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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zum Ermitteln einer Straßenbaustelle, welche jeweils ein zuverlässiges Erkennen einer Straßenbaustelle ermöglichen und zu einer geringen Falscherkennungsrate beitragen.
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Einige Kraftfahrzeuge weisen Navigationssysteme auf, welche unter anderem Informationen über Baustellen erhalten, welche mittels sogenannter Echtzeit-Verkehrsinformationen bereitgestellt werden, die auch als RTT1-Dienste („Realtime Traffic Information“) bezeichnet werden. Diese Dienste werden beispielsweise von staatlichen Stellen und/oder Betreibern von Straßen über geplante und bestehende Baustellen informiert. Daraus werden Tabellen erzeugt, in denen für einen Autobahnabschnitt der Beginn und das Ende einer Baustelle eingetragen sind. Derartige Dienste können von einem Hersteller eines Navigationssystems, einem Automobilclub oder dergleichen bereitgestellt werden.
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Die Druckschrift
DE 102009036433 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems, wobei anhand einer Mustererkennung Bilder der Umgebung des Fahrzeugs erfasst, aus diesen Bildern Indikatoren für Gefahr- und/oder Baustellen ermittelt und eine Gefahr- und/oder Baustelle erkannt werden, um ein verbessertes Fahrerassistenzsystem zu ermöglichen und zu einer erhöhten Sicherheit von Fahrzeuginsassen und anderen Verkehrsteilnehmern beizutragen.
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Die Informationen über Baustellen werden bei der Planung von Routen und bei der Berechnung der Reisezeit angewendet, um einem Anwender eines Fahrzeuges eine möglichst kurze Route vorzuschlagen. Ferner kann der Verkehrsfluss insgesamt beschleunigt werden, wenn möglichst wenige Fahrzeuge einen Streckenabschnitt mit einer Baustelle befahren. Je nach Vollständigkeit, Aktualität, Genauigkeit und Korrektheit der Quellen für Baustelleninformationen entsprechen die einem Navigationsgerät gelieferten Informationen der Realität häufig nur unzureichend. Ort, Verlauf und Ausdehnung einer Baustelle können aufgrund von organisatorischen Gegebenheiten und Baufortschritt variieren, ohne dass diese Daten von den zuvor genannten Echtzeit-Verkehrsinformationen umfasst sind. Abweichungen zwischen der Planung einer Baustelle und der tatsächlichen Situation auf der Straße führen zu Ungenauigkeiten und Fehlern im darauf basierten Echtzeit-Verkehrsinformationsdienst. Dies führt dazu, dass Ort und Zeitpunkt des Auftretens von Baustellen entweder nicht oder nicht korrekt gemeldet werden. Dadurch werden die Planung einer Route und die Berechnung der Fahrzeit erschwert.
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Es ist daher eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zum Ermitteln einer Straßenbaustelle zu schaffen, welche jeweils ein zuverlässiges Erkennen einer Straßenbaustelle ermöglichen und zu einer geringen Falscherkennungsrate beitragen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ermitteln einer Straßenbaustelle für ein Kraftfahrzeug, dem eine Sensorik und eine Kommunikationsschnittstelle zugeordnet sind, ein Bereitstellen eines ersten Messsignals der Sensorik, welches repräsentativ ist für eine Ausschilderung einer ersten Geschwindigkeitsvorgabe für das Kraftfahrzeug und ein Ermitteln einer ortsbezogenen Ist-Geschwindigkeitskennung in Abhängigkeit des ersten Messsignals. Das Verfahren umfasst weiter ein Bereitstellen von kartographierten Daten, die Informationen über eine ortsbezogene lokale Geschwindigkeitsvorgabe umfassen. Das Verfahren umfasst außerdem ein Detektieren einer Straßenbaustelle in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeitskennung und den kartographierten Daten. Das Verfahren umfasst weiter ein Bereitstellen mindestens einer weiteren ermittelten Ist-Geschwindigkeitskennung, die einem weiteren Kraftfahrzeug zugeordnet ist sowie Bereitstellen eines weiteren Messsignals der Sensorik, welches repräsentativ ist für eine Spurmarkierungsfarbe einer Fahrbahnmarkierung. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Spurmarkierungsfarbe der jeweiligen Fahrbahnmarkierung in Abhängigkeit des weiteren Messsignals sowie ein Auswerten der ermittelten und bereitgestellten Ist-Geschwindigkeitskennungen und der ermittelten Spurmarkierungsfarbe und dadurch Verifizieren der detektierten Straßenbaustelle.
