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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Warneinrichtung zur Warnung eines Nutzers eines Fahrzeugs vor einer, insbesondere potentiellen und/oder erwarteten, Gefahrensituation an wenigstens einem Fahrziel des Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Fahrerwarnung mit Hilfe optischer und/oder akustischer Verfahren rechtzeitig vor der Nutzung eines Streckenabschnitts mit erhöhtem Gefahrenpotential.
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Viele moderne Kraftfahrzeuge verfügen über Sensoren, wie z. B. eine Frontkamera, die die Fahrbahn und deren unmittelbare Umgebung beobachten kann. Informationen, die vom Fahrzeug mittels derartiger optischer Einrichtungen erfasst werden, werden in diesem Fahrzeug zur Vermeidung von Unfällen genutzt. Beispielsweise kann eine Person detektiert werden, die sich auf die Fahrbahn zubewegt und rechtzeitig die Geschwindigkeit reduziert werden, um eine Kollision zwischen Fahrzeug und Person zu vermeiden.
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Einige Fahrzeuge sind nicht mit besonders leistungsstarken Systemen zur Erfassung von Umgebungsdaten ausgerüstet oder können bauartbedingt nicht mit derartigen Systemen ausgerüstet werden. Ein Beispiel für derartige Fahrzeug sind Motorräder. Besonders im Herbst führen Straßenverschmutzungen, beispielsweise Verschmutzung durch landwirtschaftliche Maschinen, Laub, oder ähnliches und schlechte Witterung zu kritischen Fahrbahnzuständen. Diese sind in vielen Fällen nicht vor dem befahren des betroffenen Streckenabschnitts, beispielsweise der Kurveneinfahrt, zu erkennen. Dementsprechend kann eine solche Situationen den Fahrer überraschen. Motorradfahrer sind durch Straßenverschmutzungen besonders gefährdet.
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Aus der
US 8,831,869 B2 ist ein Netzwerk zur Überwachung des Straßenzustands bekannt, in welchem Fahrzeuge, die mit geeigneten Sensoren und einem drahtlosen Kommunikationssystem ausgestattet sind, ihre Umgebung mit Hilfe der Sensoren kontinuierlich überwachen und diese Informationen drahtlos über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation an andere Fahrzeuge übermitteln. Es ist vorgesehen, dass mehrere Fahrzeuge mit ihren individuellen Sensoren denselben gefährlichen Straßenzustand erkennen und die Meldungen bezüglich eines Straßenzustands der verschiedenen Fahrzeuge aggregiert werden, um eine aggregierte Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein des detektierten Straßenzustands zu erhalten. Dieser wird dann an Fahrzeuge, die sich der Gefahr nähern, übermittelt. Die Informationspakete können von Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V) oder Fahrzeug-zu-Infrastrukturzu-Fahrzeug (V2l2V) übertragen werden.
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Die
US 9,475,500 B2 beschreibt ebenfalls eine Verwendung von Crowd-Sourced-Daten von Fahrzeugen, um Straßenreibungsbedingungen zu bestimmen. Insbesondere ist vorgesehen, dass Straßenoberflächenreibungsdaten von mehreren Fahrzeugen auf einem zentralen Server gesammelt und analysiert werden, um Reibungsbedingungen nach Fahrbahn und Ort zu identifizieren, und Hinweise auf die Straßenreibungsbedingungen an Fahrzeuge auf der Straße zu übermitteln.
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Diese Systeme haben den Nachteil, dass die konkrete Gefahr vorliegen muss und durch ein diesen Streckenabschnitt befahrendes Fahrzeug detektiert worden sein muss, bevor eine Warnung an Fahrzeuge ausgegeben werden kann, die beabsichtigen, zukünftig diesen Streckenabschnitt zu nutzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und ein Verfahren sowie eine Warneinrichtung bereitzustellen, mittels welchen eine Gefahr bereits frühzeitig, möglichst vor dem Auftreten eines Gefährdungszustands detektiert und an andere Fahrzeuge übermittelt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Warnung eines Nutzers eines ersten Fahrzeugs vor einer potentiellen Gefahrensituation an wenigstens einem Fahrziel des Fahrzeugs ist vorgesehen, dass optische Informationen über einen Fahrbahnabschnitt und optional zusätzlich deren Umgebung in einem definierten Streckenabschnitt durch eine Bildaufnahmeeinrichtung eines zweiten Fahrzeugs erfasst werden. Anschließend erfolgt eine Berechnung einer Information über eine potentielle Entwicklung eines kritischen Fahrbahnzustands durch eine Auswerteeinrichtung des zweiten Fahrzeugs auf Basis der durch die Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Informationen und aktuellen und/oder vorhergesagten meteorologischen Daten. Die Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist werden dann an eine außerhalb des zweiten Fahrzeugs angeordnete Speichereinrichtung übertragen. Von dieser aus erfolgt eine Übertragung der Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, an eine Ausgabeeinrichtung des ersten Fahrzeugs.
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Dieses Verfahren ist besonders einfach realisierbar, da es bevorzugt ausschließlich einen optischen Sensor, nämlich die Bildaufnahmeeinrichtung, benötigt. Es ist beispielsweise für die Ermittlung potentiell gefährlicher Fahrbahnbedingungen, wie verringerte Reibung, nicht notwendig, den Tatsächlichen Reibwert zu ermitteln und beispielsweise die Entwicklung der von mehreren Fahrzeugen erfassten Reibwertdaten über einen langen Zeitraum zu extrapolieren.
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Vielmehr erlaubt das vorliegende Verfahren aus der Analyse der optischen Eigenschaften der Fahrbahn unter Einbeziehung von aktuellen oder prognostizierten meteorologischen Daten eine Vorhersage zu treffen, ob und wann die Entstehung einer potentiellen Gefahrensituation im definierten Streckenabschnitt wahrscheinlich ist.
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Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung ausgewählt aus einer Gruppe welche eine (Farb-) Kamera, eine Frontkamera, eine Rückkamera und dergleichen sowie Kombinationen hiervon umfasst.
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Bevorzugt erzeugt die Bildaufnahmeeinrichtung örtlich aufgelöste (insbesondere 2D- und/oder 3D-) Bilddaten.
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Bevorzugt werden die Bilddaten während einer Fahrt des Fahrzeugs erzeugt und/oder ermittelt.
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Die Bilddaten können entweder nur lokal im zweiten Fahrzeug gespeichert werden oder optional zusätzlich in eine Cloud oder einen fahrzeugunabhängigen Speicher geladen werden.
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Bevorzugt erfolgt die Berechnung der Information über eine potentielle Entwicklung eines kritischen Fahrbahnzustands unter Verwendung einer Prozessoreinrichtung und/oder Datenverarbeitungseinrichtung, mittels Anwendung wenigstens eines (computerimplementierten) Computer-Vision-Verfahrens, in welchem (computer-implementierte) Wahrnehmungs- und/oder Erfassungsaufgaben ausgeführt werden, beispielsweise (computer-implementierte) 2D- und/oder 3D- Objekterkennungsverfahren und/oder (computer-implementierte) Verfahren zur semantischen Segmentierung und/oder (computer-implementierte) Objektklassifizierung („Image classification“) und/oder (computer-implementierte) Objektlokalisierung.
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Bevorzugt werden die von der Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Daten in einer (temporären und/oder lokalen) Speichereinrichtung des Fahrzeugs abgelegt. Bei der Speichereinrichtung kann es sich dabei um einen Ringspeicher handeln. Bevorzugt werden lediglich die Bilddaten einer vorgegebenen Fahrroute, einer vorgegebenen Fahrlänge und/oder Fahrdauer (bevorzugt in der internen Speichereinrichtung des Fahrzeugs) bereitgehalten. Besonders bevorzugt werden die Bilddaten nach Überschreiten der vorgegebenen Fahrlänge und/oder Fahrdauer überschrieben und/oder gelöscht.
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Die Auswertung der Bilddaten erfolgt in der Auswerteeinrichtung bevorzugt unter Ausnutzung eines künstlichen neuronalen Netzwerks.
