DE102011081609A1

DE102011081609A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage

Info

Publication number: DE102011081609A1
Application number: DE102011081609A
Authority: DE
Inventors: Gernot Schröder; Joerg Moennich; Gunther Schaaf; Matthias Haug
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-02-28
Also published as: ITMI20121408A1; CN102951152B; FR2979458A1; CN102951152A; FR2979458B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bestimmens (845) einer Annäherungsinformation basierend auf Signalisierungsdaten bezüglich eines bevorstehenden Signalwechsels, der Signalanlage und Positionsdaten bezüglich eines sich vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeugs, wobei die Annäherungsinformation einen Haltepunkt des Fahrzeugs vor der Signalanlage, eine Annäherungswegstrecke des Fahrzeugs an die Signalanlage, eine Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs an die Signalanlage und/oder eine Annäherungsbeschleunigung des Fahrzeugs an die Signalanlage umfasst und die Positionsdaten von einer Sensorik des Fahrzeugs ermittelte Daten repräsentieren.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Wenn ein sich an eine Ampel annäherndes Fahrzeugs frühzeitig seine Geschwindigkeit entsprechend der aktuellen Phase der Ampel anpasst, kann der Verkehrsfluss verbessert und Energie eingespart werden.
Die DE 10 2007 043 602 A1 beschreibt ein Verfahren zur Anpassung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs vor einer Signalanlage.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Mit einer auf einer C2X-Kommunikation, d. h. einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder einer Infrastruktur-zu-Fahrzeug-Kommunikation basierenden Funktion kann ein aktueller bzw. zukünftiger Ampelphasenzustand an ein auf eine Ampel zufahrendes Fahrzeug ausgesendet werden. An das Fahrzeug übermittelte Daten können dabei die Art der aktuellen Ampelphase, z. B. Rot, Gelb oder Grün, die Dauer der Ampelphase, sowie dieselben Daten für die nächste Ampelphase oder die nächsten Ampelphasen umfassen. Eine entsprechende Fahrzeugfunktion kann die übermittelten Daten nutzen, um den Fahrer des Fahrzeugs bei der Wahl der optimalen Annäherungsgeschwindigkeit an die Ampel zu unterstützen. Die Unterstützung kann beispielsweise hinsichtlich einer Optimierung des Spritverbrauchs oder als ein "Grüne-Welle-Assistent“ ausgeführt sein. Zwischen einem Egofahrzeug und der Ampel befindliche weitere vorausfahrende Fahrzeuge verkleinern den zur Verfügung stehenden Raum zwischen dem Egofahrzeug und der Ampel und können zu fehlerhaften Empfehlungen der optimalen Annäherungsgeschwindigkeit des Egofahrzeugs an die Ampel führen.
Mittels eines an dem Egofahrzeug angeordneten Sensors kann ein dem Egofahrzeug vorrausfahrendes Fahrzeug erfasst werden. Von dem Sensor bezüglich des vorrausfahrenden Fahrzeugs erfasste Daten können eingesetzt werden, um den für das Egofahrzeug zur Verfügung stehenden Raum zwischen dem Egofahrzeug und der Ampel genauer zu bestimmen. Dadurch lässt sich die Annäherungsgeschwindigkeit des Egofahrzeugs an die Ampel optimieren.
Ist ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Sensor ausgestattet, so lässt sich durch die Optimierung der Annäherungsgeschwindigkeit an die Ampel ein sofortiger Mehrnutzen für den Käufer des Fahrzeugs erzielen. Auch ist eine Erhöhung der Verkehrssicherheit möglich, da der Fahrer des Egofahrzeugs bei einer Annäherung an eine Kreuzung unterstützt wird. Zudem ist eine Erhöhung des Fahrkomforts durch eine Tempomat-Nutzung, einer automatischen Abstandskontrolle (ACC) bei Annäherung an eine Kreuzung sowie durch eine verbesserte Anfahrhilfe realisierbar. Auch ist für einen Datenübertragungskanal, über den die Daten der Ampel an das Egofahrzeug übertragen werden, kein Rückkanal notwendig. Bei C2X-Funktionen wird meistens davon ausgegangen, dass das Egofahrzeug auch z. B. seine Position versendet. Ein erfindungsgemäßes System kann jedoch rein empfangend aufgebaut werden. Auch spielen fehlerhaft versendete C2X-Positionsdaten kaum eine Rolle, da vorausfahrende oder stehende Objekte über bordautonome Sensoren des Egofahrzeugs erfasst werden. Mit Hilfe der durch die Sensoren des Egofahrzeugs erfassten Daten können die über die C2X-Schnittstelle empfangenen Daten plausibilisiert werden, und umgekehrt. Bei ansteigender Ausstattungsrate von Fahrzeugen mit einer C2X-Funktionalität kann die Funktion zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit des Egofahrzeugs an die Ampel immer genauer werden, da die bordautonomen Sensordaten mit C2X-Positionsdaten ergänzt werden können.
