Verfahren zur Informationsübertragung von Fahrzeugdaten und Verkehrsinformationssystem

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsübertragung und Visualisierung sensorisch ermittelter Fahrzeugdaten, insbesondere Geschwindigkeit, Beleuchtungszustand, ABS-Auslösung, Lenkradeinschlag, Position usw., zwischen den Fahrzeugen (1a bis 1h, 2a bis 2e), sowie ein entsprechendes Verkehrsinformationssystem. Zur Realisierung einer "vorausschauenden" Fahrhilfe zwecks Vermeidung von Staus und Unfällen ist verfahrensgemäß vorgesehen, daß zur Informationsübertragung ein Mobilfunknetz verwendet wird und die übertragenen Daten in die Frontscheibe des Fahrzeugs (1a bis 1h, 2a bis 2e) eingeblendet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsübertragung und Visualisierung sensorisch ermittelter Fahrzeugdaten sowie ein Verkehrsinformationssystem gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 6.

[0002] Zur Verkehrsflußsteuerung ist eine erhebliche Menge aktueller Daten erforderlich, die oft nicht verfügbar sind. Bei Staumeldungen werden Daten nur aufbereitet, um den Stau zu umfahren (Verkehrsfunk) und nicht, um den Stau im Vorfeld zu verhindern. Bekannt ist die Verkehrsflußsteuerung durch Fahrbahnschleifen, die mittels einer Steuereinheit Lichtsignalanlagen beaufschlagen. Der Nachteil dieser Systeme ist, daß sie fest installiert sind und somit nur an bestimmten, weit auseinanderliegenden Punkten Verkehrsdaten zur Verkehrsflußsteuerung aufnehmen. Eine Verkehrsbeeinflussung bzw. die Verhinderung oszillierender Verkehrsströme, die meistens zum Stau führen, ist dadurch nicht möglich. Auch der Verkehrsfunk über Autoradio hat sich als ungeeignetes Mittel erwiesen, um einen besseren Vekehrsfluß zu erreichen (Zeitschrift FOCUS, 22/1997, S. 207/208).

[0003] Bekannt ist weiterhin die Funkinformationsübertragung durch andere Verkehrsteilnehmer bezüglich Lampeneinschaltung (DE 42 02 489 A1, DE 196 24 116 C1), Unfallmeldung (DE 40 04816 A1) sowie Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug (DE 39 15 466 A1 und DE 31 38 377 A1). Nachteilig ist, daß bei diesen Verfahren jeweils nur spezielle Daten übertragen werden, die nicht ausreichen, um die Hauptursachen von Verkehrsstörungen, nämlich nicht angepaßtes Fahrverhalten, zu bekämpfen. Außerdem besteht insbesondere bei Infrarotübertragung das Problem, daß nachfolgende Fahrzeuge im "Schatten" von Fahrzeugen, beispielsweise Lastkraftwagen, die ein derartiges Informationsübertragungssystem nicht aufweisen, fahren können und somit die Informationskette zu den nachfolgenden Fahrzeugen unterbrochen wird. Darüber hinaus kann es gerade im Stadtverkehr leicht zu Falschalarmen durch eine Abbiege-Blinkanlage kommen, wenn dieses als Warnsignal verstanden wird und dadurch in entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen die Warnblinkanlage automatisch eingeschaltet wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Verkehrsinformationssystem anzugeben, das eine wesentlich höhere Verkehrsdichte zuläßt und das Staus und Unfällen vorbeugt.

[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 gelöst. Eine vorbeugende Verkehrsflußsteuerung ergibt sich insbesondere dadurch, daß die steuernde Komponente, nämlich der Mensch und auch die Fahrzeugelektronik, in den Steuerungsprozess einbezogen werden. Dieses wird dadurch erreicht, daß jedem Fahrzeug bzw. Autofahrer kontinuierlich vorausschauende Informationen zur Verfügung gestellt werden, um entsprechend reagieren zu können. Durch das Einblenden übertragener Daten in die Frontscheibe des Fahrzeugs ist auch bei dichtem Nebel sowie bei Nachtfahrten eine sichere Fahrweise möglich. Im Zusammenhang mit dem Cellularsystem der GSM-Mobilfunktechnik ist auch das Problem der Unterbrechung der Informationsketten durch "Schattenbildung" hinter Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen oder Bussen, die nicht mit diesem System ausgerüstet sind, gelöst. Zudem ist das Verfahren unabhängig von der Witterung. Bei jeder Sichtweite stehen beispielsweise Informationen bezüglich des Beschleunigungs- oder Bremsvorganges vorausfahrender Fahrzeuge zur Verfügung. Auf diese Weise ist eine angepaßtere Reaktion des Fahrers eines nachfolgenden Fahrzeugs möglich. Oszillierende Fahrzeugströme und Staubildung sowie die Unfallgefahr werden eingedämmt.

