt tk des Passierens der Infrastruktureinrichtung durch ein k-tes Fahrzeug, die aktuelle Geschwindigkeit vk des k-ten Fahrzeugs, eine Statusinformation bzw. ein Flag ek, die bzw. das nur für C2X-Fahrzeuge wahr und für andere Fahrzeuge falsch ist, und ggf. Spurinformationen, durch die angegeben wird, ob sich das k-te Fahrzeug auf einer linken, mittleren oder rechten Spur der Straße befindet. Die Statusinformation ek wird durch eine Antwortaufforderung der Infrastruktureinrichtung ermittelt, wobei ein antwortendes Fahrzeug mit einer C2X-Einheit ausgestattet ist.
-
Im folgenden ist die Zeitspanne, nach der das Eigen-Fahrzeug eine von dem beobachteten Fahrzeug eine Information über das Stauende erhält, Δt = 5 min. Bei einer möglichen Ausführung der Erfindung wird zunächst aus dem lokalen Verkehrsfluss Φ, mit dem eine Anzahl vorbeifahrender Fahrzeuge pro Zeiteinheit angegeben wird, die Anzahl der Fahrzeuge N = ΦΔt bestimmt. Danach wird aus einer sog. Perlenkette, die angibt, wie viele Fahrzeuge, die keine C2X-Einheit aufweisen, zwischen Fahrzeugen, die mit C2X-Einheiten ausgestattet sind, ankommen, die Anzahl N aktualisiert. Durch Kenntnis von tk und vk kann die weitere Trajektorie des k-ten Fahrzeugs fortgeschrieben werden. Damit können auch noch evtl. Überholvorgänge berücksichtigt werden, so dass die Anzahl N der Fahrzeuge noch genauer bestimmt werden kann.
-
Unter Berücksichtigung der Anzahl N der Fahrzeuge, des Platzbedarfs Δp eines Fahrzeugs und der Anzahl der Spuren der Straße, auf denen die Fahrzeuge parallel nebeneinander angeordnet sein können, kann bestimmt werden, wie weit sich das Stauende ausgehend von der beobachteten Position S um die Strecke Δs, bspw. in Richtung des Eigen-Fahrzeugs verschoben hat. Hierzu gilt z. B. die Formel: S' = S + Δs = S + NΔp = S + ΔtΦΔp.
-
Die Strecke Δs ergibt sich bspw. aus dem Produkt des durchschnittlichen Platzbedarfs Δp und der Anzahl N der Fahrzeuge. Falls Δs positiv ist, hat sich das Stauende in Richtung des Eigen-Fahrzeugs bewegt. Falls Δs negativ ist, hat sich das Stauende vom Eigen-Fahrzeug entfernt. Die aktuelle Position S' wird in der Regel von dem Verarbeitungsmodul, das in dem Eigen-Fahrzeug angeordnet ist, unter Ausführung eines Algorithmus bestimmt.
-
Im Rahmen der Erfindung wird zwischen den Fahrzeugen und der Infrastruktureinrichtung eine C2X-Kommunikation zwischen mindestens zwei Fahrzeugen und/oder mindestens einem Fahrzeug und mindestens einer Infrastruktureinrichtung durchgeführt. Demnach kann die C2X-Kommunikation eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen (C2C, car-to-car) sowie zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen (C2I, car-to-infrastructure) umfassen.
-
Ob eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens typischerweise von einer in einem Fahrzeug angeordneten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt wird, kann u. a. dadurch getestet werden, dass mindestens eine veränderte Information und/oder mindestens ein veränderter Parameter bereitgestellt werden bzw. wird, die bzw. der ein gestelltes Szenario, das nicht der Realität entspricht, wiederspiegeln. So ist es bspw. möglich, eine Information über eine höhere oder niedrigere Anzahl N an Fahrzeugen bereitzustellen. Eine Verwendung des mindestens einen Parameters, der von der zumindest einen Infrastruktureinrichtung bereitgestellt wird, ist z. B. durch Abschalten und/oder Manipulieren dieser mindestens einen Infrastruktureinrichtung möglich.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Vorrichtung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Vorrichtung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Vorrichtung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen mindestens einer Komponente der Vorrichtung oder der gesamten Vorrichtung realisiert werden.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die voranstehend 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.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Verkehrssituation, bei der eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anwendung kommt.