Ein Verfahren zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage umfasst den folgenden Schritt:
Bestimmen einer Annäherungsinformation basierend auf Signalisierungsdaten bezüglich eines bevorstehenden Signalwechsels der Signalanlage und Positionsdaten bezüglich eines sich vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeugs, wobei die Annäherungsinformation einen Haltepunkt des Fahrzeugs vor der Signalanlage, eine Annäherungswegstrecke des Fahrzeugs an die Signalanlage, eine Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs an die Signalanlage und/oder eine Annäherungsbeschleunigung des Fahrzeugs an die Signalanlage umfasst und die Positionsdaten von einer Sensorik des Fahrzeugs ermittelte Daten repräsentieren.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Bei der Signalanlage kann es sich um eine Einrichtung zum Steuern des Verkehrs auf einer Straße handeln. Insbesondere kann die Signalanlage ausgebildet sein, um den Verkehr auf der Straße durch ein geeignetes Freigabesignal oder Stoppsignal zu stoppen bzw. freizugeben. Beispielsweise kann es sich bei der Signalanlage um eine Ampel oder eine Schranke handeln. Die Ampel kann ausgebildet sein, um ein rotes Lichtsignal auszusenden, um den Verkehr zu stoppen. Um den Verkehr freizugeben kann die Ampel ausgebildet sein, ein grünes Lichtsignal auszusenden. Die Schranke kann ausgebildet sein, um als Stoppsignal die Straße durch einen Positionswechsel zu versperren und als Freigabesignal die Straße durch einen weiteren Positionswechsel freizugeben. Die Signalisierungsdaten können eine Information darüber enthalten, welches Signal die Signalanlage aktuell aussendet ferner können die Signalisierungsdaten eine Information darüber enthalten, wie lange das aktuelle Signal noch ausgesendet wird und welches Signal nach dem aktuellen Signal ausgesendet wird. Beispielsweise können die Signalisierungsdaten eine Information darüber enthalten, wann ein aktuell ausgesendetes Stoppsignal durch ein Freigabesignal ersetzt wird, und umgekehrt. Die Signalisierungsdaten können entsprechende Informationen über einen oder mehrere nachfolgende Signalperioden umfassen, also beispielsweise über einen nächsten Signalwechsel, einen darauf folgenden Signalwechsel und unter Umständen über weitere darauf folgende Signalwechsel. Die Signalisierungsdaten können ferner eine Information über die Position und zusätzlich oder alternativ über die Gültigkeitsrichtung der Signalanlage umfassen. Somit kann die Signalanlage ausgebildet sein, um ihre eigene Position in Form von Positionsdaten und evtl. auch Gültigkeitsrichtung mit zu versenden. Die Signalisierungsdaten können von der Signalanlage, einer Steuereinrichtung zum Steuern der Signalanlage oder über eine Infrastruktureinrichtung ausgesendet werden, der die Signalisierungszustände der Signalanlage bekannt sind. Die Signalisierungsdaten können über einen drahtlosen Übertragungskanal oder eine drahtlose Schnittstelle unter Verwendung eines geeigneten Übertragungsprotokolls an das Fahrzeug oder an eine Vorrichtung Bewertung einer Annäherungssituation des Fahrzeugs an die Signalanlage übertragen werden. Die Vorrichtung zur Bewertung einer Annäherungssituation kann in dem Fahrzeug angeordnet sein. Bei dem Fremdfahrzeug kann es sich um ein weiteres Fahrzeug handeln, das sich zwischen dem Fahrzeug und der Signalanlage befindet. Das Fahrzeug und das Fremdfahrzeug können sich in der gleichen Fahrtrichtung auf die Signalanlage zu bewegen. Das Fahrzeug und das Fremdfahrzeug können sich auf der gleichen Fahrspur befinden. Das Fremdfahrzeug kann sich direkt vor dem Fahrzeug befinden, das heißt, dass sich kein weiteres Fahrzeug zwischen dem Fahrzeug und dem Fremdfahrzeug befindet. Die Sensorik kann an dem Fahrzeug angeordnet sein. Die Sensorik kann ausgebildet sein, um das Fremdfahrzeug zu detektieren. Dazu kann die Sensorik ausgebildet sein, um von dem Fremdfahrzeug ausgestrahlte oder reflektierte elektromagnetische oder akustische Wellen, beispielsweise Licht oder Ultraschall, zu empfangen und auszuwerten, um die Positionsdaten zu ermitteln. Als Sensorik können bekannte, bereits für Fahrassistenzsysteme in Fahrzeugen eingesetzte Sensoren verwendet werden. Die Positionsdaten können eine Position des Fremdfahrzeugs umfassen. Dabei kann es sich um eine tatsächliche Positionsangabe oder um eine relative Position des Fremdfahrzeugs in Bezug auf das Fahrzeug handeln. Aus den Positionsdaten des Fremdfahrzeugs können ein Haltepunkt des Fremdfahrzeugs und basierend darauf der Haltepunkt des Fahrzeugs vor der Signalanlage bestimmt werden. Auch kann aus den Positionsdaten des Fremdfahrzeugs und einer Position des Fahrzeugs bzw. aus dem Haltepunkt des Fahrzeugs eine für das Fahrzeug bis zu Signalanlage zur Verfügung stehende Fahrstrecke als die Annäherungswegstrecke des Fahrzeugs an die Signalanlage bestimmt werden. Basierend auf der zur Verfügung stehenden Fahrstrecke und den Signalisierungsdaten bezüglich eines bevorstehenden Signalwechsels kann die Annäherungsgeschwindigkeit bzw. die Annäherungsbeschleunigung des Fahrzeugs an die Signalanlage bestimmt werden. Die Annäherungsgeschwindigkeit bzw. die Annäherungsbeschleunigung kann dabei so bestimmt werden, dass kein Anhalten des Fahrzeugs vor der Signalanlage erforderlich ist. Kann ein Anhalten des Fahrzeugs vor der Signalanlage nicht vermieden werden, so kann die Annäherungsgeschwindigkeit so gewählt werden, dass der Energieverbrauch des Fahrzeugs minimiert wird. Die Annäherungsinformation kann weiterverarbeitet werden. Somit handelt es sich bei dem Verfahren nicht nur um ein Verfahren zur Bestimmung, beispielsweise der Annäherungsgeschwindigkeit, sondern es kann zusätzlich oder alternativ eine Anzeige einer optimalen Geschwindigkeit, eine Anzeige eines Bremshinweises, oder ein Hinweis auf eine optimale Pedalstellung als Unterstützung des Fahrers generiert werden. Auch ist basierend auf der Annäherungsinformation eine automatische Geschwindigkeitswahl, z. B durch Beschleunigen oder „Gas-wegnehmen“ oder das Durchführen eines automatischen Verzögerns, beispielsweise durch Bremsen, möglich.
Gemäß einer Ausführungsform können die Positionsdaten eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs umfassen. Die Information über die Geschwindigkeit kann eine Eigengeschwindigkeit des Fremdfahrzeugs oder eine Relativgeschwindigkeit des Fremdfahrzeugs in Bezug auf das Fahrzeug darstellen. Aus der Information über die Geschwindigkeit kann daraus geschlossen werden, ob sich das Fremdfahrzeug im Stillstand befindet, sich mit einer unveränderten Geschwindigkeit, beispielsweise der erlaubten Höchstgeschwindigkeiten, einer der Verkehrslage angemessenen Geschwindigkeit, beispielsweise der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder einer verringerten Geschwindigkeit bewegt. Befindet sich das Fremdfahrzeug im Stillstand, so kann aus einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Fremdfahrzeug auf eine für das Fahrzeug zur Verfügung stehende Strecke vor der Signalanlage geschlossen werden. Je kürzer die zur Verfügung stehende Strecke, also der Weg zwischen der aktuellen Fremdfahrzeugposition und dem dazugehörigen Anhaltepunkt ist, desto geringer wird die Annäherungsgeschwindigkeit sein. Bewegt sich das Fahrzeug mit der unveränderten Geschwindigkeit, so kann daraus geschlossen werden, dass sich zwischen dem Fremdfahrzeug und der Signalanlage noch eine größere freie Strecke befindet, die auch von dem Fahrzeug genutzt werden kann. Bewegt sich das Fremdfahrzeug mit einer verringerten Geschwindigkeit, beispielsweise eine Geschwindigkeit die geringer ist als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, so kann daraus geschlossen werden, dass sich vor dem Fremdfahrzeug nur eine geringe freie Strecke befindet, die auch von dem Fahrzeug genutzt werden kann. Bewegt sich das Fremdfahrzeug so kann die Annäherungsgeschwindigkeit basierend auf einem Abstand zwischen dem Fremdfahrzeug und dem Fahrzeug und einem Referenzwert für die freie Strecke vor dem Fremdfahrzeug bestimmt werden. Der Referenzwert kann beispielsweise abhängig von der Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ abhängig von einer Differenzgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Fremdfahrzeuge vorbestimmt sein. Auch kann der Referenzwert abhängig von einer Geschwindigkeitsänderung des Fremdfahrzeugs sein. Entsprechende vorbestimmte Referenzwerte können beispielsweise in einem Speicher hinterlegt sein.
