Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Konzept zur Erkennung einer Falschfahrt. Das Konzept umfasst
ein Verfahren und ein Assistenzsystem zur Erkennung der Falschfahrt eines Fahrzeugs
beim Einfahren in eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, insbesondere eine
Autobahn oder Einbahnstraße, vorzugsweise zum Verhindern der Falschfahrt.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Ein Falschfahrer, auch als "Geisterfahrer" bekannt, der auf einer Straße mit vorgeschriebener
Fahrtrichtung, beispielsweise einer Autobahn, entgegen der zulässigen Fahrtrichtung
fährt, stellt eine ernsthafte Gefährdung dar: für sich selbst und für diejenigen Autofahrer,
die in der zulässigen Fahrtrichtung unterwegs sind und dem Falschfahrer entgegen fahren.
Der gewöhnliche Autofahrer kann unabsichtlich zum Falschfahrer werden, beispielsweise
wegen Übermüdung, Verwirrtheit, Drogeneinfluss, schlechten Sichtverhältnisse oder
unübersichtlicher Verkehrsführung, oder auch absichtlich, beispielsweise in Suizidabsicht.
Geisterfahren führt oft zu schweren oder gar tödlichen Unfällen.
[0003] Zur Erkennung und Verhinderung von Falschfahren sind viele Konzepte bekannt. Das
bekannteste und in der Praxis am häufigsten umgesetzte ist das Ausstrahlen einer Rundfunknachricht,
die über den Falschfahrer informiert. Nachteilig ist dabei, dass die Rundfunknachricht
nur mit zeitlichem Verzug ausgestrahlt werden kann und damit die Zielgruppe, sofern
diese überhaupt ein Autoradio besitzt oder eingeschaltet hat, oft zu spät oder gar
nicht erreicht.
[0004] Es sind Konzepte bekannt, beispielsweise aus
DE 299 17 764 U1,
DE 299 15 718 U1, oder
WO 2012000651 A1, die komplexe Anordnungen an den Autobahnauffahrten benötigen, mittels welchen die
Fahrtrichtung von Fahrzeugen detektiert wird, zur Erkennung von Falschfahren.
[0005] Ferner sind Konzepte bekannt, beispielsweise aus
EP 1347 425 B1 oder
DE 10 2012 220138 A1, die ergänzte oder sehr detaillierte digitale Landkarten benötigen die, in Verbindung
mit einem hochauflösenden Ortungssystem, eine Feststellung der Fahrbahn, auf welcher
ein Fahrzeug unterwegs ist und damit die Detektion einer Falschfahrt ermöglichen.
[0006] In der öffentlichen Diskussion finden sich weitere Ansätze, wie beispielsweise:
- "Fahrbahn-Krallen" im Asphalt von Autobahnauffahrten, welche die Reifen von Falschfahrern
beschädigen und sie an der Weiterfahrt hindern,
- auffällige "Autobahn-Beschilderungen", die Falschfahrer aufrütteln, wie etwa elektronische
Warntafeln, Blinklichter oder neonfarbene Schilder,
- ein "Car-to-Car-System", wobei Fahrzeuge und Verkehrsleitsysteme miteinander drahtlos
vernetzt werden, zum Austausch von Informationen, oder
- ein "Ghost Rider Information System", wobei das Radarsignal eines mit einem Radar
ausgestatteten Falschfahrers bereits an der Autobahnauffahrt erfasst und eine entsprechende
Information an Polizei und Verkehrsredaktionen der Radiosender gesendet wird.
[0007] Nachteilig an den bekannten Konzepten ist, dass mit einem Umbau von Autobahnauffahrten
oder Autobahnbeschilderungen, oder einer Einführung eines neuen Kommunikations-Systems,
oder einer Modifikation eines bestehenden öffentlichen Systems, wie etwa ein Geosystem
oder Navigationssystem, hohe Initialkosten und damit hohe Einstiegshürden für die
Umsetzung der Konzepte einhergehen.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konzept zur Erkennung und Vermeidung
von Falschfahrten bereitzustellen, das mit geringerem Aufwand umsetzbar ist und zudem
verbesserte Effektivität und Effizienz aufweist.
[0009] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die
Merkmale der Weiterbildungen können, soweit technisch sinnvoll, miteinander und mit
den unabhängigen Ansprüchen kombiniert werden.
[0010] Nachfolgend werden Begriffe definiert, die in dem vorliegenden Dokument eine spezielle
Bedeutung haben.
[0011] Die ODER-Verknüpfung wird als eine nicht-ausschließende Disjunktion aufgefasst. Demnach
drückt die Verknüpfung "A oder B" aus, dass mindestens eine der beteiligten Aussagen
A, B wahr ist; die ODER-Verknüpfung kann somit eine UND-Verknüpfung umfassen.
[0012] Die Bezeichnung "ein" / "eine", beispielsweise "ein Messwert" / "eine Positionsinformation",
bezeichnet hinsichtlich der Menge i) ein Messwert / eine Positionsinformation, oder
ii) mindestens ein Messwert / eine Positionsinformation. Die Menge "ein" umfasst die
Menge "mindestens ein". Sofern die Bezeichnung "mindestens ein" dennoch explizit verwendet
wird, bedeutet eine nachfolgende Verwendung von "ein" keine Abweichung von dem erwähnten
Grundsatz, wonach "ein" als "mindestens ein" aufzufassen ist.
[0013] Die Bezeichnung "vorgegeben" bedeutet, dass eine Größe, die als vorgegeben bezeichnet
ist, beispielsweise ein vorgegebener Wert oder ein vorgegebenes Verlaufsmuster, vorgelegt
wird, vorzugsweise durch eine Bedienperson, oder ein Verfahren, oder eine Vorrichtung,
und dadurch
- a) einstellbar oder auswählbar ist, oder
- b) gespeichert und damit abrufbar ist, oder abgefragt werden kann,
wodurch sie als bekannt angesehen werden kann.
[0014] Die Bezeichnung "in dem Bereich", "in der Umgebung" oder "in der Nähe" einer Stelle
auf einem Fahrweg weist auf einen Bereich des Fahrwegs hin, der i) die Stelle oder
ii) Abschnitte des Fahrwegs auf beiden Seiten der Stelle umfasst, wobei die Abschnitte
geringe Längen aufweisen, die vorzugsweise kleiner als ein vorgegebener Schwellwert
sind. Hierbei kann die Stelle beispielsweise ein Knotenpunkt, eine Übergangsstelle
oder eine anderweitig bestimmte Stelle sein.
[0015] Die Bezeichnung "rechts" oder "links" beschreibt eine Zuordnung einer von zwei durch
die Vertikale getrennte Seiten aus der Perspektive eines in Fahrtrichtung orientierten
Fahrers eines Fahrzeugs.
[0016] Unter "Knotenpunkt" wird ein Ort verstanden, bei dem sich zwei oder gegebenenfalls
mehrere Verkehrswege kreuzen, wobei folgende Verkehrssituationen möglich sind: i)
der Verkehrsfluss eines Verkehrswegs mündet in den Verkehrsfluss eines anderen Verkehrswegs,
oder ii) die Verkehrsflüsse der jeweiligen Verkehrswege verlaufen unabhängig voneinander.
[0017] Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation
als Falschfahrt, also ein Diskriminierungsverfahren zum Diskriminieren einer Falschfahrt.
Die Fahrsituation kann das Einfahren eines Fahrzeugs in eine Straße mit vorgeschriebener
Fahrtrichtung, beispielsweise eine Autobahn oder Einbahnstraße, betreffen, entlang
einer Zufahrt über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt;
über die Anschlussstelle kann die Zufahrt in die Straße oder ein Verkehrsfluss der
Zufahrt in einen Verkehrsfluss der Straße einmünden.
[0018] Der Diskriminierungsvorgang kann folgende Schritte umfassen:
- a) Ermitteln einer, durch einen Verlauf der Zufahrt oder einen Fahrpfad des Fahrzeugs
gebildeten, Fahrkurve;
- b) Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, zum Evaluieren
einer Knotenpunktbedingung;
- c) Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve, zum Evaluieren
einer Formbedingung; und
- d) Erkennen der Fahrsituation als Falschfahrt, wenn die Knotenpunktbedingung und die
Formbedingung erfüllt sind.
[0019] Vorzugweise betreffen die für eine Ausführung der Schritte b), c) verwendeten Daten
ganz oder teilweise i) einen gemeinsamen Bereich der vom Fahrzeug befahrenen Fahrbahn,
oder ii) einen gemeinsamen Datenerfassungszeitraum. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich
Zuverlässigkeit oder Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gegenüber einer Verwendung
von Daten, die für die Schritte b), c) disjunkte Bereiche (Fahrbahn oder Zeit) betreffen.
Hierbei kann "teilweise" einen Anteil von mehr als 60% oder 80%, gegebenenfalls mehr
als 20% oder 40%, bedeuten; "ganz" bedeutet 100%.
[0020] Die Knotenpunktbedingung kann als erfüllt angesehen werden, wenn das Fahrzeug in
einem Bereich einer Anschlussstelle erkannt ist (erkannt wurde). Die Formbedingung
kann als erfüllt angesehen werden, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung der Zufahrt
identifiziert ist (identifiziert wurde).
[0021] Der Verlauf einer Zufahrt, einschließlich der Fahrbahn in einem Bereich des Knotenpunkts,
oder der Verlauf eines Fahrpfads des Fahrzeugs, wobei unter Fahrpfad eine von dem
Fahrzeug befahrene Bahn oder Spur verstanden werden kann, bildet eine Fahrkurve und
kann als ein unter dem Begriff "Kurve" bekanntes eindimensionales mathematisches Objekt
angesehen werden, das in einer 2D Ebene (ebene Kurve) oder einem 3D Raum (Raumkurve)
liegt; die ermittelte Fahrkurve ist durch eine solche Kurve darstellbar. Vorzugsweise
kennzeichnet die Fahrkurve eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs. Die Kurve kann Merkmale
aufweisen, deren Erkennen eine Erfüllung der Formbedingung bewirken.
[0022] Vorzugsweise wird eine Rauminformation bereitgestellt oder ermittelt umfassend i)
eine Geoinformation betreffend eine Umgebung des Fahrzeugs, vorzugsweise die Straße,
die Zufahrt und den Knotenpunkt, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine
Position des Fahrzeugs, vorzugsweise bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs. Die Geoinformation
umfasst insbesondere i) eine topographische Information, die einen topographischen
Bereich um das Fahrzeug kennzeichnet und vorzugsweise Daten betreffend die Zufahrt,
die Straße oder den Knoten umfasst, beispielsweise eine digitalen Landkarte oder Straßenkarte,
die einen Verlauf der Straße oder Zufahrt darstellt, oder ii) eine optische Information,
die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug oder eine Fahrzeugumgebung darstellt.