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Mittels des beschriebenen Verfahrens ist ein zuverlässiges Erkennen einer Straßenbaustelle möglich, welches insbesondere zu einer geringen Falscherkennungsrate beitragen kann. Eine Straßenbaustelle wird dabei nicht allein anhand einer vorgegebenen Reduktion der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erkannt, sondern es werden weitere zur Verfügung stehende Daten, wie bereitgestellte Karteninformationen, in ein Erkennen der Straßenbaustelle mit einbezogen. Auf diese Weise ermöglicht das beschriebene Verfahren ein Erkennen von Straßenbaustellen und ein Unterscheiden solcher Straßenabschnitte, zum Beispiel von einem Tunnel oder einem zum Schallschutz verkehrsberuhigten Bereich, denen in der Regel auch ein oder mehrere Geschwindigkeitsvorgaben in Fahrtrichtung vorausgestellt sind. Somit trägt das Verfahren dazu bei, eine Anzahl an fälschlicherweise als Straßenbaustelle erkannten Straßenabschnitten zu reduzieren.
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Die kartographierten Daten, die Informationen über eine ortsbezogene lokale Geschwindigkeitsvorgabe enthalten, können insbesondere in Form einer Straßenkarte auf einer externen Servereinheit oder durch einen Kartenhersteller bereitgestellt sein und im Rahmen des Verfahrens abgerufen werden und ein Abgleichen mit den ermittelten Geschwindigkeitsinformationen der Ist-Geschwindigkeitskennung ermöglichen. Das beschriebene Verfahren realisiert somit insbesondere eine georeferenzierte Fusion von ermittelten Daten mit Kartendaten zu Tempolimits, sodass eine Reduktion der Falscherkennungsrate erreicht werden kann.
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Die empfangenen Daten mit Karteninformationen werden in der Regel durch einen Kartenhersteller bereitgestellt, aber üblicherweise nicht für die Dauer einer Straßenbaustelle im Kartenmaterial aktualisiert. Mittels Auswerten der ermittelten Ist-Geschwindigkeitskennung mit den entsprechenden ortsbezogenen Karteninformationen der kartographierten Daten kann die Existenz einer Straßenbaustelle plausibilisiert werden. Stimmen beispielsweise die Daten des ermittelten Ist-Geschwindigkeitskennung mit den Karteninformationen innerhalb eines Toleranzbereichs überein, so kann das Vorhandensein einer Straßenbaustelle ausgeschlossen oder zumindest als zweifelhaft klassifiziert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer Soll-Geschwindigkeitskennung in Abhängigkeit von den empfangenen oder bereitgestellten kartographierten Daten sowie ein Vergleichen der ermittelten Ist-Geschwindigkeitskennung mit der ermittelten Soll-Geschwindigkeitskennung. Ein Detektieren der Straßenbaustelle erfolgt dann in Abhängigkeit des Vergleichs der Ist-Geschwindigkeitskennung mit der Soll-Geschwindigkeitskennung. Die Ist-Geschwindigkeitskennung repräsentiert zum Beispiel einen aktuellen ortsbezogenen Zustand des Kraftfahrzeugs, in dem eine Geschwindigkeitsvorgabe aufgenommen oder detektiert wurde. Die zugehörige lokale Soll-Geschwindigkeitskennung kann im Rahmen des Verfahrens aus einer hinterlegten Geschwindigkeitsvorgabe ermittelt werden oder als fertige Soll-Vorgabe bereitgestellt werden. Mittels Vergleichens Vergleichs der Ist-Geschwindigkeitskennung mit der Soll-Geschwindigkeitskennung kann das Vorhandensein einer Straßenbaustelle plausibilisiert.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst Verfahren ein Bereitstellen eines zweiten Messsignals der Sensorik, welches repräsentativ ist für eine Ausschilderung einer zweiten Geschwindigkeitsvorgabe für das Kraftfahrzeug, und ein Ermitteln eines Geschwindigkeitstrichters in Abhängigkeit der erfassten ersten und zweiten Messsignale. Die ermittelte Ist-Geschwindigkeitskennung kann Informationen über ein einzelnes Verkehrszeichen und/oder mehrere Verkehrszeichen umfassen, die einen Geschwindigkeitstrichter ausbilden, welcher eine geregelte Abfolge von Geschwindigkeitsbeschränkungen repräsentiert, die die zulässige streckenbezogene Höchstgeschwindigkeit schrittweise in Etappen auf einen Zielwert herab begrenzt.
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Bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs weisen die zweite und weitere Geschwindigkeitsvorgaben in der Regel geringere Werte für eine jeweilige Geschwindigkeitsbegrenzung auf als die ihr jeweils vorausgegangen. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug von einer aktuellen Geschwindigkeit von 140 km/h zunächst auf 100 km/h und dann auf 80 km/h abzubremsen, sodass ein zugehöriger Geschwindigkeitstrichter der unterschiedlicher Werte für die Geschwindigkeitsvorgaben aufgestellt werden kann.