Zusätzlich oder alternativ können die Positionsdaten eine Information über eine Geschwindigkeitsänderung des Fremdfahrzeugs umfassen. Die Geschwindigkeitsänderung kann über eine vorbestimmte Zeitdauer, die beispielsweise einige Sekunden betragen kann, bestimmt werden. Verringert sich die Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs obwohl die Signalanlage noch weit entfernt ist, so kann daraus geschlossen werden, dass sich zwischen dem Fremdfahrzeug und der Signalanlage weitere Fremdfahrzeuge befinden. Aus der Größe der Geschwindigkeitsänderung kann daraus geschlossen werden, ob sich die weiteren Fremdfahrzeuge in Bewegung oder im Stillstand befinden. Somit kann aus der Geschwindigkeitsänderung auf eine freie Strecke vor dem Fremdfahrzeug geschlossen werden, die zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit verwendet werden kann. Aus der Geschwindigkeitsänderung kann auch eine voraussichtliche Halteposition des Fremdfahrzeugs bestimmt werden.
Somit kann das Verfahren einen Schritt des Ermittelns einer Halteposition des Fremdfahrzeugs basierend auf den Positionsdaten umfassen. Im Schritt des Bestimmens kann die Annäherungsinformation basierend auf den Signalisierungsdaten, der Halteposition und der Eigenposition des Fahrzeugs bestimmt werden. Bei einem stillstehenden Fremdfahrzeug kann die Halteposition aus einem Abstand zwischen dem Fremdfahrzeug und dem Fahrzeug ermittelt werden. Bei einem sich in Bewegung befindenden Fremdfahrzeug kann die Halteposition unter Verwendung der Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ eines Verlaufs einer Geschwindigkeitsänderung des Fremdfahrzeugs ermittelt werden. Die Ermittlung der Halteposition kann auf einer Berechnung anhand der aktuellen Verzögerung des Fremdfahrzeuges oder Schätzung oder auf Erfahrungswerten basieren. Durch Kenntnis der tatsächlichen oder voraussichtlichen Halteposition des Fahrzeugs kann die für das Fahrzeug zur Verfügung stehende Strecke bestimmt werden. Auch kann die Halteposition eingesetzt werden, um eine Strecke zwischen der Halteposition und der Signalanlage zu bestimmen. Somit kann aus der Halteposition abgeschätzt werden, wie viele Fremdfahrzeuge sich zwischen dem Fremdfahrzeug und der Signalanlage befinden.
Das Verfahren kann daher einen Schritt des Ermittelns einer Anzahl von sich zwischen dem Fahrzeug und der Signalanlage befindlichen Fremdfahrzeugen umfassen. Die Anzahl der sich zwischen dem Fahrzeug und der Signalanlage befindlichen Fahrzeuge kann basierend auf den Positionsdaten und einer Position der Signalanlage ermittelt werden. Ferner kann im Schritt des Bestimmens die Annäherungsinformation basierend auf der Anzahl von Fremdfahrzeugen bestimmt werden. Je mehr Fremdfahrzeuge vor der Signalanlage warten, umso mehr Zeit nimmt ein Anfahrvorgang aller vor der Signalanlage wartender Fremdfahrzeuge bei einem Signalwechsel der Signalanlage in Anspruch. Die für den Anfahrvorgang erforderliche Zeit kann bei der Bestimmung der Annäherungsinformation, beispielsweise der Annäherungsgeschwindigkeit oder der Annäherungsbeschleunigung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Annäherungsinformation basierend auf einer Zeitdauer bestimmt werden, die sich aus einer Zeitdauer bis zu einem kommenden Signalwechsel der Signalanlage und einer für den Anfahrvorgang erforderlichen Zeitdauer ergibt. Ergibt sich aus der Anzahl von Fahrzeugen und einer Zeitdauer einer nächstkommenden Freigabesignalphase der Signalanlage, dass das Fahrzeug die Signalanlage nicht während der nächstkommenden Freigabesignalphase passieren wird können, so kann bei der Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit zusätzlich eine Zeitdauer der nächstkommenden Freigabesignalphase und einer darauffolgenden Stoppsignalphase der Signalanlage berücksichtigt werden. Somit kann die Annäherungsinformation durch die Berücksichtigung der Anzahl von sich zwischen dem Fahrzeug und der Signalanlage befindlichen Fremdfahrzeugen erheblich genauer bestimmt werden.
Im Schritt des Bestimmens kann die Annäherungsgeschwindigkeit basierend auf einem Anfahrprofil des Fremdfahrzeugs bestimmt werden. Dies ist dann sinnvoll, wenn das Fremdfahrzeug angehalten hat oder sehr stark abgebremst hat. Durch das Anfahrprofil kann berücksichtigt werden, dass auch nach einem Signalwechsel der Signalanlage auf das Freigabesignal die Fahrbahn für das Fahrzeug nicht frei ist, sondern für eine aus dem Anfahrprofil bestimmbare Zeitdauer zunächst noch durch das Fremdfahrzeug oder weitere Fremdfahrzeuge blockiert ist. Das Anfahrprofil kann einen Verlauf einer Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs über die Zeit, ansprechend auf ein Erscheinen des Freigabesignals oder ansprechend auf ein Anfahren eines sich vor dem Fremdfahrzeug befindlichen weiteren Fremdfahrzeugs umfassen. Das Anfahrprofil kann auf Erfahrungswerten basieren und abgespeichert vorliegen. Somit kann die Annäherungsgeschwindigkeit durch die Berücksichtigung der sich aus dem Anfahrprofil ergebenden weiteren Zeitdauer, während der die Fahrbahn für das Fahrzeug trotz eines Signalwechsels auf das Freigabesignal blockiert ist, sehr genau bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Ersetzens oder Ergänzens der Positionsdaten durch übermittelte Positionsdaten umfassen. Die übermittelten Positionsdaten können von dem Fremdfahrzeug, einem weiteren sich vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeug oder einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung ausgesendete Daten repräsentieren. Beziehen sich die übermittelten Positionsdaten auf das von der Sensorik des Fahrzeugs erfasste Fremdfahrzeug, so können die von der Sensorik ermittelten Positionsdaten gegenüber den übermittelten Positionsdaten abgeglichen werden, oder umgekehrt. Beziehen sich die übermittelten Positionsdaten auf zumindest ein weiteres Fremdfahrzeug, so können die übermittelten Positionsdaten verwendet werden, um eine Anzahl der sich zwischen dem Fahrzeug und der Signalanlage befindlichen Fremdfahrzeuge oder eine voraussichtliche Halteposition des sich direkt vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeugs zu bestimmen. Die übermittelten Positionsdaten können über einen drahtlosen Kommunikationskanal übermittelt werden. Bei der Verkehrsinfrastruktureinrichtung kann es sich um eine Einrichtung handeln, die Fahrzeuge im Bereich der Signalanlage erfassen und den erfassten Fahrzeugen zugeordnete Positionsdaten aussenden kann. Beispielsweise kann die Verkehrsinfrastruktureinrichtung ausgebildet sein, um Fahrzeuge über eine Bildauswertung oder eine Kontaktschleife in der Fahrbahn zu erfassen.