[0023] Das Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, oder
das Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Zufahrt, kann durchgeführt
werden insbesondere durch ein Assistenzsystem, mittels der Rauminformation, oder gegebenenfalls
durch den Autofahrer selbst, auf Basis seiner Wahrnehmung der Fahrzeugumgebung.
[0024] Vorzugsweise kann die Rauminformation wie folgt bereitgestellt werden:
- die topographische Information kann Teil eines, eine Straßenkarte umfassenden, Geosystems
oder Navigationssystems sein oder in Form eines Datensatzes von einem Kommunikationssystem
übertragen werden,
- die optische Information kann mittels eines optischen Sensors oder eines Video-Systems
ermittelt werden, und
- die Positionsinformation kann mittels eines Ortungssystems oder mittels Fahrzeug-Messungen
ermittelt oder bereitgestellt werden.
[0025] Grundsätzlich kann das Konzept der Erfindung umgesetzt werden ohne Verwendung einer
optischen Information, also ohne dass Bilder oder Videoaufnahmen der Fahrzeugumgebung
verwendet werden.
Insbesondere kann eine Fahrkurve oder ein Knotenpunkt erkannt werden, oder die Knotenpunktbedingung
oder Formbedingung evaluiert werden, ohne Verwendung einer optischen Information.
Gegebenenfalls können die Schritte des Verfahrens auf Basis einer Bearbeitung der
optischen Information mittels Bildanalyse oder Mustererkennung ausgeführt werden.
[0026] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug zum
Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt. Die Fahrsituation kann das Einfahren
eines Fahrzeugs in eine Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, beispielsweise
eine Autobahn oder Einbahnstraße, betreffen, entlang einer Zufahrt über einen möglicherweise
als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt. Über den Knotenpunkt kann die Zufahrt
in die Straße oder ein Verkehrsfluss der Zufahrt in einen Verkehrsfluss der Straße
einmünden. Das Assistenzsystem kann folgende Komponenten umfassen:
- Ein Raumdarstellungsmittel zum Bereitstellen einer Rauminformation umfassend i) eine
Geoinformation betreffend eine Umgebung des Fahrzeugs, vorzugsweise einen Verlauf
der Zufahrt oder Straße, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position
des Fahrzeugs.
- Eine mit dem Raumdarstellungsmittel verbundene Recheneinheit.
[0027] Die Recheneinheit kann dazu ausgebildet sein,
- eine Knotenpunktbedingung und eine Formbedingung mittels der Rauminformation zu evaluieren,
und
- eine Fahrsituation als Falschfahrt zu erkennen oder zu diskriminieren, wenn die Knotenpunktbedingung
und die Formbedingung erfüllt sind.
Die Formbedingung kann als erfüllt gelten, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung
einer Fahrkurve identifiziert wird. Die Knotenpunktbedingung kann als erfüllt gelten,
wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist.
[0028] Vorzugsweise kann das Assistenzsystem ein Ausführungsmittel umfassen zum Ausführen
einer Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers, falls die Fahrsituation als Falschfahrt
erkannt wird. Das Mittel kann beispielsweise ein optisches Display oder einen Lautsprecher
umfassen, mittels welchem eine Information oder Warnung an den Fahrer übertragen wird.
Das Mittel kann gegebenenfalls dazu ausgebildet sein, einen aktiven Eingriff in den
Bewegungsablauf des Fahrzeugs, etwa einen Bremsvorgang, auszuführen.
[0029] Vorteilhafter Weise kann das Assistenzsystem in einem Smartphone implementiert sein.
Das Smartphone kann bereits standardmäßig die Komponenten des Assistenzsystems umfassen,
beispielsweise die Recheneinheit, ein Ortungssystem zum Ermitteln der Positionsinformation,
ein Navigationssystem zum Bereitstellen einer digitalen Landkarte oder Straßenkarte,
oder eine Mobilfunk-Kommunikationseinheit zum Bereitstellen oder Übertragen einer
topographischen Information oder Positionsinformation.
[0030] Unter "topographische Information" kann ein durch drei dimensionale (3D) Daten dargestellter
topographischer Bereich, umfassend zumindest die Zufahrt, die Straße und den dazwischen
liegenden Knotenpunkt, verstanden werden. Mit der topographischen Information zusammenhängende
Begriffe wie Fahrweg, Knotenpunkt oder Verlauf eines Fahrwegs, können sich auf Daten
beziehen, die Teil einer digitalen Landkarte oder eines via Mobilfunk übertragenen
Datensatzes sind.
[0031] Unter "Position" kann eine durch 3D Standortdaten dargestellte Standortposition des
Fahrzeugs betreffend einen topographischen Ort oder Punkt verstanden werden, wobei
die Position eine absolute oder relative Größe sein kann. Die Position kann als eine
topographische Lage oder als eine Streckenangabe entlang eines Fahrwegs definiert
sein.
[0032] Unter "Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung" kann ein Fahrweg verstanden werden
mit i) einem Fahrsteifen, oder ii) zwei durch einen Mittelstreifen getrennte Fahrsteifen,
wobei für jeden Fahrsteifen eine einheitliche, vorgeschriebene Fahrtrichtung gilt
und der Mittelstreifen von den Fahrzeugen nicht passierbar oder überfahrbar ist. Der
Mittelstreifen kann beispielsweise als Fahrbahnbegrenzung, Trennstreifen, Schutzplanke,
Mittelplanke oder Grünstreifen ausgebildet sein. Eine Straße mit vorgeschriebener
Fahrtrichtung kann insbesondere eine Autobahn oder autobahnähnliche Bundesstraße,
Schnellstraße, Einbahnstraße, Straßenbrücke oder ein Straßentunnel sein.
[0033] Unter "Zufahrt" oder "Straße" kann ein dem öffentlichen Verkehr zugänglicher Fahrweg
verstanden werden, auf dem Fahrzeuge fahren können. Falls die Zufahrt mit der Straße
über eine Anschlussstelle verbunden ist, mündet die Zufahrt in die Straße ein und
der Verkehrsfluss der Zufahrt geht über oder mündet in den Verkehrsfluss der Straße,
oder der Verkehrsfluss der Straße mündet in den Verkehrsfluss der Zufahrt. Eine Zufahrt
kann eine Auffahrt in die Straße hinein oder eine Ausfahrt von der Straße heraus sein
und kann somit einen Verkehrsfluss zur Straße hin führen oder von der Straße weg führen.
"Zufahrt" kann also als Oberbegriff für "Auffahrt" und "Ausfahrt" angesehen werden.
Vorliegend sind die Begriffe "Fahrweg" und "Fahrbahn" gleichwertig.
[0034] Unter "Anschlussstelle" kann ein Knotenpunkt verstanden werden, der die Fahrwege
"Straße" und "Zufahrt" und die entsprechenden Verkehrsflüsse verbindet, also eine
bauliche Anlage, die der Verbindung von zwei oder mehreren Fahrwegen dient. Die Anschlussstelle
kann auch als eine Rampe oder Verbindungsrampe zwischen zwei Straßen ausgebildet sein
oder eine Verbindungsrampe umfassen. Vorzugsweise kann der Knotenpunkt mindestens
ein Anschlussstellenmerkmal aufweisen, die ihn als Anschlussstelle kennzeichnet und
von einem Knotenpunkt unterscheidet, der keine Anschlussstelle ist, sondern vorzugsweise
eine Kreuzung, wobei beispielsweise i) der Verkehrsfluss mittels Verkehrsschildern
(Halte- oder Vorfahrtsschilder) oder einer Ampel geregelt wird oder ii) die Zufahrt
eine Überführung oder Unterführung zur Straße bildet.
[0035] Ein "Knotenpunkt" oder eine "Anschlussstelle" kann den Einmündungsbereich der Verbindungsrampe
in die Autobahn, also den unmittelbaren Streckenbereich vor der Einmündung in die
Autobahn umfassen. In dem vorliegenden Konzept wäre eine Evaluierung der für eine
Falschfahrt entscheidenden Kriterien vor einer Kreuzung zwischen einer Bundesstraße
und Autobahn-Verbindungsrampe, also vor der Einfahrt in die Verbindungsrampe, irrelevant.
Insbesondere wird eine Kreuzung einer Bundesstraße mit einer Verbindungsrampe zwischen
Bundesstraße und Autobahn nicht als "Knotenpunkt" oder "Anschlussstelle" angesehen.
[0036] Vorzugsweise kann das Ermitteln der Fahrkurve ausgeführt werden durch eine Auswertung
- der Rauminformation umfassend eine topographische oder optische Information, wodurch
ein Verlauf der Zufahrt oder der Straße ermittelbar ist, oder
- einer mittels der Positionsinformation oder einer Messung in oder an dem Fahrzeug
ermittelten Wertereihe, wodurch ein Verlauf des Fahrpfads des Fahrzeugs ermittelbar
ist.
Die Fahrkurve kann insbesondere auf Basis des ermittelten Verlaufs bereitgestellt
werden.
[0037] Das Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist, kann
wie folgt ausgeführt werden: einerseits wird erkannt, dass der Knotenpunkt eine Anschlussstelle
ist, mittels einer Erkennung oder Identifizierung von Anschlussstellen- Merkmalen;
andererseits wird erkannt, dass das Fahrzeug in einem Bereich des Knotenpunkts ist,
basierend vorzugsweise auf einer Analyse der Struktur oder Geometrie der Zufahrt oder
Straßen in der Umgebung des Fahrzeugs, wobei Merkmale eines Knotens erkannt werden,
beispielsweise mittels einer Prüfung ob Straßen ineinander münden oder sich kreuzen,
oder ob eine Entfernung des Fahrzeugs zu dem Knotenpunkt einen vorgegebenen Schwellwert
unterschreitet. Die Struktur oder Geometrie kann an dem Knotenpunkt durch Formmerkmale
gekennzeichnet sein, beispielsweise ein Verlaufsmuster der Fahrkurve, oder Neigungswinkel
der Fahrwege zueinander. Die Analyse kann mittels Erkennen der Formmerkmale oder Mustererkennung
ausgeführt werden.
[0038] Die Evaluierung der Knotenpunktbedingung kann darauf basieren, dass ein als Anschlussstelle
ausgebildeter Knotenpunkt Merkmale aufweist, die eine Erkennung ermöglichen, ob der
Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist. Damit ist eine Feststellung möglich, dass (oder
ob) sich das Fahrzeug in dem Bereich einer Anschlussstelle befindet. Die erzielte
Erkennungsquote, die ein Maß dafür ist, wie oft oder wie gut eine Position des Fahrzeugs
in dem Bereich einer Anschlussstelle korrekt erkannt wird, ist hoch.
[0039] In einem Bereich eines Knotenpunkts kann eine Fahrkurve durch ihre Krümmung gekennzeichnet
sein, die einen negativen oder positiven Wert aufweist, wodurch die Fahrkurve eine
Rechtskrümmung oder Linkskrümmung aufweist. Vorzugsweise kann die Kurvenkrümmung als
zweite Ableitung der Fahrkurve nach einem Kurvenparameter angesehen werden. Die Krümmung
weist ferner einen Betrag auf, der mit einem Radius der Fahrkurve zusammenhängt, wobei
ein kleiner Radius einen stark gebogenen und ein großer Radius einen etwa geraden
Kurvenverlauf kennzeichnet.
