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BESCHREIBUNG:
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Sensor zum Erfassen eines Zustands in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und zum Bereitstellen einer entsprechenden Information, einer Sendeeinrichtung zum Senden der bereitgestellten Information an eine fahrzeugexterne Einheit und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Sendeeinrichtung. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung auch ein System mit mehreren derartigen Fahrzeugen und der fahrzeugexternen Einheit. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen einer aktuellen Situationsinformation durch Erfassen eines Zustands in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs und zum Bereitstellen einer entsprechenden Information sowie Senden der bereitgestellten Information an eine fahrzeugexterne Einheit.
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Bislang wurden fahrende Fahrzeuge und mobile Geräte als Sensoren zur Beobachtung der Umgebung genutzt. Mittels Daten dieser mobilen Sensoren werden diverse Anwendungen realisiert. Dabei nimmt die Schätzung der Verkehrslage aus Fahrzeug- und Mobilfunkdaten eine Vorreiterrolle ein.
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Im Fahrzeugkontext wird bei Anwendungen, welche auf Daten aus Fahrzeugen basieren, häufig von Extended Floating Car Data (XFCD) gesprochen. Die generelle Idee besteht darin, bewegende Fahrzeuge als Sensoren für außergewöhnliche Ereignisse (schlechtes Wetter, Schlaglöcher, wechselnde Verkehrszeichen, etc.) zu verwenden. Wenn Fahrzeuge solch Ereignisse mittels Fahrzeugsensorik (z.B. Kamera, Radar, Wärmesensor) detektieren, dann senden sie diese Informationen an einen Server (fahrzeugexterne Einheit), auf welchem im Anschluss die Daten einer gesamten Fahrzeugflotte analysiert werden können.
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Aus der Bewegung der Fahrzeuge resultieren dabei verschiedene Phänomene, wonach große Straßen, wie z.B. Autobahnen, intensiver von Fahrzeugen mit Sensoren beobachtet werden, da die Verkehrsdichte größer ist und damit auch mehr Fahrzeuge diese Straßen passieren. Aus der ebenfalls größeren Geschwindigkeit der Fahrzeuge auf diesen Straßen folgt außerdem, dass die Beobachtungszeit, in welcher ein Fahrzeug ein bestimmtes Phänomen beobachtet, geringer ist, als auf kleinen Straßen. Zusammenfassend kann man also sagen, dass sich bewegende Fahrzeuge bestimmte Phänomene für einen kurzen Zeitraum auf großen Straßen detektieren können. Phänomene auf kleinen Straßen hingegen sind selten beobachtbar, dafür jedoch meist länger.
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Darüber hinaus ist die Methode des XFCD bei realistischen (geringen) „Ausstattungsraten“ (Ausstattungsdichte des Kraftfahrzeugs mit Sensoren) ungeeignet, Aussagen über die tatsächliche Verkehrsstärke für Straßenquerschnitte zu treffen. Damit fehlen jedoch Informationen zur Interpretation der XFCD. So ist beispielsweise die alleinige Information, dass ein Kraftfahrzeug langsam fährt kaum verwertbar. Liegt hingegen von anderen Sensoren die zusätzliche Information vor, dass eine hohe Verkehrsdichte herrscht, so deutet das langsame Fahren eines Fahrzeugs auf einen Stau hin.
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Längere Beobachtungszeiten an bestimmten Orten werden heutzutage durch eine Installation von festen Kameras oder Induktionsschleifen im Asphalt erreicht. Die Installation und Wartung solcher Sensoren ist allerdings teuer und wenig flexibel. D.h., in der Regel werden wenige und große Straßen abgedeckt, aber wiederum nicht die kleineren Straßen. Es besteht also keine vollständige Abdeckung des Straßennetzes bezüglich nützlicher Beobachtungen. Außerdem sind die bisherigen Beobachtungsmöglichkeiten nicht flexibel und bedarfsgerecht positionierbar sowie teuer und wartungsintensiv.