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Das Verfahren kann kraftfahrzeugseitig durchgeführt werden, allerdings erfolgt aufgrund einer Vielzahl von zu verarbeitenden Informationen und ermittelten Daten, die im Rahmen einer Fahrzeugflotte mit einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen zusammengetragen werden können, ein Verarbeiten und Auswerten der zusammengetragenen Daten und ein Ermitteln und Plausibilisieren der Straßenbaustelle vorteilhaft in einer externen Servereinheit und/oder Backend. Ein jeweiliges Kraftfahrzeug, dem eine entsprechende Sensorik und Kommunikationsschnittstelle zugeordnet ist, realisiert somit eine mobile Messstation zum Ermitteln einer Straßenbaustelle, sodass zumindest ein Erfassen von verkehrszugehörigen Kenngrößen und ein Generieren von Messsignalen mittels der Sensorik sowie Übertragen der aufgenommenen Messsignale und gegebenenfalls ausgewerteter Daten kraftfahrzeugseitig durchgeführt wird. Auf diese Weise ist gemäß dem beschriebenen Verfahren ein nutzbringendes Kartographieren von verschiedenen Straßenbaustellen und Plausibilisieren der Straßenbaustellen auf einem jeweiligen Fahrweg möglich.
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Die jeweiligen aufgenommenen Messsignale und/oder der ermittelte Geschwindigkeitstrichter beziehungsweise die ermittelte Ist-Geschwindigkeitskennung können mittels der Kommunikationsschnittstelle an die externe Servereinheit gesendet und gemäß dem beschriebenen Verfahren weiter verarbeitet werden.
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Das Ermitteln der Straßenbaustelle umfasst ein Bereitstellen und Auswerten einer Mehrzahl von jeweils ermittelten Ist-Geschwindigkeitskennungen, die verschiedenen Kraftfahrzeugen zugeordnet sind. Auf diese Weise können die erfassten und/oder ermittelten Daten zum Beispiel an ein Backend übertragen und in einem Datenspeicher hinterlegt werden und insbesondere zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Dies ermöglicht das Sammeln und Aggregieren von einer Vielzahl von ermittelten oder ermittelbaren Straßenbaustellen, die miteinander abgeglichen und dadurch mit einer geringen Falscherkennungsrate verifiziert werden können und die ein Erstellen einer nutzbringen Straßenkarte mit verifizierten Straßenbaustellen ermöglichen, welche sich vorteilhaft auf einen Straßenverkehr auswirken kann.
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Im Rahmen des beschriebenen Verfahrens erfasste beziehungsweise aufgenommene Messsignale und/oder ermittelte Daten werden vorzugsweise an die zu dem Kraftfahrzeug externe Servereinheit gesendet und/oder von dieser empfangen. Auf diese Weise können die empfangenen Daten, die Informationen über eine lokale Geschwindigkeitsvorgabe beinhalten, zum Beispiel in Form einer Straßenkarte in einer Datenbank der Servereinheit bereitgestellt sein und im Rahmen des Durchführen des Verfahrens abgerufen werden. Darüber hinaus können Daten von einer solchen Servereinheit oder Backend empfangen werden, die Informationen über eine oder mehrere Straßenbaustellen enthalten, die von anderen Kraftfahrzeugen entsprechend ermittelt und in der Datenbank der Servereinheit oder des Backends hinterlegt wurden. Solche Daten umfassen insbesondere Positionsinformationen, die zum Beispiel mittels eines Ortungssystems ermittelt wurden und den erkannten Straßenbaustellen zugeordnet sind.
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Das beschriebene Verfahren macht sich eine Vernetzung von Kraftfahrzeugen untereinander beziehungsweise eine Vernetzung einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen mit der externen Servereinheit und/oder einem anderen Backend zu Nutze, wobei die Kraftfahrzeuge jeweils zur Messwertaufnahme und zum Ermitteln einer Straßenbaustelle befähigt sind. Auf diese Weise können an verschiedenen Positionen ermittelte jeweilige Straßenbaustellen an ein Backend übertragen und für eine weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus kann eine Straßenbaustelle an einer Position durch mehrere unterschiedliche Kraftfahrzeuge verifiziert werden, sodass ein Beitrag für eine geringe Falscherkennungsrate geleistet wird.
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Die Daten über die Straßenbaustellen werden mittels eines sogenannten Crowd-Sourcing Verfahrens ermittelt, bei dem die Fahrzeuge der Verkehrsteilnehmer Daten zur Bestimmung der Position der Straßenbaustelle erzeugen. Dadurch ist es möglich, durch einen vergleichsweise niedrigen Aufwand aktuelle Daten für Straßenbaustellen zu erzeugen. Ferner kann die aktuelle Position von Wanderbaustellen erfasst werden. Die Ausschilderung für die erste Geschwindigkeitsvorgabe realisiert ein erstes Verkehrszeichen, dessen Position von einem jeweiligen Kraftfahrzeug erfasst und an eine zentrale Einheit, wie die externe Servereinheit oder ein Backend gesendet wird.