[0040] Sofern die Fahrkurve als 2D Objekt angesehen wird, entspricht die Rechtskrümmung
der Fahrkurve einem negativen Wert der zweiten Ableitung der Fahrkurve an der Übergangsstelle,
an welcher die Zufahrt in die Straße übergeht. In diesem Fall gilt: je ausgeprägter
die Krümmung, desto größer ist der Betrag oder Absolutwert der zweiten Ableitung;
bei einem kleinen Betrag der zweiten Ableitung hat die Fahrkurve einen etwa geraden
Verlauf. Eine Rechtskurve kann dann vorliegen, wenn die zweite Ableitung der Fahrkurve
an der Übergangsstelle einen negativen Wert mit einem Betrag größer als ein vorgegebener
Schwellwert hat. Entsprechend kann eine Linkskurve dann vorliegen, wenn die zweite
Ableitung der Fahrkurve an der Übergangsstelle einen positiven Wert mit einem Betrag
größer als der vorgegebene Schwellwert hat. Die Ausprägung der Kurve kann auch durch
einen Kurvenradius ausgedrückt werden: je kleiner der Kurvenradius an der Übergangsstelle,
desto ausgeprägter ist die Kurve.
[0041] Eine Kurve kann eine Neigung aufweisen; bei einem etwa geraden Kurvenverlauf (Kurvenkrümmung
gegen Null, Kurvenradius gegen Unendlich) geht es um die Neigung einer als Gerade
ausgebildeten ersten Kurve gegenüber einer anderen Geraden. Bei einer ersten Kurve
mit beschränktem Kurvenradius, die beispielsweise eine Fahrkurve darstellt und die
eine zweite Kurve, die beispielsweise eine Straße darstellt, in einem Schnittpunkt
schneidet, geht es um die Neigung einer Kurventangente im Schnittpunkt gegenüber einer
Tangente der zweiten Kurve im Schnittpunkt. Vorzugsweise kann die Neigung der Fahrkurve
mittels einer kurvenbezogenen Größe ermittelt werden; die kurvenbezogene Größe kann
eine Fahrkurve kennzeichnen, die eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs oder ein Verlauf der
Zufahrt oder Straße in einem Bereich des Knotenpunkts ist.
[0042] Eine Analyse der Fahrkurve kann mittels einer Auswertung der Geometrie von Zufahrt
oder Straße ausgeführt werden, insbesondere in einem Bereich des Knotenpunkts. Die
Fahrkurve kann an dem Knotenpunkt durch Formmerkmale gekennzeichnet sein, beispielsweise
ein Verlaufsmuster, eine Ausrichtung (Links- oder Rechtskrümmung), oder eine Neigung.
Das Identifizieren des Verlaufs der Fahrkurve kann mittels Erkennen der Formmerkmale
oder Mustererkennung ausgeführt werden, wobei das Identifizieren eines ermittelten
Merkmals oder eines Verlaufsmusters als Erkennen einer Übereinstimmung zwischen dem
ermittelten Merkmal und einem vorgegebenen Merkmal angesehen werden kann. Vorzugsweise
kann das Identifizieren des Verlaufs der Fahrkurve eine Abfrage betreffen, ob ein
ermittelter Verlauf einem vorgegebenen Verlaufsmuster ähnelt oder gleicht. Basierend
auf den erkannten Merkmalen kann das Evaluieren der Formbedingung ausgeführt werden.
Die erzielte Erkennungsquote, die ein Maß dafür ist, wie oft oder wie gut die Formmerkmale
korrekt erkannt und der Verlauf oder die Ausrichtung der Fahrkurve korrekt identifiziert
werden, ist hoch.
[0043] Die Erkennungsprozeduren
- für die Knotenpunktbedingung, zum Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer
Anschlussstelle ist, und
- für die Formbedingung, zum Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der
Fahrkurve,
sind sehr zuverlässig und mit hohen Erkennungsquoten verbunden. Zudem ist das Assistenzsystem
auf einem als Massenprodukt verfügbaren Standardgerät, beispielsweise einem Smartphone
implementierbar, wodurch die Initial- und Betriebskosten gering sind. Damit ist vorteilhafter
Weise das vorliegende Konzept zur Erkennung von Falschfahrten mit geringerem Aufwand
umsetzbar und weist eine sehr gute Effektivität und Effizienz auf.
[0044] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Filterverfahren zum Ausfiltern von
Ausreißern in einer Wertereihe. Das Filterverfahren kann die Schritte umfassen:
- a) Bereitstellen oder Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe;
- b) Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe;
- c) Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung;
und
- d) Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.
[0045] Der Anlass für den Einsatz des Filterverfahrens sind Ausreißer oder Outlier in mittels
Messungen ermittelten Wertereihen. Ausreißer können aufgrund von Messfehlern oder
Ausnahmesituationen entstehen und können eine korrekte Beschreibung oder Modellierung
des technischen Prozesses verhindern, welches die gemessenen Werte generiert; es ist
daher wünschenswert, die Ausreißer aus der Wertreihe zu eliminieren.
[0046] So kann beispielsweise ein Fahrzeug, beim Fahren auf einen Knotenpunkt zu entlang
einer Zufahrt, eine Fahrkurve durchfahren, welche durch eine Auslenkung des Fahrzeugs
gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs gekennzeichnet ist; ein Mittelwert
über entlang der Zufahrt gemessene Auslenkungs-Werte kann eine kurvenbezogene Größe
bilden, die den Verlauf der Zufahrt kennzeichnet.
[0047] Während der Fahrt kann eine Ausnahmesituation auftreten, wobei der Fahrer ein starkes
Lenk- oder Ausweichmanöver ausführt, beispielsweise um einem Gegenstand auf der Fahrbahn
auszuweichen. Die während des Ausweichmanövers erfassten Messwerte stellen Ausreißer
dar und können den Mittelwert der Auslenkungs-Messreihe derart ändern, dass eine mittels
Mittelwertbildung verarbeitete kurvenbezogene Größe den Verlauf der Zufahrt falsch
wiedergeben würde.
[0048] Ähnliche Ausreißer können auch in Daten oder Wertereihen enthalten sein, die anderen
Sensoren oder Subsystemen entstammen, beispielsweise in einer von einem Ortungssystem
bereitgestellten Positionsinformation.
[0049] Das dargestellte Problem kann also die für das Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt
relevanten und mittels einer Wertereihe ermittelten Merkmale, beispielsweise eine
kurvenbezogene Größe, verfälschen. Zur Lösung des Problems kann die Wertereihe dem
Filterverfahren als Eingabegröße zugeführt werden. Das Filterverfahren stellt einen
Wertebereich um das Maximum eines Histogramms der Wertereihe als Ausgabegröße bereit
und schließt damit die End- oder Randbereiche (englisch "tails") des Histogramms aus;
da bekannter Weise die Ausläufer in den Endbereichen enthalten sind, werden auf diese
Weise die Ausläufer eliminiert.
[0050] Vorteilhafter Weise liefert die Ausführung des Filterverfahrens eine Ausgabegröße
umfassend einen Wertebereich, in welchem Ausreißer, wie beispielsweise beim Fahren
entlang einer Zufahrt, während eines Ausweichmanövers oder in einer anderen Ausnahmesituationen
ermittelte Messwerte, eliminiert sind. Auf einer Wertereihe basierende, für das Erkennen
der Fahrsituation als Falschfahrt relevante Merkmale, werden dadurch korrekt ermittelt.
[0051] Vorzugsweise kann zur Ausführung des Filterverfahrens ein Häufigkeitsfilter zum Ausfiltern
von Ausreißern in einer Wertereihe vorgesehen sein. Das Häufigkeitsfilter kann folgende
Komponenten umfassen:
- einen Eingang zum Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe;
- Mittel zum Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe
und zum Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung;
und
- einen Ausgang zum Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.
Das Häufigkeitsfilter kann ausgebildet sein als ein Hardwareobjekt, vorzugsweise eine
analoge oder digitale elektronische Schaltung, oder als ein Softwareobjekt, vorzugsweise
ein auf einer Recheneinrichtung oder einem Mikroprozessor installiertes oder laufendes
Computerprogramm.
[0052] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind nachfolgend angegeben. Die
Merkmale der Weiterbildungen können, soweit technisch sinnvoll, miteinander und mit
jedem der Aspekte der Erfindung kombiniert werden.
[0053] Gemäß einer Ausführungsform kann das Erkennen, ob das Fahrzeug sich in einer Anschlussstelle
befindet, Prüfungen umfassen, i) ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts
befindet, in dem Zufahrt und Straße zusammentreffen, und ii) ob der Knotenpunkt eine
Anschlussstelle ist. Hierbei kann eine Prüfung, ob ein Merkmal vorliegt, als gleichwertig
angesehen werden mit dem Erkennen, dass das Merkmal vorliegt.
[0054] Anders als in bekannten Falschfahrterkennungsverfahren, wobei die Erkennung einer
Autobahnauffahrt en bloc (in einem Schritt) ausgeführt wird (Autobahnauffahrt Ja /
Nein), erfordert die Evaluierung der Knotenpunktbedingung zwei Schritte: in einem
ersten Schritt wird erkannt, dass das Fahrzeug in einem Bereich eines Knotenpunkts
ist, und in einem zweiten Schritt wird erkannt, dass der Knotenpunkt eine Anschlussstelle
ist. Die Evaluierung einer Knotenpunktbedingung ist gegenüber bekannten Verfahren,
wobei die Autobahnauffahrt beispielsweise mittels einer Videokamera oder durch eine
Person erkannt wird, effizienter, zuverlässiger, einfacher und damit preiswerter (Implementierung
auf einem mobilen Telefon oder Smartphone des Autofahrers), und zudem komfortabler
hinsichtlich Bedienung (die Evaluierung erfolgt automatisiert, ein Eingriff des Autofahrers
ist nicht nötig).
[0055] Die Prüfung, ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts befindet (Knotenpunktbedingung),
kann ausgeführt werden anhand i) der Position des Fahrzeugs und insbesondere ii) einer
in der topographischen Information enthaltenen digitalen Landkarte umfassend die Fahrwege
und den Knotenpunkt. Vorzugsweise kann geprüft werden, ob die Position des Fahrzeugs
gegenüber der Straße oder dem Knotenpunkt eine vorgegebene Bedingung erfüllt, wobei
beispielsweise eine Entfernung des Fahrzeugs zu der Straße oder zu dem Knotenpunkt
entlang der Zufahrt darauf geprüft wird, ob sie kleiner als ein vorgegebener Schwellwert
ist (da eine Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs nur in unmittelbar Nähe des Knotenpunkts
der kurvenbezogenen Größe eine Aussagekraft verleiht, kann eine Prüfung der Formbedingung
nur dort sinnvoll sein).