Dagegen können die von der Sensorik des Fahrzeugs ermittelten Positionsdaten von einer Umfelderfassungseinrichtung des Fahrzeugs ermittelte Daten repräsentieren. Bei der Umfelderfassungseinrichtung kann es sich um eine Bilderfassungseinrichtung, wie eine Kamera handeln. Von der Umfelderfassungseinrichtung erfasste Bilder können mittels einer geeigneten Bildauswertung ausgewertet werden, um das Fremdfahrzeug zu erfassen und die Positionsdaten zu ermitteln. Auch kann die Umfelderfassungseinrichtung, beispielsweise eine Radar-, Lidar- oder Ultraschalleinrichtung, ausgebildet sein, um Signale auszusenden und basierend auf erfassten Reflektionen der Signale das Fremdfahrzeug und die Positionsdaten zu ermitteln. Von der Umfelderfassungseinrichtung ermittelte Daten können von weiteren Assistenzfunktionen des Fahrzeugs genutzt werden.
Das Verfahren kann einen Schritt des Bestimmens eines Anzeigesignals zur Anzeige der Annäherungsinformation oder einer aus der Annäherungsinformation bestimmten Größe über eine Schnittstelle zu einem Fahrer des Fahrzeugs umfassen. Beispielsweise kann das Anzeigesignal zur Anzeige der optimalen Geschwindigkeit, der Anzeige einer optimalen Pedalstellung und/oder der Anzeige einer optimalen Stellung eines Wählhebels geeignet sein. Über die Anzeige kann dem Fahrer eine Hilfestellung zur optimalen Annäherung an die Signalanlage gegeben werden.
Auch kann das Verfahren einen Schritt des Bestimmens eines Steuersignals zur Anpassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf der Annäherungsinformation umfassen. Beispielsweise kann das Steuersignal zur automatischen Geschwindigkeitsregelung, also beispielsweise beschleunigen oder „Gas-Wegnehmen“ eingesetzt werden. Auch kann das Steuersignal zum automatischen Verzögern, beispielsweise Bremsen genutzt werden. Auf diese Weise kann insbesondere eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf der Annäherungsinformation angepasst werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage, die ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 bis 7 schematische Darstellungen von Verkehrssituationen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und
8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt ein Fahrzeug 100 und ein Fremdfahrzeug 102, die sich auf einer Fahrbahn 104 auf eine Signalanlage in Form einer Ampel 106 zu bewegen. Das Fremdfahrzeug 102 bewegt sich in Fahrtrichtung gesehen vor dem Fahrzeug 100. Die Ampel 106 ist ausgebildet, um Signalisierungsdaten 108 auszusenden. Dazu kann die Ampel 106 eine Sendeantenne aufweisen. Die Signalisierungsdaten 108 können eine Information über eine aktuelle Ampelphase der Ampel 106 und über eine Zeitdauer bis zu einem bevorstehenden Wechsel der Ampelphase umfassen. Die Ampel ist hier und in den folgenden Ausführungsbeispielen stellvertretend für eine Signalanlage zu sehen.
Das Fahrzeug 100 weist eine Vorrichtung 110 zur Bewertung einer Annäherungssituation des Fahrzeugs 100 an die Ampel 106 auf. Beispielsweise kann die Vorrichtung 110 ausgebildet sein, um einen Haltepunkt des Fahrzeugs vor der Ampel 106, einen Annäherungsweg des Fahrzeugs an die Ampel 106, eine Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs an die Ampel 106 und/oder eine Annäherungsbeschleunigung des Fahrzeugs an die Ampel 106 zu bestimmen. Beispielsweise ist die Vorrichtung 110 ausgebildet, um die Annäherungsgeschwindigkeit als eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 so zu bestimmen, dass das Fahrzeug 100 die Ampel 106, sofern möglich, ohne anzuhalten passieren kann.
Neben der Vorrichtung 110 weist das Fahrzeug 100 eine Empfangsschnittstelle 112, eine Sensorik 114, eine Auswerteeinrichtung 116, eine Anzeigeeinrichtung 118 und eine Steuereinrichtung 120 auf.
Die Empfangsschnittstelle 112 kann eine Empfangsantenne oder eine Sende-Empfangs-Antenne aufweisen. Die Empfangsschnittstelle 112 ist ausgebildet, um die von der Ampel 106 ausgesendeten Signalisierungsdaten 108 zu empfangen und an die Vorrichtung 110 auszugeben.
Die Sensorik 114 ist ausgebildet, um einen in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 liegenden Abschnitt eines Umfelds des Fahrzeugs 100 zu überwachen und Umfelddaten an die Auswerteeinrichtung 116 auszugeben. Insbesondere ist die Sensorik 114 ausgebildet, um das sich im Vorfeld des Fahrzeugs 100 befindliche Fremdfahrzeug 102 zu erfassen. Die Auswerteeinrichtung 116 ist ausgebildet, um die Umfelddaten der Sensorik 114 zu empfangen und auszuwerten. Insbesondere ist die Auswerteeinrichtung 116 ausgebildet, um basierend auf den Umfelddaten das Fremdfahrzeug 102 sowie Positionsdaten des Fremdfahrzeugs 102 zu ermitteln. Die Positionsdaten umfassen gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Position und eine Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs 102. Die Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs 102 kann entweder durch eine geeignete Sensorik 114 direkt gemessen werden oder aus zeitlich nacheinander ermittelten Positionen des Fremdfahrzeugs 102 ermittelt werden. Die Geschwindigkeit kann auch anzeigen, dass sich das Fremdfahrzeug 102 im Stillstand befindet. Die Positionsdaten können um eine Geschwindigkeitsänderung des Fremdfahrzeugs 102 ergänzt werden, die aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelten Geschwindigkeiten des Fremdfahrzeugs 102 ermittelt werden kann. Die Auswerteeinrichtung 116 ist ausgebildet, um die ermittelten Positionsdaten an die Vorrichtung 110 auszugeben.
Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um basierend auf den von der Empfangsschnittstelle 112 empfangenen Signalisierungsdaten und den von der Auswerteeinrichtung 116 empfangenen Positionsdaten die Annäherungsinformation zu bestimmen. Zur Bestimmung der Annäherungsinformation kann die Vorrichtung 110 ferner eine aktuelle Position des Fahrzeugs 100 und optional eine Position der Ampel 106 einsetzen. Die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 kann durch eine geeignete Positionsbestimmungseinrichtung des Fahrzeugs 100 bestimmt und an die Vorrichtung 110 ausgegeben werden. Die Position der Ampel 106 kann beispielsweise aus einer digitalen Karte eines Navigationssystems des Fahrzeugs 100 entnommen werden oder zusätzlich zu den Signalisierungsdaten 108 von der Ampel 106 ausgesendet und von der Empfangsschnittstelle 112 empfangen und an die Vorrichtung 120 ausgegeben werden.