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Das Backend kann als eine zentrale Einheit ein Teil der beschriebenen externen Servereinheit sein oder alternativ als eine zu der Servereinheit separate Datenbank ausgebildet sein. Auf Basis der gesammelten, kartographierten Informationen über eine jeweilige Straßenbaustelle kann eine Straßenkarte mit plausibilisierten Straßenbaustellen erstellt und in Form einer digitalen Karte in einer Datenbank der Servereinheit hinterlegt werden, welche sich insbesondere hinsichtlich einer Fahrtzeit vorteilhaft auf den Straßenverkehr auswirken kann.
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Das Verfahren umfasst ferner ein Empfangen beziehungsweise Bereitstellen des weiteren Messsignals der Sensorik, welches Daten mit Informationen über eine Spurmarkierungsfarbe umfasst. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln einer Spurmarkierungsfarbe einer Fahrbahnmarkierung in Abhängigkeit von dem weiteren Messsignal und bezieht die ermittelte Spurmarkierungsfarbe in das Detektieren der Straßenbaustelle mit ein. Zu diesem Zweck weist die Sensorik vorzugsweise eine Kamera auf, sodass das Ermitteln der Spurmarkierungsfarbe einer Fahrbahnmarkierung kamerabasiert durchgeführt werden kann. Das Verfahren macht sich das Vorhandensein von farbigen Fahrbahnmarkierungen in Baustellenbereichen zu Nutze, sodass das Ermitteln der Straßenbaustelle auf Basis einer ermittelten Ist-Geschwindigkeitskennung, welche zum Beispiel einen ermittelten Geschwindigkeitstrichter umfasst, eines Abgleichs mit verfügbaren Kartendaten und anhand von farbigen Fahrbahnmarkierungen erfolgt. In der Regel sind im Bereich einer Straßenbaustelle gelbe Fahrbahnmarkierungen auf der Fahrbahn aufgebracht, welche übergeordnet zu den üblichen weißen Fahrbahnmarkierungen eine abweichende Verkehrsführung ausbilden, sodass anhand dieser gelben Fahrbahnmarkierungen eine Straßenbaustelle erkannt, verifiziert und plausibilisiert werden kann.
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Mittels des Verfahrens ist eine Rekonstruktion einer Straßenbaustelle durch Crowd-Sourcing mittels kamerabasierter Erkennung von ausgeschilderten Geschwindigkeitsbeschränkungen und Spurmarkierungen in einem Backend möglich. Mittels einer solchen georeferenzierten Fusion eines ermittelten Geschwindigkeitstrichters mit kamerabasierten Informationen über Spurmarkierungsfarben können Straßenbaustellen auch in permanent geschwindigkeitsreduzierten Autobahn- oder Straßenabschnitten zuverlässig erkannt werden. In vielen Ländern werden Straßenbaustellen temporär mit gelben oder andersfarbigen Spurmarkierungen versehen, welche sich von den standardmäßigen Fahrbahnmarkierungen erkennbar unterscheiden.
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Eine Fehlerkennungsrate in Bezug auf das Ermitteln einer Straßenbaustelle kann daher dadurch reduziert werden, dass die kamerabasierte Erkennung von Spurmarkierungsfarben gezielt ausgewertet und georeferenziert und an das Backend gesendet wird. Mit Hilfe dieser Informationen lassen sich Straßenbaustellen zum Beispiel wie folgt zuverlässig Erkennen: Gemäß dem beschriebenen Verfahren wird ein Kandidat für eine Straßenbaustelle mittels Vergleich des ermittelten Geschwindigkeitstrichter plausibilisiert. Darüber hinaus wird überprüft, ob Informationen über die Existenz von gelben Spurmarkierungen nachfolgend zu dem Geschwindigkeitstrichter ermittelt werden können oder in dem Backend vorliegen. Wenn das Vorhandensein von andersfarbigen Fahrbahnmarkierungen bejaht werden kann, wird der entsprechende Straßenabschnitt als Straßenbaustelle klassifiziert.
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Darüber hinaus kann das Verfahren weiter ein Bereitstellen eines fünften Messsignals der Sensorik umfassen, welches repräsentativ für eine Umgebungshelligkeit ist. In Abhängigkeit des fünften Messsignals wird eine Umgebungshelligkeit ermittelt, welche insbesondere in das Ermitteln der Spurmarkierungsfarbe der Fahrbahnmarkierung miteinbezogen werden kann. Bei dem Ermitteln einer Spurmarkierungsfarbe kann eine, zum Beispiel weiße, Fahrbahnmarkierung aufgrund von abendlicher Straßenbeleuchtung gelb erscheinen. Mittels Erfassen der Umgebungshelligkeit kann eine Fehlerkennungsrate der kamerabasierten Klassifikation von gelben Spurmarkierungen unterdrückt oder zumindest reduziert werden.