[0056] Als Hinweis auf die Entfernung des Fahrzeugs zu dem Knotenpunkt kann eine Orientierung
des Fahrzeugs gegenüber der Straße, insbesondere ein Winkel zwischen Fahrzeug und
Straße in einem Bereich des Knotenpunkts, angesehen werden. Wenn der Winkel zwischen
Fahrzeug und Straße einen großen Wert hat, vorzugsweise größer als ein vorgegebener
Schwellwert, so ist mit großer Wahrscheinlichkeit die Knotenpunktbedingung nicht erfüllt,
da eines der nachfolgenden Szenarien vorliegt:
- a) Der Knotenpunkt ist zwar eine Anschlussstelle, das Fahrzeug ist aber nicht in einem
Bereich des Knotenpunkts, sondern in einen größeren Abstand zum Knotenpunkt.
- b) Das Fahrzeug befindet sich in einem Bereich des Knotenpunkts, dieser ist aber derart
ausgebildet, dass die Zufahrt i) eine Ampelkreuzung mit der Straße, oder ii) eine
Über- oder Unterführung zur Straße bildet. Der Knotenpunkt ist dann keine Anschlussstelle,
da nur bei einem Winkel, der klein ist oder geht gegen Null geht, ein stetiges und
reibungsloses Einfädeln des Verkehrsstroms möglich ist.
[0057] Eine Prüfung, ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist, kann eine Abfrage betreffen,
ob mindestens eines der nachfolgenden Anschlussstellenmerkmale vorliegt, also ob eines
der Anschlussstellenmerkmale oder eine Kombination von Anschlussstellenmerkmalen vorliegt.
Hierbei können die Anschlussmerkmale mittels der Rauminformation ermittelt werden.
- i) Der Betrag der Krümmung der Fahrkurve in einem Bereich des Knotenpunkts erfüllt
eine vorgegebene Bedingung, wobei vorzugsweise der Betrag größer als ein vorgegebener
Wert ist. Falls die Zufahrt einen geraden Verlauf hat (kleiner Krümmungs-Betrag),
wobei insbesondere ein großer Winkel zwischen Zufahrt und Straße vorliegt, dann ist
der Knotenpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit keine Anschlussstelle, sondern i) eine
Ampelkreuzung, oder ii) eine Über- oder Unterführung.
- ii) Eine Orientierung des Fahrzeugs oder der Zufahrt gegenüber der Straße in der Umgebung
des Knotenpunkts erfüllt eine vorgegebene Bedingung. Hierbei kann beispielsweise geprüft
werden, ob ein Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße kleiner als
ein vorgegebener Schwellwert ist; ein großer Winkel kann daraufhinweisen, dass die
Zufahrt eine Überführung oder Unterführung zur Straße bildet, oder dass die Verbindung
zwischen Zufahrt und Straße über eine Ampel ausgeführt ist (bei einem stetigen und
reibungslosen Einfädeln des Verkehrsstroms ist der Winkel klein oder geht gegen Null).
- iii) Unterschiedliche Höhenlagen bzw. fehlende Plangleichheit von Zufahrt und Straße:
Eine Höhenlage der Zufahrt gegenüber einer Höhenlage der Straße in dem Bereich des
Knotenpunkts erfüllt eine vorgegebene Bedingung, wobei vorzugsweise geprüft wird,
ob Zufahrt und Straße in einer Ebene geführt sind, so dass der Verkehrsfluss der Zufahrt
mit dem Verkehrsfluss der Straße verbindbar ist. Wenn Zufahrt und Straße in verschiedenen
Höhen, mittels Unterführung oder Überführung, geführt sind, dann können die Verkehrsflüsse
von Zufahrt und Straße nicht miteinander verbunden werden.
- iv) Die digitale Landkarte umfasst eine Information oder Markierung, die den Knotenpunkt
als Anschlussstelle kennzeichnet.
[0058] Die Anschlussstelle kann ein Knotenpunkt sein, der eine Verbindung mit kontinuierlichem
Verkehrsfluss von einem Fahrweg in einen anderen Fahrweg ermöglicht; eine Verbindung
ohne kontinuierlichen Verkehrsfluss, beispielsweise über eine Ampel, kann nicht als
Anschlussstelle angesehen werden. Ein Knotenpunkt, wobei die Zufahrt eine Überführung
oder Unterführung zur Straße bildet, so dass die Verkehrsflüsse von Zufahrt und Straße
nicht verbindbar sind, sondern unabhängig voneinander verlaufen, ist ebenfalls keine
Anschlussstelle.
[0059] Vorzugsweise ist bei einer als Autobahn ausgebildeten Straße eine überwiegende Mehrzahl
von Anschlussstellen derart gebaut, dass beim Übergang der Zufährt in die Straße der
Fahrbahnverlauf an der Übergangsstelle stetig ist, wobei an der Übergangstelle der
Winkel zwischen Fahrbahn und Straße gegen Null geht. Das ermöglicht ein reibungsloses
Einfädeln des Verkehrsstroms von der Zufahrt in die Straße. Sofern Rechtsverkehr vorliegt,
bedingt die Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs, dass an der Übergangsstelle die Zufahrt
rechtsgekrümmt ist (aus der Sicht des Fahrers eines Fahrzeugs, das entlang der Zufahrt
in regulärer Fahrtrichtung unterwegs ist); bei einer Linkskrümmung würde der Fahrbahnverlauf
an der Übergangsstelle einen Knick oder eine Ecke aufweisen, wodurch ein reibungsloses
Einfädeln des Verkehrsstroms behindert würde (ein Knick ist durch einen Winkel ϕ zwischen
Fahrbahn und Straße gekennzeichnet wobei 0° < ϕ < 90°, insbesondere ϕ > 20°, 40°,
oder 60°).
[0060] Insbesondere können die Stetigkeit und das reibungslose Einfädeln des Verkehrsstroms
gleichbedeutend damit sein, dass beim Übergang der Zufahrt in die Straße die Tangente
der Zufahrt an der Übergangsstelle sich an die Tangente der Straße annähert. Die Näherung
der Tangenten aneinander hat (bei Rechtsverkehr) eine Rechtskrümmung des Fahrbahnverlaufs
in dem Bereich einer Übergangsstelle zur Folge.
[0061] Vorzugsweise ist die Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs auch bei Übergängen in andere
Straßen, beispielsweise autobahnähnliche Bundesstraßen, Schnellstraßen, oder Einbahnstraßen,
bei einer überwiegenden Mehrzahl von Anschlussstellen bautechnisch umgesetzt.
[0062] Wenn das Fahrzeug i) in einem Land mit Rechtsverkehr unterwegs ist und ii) eine Anschlussstelle
der Straße durchfährt, um in die Straße in vorgeschriebener Fahrtrichtung einzufahren,
dann durchfährt das Fahrzeug in dem Bereich der Übergangsstelle mit hoher Wahrscheinlichkeit
eine Rechtskurve. Falls das Fahrzeug unter den Voraussetzungen i), ii) in dem Bereich
der Übergangsstelle eine Linkskurve durchfährt, dann fährt es mit hoher Wahrscheinlichkeit
in die Straße entgegen der vorgeschriebenen Fahrtrichtung ein; der Fahrer wird damit
zum Falschfahrer oder Geisterfahrer.
[0063] Die obigen Ausführungen zu einem Land mit Rechtsverkehr gelten entsprechend für ein
Land mit Linksverkehr, wobei das Fahrzeug des Falschfahrers in dem Bereich der Übergangsstelle
eine Rechtskurve durchfährt.
[0064] Die Formbedingung kann einerseits von der nationalen Straßenverkehrsvorgabe eines
Landes (Rechts- oder Linksverkehr) und andererseits von der Ausrichtung der Fahrkurve
(Rechts- oder Linksausrichtung) oder der Auslenkung des Fahrzeugs (Rechts- oder Linksauslenkung)
abhängen. In einem Land mit Rechtsverkehr, beispielsweise Deutschland, Frankreich
oder USA, kann die Formbedingung dann erfüllt sein, wenn eine Linksausrichtung der
Fahrkurve oder Linksauslenkung des Fahrzeugs vorliegt. In einem Land mit Linksverkehr,
beispielsweise Japan, England oder Schweden, kann die Formbedingung dann erfüllt sein,
wenn eine Rechtsausrichtung der Fahrkurve oder Rechtsauslenkung des Fahrzeugs vorliegt.
[0065] Die Formbedingung kann auch dann erfüllt sein, wenn ein Verlauf der Fahrkurve identifiziert
wird mittels Feststellen, dass ein ermittelter Verlauf der Fahrkurve in der Umgebung
des Knotenpunkts eine vorgegebene Bedingung erfüllt; hierbei kann beispielsweise geprüft
werden, ob der Verlauf einem vorgegebenen Verlaufsmuster ähnelt oder gleicht. Das
vorgegebene Verlaufsmuster kann gespeichert sein a) in einer Datenbank mit bekannten
Verläufen von Zufahrten im Bereich von Anschlussstellen, oder b) in einem künstlichen
neuronalen Netz, welches das Muster erlernt und damit auf die Netzparameter abgebildet
hat.
[0066] Wenn also die Formbedingung als erfüllt angesehen werden kann, weil ein Verlauf der
Fahrkurve einem vorgegebenen Verlaufsmuster ähnelt oder gleicht, oder weil das Fahrzeug
in einem Land mit Rechtsverkehr unterwegs ist und das Fahrzeug eine Linkskurve durchfährt,
und zudem der Knotenpunkt als eine Anschlussstelle erkannt wird, so dass die Knotenpunktbedingung
als erfüllt angesehen werden kann, dann kann mit hoher Wahrscheinlichkeit gefolgert
werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein Falschfahrer ist; folglich kann eine Maßnahme
zur Unterstützung des Fahrers ausgeführt werden. Vorzugsweise kann die Maßnahme darin
bestehen, den Falschfahrer oder die Autofahrer, die dem Falschfahrer entgegen fahren,
zu informieren oder zu warnen, wodurch die Gefahr oder Wahrscheinlichkeit eines Unfalls
erheblich reduziert wird.
[0067] Vorteilhafter Weise ermöglicht das vorliegende Konzept zur Fahrerunterstützung eine
Erkennung von Falschfahrten, die ausgesprochen effektiv ist, da sie
- a) mit bewährten, erprobten und technisch ausgereiften Mitteln umsetzbar ist (Nutzung
eines bestehenden Smartphones oder Mobiltelefons mit dazugehörender Infrastruktur
zum Ausführen des Diskriminierungsverfahrens), und
- b) auf Gepflogenheiten des modernen Straßenbaus basiert (Stetigkeit des Fahrbahnverlaufs
beim Übergang der Zufahrt in die Straße), wodurch die verwendeten Erkennungsbedingungen
eine hohe Erkennungs-Wahrscheinlichkeit von Falschfahrten gewährleisten.