Die Vorrichtung 120 ist ausgebildet, um einen Wert der Annäherungsgeschwindigkeit an die Anzeigeeinrichtung 118 auszugeben. Die Anzeigeeinrichtung 118 ist ausgebildet, um die Annäherungsgeschwindigkeit für einen Fahrer des Fahrzeugs 100 ersichtlich anzuzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 118 kann einen Bildschirm zur grafischen Darstellung der Annäherungsgeschwindigkeit oder einen Lautsprecher zur akustischen Ausgabe der Annäherungsgeschwindigkeit aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung 120 ausgebildet sein, um den Wert der Annäherungsgeschwindigkeit an die Steuereinrichtung 120 auszugeben. Die Steuereinrichtung 120 ist ausgebildet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 auf die Annäherungsgeschwindigkeit einzustellen. Bei der Steuereinrichtung 120 kann es sich somit um eine Geschwindigkeitsregelungseinrichtung des Fahrzeugs 100 handeln.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Fremdfahrzeug 102 eine Sendeeinrichtung 122 auf die ausgebildet ist um Positionsdaten des Fremdfahrzeugs 102, beispielsweise eine aktuelle Position und eine Geschwindigkeit, auszusenden. In diesem Fall ist die Empfangsschnittstelle 112 oder eine andere Einrichtung des Fahrzeugs 100 ausgebildet, um die von dem Fremdfahrzeug 102 übermittelten Positionsdaten zu empfangen und an die Vorrichtung 110 auszugeben. Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um die übermittelten Positionsdaten zusätzlich oder alternativ zu den von der Auswerteeinrichtung 116 ermittelten Positionsdaten zur Bestimmung der Annäherungsinformation, beispielsweise der Annäherungsgeschwindigkeit zu verwenden.
Somit umfasst das Fahrzeug 100 einen Ampelphasenassistenten, der auf bordautonomen Sensoren 114 und einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation 108 basiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 110 Teil eines Systems, das ausgebildet ist, um C2X-Daten von Lichtzeichenanlagen, wie der Ampel 106 zur Vorgabe einer Annäherungsgeschwindigkeit zu verarbeiten. Dabei ist das System ausgebildet, um die C2X-Daten unter Einbeziehung der vorausfahrenden Fahrzeuge 102 durch eine Detektion mittels bordautonomer Sensoren 114 zu verarbeiten.
Dazu erfolgt ein Empfang der C2X-Daten 108 einer "Ampelphasen-Funktion" der Ampel 106. Die C2X-Daten 108 können von der Empfangsschnittstelle 112 empfangen werden. Aus den C2X-Daten 108 sowie einer aktuellen Position des Fahrzeugs und einer Position der Ampel 106 kann als Ampelassistenz eine Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 an die Ampel 106 bestimmt werden. Basiert die Ampelassistenz nur auf den C2X-Daten 108 der Ampel 106, so werden sich vor dem Fahrzeug 100 befindliche Fremdfahrzeuge 102 bei der Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit nicht berücksichtigt. Daher erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Detektion vorrausfahrender Fahrzeuge 102 durch bordautonome Sensoren 114, wie z. B. Radar, Video oder Lidar. Daraus erfolgt eine näherungsweise Bestimmung der zukünftigen Positionen detektierter relevanter Fahrzeuge 102 vor der Ampel 106. Beispielsweise kann eine Bestimmung der Anhalteposition relevanter Fahrzeuge 102 und zusätzlich oder alternativ eine Anzahl vorausfahrender oder vor der Ampel 106 stehender Fahrzeuge 102 bestimmt werden. Durch eine Fusion der C2X-Daten 108 mit den bordautonomen Sensordaten der Sensoren 114 kann eine Neuberechnung der Ampelassistenz durchgeführt werden. Dadurch kann eine Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 an die Ampel 106 bestimmt werden, bei der das Vorhandensein der Fremdfahrzeuge 102 berücksichtigt wird.
Die 2 bis 7 zeigen schematische Darstellungen von Verkehrssituationen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Dabei ist jeweils ein Fahrzeug 100 gezeigt, das auf einer Fahrbahn 104 auf eine Ampel 106 zufährt. Die Ampel 106 ist jeweils in einer Rotphase, sendet also ein Stoppsignal aus. Das Fahrzeug 100 weist einen Ampelphasenassistent auf. Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeug 100 um das in 1 gezeigte Fahrzeug handeln, das eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Annäherungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs an eine Signalanlage aufweist.
2 zeigt eine Verkehrssituation in der sich zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106 keine Fremdfahrzeuge befinden. Die Ampel 106 ist ausgebildet, um zu dem in 2 gezeigten Zeitpunkt eine C2X-Botschaft auszusenden, die die Information „Grün in 3 Sekunden“ umfasst. Das Fahrzeug 100 ist ausgebildet, um die C2X-Botschaft zu empfangen und erhält somit eine Information über eine Zeitdauer bis zu einem bevorstehenden Signalwechsel der Ampel 100 von dem Stoppsignal zu einem Freigabesignal. Basierend auf der C2X-Botschaft und weiteren Daten, beispielsweise einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106, ist der Ampelphasenassistent ausgebildet, um eine Annäherungsgeschwindigkeit für das Fahrzeug 100 zu bestimmen, bei der das Fahrzeug 100 die Ampel 106 in der nächsten Grünphase erreichen wird.. Ein Wert der Annäherungsgeschwindigkeit kann ausgegeben werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird für die Annäherungsgeschwindigkeit ein Wert von 50 km/h bestimmt und es erfolgt eine Ausgabe „Erreichen Grün bei 50 km/h“ an den Fahrer des Fahrzeugs 100. Auch bei einem rein C2X-basierten Ampelphasenassistenten wird in dieser Verkehrssituation eine passende Annäherungsgeschwindigkeit bestimmt.
3 zeigt eine Verkehrssituation in der sich zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106 Fremdfahrzeuge 102 befinden. Vor der Ampel 106 befindet sich eine Reihe von fünf wartenden Fremdfahrzeugen 102. Die Ampel 106 ist ausgebildet, um eine C2X-Botschaft auszusenden, die die Information „Grün in 3 Sekunden“ umfasst. Das Fahrzeug 100 ist entsprechend zu dem Ausführungsbeispiel aus 2 ausgebildet, um die C2X-Botschaft zu empfangen und mittels eines Ampelphasenassistenten die Annäherungsgeschwindigkeit für das Fahrzeug 100 zu bestimmen und auszugegeben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden von dem Ampelphasenassistenten zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit keine Positionsdaten der Fremdfahrzeuge 102 eingesetzt. Dies führt dazu, dass als Annäherungsgeschwindigkeit wieder der Wert von 50 km/h bestimmt und die Ausgabe „Erreichen Grün bei 50 km/h“ an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgeben wird. Bei einem rein C2X-basierten Ampelphasenassistenten wird in dieser Verkehrssituation eine unpassende Annäherungsgeschwindigkeit bestimmt, da die stehenden Fahrzeuge 102 nicht berücksichtigt werden.