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Aus der Druckschrift
US 2013/0201316 A1 ist ein serverbasiertes Steuerungssystem bekannt. Speziell können Kraftfahrzeuge Teilnehmer in einem Datennetz sein. Damit können interne und externe Daten eines Kraftfahrzeugs zu einem weiteren Fahrzeug weitergeleitet werden, um dessen Antrieb zu steuern.
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Darüber hinaus beschreibt die Druckschrift
WO 2006/072850 A1 ein ähnliches Kommunikationsnetz, bei dem Fahrzeuge Mobilfunkknoten darstellen. Auch hier werden Informationen beispielsweise von Straßenwarnsystemen von einem Fahrzeug zum nächsten weitergeleitet. Auch können Stauinformationen so an andere Fahrzeuge übermittelt werden.
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Druckschrift
US 2012/0188376 A1 beschreibt ein System zum Überwachen eines Fahrzeuges im Einsatz. Dieses System weist unter anderem auf: eine Vielzahl von Sensoren, eine Vielzahl von optischen Geräten, insbesondere Kameras, einen Speicher, in welchen zumindest ein Auslöseschema gespeichert ist, wobei das Auslöseschema Regeln für die Aktivierung wenigstens eines Sensors aufweist. Der Sensor kann eine Kamera sein. Als Steuereinheit zum Ansteuern der Sensoren ist ein Rekorder vorgesehen. Wird zum Beispiel das Abschalten eines Lastkraftwagens erkannt, ein sogenannter Power-Take-Off-Modus (PTO), so können verschiedene Kameras in oder am Lastkraftwagen aktiviert werden. Dieses System ist ausgebildet, über eine Netzwerkverbindung Informationen auf einem Webserver abzuspeichern. Die Druckschrift beschreibt ferner weitere Beispiele, nach welchen Regeln die Aufzeichnung der Kameras gestartet wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, umfassendere Information für Verkehrsteilnehmer bereitstellen zu können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem Sensor zum Erfassen eines Zustands in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und zum Bereitstellen einer entsprechenden Information, einer Sendeeinrichtung zum Senden der bereitgestellten Information an eine fahrzeugexterne Einheit und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Sensors und der Sendeeinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Sensor zum Erfassen des aktuellen Zustands sowie zum Bereitstellen der entsprechenden Information und die Sendeeinrichtung zum Senden der Information zu aktivieren, wenn sie feststellt, dass eine erste Bedingung, dass sich das Kraftfahrzeug in einem Parkmodus befindet, und mindestens eine vorgegebene zweite Bedingung erfüllt sind. Dabei ist eine von den Bedingungen dann erfüllt, wenn die Steuereinrichtung ein Aktivierungssignal von der fahrzeugexternen Einheit erhält.
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Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Bereitstellen aktueller Information aus einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs durch Erfassen eines Zustands in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und Bereitstellen einer entsprechenden Information durch einen Sensor des Kraftfahrzeugs sowie Senden der bereitgestellten Information an eine fahrzeugexterne Einheit durch eine Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs und Aktivieren des Sensors durch eine Steuereinrichtung zum Erfassen des aktuellen Zustands sowie Bereitstellen der entsprechenden Information und Aktivieren der Sendeeinrichtung zum Senden der Information, wenn eine erste Bedingung, dass sich das Kraftfahrzeug in einem Parkmodus befindet, und mindestens eine vorgegebene zweite Bedingung erfüllt sind. Das Verfahren weist sich dadurch aus, dass eine von den Bedingungen dann erfüllt ist, wenn die Steuereinrichtung ein Aktivierungssignal von der fahrzeugexternen Einheit erhält.
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In vorteilhafter Weise wird also ein geparktes Fahrzeug quasi als Sensor verwendet. Da statistisch nur etwa 5 Prozent aller Fahrzeuge im Fahrbetrieb sind, sollen die vielen nicht fahrenden Fahrzeuge für Sensorikaufgaben genutzt werden können.
