[0001] Im Automobilbereich gibt es Entwicklungen hin zu autonom und teilautonom gesteuerten
Fahrzeugen und Fahrzeugen mit Elektroantrieb.
[0002] Eine Einführung und ein Betrieb solcher autonom und teilautonom gesteuerter Fahrzeuge
oder Fahrzeuge mit Elektroantrieb insbesondere im urbanen Bereich werfen rechtliche
und vor allem sicherheitsrelevante Probleme auf.
[0003] Insbesondere autonome Fahrzeuge (autonom gesteuerte Fahrzeuge) lassen keinerlei Eingriff
von Passagieren in den Fahrablauf mehr zu. Die Verantwortlichkeit insbesondere in
verkehrlichen Zonen beispielsweise innerhalb signalisierter Kreuzungen z.B. bei liegen
gebliebenen oder in einen Verkehrsunfall verwickelten autonomen Fahrzeugen könnte
sich hin zu Fahrzeugherstellern und Fahrzeugwerkstätten verschieben. Vergleichbares
könnte für Fahrzeuge mit Elektroantrieb gelten. Bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb
rührt das besondere Gefährdungspotential insbesondere daher, dass der Umgang mit dem
Ladezustand der fahrzeugseitigen Energiequelle (beispielsweise Füllstand eines Akkumulators/einer
Batterie) für den Elektroantrieb nicht für jeden Fahrer einfach zu beherrschen ist.
Es können Situationen auftreten, bei denen ein Fahrer eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb
aufgrund eines geringen Ladezustands der Energiequelle nach einer Lademöglichkeit
sucht, während sich der Ladezustand weiter verringert, bis ein Betrieb des Elektroantriebs
nicht mehr möglich ist. Tritt dieses Ereignis auf, bevor eine Lademöglichkeit gefunden
ist, kann ein solches Fahrzeug mit Elektroantrieb ohne Neustartmöglichkeit liegenbleiben.
Dies kann auch mit den nachstehend beschriebenen Nachteilen in verkehrlichen Zonen
beispielsweise innerhalb signalisierter Kreuzungen auftreten.
[0004] Betreiber von Lichtsignalanlagen bzw. allgemein von Verkehrsleitanlagen sind rechtsnormativ
(beispielsweise im Rahmen der Straßenverkehrsordnung (StVO) und Richtlinien für die
Planung und Signalisierung von Kreuzungen bzw. Richtlinien für Lichtsignalanlagen
(RiLSA)) verpflichtet, eine Signalisierung beispielsweise entsprechend festgelegter
Zwischen- und Räumzeiten in einem Kreuzungsbereich konfliktfrei zu gewährleisten.
Konfliktfrei heißt in diesem Zusammenhang, dass sich Verkehrsteilnehmer insofern auf
die Richtigkeit bzw. Geeignetheit der Signalisierung verlassen können, und dass diese
Signalisierung Unfälle verhindert und nicht verursacht.
[0005] Der Betreiber muss einen reibungslosen und effektiven Verkehrsablauf in einem Kreuzungsbereich
sicherstellen.
[0006] Bei Einsatz von autonomen Fahrzeugen wird somit auch die Verantwortung für einen
solchen Betreiber von Lichtsignalanlagen tangiert. Insbesondere kann sich diese vergrößern.
Der Betreiber muss den reibungslosen und effektiven Verkehrsablauf nämlich auch mit
einem Fahrzeugmix gewährleisten, der autonom oder teilautonom gesteuerte Fahrzeuge
und/oder Fahrzeuge mit Elektroantrieb umfasst.
[0007] Bei einem Fahrzeugmix ohne die genannten autonom oder teilautonom gesteuerten Fahrzeuge
und Fahrzeuge mit Elektroantrieb wird davon ausgegangen, dass Fahrzeuge aus einer
freigegebenen Richtung (beispielsweise eine Richtung mit anstehendem Gründsignal)
einen Bereich einer Kreuzung (insbesondere einen Grundräumbereich) innerhalb von in
einer Steuerung eingeplanten bzw. vorgesehenen Zwischenzeiten nach Ende der Freigabe
(beispielsweise nach Ende des vorher anstehenden Grünsignals) bis zu einer Freigabe
einer Konfliktrichtung (Beginn eines Grünsignals für eine Konfliktrichtung) räumen
können.
[0008] Insbesondere sind die Zwischen- und Räumzeiten derart ausgelegt, dass diese Vorgabe
erfüllt wird.
[0009] Autonome Fahrzeuge und auch Fahrzeuge mit Elektroantrieb können aber beispielsweise
bei einem technischen Defekt nicht einfach aus dem Grundräumbereich (bzw. aus einem
relevanten Bereich) entfernt werden und können insbesondere an Kreuzungen mit hohen
Einfahrgeschwindigkeiten und/oder schlechter Einsehbarkeit ein erhöhtes Sicherheitsrisiko
darstellen.