[0006] Eine vorteilhafte Weiterbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gestattet eine höhere Sicherheit des Informationsaustausches. Informationsverlust beziehungsweise Zusammenbruch durch Informationsüberflutung wird durch die automatische oder manuelle Vorwahl einer geeigneten Prioritätsklasse vorgebeugt. Bei sehr hoher Durchschnittsgeschwindigkeit sollten nur Informationen der höchsten Priorität häufiger gesendet werden. Darüber hinaus kann auch die Sendeleistung an die Geschwindigkeit beziehungsweise Durchschnittsgeschwindigkeit angepaßt werden, um sicherzustellen, daß bei sehr geringem Verkehr ein Unfall auch in größerer Entfernung (z.B. 1 Kilometer) erkannt wird. Andererseits sollten bei hoher Verkehrsdichte kleinere Funkzellen verwendet werden, um somit in dichter Folge Informationen der im Nahbereich befindlichen Informationssender zu erhalten.

[0007] Durch die Merkmale des Anspruchs 3 läßt sich auf einfache Weise eine Orientierungshilfe realisieren. Ein z.B. in der unteren linken Ecke der Frontscheibe eingeblendeter Streckenverlauf ist außerdem sehr hilfreich zur Visualisierung weiterer Daten, die symbolhaft dem Streckenverlauf überlagert werden können. Solche Streckenaktionen können beispielsweise sein: Betätigung des Scheibenwischers, des Nebelscheinwerfers, der Bremse sowie Durchschnittsgeschwindigkeit, Stauwarnung usw. Wird ein vorausfahrendes Fahrzeug abgebremst, und die Räder reagieren unterschiedlich, kann das eine Folge von Glatteis oder nasser Straße sein, so daß auf diese Weise auch Rückschlüsse auf den Straßenzustand möglich sind. Der Streckenverlauf ergibt sich auf einfache Weise durch sensorische Erfassung der Lenkbewegungen oder der Winkelstellung der Vorderräder von z.B. 20 oder 100 usw. vorausfahrender Fahrzeuge.

[0008] Gemäß Anspruch 4 werden nur die Daten vorausfahrender Fahrzeuge quasi als Informationsübertragungskette empfangen. Da der Autofahrer auf diese Weise darüber informiert ist, daß beispielsweise die zehn vorausfahrenden Fahrzeuge mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 110 km/Std. fahren und zusätzlich angezeigt wird, daß diese beschleunigen oder bremsen, kann dieser seine Fahrweise rechtzeitig anpassen. Staus und Unfälle lassen sich dadurch vermeiden.

[0009] Zusätzlich können die Fahrzeuge gemäß Anspruch 5 auch quasi als Relaisstationen zur Übertragung von Informationen an Fahrzeuge, die auf der Gegenfahrbahn fahren, benutzt werden. Dadurch ergibt sich ein Kommunikationsnetz, mit dem nicht nur Verkehrsdaten sondern jegliche Art von Nachrichten transportiert werden kann. Die Übertragungssicherheit kann als sehr hoch eingeschätzt werden, da die Informationen über verschiedene Wege verbreitet werden. Eine ungewollte Inforamtionsübertragung beziehungsweise Beeinflussung des Gegenverkehrs läßt sich vermeiden, indem beispielsweise ein Kompaß zur Ermittlung der groben Fahrtrichtung eingesetzt wird und die daraus abgeleiteten Daten zur Selektion irrelevanter Informationen verwendet werden. Denkbar wäre auch, von vornherein eine variable, gerichtete Abstrahlung entsprechend dem Kurvenverlauf mittels Array-Antennen vorzusehen. Auch die Sendeleistung kann entsprechend eingestellt werden.

[0010] Anspruch 6 charakterisiert ein Verkehrsinformationssystem, das die Visualisierung von Informationen aller Art, z.B. Durchschnittsgeschwindigkeit, Unfallschwerpunkte, nächste Tankstelle, Hotel etc. sowie aktuelle Verkehrs-, Straßenzustands- und Wetterdaten durch Einblendung in die Frontscheibe des Fahrzeuges ermöglicht.

[0011] Vorzugsweise sind gemäß Anspruch 7 zusätzlich Feststationen in das Mobilfunknetz integriert. Diese Feststationen können insbesondere dazu dienen, Statistiken in Abhängigkeit von der Tageszeit, dem Wochentag usw. zu erstellen, die Verkehrsdichte, die (Durchschnitts-)Geschwindigkeit, die Unfallwahrscheinlichkeit und andere Daten zu ermitteln und gegenbenenfalls an die Verkehrsteilnehmer zu senden. Desweiteren können Markierungen von Unfallschwerpunkten, Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeigen und andere Signalanlagen durch die ermittelten Statistikdaten angesteuert werden. Feststationen können darüber hinaus auch eingesetzt werden, um Übersetzungen der Informationen in andere Sprachen zu erstellen, den Verkehrsteilnehmern die nächste Tankstelle, das nächste Hotel und dergleichen zu signalisieren sowie Informationen an die Polizei weiterzuleiten und sogar um als "Elektronische Briefkästen" mit Nachrichten bzw. Informationen für z.B. Güterverkehr, Kolonnenfahrzeuge usw. zu dienen.