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Vorzugsweise erfolgt daher eine Datensammlung hinsichtlich des Ermittelns einer Spurmarkierungsfarbe tagsüber oder ab einem vorgegebenen Schwellenwert für die Umgebungshelligkeit, welche als ausreichend für ein zuverlässiges Farberkennen mittels der verwendeten Sensorik beurteilt ist. Dies trifft unter anderem auch auf Straßenabschnitte in Tunneln zu und kann straßenkartenbasiert fahrzeugseitig oder fahrzeugextern in der Servereinheit gefiltert werden. Außerdem kann ein Genauigkeit beziehungsweise Signal-Rausch-Verhältnis durch Aggregation von Informationen vieler Kraftfahrzeuge innerhalb eines Straßenabschnitts erhöht werden.
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Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Erfassen oder Bereitstellen eines sechsten Messsignals der Sensorik, welches Daten mit Informationen über eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfasst, und ein Ermitteln einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit des erfassten sechsten Messsignals. Das Ermitteln der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann insbesondere mittels eines Geschwindigkeitssensors oder Positionssensors ermöglicht werden.
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Insbesondere kann das Verfahren auch ein Ermitteln eines lokalen Geschwindigkeitsprofils in Abhängigkeit einer Mehrzahl von einer jeweils ermittelten Geschwindigkeit eines jeweiligen Kraftfahrzeugs umfassen. Auf diese Weise kann ein Fahrverhalten in ein Dtektieren der Straßenbaustelle mit einbezogen werden und dadurch die zu ermittelnde Straßenbaustelle weiter plausibilisiert und eine Falscherkennungsrate gering gehalten werden. Auf diese Weise kann eine weitere Plausibilisierung über Crowd-Sourcing von Geschwindigkeiten durchgeführt werden, sodass ein besonders zuverlässiges Verifizieren der ermittelten beziehungsweise der zu ermittelnden Straßenbaustelle mit einer geringen Falscherkennungsrate realisierbar ist.
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Die Plausibilisierung erfolgt vorzugsweise über ein Ermitteln einer jeweiligen Durchschnittsgeschwindigkeit eines jeweiligen Kraftfahrzeugs. Dazu werden zum Beispiel die Geschwindigkeiten der zugehörigen Fahrzeuge regelmäßig georeferenziert an das Backend gesendet. Wird beispielsweise ein Geschwindigkeitstrichter erkannt, der zum Einleiten einer Abfahrtsspur eingerichtet ist, so wird in der Regel ein Großteil der Kraftfahrzeuge das vorgegebene Tempolimit nicht einhalten und es wird nicht auf einen Baustellenabschnitt geschlossen. Darüber hinaus kann mit Hilfe von Geschwindigkeitsprofilen auch abgeleitet werden, ob eine zuvor erkannte Straßenbaustelle wieder aufgelöst wurde.
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In Bezug auf die beschriebenen Messsignale weist die Sensorik einen jeweiligen Sensor oder eine jeweilige Vorrichtung auf, die ein Erfassen einer physikalischen Kenngröße und ein Generieren des zugehörigen Messsignals ermöglicht. So umfasst die Sensorik zum Beispiel eine Kamera, einen Positionssensor, einen Geschwindigkeitssensor und/oder einen Helligkeitssensor, welcher zum Beispiel als Photodiode realisiert ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Straßenbaustelle, die dazu eingerichtet ist, eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise als Servereinheit oder Backend realisiert und zum Empfangen, Verarbeiten und Versenden von Daten ausgebildet, die im Zusammenhang mit dem Verfahren ermittelt oder verarbeitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs als Vorrichtung zum Detektieren einer Straßenbaustelle und zum Durchführen eines der beschriebenen Verfahren befähigt sein. Aber insbesondere hinsichtlich einer Vielzahl von zu verarbeitenden Messsignalen, Daten und Informationen von unterschiedlichen Kraftfahrzeugen erfolgt ein Durchführen des beschriebenen Verfahrens vorzugsweise in einem zu dem Kraftfahrzeug externen Backend.