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Das Verfahren kann oder einzelne Verfahrensschritte können zeitlich vor oder bei Fahrtantritt (des ersten Fahrzeugs) (wenigstens teilweise) durchgeführt werden. Denkbar ist aber auch, dass das Verfahren initiiert und/oder ausgelöst wird, sofern das Fahrzeug ein (neues und/oder geändertes) Fahrziel und/oder Fahrroute erfasst. Das Erfassen eines Fahrziels und/oder einer Fahrroute kann dabei durch eine (sprachbasierte und/oder gestenbasierte und/oder physische und/oder manuelle) Eingabe eines Nutzers oder durch eine (automatische) Ermittlung durch das Fahrzeug erfolgen.
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Unter Fahrziel wird insbesondere ein beliebiger Ort entlang einer (beabsichtigten) Fahrroute oder in einem vorgegebenen räumlichen Abstand um eine (beabsichtigten) Fahrroute des Nutzers verstanden. Insbesondere (kann zwar) muss es sich bei dem Fahrziel nicht um ein, einem Navigationssystem für das Fahrzeug vorliegendes Navigationsziel oder einen hiervon abgeleiteten Ort handeln. Es kann sich um ein Zwischenziel oder das Endziel einer (beabsichtigten) Fahrroute handeln. Es kann sich aber auch insbesondere um jeden Punkt entlang der (vorgenommenen und/oder vorzunehmenden) Fahrroute handeln.
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Dabei kann das Fahrziel (von dem Nutzer) an einer Eingabeeinrichtung des Fahrzeugs oder für das Fahrzeug eingegeben worden sein. Denkbar ist aber auch, dass das Fahrzeug ein Fahrziel und/oder eine Fahrroute, etwa aufgrund wenigstens eines auf Häufigkeit und/oder Regelmäßigkeit und/oder einer Uhrzeit und/oder einem Wochentag und/oder einer Anzahl von Insassen und/oder dem Nutzer und/oder wenigstens einer vorangegangene Fahrt und/oder mehrere vorangegangene Fahrten basierenden Kriteriums, (insbesondere als Vorschlag) vorgibt und/oder auswählt.
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Wird in einem Streckenabschnitt beispielsweise eine Veränderung der Farbe und/oder ein Muster auf der Fahrbahn detektiert, kann dies beispielsweise auf gefallenes Laub oder eine andere Fahrbahnverschmutzung wie beispielsweise Erde durch Baufahrzeuge oder landwirtschaftlichen Verkehr zurückzuführen sein. Alleine stellt so eine Fahrbahnverschmutzung üblicherweise keine Gefahrensituation dar, über die folgende Fahrzeuge informiert werden sollten. Dennoch birgt eine solche Verschmutzung eine potentielle Gefahr, die beispielsweise nach Niederschlag in dem Gebiet des jeweiligen Streckenabschnitts akut werden könnte.
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Bevorzugt kann es sich bei den eine (potentielle) Gefahrensituation auslösenden und/oder zu einer (potentiellen) Gefahrensituation führenden Objekten um Situationen und/oder Objekte handeln, welche durch die Witterung entstanden sind (wie etwa eine Regenpfütze) und/oder welche durch Einwirkung meteorologischer Einflüsse (wie etwa Wind und/oder Sturm und/oder Niederschlag) erst zu derartigen (potentielle) Gefahrensituation auslösenden und/oder zu einer (potentiellen) Gefahrensituation führenden Objekten wurden (wie etwa durch Regen rutschig werdende Erde oder die Fahrbahn gewehtes Laub).
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Bevorzugt handelt es sich bei den, eine (potentielle) Gefahrensituation auslösenden und/oder zu einer (potentiellen) Gefahrensituation führenden Objekten um mit der Fahrbahn (fest) verbundene und/oder verknüpfte, zu einer potentiellen Gefahrensituation führende Objekte (wie etwa Feuchtigkeit, Laub).
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Die Relevanz und Höhe der potentiellen Gefahrensituation kann auch von der Art des ersten Fahrzeugs abhängen. Beispielsweise sind verringerte Reibwerte aufgrund von feuchtem Laub oder feuchter Erde auf der Fahrbahn für einspurige Fahrzeuge deutlich gefährlicher als für zweispurige Fahrzeuge. Dementsprechend könnte das Potential der Gefahr abhängig von der Art des ersten Fahrzeugs ermittelt werden.
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Wird in einem Streckenabschnitt beispielsweise eine erhöhte Reflexion der Fahrbahnoberfläche detektiert, kann dies auf eine feuchte Fahrbahn zurückzuführen sein. In Abhängigkeit von der Höhe des auf der Fahrbahn stehenden Wasserfilms kann auch dies bereits eine Gefahr darstellen (Aquaplaning). Diese Gefahr besteht jedoch meist ausschließlich während heftiger Regenfälle. Andererseits könnte bei Einsetzen (oder Vorhersage) von Bodenfrost auch bei geringer Feuchtigkeit Eisbildung einsetzen, welche wiederum für nachfolgende Fahrzeuge eine erhebliche Gefahr darstellen kann. So ergibt sich auch hier die Möglichkeit die Relevanz der potentiellen Gefahr in Abhängigkeit von meteorologischen Daten und/oder Wettervorhersagen frühzeitig und vor der Entstehung der erhöhten Gefahr zu erkennen und Fahrzeuge und/oder deren Fahrer von der Nutzung des gefährdeten Streckenabschnitts zu warnen.
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In einer Variante des Verfahrens erfolgt die Übertragung der Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, von einem (zweiten) Fahrzeug direkt an ein anderes (erstes) Fahrzeug („Vehicle to vehicle“, „V2V“). Eine solche Verfahrensführung ist besonders einfach zu realisieren, da sie keine zentrale Speicherung der Daten erfordert, sondern die Information direkt von dem zweiten Fahrzeug an alle Fahrzeuge in der für die Übertragung der Daten ausgerüsteten und erreichbaren Fahrzeuge in der Umgebung erfolgen kann. Dies ist meist ausreichend, da für diese Fahrzeuge die Benutzung des betreffenden Streckenabschnitts besonders wahrscheinlich ist.
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In einer bevorzugten Variante des Verfahren ist jedoch alternativ oder ergänzend vorgesehen, dass es sich bei der Speichereinrichtung um eine externe Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud-basierte und/oder eine zentrale Speichereinrichtung, handelt. Dies hat den Vorteil, dass die Rechenkapazität besonders einfach und bevorzugt fahrzeugunabhängig auf geänderte Anforderungen bezüglich der Rechenleistung angepasst werden kann. Insbesondere die Berücksichtigung hoch aufgelöster meteorologischen Daten und die Vorhersage von meteorologischen Daten für einen bestimmten Streckenabschnitt kann sehr große Datenmengen umfassen und rechenintensiv sein, so dass eine fahrzeuggebundene Speichereinrichtung dazu nicht oder zumindest nicht in einer annehmbaren Zeit in der Lage ist. Weiterhin hat eine Cloud-basierte und/oder eine zentrale Speichereinrichtung den Vorteil, dass eventuell fehlerhafte Daten eines einzelnen Fahrzeugs als solche identifiziert werden können und entsprechend (nicht) bei der Ermittlung eines Gefahrenpotentials berücksichtigt werden.