[0010] Es ist bekannt in Verkehrsbereichen Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fahrzeuge)
zu erfassen.
[0011] Beispielsweise beschreibt die Patentschrift
US 8 547 250 B1 ein Netzwerk von Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugen und eine damit verbundene
Steuerzentrale zur Verkehrssignalsteuerung. Die Steuerzentrale kann Fahrzeuge auf
(gesetzliche) Verkehrsbeschränkungen im Bereich des Fahrzeugs hinweisen und kann ferner
Verkehrsverstöße von Fahrzeugen selbständig erfassen und ahnden.
[0012] Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verkehrssteuerung
unter Berücksichtigung der verkehrssicherheitsrelevanten Herausforderungen des Einsatzes
bzw. Betriebs von autonom und teilautonom gesteuerten Fahrzeugen oder Fahrzeugen mit
Elektroantrieb bereitzustellen.
[0013] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere durch eine Steuervorrichtung zur Überwachung
eines Verkehrsabschnitts mit einer Sensoreinrichtung, die den Verkehrsabschnitt abtastet,
einer Empfangseinrichtung, die Verkehrsteilnehmerdaten von Verkehrsteilnehmern drahtlos
empfängt, wobei die Verkehrsteilnehmerdaten eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers Positionsdaten
des jeweiligen Verkehrsteilnehmers und den Positionsdaten zugeordnete Informationen
bezüglich eines Verkehrsteilnehmertyps des jeweiligen Verkehrsteilnehmers umfassen,
einer Zusammenführeinrichtung, die die Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
und Abtastinformationen der Sensoreinrichtung zu Fusionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
zusammenführt, und einer Feststelleinrichtung, die basierend auf den Fusionsdaten
der jeweiligen Verkehrsteilnehmer und den Informationen bezüglich des Verkehrsteilnehmertyps
der jeweiligen Verkehrsteilnehmer feststellt, ob eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf
eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt
vorliegt.
[0014] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Verkehrssicherheit
verbessert bzw. auch unter Berücksichtigung von Fahrzeugmixen, die autonom bzw. teilautonom
gesteuerte Fahrzeuge und/oder Fahrzeuge mit Elektroantrieb enthalten, nicht verschlechtert
wird.
[0015] Insbesondere kann erst durch Kombination empfangener Koordinaten bzw. Positionsdaten
und Ergebnissen einer sensorischen Erfassung eines Verkehrsteilnehmers in einem Verkehrsabschnitt
eine tatsächliche Präsenz des Verkehrsteilnehmers sicher festgestellt werden und zusammen
mit den Informationen zum Verkehrsteilnehmertyp auf ein jeweiliges von dem tatsächlich
präsenten Verkehrsteilnehmer ausgehendes Gefährdungspotential geschlossen werden.
[0016] Es sei ergänzend angemerkt, dass die Verkehrsteilnehmerdaten eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers
nicht nur Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers sondern weitere mit dessen
Verkehrsteilnahme verknüpfte Daten wie beispielsweise Geschwindigkeitsdaten des jeweiligen
Verkehrsteilnehmers, Beschleunigungsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers, und
Fortbewegungsrichtungsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers umfassen können.
[0017] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Steuervorrichtung
ferner eine Auslöseeinrichtung auf, die eine vorbestimmte Signalisierung auslöst,
wenn eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
[0018] Auf diese Weise kann effektiv auf ein erkanntes von einem tatsächlich präsenten Verkehrsteilnehmer
ausgehendes Gefährdungspotential reagiert werden.
[0019] Das Auslösen der Signalisierung schließt dabei beispielsweise die Entscheidung über
die Signalisierung, die Erzeugung von Steuersignalen und deren Übertragung ein.
[0020] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Steuervorrichtung
ferner eine Protokolleinrichtung auf, die die Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
zu Trajektorien der jeweiligen Verkehrsteilnehmer protokolliert. Im Falle eines Vorliegens
der Anomalie werden die Trajektorien von sich in dem Verkehrsabschnitt befindenden
Verkehrsteilnehmern eines vorbestimmten Zeitabschnitts vor dem Vorliegen der Anomalie
berücksichtigt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Trajektorien bei
der Auslösung der vorbestimmten Signalisierung durch die Auslöseeinrichtung berücksichtigt.
[0021] Dadurch kann beispielsweise nicht nur aus dem Umstand, dass eine Anomalie besteht,
beispielsweise dass ein bestimmtes Fahrzeug (z.B. ein autonom gesteuertes Fahrzeug)
eine Panne mitten in einem Grundräumbereich einer Kreuzung erleidet, sondern auch
der zeitliche Verlauf des Fahrzeugs vor dem Auftreten der Anomalie berücksichtigt
werden. Zudem können auch Bewegungsabläufe weiterer Verkehrsteilnehmer in Steuerentscheidungen
einfließen. Auf diese Weise kann eine Signalisierung besonders lageangepasst ausgelöst
werden.