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Häufig sind gerade an verkehrskritischen Stellen innerorts zahlreiche Fahrzeuge geparkt, die vielfältige Informationen liefern können. Dabei müssen dann nur die im Fahrzeug ohnehin verbauten Sensoren im Parkmodus des Fahrzeugs aktiviert werden.
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Beispielsweise wird der Parkmodus dadurch charakterisiert, dass der Fahrersitz des Fahrzeugs nicht belegt ist. Er kann aber auch dadurch charakterisiert sein, dass sich überhaupt keine Personen im Fahrzeug befinden. Dies ist ein untrügliches Zeichen dafür, dass das Fahrzeug in nächster Zeit nicht bewegt werden soll und damit parkt.
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Der Parkmodus kann aber auch dadurch gekennzeichnet sein, dass das Fahrzeug von einem Fahrbetrieb deaktiviert ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Zündung des Kraftfahrzeugs abgeschaltet ist. Die Deaktivierung kann aber auch dadurch definiert sein, dass das Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs von einem Aktivmodus in einen Bereitschaftsmodus oder Stand-by-Modus heruntergefahren ist. Damit ist praktisch sichergestellt, dass die Sensorik des Fahrzeugs nicht für das Fahrzeug selbst benötigt wird.
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Der Parkmodus kann auch dadurch definiert sein, dass das Kraftfahrzeug verschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass der Parkmodus dann in jedem Fahrzeug ohne großen Aufwand ermittelt werden könnte, da ein Schließsystem in praktisch allen für die Informationserfassung relevanten Fahrzeugen enthalten ist.
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Die Aktivierung der Sensoren und der Sendeeinrichtung im Parkmodus hängt von der ersten Bedingung oder von der ersten Bedingung und weiteren Bedingungen ab. Die erste Bedingung kann die oben angeführten Situationen betreffen, die einen Parkmodus charakterisieren. So kann die Erfüllung der ersten Bedingung beispielsweise unmittelbar daran erkannt werden, dass ein Sensor im oder am Fahrersitz meldet, dass der Fahrersitz nicht belegt ist. Weiterhin kann die erste Bedingung auch dann als erfüllt gelten, wenn der bestimmungsgemäße Fahrbetrieb in einem Kraftfahrzeug abgeschaltet ist, es also deaktiviert ist. Grundlage für das Feststellen, ob die erste Bedingung erfüllt ist, kann auch das Signal der Schließanlage des Fahrzeugs sein. Natürlich kann der Parkmodus auch dadurch definiert werden, dass mehrere der obigen Bedingungen erfüllt sind. Dann stellt eine der obigen Bedingungen, z.B. die Belegung des Fahrersitzes, die erste Bedingung und z.B. die Deaktivierung des Fahrbetriebs eine zweite Bedingung dar. Vorzugsweise ist eine von den Bedingungen dann erfüllt, wenn eine vorgegebene Zeitspanne von insbesondere drei Minuten nach Beginn eines Stillstands des Kraftfahrzeugs vergangen ist. So kann beispielsweise der Parkmodus (erste Bedingung) dadurch erfüllt sein, dass das Kraftfahrzeug bereist drei Minuten steht. Im Prinzip kann man den Parkmodus auch anhand einer anderen Zeitspanne definieren, aber nach der offiziellen Definition der Straßenverkehrsordnung parkt ein Fahrzeug, wenn es drei Minuten steht.