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Bevorzugt ist ein Verfahren, bei welchem die fahrzeuggebundene Auswerteeinrichtung zur Berechnung der Information über eine potentielle Entwicklung eines kritischen Fahrbahnzustands mindestens eine optische Informationen über eine Fahrbahn einschließt, die ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Farbe der Fahrbahnoberfläche, Reflexionsvermögen der Fahrbahnoberfläche, Struktur der Fahrbahnoberfläche, Schattenwurf auf der Fahrbahnoberfläche, Helligkeit der Umgebung, Struktur der Umgebung, Wolkenbild, Sichtweite und Nebel umfasst. Diese optischen Informationen haben sich als besonders geeignet gezeigt, einen Hinweis auf eine potentielle Entwicklung einer Gefahrensituation zu sein. Beispielsweise kann wie oben bereits dargelegt, aus der Farbe und/oder einem Muster auf der Fahrbahn beispielsweise eine Verschmutzung erkannt werden und beispielsweise unter Berücksichtigung des Musters die Art der Verschmutzung ermittelt werden. Bei einem Streifenmuster in Längsrichtung der Fahrbahn ist eine Verschmutzung durch Erde, beispielsweise Reifenspuren von landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen wahrscheinlich, während ein unregelmäßiges Muster ein Hinweis auf auf die Fahrbahn gefallenes Laub sein kann. Das Reflexionsvermögen kann ein Hinweis auf die Feuchtigkeit der Fahrbahnoberfläche sein.
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Ebenso kann es vorteilhaft sein, dass auch Informationen der aufgenommenen Umgebung in die Auswertung einbezogen werden. Beispielsweise kann so ermittelt werden, ob sich der Streckenabschnitt in einem Wald befindet, bei dem verstärkte Laub als Verunreinigung der Fahrbahn zu erwarten ist. Die Helligkeit der Umgebung kann ein Hinweis auf die Wolkenbedeckung und damit auf zu erwartenden Niederschlag sein. Ebenso kann die Sichtweite und/oder die verstärkte Lichtbrechung hin zur diffusen Streuung (beispielsweise durch in der Luft befindliche Tröpfchen (Regen, Nebel) oder Partikel (Schnee, Staub) in die Risikobewertung einfließen.
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Ist die Einbeziehung von Umgebungsdaten beispielsweise aus Datenschutzgründen nicht möglich, hast sich gezeigt, dass auch die indirekte Ermittlung von Umgebungsparametern bei ausschließlicher Analyse der optischen Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche möglich ist. Beispielsweise kann (gegebenenfalls und Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Positionsdaten des Fahrzeugs in Verbindung mit einer hinterlegten Karte) aus der Frequenz regelmäßig auftretender Schatten ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug durch einen Wald, eine Stadt, eine unverbaute freie Landschaft oder über eine von Bäumen flankierte Straße bewegt.
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Vorzugsweise wird die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, durch eine Ausgabeeinrichtung optisch und/oder akustisch an einen Fahrer des ersten Fahrzeugs ausgegeben. Dies ist insbesondere deshalb bevorzugt, da die meisten Informationen über diese Kommunikationskanäle an den Fahrer gegeben werden und er daher mit dieser Art der Kommunikation besonders vertraut ist. Darüber hinaus weisen die meisten Fahrzeuge entsprechende Kommunikationsschnittstellen wie Displays oder Lautsprecher auf, so dass die Umsetzung einer solchen Kommunikation einfach realisierbar ist.
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Vorzugsweise wird dem Fahrer die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, in einer Fahrerinformationsanzeige ausgegeben.
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Insbesondere bei einspurigen Fahrzeugen wie Motorrädern, Mofas oder Fahrrädern hat sich jedoch als besonders vorteilhaft gezeigt, dass dem Fahrer die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, von einer Warneinheit eines Helms ausgegeben wird. Dies liegt insbesondere daran, dass diese Fahrzeuge meist über kleine oder sogar gar keine Fahrerinformationsanzeige verfügen. Für die meisten dieser Fahrzeuge ist jedoch ein Helm Pflicht oder zumindest empfohlen. Dementsprechend ist es vorteilhaft, dem Fahrer über den Helm beziehungsweise eine Warneinheit des Helms die relevante Information zukommen zu lassen.
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Bei einem weiter bevorzugten Verfahren wird das Warnsignal mittels eines (insbesondere Augmented-Reality-) Head-up-Displays (HUD) als Ausgabeeinrichtung und/oder als virtueller Bildbestandteil angezeigt.
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Bevorzugt wird mittels der Ausgabeeinrichtung, insbesondere mittels des (Augmented-Reality-) Head-up-Displays ein virtueller Bildbestandteil ausgegeben, welcher für die potentielle Gefahrensituation charakteristisch ist.
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So könnte etwa mittels AR-HUD dem Nutzer die potentielle Gefahrensituation dargestellt und/oder visualisiert werden. Beispielsweise könnte ein kontaktanaloges Symbol für die Warnstelle, beispielsweise ein Blatt auf der Straße, angezeigt werden.
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Bevorzugt wird der virtuelle Bildbestandteil und/oder das kontaktanaloge Symbol auf eine Fahrzeuginnenfläche, bevorzugt auf eine Fahrzeugscheibe und besonders bevorzugt auf eine Windschutzscheibe projiziert, erscheint jedoch bevorzugt für den Nutzer als in einer bestimmten Entfernung vor dem Fahrzeug dargestellt zu sein. Bevorzugt basiert eine derartige Darstellung und/oder Projektion auf der (insbesondere von einer Blickrichtungserfassungseinrichtung des Fahrzeugs ermittelten) Blickrichtung und/oder Augenposition des Nutzers.
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Alternativ oder zusätzlich kann - insbesondere bevorzugt bei einspurigen Fahrzeugen - die visuelle Darstellung in einer Brille oder einem Visier erfolgen.
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Weiter umfasst das Verfahren eine Ermittlung einer Warngröße auf Grundlage des für den jeweiligen Streckenabschnitt ermittelten möglichen kritischen Fahrbahnzustands, in Abhängigkeit welcher ein Warnsignal zur Ausgabe an den Nutzer mittels einer Ausgabeeinrichtung bereitstellbar ist. Die Warngröße ist bevorzugt ein Maß für die Höhe der potentiellen Gefährdung und/oder die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Gefährdung.
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Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, an den Fahrer ausgegeben wird. Insbesondere im Bereich eines autonomen Betrieb des Fahrzeugs ist es denkbar und bevorzugt, dass die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, und/oder die Warngröße, an das Fahrzeug, und/oder an eine Steuereinrichtung des Fahrzeugs übermittelt wird.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Steuereinrichtung um ein Navigationssystems des Fahrzeugs.
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Bevorzugt berücksichtigt die Steuereinrichtung des Fahrzeugs die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, und/oder die Warngröße bei einer Steuerung wenigstens einer Fahrzeugfunktion des Fahrzeugs.
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Bei der Fahrzeugfunktion kann es sich beispielsweise um eine Fahrfunktion des Fahrzeugs, etwa eine Routenplanung und/oder eine Routenänderung und/oder ein (autonomer und/oder semi-autonomer) Betrieb des Fahrzeugs und/oder um eine Fahrzeugassistenzfunktion handeln.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Fahrzeugfunktion um eine Funktion einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs. Bevorzugt ist die Fahrzeugkomponente ausgewählt aus einer Gruppe, welche ein Navigationssystem, ein Fahrzeugsicherheitssystem (beispielsweise ein Bremssystem), ein System zum Führen des Fahrzeugs ein Verriegelungssystem einer Fahrzeugtür und/oder eines Fahrzeugfensters, einen Scheibenwischermechanismus, ein Fahrzeugschließsystem, ein Dachentfernungsmechanismus, ein Schiebedachmechanismus, ein Infotainmentsystem, ein Unterhaltungssystem und/oder ein Komfortsystem zur Steigerung des Fahrkomforts eines Insassen und Kombinationen hiervon umfasst.
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Insbesondere ist eine Verfahrensvariante bevorzugt, bei welcher die durch die Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Informationen an eine außerhalb des zweiten Fahrzeugs angeordnete Auswerteeinrichtung, bevorzugt eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung, übertragen werden. Es ist bevorzugt dass diese Übertragung der von der Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Informationen (Bilddaten) an eine außerhalb des zweiten Fahrzeugs angeordnete Auswerteeinrichtung zusätzlich zu der Übertragung der Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand erfolgt. Der Empfänger dieser beiden Übertragungen kann verschieden oder gleich sein. So ist es beispielsweise denkbar und in einer Variante bevorzugt, dass die Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand vom zweiten Fahrzeug an ein erstes Fahrzeug erfolgt, wohingegen die von der Bildaufnahmeeinrichtung des zweiten Fahrzeugs erfassten Informationen an eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung, beispielsweise eine Cloud-basierte und/oder eine zentrale Auswerteeinrichtung, gesendet werden.