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Außerdem betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein System zum Ermitteln einer Straßenbaustelle, welches ein Kraftfahrzeug und eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Vorrichtung umfasst. Das Kraftfahrzeug weist die Sensorik die Kommunikationsschnittstelle auf und realisiert somit eine mobile Messstation zum Ermitteln einer Straßenbaustelle und ermöglicht insbesondere im Zusammenwirken innerhalb einer Fahrzeugflotte mit einer Vielzahl solcher Kraftfahrzeuge ein Erkennen von Straßenbaustellen mit geringer Falscherkennungsrate.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel eines Systems zum Ermitteln einer Straßenbaustelle,
- 2 ein weiteres schematisches Ausführungsbeispiel des Systems zum Ermitteln einer Straßenbaustelle,
- 3 ein schematisches Ausführungsbeispiel eines Straßenabschnitts mit einer Straßenbaustelle,
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm für Verfahren zum Ermitteln einer Straßenbaustelle.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die dargestellten Elemente gegebenenfalls nicht in allen Figuren mit Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 illustriert ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Ermitteln einer Straßenbaustelle 10 mit einem Kraftfahrzeug 1 in einer schematischen Aufsicht. Das System weist fernen eine Anordnung auf, die eine Kommunikationsschnittstelle 5 und eine Sensorik 6, 8, 9 umfasst, die mittels einer Steuereinheit 3 des Kraftfahrzeugs 1 signaltechnisch mit der Kommunikationsschnittstelle 5 gekoppelt ist. Die Kommunikationsschnittstelle 5 ist dazu eingerichtet, bidirektional mit einer zu dem Kraftfahrzeug 1 externen Servereinheit 7 zu kommunizieren und Daten an diese zu senden und von dieser zu empfangen.
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Die Anordnung mit der Sensorik 10, 12, 14 und der Kommunikationsschnittstelle 5 ermöglicht ein Durchführen eines Verfahrens zum Ermitteln einer Straßenbaustelle 10 eines Straßenabschnitts. Wie anhand der nachfolgenden 2 und 3 erläutert wird, ermöglichen das System und das Verfahren ein zuverlässiges Erkennen einer Straßenbaustelle 10 und tragen zu einer geringen Falscherkennungsrate bei, welche sich weiter vorteilhaft auf den zugehörigen Straßenverkehr auswirken kann.
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Die Sensorik ermöglicht das Erfassen von Messsignalen, die Daten mit verkehrswesentlichen Informationen umfassen oder zumindest Informationen, die sich auf das Ermitteln der Straßenbaustelle 10 auswirken können. Insbesondere umfasst die Sensorik eine Kamera 6, mittels derer eine jeweilige Ausschilderung 11 von Verkehrszeichen erkannt werden können. Beispielsweise werden mittels der Kamera 6 erste, zweite und dritte Messsignale erfasst, die Daten mit Informationen über eine jeweilige Ausschilderung 11 für eine erste, eine zweite und eine dritte Geschwindigkeitsvorgabe 21, 22 und 23 (s. 3). Auch weitere Ausschilderungen 11, die zum Beispiel ein Baustellenschild 110 oder ein Auflösungszeichen 170 illustrieren, können mittels der Kamera 6 erfasst werden (s. 2). Darüber hinaus kann die Kamera 6 insbesondere zum Ermitteln einer Spurmarkierungsfarbe einer Fahrbahnmarkierung 24, 25 eingesetzt werden, indem zum Beispiel ein viertes Messsignal erfasst wird, das Daten mit Informationen über eine Spurmarkierungsfarbe umfasst.
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Die Sensorik kann außerdem einen Helligkeitssensor 8 zum Erfassen eines fünften Messsignals umfassen, das repräsentativ für eine Umgebungshelligkeit ist, sodass in Abhängigkeit des fünften Messsignals eine Umgebungshelligkeit ermittelt werden kann, welche insbesondere in Bezug auf das Ermitteln einer Spurmarkierungsfarbe berücksichtigt werden sollte.
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Außerdem kann die Sensorik einen Geschwindigkeitssensor 9 zum Erfassen eines sechsten Messsignals und zum Ermitteln einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 umfassen. Darüber hinaus umfasst die Sensorik vorzugsweise einen Positionssensor 4, welcher Auskunft über eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere bei der Aufnahme eines jeweiligen Messsignals liefern kann.
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Die jeweiligen Messsignale können mittels der Sensorik erfasst und mittels der Kommunikationsschnittstelle 5 zum Hinterlegen und Verarbeiten an die externe Servereinheit 7 und/oder das Backend 300 gesendet werden. Das Erfassen von Messsignalen sowie das Versenden und Empfangen von Daten kann mittels der Steuereinheit 3 gesteuert werden. Ein Ermitteln von Daten beziehungsweise Kenngrößen und ein Durchführen des Verfahrens erfolgt vorzugsweise mittels einer Rechen- und Speichereinheit der Servereinheit 7 und/oder des Backends 300. Alternativ oder zusätzlich können Verfahrensschritte auch fahrzeugseitig in der Steuereinheit 3 durchgeführt werden, die dann entsprechend dazu befähigt ist. Dabei können die Servereinheit 7 und das Backend 300 zwei zueinander separate Einheiten realisieren und als eine gemeinsame zentrale Einheit ausgebildet sein.