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Bei einer Ausführungsform kann eine der Bedingungen dann erfüllt sein, wenn die Steuereinrichtung ein Aktivierungssignal von der fahrzeugexternen Einheit erhält. In einem konkreten Beispiel wäre dann die ersten Bedingung für den Parkmodus dadurch erfüllt, dass das Fahrzeug deaktiviert wurde, und eine zweite Bedingung wäre gegeben, wenn von außen ein Aktivierungssignal eintrifft. Die Sensorik zum Erfassen eines Umgebungszustands und die Sendeeinrichtung werden also nur dann tatsächlich aktiviert, wenn beide Bedingungen erfüllt sind, d.h. das Fahrzeug sich im Parkmodus befindet und eine externe Aktivierung erfolgt ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug mindestens einen weiteren Sensor, und das Aktivierungssignal von der fahrzeugexternen Einheit enthält eine Information, anhand der von der Steuereinrichtung spezifisch einer der Sensoren aktivierbar ist. Dies hat den Vorteil, dass von einer Mehrzahl an Sensoren nicht automatisch alle aktiviert werden müssen, sonder beispielsweise aus Energiespargründen nur einer davon.
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Durch die Erfindung wird auch ein System mit mindestens einem Kraftfahrzeug, wie es oben beschrieben ist, und der fahrzeugexternen Einheit zum Aufnehmen der jeweiligen Information von dem mindestens einen Fahrzeug und zum Gewinnen einer Situationsinformation daraus sowie zum Senden der Situationsinformation bereitgestellt. Eine derartige fahrzeugexterne Einheit kann beispielsweise ein Server sein, der Verkehrsdaten, Umweltdaten und dergleichen sammelt und aufbereitet sowie gegebenenfalls weiterverteilt.
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Vorzugsweise umfasst das System mehrere Kraftfahrzeuge, wobei die fahrzeugexterne Einheit dazu ausgebildet ist, gezielt nur eine Auswahl der Kraftfahrzeuge zum Bereitstellen und Senden der jeweiligen Information zu aktivieren. Die Fahrzeuge im Parkmodus haben dann beispielsweise eine stets aktivierte Empfangseinheit über die sie einen Code empfangen, welcher spezifisch für das Kraftfahrzeug oder eine Gruppe von Fahrzeugen ist und der die jeweiligen Steuereinrichtungen veranlasst, einen oder mehrere vorhandenen Sensoren zu aktivieren, so dass deren Informationen übertragen werden können.
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Ferner kann die fahrzeugexterne Einheit dazu ausgebildet sein, aus den jeweiligen Informationen der mehreren Kraftfahrzeuge eine Gesamtinformation zu bilden und zu senden. Dadurch lassen sich die Informationen von mehreren Fahrzeugen zu einem Gesamtbild zusammenfügen, z.B. einer Verkehrslagesituation, die dann wiederum an Fahrzeuge im Fahrbetrieb geschickt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die wenigen Fahrzeuge im Fahrbetrieb von den Informationen der zahlreichen Fahrzeuge im Stillstand bzw. Parkmodus profitieren können, indem letztere ihre Sensorik zur Informationsbeschaffung bereitstellen.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
- 1 ein schematisches Kraftfahrzeug zum erfindungsgemäßen Senden von Situationsinformation und
- 2 eine Skizze einer Verkehrssituation mit mehreren parkenden Fahrzeugen als Informationslieferanten.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass die durchschnittliche Fahrzeit von Fahrzeugen in Deutschland lediglich 80 Minuten pro Tag beträgt. Dies bedeutet, dass eine Aktivierung zur Standzeit ein großes Potenzial birgt und die Menge der verfügbaren Daten auf einem Server erhöht, um verkehrsrelevante oder umweltrelevante Phänomen zu beobachten.
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Im Folgenden wird jedoch ohne Beschränkung darauf ein Schwerpunkt auf die Beobachtung von Phänomenen im Straßenverkehr gelegt. Insbesondere soll ein System bereitgestellt werden, welches eine häufige Beobachtbarkeit von Phänomenen auf kleinen Straßen und eine längere Beobachtungszeit auch auf großen Straßen ermöglicht. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein Netzwerk aus stehenden (verlassenen) Fahrzeugen ohne Fahrer bereitgestellt und es werden gezielt Sensoren ausgewählter Fahrzeuge genutzt, um die Umgebung zu beobachten. Ein solches Netzwerk wäre in etwa komplementär zu den aus XFCD zu gewinnenden Daten. Zusammen können die beiden Methoden mit einer sehr geringen Ausstattungsrate im Feld sehr gut Informationen gewinnen.