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Vorzugsweise weist die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung eine ihr zugeordnete Speichereinrichtung auf, auf welche sie zugreifen kann.
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Vorzugsweise erfolgt die Auswertung der Bilddaten durch die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung unter Ausnutzung eines künstlichen neuronalen Netzwerks.
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Unter einer fahrzeugunabhängigen Speichereinrichtung ist insbesondere ein in Bezug auf das Fahrzeug externes Speichermedium, beispielsweise ein Server, insbesondere ein Backend-Server, zu verstehen. Der externe Server ist beispielsweise ein Backend eines Fahrzeugherstellers oder eines Dienstanbieters, welcher dazu eingerichtet ist, Bilddaten in Bezug auf potentielle Gefahrensituationen in Bezug auf eine Vielzahl von Fahrzeugen zu verwalten und gegebenenfalls auszuwerten. Die Funktionen des Backend bzw. des externen Servers können dabei auf (externen) Serverfarmen durchgeführt werden. Beim (externen) Server kann es sich um ein verteiltes System handeln. Der externe Server und/oder das Backend kann Cloud-basiert sein.
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Damit können vorteilhaft die Gefahrensituationen via Cloud bzw. via zentralseitigem Server ausgetauscht werden. Dies bietet den Vorteil, dass ein individuelles Fahrzeug nicht selbst an der Gefahrenstelle, etwa der Pfütze, vorbeigefahren sein muss, um nach einem Temperatursturz dort eine Glättesituation zu orten.
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Vorzugsweise ermittelt eine solche fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung aus einer Vielzahl von für diesen Streckenabschnitt vorliegenden, beziehungsweise in die Speichereinrichtung übertragenen, optischen Informationen eine Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit. Wird durch die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung ein potentiell kritischer Fahrbahnzustand ermittelt, werden diese Information ebenfalls für Fahrzeuge bereitstellt, die diesen Streckenabschnitt passieren oder zu passieren beabsichtigen.
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Eine solche zusätzliche Auswertung der gegebenenfalls von einer Vielzahl von Fahrzeugen zu verschiedenen Zeiten erfassten optischen Informationen über einen Fahrbahnabschnitt durch die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung ermöglicht es, Fehler in der Berechnung durch einzelne on-board Auswerteeinrichtungen zu vermeiden und zusätzlich einen langfristigen Verlauf der Veränderung der potentiellen Gefährdung an einem bestimmten Streckenabschnitt zu ermitteln.
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Eine Ermittlung des langfristigen Verlaufs der Veränderung der potentiellen Gefährdung an einem bestimmten Streckenabschnitt ermöglicht die Erkennung periodisch (beispielsweise dem Verlauf der Jahreszeiten oder eines Tages folgend) wiederkehrender potentieller Gefährdungen an einem bestimmten Streckenabschnitt zu ermitteln und als solche zu erkennen. Dadurch kann an besonders gefährdeten Streckenabschnitten durch geeignete präventive Maßnahmen frühzeitig der erneuten Entstehung einer erhöhten Gefährdung vorgebeugt werden.
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Weiterhin ermöglicht die Ermittlung des langfristigen Verlaufs der Veränderung der potentiellen Gefährdung an einem bestimmten Streckenabschnitt die Erkennung langfristiger Veränderungen an der Fahrbahnbeschaffenheit. Beispielsweise kann die Entstehung eines Schlaglochs erkannt und eventuell schon vor dessen großflächigem Aufreißens erkannt und Verkehrsteilnehmer entsprechend gewarnt werden. Ebenso könnte ein Auftrag zur Beseitigung der zu erwartenden Schadstelle in der Fahrbahn gegeben werden. Analog gilt dies auch bei anderen Arten der Verformung der Fahrbahn wie beispielsweise dem Absinken von Fahrbahnabschnitten (beispielsweise aufgrund von Geländeverschiebungen (Hangrutsch)) oder der Entstehung von Blowups.
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Insbesondere ist bevorzugt, dass die Daten, die bei der Ermittlung des langfristigen Verlaufs der Veränderung der potentiellen Gefährdung an einem bestimmten Streckenabschnitt ermittelt werden, mindestens einem Dritten zur Verfügung gestellt werden. Dieser Dritte ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe, die den Eigentümer der Straße, die zuständige Verwaltung, ein (Fern-) Straßenamt, einen Pächter, einen Mautstellenbetreiber, eine Straßenmeisterei und ein mit der Instandhaltung beauftragtes Unternehmen umfasst.
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Optional kann einem solchen Dritten auch Zugang zu weiteren Daten gewährt werden, die im Rahmen eines wie oben beschriebenen Verfahrens oder mit einer wie unten beschriebenen Warneinrichtung ermittelt werden. Beispielsweise könnte eine Straßenmeisterei (oder ein anderer Dritter) auch Warnungen bezüglich kurzfristig zu erwartender Gefahren erhalten, um diese Gefahr zu beseitigen, ihrer Entstehung vorbeugen oder den Streckenabschnitt sperren zu können.
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In einer weiteren bevorzugten Variante werden dem Dritten zusätzlich zu den Informationen über die zu erwartende Gefahr auch (Roh-) Daten bereitgestellt, die direkt von einer Bildaufnahmeeinrichtung erfasst wurden, beispielsweise Bilddaten des betroffenen Streckenabschnitts. Dadurch kann die Reaktion auf die zu erwartende Gefahr vereinfacht werden. Vorzugsweise kann ein Fachmann oder eine dafür eingerichtete Auswerteeinrichtung das über den Streckenabschnitt vorliegende Bildmaterial sichten und/oder bewerten und dementsprechend bereits mögliche Maßnahmen zur Beseitigung der potentiellen Gefahrenstelle oder der Vorbeugung der Entstehung einer Gefahr treffen.
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Insbesondere ist bevorzugt, dass die von der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung ermittelte Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit eine kurzfristige Veränderungen (wie beispielsweise eine Verschmutzung oder Nässe) und/oder eine langfristige Veränderung (wie beispielsweise die Entstehung eines Schlaglochs oder die Absenkung eines Fahrbahnabschnitts) umfasst.
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Vorzugsweise wird das Verfahren innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums durchgeführt, welcher sich vom Verfahren eines Streckenabschnittsdurch ein zweites Fahrzeug bis zum Befahren dieses Streckenabschnitts durch ein erstes Fahrzeug erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren jedoch auch bereits vor dem Passieren des Streckenabschnitts durch das erste Fahrzeug beendet sein. Beispielsweise wenn die potentielle Gefahr für das erste Fahrzeug so hoch eingeschätzt wird, dass die Nutzung dieses gefährdeten Streckenabschnitts unzumutbar erscheint und diesem Fahrzeug daher eine alternative Route zugewiesen wird. In diesem Fall endet das verfahren mit dem Vorschlag der alternativen Route.
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Gegebenenfalls kann das Verfahren für die einzelnen Streckenabschnitte der alternativen Route erneut durchgeführt werden.
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In einer bevorzugten Variante werden die Informationen zu potentiellen Gefahren in einem Streckenabschnitt und/oder die für diesen Streckenabschnitt hinterlegten Bilddaten über einen vorgegebenen Zeitraum vorgehalten und gegebenenfalls zur Berechnung von Informationen zu potentiellen Gefahren herangezogen.
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Dieser Zeitraum kann durch eine Speichergröße vorgegeben sein, welcher älteste Daten nach Erreichen der maximalen Speicherauslastung löscht (rollender Speicher).