[0068] Weitere Vorteile des vorliegenden Konzepts sind:
- eine effektive Vermeidung von Falschfahrten, basierend auf der Effektivität i) der
Falschfahrten- Erkennung und ii) der Unterstützungs-Maßnahme für die beteiligten Autofahrer,
einschließlich des Falschfahrers und derjenigen Fahrer, die dem Falschfahrer entgegen
fahren;
- eine effiziente, da mit geringerem Aufwand realisierbare und mit geringen Einstiegshürden
verbundene Umsetzung, basierend i) auf einer Verwendung von vorhandenen, erprobten
und technisch ausgereiften Mitteln und ii) auf der fehlenden Notwendigkeit von Änderungen
einer bestehenden Infrastruktur (Autobahn- Auffahrten oder Beschilderungen) oder eines
bestehenden öffentlichen Systems (Ortungs- oder Geoinformations- System).
[0069] Eine Fahrkurve, die einen Verlauf des Fahrpfads des Fahrzeugs oder der Zufahrt oder
Straße in einem Bereich des Knotenpunkts darstellt, kann durch eine kurvenbezogene
Größe gekennzeichnet sein. Die kurvenbezogene Größe kann einerseits eine, mittels
einer Messung oder aus der Positionsinformation oder der Geoinformation erhaltene,
Wertreihe bezeichnen, oder andererseits eine mittels Verarbeitung der Wertereihe erhaltene,
abgeleitete Größe bezeichnen, wie beispielsweise:
- eine Kurvenkrümmung oder ein Kurvenradius, oder
- eine Orientierung, oder eine Auslenkung, oder ein Richtungswinkel des Fahrzeugs gegenüber
einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs, oder
- eine Linksauslenkung oder Rechtsauslenkung des Fahrzeugs gegenüber einer Geradeaus-Richtung
des Fahrzeugs, oder
- eine Auslenkung des Lenkrads gegenüber einer der Geradeaus-Richtung entsprechenden
Stellung des Lenkrads, oder
- ein Winkel zwischen einer Längsachse des Fahrzeugs und einer Schnittlinie zwischen
Radmittenebene und Fahrbahnebene, oder
- ein Quotient von Quergeschwindigkeit und Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, oder
- eine Drehrate um eine Vertikalachse des Fahrzeugs, oder
- eine Differenz von Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Seite des Fahrzeugs,
oder
- eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs.
[0070] Die kurvenbezogene Größe kann ermittelt werden i) mittels einer Messung in oder an
dem Fahrzeug, vorzugsweise ohne Verwendung eines Ortungssystems, oder ii) mittels
der Rauminformation, vorzugsweise ohne eine Messung in oder an dem Fahrzeug. Vorzugsweise
kann die Positionsinformation mittels eines, insbesondere satellitengestützten, Ortungssystems
ermittelt werden.
[0071] Vorteilhafter Weise kann die kurvenbezogene Größe im Fall i) ohne die Verwendung
eines Ortungssystems und im Fall ii) ohne das Ausführen einer Messung in oder an dem
Fahrzeug ermittelt werden. Dadurch halten sich der Umfang der technischen Mittel und
der Aufwand zur Ermittlung der kurvenbezogenen Größe in Grenzen.
[0072] Die kurvenbezogene Größe kann als eine Wertereihe erfasst oder bereitgestellt werden,
während eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke; die Wertereihe umfasst
mindestens einen Wert, vorzugsweise eine Vielzahl von Werten. Um für die kurvenbezogene
Größe einen repräsentativen Wert zu erhalten, kann die Wertereihe mittels eines statistischen
Verfahren bearbeitet werden, beispielsweise mittels einer Mittelwertbildung, zum Ausschließen
oder Ausfiltern von Ausreißern. Vorzugsweise kann die Wertereihe mittels Ausführen
eines Filterverfahrens bearbeitet werden, wobei vorteilhafter Weise Ausreißer ausgefiltert
oder eliminiert werden, ohne das erhaltene Resultat zu verfälschen.
[0073] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche
oder entsprechende Elemente. Die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können
miteinander kombiniert werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
[0074] Es zeigen:
- Fig. 1a, 1b
- Fahrsituationen betreffend das Einfahren eines Fahrzeugs in eine Straße mit vorgeschriebener
Fahrtrichtung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation als
Falschfahrt, und
- Fig. 3a, 3b, 3c
- Ausführungsformen eines Assistenzsystems für ein Fahrzeug zum Erkennen einer Fahrsituation
als Falschfahrt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0075] Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Diskriminierungsverfahrens zum
Diskriminieren einer Falschfahrt, also eines Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation
als Falschfahrt. Die Fahrsituation betrifft das Einfahren eines Fahrzeugs 16 in eine
Straße 10 mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, beispielsweise eine Autobahn oder Einbahnstraße,
entlang einer Zufahrt 12 über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten
Knotenpunkt 14; über die Anschlussstelle kann die Zufahrt 12 in die Straße 10 oder
ein Verkehrsfluss der Zufahrt 12 in einen Verkehrsfluss der Straße 10 einmünden. In
Fig. 1a, 1b sind Beispiele derartiger Fahrsituationen gezeigt.
[0076] Das Diskriminierungsverfahren umfasst folgende Schritte:
- Ermitteln S.a einer, durch einen Verlauf der Zufahrt 12 oder einen Verlauf eines Fahrpfads
des Fahrzeugs 16 gebildeten, Fahrkurve 18;
- Erkennen S.b, mittels der Rauminformation, dass das Fahrzeug 16 in einem Bereich einer
Anschlussstelle ist, zum Evaluieren einer Knotenpunktbedingung Q.b;
- Identifizieren S.c, mittels der Rauminformation, eines Verlaufs oder einer Ausrichtung
der Fahrkurve 18, zum Evaluieren einer Formbedingung Q.c; und
- Erkennen S.d der Fahrsituation als Falschfahrt, wenn die Knotenpunktbedingung S.b
und die Formbedingung S.c erfüllt sind.
[0077] Die Knotenpunktbedingung S.b kann als erfüllt angesehen werden, wenn das Fahrzeug
16 in einem Bereich einer Anschlussstelle erkannt ist (erkannt wurde). Die Formbedingung
kann als erfüllt angesehen werden, wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung der Fahrkurve
18 identifiziert ist (identifiziert wurde).
[0078] Hinsichtlich der Bezugszeichen 10, 12, 14, 16, 18 gilt in diesem Dokument folgendes:
die Bezeichnung "Merkmal n.m" weist auf eine spezielle Ausführungsform m des Merkmals
n hin, und die Bezeichnung "Merkmal n" weist auf alle Ausführungsformen des Merkmals
n hin. So betrifft beispielsweise "Knotenpunkt 14.1" den linken Knotenpunkt in Fig.
1a; demgegenüber betrifft "Knotenpunkt 14" alle Knotenpunkte 14.1, ... 14.5.
[0079] Für eine Erkennung S.d der Fahrsituation als Falschfahrt wird vorzugsweise eine Rauminformation
bereitgestellt oder ermittelt umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung
17 des Fahrzeugs 16, vorzugsweise die Straße 10, die Zufahrt 12 und den Knotenpunkt
14, oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs 16,
vorzugsweise bezüglich der Umgebung 17 des Fahrzeugs 16.
[0080] Die Geoinformation umfasst i) eine topographische Information, die einen topographischen
Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, beispielsweise eine digitalen Landkarte oder
Straßenkarte, die einen Verlauf der Straße 10 oder Zufahrt 12 darstellt, oder ii)
eine optische Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug 6
oder eine Fahrzeugumgebung 17 darstellt.
[0081] Das Identifizieren S.c des Verlaufs der Fahrkurve 18 umfasst eine Abfrage, ob ein
ermittelter Verlauf einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve 18 ähnelt oder gleicht.
Dieser Vorgang wird mit Mitteln der Mustererkennung ausgeführt. Der Verlauf ist ein
Datensatz, der einer topographischen Information, beispielsweise einer Straßenkarte,
oder einer optischen Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug
16 kennzeichnet, entnommen ist. Wenn die Abfrage ein positives Ergebnis liefert, dann
wird die Formbedingung als erfüllt angesehen.
[0082] Fig. 1a, 1b zeigen beispielhafte Fahrsituationen, die Falschfahrten umfassen; an
den dargestellten Fahrsituationen wird das Konzept der Erkennung von Falschfahrten
erläutert.
[0083] Ein Fahrzeug 16 fährt entlang einer Zufahrt 12 auf einen Knoten 14 zu und nähert
sich der Straße 10. Das Fahrzeug 16 durchfährt dabei mehrere Phasen: Die jeweiligen
Positionen des Fahrzeugs 16 sind:
- i. auf der Zufahrt, vor dem Knoten und außerhalb des Knotens;
- ii. auf der Zufahrt und in einem Bereich des Knotens, in welchem der Knoten die Zufahrt
an der Position des Fahrzeugs umfasst;
- iii. auf der Straße, in einen Bereich des Knotens und unmittelbar nach der Einmündung
der Zufahrt in die Straße;
- iv. auf der Straße, nach dem Knoten und außerhalb des Knotens.
[0084] In jeder dieser Phasen wird geprüft, ob erkennbar ist, dass das Fahrzeug 16 in einem
Bereich einer Anschlussstelle ist. Hierzu wird geprüft,
b1) ob das Fahrzeug sich in einem Bereich des Knotenpunkts befindet, in welchem die
Zufahrt und die Straße zusammentreffen, und
b2) ob der Knotenpunkt eine Anschlussstelle ist.
[0085] Die Prüfung b1) wird ausgeführt mittels Abfragen, ob eine Entfernung des Fahrzeugs
zu der Straße oder zu dem Knotenpunkt entlang der Zufahrt kleiner als ein vorgegebener
Schwellwert ist, wobei die Entfernung vorzugsweise eine Streckenlänge entlang der
Zufahrt ist. Das Fahrzeug befindet sich dann in einem Bereich des Knotenpunkts, wenn
die Entfernung des Fahrzeugs zu der Straße oder zu dem Knotenpunkt klein ist. Die
Angaben "klein" bzw. "groß" bedeuten kleiner bzw. größer als ein vorgegebener Wert.
[0086] Die Prüfung b1) liefert bei den in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen in den Phasen
ii), iii) ein positives Prüfungsergebnis (kleine Entfernung) und in den Phasen i),
iv) ein negatives Prüfungsergebnis (große Entfernung). Die Bedingung a) ermöglicht
somit eine Diskriminierung der Phasen ii), iii), in denen sich das Fahrzeug in einem
Bereich des Knotenpunkts befindet.