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Gemäß dem Beispiel von 1, ist ein Fahrzeug 1 mit einem Sensor 2 ausgestattet, der eine Information aus der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Das Fahrzeug 1 kann auch mit mehreren derartigen oder andersartigen Sensoren ausgestattet sein.
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Der Sensor 2 bzw. die Sensoren können elektrische, magnetische, elektromagnetische, optische und andere Sensoren sein (z.B. Kamera, Radar, Wärmesensor).
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Der oder die Sensoren 2 stehen mit einer Steuereinrichtung 3 in Verbindung. Die Steuereinrichtung 3 ist in der Lage, den bzw. die Sensoren 2 einzeln oder alle zusammen zu aktivieren und deren Informationen in Empfang zu nehmen. Weiterhin steht die Steuereinrichtung 3 mit einer Sendeeinrichtung 4 in Verbindung, so dass auch die Sendeeinrichtung 4 von der Steuereinrichtung 3 aktivierbar ist. Außerdem können von der Steuereinrichtung 3 Daten zum Senden zu einer fahrzeugexternen Einheit 5 (z.B. Server) geschickt werden. Die Sendeeinrichtung ist in der Lage, die Daten an die fahrzeugexterne Einheit 5 drahtlos, z.B. per Funk, zu übertragen. Gegebenenfalls besitzt die Sendeeinrichtung 4 auch eine Empfangsfunktionalität, so dass sie von der fahrzeugexternen Einheit 5 Signale beispielsweise zum Aktivieren eines der Sensoren 2 empfangen kann.
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Die Sensoren 2 und die Sendeeinrichtung 4 soll dann aktiviert werden, wenn sich das Kraftfahrzeug 1 in einem Parkmodus befindet. Ein solcher Parkmodus ist definiert, wenn nach Beginn eines Stillstands des Kraftfahrzeugs eine vorgegebene Zeitspanne, insbesondere drei Minuten, vergangen sind und/oder der Fahrersitz nicht belegt ist und/oder der Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs deaktiviert ist und/oder das Fahrzeug verlassen ist. Wenn eine oder mehrere dieser Situationen vorliegen, befindet sich das Kraftfahrzeug 1 im Parkmodus. Es braucht dann seine Sensorik nicht für den Fahrbetrieb, sondern kann sie für Verkehrsteilnehmer oder Informationsdienste bereitstellen. Dabei ist aber nicht ausgeschlossen, dass das Kraftfahrzeug 1 auch während der Fahrt seine Sensoren 2 zur Informationsübertragung zu der externen Einheit 5 nutzt.
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Die Sensoren 2 werden im Parkmodus aktiviert, entweder bedingungslos oder unter Erfüllung mindestens einer zweiten Bedingung. Dies schließt insbesondere den Fall ein, dass das Fahrzeug selbständig ohne Einwirkung von außen seine Sensoren 2 und die Sendeeinrichtung 4 aktiviert. Die Aktivierung kann aber auch durch ein Signal von der externen Einheit 5 ausgelöst werden. In diesem Fall befindet sich das Kraftfahrzeug gemäß der ersten Bedingung in einem Parkmodus und eine zweite Bedingung, nämlich der Empfang eines externen Aktivierungssignals, ist gegeben.