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Insbesondere ist der vorgegebene Zeitraum ein Zeitraum zwischen einem Tag und einem Monat, bevorzugt ein Zeitraum zwischen einem Tag und zwei Wochen, bevorzugt ein Zeitraum zwischen einem Tag und einer Woche, bevorzugt ein Zeitraum zwischen einem Tag und 5 Tagen und besonders bevorzugt ein Zeitraum zwischen einem Tag und zwei Tagen liegen. Denkbar ist auch, dass als vorgegebener Zeitraum ein Zeitraum gewählt ist, welcher maximal 24 Stunden, bevorzugt maximal 20 Stunden, bevorzugt maximal 15 Stunden, bevorzugt maximal 10 Stunden, bevorzugt maximal 5 Stunden und besonders bevorzugt maximal 2 Stunden beträgt.
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Bevorzugt gleicht das Fahrzeug, insbesondere eine Auswerteeinrichtung des Fahrzeugs, das (aktuelle und/oder beabsichtigte) Fahrziel des Fahrzeugs mit vorliegenden Informationen über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand dieses Fahrziels ab. Bevorzugt ermittelt das Fahrzeug und insbesondere eine Auswerteeinrichtung (des Fahrzeugs und/oder eines externen Servers, insbesondere eines Backend), eine Route mit geringem Gefahrenpotential und/oder informiert den Fahrer über potentielle Gefahren auf der gewählten Strecke.
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Die Auswerteeinrichtung kann (insbesondere mittels eines Computer-Programms und/oder mithilfe moderner Algorithmen wie Kl, machine learning und/oder deep learning oder dergleichen) eine Klassifizierung in vorgegebene Stufen einer Gefahrensituation vornehmen.
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Bei einem weiter bevorzugten Verfahren umfassen die vom zweiten Fahrzeug an das erste Fahrzeug übertragenen Daten (per V2V) bearbeitete Informationen zu wenigstens einer vom zweiten Fahrzeug ermittelten potentiellen Gefahrensituation. Bevorzugt sind die Informationen in Bezug auf die (Roh-) Bilddaten im Wesentlichen reduziert auf Daten, welche für die wenigstens eine potentielle Gefahrensituation relevant sind. Dies bietet den Vorteil, dass nur kleinere Datenmengen übertragen und im ersten Fahrzeug abgelegt werden müssen.
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Bei einem weiter bevorzugten Verfahren werden meteorologische Daten in Bezug auf das Fahrzeug und/oder das Fahrziel des Fahrzeugs ermittelt und die Warngröße in Abhängigkeit der meteorologischen Daten ermittelt. Dies bietet den Vorteil, dass basierend auf den meteorologischen Daten eine Auswertung der Bilddaten hinsichtlich einer prädiktiven Vorhersage eines aktuellen Zustands einer potentiellen Gefahrensituation in dem Streckenabschnitt, an welchem die Bilddaten erfasst wurden, vorgenommen werden kann.
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Unter meteorologischen Daten können insbesondere Daten verstanden werden, welche ausgewählt sind aus einer Gruppe, die eine Windrichtung, eine Windstärke, eine (Umgebungs-) Temperatur (des Fahrzeugs), eine Luftfeuchtigkeit, einen Luftdruck, eine Stabilität, eine Wolkenbedeckung, einen Niederschlag und dergleichen sowie Kombinationen hiervon umfasst.
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Die meteorologischen Daten werden bevorzugt von extern bezogen. Bevorzugt werden die meteorologischen Daten (wenigstens teilweise), insbesondere über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, von einem externen Server und/oder über einen Online-Dienst (etwa einen Wetterdienst) abfragt.
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Bei einem weiter bevorzugten Verfahren sind auf der Speichereinrichtung den Bilddaten zugeordnete meteorologische Daten, insbesondere (Außen-)Temperaturdaten, abgelegt. Bevorzugt werden im Wesentlichen zeitgleich mit der Erfassung und/oder Ermittlung der Bilddaten, insbesondere an dem Bilderfassungsort (an welchem die Bilddaten erfasst werden) meteorologische Daten erfasst und/oder ermittelt und/oder diesem Ort zugeordnet.
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Insbesondere wird bevorzugt mit den Bilddaten auch eine Information über die aktuelle oder innerhalb eines definierten Zeitintervalls zu erwartende Außentemperatur abgelegt.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Verfahren und/oder System zum Betrieb eines Fahrzeugs bei einer an wenigstens einem Fahrziel des Fahrzeugs potentiell auftretenden und/oder zu erwartenden Gefahrensituation, umfassend ein Erfassen von optischen Informationen über einen Fahrbahnabschnitt und optional zusätzlich deren Umgebung in einem definierten Streckenabschnitt durch eine Bildaufnahmeeinrichtung eines zweiten Fahrzeugs, Berechnen einer Information über eine potentielle Entwicklung eines kritischen Fahrbahnzustands durch eine fahrzeuggebundene Auswerteeinrichtung auf Basis der durch die Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Informationen und aktuellen und/oder vorhergesagten meteorologischen Daten, Übertragen der Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet, ist an eine außerhalb des zweiten Fahrzeugs angeordnete Speichereinrichtung, und Übertragen einer Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, von der Speichereinrichtung an eine Ausgabeeinrichtung des ersten Fahrzeug.
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Das Verfahren kann einzelne oder mehrere im Kontext des obigen Verfahren beschriebene Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander aufweisen und umgekehrt.
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Bevorzugt handelt es sich bei den meteorologischen Daten um ein Datum oder mehrere Daten ausgewählt aus einer Gruppe, die eine Temperatur, eine (zu erwartende oder gemessene) Niederschlagsmenge, eine Luftfeuchtigkeit, eine Windstärke, eine Windrichtung und einen Taupunkt umfasst.
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Bevorzugt berücksichtigt das Verfahren und/oder das System bei einer Routenplanung des ersten Fahrzeugs die vom zweiten Fahrzeug und/oder eine fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung übermittelten Informationen über potentiell auftretende und/oder zu erwartende Gefahrensituationen.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf eine Warneinrichtung zur Warnung eines Nutzers eines ersten Fahrzeugs vor einer potentiellen Gefahrensituation an wenigstens einem Fahrziel des ersten Fahrzeugs, umfassend eine Ausgabeeinrichtung des ersten Fahrzeug mittels welcher eine Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand und Positionsdaten des Streckenabschnitts für den der kritische Fahrbahnzustand von einer Speichereinrichtung empfangbar ist, wobei die Speichereinrichtung außerhalb eines zweiten Fahrzeugs angeordnet ist und die Speichereinrichtung eine Empfangseinrichtung zum Empfang einer Information über einen möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand ermittelt ist, von einem zweiten Fahrzeug aufweist. Das zweite Fahrzeug weist eine Bildaufnahmeeinrichtung zur Erfassung von optischen Informationen über einen Fahrbahnabschnitt und optional zusätzlich deren Umgebung in einem definierten Streckenabschnitt auf, sowie weiterhin eine fahrzeuggebundene Auswerteeinrichtung, welche dazu eingerichtet und vorgesehen ist, eine Information über eine potentielle Entwicklung eines kritischen Fahrbahnzustands durch eine auf Basis der durch die Bildaufnahmeeinrichtung erfassten Informationen und aktuellen und/oder vorhergesagten meteorologischen Daten zu berechnen.
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Bevorzugt ist die Warneinrichtung dazu eingerichtet, geeignet und/oder bestimmt, das oben beschriebene Verfahren sowie alle im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander oder einzelne Verfahrensschritte unter dessen Verwendung auszuführen. Umgekehrt kann das Verfahren zur Warnung eines Nutzers eines Fahrzeugs mit allen im Rahmen der Warneinrichtung beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander durchgeführt werden. Insbesondere kann die Warneinrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet werden.
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Vorzugsweise weist die Warneinrichtung weiterhin eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet und vorgesehen ist, aus einer Vielzahl von für diesen Streckenabschnitt von einer Bildaufnahmeeinrichtung eines oder mehrerer zweiten Fahrzeuge erfassten und an die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung übertragenen optischen Informationen eine Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit zu ermitteln und im Fall der Ermittlung eines potentiell kritischen Fahrbahnzustands diese Information für mindestens ein erstes Fahrzeug bereitzustellen, welches sich derzeit in diesen Streckenabschnitt befindet oder in einem definierten zukünftigen Zeitintervall für eine Benutzung dieses Streckenabschnitts vorgesehen ist.