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2 illustriert zum Beispiel schematisch das System nach 1 auf einer Straße, welche eine Straßenbaustelle 10 aufweist. Das Kraftfahrzeug 1 weist die nach vorne gerichtete Kamera 6, einen Positionssensor 4, beispielsweise einen GNSS-Sensor gemäß einem satellitengestützten Positionserfassungssystem, und die Steuereinheit 3 und Kommunikationsschnittstelle 5 auf.
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Das Kraftfahrzeug 1 repräsentiert beispielsweise einen Personenkraftwagen und fährt auf einem Autobahnabschnitt 104, an dem sich eine Straßenbaustelle 10 befindet. Im Bereich der Straßenbaustelle 10 befindet sich ein erstes Verkehrszeichen 160 das eine erste Geschwindigkeitsbeschränkung oder Geschwindigkeitsvorgabe 21 anzeigt. Ferner ändert sich eine Trajektorie 107 der Autobahn im Bereich der Straßenbaustelle 10. Die Kamera 6 erfasst zum einen die Verkehrszeichen 160 und kann zum anderen die Trajektorie 107 des Kraftfahrzeuges 1 erkennen. Die Trajektorie 107 des Kraftfahrzeuges 1 kann auch über den Positionssensor 4 erfasst werden.
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Die Kamera 6 kann auch ein weiteres Verkehrszeichen 110 erfassen, das eine Ausschilderung 11 einer Baustelle anzeigt. Die Kamera 6 kann auch ein nachfolgendes weiteres Verkehrszeichen 170 erfassen, das das Aufheben der Geschwindigkeitsbegrenzung 160 anzeigt. Ferner kann mittels des Positionssensors 4 oder über die Raddrehzahl eine Ist-Geschwindigkeit als aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt werden.
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Das Kraftfahrzeug 1 überträgt die erfassten Ereignisse, die beispielsweise das Erkennen des ersten Verkehrszeichens 160, das Erkennen des zweiten Verkehrszeichens 170, die Ist-Trajektorie 107 und/oder die erfasste Ist-Geschwindigkeit umfassen, mittels der Kommunikationsschnittstelle 5 über eine drahtlose Netzwerkverbindung an eine Empfangseinrichtung der Servereinheit 7 und/oder eine Empfangseinrichtung 304 eines entfernten Backends 300, welche die erfassten und/oder ermittelten Informationen über Kandidaten für Baustellen aus den empfangenden Ereignissen weiterleitet.
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Die von der Empfangseinrichtung 304 empfangenden Ereignisse umfassen den Typ des Ereignisses und eine Position, beispielsweise eine GNSS-Position. Die empfangenden Ereignisse werden von der Empfangseinrichtung 304 über eine Kommunikationsverbindung 306 an eine Steuerungseinrichtung 302 weitergeleitet, die die empfangenden Ereignisse über eine Kommunikationsverbindung 308 an eine Baustellenerkennungseinrichtung 310 weitergibt. Die Baustellenerkennungseinrichtung ermittelt anhand der übertragenen Daten ein Vorhandensein einer vermeintlichen Straßenbaustelle und plausibilisiert diese vermeintliche Straßenbaustelle anhand weiterer zur Verfügung stehender Daten, um die Straßenbaustelle 10 zu verifizieren und eine Falscherkennung zu vermeiden oder einer solchen zumindest entgegenzuwirken.
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3 illustriert ein weiteres schematisches Ausführungsbeispiel eines Straßenabschnitts mit einer Straßenbaustelle 10 und mehreren Ausschilderungen 11 von Verkehrszeichen sowie unterschiedlicher Fahrbahnmarkierungen 24, 25. Die erste, zweite und dritte unterschiedlichen Geschwindigkeitsvorgaben 21, 22 und 23 realisieren einen Geschwindigkeitstrichter 20, welcher mittels der Kamera 6 detektiert und im Rahmen des Verfahrens zum Erkennen der Straßenbaustelle 10 ermittelt werden kann. Der Geschwindigkeitstrichter 20 kann auch anhand von zwei unterschiedlichen Geschwindigkeitsvorgaben oder auf Basis einer Geschwindigkeitsvorgabe ermittelt werden. Die Fahrbahnmarkierung 25 illustriert zum Beispiel eine übliche weiße Verkehrsführung, während die Fahrbahnmarkierung 26 eine davon abweichende farbige, beispielsweise gelbe, Verkehrsführung repräsentiert, die im Bereich der Straßenbaustelle 10 auf der Fahrbahn aufgebracht sind.