[0087] Als Hinweis auf die Entfernung des Fahrzeugs zu dem Knotenpunkt kann auch eine Orientierung
des Fahrzeugs gegenüber der Straße angesehen werden. Hierzu werden die in Fig. 1a
gezeigten Fahrsituationen betrachtet, wobei das Fahrzeug 16.1 - 16.3 entlang der Zufahrt
12.1 - 12.3 fährt. Die Fahrkurve 18.1, 18.2, 18.3 ist derart gekrümmt, dass der Winkel
zwischen Kurventangente und Straße 10.1 mit zunehmender Nähe zu dem Knotenpunkt 14.1
- 14.3 abnimmt; dieser Kurvenverlauf ermöglicht eine stetige Einfahrt des Fahrzeugs
16.1 - 16.3 in die Straße 10.1 und einen stetigen Verkehrsfluss. Bei großer Entfernung
des Fahrzeugs 16.1 - 16.3 zu dem Knotenpunkt 14.1 - 14.3 hat der Winkel zwischen Kurventangente
und Straße 10.1 einen größeren Wert, als bei einer kleinen Entfernung. Der Winkel
zwischen Fahrzeug 16.1 - 16.3 und Straße 10.1 ist also, in den Phasen i) - iii) der
Fahrt, ein Indikator für die die Entfernung zwischen Fahrzeug 16.1 - 16.3 und Knotenpunkt
14.1 - 14.3.
[0088] Bei der in Fig. 1a links gezeigten Fahrsituation, wobei das Fahrzeug 16.1 entlang
der Zufahrt 12.1 fährt, hat die Zufahrt 12.1 zwar einen geraden Verlauf, der Fahrpfad
des Fahrzeugs 16.1 stellt aber eine Fahrkurve 18.1 mit stetigem Verlauf dar. Der Winkel
zwischen Kurventangente und Straße 10.1 nimmt mit zunehmender Nähe zu dem Knotenpunkte
14.1 ab.
[0089] Die Evaluierung der Prüfung b2) basiert darauf, dass ein als Anschlussstelle ausgebildeter
Knotenpunkt Merkmale aufweist, die eine Erkennung ermöglichen, ob der Knotenpunkt
eine Anschlussstelle ist. Basierend darauf, dass nachfolgend als "Fahrkurve" ein durch
den Verlauf der Zufahrt oder des Fahrpfads des Fahrzeugs gebildetes mathematisches
Objekt verstanden wird, wird vorliegend geprüft, ob in einem Bereich des Knotenpunkts
mindestens eines der nachfolgenden Merkmale vorliegt. Der Knotenpunkt ist dann eine
Anschlussstelle, wenn:
b2.1) Ein Betrag der Krümmung der Fahrkurve ist größer als ein vorgegebener Schwellwert;
bei einem kleinen Betrag (gerader Kurvenverlauf) ist der Knotenpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit
eine Ampelkreuzung oder Unterführung.
b2.2) Ein Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße ist kleiner als ein
vorgegebener Schwellwert; bei einem großen Winkel ist der Knotenpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit
eine Ampelkreuzung oder Unterführung.
b2.3) Eine Höhenlage der Zufahrt weist gegenüber einer Höhenlage der Straße einen
Unterschied auf, der kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist; dann sind Zufahrt
und Straße in einer Ebene geführt, so dass die Verkehrsflüsse von Zufahrt und Straße
miteinander verbindbar sind.
[0090] Bei der in Fig. 1b rechts gezeigten Fahrsituation, wobei das Fahrzeug 16.5 entlang
der Zufahrt 12.5 fährt, verläuft die Zufahrt 12.5 oberhalb der Straße 10.2. Der Wert
des Winkels zwischen Kurventangente und Straße 10.2 ist groß und bleibt etwa unverändert
beim Fahren des Fahrzeugs 16.5 über den Knotenpunkt 14.5. Der große Winkel und die
geringe Winkeländerung beim Fahren stellen (gemeinsam oder separat betrachtet) Indikatoren
dafür dar, dass der Knotenpunkt 14.5 keine Anschlussstelle ist, wobei die Bedingungen
b2.2), b2.3) nicht erfüllt sind.
[0091] Bei den in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen liefern die Teilprüfungen b2.1)
- b2.3) für die Knotenpunkte 14.1 - 14.4 folgende Ergebnisse:
b2.1)= Y (großer Betrag der Kurven-Krümmung, da kein gerader Kurvenverlauf);
b2.2)= Y (kleiner Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße);
b2.3)= Y (Zufahrt und Straße in einer Ebene),
wobei N= nein / negatives Ergebnis und Y= ja / positives Ergebnis bedeuten.
[0092] Für die mit dem Knotenpunkt 14.5 zusammenhängende Fahrsituation liefern die Teilprüfungen
b2.1)-b2.3) folgende Ergebnisse:
b2.1)= N (kleiner Betrag der Kurven-Krümmung, da etwa gerader Kurvenverlauf);
b2.2)= N (großer Winkel zwischen Kurventangente und Richtung der Straße);
b2.3)= N (Zufahrt und Straße in unterschiedlichen Ebenen, da Knoten 14.5 eine Unterführung
ist).
[0093] Eine Prüfung, ob der Knotenpunkt 14.1 - 14.4 eine Anschlussstelle ist, gemäß der
Beziehung

liefert ein positives Prüfungsergebnis. Folglich liefert die Knotenpunktbedingung
Q.b

die eine Prüfung darstellt, ob das Fahrzeug 16.1 - 16.4 in einem Bereich einer Anschlussstelle
ist, in den Phasen ii), iii) ein positives Prüfungsergebnis und in den Phasen i),
iv) ein negatives Prüfungsergebnis. Das Zeichen "&"bedeutet das logische UND.
[0094] Für den Knotenpunkt 14.5 liefern die Prüfungen folgendes Ergebnis: b1)= Y (kleine
Entfernung zum Knotenpunkt), b2)= N (Knotenpunkt als Nicht-Anschlussstelle erkannt).
Folglich gilt Q.b= N, das heißt die die Knotenpunktbedingung ist nicht erfüllt.
[0095] Zum Evaluieren der Formbedingung Q.c wird nachfolgend der Fig. 1a, 1b die Fahrkurve
18 untersucht, die den Fahrpfad des Fahrzeugs 16 in einem Bereich des Knotenpunkts
14 darstellt, hinsichtlich ihrer Ausrichtung. Die Betrachtung wird zunächst für ein
Land mit Rechtsverkehr R ausgeführt. Zur Feststellung der Ausrichtung wird geprüft,
c) ob eine Linkskrümmung der Fahrkurve vorliegt.
[0096] Bei den in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen werden folgende Kurvenausrichtungen
festgestellt:
- Fahrzeug 16.2, 16.3, Fahrkurve 18.2, 18.3: Rechtskrümmung, c)= N, Q.c= N;
- Fahrzeug 16.1, 16.4, Fahrkurve 18.1, 81.4: Linkskrümmung, c)= Y, Q.c=Y;
- Fahrzeug 16.5, Fahrkurve 18.5: gerader Kurvenverlauf, c)= N, Q.c= N;
[0097] Zusammengefasst ergeben sich für die in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen, in
den Phasen ii), iii), bei Rechtsverkehr R, die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse.
In der linken Spalte sind Bezugszeichen der jeweiligen Fahrzeuge, in der oberen Zeile
die Bezeichnungen der jeweiligen Bedingungen eingetragen. Eine Falschfahrtbedingung
Q.d, wobei

gibt an, ob die jeweilige Fahrsituation als Falschfahrt (Q.d= Y) oder als Nicht-Falschfahrt
(Q.d= N) erkannt wird; demnach sind die Fahrzeuge 16.1, 16.4 als Falschfahrer erkannt,
die beispielsweise in eine Autobahn über die Autobahnausfahrt einfahren.
Tabelle 1: Bedingungen zur Beurteilung der in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen
bei Rechtverkehr
|
b1 |
b2.1 |
b2.2 |
b2.3 |
b |
Q.b |
c |
Q.c |
Q.d |
16.1 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
16.2 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
N |
N |
N |
16.3 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
N |
N |
N |
16.4 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
16.5 |
Y |
N |
N |
N |
N |
N |
N |
N |
N |
[0098] Die obige, für ein Land mit Rechtsverkehr R ausgeführte Betrachtung, kann entsprechend
auch für ein Land mit Linksverkehr L ausgeführt werden. Die Bedingung c) ist entsprechend
anzupassen, wobei zur Feststellung der Kurvenausrichtung geprüft wird,
c) ob eine Rechtskrümmung der Fahrkurve vorliegt.
Tabelle 2: Bedingungen zur Beurteilung der in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen
bei Linksverkehr
|
b1 |
b2.1 |
b2.2 |
b2.3 |
b |
Q.b |
c |
Q.c |
Q.d |
16.1 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
N |
N |
N |
16.2 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
16.3 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
16.4 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
N |
N |
N |
16.5 |
Y |
N |
N |
N |
N |
N |
N |
N |
N |
[0099] Für die in Fig. 1a, 1b gezeigten Fahrsituationen, in den Phasen ii), iii), bei Linksverkehr
L, ergeben sich die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse; die Fahrzeuge 16.2, 16.3 sind
als Falschfahrer erkannt, die beispielsweise in eine Autobahn über die Autobahnausfahrt
einfahren.
Die Fig. 3a zeigt eine erste Ausführungsform eines Assistenzsystems 22 für ein Fahrzeug
16 zum Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt. Die Fahrsituation betrifft das
Einfahren des Fahrzeugs 16 in eine Straße 10 mit vorgeschriebener Fahrtrichtung, entlang
einer Zufahrt 12 über einen möglicherweise als Anschlussstelle ausgebildeten Knotenpunkt
14.
[0100] Das Assistenzsystem 22 umfasst:
- ein Raumdarstellungsmittel 24 zum Bereitstellen einer Rauminformation umfassend i)
eine Geoinformation betreffend eine Umgebung 17 des Fahrzeugs 16, wobei die Umgebung
17 zumindest die Straße 10, die Zufahrt 12 und den Knotenpunkt 14 umfasst, oder ii)
eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs 16 relativ zu der
Umgebung 17;
- eine mit dem Raumdarstellungsmittel 24 verbundene Recheneinheit 28, welche dazu ausgebildet
ist, eine Knotenpunktbedingung Q.b und eine Formbedingung Q.c mittels der Rauminformation
zu evaluieren, sowie eine Fahrsituation als Falschfahrt zu erkennen, wenn die Knotenpunktbedingung
Q.b und die Formbedingung Q.c erfüllt sind.
[0101] Die Knotenpunktbedingung Q.b gilt als erfüllt, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug
16 in einem Bereich einer Anschlussstelle ist. Die Formbedingung Q.c gilt als erfüllt,
wenn ein Verlauf oder eine Ausrichtung einer Fahrkurve 18 identifiziert wird.
[0102] Vorteilhafter Weise ist das Assistenzsystem 22 in einem Smartphone implementiert,
das bereits standardmäßig die Hardware-Komponenten des Assistenzsystems 22 umfasst.