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Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung ausgewählt aus einer Gruppe welche eine (Farb-) Kamera, eine Frontkamera, eine Rückkamera und dergleichen sowie Kombinationen hiervon umfasst.
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Bevorzugt sind durch die Bildaufnahmeeinrichtung gegebenenfalls in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung örtlich aufgelöste (insbesondere 2D- und/oder 3D-) Bilddaten erzeugbar.
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Bevorzugt ist die Speichereinrichtung im zweiten Fahrzeug angeordnet. Alternativ oder ergänzend dazu ist bevorzugt, dass die Speichereinrichtung eine externe Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud-basierte und/oder eine zentrale Speichereinrichtung, ist.
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Vorzugsweise umfasst die Warneinrichtung eine Ausgabeeinrichtung, mittels welcher die Information über den möglichen kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, optisch und/oder akustisch an einen Fahrer des ersten Fahrzeugs ausgebbar ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein (insbesondere Augmented-Reality-) Head-up-Displays (HUD). Vorzugsweise ist durch die Ausgabeeinrichtung ein virtueller Bildbestandteil und/oder ein Symbol auf eine Fahrzeuginnenfläche, bevorzugt auf eine Fahrzeugscheibe und besonders bevorzugt auf eine Windschutzscheibe projizierbar. Bei einspurigen Fahrzeugen ist insbesondere eine Ausgabeeinrichtung bevorzugt, welche einen virtuellen Bildbestandteil und/oder ein Symbol in einer Brille oder einem Visier anzeigt/projiziert.
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Bevorzugt umfass die Warneinrichtung eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung. Vorzugsweise umfasst diese Auswerteeinrichtung eine Speichereinrichtung, in welcher für einen Streckenabschnitt eine Vielzahl von optischen Informationen abgespeichert sind. Diese optischen Informationen können von verschiedenen Fahrzeugen und/oder zu verschiedenen Zeiten bereitgesellt und/oder übertragen worden sein. Die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, aus der Vielzahl von optischen Informationen eine Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit zu ermitteln. Vorzugsweise umfasst die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung weiterhin eine Übertragungseinrichtung, mittels welcher die Informationen über Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit an ein Fahrzeug übertragbar ist, welches in diesem Streckenabschnitt angeordnet ist oder für welches ein Routenplanungssystem die Nutzung dieses Streckenabschnitts voraussieht. Die Übertragung an ein solches Fahrzeug erfolgt bevorzugt nur im Fall der Ermittlung eines potentiell kritischen Fahrbahnzustands.
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Die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung umfasst bevorzugt einen großen Speicher, welcher dazu ausgelegt ist, für eine Vielzahl von Streckenabschnitten jeweils mindestens 5, bevorzugt mindestens 10, besonders bevorzugt mindestens 20, weiter bevorzugt mindestens 30, mindestens 40 oder mindestens 50 Datensätze mit optischen Informationen abzuspeichern. Dadurch dass diese Auswerteeinrichtung fahrzeugunabhängig ist, kann eine dafür ausreichend große Speicherkapazität vorgehalten und energieversorg werden.
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Vorzugsweise umfassen die Datensätze zu den jeweiligen Streckenabschnitten Datensätze aus einem Zeitraum von mindestens einem Tag, bevorzugt mindestens 3 Tagen, besonders bevorzugt mindestens einer Woche, weiter bevorzugt mindestens einem Monat, mindestens 3 Monaten, mindestens 6 Monaten und insbesondere bevorzugt mindestens einem Jahr. Dadurch wird es ermöglicht langfristige sowie periodisch widerkehrende Gefahren frühzeitig zu erkennen und vorherzusagen.
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Bei der Ausgabeeinrichtung (für ein Fahrzeug) kann es sich um ein Element und/oder einen (festen) Bauteil des Fahrzeugs handeln.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Warnsystem umfassend wenigstens eine obig beschriebene Warneinrichtung für ein Fahrzeug entsprechend einer Ausführungsform sowie umfassend einen externen Server zur Verwaltung einer zentralen Datenbank mit Bilddaten und vorzugsweise diesen zugehörigen Ortsdaten und/oder diesen zugehörigen meteorologischen Daten (wie obig beschrieben). Bevorzugt ist das Warnsystem derart konfiguriert, dass eine Vielzahl von Bilderfassungseinrichtungen verschiedener zweiter Fahrzeuge Bilddaten und/oder Ortsdaten an den externen Server übermitteln und/oder von diesem (insbesondere auf Grundlage eines Abgleichs mit einem Ort des Fahrzeugs) abrufen können. meteorologischen Daten werden vom externen Server vorzugsweise von einem Drittanbieter bezogen und zusammen mit den Bilddaten abgespeichert.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend eine obig beschriebene Ausgabeeinrichtung für ein Fahrzeug, welche Teil einer wie oben beschriebenen Ausführungsform einer Warneinrichtung ist.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Ausgabeeinrichtung um einen (festen, insbesondere einen nicht zerstörungsfrei lösbaren) Bestandteil des Fahrzeugs oder ein von Fahrzeugführer mitgeführten Ausrüstungsgegenstand wie beispielsweise einen Schutzhelm.
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Bei dem zweiten Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein (motorisiertes) Straßenfahrzeug handeln. Bei einem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, welches insbesondere ein von dem Fahrer selbst gesteuertes Kraftfahrzeug („Driver only“), ein halbautonomes, autonomes (beispielsweise der Autonomiestufe Level 3 oder 4 oder 5 (der Norm SAE J3016)) oder selbstfahrendes Kraftfahrzeug ist. Die Autonomiestufe Level 5 bezeichnet dabei vollautomatisch fahrende Fahrzeuge. Ebenso kann es sich bei dem Fahrzeug um ein fahrerloses Transportsystem handeln. Das Fahrzeug kann dabei von einem Fahrer gesteuert werden oder autonom fahren. Darüber hinaus kann es sich bei dem Fahrzeug neben einem Straßenfahrzeug auch um ein Flugtaxi, ein Flugzeug und ein anderes Fortbewegungsmittel oder eine andere Fahrzeugart handeln, beispielsweise ein Luft-, Wasser- oder Schienenfahrzeug.
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Bei dem ersten Fahrzeug kann es sich um die selben Fahrzeuge handeln, wie oben für das zweite Fahrzeug angeführt. Erstes Fahrzeug im Sinn dieser Erfindung können jedoch auch Fahrzeuge sein, die nicht auch ein zweites Fahrzeug sind. Insbesondere bei einspurigen Fahrzeugen, nicht motorisierten Fahrzeugen, Flugtaxis und (Leicht-) Flugzeugen besteht oftmals ein bauartbedingter Zwang zur Gewichts- oder Raumeinsparung , wodurch es vorkommen kann, dass derartige Fahrzeuge nicht über alle Einrichtungen verfügen (beispielsweise eine Bildaufnahmeeinrichtung) welche für die Funktion als zweites Fahrzeug notwendig ist. Dennoch können auch diese Fahrzeuge (unabhängig von ihrem Autonomiegrad) als erste Fahrzeuge von der vorliegenden Erfindung profitieren.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf einen externen Server, insbesondere ein (bevorzugt obig beschriebenes) Backend gerichtet, welcher Teil einer obig beschriebenen Warneinrichtung entsprechend einer Ausführungsform ist. Dabei ist die Warneinrichtung und/oder der externe Server dazu geeignet und bestimmt, wenigstens ein möglichen kritischen Fahrbahnzustand zu ermitteln.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, umfassend Programmmittel, insbesondere einen Programmcode, welcher zumindest einzelne oder mehrere Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens einzeln oder in Kombination miteinander und bevorzugt eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen repräsentiert oder kodiert und zum Ausführen durch eine Prozessoreinrichtung ausgebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf einen Datenspeicher, auf welchem zumindest eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computerprogramms oder einer bevorzugten Ausführungsform des Computerprogramms gespeichert ist.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
- Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Warneinrichtung; und
- 2 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Warnung eines Nutzers eines ersten Fahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Warneinrichtung. Ein zweites Fahrzeugs 2 befährt einen Streckenabschnitt 8. Eine Bildaufnahmeeinrichtung 20b des zweiten Fahrzeugs nimmt dabei mindestens ein, bevorzugt mehrere Aufnahmen der Fahrbahn 8 auf. Die aufgenommenen Bilder werden an eine Auswerteeinrichtung 10b übertragen. Bei der Bildaufnahmeeinrichtung 20b kann es sich um eine optische Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Fahrzeugumfelds und insbesondere der Fahrbahn handeln, beispielsweise um eine Frontkamera des zweiten Fahrzeugs 2.