[0022] Die protokollierten Fusionsdaten können ferner für Analysezwecke verwendet werden.
[0023] Die protokollierten Trajektorien der jeweiligen Verkehrsteilnehmer können ebenfalls
beispielsweise Informationen bezüglich Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Fortbewegungsrichtung
der jeweiligen Verkehrsteilnehmer umfassen.
[0024] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die vorbestimmte Signalisierung
eines aus einem Blinken einer Lichtsignalanlage, einem Rotlicht der Lichtsignalanlage,
einer infrastrukturseitigen Warnanzeige und einer Benachrichtigung mittels Car-to-Infrastructure-Technologie.
Die vorbestimmte Signalisierung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann jegliche
Maßnahmen umfassen, die die Kenntnis des erhöhten Gefahrenpotentials an Verkehrsteilnehmer
und Verkehrsverwaltungs-/Verkehrssteuerkomponenten transportieren können.
[0025] Car-to-Infrastructure, auch mit C2I bezeichnet, ist dabei eine Technologie zum drahtlosen
Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen und Elementen einer
Verkehrsinfrastruktur. Elemente einer Verkehrsinfrastruktur sind beispielsweise Leitpfosten,
Straßenlampen, Lichtsignalanlagen und Steuerschaltschränke, sind jedoch nicht darauf
beschränkt.
[0026] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der vorbestimmte Verkehrsteilnehmertyp
eines aus einem autonomen Kraftfahrzeug, einem automatisierten Kraftfahrzeug, einem
elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug, einem Fahrrad, und einem
Fußgänger, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
[0027] Jedem der genannten vorbestimmten Verkehrsteilnehmertypen kann ein bestimmtes Gefährdungspotential
(für sich selbst oder für andere Verkehrsteilnehmer) zugeordnet werden. Beispielsweise
birgt ein liegengebliebenes autonom gesteuertes Fahrzeug besondere Gefahren für einfahrende
Fahrzeuge und deren Insassen. Im Gegensatz dazu ist ein Fußgänger, der sich noch auf
einem Fußgängerüberweg befindet, insbesondere selbst gefährdet.
[0028] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung eines
aus einer Kamera, einem Radarsensor, einem Lidarsensor, und einem Ultraschallsensor,
ist jedoch nicht darauf beschränkt.
[0029] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung empfängt die Empfangseinrichtung
drahtlos mittels Car-to-X-Technologie.
[0030] Dies hat den Vorteil, dass in naher Zukunft die drahtlose Kommunikation zwischen
beispielsweise Lichtsignalanlage und Fahrzeugen (fast) lückenlos möglich sein wird.
Durch Verwendung dieser Technologie kann also von einer zukünftigen hohen Verfügbarkeit
profitiert werden.
[0031] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verkehrsabschnitt eines
aus einem Straßenkreuzungsbereich, einem Parkplatz, und einer Verkehrssicherheitszone,
ist jedoch nicht darauf beschränkt.
[0032] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt eine Anomalie in einem
Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps
in dem Verkehrsabschnitt vor, wenn ein autonomes Kraftfahrzeug, ein automatisiertes
Kraftfahrzeug, oder ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
nach Ablauf einer vorbestimmten Räumzeit innerhalb eines Grundbereichs eines Straßenkreuzungsbereichs
anwesend ist.
[0033] Ferner liegt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Anomalie
in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps
in dem Verkehrsabschnitt vor, wenn ein oder mehrere Fahrradfahrer nach Ablauf einer
vorbestimmten Freigabezeit für eine Fahrradspur innerhalb der Fahrradspur eines Straßenkreuzungsbereichs
anwesend sind.
[0034] Ferner liegt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Anomalie
in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps
in dem Verkehrsabschnitt vor, wenn ein oder mehrere Fußgänger nach Ablauf einer vorbestimmten
Freigabezeit für eine Fußgängerfurt innerhalb der Fußgängerfurt eines Straßenkreuzungsbereichs
anwesend sind.
[0035] Das Vorliegen einer Anomalie gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf
die oben genannten vorteilhaften Weiterbildungen beschränkt.
[0036] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung schließen die Fusionsdaten
der jeweiligen Verkehrsteilnehmer Verlaufsdaten vergangener Zeitpunkte ein.
[0037] Dadurch kann beispielsweise nicht nur aus einer einzelnen Position zu einem bestimmten
Zeitpunkt auf eine Anomalie geschlossen werden, beispielsweise dass ein bestimmtes
Fahrzeug (z.B. ein autonom gesteuertes Fahrzeug) eine Panne mitten in einem Grundräumbereich
einer Kreuzung erleidet, sondern auch der zeitliche Verlauf des Fahrzeugs zur Unterscheidung
zwischen einer normalen Situation und einer aufgetretenen Anomalie berücksichtigt
werden. Eine solche Unterscheidung kann also genauer vorgenommen werden.