4 zeigt die bereits anhand von 3 beschriebene Verkehrssituation, in der sich zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106 eine Reihe von fünf stehenden Fremdfahrzeugen 102 befindet. Im Unterschied zu dem anhand von 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel setzt der Ampelphasenassistent gemäß dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der C2X-Botschaft der Ampel 106 „Grün in 3 Sekunden“ Daten bordautonomer Sensoren, beispielsweise Daten der anhand von 1 beschriebene Sensorik 114, ein. Die bordautonomen Sensoren sind ausgebildet, um ein vorausstehendes Fremdfahrzeug 102 zu erfassen. Schematisch ist ein Erfassungsbereich der Sensoren des Fahrzeugs 100 gezeigt, in dem sich das hinterste der Reihe von Fremdfahrzeugen 102 befindet. Somit können Positionsdaten des direkt vor dem Fahrzeug 100 stehenden Fremdfahrzeugs 102 durch die Sensoren bestimmt werden. Beispielsweise können eine aktuelle Position und eine Geschwindigkeit des hintersten Fremdfahrzeugs 102 bestimmt werden. Aus der Position des hintersten Fremdfahrzeugs 102 und einer bekannten Position der Ampel 106 kann ferner eine vermutliche Anzahl sich vor der Ampel 106 befindlichen Fremdfahrzeuge 102 bestimmt werden. Der Ampelphasenassistent ist ausgebildet, um die wie anhand von 3 beschrieben, rein auf der C2X-Botschaft bestimmten Annäherungsgeschwindigkeit basierend auf den von den Sensoren ermittelten Positionsdaten neu zu bestimmen. Der Ampelphasenassistent ist also ausgebildet, um eine optimale Geschwindigkeit, bei der das Fahrzeug 100 die Ampel 106 trotzt der Fremdfahrzeuge 102 in einer grünen Ampelphase erreicht, neu zu berechnen. Alternativ kann der Ampelphasenassistent ausgebildet sein, um die optimale Annäherungsgeschwindigkeit aus der C2X-Botschaft und den Positionsdaten direkt zu bestimmen. Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Ampelphasenassistenten zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit Positionsdaten zumindest des hintersten der Fremdfahrzeuge 102 eingesetzt werden, wird im Vergleich zu dem anhand von 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel eine geringere Annäherungsgeschwindigkeit mit einem Wert von 30 km/h bestimmt. Der Ampelphasenassistenten ist ausgebildet, um die Ausgabe „Erreichen Grün bei 30 km/h“ an den Fahrer des Fahrzeugs 100 auszugeben. Bei dem hybriden Ampelphasenassistent, der neben der C2X-Technologie eine Egosensorik einsetzt, kann auch in der in 4 dargestellten Verkehrssituation eine passende Annäherungsgeschwindigkeit bestimmt werden, da die Egosensorik zumindest eine Berücksichtigung des hintersten der stehenden Fahrzeuge 102 ermöglicht.
5 zeigt die bereits anhand von 3 beschriebene Verkehrssituation, in der sich zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106 eine Reihe von fünf stehenden Fremdfahrzeugen 502 befindet. Im Unterschied zu dem anhand von 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind alle Fremdfahrzeuge 502 ausgebildet, um ihre jeweiligen Positionsdaten auszusenden. Das Fahrzeug 100 ist ausgebildet, um die Positionsdaten der Fremdfahrzeuge 502 zu empfangen und zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit zu verwenden. Die Ampel 106 ist wiederum ausgebildet, um eine C2X-Botschaft auszusenden, die die Information „Grün in 3 Sekunden“ umfasst. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden von dem Ampelphasenassistenten zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit zum einen die C2X-Botschaft der Ampel 106 und zum anderen die Positionsdaten der Fremdfahrzeuge 502 eingesetzt. Dies führt dazu, dass als Annäherungsgeschwindigkeit ein Wert von 32 km/h bestimmt und die Ausgabe „Erreichen Grün bei 32 km/h“ an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgeben wird. Bei einem rein C2X-basierten Ampelphasenassistenten und einer C2X Vollausstattung aller Fremdfahrzeuge 502 können die von den Fremdfahrzeugen 502 ausgesendeten Positionsdaten zur Berechnung der optimalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 mit einbezogen werden.
6 zeigt die bereits anhand von 4 beschriebene Verkehrssituation, in der sich zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106 eine Reihe von fünf stehenden Fremdfahrzeugen 102, 502 befindet. Im Unterschied zu dem anhand von 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Fremdfahrzeuge 502 als C2X-Fahrzeuge ausgeführt, die ausgebildet sind, um ihre jeweiligen Positionsdaten auszusenden. Das letzte, das mittlere und das hintere Fremdfahrzeug 102 der Reihe von Fremdfahrzeugen 102, 502 sind nicht zur Aussendung ihrer Positionsdaten ausgebildet. Das Fahrzeug 100 ist ausgebildet, um die Positionsdaten der Fremdfahrzeuge 502 zu empfangen und zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit zu verwenden. Wird die Annäherungsgeschwindigkeit für das Fahrzeug 100 nur unter Verwendung der Positionsdaten bestimmt, die von den Fremdfahrzeugen 502 ausgesendet werden, so wird der Wert für die Annäherungsgeschwindigkeit fehlerbehaftet sein, da das hintere Fremdfahrzeug 102 nicht ausgebildet ist, um seine Positionsdaten auszusenden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 100 jedoch ausgebildet, um, wie anhand von 4 beschrieben, das hintere Fremdfahrzeug 102 mittels bordautonomer Sensoren zu erfassen und Positionsdaten des hinteren Fremdfahrzeugs 102 zu ermitteln. Aus der Position des hinteren Fremdfahrzeugs 102 und einer bekannten Position der Ampel 106 kann ferner eine vermutliche Anzahl sich vor der Ampel 106 befindlichen Fremdfahrzeuge 102, 502 bestimmt werden. Die Anzahl der Fremdfahrzeuge 102, 502 kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel noch genauer bestimmt werden, da die von den Fremdfahrzeugen 502 ausgesendeten Positionsdaten mit berücksichtigt werden können. Der Ampelphasenassistent ist ausgebildet, um die wie anhand von 3 beschrieben, rein auf der C2X-Botschaft bestimmten Annäherungsgeschwindigkeit basierend auf den von den Sensoren ermittelten Positionsdaten des hintersten Fremdfahrzeugs 102 und optional basierend auf den von den Fremdfahrzeugen 502 empfangenen Positionsdaten neu zu bestimmen. Der Ampelphasenassistent ist also ausgebildet, um eine optimale Geschwindigkeit, bei der das Fahrzeug 100 die Ampel 106 trotzt der Fremdfahrzeuge 102, 502 in einer grünen Ampelphase erreicht, neu zu berechnen. Alternativ kann der Ampelphasenassistent ausgebildet sein, um die optimale Annäherungsgeschwindigkeit aus der C2X-Botschaft, den von den Sensoren bestimmten Positionsdaten und optional den von den Fremdfahrzeugen 502 empfangenen Positionsdaten direkt zu bestimmen. Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Ampelphasenassistenten zur Bestimmung der Annäherungsgeschwindigkeit Positionsdaten zumindest des hintersten der Fremdfahrzeuge 102 eingesetzt werden, wird im Vergleich zu dem anhand von 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel eine geringere Annäherungsgeschwindigkeit mit einem Wert von 32 km/h bestimmt. Der Ampelphasenassistenten ist ausgebildet, um die Ausgabe „Erreichen Grün bei 32 km/h“ an den Fahrer des Fahrzeugs 100 auszugeben. Bei dem Ampelphasenassistent erfassen bordautonome Sensoren das vorausstehende Fremdfahrzeug 102 und berechnet unter Einbeziehung anderer C2X-Fahrzeuge 502 eine optimale Geschwindigkeit für das Fahrzeug 100 neu, wodurch sich eine bessere Näherung ergibt.