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Weiterhin umfasst das zweite Fahrzeug 2 eine Übertragungseinrichtung 16b, welcher vorzugsweise zur bidirektionalen Kommunikation fähig ist. Die von der Bildaufnahmeeinrichtung 20b des zweiten Fahrzeugs 2 aufgenommenen Bilder werden an die Übertragungseinrichtung 16b übertragen und von dort an eine externe Speichereinrichtung oder Cloud 14 gesendet. Von dort oder einem anderen Anbieter empfängt die Übertragungseinrichtung 16b meteorologische Daten welche die zukünftigen Wetterbedingungen in dem Streckenabschnitt 8 beschreiben oder aus welchen die zukünftigen Wetterbedingungen für den Streckenabschnitt 8 herleitbar sind. Diese Daten werden (gegebenenfalls modifiziert) an die Auswerteeinrichtung 10b weitergeleitet.
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In der Auswerteeinrichtung 10b werden die von der Bildaufnahmeeinrichtung 20b bereitgestellten optischen Informationen über die Fahrbahn und die meteorologischen Daten verarbeitet. Ist auf den von der Bildaufnahmeeinrichtung 20b bereitgestellten Daten beispielsweise eine Verschmutzung 4 der Fahrbahn 8 zu erkennen, errechnet die Auswerteeinrichtung 10b, ob sich aus dieser Verschmutzung bei den vorhergesagten zukünftigen Wetterbedingungen eine potentielle Gefahrensituation entwickeln könnte. Wird eine Gefahr der Entstehung eines kritischen Fahrbahnzustands ermittelt, wird eine Information über den potentiell kritischen Fahrbahnzustand und der Positionsdaten des Streckenabschnitts, für den der kritische Fahrbahnzustand vorberechnet ist, über die Übertragungseinrichtung 16b an das erste Fahrzeug 1 gesendet.
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Im ersten Fahrzeug 1, welches im gezeigten Beispiel ebenfalls ein PKW ist, welcher auch eine Bildaufnahmeeinrichtung 20a aufweist, aber beispielsweise auch ein einspuriges Fahrzeug wie ein Motorrad oder Fahrrad sein könnte, welches bauartbedingt keine Bildaufnahmeeinrichtung 20a aufweist, werden die vom zweiten Fahrzeug 2 erhaltenen Daten von einer Übertragungseinrichtung 16a empfangen und in einer Speichereinrichtung abgelegt. Diese kann Teil der Auswerteeinrichtung 10a sein. In der Auswerteeinrichtung 10a wird überprüft, ob die vom zweiten Fahrzeug 2 erhaltenen Daten für die aktuell vom ersten Fahrzeug 1 gefahrene Strecke relevant sind. Befährt das erste Fahrzeug 1 beispielsweise wie in 1 dargestellt den selben Streckenabschnitt 8 wie das zweite Fahrzeug 2, jedoch zeitlich wenige Sekunden oder Minuten zeitversetzt, wird dies erkannt und die Warnung über den potentiell kritischen Fahrbahnzustand mittels einer Ausgabeeinrichtung 6a an den Fahrer weitergeleitet.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist es auch denkbar, dass ohne eine Information an den Fahrer abzugeben die Information über den potentiell kritischen Fahrbahnzustand an ein Fahrassistenzsystem übertragen wird und dieses gegebenenfalls sogar ohne Wechselwirkung mit dem Fahrer selbständig Maßnahmen einleitet, um die von dem potentiell kritischen Fahrbahnzustand ausgehende Gefahr zu reduzieren. Dies könnte beispielsweise durch eine Reduzierung der Geschwindigkeit erreicht werden.
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Es wird diesbezüglich angemerkt, dass ein Fahrbahnzustand, der vom zweiten Fahrzeug 2 detektiert wurde für ein erstes Fahrzeug 1 ein potentiell kritischer Fahrbahnzustand sein kann, selbst wenn er dieselben Bedingungen für das zweite Fahrzeug 2 keine erhöhte Gefahr darstellen. Dies könnte beispielsweise durch bauartbedingte Unterschiede zwischen den Fahrzeugen hervorgerufen sein. Insbesondere wird diesbezüglich auf die erhöhte Gefahr durch Verunreinigungen der Fahrbahn für einspurige Fahrzeuge hingewiesen. Aber auch andere Unterschiede wie die Bereifung (Sommerreifen, Winterreifen, Schneeketten), Fahrzeuggewicht, ein eventuell vorhandener Anhänger oder ähnliches können in die individuelle Bewertung des durch eine detektierte Fahrbahnbeschaffenheit für ein bestimmtes Fahrzeug entstehende Risikos einfließen.
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Zusätzlich erfolgt bei dem in 1 dargestellten Beispiel die Ermittlung eines potentiellen kritischen Fahrbahnzustands durch die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung 14. Wie oben beschrieben werden an die externe Speichereinrichtung oder Cloud 14 die von der Bildaufnahmeeinrichtung 20b des zweiten Fahrzeugs 2 aufgenommenen Bilder gesendet. Fährt das zweite Fahrzeug 2 einen Streckenabschnitt mehrmals oder senden mehrere zweite Fahrzeuge von deren Bildaufnahmeeinrichtung 20b aufgenommene Daten, steht der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung 14 eine Vielzahl von optischen Informationen für diesen Streckenabschnitt vor, aus welchen eine Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit ermittelt werden kann. Der Zeitraum über den Veränderung der Fahrbahnbeschaffenheit dokumentiert werden können, kann wesentlich länger sein als bei einer fahrzeuggebundenen Auswerteeinrichtung. So werden längerfristige Analysen der Fahrbahnbeschaffenheit sowie die Erkennung periodisch wiederkehrender Risiken möglich.
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Darüber hinaus bietet eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung 14 den Vorteil, dass die Kommunikation zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung 14 bereits vor Fahrtantritt und damit der Festlegung einer geeigneten Fahrroute möglich ist. Die Reichweite der oben beschriebenen direkten Kommunikation zwischen zwei Fahrzeugen (V2V) ist üblicherweise beschränkt, so dass eine sinnvolle Kommunikation zwischen diesen beiden Fahrzeugen üblicherweise dann sinnvoll ist, wenn beide Fahrzeuge den selben Streckenabschnitt 8 tatsächlich bereits benutzen.
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Vorzugsweise stehen die von der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung 14 bereitgestellten Daten jedoch bereits vor Fahrtantritt des ersten Fahrzeugs 1 zur Verfügung, so dass die Routenplanung die für eine bestimmte Strecke ermittelten potentiellen Gefahrensituationen einschließen kann.
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Darüber hinaus bietet die langfristige Speicherung der Bilddaten in der fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung 14 den Vorteil dass auch langfristige Fahrbahnveränderungen detektiert werden können und so, gegebenenfalls sogar vor der Entstehung eines kritischen Fahrbahnzustands, Gegenmaßnahmen ergriffen werden können. Beispielsweise deutet sich die Entstehung eines Schlaglochs vor dessen Aufbrechen durch eine Verformung der Fahrbahnoberfläche an. Wird eine solche Verformung detektiert, können bereits vor dem Aufbrechen der Fahrbahnoberfläche und damit der Entstehung des Schlaglochs Gegenmaßnahmen ergriffen werden.