-
2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Verkehrssituation, bei der eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anwendung kommt.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
-
Die in 1 schematisch dargestellte erste Verkehrssituation entlang einer Straße 2 zeigt ein EGO- bzw. Eigen-Fahrzeug 4, das in Fahrtrichtung 6 auf der Straße 2 fährt und sich auf ein Stauende 8 zubewegt, an dem sich ein beobachtendes Fahrzeug 10 sowie ein erstes weiteres Fahrzeug 12 befindet. Zwischen dem Stauende 8 und dem Eigen-Fahrzeug 4 befinden sich in Fahrtrichtung 6 noch zwei weitere Fahrzeuge 14, 16.
-
Es ist vorgesehen, dass sich das Stauende 8 zu einem ersten Zeitpunkt t1 an einer ersten Position S 18 befindet. An einer Position P 20 entlang der Straße 2 ist eine Infrastruktureinrichtung 22 angeordnet, die hier einen als Induktionsschleife 24 ausgebildeten Sensor sowie ein als Sender ausgebildetes Kommunikationsmodul 26 umfasst. Üblicherweise befindet sich die Position P 20 zwischen dem Eigen-Fahrzeug 4 und der Position S 18 des Stauendes 8.
-
Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Eigen-Fahrzeug 4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 28 aufweist. Diese erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 28 umfasst ein als Antenne ausgebildetes Kommunikationsmodul 30 sowie ein Verarbeitungsmodul 32. Das beobachtende Fahrzeug 10 weist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 34 auf, die ein als Antenne ausgebildetes Kommunikationsmodul 36 sowie ein Verarbeitungsmodul 38 umfasst. Da das Eigen-Fahrzeug 4 sowie das beobachtende Fahrzeug 10 Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 28, 34, die auch als C2X-Einheiten bezeichnet werden können, aufweisen, können die genannten Fahrzeuge 4, 10 untereinander über die Kommunikationsmodule 30, 36 Informationen bspw. zu Betriebsparametern eines jeweiligen Fahrzeugs 4, 10 und/oder mindestens einen Parameter einer aktuell herrschenden Verkehrssituation austauschen. Derartige Parameter und/oder Informationen werden über die Verarbeitungsmodule 32, 38 ermittelt und weiterverarbeitet. Hierzu wirkt ein Verarbeitungsmodul 32, 38 bspw. mit zumindest einem Sensor zusammen.
-
Die Infrastruktureinrichtung 22 ist ebenfalls zur Durchführung einer C2X-Kommunikation ausgebildet, so dass die Infrastruktureinrichtung 22 Informationen über eine aktuell herrschende Verkehrssituation an die mit den Vorrichtungen 30, 36 ausgestatteten Fahrzeuge 4, 10 übertragen kann.
-
Bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von dem beobachtenden Fahrzeug 10 zu dem ersten Zeitpunkt t1 mindestens eine Information über das Stauende 8, üblicherweise die erste Position S 18 des Stauendes 8, über die C2X-Kommunikation versendet. Diese mindestens eine Information kann dann bereitgestellt werden, wenn das beobachtende Fahrzeug 10 die erste Position S 18 des Stauendes 8 erreicht oder zumindest registriert. Dies kann auch dadurch erfolgen, dass das beobachtende Fahrzeug 10 die mindestens eine Information von einer anderen Einrichtung, bspw. einem weiteren, üblicherweise vorausfahrenden, beobachtenden Fahrzeug, das ebenfalls zur Ausführung einer C2X-Kommunikation ausgebildet ist, und/oder von einer weiteren Infrastruktureinrichtung, die eine C2X-Kommunikation ausführt, erhält. Weiterhin kann sich das beobachtende Fahrzeug 10 in einer alternativen Variante auf einer Gegenfahrbahn befinden. Bis diese mindestens eine Information nach einem zweiten Zeitpunkt t2 das Eigen-Fahrzeug 4 erreicht, vergeht üblicherweise eine Zeitspanne Δt. Während dieser Zeitspanne Δt kann sich die erste Position S 18 des Stauendes 8 verschieben.