7 zeigt eine Verkehrssituation in der sich zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ampel 106 drei Fremdfahrzeuge 102 befinden. Dabei handelt es sich um zwei stehende Fremdfahrzeuge 102, die vor der Ampel 106 stehen. Bei dem sich vor dem Fahrzeug 100 befindlichen dritte Fremdfahrzeug 102 handelt es sich um ein bremsendes Fremdahrzeug 102, das zu dem in 4 gezeigten Zeitpunkt noch in Bewegung ist und sich auf die bereits stehenden Fremdfahrzeuge 102 zu bewegt. Das Fahrzeug 100 ist ausgebildet, um, wie anhand von 4 beschrieben, das hintere Fremdfahrzeug 102 mittels bordautonomer Sensoren zu erfassen und Positionsdaten des bremsenden hinteren Fremdfahrzeugs 102 zu ermitteln. Die Positionsdaten können neben einer aktuellen Geschwindigkeit auch einen Verlauf der Geschwindigkeit oder einen Verlauf einer Geschwindigkeitsänderung des bremsenden hinteren Fremdfahrzeugs 102 umfassen. Der Ampelphasenassistent ist ausgebildet, um basierend auf den Positionsdaten des bremsenden hinteren Fremdfahrzeugs 102 einen zukünftigen, errechneten Anhaltepunkt 730 des bremsenden hinteren Fremdfahrzeugs 102 zu bestimmen. Aufgrund der weiteren Fremdfahrzeuge 102 wird das bremsende hintere Fremdfahrzeug 102 nicht direkt vor der Ampel 106 sondern hinter dem letzten der wartenden Fremdfahrzeuge 102 zum Halten kommen. Die Ampel 106 ist ausgebildet, um eine C2X-Botschaft auszusenden, die die Information „Grün in 3 Sekunden“ umfasst. Das Fahrzeug 100 ist ausgebildet, um die C2X-Botschaft zu empfangen. Der Ampelphasenassistent ist ausgebildet, um die Annäherungsgeschwindigkeit für das Fahrzeug 100 basierend auf der C2X-Botschaft der Ampel 106 und dem errechneten Anhaltepunkt 730 zu bestimmen und auszugegeben. Beispielhaft wird als Annäherungsgeschwindigkeit ein Wert von 42 km/h bestimmt und die Ausgabe „Erreichen Grün bei 42 km/h“ an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgeben.
Bei dem Ampelphasenassistent erfassen bordautonome Sensoren das vorausfahrende Fremdfahrzeug 102. Es wird der mögliche Anhaltepunkt 730 berechnet und daraufhin die optimale Geschwindigkeit für das Fahrzeug 100 ermittelt. Dies kann z. B. anhand von Verzögerungswerten des vorausfahrenden Fremdahrzeugs 100 erfolgen.
Aus den in den 2 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispielen ist ersichtlich, dass sich durch die Verwendung zumindest eines bordeigenen Sensors zur Bestimmung von Positionsdaten zumindest des vorausfahrenden oder vorausstehenden Fremdfahrzeugs 102 Vorteile gegenüber einer rein C2X basierten Ampelphasenassistenz ergeben.
Bei rein C2X-basierten Ampelphasenassistenzfunktionen wird die optimale Geschwindigkeit zum Erreichen der Grünphase meist in Bezug auf die Haltelinie der Ampel 106 vorgegeben, wie es in 2 gezeigt ist. Dabei werden vorrausfahrende oder stehende Fremdfahrzeugen 102 nicht mit einbezogen, wie es in 3 gezeigt ist. Dies kann dazu führen, dass eine Geschwindigkeit vorgeschlagen oder vorgegeben wird, bei der es zur Kollision mit vorrausfahrenden oder stehenden Fremdfahrzeugen 102 kommen kann, da diese nicht in die Berechnung der Geschwindigkeit für das Fahrzeug 100 einbezogen werden konnten. Ein rein C2X-basiertes System funktioniert daher nur dann optimal, wenn kein weiteres Fremdfahrzeug 102 zwischen der Ampel 106 und dem Egofahrzeug 100 vorhanden ist, wie es in 1 gezeigt ist. Dies lässt sich durch ein System verbessern, in dem die Daten von bordautonomen Sensoren zur Detektion vorrausfahrender Fremdfahrzeuge 102 genutzt werden, wie es in 3 gezeigt ist.
Rein C2X-basierten System können über zwei Varianten vorrausfahrende Fremdfahrzeuge 102 mit einbeziehen. Besteht eine hundertprozentige Ausstattungsrate mit der C2X-Funktionalität, d. h. jedes Fahrzeug 100, 502 ist mit C2X ausgestattet, senden alle Fahrzeuge 100, 502 permanent ihre Position an andere Fahrzeuge bzw. die Infrastruktur aus. Damit kann die Ampelassistenzfunktion die vorrausfahrenden Fahrzeuge 502 mit einbeziehen, wie es in 5 gezeigt ist. Eine hundertprozentige Ausstattungsrate wird wohl nie erreicht werden und eine hohe Ausstattungsrate z. B. > 50 % wird wohl erst nach Jahrzehnten nach Einführung von C2X erreicht werden. Ein System funktioniert jedoch sofort, auch wenn vorrausfahrende Fremdfahrzeuge 102 nicht mit C2X ausgestattet sind, wenn die Infrastruktur mit zusätzlichen Sensoren, z. B. Video oder Kontaktschleifen, ausgestattet sind, um Positionsdaten von Fremdfahrzeugen 102, 502 zu ermitteln und an das Fahrzeug 100 ausgeben. Jedoch können auch die sehr hohen Investitionskosten für zusätzliche Sensoren an Infrastrukturen entfallen, wenn zur Ermittlung der Positionsdaten Sensoren des Fahrzeugs 100 eingesetzt werden. Die Sensoren am Egofahrzeug 100 sind in vielen Fällen schon für andere Funktionen vorhanden, wie z. B. Radar für ACC.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht ein solches System aus einem Ampelphasenassistent der die notwendigen C2X-Daten von einer Infrastruktur erhält. Bei der Infrastruktur kann es sich z. B. um die Ampel 106 und bei den C2X-Daten um Informationen über die Phasen, Phasendauer und Position der Ampel 106 handeln. Das System kann damit eine optimale Annäherungsgeschwindigkeit z. B. bis zur Haltelinie vor der Ampel 106 berechnen, wie es in 4 gezeigt ist. Die bordautonomen Sensoren des Fahrzeugs 100 erfassen vorausfahrende oder stehende Fremdfahrzeuge 102, 502 bezogen auf das Egofahrzeug 100. Da die Ego-Position des Egofahrzeugs 100, z. B. über GPS bekannt ist, kann das mit dem System ausgestatte Fahrzeug 100 die Position der vorausfahrenden oder vorausstehenden Fremdfahrzeuge 102, 502 in Bezug zur Ampel 106 berechnen. Anhand der Fahrprofile, z. B. dem Verzögerungsverhalten, bzw. der Entfernung zwischen der Ampel 106 und einem vorausstehenden Fremdfahrzeugs 102, 502 kann ermittelt werden, wie viele Egofahrzeug 102, 502 sich näherungsweise zwischen Ampel 106 und dem Egofahrzeug 100 befinden. Aus diesen Werten lässt sich zum Beispiel mittels angenommenen Anfahrprofilen ermitteln, wann die vorrausfahrenden Fremdfahrzeuge 102, 502 die Ampel 106 bei Grün passieren. Die für das Fahrzeug 100 vorgeschlagene oder vorgegebene Geschwindigkeit kann somit angepasst werden.
Verzögert ein vorausfahrendendes Fremdfahrzeug 102, 502, so kann anhand des Verzögerungsverhaltens des Fremdfahrzeugs 102, 502 näherungsweise der Anhaltepunkt 730 des vorrausfahrenden Fremdfahrzeugs 102, 502 ermittelt werden, wie es in 7 gezeigt ist. So kann schon vor dem Stillstand des vorrausfahrenden Fremdfahrzeug 102, 502 die Anzahl der an der Ampel 106 stehenden Fremdfahrzeuge 102, 502 näherungsweise ermittelt werden und die vorgeschlagene oder vorgegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 angepasst werden.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs an eine Signalanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann in einem System, beispielsweise des in den vorangegangenen Figuren gezeigten Fahrzeugs 100, umgesetzt werden. In einem Schritt 841 werden Signalisierungsdaten der Signalanlage bezüglich eines bevorstehenden Signalwechsels der Signalanlage empfangen. In einem Schritt 843 werden Positionsdaten zumindest eines sich vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeugs mittels einer geeigneten Sensorik ermittelt und zur Weiterverarbeitung bereitgestellt. In einem Schritt 845 wird basierend auf den Signalisierungsdaten und den Positionsdaten eine Annäherungsinformation, beispielsweise eine Annäherungsgeschwindigkeit bestimmt. Beispielsweise wird die Annäherungsgeschwindigkeit dabei so bestimmt, dass das Fahrzeug die Signalanlage optimal, zum Beispiel ohne anzuhalten, passieren kann. In einem optionalen weiteren Schritt können von einem sich vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeug über eine Sendeeinrichtung ausgesendete Positionsdaten empfangen werden und zusätzlich zur Bestimmung der Annäherungsinformation genutzt werden. Die Schritte des Verfahrens können fortlaufend wiederholt ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die Annäherungsinformation fortlaufend angepasst werden. Beispielsweise können die Schritte ansprechend auf ein Empfangen der Signalisierungsdaten der Signalanlage solange wiederholt ausgeführt werden, bis das Fahrzeug entweder die Signalanlage passiert hat oder vor der Signalanlage zum Stillstand gekommen ist.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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

DE 102007043602 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs (100) an eine Signalanlage (106), das den folgenden Schritt umfasst: Bestimmen (845) einer Annäherungsinformation basierend auf Signalisierungsdaten (108) bezüglich eines bevorstehenden Signalwechsels der Signalanlage (106) und Positionsdaten bezüglich eines sich vor dem Fahrzeug (100) befindlichen Fremdfahrzeugs (102; 502), wobei die Annäherungsinformation einen Haltepunkt des Fahrzeugs vor der Signalanlage, eine Annäherungswegstrecke des Fahrzeugs an die Signalanlage, eine Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs an die Signalanlage und/oder eine Annäherungsbeschleunigung des Fahrzeugs an die Signalanlage umfasst und die Positionsdaten von einer Sensorik (114) des Fahrzeugs ermittelte Daten repräsentieren.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Positionsdaten eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs (102; 502) umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Positionsdaten eine Information über eine Geschwindigkeitsänderung des Fremdfahrzeugs (102; 502) umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ermittelns einer Halteposition (730) des Fremdfahrzeugs (102; 502) basierend auf den Positionsdaten, wobei im Schritt des Bestimmens (845) die Annäherungsinformation basierend auf den Signalisierungsdaten (108), der Halteposition und einer Eigenposition des Fahrzeugs (100) bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ermittelns einer Anzahl von sich zwischen dem Fahrzeug (100) und der Signalanlage (106) befindlichen Fremdfahrzeugen (102; 502) basierend auf den Positionsdaten und einer Position der Signalanlage, wobei im Schritt des Bestimmens die Annäherungsinformation basierend auf der Anzahl von Fremdfahrzeugen bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Bestimmens (845) die Annäherungsinformation basierend auf einem Anfahrprofil des Fremdfahrzeugs (102; 502) bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ersetzens oder Ergänzens der Positionsdaten durch übermittelte Positionsdaten, die von dem Fremdfahrzeug (502), einem weiteren sich vor dem Fahrzeug befindlichen Fremdfahrzeug (502) oder einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung ausgesendete Daten repräsentieren.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Positionsdaten von einer Umfelderfassungseinrichtung (114) des Fahrzeugs (100) ermittelte Daten repräsentieren.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Schritt des Bestimmens eines Anzeigesignals zur Anzeige der Annäherungsinformation oder einer aus der Annäherungsinformation bestimmten Größe über eine Schnittstelle zu einem Fahrer des Fahrzeugs und/oder mit einem Schritt des Bestimmens eines Steuersignals zur Anpassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf der Annäherungsinformation.
Vorrichtung zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs (100) an eine Signalanlage (106), die ausgebildet ist, um die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Programm auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.