LELLMANN CHRISTIAN (DE)
WO2005007973A1 | 2005-01-27 |
US20150135800A1 | 2015-05-21 | |||
DE102016014547A1 | 2017-07-06 | |||
US5982325A | 1999-11-09 |
Ansprüche 1 . Verfahren zum Ermitteln eines Reibwertes (μ) einer Fahrbahn, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Datensatzes (16) von Straßenzustandsdaten (14) eines Winterdienstes (50) und/oder eines Straßenreinigungsdienstes (50), wobei die Straßenzustandsdaten (14) mit einer Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn korrelieren; Zuordnen zumindest eines Teils der Straßenzustandsdaten (14) zu wenigstens einer Position (s) der Fahrbahn; Zuordnen zumindest des Teils der Straßenzustandsdaten (14) zu wenigstens einem Zeitpunkt (t), an welchem der Teil der Straßenzustandsdaten (14) erfasst ist; und Ermitteln wenigstens eines Reibwertes (μ) der Fahrbahn an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) basierend auf zumindest dem Teil der Straßenzustandsdaten (14). 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Straßenzustandsdaten (14) Daten von wenigstens einem Räumfahrzeug (52) und/oder von wenigstens einem Straßenreinigungsfahrzeug (52) umfassen. 3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Straßenzustandsdaten (14) Positionsdaten wenigstens eines Räumfahrzeuges (52) und/oder wenigstens eines Straßenreinigungsfahrzeuges (52) umfassen; und/oder wobei der zumindest eine Teil der Straßenzustandsdaten (14) basierend auf Positionsdaten wenigstens eines Räumfahrzeuges (52) und/oder wenigstens eines Straßenreinigungsfahrzeuges (52) zu der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn zugeordnet wird. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Straßenzustandsdaten (14) eine Zeitinformation umfassen; und/oder wobei der zumindest eine Teil der Straßenzustandsdaten (14) basierend auf Zeitinformationen der Straßenzustandsdaten (14) zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) zugeordnet werden. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Straßenzustandsdaten (14) mit einer auf der Fahrbahn verteilten Salzmenge, mit einem Schneeräumungsvorgang, mit einem Salztyp eines auf der Fahrbahn verteilten Salzes, mit einem Straßenreinigungsvorgang, mit einer auf der Fahrbahn verteilten Wassermenge und/oder mit einer auf der Fahrbahn verteilten Rollsplittmenge korrelieren. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das Verfahren ferner aufweisend: Ableiten, aus den Straßenzustandsdaten (14), einer an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) auf der Fahrbahn verteilten Salzmenge, eines an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) durchgeführten Schneeräumungsvorgangs, eines Salztypes eines an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) auf der Fahrbahn verteilten Salzes, eines an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) durchgeführten Straßenreinigungsvorgangs, einer an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) auf der Fahrbahn verteilten Wassermenge, und/oder einer an der wenigstens einen Position (s) der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt (t) auf der Fahrbahn verteilten Rollsplittmenge. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiter aufweisend: Ermitteln einer Mehrzahl von Reibwerten (μ) an einer Mehrzahl von Positionen (s) der Fahrbahn und/oder für eine Mehrzahl von Zeitpunkten (t); und Erstellen einer Reibwertkarte basierend auf der Mehrzahl von ermittelten Reibwerten (μ). 8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiter aufweisend: Empfangen, von einem Verkehrsteilnehmer (22), einer Anfrage für einen Reibwert an einer Anfrageposition und/oder für einen Anfragezeitpunkt; Ermitteln des Reibwertes (μ) an der Anfrageposition und/oder für den Anfragezeitpunkt; und Bereitstellen des ermittelten Reibwertes (μ) an den Verkehrsteilnehmer (22). 9. Datenverarbeitungsvorrichtung (10) zum Ermitteln eines Reibwertes (μ) einer Fahrbahn, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, Schritte des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche auszuführen. 10. Datenverarbeitungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (10) einen Datenspeicher (12) zur Speicherung der Straßenzustandsdaten (14); einen Prozessor (18); und eine Schnittstelle (20) zum Übertragen eines Reibwertes (μ) aufweist. |
Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Reibwertes einer Fahrbahn Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Ermittlung von Reibwerten einer Fahrbahn. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines Reibwertes einer Fahrbahn und/oder ein Verfahren zum Erstellen einer Reibwertkarte. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere eine Datenverarbeitungsvorrichtung, zum Ermitteln eines
Reibwertes einer Fahrbahn.
Stand der Technik
Reibwerte für Fahrbahnen, wie etwa Straßen, Parkplätze, Rollfelder und/oder Startbahnen auf Flughäfen, werden häufig basierend auf einer direkten und aktiven Reibwertmessung ermittelt und/oder gemessen. Zur aktiven
Reibwertmessung werden in der Regel spezielle Messfahrzeuge mit einer Reibwertmesstechnik eingesetzt. Beispiele für derartige Messfahrzeuge sind der sogenannte„Surface Friction Tester" sowie die„Sideway-force Coefficient Routine Investigation Machine", bei welchen Reibmesswerte der Fahrbahn basierend auf einer Kraftmessung ermittelt werden. Beispielsweise kann das Messfahrzeug über einen Fahrzeuganhänger mit drei Rädern verfügen, wobei das dritte Rad in den physikalischen Grenzbereich, d.h. bis zum Reifenstillstand, abgebremst werden kann. Über die dazu nötige Bremskraft und/oder das dazu nötige Bremsmoment lässt sich die Reibkraft und mit Hilfe der bekannten Normalkraft der Reibwert zwischen Fahrbahn und dem dritten Rad bestimmen. Alternativ kann die Reibkraft beispielsweise über eine Seitenkraft eines fünften, um etwa 20° zur Fahrtrichtung geneigten Rades ermittelt werden. Auch in diesem Fall kann der Reibwert unter Kenntnis der Normalkraft bestimmt werden.
Derartige Messverfahren können allerdings aufgrund der darin eingesetzten aufwändigen Messtechnik nicht ohne großen Aufwand in Serien- Fahrzeugen eingesetzt werden. Offenbarung der Erfindung
Mit Ausführungsformen der Erfindung können in vorteilhafter Weise Reibwerte einer Fahrbahn zuverlässig, schnell und mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Reibwertes einer Fahrbahn und/oder eines Reibwertes zwischen einem Fahrzeug, etwa einem Reifen des Fahrzeugs, und der Fahrbahn. Der Reibwert kann dabei einen Reibungskoeffizienten zwischen der Fahrbahn und dem Fahrzeug bezeichnen. Die Fahrbahn kann eine Straße eines Straßennetzes, einen Parkplatz, ein Rollfeld, eine Startbahn und/oder jede andere von einem Fahrzeug befahrbare Fläche bezeichnen. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen eines Datensatzes von Straßenzustandsdaten eines
Winterdienstes und/oder eines Straßenreinigungsdienstes, wobei die
Straßenzustandsdaten mit einer Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn korrelieren;
- Zuordnen zumindest eines Teils der Straßenzustandsdaten zu wenigstens einer
Position der Fahrbahn;
- Zuordnen zumindest des Teils der Straßenzustandsdaten zu wenigstens einem
Zeitpunkt, an welchem der Teil der Straßenzustandsdaten erfasst ist; und
- Ermitteln wenigstens eines Reibwertes der Fahrbahn an der wenigstens einen
Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt basierend auf und/oder unter Verwendung von zumindest dem Teil der
Straßenzustandsdaten.
Allgemein kann der Winterdienst und/oder der Straßenreinigungsdienst einen Straßendienst bezeichnen. Der Winterdienst kann etwa eines oder mehrere Räumfahrzeuge zum Streuen von Salz und/oder Rollsplitt auf der Fahrbahn umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Winterdienst eines oder mehrere
Räumfahrzeuge zum Räumen und/oder Entfernen von Schnee auf der Fahrbahn umfassen. Analog kann der Straßenreinigungsdienst eines oder mehrere
Straßenreinigungsfahrzeuge umfassen, welche zum Reinigen der Fahrbahn, etwa mittels Wasser und/oder mittels einer Kehrmaschine, dienen.
Die Straßenzustandsdaten können von dem Winterdienst und/oder dem
Straßenreinigungsdienst beispielsweise über einen Server bereitgestellt sein. Alternativ oder zusätzlich können die Straßenzustandsdaten von wenigstens einem Räumfahrzeug und/oder wenigstens einem Straßenreinigungsfahrzeug bereitgestellt sein, etwa über eine geeignete Datenkommunikationsschnittstelle. Die Straßenzustandsdaten können insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn, einen Zustand der Fahrbahn und/oder einen Zustand einer Oberfläche, etwa einer Fahrbahnfläche, beschreiben. Beispielsweise können die Straßenzustandsdaten angeben, an welcher Position und/oder in welchem Abschnitt der Fahrbahn die Fahrbahn gereinigt wurde und/oder an welcher Position Salz auf der Fahrbahn gestreut wurde. Auch können die
Straßenzustandsdaten angeben, an welcher Position und/oder in welchem Abschnitt der Fahrbahn Schnee geräumt wurde. Auch können die
Straßenzustandsdaten eine Zeitinformation umfassen und beispielsweise angeben, wann auf der Fahrbahn Schnee geräumt wurde und/oder wann gesalzen wurde. Des Weiteren können die Straßenzustandsdaten auch
Informationen bezüglich eines Typs eines eingesetzten Räumfahrzeuges und/oder Straßenreinigungsfahrzeuges umfassen. Auch können Informationen bezüglich eines eingesetzten Salztyps, einer Salzmenge, einer pro Zeiteinheit und/oder Flächeneinheit gestreuten Salzmenge, einer pro Zeiteinheit und/oder Flächeneinheit eingesetzten Wassermenge oder dergleichen umfassen.
Erfindungsgemäß kann zumindest ein Teil der Straßenzustandsdaten zu wenigstens einer Position und/oder zu einem Abschnitt der Fahrbahn zugeordnet werden. Ferner wird der Teil der Straßenzustandsdaten zu wenigstens einem Zeitpunkt zugeordnet, an welchem der Teil der Straßenzustandsdaten erfasst wurde. Dabei kann der Zeitpunkt auch eine Zeitspanne bezeichnen, innerhalb derer die Straßenzustandsdaten erfasst und/oder ermittelt wurden. Mit anderen Worten können die Straßenzustandsdaten bezüglich Position und Zeit referenziert werden. Basierend auf und/oder unter Verwendung des Teils der Straßenzustandsdaten kann sodann der Reibwert der Fahrbahn an der wenigstens einen Position und/oder in dem Abschnitt sowie zu dem wenigstens einen Zeitpunkt und/oder in der Zeitspanne bestimmt, abgeschätzt und/oder berechnet werden.
Zur Ermittlung des Reibwertes können auch weitere Daten verwendet werden. Beispielsweise können Sensordaten von Fahrzeugen, wie etwa Daten von Beschleunigungssensoren, Gyrosensoren, ESP-Sensoren, Drehratensensoren oder dergleichen, sowie Wetterdaten und/oder Straßensensordaten, wie beispielsweise Glättesensoren, Feuchtigkeitssensoren und/oder
Temperatursensoren, zur Ermittlung des Reibwertes herangezogen werden. Der eigentliche Reibwert kann unter Verwendung der Straßenzustandsdaten und gegebenenfalls weiterer Daten, beispielsweise unter Anwendung eines geostatistischen Verfahrens, ermittelt werden.
Das Verfahren kann als auf den nachfolgend beschriebenen Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Die aktuellen Entwicklungen im Bereich vernetzter Fahrzeuge ermöglichen mittels Connectivity- Einheiten einen Austausch von
Sensorik- Daten über aktuelle Fahrbahn, Geschwindigkeit, Verkehrssituation oder dergleichen. Durch die Verarbeitung dieser Daten und den daraus resultierenden Informationsgewinn über Straßenabschnitte lassen sich das automatisierte Fahren und prädiktive Fahrerassistenzsysteme mit einem Zugewinn an
Sicherheit vorantreiben. Dem Fahrzeug werden Informationen über die
Umgebung breitgestellt, die es allein mit eigener Sensorik nicht generieren könnte. In diesem Kontext spielt auch der Straßenreibwert und/oder der Reibwert der Fahrbahn eine Rolle. Es gibt keine dezidierten Reibwertsensoren für PKWs. Allerdings ist es durch serverseitige Verarbeitung vieler Sensorikdaten von vielen verschiedenen Fahrzeugen (z. B. Beschleunigungssensorik) in Kombination mit
Wettersensorik und straßenseitiger Sensorik (Glättesensoren) möglich, einen Reibwert für Straßenabschnitte zu schätzen. Diese Informationen können dann zur weiteren Funktionsentwicklung mit dem Ziel der Erhöhung von Sicherheit und Komfort verwendet werden.
Durch Verwendung der Straßenzustandsdaten zur Ermittlung des Reibwertes kann in vorteilhafter Weise eine Präzision der Reibwertermittlung und/oder eine Genauigkeit des ermittelten Reibwertes gesteigert sein. Wird beispielsweise basierend auf Wetterdaten der Reibwert ermittelt, so kann es vorkommen, dass ein zu geringer Reibwert abgeschätzt wird, da beispielsweise die Fahrbahn bereits von Schnee befreit wurde und/oder Salz gestreut wurde. Um dies zu berücksichtigen ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Reibwert basierend auf den Straßenzustandsdaten zu ermitteln. Beispielsweise kann eine Salzmenge auf der Fahrbahn in vorteilhafter Weise zur Ermittlung des Reibwertes herangezogen werden, da durch das Streuen von Salz die Bildung einer Schnee- und/oder Eisschicht verhindert werden kann bzw. die Schicht abgebaut und/oder aufgelöst werden kann, was den Reibwert wieder erhöht. Es kann daher zu Konstellationen kommen, bei denen beispielsweise die Wetterbedingungen geringe Reibwerte verursachen würden, diese aber nicht tatsächlich vorliegen, da durch das Streuen von Salz eingegriffen wurde. Es kann daher für die Reibwertermittlung vorteilhaft sein, zu wissen ob und wie viel Salz auf der Fahrbahn verteilt wurde und/oder ob die Fahrbahn von Schnee befreit wurde.
Somit kann basierend auf den Straßenzustandsdaten der Reibwert mit höherer Genauigkeit abgeschätzt werden. Auch können die Straßenzustandsdaten zur Plausibilitatskontrolle eines basierend auf anderen Daten ermittelten Reibwertes herangezogen werden.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens liegt darin, dass viele Straßenzustandsdaten, etwa ähnlich einem Schwarmwissen, genutzt werden können. So haben einzelne Fehler der Sensoriken kaum Auswirkungen und statistische Auswertungen können gute Ergebnisse liefern. Des Weiteren kann durch die Verwendung der Straßenzustandsdaten eine erhebliche Verbesserung der Reibwertschätzung erfolgen. Auch ist es denkbar, die verbleibende
Restmenge eines Salzbelags auf der Fahrbahn aufgrund verschiedener
Faktoren, wie z. B. Wetterbedingungen und/oder Verkehrsaufkommen, zu schätzen und somit eine Prädiktion des Reibwerts für einen in der Zukunft liegenden Zeitpunkt zu verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die
Straßenzustandsdaten Daten von wenigstens einem Räumfahrzeug und/oder von wenigstens einem Straßenreinigungsfahrzeug. Das wenigstens eine
Räumfahrzeug und/oder das wenigstens eine Straßenreinigungsfahrzeug kann etwa mit einem GPS-Sensor ausgestattet sein und so ortsgenaue
Straßenzustandsdaten und/oder Positionsdaten liefern. Auch kann das wenigstens eine Räumfahrzeug und/oder das wenigstens eine
Straßenreinigungsfahrzeug über einen Zeitgeber verfügen und so
Zeitinformationen der Straßenzustandsdaten bereitstellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die
Straßenzustandsdaten Positionsdaten wenigstens eines Räumfahrzeuges und/oder wenigstens eines Straßenreinigungsfahrzeuges. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Teil der Straßenzustandsdaten basierend auf
Positionsdaten wenigstens eines Räumfahrzeuges und/oder wenigstens eines Straßenreinigungsfahrzeuges zu der wenigstens einen Position der Fahrbahn zugeordnet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ermittelt werden, welche Position bzw. welcher Abschnitt der Fahrbahn von Schnee befreit wurde und/oder an welcher Position bzw. auf welchem Abschnitt Salz gestreut wurde. So dass der Reibwert an der entsprechenden Position und/oder dem Abschnitt der Fahrbahn mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die
Straßenzustandsdaten eine Zeitinformationen. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Teil der Straßenzustandsdaten basierend auf
Zeitinformationen der Straßenzustandsdaten zu dem wenigstens einen Zeitpunkt zugeordnet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ermittelt werden, wann ein Abschnitt der Fahrbahn geräumt und/oder gesalzen worden ist. Derart kann auch der Zeitpunkt und/oder eine Zeitspanne ermittelt werden, in welcher der ermittelte Reibwert voraussichtlich gültig sein und/oder mit hoher
Wahrscheinlichkeit einem tatsächlichen Reibwert der Fahrbahn entsprechen kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung korrelieren die
Straßenzustandsdaten mit einer auf der Fahrbahn verteilten Salzmenge, mit einem Schneeräumungsvorgang, mit einem Salztyp eines auf der Fahrbahn verteilten Salzes, mit einem Straßenreinigungsvorgang, mit einer auf der Fahrbahn verteilten Wassermenge und/oder mit einer auf der Fahrbahn verteilten Rollsplittmenge. Mit anderen Worten können die Straßenzustandsdaten für eine auf der Fahrbahn verteilten Salzmenge, für einen Schneeräumungsvorgang, für einen Salztyp eines auf der Fahrbahn verteilten Salzes, für einen
Straßenreinigungsvorgang, für eine auf der Fahrbahn verteilte Wassermenge und/oder für eine auf der Fahrbahn verteilte Rollsplittmenge repräsentativ und/oder indikativ sein. Sämtliche voranstehend genannten Größen können dabei auch pro Zeiteinheit und/oder pro Flächeneinheit angegeben sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner den folgenden Schritt auf:
Ableiten und/oder Ermitteln, aus den Straßenzustandsdaten, einer an der wenigstens einen Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt auf der Fahrbahn verteilten Salzmenge, eines an der wenigstens einen Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt durchgeführten
Schneeräumungsvorgangs, eines Salztypes eines an der wenigstens einen Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt auf der Fahrbahn verteilten Salzes, eines an der wenigstens einen Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt durchgeführten Straßenreinigungsvorgangs, einer an der wenigstens einen Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt auf der Fahrbahn verteilten Wassermenge, und/oder einer an der wenigstens einen Position der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt auf der Fahrbahn verteilten Rollsplittmenge. Mit anderen Worten können die Straßenzustandsdaten hinsichtlich Position und Zeitpunkt ausgewertet werden, um so eine zuverlässige Abschätzung und/oder Ermittlung des Reibwertes zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermitteins einer Mehrzahl von Reibwerten an einer Mehrzahl von Positionen der Fahrbahn und/oder für eine Mehrzahl von Zeitpunkten auf. Ferner weist das Verfahren einen Schritt des Erstellens einer Reibwertkarte basierend auf der Mehrzahl von ermittelten Reibwerten auf. Eine derartige Reibwertkarte kann insbesondere im Hinblick auf ein autonomes Fahren von Fahrzeugen vorteilhaft sein, da basierend auf einer solchen Reibwertkarte beispielsweise automatisch eine Geschwindigkeit eines Fahrzeuges an den aktuell vorliegenden Reibwert angepasst werden kann. Die Reibwertkarte kann dabei eine digitale
Straßenkarte mit darin eingetragenen und/oder zugeordneten Reibwerten bezeichnen.
Entwicklungen im Bereich vernetzter Fahrzeuge und/oder im Bereich autonomen Fahrens können etwa mittels Connectivity-Einheiten einen Austausch von
Sensorik-Daten über eine aktuelle Fahrbahn, eine Geschwindigkeit, eine
Verkehrssituation oder Ähnliches erlauben. Durch die Verarbeitung solcher Daten und den daraus resultierenden Informationsgewinn über die Fahrbahn können automatisiertes Fahren und prädiktive Fahrerassistenzsysteme mit einem Zugewinn an Sicherheit vorangetrieben werden. Dem Fahrzeug können so
Informationen über die Umgebung breitgestellt werden, die es mit
fahrzeugeigener Sensorik nicht generieren könnte. Da es üblicherweise keine Reibwertsensoren für Fahrzeuge, insbesondere nicht für Personenkraftwagen, gibt, kann das Erstellen und Bereitstellen der Reibwertkarte einen zusätzlichen Informationsgewinn liefern. Eine solche Reibwertkarte kann dann zur weiteren
Funktionsentwicklung mit dem Ziel der Erhöhung von Sicherheit und Komfort verwendet werden. Reibwerte in einer Reibwertkarte eingetragen, können hier zum Beispiel genutzt werden, um automatisiert Fahrzeuggeschwindigkeiten zum Beispiel vor Kurven zu setzen. So können gefährliche Situationen oder Unfälle durch Abkommen von der Fahrspur, vor allem bei schwierigen
Straßenverhältnissen wie Nässe oder Schnee, vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt des Empfangens, von einem Verkehrsteilnehmer, einer Anfrage für einen Reibwert an einer Anfrageposition und/oder für einen Anfragezeitpunkt auf. Weiter weist das Verfahren den Schritt des Ermitteins des Reibwertes an der Anfrageposition und/oder für den Anfragezeitpunkt auf. Ferner weist das
Verfahren den Schritt des Bereitstellens des ermittelten Reibwertes an den Verkehrsteilnehmer auf. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in einem Server und/oder einer serverbasierten Datenverarbeitungsvorrichtung implementiert sein. Verkehrsteilnehmer können dabei für beliebige Anfragepositionen und/oder zu beliebigen Anfragezeitpunkten in Echtzeit einen Reibwert anfragen und entsprechend den ermittelten
Reibwerten beispielsweise ein Fahrverhalten, wie etwa eine Geschwindigkeit, anpassen. Auch kann so eine Funktionalität des erfindungsgemäßen Verfahrens einer beliebigen Anzahl von Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt werden, ohne dass etwa eine kostenintensive Aufrüstung der Fahrzeuge notwendig wäre.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung zum Ermitteln eines Reibwertes einer Fahrbahn, wobei die
Datenverarbeitungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Verfahren, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auszuführen. Die
Datenverarbeitungsvorrichtung kann dabei auch ein Netzwerk von
Datenverarbeitungseinrichtungen, etwa eine Cloud-Umgebung, bezeichnen.
Merkmale, Elemente, Funktionen und/oder Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, können Merkmale, Elemente und/oder Funktionen der Datenverarbeitungsvorrichtung, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, sein, und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die
Datenverarbeitungsvorrichtung einen Datenspeicher zur Speicherung der
Straßenzustandsdaten, einen Prozessor und eine Schnittstelle zum Übertragen eines Reibwertes auf. In dem Datenspeicher kann ein Programmelement hinterlegt sein, das, wen es auf dem Prozessor ausgeführt wird, die
Datenverarbeitungsvorrichtung anleitet, Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auszuführen. Die Schnittstelle kann insbesondere eine drahtlose Schnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und der Datenverarbeitungsvorrichtung sein. Die Kommunikation kann etwa über Internet, ein Mobilfunknetz und/oder ein
Telefonnetz erfolgen. Über die Schnittstelle kann etwa die Anfrage des
Reibwertes von dem Fahrzeug empfangen und der daraufhin ermittelte Reibwert an das Fahrzeug gesendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein System mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Ermitteln eines Reibwerts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind gleiche, gleich wirkende oder ähnliche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Datenverarbeitungsvorrichtung 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 weist einen Datenspeicher 12 zur Speicherung von Straßenzustandsdaten 14 und/oder eines Datensatzes 16 von Straßenzustandsdaten 14 auf. Die Straßenzustandsdaten 14 stammen dabei von einem Winterdienst 50 und/oder einem Straßenreinigungsdienst 50, welcher eines oder mehrere Fahrzeuge 52, etwa Räumfahrzeuge 52 und/oder
Straßenreinigungsfahrzeuge 52, aufweisen kann.
Ferner weist die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 einen Prozessor 18 auf. In dem Datenspeicher 12 und/oder einer weiteren Datenspeichereinrichtung der
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 kann etwa ein Programmelement hinterlegt sein, das, wenn es auf dem Prozessor 18 ausgeführt wird, die
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 anleitet, Schritte des Verfahrens zum Ermitteln eines Reibwertes μ(8, t) an einer Position s der Fahrbahn und zu einem Zeitpunkt t, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auszuführen.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 ist dazu eingerichtet, basierend auf den Straßenzustandsdaten 14 den Reibwert p(s, t) an der Position s der Fahrbahn und zu dem Zeitpunkt t zu ermitteln. Allgemein beschreiben die
Straßenzustandsdaten 14 eine Oberflächenbeschaffenheit und/oder einen
Zustand einer Fahrbahnfläche der Fahrbahn. Damit ein orts- und zeitgenauer Reibwert μ ermittelt werden kann, können die Straßenzustandsdaten 14
Positionsdaten wenigstens eines Räumfahrzeuges 52 und/oder wenigstens eines Straßenreinigungsfahrzeuges 52 umfassen. Auch können die
Straßenzustandsdaten 14 eine Zeitinformation umfassen und/oder eine Zeit angeben, in welcher die Straßenzustandsdaten 14 erfasst wurden. Insbesondere können die Straßenzustandsdaten 14 repräsentativ für eine auf der Fahrbahn verteilte Salzmenge, für einen Schneeräumungsvorgang, für einen Salztyp eines auf der Fahrbahn verteilten Salzes, für einen Straßenreinigungsvorgang, für eine auf der Fahrbahn verteilte Wassermenge und/oder für eine auf der Fahrbahn verteilte Rollsplittmenge sein. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 kann dazu eingerichtet sein, diese Informationen aus den Straßenzustandsdaten abzuleiten, um so mit hoher Genauigkeit den Reibwert μ zu ermitteln. Des Weiteren weist die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 eine Schnittstelle 20 auf. Die Schnittstelle 20 kann insbesondere eine Schnittstelle 20 zur drahtlosen Kommunikation mit einem Verkehrsteilnehmer 22, etwa einem Fahrzeug 22, sein. Beispielsweise kann die Schnittstelle 20 zur bidirektionalen Kommunikation mit dem Verkehrsteilnehmer 22 ausgestaltet sein, wobei die Kommunikation beispielsweise über Internet, ein Mobilfunknetz, ein Telefonnetz und/oder ein anderes geeignetes Datenübertragungsnetz erfolgen kann. Der
Verkehrsteilnehmer 22 kann etwa eine Anfrage für einen Reibwert μ an einer Anfrageposition und/oder für einen Anfragezeitpunkt an die
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 senden, welche diese Anfrage über die Schnittstelle 20 empfangen kann. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 kann ferner dazu ausgelegt und/oder eingerichtet sein, den entsprechenden Reibwert μ zu ermitteln, wie voranstehend und nachfolgend im Detail beschrieben, und den Reibwert μ über die Schnittstelle 20 an den Verkehrsteilnehmer 22 zu senden.
Auch kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 über die Schnittstelle 20 von die Straßenzustandsdaten 14 empfangen. Beispielsweise können die
Straßenzustandsdaten 14 von dem Winterdienst 50 und/oder dem
Straßenreinigungsdienst 50, etwa über einen Server des Winterdienstes 50 und/oder des Straßenreinigungsdienstes 50, empfangen werden. Auch können die Fahrzeuge 52 des Winterdienstes 50 und/oder des
Straßenreinigungsdienstes 50 die Straßenzustandsdaten 14 direkt an die
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 übermitteln.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 kann insbesondere einen oder mehrere Server bezeichnen und/oder umfassen. Beispielsweise kann die
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 in einer Cloud-Umgebung und/oder einer
Cloud-Computerumgebung realisiert sein.
Fig. 2 zeigt ein System 100 mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 der Figur 2 dieselben Elemente und
Merkmale wie die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 der Figur 1 auf.
Das System 100 weist eine Wetterinformationsstation 102 auf, welche der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 aktuelle und/oder vorhergesagte Wetterdaten, wie beispielsweise Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Niederschlagsrate oder Ähnliches, bereitstellt.
Weiter weist das System 100 eine Straßensensorstation 104 auf, welche der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 Straßensensorikdaten und/oder
Straßensensordaten, wie beispielsweise Glättesensordaten,
Feuchtigkeitssensordaten, Temperaturdaten oder Ähnliches, bereitstellt. Der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 werden ferner Fahrzeugsensordaten von einem oder mehreren Fahrzeugen 106 bereitgestellt. Die Fahrzeugsensordaten können etwa Daten von Beschleunigungssensoren, Gyrosensoren, ESP- Sensoren, Drehratensensoren oder dergleichen sein. Diese Daten können etwa drahtlos über ein Telefonnetz, insbesondere ein Mobilfunknetz, an die
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 übermittelt werden.
Ferner werden dem System 100 Straßenzustandsdaten 14 von dem Winterdienst 50, von dem Straßenreinigungsdienst 50 und/oder von Fahrzeugen 52 des Winterdienstes 50 bzw. Straßenreinigungsdienstes 50 zur Verfügung gestellt.
Optional weist das System 100 eine Verbindung zum Internet 108 auf, über welche zusätzliche Daten bezüglich einer Fahrbahn und/oder eines
Straßennetzes von der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 abgefragt werden können.
Basierend auf den Straßenzustandsdaten 14 ermittelt die
Datenverarbeitungsvorrichtung 10 einen Reibwert μ an einer Position s einer Fahrbahn und für einen Zeitpunkt t. Zur Ermittlung des Reibwertes μ kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 jedoch auch Wetterdaten,
Straßensensorikdaten, Fahrzeugsensordaten und/oder weiteren Daten verwenden, um so orts- und/oder zeitabhängige Reibwerte μ(8, t) zu ermitteln. Hierzu können die Straßenzustandsdaten 14, die Wetterdaten, die
Straßensensorikdaten, die Fahrzeugsensordaten und/oder die weiteren Daten etwa mittels eines Particle- Filters und/oder eines Kaiman- Filters in Zeitfolgen verarbeitet werden, um einen orts- und/oder zeitabhängigen Reibwert μ zu aggregieren. Dieser Reibwert μ kann dann an den Verkehrsteilnehmer 22 über die Schnittstelle 20 der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 gesendet werden, um dem Verkehrsteilnehmer 22 eine Information über den derzeitigen Reibwert zu übermitteln.
Des Weiteren kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 dazu eingerichtet sein, mehrere Reibwerte μ für unterschiedliche Fahrbahnpositionen s und/oder für unterschiedliche Zeitpunkte t zu ermitteln und eine Reibwertkarte zu erstellen. Die Reibwertkarte kann dabei eine Straßenkarte, insbesondere eine digitale Straßenkarte, mit darin eingetragenen Reibwerten μ bezeichnen. Auch kann eine solche Reibwertkarte dem Verkehrsteilnehmer 22 übersendet werden. Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Ermitteln eines Reibwerts μ gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
In einem ersten Schritt Sl wird ein Datensatz 16 von Straßenzustandsdaten 14 eines Winterdienstes 50 und/oder eines Straßenreinigungsdienstes 50 bereitgestellt. Optional kann in Schritt Sl eine Vorverarbeitung und/oder
Auswertung der Straßenzustandsdaten 14 vorgenommen werden.
In einem weiteren Schritt S2 wird zumindest ein Teil der Straßenzustandsdaten 14 zu wenigstens einer Position s und/oder wenigstens einem Abschnitt s der Fahrbahn zugeordnet, etwa basierend auf Positionsdaten wenigstens eines Räumfahrzeuges 52 und/oder wenigstens eines Straßenreinigungsfahrzeuges 52. In Schritt S2 kann beispielsweise eine Ortsinformation aus den
Straßenzustandsdaten 14 ermittelt und/oder abgeleitet werden.
In einem weiteren Schritt S3 wird zumindest der Teil der Straßenzustandsdaten 14 zu wenigstens einem Zeitpunkt t, an welchem der Teil der
Straßenzustandsdaten 14 erfasst ist, zugeordnet, etwa basierend auf
Zeitinformationen der Straßenzustandsdaten 14. In Schritt S3 können auch die Zeitinformationen aus den Straßenzustandsdaten 14 abgeleitet werden.
In einem Schritt S4 wird aus den Straßenzustandsdaten 14 eine an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen
Zeitpunkt t auf der Fahrbahn verteilte Salzmenge, ein an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt t durchgeführter Schneeräumungsvorgang, ein Salztyp eines an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt t auf der Fahrbahn verteilten Salzes, ein an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt t durchgeführter Straßenreinigungsvorgang, eine an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt t auf der Fahrbahn verteilte Wassermenge, und/oder eine an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen
Zeitpunkt t auf der Fahrbahn verteilte Rollsplittmenge abgeleitet und/oder ermittelt. In einem weiteren Schritt S5 wird wenigstens Reibwert μ der Fahrbahn an der wenigstens einen Position s der Fahrbahn und zu dem wenigstens einen Zeitpunkt t basierend auf und/oder unter Verwendung der Straßenzustandsdaten 14 ermittelt. Hierzu werden insbesondere die in Schritt S4 ermittelten
Informationen herangezogen, so dass mit hoher Präzision der Reibwert μ ermittelt werden kann.
Die voranstehend beschriebenen Schritte Sl bis S5, können auch mehrfach durchlaufen werden, so dass an mehreren unterschiedlichen Fahrbahnpositionen s und/oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten t Reibwerte μ ermittelt werden können. In einem optionalen Schritt S6 kann basierend auf dieser Mehrzahl von ermittelten Reibwerten μ eine Reibwertkarte erstellt werden, etwa durch
Eintragen der Reibwerte μ in eine Straßenkarte. Alternativ oder zusätzlich können einzelne Reibwerte μ auch, etwa über die Schnittstelle 20, an einen Verkehrsteilnehmer 22 übermittelt werden. Auch kann die Reibwertkarte an den Verkehrsteilnehmer 22 übermittelt werden und/oder die Reibwertkarte kann etwa auf einer Benutzeroberfläche der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 ausgegeben und/oder in dem Datenspeicher 12 hinterlegt werden.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„umfassend" keine anderen Elemente ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen
Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.