[0012] Anspruch 8 charakterisiert ein einfaches Ausführungsbeispiel bezüglich der Systemkomponenten zur Realisierung eines Verkehrsinformationssystems der oben beschriebenen Art. Dabei kann neben den Frontscheiben-Einblendungsmitteln zur Fahrerinformation auch eine Schnittstelle zur direkten Ansteuerung der Fahrzeugelektrik vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Beleuchtungsanlage oder die Scheibenwischeranlage automatisch aufgrund empfangener Signale in Betrieb gesetzt werden.

[0013] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

[0014] Figur 1 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens und Figur 2 Systemkomponenten zur Informationsverarbeitung in Fahrzeugen.

[0015] In Figur 1 ist ein Autobahnszenario dargestellt, wobei Fahrzeuge 1a bis 1h in die Fahrtrichtung B und Fahrzeuge 2a bis 2e in die entgegengesetzte Fahrtrichtung A fahren. Jeweils hintereinander fahrende Fahrzeuge sind durch Funkstrecken X eines cellularen GSM-Netzes verbunden. Die Pfeile symbolisieren die Informationsübertragungsrichtung, nämlich jeweils von dem vorausfahrenden zu dem nachfolgenden Fahrzeug. Durch die Verwendung eines Mobilfunknetzes ergibt sich der Vorteil, daß nicht alle Fahrzeuge mit einer entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtung ausgestattet sein müssen, da eine Unterbrechung der Informationsstrecke infolge von Abschattungen nicht auftreten kann. Zusätzliche Funkstrecken Y können zwischen Fahrzeugen verschiedener Fahrtrichtung - im Ausführungsbeispiel zwischen 1e und 2c - , zwischen Fahrzeugen unterschiedlicher Fahrtspuren in gleicher Fahrtrichtung - im Ausführungsbeispiel zwischen 1b und 1g - , zwischen Fahrzeugen und Feststationen 3a, 3b- im Ausführungsbeispiel zwischen dem Fahrzeug 2e und der Feststation 3a und zwischen dem Fahrzeug 1c und der Feststation 3b - sowie zwischen mehreren Feststationen 3a und 3b vorgesehen sein. Die Feststationen 3a und 3b können dazu benutzt werden, Verkehrsinformationen an die Polizei weiterzuleiten, Statistiken über diesen Streckenabschnitt zu sammeln, die Fahrzeugdichte und Durchschnittsgeschwindigkeiten zu ermitteln, Signalanlagen entlang der Strecke z.B. bezüglich Unfallschwerpunkte, Geschwindigkeitsbegrenzungen usw. anzusteuern und gegebenenfalls Informationen über die nächste Tankstelle, das nächste Hotel usw. an die vorbeifahrenden Fahrzeuge la bis 1h und 2a bis 2e weiterzuleiten. Gegebenenfalls können auch Übersetzungen der Informationen in verschiedene Sprachen sowie "elektronische Briefkästen" mit Informationen für den Güterverkehr usw. durch die Feststationen 3a und 3b realisiert werden. Die Fahrzeuge 1a bis 1h und 2a bis 2e übertragen ihrerseits sensorisch ermittelte Fahrzeugdaten aller Art, beispielsweise die aktuelle Geschwindigkeit oder Aktionen wie Beschleunigen, Bremsen, Scheibenwischer oder Nebelscheinwerfer an bzw. aus sowie Lenkradbewegungen bzw. Winkelangaben der Vorderradachse. Letztere Informationen werden als Eingangssignal zur Einblendung eines prognostizierten Streckenverlaufes in z.B. die untere linke Ecke der Windschutzscheibe nachfolgender Fahrzeuge verwendet. Die Fahrzeuge 1a bis 1h und 2a bis 2e sind dazu mit einem Rechner 4 (Figur 2) zur Aufbereitung aller Informationen ausgestattet, wobei insbesondere zur Streckenermittlung die punktuell zur Verfügung stehenden Daten durch Interpolation in lückenlose Streckendarstellungen umgesetzt werden. Die oben beispielhaft aufgezählten Fahrzeugdaten und Fahrzeugaktionen werden diesem Streckenverlauf in ergonomisch günstiger Weise überlagert. Dieses witterungsunabhängige Verfahren vereinfacht eine angepaßtere Fahrweise an Verkehrs-, Witterungs- und Straßenverhältnisse sowie an aktuelle Ereignisse, beispielsweise Unfällen, Straßensperrungen oder Baustellen.