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In 2 ist ein schematischer Ablauf der Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Warnung eines Nutzers eines ersten Fahrzeugs dargestellt.
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Bezugszeichen 101 kennzeichnet den Verfahrensschritt der Erfassung von optischen Informationen über die Fahrbahnbeschaffenheit durch die Bildaufnahmeeinrichtung des zweiten Fahrzeugs.
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Bezugszeichen 102 kennzeichnet den Verfahrensschritt der Bereitstellung von meteorologischen Daten. Diese Daten können von einem externen Dienstleister wie beispielsweise einem Wetterdienst bereitgestellt werden.
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Die durch Verfahrensschritt 102 erhaltenen meteorologischen Daten werden an das zweite Fahrzeug übertragen und dort zusammen mit den aus Verfahrensschritt 101 erhaltenen optischen Daten zur Fahrbahn im zweiten Fahrzeug für weitere Berechnungen herangezogen. Diese, die Datenverarbeitungskapazität des zweiten Fahrzeugs nutzenden Verfahrensschritte sind in 2 entlang des linken Pfads dargestellt und umfasst die Verfahrensschritte mit den Bezugszeichen 103, 105, 107 und 110.
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Sowohl die durch Verfahrensschritt 102 bereitgestellten meteorologischen Daten als auch die durch die Bildaufnahmeeinrichtung des zweiten Fahrzeugs erfassten optischen Informationen über die Fahrbahnbeschaffenheit gemäß Verfahrensschritt 101 werden auch an eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung übertragen und dort für weitere Berechnungen herangezogen. Diese, die Datenverarbeitungskapazität einer fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung nutzenden Verfahrensschritte sind in 2 entlang des rechten Pfads dargestellt und umfasst die Verfahrensschritte mit den Bezugszeichen 104, 106, 108, 109 und 111.
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Bei der Ermittlung einer potentiellen Gefahrenquelle im zweiten Fahrzeug wird zunächst das von der Bildaufnahmeeinrichtung erhaltene Datenmaterial in Verfahrensschritt 103 ausgewertet und der lokale Streckenzustand ermittelt. Dies kann unter Ausnutzung eines künstlichen neuronalen Netzwerks erfolgen.
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Anschließend erfolgt in Schritt 105 eine Erkennung von Abweichungen vom gewünschten Fahrbahnzustand wie er beispielsweise durch Verunreinigungen hervorgerufen werden kann. Es wird weiterhin in Schritt 105 analysiert, um welche Art der Verschmutzung es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit handelt. Insbesondere unter Ausnutzung eines neuronalen Netzwerks wird so Laub und/oder Erde auf der Fahrbahn detektiert.
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Ist die Art der Verschmutzung festgestellt, kann in Schritt 107 eine Klassifikation des Verschmutzungsgrads vorgenommen werden. Diese Klassifizierung erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung der in Schritt 102 bereitgestellten meteorologischen Daten. Eine solche Klassifikation kann dazu dienen, den folgenden Rechenaufwand zu reduzieren. Darüber hinaus erlaubt eine solche Klassifizierung eine Bewertung dahingehend, für welche Art von Fahrzeugen die ermittelte Verschmutzung der Fahrbahn potentiell ein Risiko darstellt.
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In Schritt 110 wird die in Schritt 107 ermittelte Klassifizierung des Risikos an weitere Fahrzeuge in der Umgebung weitergegeben. Bevorzugt erfolgt diese Übertragung direkt von Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V) gegebenenfalls unter Ausnutzung der lokalen Infrastruktur zur Datenübertragung.
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Zusätzlich wird die im zweiten Fahrzeug in Schritt 107 ermittelte Klassifizierung des Risikos für einen bestimmten Streckenabschnitt auch in einer außerhalb des zweiten Fahrzeugs angeordneten Datenbank hinterlegt. Die Hinterlegung des lokalen Streckenzustands in einer solchen auch als Online-Roadbook bezeichneten Datenbank erfolgt in Schritt 111.
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Parallel zu der lokalen Berechnung eine Gefahrenpotentials für einen bestimmten Streckenabschnitt im zweiten Fahrzeug erfolgt auch außerhalb des zweiten Fahrzeugs eine Ermittlung einer potentiellen Gefahrenquelle für diesen Streckenabschnitt.
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Dazu werden die in 101 und 102 bereitgestellten Daten in Schritt 104 an eine solche fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung übertragen. Die Übertragenden Daten schließen somit die vom zweiten Fahrzeug in Schritt 101 ermittelten optischen Informationen über die Fahrbahn ein.
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In der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung laufen Daten mehrerer Fahrzeuge und/oder mehrerer Nutzungen des selben Streckenabschnitts durch ein einzelnes Fahrzeug zu verschiedenen Zeiten ein. Diese Bilddaten werden für eine definierte Zeit gespeichert und stehen somit für einen Vergleich mit aktuellen Bilddaten zur Verfügung. In Schritt 106 erfolgt ein Vergleich der aktuell übertragengen Bilddaten mit den bereits in der Datenbank gespeicherten Bilddaten dieses Streckenabschnitts.
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Werden Veränderungen detektiert kann in der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung aufgrund der längeren Vorhaltezeit älterer Bilddaten eine Auswertung der historischen Entwicklung der Fahrbahn erfolgen.
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Abhängig von dem Ergebnis des Vergleich der aktuellen Bilddaten mit in der Datenbank gespeicherten Bilddaten dieses Streckenabschnitts erfolgt eine Klassifizierung in langfristigen Veränderungen dieses Streckenabschnitts (Schritt 108), wodurch beispielsweise die Entstehung von Schlaglöchern erkannt werden kann und kurzfristige Veränderungen (Schritt 109), zu welchen beispielsweise Verschmutzungen durch Laub oder Erde zuzurechnen sind.
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Die von der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung detektierte Art der Verschmutzung und das daraus ableitbare Gefahrenpotential eines bestimmten Streckenabschnitts wird dann in Schritt 111 in der außerhalb des zweiten Fahrzeugs angeordneten Datenbank hinterlegt, welche wie oben erwähnt auch als Online-Roadbook bezeichnet wird.
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Befindet sich ein erstes Fahrzeug in der Nähe des zweiten Fahrzeugs, so dass eine V2V-Kommunikation möglich ist, erhält das erste Fahrzeug vom zweiten Fahrzeug die Information über eine mögliche Gefahr in dem vom zweiten Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt. Diese Gefahr wird dem Fahre des ersten Fahrzeugs in Schritt 112 übermittelt.
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Darüber hinaus erhält das erste Fahrzeug Informationen über eine mögliche Gefahr in einem zukünftig vom ersten Fahrzeug voraussichtlich befahrenen Streckenabschnitt auch aus dem Online-Roadbook, in welchem in Schritt 111 sowohl Informationen über eine mögliche Gefahr von einem zweiten Fahrzeug als auch von der fahrzeugunabhängigen Auswerteeinrichtung abgespeichert sind. Dadurch ist es möglich, potentielle Gefährdungen bereits vor Fahrtantritt beispielsweise in die Berechnung der günstigsten Route einfließen zu lassen.
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Die Anzeige einer potentiellen Gefahr in einem Streckenabschnitt gemäß Schritt 112 erfolgt bevorzugt unabhängig davon, über welchen der oben beschriebenen Pfade die potentielle Gefahr ermittelt wurde.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (Erstes) Fahrzeug
- 2
- (zweites) Fahrzeug
- 4
- Verschmutzung
- 6
- Ausgabeeinrichtung, Fahrerinformationsanzeige
- 8
- Fahrbahn (-abschnitt), Streckenabschnitt
- 10a, 10b
- Auswerteeinrichtung (mit Speichereinrichtung)
- 14
- externe Speichereinrichtung, Cloud, fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung
- 16a, 16b
- Übertragungseinrichtung
- 20a, 20b
- Bildaufnahmeeinrichtung
- 101 - 112
- Verfahrensschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8831869 B2 [0004]
- US 9475500 B2 [0005]