[0103] Die Fig. 3b zeigt eine zweite Ausführungsform des Assistenzsystems 22. Vorliegend
ist das Raumdarstellungsmittel als ein Navigationssystem 24.1 ausgebildet umfassend
ein als Mobilfunk-Kommunikationseinheit ausgebildetes Geosystem 24.4, welches eine
via Funk übertragene topographische Information bereitstellt, und ein als GPS ausgebildetes
Ortungssystem 24.2 zum Bereitstellen der Positionsinformation.
[0104] Das Übertragen via Funk eines die topographische Information kennzeichnenden Datensatzes
kann in Bereichen mit geringer Straßendichte, beispielsweise außerhalb von Ortschaften
oder Ballungsgebieten, besonders vorteilhaft und hilfreich sein. In Bereichen mit
geringer Straßendichte ist die Anzahl von Wegen innerhalb der Abdeckung oder Reichweite
einer Netzwerkeinheit entsprechend gering, so dass die zu übertragende Datenmenge
gering ist. In Bereichen mit hoher Straßendichte kann hinsichtlich Netzbelastung die
Nutzung einer digitalen Straßenkarte vorteilhaft sein.
[0105] Vorteilhafter Weise entfällt durch die Übertragung via Funk eines die topographische
Information kennzeichnenden Datensatz die Notwendigkeit, dass bei dem Assistenzsystem,
beispielsweise auf dem Betriebssystem des Smartphones, eine aktuelle Straßenkarte
oder überhaupt eine Straßenkarte installiert ist. Das Konzept der Erfindung funktioniert
auch ohne Straßenkarte.
[0106] Über die in Fig. 3a gezeigten Komponenten hinaus umfasst die vorliegende Ausführungsform
einen Häufigkeitsfilter 38 und ein Ausführungsmittel 30, sowie eine mit dem Häufigkeitsfilter
38, dem Geosystem 24.4 und dem Ortungssystem 24.2 eingangsseitig und mit dem Ausführungsmittel
30 ausgangsseitig verbundene Recheneinheit 28.
[0107] Das zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe ausgebildete Häufigkeitsfilter
38 umfasst:
- einen Eingang zum Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe;
- Mittel zum Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe
und zum Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung;
und
- einen Ausgang zum Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.
[0108] Das Häufigkeitsfilter 38 ist eingangsseitig mit dem Ortungssystem 24.4 verbunden
zum Übertragen einer Zeitreihe. Ausgangsseitig ist das Häufigkeitsfilter 38 mit der
Recheneinheit 28 verbunden zum Übertragen des Wertebereichs, in welchem die Werte
der Zeitreihe mit der höchsten Häufigkeit vorkommen, wobei der Wertebereich eine kurvenbezogene
Größe darstellt.
[0109] Die kurvenbezogene Größe kennzeichnet eine Fahrkurve 18, die eine Kurvenfahrt des
Fahrzeugs 16 oder ein Verlauf der Zufahrt 12 in einem Bereich des Knotenpunkts 14
ist. Die Fahrkurve 18 ist durch einen Datensatz beschrieben, der entnommen ist: i)
der via Geosystem 24.4 ermittelten topographischen Information, oder ii) der via Ortungssystem
24.4 bereitgestellten Positionsinformation.
[0110] Das Häufigkeitsfilter 38 ist vorliegend als ein auf der Recheneinheit 28 installiertes
oder laufendes Computerprogramm ausgebildet. Vorzugsweise ist die Recheneinheit 28
dazu ausgebildet, das Filterverfahren zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe
auszuführen. Das Häufigkeitsfilter kann gegebenenfalls als ein Hardwareobjekt ausgebildet
sein, beispielsweise eine analoge oder digitale elektronische Schaltung.
[0111] Das Ausführungsmittel 30 ist zum Ausführen eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers
ausgebildet, falls die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird. Das Ausführungsmittel
30, umfassend ein optisches Display oder einen Lautsprecher, mittels welchem eine
Information oder Warnung an den Fahrer übertragen werden kann, ist Teil des Smartphones,
auf welchem das Assistenzsystem 22 implementiert ist.
[0112] Die Fig. 3c zeigt eine dritte Ausführungsform des Assistenzsystems 22. Vorliegend
umfasst das Raumdarstellungsmittel 24 ein als ein Speicher ausgebildetes Geosystem
24.4, in dem eine digitale Landkarte oder Straßenkarte gespeichert ist, ein als GPS
ausgebildetes Ortungssystem 24.2 zum Bereitstellen der Positionsinformation, und einen
Kurvensensor 24.3 zum Ermitteln der kurvenbezogenen Größe mittels einer Messung in
oder an dem Fahrzeug 16.
[0113] Die Messungen an dem Fahrzeug 16 liefern eine Zeitreihe betreffen eine Auslenkung
des Lenkrads gegenüber einer der Geradeaus-Richtung entsprechenden Stellung des Lenkrads,
oder einen Quotienten von Quergeschwindigkeit und Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs,
oder eine Differenz von Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Seite des Fahrzeugs.
Die gemessene Zeitreihe wird einem mit dem Kurvensensor 24.3 verbundenen Häufigkeitsfilter
38 zugeführt, welches das ermittelte Ergebnis als eine kurvenbezogene Größe bereitstellt.
[0114] Das Assistenzsystem 22 umfasst ferner eine mit dem Häufigkeitsfilter 38, dem Geosystem
24.4, und dem Ortungssystem 24.2 verbundene Recheneinheit 28. Die Recheneinheit 28
ist dazu ausgebildet,
- die vom Häufigkeitsfilter 38 bereitgestellte kurvenbezogene Größe,
- die vom Geosystem 24.4 bereitgestellte Geoinformation betreffend eine Umgebung des
Fahrzeugs 16, und
- die vom Ortungssystem 24.2 bereitgestellte Positionsinformation betreffend aufeinanderfolgende
Positionen des Fahrzeugs
derart zu verarbeiten, dass i) mittels der bereitgestellten Größen die Knotenpunktbedingung
Q.b und die Formbedingung Q.c ermittelt werden und ii) basierend darauf erkannt wird,
ob die aktuelle Fahrsituation eine Falschfahrt ist.
[0115] Das mit der Recheneinheit 28 verbundene Ausführungsmittel 30, umfassend ein optisches
Display oder einen Lautsprecher zum Informieren oder Warnen sofern eine Falschfahrt
vorliegt, ist Teil des Smartphones.
[0116] Vorzugsweise kann das Diskriminierungsverfahren, das Assistenzsystem 22, das Filterverfahren,
oder das Häufigkeitsfilter 38 eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale umfassen.
Die Merkmale können, sofern technisch sinnvoll, miteinander kombiniert werden.
[0117] Das Erkennen S.b und das Identifizieren S.c werden regelbasiert oder mittels Mustererkennung
ausgeführt
[0118] Die Fahrkurve 18 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 ist gekennzeichnet durch eine
Krümmung der Fahrkurve 18, vorzugsweise durch i) einen Betrag der Krümmung oder ii)
eine Ausrichtung 18 der Fahrkurve 18, insbesondere hinsichtlich einer Linkskrümmung
18.1, 18.4 oder Rechtskrümmung 18.2, 18.3 der Fahrkurve 18.
[0119] Das Identifizieren des Verlaufs der Fahrkurve 18 betrifft eine Abfrage, ob ein ermittelter
Verlauf der Fahrkurve 18 einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve 18 ähnelt oder gleicht.
[0120] Bei Rechtsverkehr R betrifft die Formbedingung Q.c eine Abfrage, ob eine Linkskrümmung
18.1, 18.4 der Fahrkurve 18 vorliegt.
[0121] Bei Linksverkehr L betrifft die Formbedingung Q.c eine Abfrage, ob eine Rechtskrümmung
18.2, 18.3 der Fahrkurve 18 vorliegt.
[0122] Die Formbedingung Q.c betrifft eine Abfrage, ob ein ermittelter Verlauf der Fahrkurve
18 in dem Bereich des Knotenpunkts 14 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, insbesondere
ob der ermittelte Verlauf einem vorgegebenen Verlauf der Fahrkurve 18 ähnelt oder
gleicht.
[0123] Das Identifizieren einer Neigung der Fahrkurve 18 betrifft eine Abfrage nach einer
Neigung der Fahrkurve 18 gegenüber der Straße 10, insbesondere eine Abfrage nach einem
Winkel zwischen Fahrkurve 18 und Straße 10, oder eine Abfrage, ob ein Winkel zwischen
Fahrkurve 18 und Straße 10 einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
[0124] Die Knotenpunktbedingung Q.b gilt als erfüllt beim Erkennen, i) dass das Fahrzeug
16 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 ist, und ii) dass der Knotenpunkt 14 eine
Anschlussstelle ist.
[0125] Das Fahrzeug 16 wird dann in einem Bereich des Knotenpunkts 14 erkannt, wenn eine
Position des Fahrzeugs 16 gegenüber der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt,
wobei insbesondere eine Entfernung des Fahrzeugs 16 zu der Straße 10 oder zu dem Knotenpunkt
14 darauf geprüft wird, ob sie kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist.
[0126] Der Knotenpunkt 14 wird dann als eine Anschlussstelle erkannt, wenn i) die Neigung
der Fahrkurve 18 gegenüber der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder
ii) die Krümmung der Fahrkurve 18 in einem Bereich des Knotenpunkts 14 eine vorgegebene
Bedingung erfüllt, oder iii) eine Höhenlage der Zufahrt 12 gegenüber einer Höhenlage
der Straße 10 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, oder iv) eine Information oder Markierung
erfasst wird, die Teil der topographischen Information ist und den Knotenpunkt 14
als Anschlussstelle kennzeichnet.
[0127] Die Abfrage, ob die Neigung der Fahrkurve 18 gegenüber der Straße 10 eine vorgegebene
Bedingung erfüllt betrifft eine Abfrage, ob ein Winkel zwischen Fahrkurve 18 und Straße
10 einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
[0128] Die Straße 10 wird als eine i) Autobahn oder ii) Einbahnstraße erkannt oder festgestellt.
[0129] Eine Rauminformation umfassend i) eine Geoinformation betreffend eine Umgebung 17
des Fahrzeugs 16 oder ii) eine Positionsinformation betreffend eine Position des Fahrzeugs
16 wird bereitgestellt.
[0130] Die Geoinformation, die vorzugsweise einen Verlauf der Straße 10 oder Zufahrt 12
kennzeichnet, umfasst eine topographische Information, die einen topographischen Bereich
um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, beispielsweise eine digitale Landkarte oder Straßenkarte,
oder eine optische Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um das Fahrzeug
16 kennzeichnet.
[0131] Die Positionsinformation umfasst mindestens eines von: eine topographische Position,
eine Positionsangabe an einer Straße 10 oder einem Verkehrsweg, eine Entfernung des
Fahrzeugs 16 zur Straße 10 entlang der Zufahrt 12.
[0132] Die geographische Position ist durch ihre geographischen Koordinaten bestimmt.