[0038] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Steuervorrichtung
ferner eine Vorhersageeinrichtung auf, die basierend auf den Verlaufsdaten der Fusionsdaten
der jeweiligen Verkehrsteilnehmer zukünftige Positionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
vorhersagt.
[0039] Dies hat den Vorteil, dass Schätzungen bezüglich einem Auftreten bzw. Vorliegen einer
Anomalie vorgenommen werden können. Beispielsweise kann anhand einer einzelnen Position
zu einem bestimmten Zeitpunkt und von Positionen zu zurückliegenden Zeitpunkten darauf
geschlossen werden, dass sich ein Verkehrsteilnehmer zwar noch in einem bestimmten
Bereich befindet, eine rechtzeitige Räumung dieses Bereichs (und damit das Nichtvorliegen
einer Anomalie) jedoch erwartet werden kann. Entscheidungen können also besonders
lageangepasst getroffen werden.
[0040] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch
14 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere durch ein Steuerverfahren zur Überwachung
eines Verkehrsabschnitts, mit einem Abtasten des Verkehrsabschnitts, einem drahtlosen
Empfangen von Verkehrsteilnehmerdaten von Verkehrsteilnehmern, wobei die Verkehrsteilnehmerdaten
eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
und den Positionsdaten zugeordnete Informationen bezüglich eines Verkehrsteilnehmertyps
des jeweiligen Verkehrsteilnehmers umfassen, einem Zusammenführen der Positionsdaten
des jeweiligen Verkehrsteilnehmers und von Abtastinformationen der Sensoreinrichtung
zu Fusionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers, und einem Feststellen, basierend
auf den Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer und den Informationen bezüglich
des Verkehrsteilnehmertyps der jeweiligen Verkehrsteilnehmer, ob eine Anomalie in
einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps
in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
[0041] Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird das vorstehend beschriebene Problem
ebenfalls durch die im Patentanspruch 15 aufgeführten Merkmale gelöst, insbesondere
durch eine Lichtsignalanlage mit einer Steuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der
Erfindung.
[0042] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im
Folgenden näher beschrieben.
Dabei zeigt
[0043]
Figur 1 schematisch eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung,
Figur 2 schematisch eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung,
Figur 3 schematisch ein Steuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, das durch die Steuervorrichtung der Figur 1 implementiert sein kann, und
Figur 4 zeigt schematisch eine Lichtsignalanlage mit der Steuervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0044] Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, die eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, umfasst eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung
10 eine Sensoreinrichtung 11, eine Empfangseinrichtung 12, eine Zusammenführeinrichtung
13, und eine Feststelleinrichtung 14.
[0045] Die Sensoreinrichtung 11 tastet den Verkehrsabschnitt ab. Die Empfangseinrichtung
12 empfängt Verkehrsteilnehmerdaten von Verkehrsteilnehmern drahtlos, wobei die Verkehrsteilnehmerdaten
eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
und den Positionsdaten zugeordnete Informationen bezüglich eines Verkehrsteilnehmertyps
des jeweiligen Verkehrsteilnehmers umfassen. Die Zusammenführeinrichtung 13 führt
die Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers und Abtastinformationen der
Sensoreinrichtung zu Fusionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers zusammen. Die
Feststelleinrichtung 14 stellt basierend auf den Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
und den Informationen bezüglich des Verkehrsteilnehmertyps der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
fest, ob eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines
vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
[0046] Figur 3 zeigt ein Steuerverfahren für eine Verkehrssteueranlage mit einem Abtasten
des Verkehrsabschnitts (S31), einem Drahtlosempfangen (S32) von Verkehrsteilnehmerdaten
von Verkehrsteilnehmern, wobei die Verkehrsteilnehmerdaten eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers
Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers und den Positionsdaten zugeordnete
Informationen bezüglich eines Verkehrsteilnehmertyps des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
umfassen, einem Zusammenführen (S33) der Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
und von Abtastinformationen der Sensoreinrichtung zu Fusionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers,
und mit einem Feststellen (S34), basierend auf den Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
und den Informationen bezüglich des Verkehrsteilnehmertyps der jeweiligen Verkehrsteilnehmer,
ob eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
[0047] Das Verfahren gemäß Figur 3 kann durch eine Vorrichtung gemäß Figur 1 durchgeführt
werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Vorrichtung gemäß Figur 1 kann das
Verfahren gemäß Figur 3 durchführen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
[0048] Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 10 ist insbesondere nicht auf die in Figur
1 gezeigten Elemente beschränkt.
[0049] Gemäß einer Abwandlung kann die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 10 zusätzlich
eine Auslöseeinrichtung 21, eine Protokolleinrichtung 22, und/oder eine Vorhersageeinrichtung
23 aufweisen, wie in Figur 2 schematisch dargestellt. Autonome Fahrzeuge werden schrittweise
über die Teilautomatisierung in vielfältigen Bereichen eingeführt, beispielsweise
als Robo-Taxis/Mini-Busse, autonome Fahrzeuge mit Elektroantrieb, sowie im Car-Sharing
mit erweitertem Geschäftsmodell (beispielsweise Fahrzeuge, die sich autonom zu einem
Besteller/Mieter des Fahrzeugs fortbewegen).
[0050] Die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist auch davon geprägt, dass aus dem
neuen Fahrzeugmix mit autonom gesteuerten und/oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugen
rechtliche Änderungen insbesondere bezüglich der Verantwortlichkeit zu erwarten sind.
Sollte ein solches Fahrzeug liegenbleiben, ist das erhöhte Unfallrisiko ein Kriterium
für eine Überwachungs- und Warnungsreaktion bis hin zu einem Eingriff in dessen Steuerung.
Dem Betreiber einer Lichtsignalanlage (LSA) und beispielsweise einem zuständigen Straßenbauamt/Tiefbauamt
wird für diese Fahrzeugklassen (vor allem für autonome Fahrzeuge) gegenüber dem klassischen
Fahrzeugbetrieb mit individueller Fahrerverantwortung eine erhöhte Teilverantwortung
zukommen, nämlich den Verkehrsablauf sicher zu halten und auf Unregelmäßigkeiten adäquat
zu reagieren. Diese Reaktion kann beispielsweise Warnen, Steuern, und/oder Melden
umfassen.
[0051] Während die Räumzeiten an Kreuzungen (beispielsweise durch die RiLSA 2010 festgelegte/empfohlene
Zeiten) ablaufen, und danach, werden im Abfluss der Fahrspuren (nach dem Haltebalken)
üblicherweise keine Überprüfungen (z.B. basierend auf Sensoren) mit dem Zweck durchgeführt,
festzustellen, ob sich noch Verkehrsteilnehmer nach Ablauf der Räumzeiten in den Bereichen
aufhalten. Auch werden keine solchen Überprüfungen bezüglich schwacher Verkehrsteilnehmer,
wie Radfahrer und Fußgänger, durchgeführt. D.h., auch diese Gruppen sind bei Einsatz
autonomer/automatisierter Fahrzeuge komplexer (unter Umständen nicht oder nicht wie
beabsichtigt funktionierender) Technik ausgesetzt.
[0052] Auch wenn die Betrachtungen bezüglich der vorliegenden Erfindungen auf Kreuzungen
und deren Steuerung und insbesondere die Überprüfung von Flächen und Gebieten innerhalb
von Kreuzungen gerichtet sind (z.B. Grundräumbereich), sind die erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiele nicht auf Kreuzungen beschränkt. Beispielsweise kann eine solche
Überprüfung über die Räumzeitbetrachtung hinaus ausgeweitet werden auf freigegebene
Furten/Spuren (Grünsignal) bzw. das Überwachen der in diesen Zeiträumen gesperrten
Furten/Spuren (Rotsignal). Zudem können neben Kreuzungen erfindungsgemäß auch weitere
verkehrsbezogenen Bereiche/Räume der erfindungsgemäßen Steuerung unterliegen, beispielsweise
Parkplätze oder andere Sicherheitszonen wie etwa Schnellstraßenauffahrten.
[0053] Beispielhaft zeigt Figur 4 jedoch eine Lichtsignalanlage (LSA) mit mindestens einer
Lichtsignaleinheit 40 (z.B. einer Ampel) und gegebenenfalls weiteren Lichtsignaleinheiten
40a, 40b (gestrichelt angedeutet) sowie mit der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung
10, die mit zumindest der Lichtsignaleinheit 40 verbunden ist.
[0054] Gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter Nutzung von kooperativen Standards der
C2X-Technologie und infrastrukturseitiger Sensorik die Sicherheit beispielsweise an
signalisierten Kreuzungen für den beschriebenen Fahrzeugmix erhöht werden.
[0055] C2X ist ein Oberbegriff für Kommunikationstechniken in der Automobil- und Verkehrstechnik
und umfasst beispielsweise Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (C2C, Car-to-Car) und
Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (C2I, Car-to-Infrastructure).
[0056] Für C2X wird beispielsweise eine straßenseitige Einheit (RSU, Road Side Unit) an
potentiellen Standorten (beispielsweise LSAs im urbanen Bereich, Streckenstationen
im interurbanen Bereich) bereitgestellt, die bidirektionalen Datenverkehr mit Fahrzeugen
unterstützt, und die Daten vor- und/oder nachverarbeiten kann und eine Kommunikation
zu zentralen Diensten bzw. Steuerungszentralen ermöglicht.
[0057] Ferner können Funktionalitäten der Steuerung von LSAs genutzt werden, die beispielsweise
eine lokale Signalzeitenvorhersage für Fahrzeuge bereitstellen. Verfolgungsdaten (Trackingdaten,
beispielsweise sekündliche Globalpositionskoordinaten, z.B. GPS, GNSS, Galileo, GLONASS,
Beidou) von Fahrzeugen können Steuerungszentralen und/oder den LSAs (beispielsweise
zur Auswertung) bereitgestellt werden.
[0058] Dazu kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuereinheit einer Lichtsignalanlage
(z.B. Steuervorrichtung 10) beispielsweise an einer Straßenkreuzung kontinuierlich
die Fahrzeugkoordinaten (beispielsweise globalpositionssystembasiert, fahrzeugsensorbasiert)
von Fahrzeugen (insbesondere von hochautomatisierten und/oder autonom gesteuerten
Fahrzeugen und/oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugen) innerhalb und außerhalb des
signalisierten Kreuzungsbereichs über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk empfangen.
Die Steuereinheit kann dann gegebenenfalls unter Berücksichtung einer Spurzuordnung
und/oder von Bewegungsmustern (Trajektorien) sowie einer im Kreuzungsbereich vorherrschenden
Verkehrssituation den weiteren Fahrverlauf eines Fahrzeugs bis zum Verlassen des Kreuzungsbereichs
(Ausfahren aus dem Kreuzungsbereich) schätzen. Dazu können neben Informationen zur
Position von Verkehrsteilnehmern insbesondere auch beispielsweise Informationen bezüglich
deren Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Fortbewegungsrichtung herangezogen
werden.
[0059] Bei der Schätzung können beispielsweise Übersättigungen an nachfolgenden Kreuzungen
und sich daraus ergebende Rückstaus bis zur aktuellen (signalisierten) Kreuzung berücksichtigt
werden.
[0060] Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung infrastrukturseitige Sensorik (z.B.
Sensoreinrichtung 11) mit einer Überwachungsfunktionalität bzw. Monitoringfunktionalität
in der Fläche (z.B. Kamera, Radar, oder Kombinationen solcher Technologien), die eine
Detektion von Fahrzeugen beispielsweise im Grundräumbereich der Kreuzung ermöglicht,
ebenfalls Bewegungsmuster und Präsenzaussagen zu den Fahrzeugen liefern.
[0061] Zur Überwachung von Objekten auf/in Flächen/Räumen kann eine Intelligenzfunktionalität
bereitgestellt sein. Insbesondere kann es ein Algorithmus in einem verwendeten Sensor
ermöglichen, Objekte zu verfolgen (z.B. Fahrzeuge, Fußgänger, Fahrradfahrer) und deren
Stillstand bzw. deren (Weiter-)Bewegung festzustellen. Dafür verwendete Sensoren sind
bevorzugt auf Radar-Technologie basierende Sensoren, die stationär bereitgestellt
sind. Damit lassen sich auch Erfassungsbereiche virtuell konfigurieren. Ferner lassen
sich Bereiche konfigurieren, die nicht erfasst bzw. berücksichtigt und/oder ausgeblendet
werden sollen.
[0062] Zudem kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fusionseinheit bzw. Berechnungs-
und Fusionseinheit (z.B. Zusammenführeinrichtung 13) der Steuereinheit der Lichtsignalanlage
die beiden Datenquellen, drahtloser Empfang von Fahrzeugkoordinaten und sensorische
Detektion von Fahrzeugen, zur Fusion bringen.
[0063] Als Ergebnis kann abgeleitet werden, ob sich mit bestimmter Wahrscheinlichkeit ein
autonom gesteuertes Fahrzeug (bzw. teilautonom gesteuertes Fahrzeug bzw. Fahrzeug
mit elektrischem Antrieb) in diesem Grundräumbereich befindet.
[0064] Wird ein solches Fahrzeug nach Ende der vorgegebenen Räumzeit innerhalb des Grundräumbereichs
detektiert (bzw. dessen Anwesenheit mit bestimmter Wahrscheinlichkeit abgeleitet),
kann die Steuereinheit in der Lage sein, in Echtzeit ein entsprechendes (Sonder-)Signalbild
für alle Verkehrsteilnehmer anzuzeigen (z.B. alle Signale stehen auf rot, oder alle
Signale blinken gelb), um die Verkehrsteilnehmer auf die (ein bestimmtes bzw. erhöhtes
Sicherheitsrisiko bergende) Sondersituation aufmerksam zu machen.