-
Bei der anhand von 1 gezeigten ersten Verkehrssituation ist vorgesehen, dass sich das Stauende 8 zu dem zweiten Zeitpunkt t2 an einer zweiten, aktuellen Position S' 40 befindet. Zur Bestimmung dieser aktuellen Position S 40 des Stauendes 8 wird von der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 in dem Eigen-Fahrzeug 4 ergänzend mindestens ein Parameter zu der aktuellen Verkehrssituation, der von der Infrastruktureinrichtung 22 ermittelt und über C2X-Kommunikation bereitgestellt wird, empfangen und weiterverarbeitet. Der mindestens eine von der Infrastruktureinrichtung 22 an der Position P 20 ermittelte Parameter zu der aktuellen Verkehrssituation umfasst in der Regel einen Verkehrsfluss Φ, eine Anzahl N vorbeifahrender Fahrzeuge 14, 16 sowie weitere Informationen zu den vorbeifahrenden Fahrzeugen 14, 16, nämlich ein Zeitpunkt tk, an dem ein k-tes Fahrzeug 14, 16 die Infrastruktureinrichtung 22 passiert, dessen Identität IDk, dessen Geschwindigkeit vk sowie eine Statusinformation ek, die darüber Auskunft gibt, ob das k-te Fahrzeug 14, 16 zur Durchführung einer C2X-Kommunikation ausgebildet ist. Unter Berücksichtigung mindestens eines der genannten Parameter zu der aktuellen Verkehrssituation wird von dem Verarbeitungsmodul 32 in dem Eigen-Fahrzeug 4 ausgehend von der ersten Position S 18 des Stauendes 8 die zweite, aktuelle Position S' 40 des Stauendes 8, typischerweise durch eine Berechnung, bestimmt.
-
Bei der in 2 schematisch dargestellten zweiten Verkehrssituation sind ein Eigen-Fahrzeug 50 und ein beobachtendes Fahrzeug 52, die beide zur Ausführung einer C2X-Kommunikation und somit zum Austausch von Informationen über die aktuelle Verkehrssituation ausgebildet sind, eingebunden. Alle anderen Fahrzeuge 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74 sind nicht zur Durchführung der beschriebenen C2X-Kommunikation ausgebildet.
-
Im Rahmen der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bestimmt, wie viele Fahrzeuge 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, die nicht mit C2X-Einheiten ausgestattet sind, sich zwischen dem Eigen-Fahrzeug 50 und dem beobachtenden Fahrzeug 52, die dagegen derartige C2X-Einheiten aufweisen, befinden. Durch Bestimmung der Anzahl N ist eine genaue, zeitlich hoch aktuelle Bestimmung einer aktuellen Position eines Stauendes möglich. Es ist vorgesehen, dass das beobachtende Fahrzeug 52 zu einem ersten Zeitpunkt t1 eine erste Position S eines Stauendes meldet. Das Eigen-Fahrzeug 50 empfängt mindestens eine Information zu dem Stauende allerdings erst nach einer Zeitspanne Δt zu einem zweiten Zeitpunkt t2.
-
Bei einer Aktualisierung der Position S des Stauendes unter Bereitstellung der aktuellen Position S' des Stauendes wird die Anzahl n der Fahrzeuge 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70 zwischen dem Eigen-Fahrzeug 50 und dem beobachtenden Fahrzeug 52 ermittelt. Hierzu ist vorgesehen, dass die Anzahl N von einer Infrastruktureinrichtung als mindestens ein Parameter zu einer aktuellen Verkehrssituation über C2X-Kommunikation bereitgestellt wird. Es ist üblicherweise vorgesehen, dass sich mit jedem Fahrzeug 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, das keine C2X-Einheit aufweist, das Stauende um einen typischen Platzbedarf Δp bspw. um 10 Meter nach vorne verschiebt. Dies bedeutet, dass sich die Position des Stauendes nach den hier gezeigten acht werteren Fahrzeugen 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70 um 80 Meter verschiebt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