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Ein Verfahren zum Erkennen und Plausibilisieren der Straßenbaustelle 10 kann gemäß dem in 4 gezeigten Ablaufdiagramm durchgeführt werden. In einem Schritt S1 des Verfahrens wird zum Beispiel mittels der Kamera 6 ein erstes Messsignal mit einer ersten Geschwindigkeitsvorgabe 23 erfasst und im Abgleich mit einer aktuellen Ist-Geschwindigkeit ein Geschwindigkeitstrichter 20 ermittelt. Aufgrund des ermittelten Geschwindigkeitstrichters 20 besteht der Verdacht, dass dieser einer Straßenbaustelle vorausgeht.
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In einem Schritt S3 des Verfahrens werden zur Verfügung stehende Daten von der Servereinheit 7 und/oder dem Backend 300 empfangen, welche Karteninformationen mit lokalen Geschwindigkeitsvorgaben umfassen. Diese Daten können zum Beispiel in Form einer digitalen Straßenkarte von einem Kartenhersteller bereitgestellt werden.
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Der ermittelte Geschwindigkeitstrichter 20 und die empfangenen Kartendaten werden in einem weiteren Schritt S5 miteinander verglichen, um die vermeintliche Straßenbaustelle zu plausibilisieren. Wird zum Beispiel ermittelt, dass der ermittelte Geschwindigkeitstrichter 20 auch an der entsprechend zugehörigen Position in der digitalen Straßenkarte vermerkt ist, wird die vermeintliche Straßenbaustelle nicht als Straßenbaustelle 10 klassifiziert, da solche Karteninformationen in der Regel nicht auf kurzfristige Baustellen aktualisiert sind und vorhandene Geschwindigkeitstrichter zum Beispiel verkehrsberuhigten Bereichen oder Tunnel in Fahrtrichtung vorausgestellt sind. Kann andernfalls anhand der Kartendaten kein Geschwindigkeitstrichter an der Position aufgefunden werden, an welcher der Geschwindigkeitstrichter 20 mittels des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt wurde, so wird der Straßenabschnitt durch Baustellenerkennungseinrichtung 310 als Straßenbaustelle 10 verifiziert.
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In einem weiteren Schritt S7 des Verfahrens kann die ermittelte Straßenbaustelle 10 auf Basis einer Spurmarkierungsfarbe plausibilisiert werden, um zu einem besonders zuverlässigen Erkennen der Straßenbaustelle 10 beizutragen und einer Falscherkennung entgegenzuwirken. Mittels der Kamera 6 werden Messsignale aufgenommen, die Daten mit Informationen über die Fahrbahnmarkierungen umfassen. Wird zum Beispiel, wie in 3 angedeutet, eine gelbe Fahrbahnmarkierung 26 detektiert, ist aufgrund des ermittelten Geschwindigkeitstrichters 20 und der ermittelten gelben Spurmarkierungsfarbe das Vorhandensein einer Straßenbaustelle 10 besonders wahrscheinlich.
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Darüber hinaus können im Rahmen des Verfahrens insbesondere eine Vielzahl solcher erfasster Daten und ermittelter Informationen, die im Zusammenwirken als Fahrzeugflotte von unterschiedlichen Fahrzeugen jeweils gemäß dem Kraftfahrzeug 1 über die Servereinheit 7 und/oder das Backend 300 miteinander verarbeitet und ausgewertet werden.
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Ein solches Verfahren nutzt daher die Fusion von ermittelten Daten mit empfangenen Karteninformationen und gegebenenfalls ermittelten Spurmarkierungsfarben sowie eine weiteren Verifizierung mittels sogenanntem Crowd-Sourcing, um ein besonders zuverlässiges Ermitteln und Plausibilisieren der Straßenbaustelle 10 zu ermöglichen und zu einer geringen Falscherkennungsrate beizutragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Positionssensor
- 5
- Kommunikationsschnittstelle
- 6
- Kamera
- 7
- Servereinheit
- 8
- Helligkeitssensor
- 9
- Geschwindigkeitssensor
- 10
- Straßenbaustelle
- 104
- Autobahnabschnitt
- 107
- Trajektorie des Autobahnabschnitts
- 11
- Ausschilderung
- 12
- Straßenabschnitt
- 110
- Verkehrszeichen
- 160
- Verkehrszeichen
- 170
- Verkehrszeichen
- 20
- Geschwindigkeitstrichter
- 21
- erste Geschwindigkeitsvorgabe
- 22
- zweite Geschwindigkeitsvorgabe
- 23
- dritte Geschwindigkeitsvorgabe
- 24
- Auflösungszeichen der Baustelle
- 25
- weiße Fahrbahnmarkierung
- 26
- gelbe Fahrbahnmarkierung
- 300
- Backend
- 302
- Steuerungseinrichtung des Backends
- 304
- Empfangseinrichtung des Backends
- 306
- Kommunikationsverbindung
- 308
- Kommunikationsverbindung
- 310
- Baustellenerkennungseinrichtung
- S(i)
- jeweiliger Schritt eines Verfahrens zur Rekonstruktion einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug
