DE102016101472A1

DE102016101472A1 - Verfahren zum Bestimmen zumindest einer sicherheitsrelevanten Verkehrs- und/oder Wetterinformation

Info

Publication number: DE102016101472A1
Application number: DE102016101472.9A
Authority: DE
Inventors: Timo Maise; Kai Schneider; Stefan Jacobi; Alexander Fröhlich
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest einer sicherheitsrelevanten Verkehrs- und/oder Wetterinformation eines Fahrzeugs einer Fahrzeugflotte mit mehreren Fahrzeugen, die jeweils mindestens eine Sensoreinrichtung umfassen, mit deren Hilfe Wetterdaten im Betrieb des zugehörigen Fahrzeugs erfasst werden können und die steuerungsmäßig mit einer fahrzeuginternen elektronischen Steuerung verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit einem fahrzeugexternen Backend-Server (21, 22) verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Um die Sicherheit im Betrieb des Fahrzeugs zu verbessern, werden die Verkehrs- und/oder Wetterinformationen von mindestens zwei Fahrzeugen der Fahrzeugflotte verwendet, um eine potentielle Gefahrenstelle zu erkennen, auf die mindestens ein Fahrer eines Fahrzeugs der Fahrzeugflotte im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle hingewiesen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest einer sicherheitsrelevanten Verkehrs- und/oder Wetterinformation eines Fahrzeugs einer Fahrzeugflotte mit mehreren Fahrzeugen, die jeweils eine Sensoreinrichtung umfassen können, mit deren Hilfe Wetterdaten und insbesondere wetterbedingte Straßenzustände im Betrieb des zugehörigen Fahrzeugs erfasst werden können und die steuerungsmäßig mit einer fahrzeuginternen elektronischen Steuerung verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit einem fahrzeugexternen Backend-Server verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 007 367 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung zumindest einer sicherheitsrelevanten Verkehrs- und/oder einer Wetterinformation zur Anwendung in einem Navigationssystem und/oder einem kartenbasierten Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs aus einer Fahrzeugflotte bekannt, wobei jedes der Fahrzeuge zumindest eine Kommunikations-, eine Positionsbestimmungs-, eine Geschwindigkeitsbestimmungs-, eine Rechen- und Speichereinheit, eine Zustandserkennungseinrichtung und/oder eine Empfangsvorrichtung für eine fahrzeugexterne Verkehrszustandserkennungseinrichtung, und eine Empfangsvorrichtung für Verkehrs- und/oder Wetterinformationen von Verkehrs- und/oder Wetterzentralen aufweist, wobei eine Vergleichsanalyse von Verkehrs- und/oder Wetterinformationen durchgeführt wird, die aus zumindest zwei Verkehrs- und/oder Wetterinformationsquellen stammen, und wobei daraus Verkehrs- und/oder Wetterinformationen bestimmt werden, die in dem Navigationssystem und/oder dem kartenbasierten Fahrerassistenzsystem angewendet werden. Aus der europäischen Patentschrift EP 2 249 325 B1 ist ein Verfahren zur Steuerung verschiedener Funktionen eines Kraftfahrzeugs bekannt, das mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen externer Daten ausgestattet ist sowie mit einem Sensor zur Erfassung von Daten aus einer unmittelbaren Fahrzeugumgebung, die bei Steuerung einer Funktion durch das Steuergerät berücksichtigt werden, wobei Daten, die einen Einfluss auf ein Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs haben, an andere Kraftfahrzeuge mit einer Sendeeinrichtung übertragen werden. Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2010 012 402 B4 ist ein Verfahren zum Detektieren potenziell gefährlicher Straßenzustände bekannt, wobei das Verfahren umfasst: Detektieren eines Straßenzustands durch Sensoren an einer Mehrzahl von Fahrzeugen um den Straßenzustand herum, wobei jedes Fahrzeug, das den Straßenzustand detektiert, dem detektierten Straßenzustand einen Vertrauenswert zuweist; Senden des Vertrauenswertes des Straßenzustands von jedem Fahrzeug, das den Straßenzustand detektiert, zu anderen Fahrzeugen um den Straßenzustand herum; Vereinigen der Vertrauenswerte in einem oder in mehreren der Mehrzahl von Fahrzeugen, wobei der Straßenzustand Nebel und/oder Regen umfasst, wobei das Senden des vereinigten Ergebnisses ferner umfasst, dass veranlasst wird, dass das Fahrzeug, das das vereinigte Ergebnis empfängt, auf den Straßenzustand wirkt, falls das vereinigte Ergebnis einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit im Betrieb eines Fahrzeugs einer Fahrzeugflotte mit mehreren Fahrzeugen, die jeweils eine Sensoreinrichtung umfassen können, mit deren Hilfe Wetterdaten insbesondere im Hinblick auf wetterbedingte Straßenzustände im Betrieb des zugehörigen Fahrzeugs erfasst werden können und die steuerungsmäßig mit einer fahrzeuginternen elektronischen Steuerung verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit einem fahrzeugexternen Backend-Server verbindbar beziehungsweise verbunden ist, zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Bestimmen zumindest einer sicherheitsrelevanten Verkehrs- und/oder Wetterinformation eines Fahrzeugs einer Fahrzeugflotte mit mehreren Fahrzeugen, die jeweils mindestens eine Sensoreinrichtung umfassen können, mit deren Hilfe Wetterdaten im Betrieb des zugehörigen Fahrzeugs erfasst werden können und die steuerungsmäßig mit einer fahrzeuginternen elektronischen Steuerung verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit einem fahrzeugexternen Backend-Server verbindbar beziehungsweise verbunden ist, dadurch gelöst, dass die Verkehrs- und/oder Wetterinformationen von mindestens zwei Fahrzeugen der Fahrzeugflotte verwendet werden, um eine potentielle Gefahrenstelle zu erkennen, auf die mindestens ein Fahrer eines Fahrzeugs der Fahrzeugflotte im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle hingewiesen wird. Steuerungsmäßige Verbindung bedeutet zum Beispiel, dass mit der Sensoreinrichtung erfasste Signale an die elektronische Steuerung übertragen werden. Die steuerungsmäßige Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung und der elektronischen Steuerung kann im Fahrzeug durch entsprechende Leitungen erfolgen. Die steuerungsmäßige Verbindung zwischen der fahrzeuginternen elektronischen Steuerung und dem fahrzeugexternen Backend-Server ist vorzugsweise drahtlos ausgeführt. Im Rahmen des Verfahrens werden Wetterdaten erfasst und verwendet, um potentielle Gefahrenstellen zu erkennen. Dabei werden die Daten von mehreren Fahrzeugen der Fahrzeugflotte, insbesondere aller Fahrzeuge der Fahrzeugflotte, mit in die Bestimmung einer potentiellen Gefahrensituation einbezogen. Damit kann ein Fahrer eines Fahrzeugs der Fahrzeugflotte frühzeitig und nicht erst unmittelbar in einer gefährlichen Situation auf eine mögliche Gefahrenstelle, bei der zum Beispiel Aquaplaning auftritt, hingewiesen werden. Durch das Verfahren wird auf einfache Art und Weise eine vorausschauende Bestimmung einer möglichen Gefahrensituation unter Zuhilfenahme von Wetterdaten und mit Hilfe der Übermittlung von Daten aus mehreren Fahrzeugen der Fahrzeugflotte ermöglicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Sensor zum Erfassen eines Fahrbahnnässegrades umfasst. Zum Erfassen des Fahrzeugnässegrades werden zum Beispiel in Radkästen des Fahrzeugs verbaute Schallsensoren verwendet. Mit diesen Schallsensoren kann Wasser auf einer Fahrbahn oder Straße erfasst werden, auf der das Fahrzeug fährt. Von Rädern des Fahrzeugs aufgeschleudertes Wasser verursacht in den Radkästen ein eindeutig von anderen Ursachen abgrenzbares Geräusch. Mit den Schallsensoren in den Radkästen kann zum Beispiel das Auftreten von Aquaplaning erkannt werden. Mit dem vorab beschriebenen Verfahren kann der Fahrer sinnvoller Weise bereits vor einem Auftreten von Aquaplaning gewarnt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Sensor zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst. Das Verfahren ermöglicht mit einer verhältnismäßig kleinen Flotte von Fahrzeugen, die durch eine geeignete Sensorik zur Erfassung von Fahrbahnnässegraden ausgestattet sind, eine hochaktuelle vorausschauende Warnung vor entsprechenden Gefahrenstellen. Dabei wird innerhalb der Fahrzeugflotte eine Art Schwarmintelligenz angewendet. Dabei stellt die Fahrzeugflotte einen Schwarm dar. Die Schwarmintelligenz umfasst mehrere Facetten zur Steigerung des Wissens einzelner Individuen durch die Kommunikation der Individuen mit einem gemeinsamen Speicher, in dem das Wissen gespeichert wird. Im Rahmen der Anwendung von Schwarmintelligenz in dem beschriebenen Verfahren geht es insbesondere um folgende Facetten: Individuen übertragen ihr gesammeltes Wissen an ein gemeinsames Backend, um es den anderen Individuen zur Verfügung zu stellen; das Wissen aller Individuen wird zentral in dem Backend gespeichert; durch die Speicherung des Wissens mehrerer Individuen werden Ungenauigkeiten im Vergleich zur Sammlung des Wissens einzelner Individuen verringert; weitere Informationsquellen werden herangezogen, wenn im Backend noch kein Wissen über relevante Situationen beziehungsweise Sachverhalte vorliegen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schwellwertprüfung Messwerte des Sensors zum Erfassen des Fahrbahnnässegrades und Messwerte des Sensors zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden. Das Ergebnis der Schwellwertprüfung wird, zum Beispiel mit Hilfe eines Triggers, verwendet, um potentielle Gefahrenstellen zu erkennen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein gemessener Fahrbahnnässegrad mit einer aktuellen Regenmenge im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle und mit mindestens einem zeitlichen Mittelwert dieser Regenmenge verknüpft wird. Die aktuelle Regenmenge im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle wird zum Beispiel mit einem Regenradar erfasst. Zur örtlich und zeitlich präzisen flächendeckenden Messung von Niederschlägen beziehungsweise Regenmengen eignet sich ein herkömmliches Regenradar, mit dem im Umkreis mehrerer hundert Kilometer Wasser erfasst werden kann, das in Form von Niederschlägen gerade auf die Erde fällt. Durch Schwarmdaten der Fahrzeugflotte, wie zum Beispiel Scheibenwischergeschwindigkeiten oder Daten von Regensensoren, kann eine Auflösung des Regenradars zusätzlich verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem nächsten Schritt überprüft wird, ob im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle bereits eine Gefahrenstelle bekannt ist. Diese Überprüfung erfolgt vorzugsweise in dem Backend-Server. Über den Backend-Server kann die Erfassung beziehungsweise Ausgabe von Warnungen vor Gefahrenstellen aufgrund hoher Fahrbahnnässegrade, insbesondere Aquaplaninggefahr, deutlich verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass aus allen vorhandenen Daten eine Abgrenzungskurve zwischen Fahrbahnnässegraden mit einem Wert von Zwei und zwischen Fahrbahnnässegraden mit einem Wert, der kleiner als Zwei ist, berechnet wird. Die Fahrzeuge der Flotte haben vorteilhaft einen gemeinsamen Backend-Server. In dem gemeinsamen Backend-Server wird die Abgrenzungskurve berechnet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Es zeigen:
1 eine fahrzeugseitige Funktionsarchitektur in Form eines Ablaufdiagramms des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein kartesisches Koordinatendiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrensschritts in einer backendseitigen Funktionsarchitektur, die in 4 dargestellt ist;
3 ein kartesisches Koordinatendiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrensschritts in der backendseitigen Funktionsarchitektur und
4 die backendseitige Funktionsarchitektur in Form eines Ablaufdiagramms.
In 1 ist mit Hilfe von Rechtecksymbolen 1 bis 10, Pfeilsymbolen 11 bis 20 und Kreiszylindersymbolen 21, 22 eine fahrzeugseitige Funktionsarchitektur dargestellt. Die Kreiszylindersymbole 21, 22 veranschaulichen einen gemeinsamen Backend-Server für mehrere Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte.
Das Rechtecksymbol 1 symbolisiert einen Sensor, mit dem eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst wird. Der Pfeil 11 symbolisiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Rechtecksymbol 2 symbolisiert eine Kennlinie. Der Pfeil 13 symbolisiert einen Schwellwert. Der Pfeil 12 symbolisiert einen Fahrbahnmesswert. Das Rechtecksymbol 3 symbolisiert einen Sensor zum Erfassen eines Fahrbahnnässegrades.
Das Rechtecksymbol 4 symbolisiert eine Schwellwertprüfung. Der Pfeil 14 verbindet die Schwellwertprüfung 4 mit einem Trigger 5. Die Schwellwertprüfung 4 gibt den Wert „2“ aus, wenn das Signal 12 größer ist als das Signal 13. Anderenfalls ist der Wert o oder 1. Der Trigger 5 gibt eine „1“ aus, wenn Signal 14 von „0“ auf „1“ wechselt. Anderenfalls ist der Wert „0“.
Der Pfeil 15 symbolisiert einen Fahrbahnnässegrad. Das Rechtecksymbol 6 symbolisiert einen Empfang von Gefahrenstellen aus dem Backend-Server 21. Der Pfeil 16 symbolisiert ein Update bekannter Gefahrenstellen, dessen Wert von „0“ auf „1“ wechselt, sobald die Bekannte Gefahrenstelle erreicht wurde.
Der Pfeil 17 symbolisiert eine Warnung vor Gefahrenstellen. Das Rechtecksymbol 8 symbolisiert eine Fahrerwarnung. Die Fahrerwarnung 8 kann über ein Kombiinstrument und/oder ein Navigationsinstrument erfolgen.
Der Pfeil 18 symbolisiert die Meldung neuer Gefahrenstellen. Das Rechtecksymbol 9 symbolisiert, dass eine der beiden Eingangsgrößen größer oder gleich Eins ist. Der Pfeil 20 symbolisiert ein Upload, welches durch den Trigger 5 initiiert wird, oder den Empfang des Hinweises auf eine Gefahrenstelle. Das Rechtecksymbol 7 symbolisiert ein Global Positioning System GPS. Das Rechtecksymbol 10 symbolisiert eine Versendung von Gefahrenstellen an den Backend-Server 22.
In 4 symbolisiert ein Symbol 50 ein Fahrzeug einer Fahrzeugflotte. Ein Rechteck 51 symbolisiert den Empfang einer neuen Gefahrenstelle. Ein Rechteck 52 symbolisiert die Verknüpfung von einem erfassten Fahrbahnnässegrad mit einer aktuellen Regenmenge.
Ein Rechteck 53 symbolisiert einen Filter beziehungsweise einen Mittelwert der Regenmenge. Ein Symbol 65 symbolisiert die aktuelle Regenmenge an der Gefahrenstelle. Die aktuelle Regenmenge an der Gefahrenstelle wird zum Beispiel durch ein Regenradar erfasst.
Ein Rechteck 54 symbolisiert eine Prüfung, ob in einem Umkreis bereits eine Gefahrenstelle bekannt ist. Ein Kreiszylinder 60 symbolisiert eine Aquaplaning-Gefahrenstellenkarte. Eine Raute 64 symbolisiert eine Abfrage, ob die Gefahrenstelle bekannt ist.
Wenn die Gefahrenstelle bekannt ist, dann werden die bekannten Gefahrenstellendaten im Rechteck 55 entsprechend ergänzt. Wenn die Gefahrenstelle nicht bekannt ist, dann wird die neue Gefahrenstelle im Rechteck 56 erfasst beziehungsweise weiter verarbeitet. Ein Kreiszylindersymbol 61 symbolisiert eine laufend aktualisierte Aquaplaning-Gefahrenstellenkarte.
In den Schritten 51 bis 53 des Ablaufdiagramms der 4 ist dargestellt, wie der gemessene Fahrbahnnässegrad im Backend-Server mit der aktuellen Regenmenge am Ort der Gefahrenstelle und mit mindestens einem zeitlichen Mittelwert dieser Regenmenge verknüpft wird. Im Ablaufschritt 54 wird dann überprüft, ob an dem gemeldeten Ort bereits eine Gefahrenstelle bekannt ist. In jedem Fall wird angenommen, dass der Fahrbahnnässegrad an der Gefahrenstelle gleich Null sein muss, wenn sowohl die aktuelle, also auch die zeitlich gemittelte Regenmenge gleich Null sind.
In den 2 und 3 sind die Ablaufschritte 55 und 56 aus 4 in Form von kartesischen Koordinatendiagrammen mit jeweils einer x-Achse 31 und jeweils einer y-Achse 32 veranschaulicht. Auf der x-Achse 31 ist ein Mittelwert der Regenmenge aufgetragen. Auf der y-Achse 32 ist die aktuelle Regenmenge aufgetragen. Durch Kreuze 35 und 40 ist in den 2 und 3 angedeutet, dass der Fahrbahnnässegrad an der Gefahrenstelle gleich Null ist, wenn sowohl die aktuelle als auch die zeitlich gemittelte Regenmenge gleich Null sind.
In 2 sind durch Kreuzsymbole 36 Fahrbahnnässegrade mit Werten angedeutet, die kleiner Zwei sind. Durch Kreuzsymbole 37 sind Fahrbahnnässegrade mit Werten angedeutet, die gleich Zwei sind. Aus allen vorhandenen Daten wird eine Abgrenzungskurve 34 zwischen den Fahrbahnnässegraden 37 mit Wert Zwei und den Fahrbahnnässegraden 36 mit Werten kleiner Zwei berechnet. Falls mehr als nur ein zeitlicher Mittelwert der Regenmenge genutzt werden sollte, zum Beispiel ein einstündiger und ein dreistündiger Mittelwert, wird die Abgrenzungskurve 34 entsprechend eine n-dimensionale Abgrenzungsfläche.
In 3 ist durch ein Kreuzsymbol 41 eine neue Gefahrenstelle angedeutet. Zwischen der initialen Gefahrenstelle 40 und der neuen Gefahrenstelle 41 verläuft eine Abgrenzungslinie 44.
Zur Rückverteilung aktueller Gefahrenstellendaten wird in Abhängigkeit aktueller Wetterdaten, insbesondere der aktuellen und der zeitlich gemittelten Regenmenge, und der Abgrenzungskurven bekannter Gefahrenstellen geschätzt, wo aktuelle Gefahrenstellen zu erwarten sind. Alle Fahrzeuge, die auf die entsprechenden Gefahrenstellen zufahren, werden dann rechtzeitig gewarnt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012007367 A1 [0002]
EP 2249325 B1 [0002]
DE 102010012402 B4 [0002]

Claims

Verfahren zum Bestimmen zumindest einer sicherheitsrelevanten Verkehrs- und/oder Wetterinformation, insbesondere des wetterbedingten Straßenzustandes eines Fahrzeugs (50) einer Fahrzeugflotte mit mehreren Fahrzeugen, die jeweils mindestens eine Sensoreinrichtung umfassen können, mit deren Hilfe Wetterdaten im Betrieb des zugehörigen Fahrzeugs (50) erfasst werden können und die steuerungsmäßig mit einer fahrzeuginternen elektronischen Steuerung verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit einem fahrzeugexternen Backend-Server (21, 22) verbindbar beziehungsweise verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrs- und/oder Wetterinformationen von mindestens zwei Fahrzeugen der Fahrzeugflotte verwendet werden, um eine potentielle Gefahrenstelle zu erkennen, auf die mindestens ein Fahrer eines Fahrzeugs (50) der Fahrzeugflotte im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle hingewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Sensor (3) zum Erfassen eines Fahrbahnnässegrades umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Sensor (1) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schwellwertprüfung (4) Messwerte des Sensors (3) zum Erfassen des Fahrbahnnässegrades und Messwerte des Sensors (1) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemessener Fahrbahnnässegrad mit einer aktuellen Regenmenge im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle und mit mindestens einem zeitlichen Mittelwert dieser Regenmenge verknüpft (52) wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nächsten Schritt (54) überprüft wird, ob im Bereich der erkannten potentiellen Gefahrenstelle bereits eine Gefahrenstelle bekannt ist.