[0065] Ferner können erfindungsgemäß parallel spezielle Meldungen unter Verwendung der C2X-Technologie
beispielsweise an andere Fahrzeuge und an Steuerungszentralen erzeugt und übermittelt
werden.
[0066] Erfindungsgemäß können beispielsweise Trajektorieinformationen von Fahrzeugen auf
einen Bereich (z.B. Grundräumbereich von Kreuzungen, Parkplätze, Sicherheitszonen)
abgebildet bzw. zugeordnet (Mapping) werden, wenn dieser Bereich mit entsprechender
Sensorik flächendeckend überwacht wird.
[0067] Fällt ein Fahrzeug beispielsweise aus (samt Bordsteuerung bzw. Fahrerassistenzsystem)
und es ist keine C2X-Kommunikation mehr möglich, und das Fahrzeug befindet sich in
einer sicherheitsrelevanten Zone wie dem Grundräumbereich einer Kreuzung (und weitere
vorstehend beispielhaft angeführte Bereiche), dient eine LSA-seitige Steuerungsreaktion
dazu, diesen Umstand anhand der historischen Trajektorien aus C2X und den Sensorikdaten
der Bereichsüberwachung festzustellen und dann die Fahrzeugposition mit einer C2X-Identifikation
(z.B. Informationen bezüglich des Verkehrsteilnehmertyps, eindeutige Verkehrsteilnehmerinformationen)
abzugleichen. Die ermittelte Position und das Störpotenzial führen dann zu einer Reaktion
der Steuerung. Beispielsweise können Sondersignalbilder geschaltet werden, und der
Umstand (bzw. die von diesem ausgehende Gefahr) kann über C2X an eine Steuerzentrale
und/oder andere Verkehrsteilnehmer (in einem bestimmten Umkreis) gemeldet werden.
[0068] C2X muss sich dabei nicht allein auf fahrzeugbezogene Kommunikation beschränken,
sondern kann auch beispielsweise personenbezogene Kommunikation (Fußgänger, Fahrradfahrer)
einbeziehen. Dadurch können beispielsweise herannahende schwache Verkehrsteilnehmer
(Fußgänger, Fahrradfahrer) priorisiert oder durch Sicherheitsschaltungen der LSA berücksichtigt
werden. Ferner können dadurch für diese schwachen Verkehrsteilnehmer vorgesehene Verkehrsbereiche
(z.B. Fußgängerfurt, Fahrradspuren) gemäß dem vorstehend beschriebenen Prinzip überwacht
werden.
[0069] Der Grundidee der vorliegenden Erfindung folgend kann die Sicherheit in bestimmten
verkehrlichen Zonen beispielsweise innerhalb signalisierter Kreuzungen auch dann erhöht
werden, wenn Drahtloskommunikationsmittel kurzzeitig oder dauerhaft nicht oder nicht
verlässlich zur Verfügung stehen.
[0070] Wird beispielsweise die Kommunikationsinfrastruktur von Mobilfunkanbietern (oder
alternativ mobiles Internet) für die drahtlose Übertragung von Verkehrsteilnehmerdaten
von Verkehrsteilnehmern verwendet (Fahrzeug-Zu-Infrastruktur-Kommunikation, z.B. Positionsdaten
von Verkehrsteilnehmern zur Infrastruktur, Warnmeldungen von der Infrastruktur zu
Verkehrsteilnehmern), führen Ausfälle bzw. Beeinträchtigungen dieser Kommunikationseinrichtungen
und -wege gemäß der vorliegenden Erfindung nicht zu einem erhöhten Sicherheitsrisiko.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dazu beispielsweise eine Sicherheitsschicht
vorgesehen sein, die einen solchen Ausfall erkennt und bei Erkennung geeignete Maßnahmen
trifft. Geeignete Maßnahmen können beispielsweise umfassen, dass bei erkanntem Ausfall
dieser Kommunikationseinrichtungen und -wege eine Warnung an umgebende Verkehrsteilnehmer
und/oder eine Steuerungszentrale ausgegeben wird, und/oder dass bei erkanntem Ausfall
dieser Kommunikationseinrichtungen und -wege die Feststellung eines Vorliegens einer
Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt nur basierend auf Ergebnissen der
Sensoreinrichtung und optional weiteren Hilfsdaten durchgeführt wird.
[0071] Im Übrigen lassen sich aus dem erfindungsgemäßen Ansatz auch Verbesserungen bezüglich
der Sicherheit beispielsweise an signalisierten Kreuzungen auch bei einem Fahrzeugmix
ohne autonome und/oder elektrisch angetriebene Fahrzeuge erzielen. Die Detektion von
den Verkehrsablauf störenden und speziell von liegen gebliebenen und/oder falschfahrenden
Fahrzeugen im Grundbereich mittels infrastrukturseitiger Sensorik erhöht grundsätzlich
die Sicherheit an signalisierten Kreuzungen bzw. allgemein in Verkehrsbereichen.