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2 zeigt schematisch eine Verkehrssituation an einer Ampel 6. Links und rechts am Straßenrand stehen parkende Kraftfahrzeuge 1. Jedes dieser parkenden Kraftfahrzeuge hat für sich festgestellt, dass es sich im Parkmodus befindet und sendet daher, ausgelöst durch sich selbst oder durch ein Auslösesignal von der externen Einheit 5, Informationen über die aktuelle Situation in der Umgebung des jeweiligen Kraftfahrzeugs an die externe Einheit 5. Die externe Einheit 5 sammelt diese Informationen der parkenden Fahrzeuge und bildet daraus eine Gesamtinformation 7, welche sie an Verkehrsteilnehmer 8 im Fahrbetrieb sendet. Die Fahrzeuge 8 im Fahrbetrieb können damit beispielsweise eine Information über die Wartezeit vor der Ampel erhalten. Auch wenn in 2 nur Fahrzeuge vor einer Ampel dargestellt sind, kann die Gesamtinformation auch auf weiter entfernte Fahrzeuge übertragen werden, so dass diese beispielsweise eine Information über die mittlere Wartezeit an dieser Ampel 6 erhalten und die Straße gegebenenfalls meiden.
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Im Folgenden werden weitere Funktionen solcher Kraftfahrzeuge bzw. Systeme gemäß 1 und 2 vorgestellt. Insbesondere können durch die stehenden/parkenden Fahrzeuge Sensoren bereitgestellt werden, um Phänomene im Straßenverkehr und in der direkten Fahrzeugumgebung ohne Bezug zum Straßenverkehr wahrzunehmen. Zur Wahrnehmung werden bestimmte Sensoren der Fahrzeuge (entweder Sensoren aus Seriensystemen oder neue energieeffizientere Sensoren) im Stand aktiviert und die Beobachtungen mittels Mobilkommunikation (z.B. EDGE/UMTS/LTE) an den Server (externe Einheit 5) geschickt. Die Beobachtungen vieler Kraftfahrzeuge 1, verteilt über eine große geografische Region, ermöglicht es dann, auf dem Server 5 ein genaues Bild der gesamten Situation zu berechnen und für neue Anwendungen/Dienste zu nutzen. Zur Entstehung des Gesamtbilds ist der Server 5 außerdem in der Lage, spezielle Fahrzeuge als aktive „Sensoren“ auszuwählen und andere Fahrzeuge zu deaktivieren. Durch diese Möglichkeit sorgt der Server eingeständig dafür, dass das Gesamtbild mit einer hohen Qualität und minimaler Anzahl an aktiven Fahrzeugen erzeugt werden kann.
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Die Fahrzeuge sind dabei in der Lage, unter anderem folgende Phänomene zu beobachten: Anzahl der vorbeifahrenden Fahrzeuge, Fahrzeuggeschwindigkeiten, Ein- und Ausparken von Fahrzeugen, Wettersituation, Unfälle, Schaltzeiten von Lichtsignalanlagen, Luftverschmutzung bzw. -belastung, Lautstärke, Autodiebstahl oder -einbruch, Anzahl der Fußgänger, Lichtverhältnisse, Point Of Interests (POI), Verkehrsschilder aller Art (auch solche, die während der Fahrt nicht erkannt werden können, wie z.B. Parkrestriktionen oder Preise).
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Mit Hilfe dieser Beobachtungen und der von dem Server 5 bereitgestellten Gesamtinformation können unter anderem folgende Dienste/Anwendungen entwickelt bzw. verbessert werden: Verkehrslageschätzung (insbesondere auf kleineren Straßen), Parkraumbelegung, verbesserte Wetterinformationen und Warnungen vor Unwette, Unfallwarner und -beobachtung (interessant auch für Versicherungen), Lautstärkekarte zur Wohnraumanalyse, Helligkeitskarte bzw. Blendwarnung für Fahrer, Parkpreiskarte, Erkennung der Ampelphasen für Ampelphasenassistenz, Fußgängerwarnung und weitere. Aus diesen Funktionen können diverse Geschäftsmodelle abgeleitet werden, welche vom Anbieten der Funktionen an den Fahrer bis zum Verkauf der zu Grunde liegenden Daten an öffentliche Einrichtungen oder private Unternehmen reichen.