[0133] Die Positionsangabe an einer Straße 10 umfasst mindestens eines von: einen Straßenabschnitt,
einen Straßenbereich, eine Abschnittsnummer, eine Kilometerzahl.
[0134] Eine Entfernung des Fahrzeugs 16 zur Straße 10 wird anhand der Positionsinformation
ermittelt, insbesondere als eine Streckenlänge entlang der Zufahrt 12, zwischen Fahrzeug
16 und Straße 10 oder Knotenpunkt 14.
[0135] Die Position des Fahrzeugs 16 wird mittels eines, vorzugsweise satellitengestützten,
Ortungssystems ermittelt.
[0136] Die Position des Fahrzeugs 16 wird mittels mindestens eines folgender Ortungssysteme
ermittelt: GPS, GSM, Trägheitsnavigationssystem, terrestrisches Navigationssystem,
Dedicated Short Range Communication oder DSRC System.
[0137] Die Fahrkurve 18 oder die Ausrichtung der Fahrkurve 18 wird mittels einer kurvenbezogenen
Größe ermittelt, welche die Fahrkurve 18 kennzeichnet.
[0138] Die kurvenbezogene Größe wird ermittelt i) mittels einer Messung in oder an dem Fahrzeug
16, vorzugsweise ohne Verwendung eines Ortungssystems, oder ii) mittels der Rauminformation,
vorzugsweise basierend auf der Positionsinformation oder der Geoinformation, insbesondere
ohne eine Messung in oder an dem Fahrzeug 16.
[0139] Die Messung in oder an dem Fahrzeug 16 wird in einem Mess-Zeitraum oder Mess-Zeitintervall
zwischen einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt durchgeführt.
[0140] Die kurvenbezogene Größe ist eine Ausrichtung der Fahrkurve 18, eine Kurvenkrümmung
oder ein Kurvenradius.
[0141] Die kurvenbezogene Größe ist eine Orientierung, oder eine Auslenkung, oder ein Richtungswinkel
des Fahrzeugs 16 gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs 16.
[0142] Die kurvenbezogene Größe ist eine Linksauslenkung oder Rechtsauslenkung des Fahrzeugs
16 gegenüber einer Geradeaus-Richtung des Fahrzeugs 16.
[0143] Die kurvenbezogene Größe ist eine Auslenkung des Lenkrads gegenüber einer der Geradeaus-Richtung
entsprechenden Stellung des Lenkrads.
[0144] Die kurvenbezogene Größe ist ein Winkel zwischen einer Längsachse des Fahrzeugs 16
und einer Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene.
[0145] Die kurvenbezogene Größe ist ein Quotient von Quergeschwindigkeit und Längsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs 16, wodurch vorzugsweise ein Tangens des Richtungswinkels gebildet wird.
[0146] Die kurvenbezogene Größe ist eine Drehrate um eine Vertikalachse des Fahrzeugs 16.
[0147] Die kurvenbezogene Größe ist eine Differenz von Radgeschwindigkeiten der linken und
rechten Seite des Fahrzeugs 16.
[0148] Die kurvenbezogene Größe ist eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs 16.
[0149] Eine Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers wird ausgeführt, wenn die Fahrsituation
als Falschfahrt erkannt wird.
[0150] Die Maßnahme zur Unterstützung des Fahrers umfasst mindestens eines von: i) Ausgeben
einer Warnung, vorzugsweise in einen Innenbereich des Fahrzeugs 16, ii) Ausgeben einer
optischen oder akustischen Nachricht durch eine Wiedergabevorrichtung des Fahrzeugs
16, iii) Ausführen eines aktiven Eingriffs in den Bewegungsablauf des Fahrzeugs 16,
iv) Übertragen einer Nachricht von einer in dem Fahrzeug 16 angeordneten Kommunikationseinheit
an eine Netzwerkeinheit, vorzugsweise eine Basisstation, eines Mobilfunksystems, oder
an eine Polizeistation, v) Übertragen der Nachricht von der Netzwerkeinheit des Mobilfunksystems
an alle für einen Funkversorgungsbereich der Netzwerkeinheit registrierten Kommunikationseinheiten.
[0151] Die Nachricht umfasst mindestens eines von: i) ein Falschfahrer ist unterwegs, ii)
die Positionsinformation des Falschfahrers, iii) die Anschlussstelle oder Straße 10,
an welcher sich der Falschfahrer befindet.
[0152] Die kurvenbezogene Größe wird als eine Wertereihe erfasst oder bereitgestellt, während
eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke.
[0153] Die Wertereihe wird mittels eines statistischen Verfahrens bearbeitet, vorzugsweise
mittels einer Mittelwertbildung, zum Ausschließen oder Ausfiltern von Ausreißern.
[0154] Die Wertereihe wird mittels Ausführen eines Filterverfahrens bearbeitet, zum Ausschließen
oder Ausfiltern von Ausreißern.
[0155] Die Werte der Wertereihe werden an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, oder an aufeinanderfolgenden
und äquidistanten Zeitpunkten, oder an aufeinanderfolgenden Fahrbahnpunkten, oder
an aufeinanderfolgenden und äquidistanten Fahrbahnpunkten ermittelt.
[0156] Als Beginn des Erfassungszeitraums wird ein Zeitpunkt gewählt, an dem die Knotenpunktbedingung
Q.b erstmalig erfüllt ist.
[0157] Als Ende des Erfassungszeitraums wird ein Zeitpunkt gewählt, der i) ein aktueller
Zeitpunkt ist, an dem die Knotenpunktbedingung Q.b erfüllt ist, oder ii) ein Zeitpunkt
ist, an dem die Knotenpunktbedingung Q.b letztmalig erfüllt ist.
[0158] Das Raumdarstellungsmittel 24 umfasst i) ein Navigationssystem 24.1 oder ein Kommunikationssystem
24.4 zum Bereitstellen einer topographischen Information, die einen topographischen
Bereich um das Fahrzeug 16 kennzeichnet, oder ii) einen optischen Sensor 24.3 zum
Bereitstellen einer optischen Information, die einen optisch erfassbaren Bereich um
das Fahrzeug 16 darstellt.
[0159] Das Raumdarstellungsmittel 24 umfasst ein Positionsbestimmungsmittel 24.2 zum Bereitstellen
einer Positionsinformation, welche eine Position des Fahrzeugs 16 kennzeichnet.
[0160] Das Positionsbestimmungsmittel umfasst ein Ortungssystem 24.2 oder einen Kurvensensor
24.3 zum Ermitteln der Positionsinformation oder einer kurvenbezogenen Größe.
[0161] Das Raumdarstellungsmittel 24 ist ausgebildet zum Ermitteln oder Bereitstellen, während
eines Erfassungszeitraums oder über eine Fahrbahnstrecke, einer Wertereihe oder Zeitreihe,
wobei vorzugsweise die kurvenbezogene Größe die Wertereihe umfasst.
[0162] Die Recheneinheit 28 ist dazu ausgebildet, die Fahrkurve 18 oder einen Kurvenparameter
der Fahrkurve 18 in einem Bereich einer Anschlussstelle mittels der Wertereihe zu
ermitteln.
[0163] Die Recheneinheit 28 ist dazu ausgebildet, ein Filterverfahren auszuführen, wobei
die Wertereihe als Eingabegröße und der Kurvenparameter als Ausgabegröße des Filterverfahrens
bereitstellbar oder ermittelbar sind.
[0164] Es ist ein Häufigkeitsfilter 38 zum Ausfiltern von Ausreißern in einer Wertereihe
vorgesehen, umfassend:
- einen Eingang zum Aufnehmen einer Eingabegröße umfassend die Wertereihe;
- Mittel zum Ermitteln einer Häufigkeitsverteilung oder eines Histogramms der Wertereihe
und zum Ermitteln oder Auswählen eines Wertebereichs umfassend ein Maximum der Häufigkeitsverteilung;
und
- einen Ausgang zum Bereitstellen oder Ausgeben einer Ausgabegröße umfassend den Wertebereich.
[0165] Das Assistenzsystem 22 umfasst ein Häufigkeitsfilter 38 zum Ausfiltern von Ausreißern
in einer Wertereihe, welches dazu ausgebildet ist, ein Filterverfahren auszuführen,
wobei die Wertereihe als Eingabegröße und der Kurvenparameter als Ausgabegröße des
Filterverfahrens bereitstellbar oder ermittelbar sind.
[0166] Das Assistenzsystem 22 umfasst ein Ausführungsmittel 30 zum Ausführen eine Maßnahme
zur Unterstützung des Fahrers, falls die Fahrsituation als Falschfahrt erkannt wird,
vorzugsweise ein optisches Display oder einen Lautsprecher, mittels welchem eine Information
oder Warnung an den Fahrer übertragbar ist.
[0167] Das Häufigkeitsfilter ist ausgebildet als ein Hardwareobjekt, vorzugsweise eine analoge
oder digitale elektronische Schaltung, oder als ein Softwareobjekt, vorzugsweise ein
auf einer Recheneinheit 28 oder einem Mikroprozessor installiertes oder laufendes
Computerprogramm
[0168] Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist,
sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche
zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in
der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch
einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen
mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
Bezugszeichen
[0169]
- 10.1, 10.2
- Straße mit vorgeschriebener Fahrtrichtung
- 11
- Straßenüberführung
- 12.1 - 12.5
- Zufahrt
- 14.1 - 14.5
- Knotenpunkt
- 16.1 - 16.5
- Fahrzeug
- 17
- Umgebung des Fahrzeugs
- 18.1, 18.4
- Fahrkurve, Fahrpfad, Kurve mit Linkskrümmung
- 18.2, 18.3
- Fahrkurve, Fahrpfad, Kurve mit Rechtskrummung
- 18.5
- Fahrkurve, Fahrpfad, gerader Kurvenverlauf (Kurve mit kleinem Krümmungsbetrag)
- 22
- Assistenzsystem
- 24.1
- Raumdarstellungsmittel, Navigationssystem
- 24.2
- Raumdarstellungsmittel, Positionsbestimmungsmittel, Ortungssystem
- 24.3
- Raumdarstellungsmittel, optischer Sensor, Kurvensensor
- 24.4
- Raumdarstellungsmittel, Geosystem, Kommunikationseinheit
- 28
- Recheneinheit
- 30
- Ausführungsmittel, optisches Display, Lautsprecher
- 34
- Satellit
- 36
- Mobilfunk-Basisstation
- 38
- Häufigkeitsfilter
- R
- Rechtsverkehr
- L
- Linksverkehr
- S.a
- Schritt a): Ermitteln einer Fahrkurve
- S.b
- Schritt b): Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Bereich einer Anschlussstelle ist
- S.c
- Schritt c): Identifizieren eines Verlaufs oder einer Ausrichtung der Fahrkurve
- S.d
- Schritt d): Erkennen einer Fahrsituation als Falschfahrt
- Q.b
- Knotenpunktbedingung
- Q.c
- Formbedingung
- Q.d
- Falschfahrtbedingung
- Y/N
- JA / NEIN