[0016] Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der im Fahrzeug (1a bis 1h, 2a bis 2e) angeordneten wesentlichen Systemkomponenten zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Verkehrsinformationssystems. Kernstück ist ein Rechner 4, der mit einer Empfangs- und Sendeeinrichtung 5, einem Wandler 6 mit angeschlossenen Fahrzeug-Sensoren 7 zur bilateralen Informationsübertragung verbunden ist. Weiterhin an den Rechner 4 angeschlossen ist eine Schnittstelle 8, die zur Ansteuerung von Frontscheiben-Einblendungsmitteln 9 dient. Gegebenenfalls kann an den Rechner 4 eine weitere Schnittstelle 10 zur Fahrzeugsteuerung angeschlossen sein. Die Empfangs- und Sendeeinrichtung 5 ist mit Empfangs- bzw. Sendeantennen 11 verbunden, welche fest vorgegebene Richtcharakteristiken haben können. Beispielsweise können diese Antennen 11 als Array-Antennen ausgebildet sein. Der Rechner 4 dient vorzugsweise auch zur geschwindigkeitsabhängigen Auswahl der an die Schnittstelle 8 zur Forntscheiben-Einblendung 9 weiterzuleitenden Informationen. Diese können dazu vorab in eingespeicherten Prioitätsklassen eingeteilt sein.

[0017] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich andersgearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Informationsübertragung und Visualisierung sensorisch ermittelter Fahrzeugdaten, insbesondere Geschwindigkeit, Beleuchtungszustand, ABS-Auslösung, Lenkradeinschlag, Position usw., zwischen den Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mobilfunknetz verwendet wird und die übertragenen Daten in die Frontscheibe des Fahrzeugs (1a bis 1h, 2a bis 2e) eingeblendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in Prioritätsklassen eingeteilt werden, deren Übertragung und/oder Visualisierung parameterabhängig, insbesondere geschwindigkeitsabhängig, erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Frontscheibe des Fahrzeugs (1a bis 1h, 2a bis 2e) ein aus den Lenkradbewegungen beziehungsweise Vorderradbewegungen einer Anzahl n vorausfahrender Fahrzeuge (1a bis 1 h, 2a bis 2e) und deren Position beziehungsweise Abstand von dem Fahrzeug (1a bis 1h, 2a bis 2e) ermittelter Streckenverlauf eingeblendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten vorausfahrender Fahrzeuge (1a bis 1h, 2a bis 2e) an nachfolgende Fahrzeuge (1a bis 1h, 2a bis 2e) übertragen werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten an Fahrzeuge (1a bis 1h, 2a bis 2e), die in die entgegengesetzte Richtung fahren, übertragen werden.

6. Verkehrsinformationssystem mit Fahrzeugen (1a bis 1h, 2a bis 2e) zugeordneten Kommunikationseinrichtungen zur gegenseitigen Informationsübertragung mittels fahrzeuginterner Sensoren (7) ermittelter Daten, insbesondere bezüglich Geschwindigkeit, Beleuchtungszustand, ABS-Auslösung, Lenkradeinschlag, Standort, usw., wobei eine Fahrer-Informations-Einrichtrung zur Visualisierung der Informationen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtungen auf ein Mobilfunknetz (X, Y), insbesondere GSM (Global System for Mobile Communications), basieren und daß die Fahrer-lnformations-Einrichtung Mittel zur Einblendung des Streckenverlaufs und/oder der empfangenen Informationen in die Frontscheibe des Fahrzeuges (1a bis 1h, 2a bis 2e) umfaßt.

7. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Feststation (3a, 3b) zur Informationsübertragung an die Fahrzeuge (1a bis 1h, 2a bis 2e) und/oder zum Informationsempfang fahrzeugspezifischer Daten in das Mobilfunknetz integriert ist.

8. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (1a bis 1h, 2a bis 2e) eine Empfangs- und Sendeeinrichtung (5) mit Empfangs- und Sende-Antenne (n) (11), die mit einem Rechner (4) zur Aufbereitung der empfangenen/zu sendenden Daten und gegebenenfalls zur Fahrzeugsteuerung verbunden ist, aufweist, wobei der Rechner (4) mit einem Wandler (6) mit angeschlossenen Fahrzeugsensoren (7) einer ersten Schnittstelle (8) zur Ansteuerung der Frontscheiben-Einblendungsmittel (9) und gegebenenfalls einer zweiten Schnittstelle (10) zur Fahrzeugsteuerung verbunden ist.

Zeichnung