1. Steuervorrichtung zur Überwachung eines Verkehrsabschnitts, mit
einer Sensoreinrichtung, die den Verkehrsabschnitt abtastet,
einer Empfangseinrichtung, die Verkehrsteilnehmerdaten von Verkehrsteilnehmern drahtlos
empfängt, wobei die Verkehrsteilnehmerdaten eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers Positionsdaten
des jeweiligen Verkehrsteilnehmers und den Positionsdaten zugeordnete Informationen
bezüglich eines Verkehrsteilnehmertyps des jeweiligen Verkehrsteilnehmers umfassen,
einer Zusammenführeinrichtung, die die Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
und Abtastinformationen der Sensoreinrichtung zu Fusionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers
zusammenführt, und
einer Feststelleinrichtung, die basierend auf den Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
und den Informationen bezüglich des Verkehrsteilnehmertyps der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
feststellt, ob eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers
eines vorbestimmten Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit
einer Auslöseeinrichtung, die eine vorbestimmte Signalisierung auslöst, wenn eine
Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit
einer Protokolleinrichtung, die die Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
zu Trajektorien der jeweiligen Verkehrsteilnehmer protokolliert, und wobei
im Falle eines Vorliegens der Anomalie die Trajektorien von sich in dem Verkehrsabschnitt
befindenden Verkehrsteilnehmern eines vorbestimmten Zeitabschnitts vor dem Vorliegen
der Anomalie berücksichtigt werden.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei
die vorbestimmte Signalisierung eines aus einem Blinken einer Lichtsignalanlage, einem
Rotlicht der Lichtsignalanlage, einer infrastrukturseitigen Warnanzeige und einer
Benachrichtigung mittels Car-to-Infrastructure-Technologie ist.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
der vorbestimmte Verkehrsteilnehmertyp eines aus einem autonomen Kraftfahrzeug, einem
automatisierten Kraftfahrzeug, einem elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen
Kraftfahrzeug, einem Fahrrad, und einem Fußgänger ist.
6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
die Sensoreinrichtung eines aus einer Kamera, einem Radarsensor, einem Lidarsensor,
und einem Ultraschallsensor ist.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
die Empfangseinrichtung drahtlos mittels Car-to-X-Technologie empfängt.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
der Verkehrsabschnitt eines aus einem Straßenkreuzungsbereich, einem Parkplatz, und
einer Verkehrssicherheitszone ist.
9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei
eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt, wenn ein autonomes Kraftfahrzeug,
ein automatisiertes Kraftfahrzeug, oder ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes
Kraftfahrzeug nach Ablauf einer vorbestimmten Räumzeit innerhalb eines Grundbereichs
eines Straßenkreuzungsbereichs anwesend ist.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei
eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt, wenn ein oder mehrere Fahrradfahrer
nach Ablauf einer vorbestimmten Freigabezeit für eine Fahrradspur innerhalb der Fahrradspur
eines Straßenkreuzungsbereichs anwesend sind.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei
eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt, wenn ein oder mehrere Fußgänger
nach Ablauf einer vorbestimmten Freigabezeit für eine Fußgängerfurt innerhalb der
Fußgängerfurt eines Straßenkreuzungsbereichs anwesend sind.
12. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei
die Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer Verlaufsdaten vergangener Zeitpunkte
einschließen.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, ferner mit
einer Vorhersageeinrichtung, die basierend auf den Verlaufsdaten der Fusionsdaten
der jeweiligen Verkehrsteilnehmer zukünftige Positionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
vorhersagt.
14. Steuerverfahren zur Überwachung eines Verkehrsabschnitts, mit
einem Abtasten des Verkehrsabschnitts,
einem drahtlosen Empfangen von Verkehrsteilnehmerdaten von Verkehrsteilnehmern, wobei
die Verkehrsteilnehmerdaten eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers Positionsdaten des
jeweiligen Verkehrsteilnehmers und den Positionsdaten zugeordnete Informationen bezüglich
eines Verkehrsteilnehmertyps des jeweiligen Verkehrsteilnehmers umfassen,
einem Zusammenführen der Positionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers und von
Abtastinformationen der Sensoreinrichtung zu Fusionsdaten des jeweiligen Verkehrsteilnehmers,
und
einem Feststellen, basierend auf den Fusionsdaten der jeweiligen Verkehrsteilnehmer
und den Informationen bezüglich des Verkehrsteilnehmertyps der jeweiligen Verkehrsteilnehmer,
ob eine Anomalie in einem Anwesenheitsverlauf eines Verkehrsteilnehmers eines vorbestimmten
Verkehrsteilnehmertyps in dem Verkehrsabschnitt vorliegt.
15. Lichtsignalanlage, mit
einer Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.