DE10004968A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten wie zum Beispiel Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Motorzustand, Wetterbedingungen, Herzschlag etc., bei welchen zusätzlich zu den genannten Daten Zeitpunkt und Ort der Datenerfassung aufgezeichnet werden. Die Ortserfassung kann insbesondere über ein Ortungssystem wie das GPS erfolgen. Dabei kann ein Abgleich der Position mit einer digitalen Karte vorgenommen werden. Die aufgezeichneten Daten werden vorzugsweise in Echtzeit vorverarbeitet (4), codiert beziehungsweise komprimiert und/oder einer Statistik unterworfen (5), mathematisch/logisch verknüpft (6) und aufgezeichnet beziehungsweise übermittelt (7).

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten, bei dem während der Fahrt fahrzeug-, verkehrs- und fahrerbezogene Daten erfasst, vorverarbeitet und zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Stand der Technik

Verfahren zur Datenerfassung und Datenverarbeitung im Fahrzeug sind bekannt. Eine derartige Datenerfassung kann zum Beispiel der Erstellung von Warnhinweisen für den Fahrer eines Kraftfahrzeuges dienen. Bei solchen Systemen können auch aus mehreren Originalgrößen abgeleitete Größen erzeugt werden. Nicht bekannt ist es jedoch, den zeitlichen und örtlichen Verlauf der aufgezeichneten Daten zu registrieren und bei der Verarbeitung der Daten zu berücksichtigen. Eine Erfassung möglichst vieler relevanter beziehungsweise relevant erscheinender Größen und der Änderungen solcher Größen gewinnt jedoch zunehmend an Bedeutung, um hieraus eine weiterführende Statistik über individuelles Fahrverhalten in Abhängigkeit von Umwelt- und Fahrzeugzuständen beziehungsweise deren Änderung betreiben zu können. Eine Aufzeichnung sämtlicher Größen zur eventuellen späteren Auswertung führt jedoch selbst bei grober zeitlicher Diskretisierung zu extrem großen Datenmengen, was sowohl die Effektivität der Speicherung als auch die der späteren Auswertung in Frage stellt.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten zur Verfügung zu stellen, bei welchen alle für eine Auswertung des Fahrverhaltens relevanten Daten erfasst werden, ohne dass unpraktikabel große Datenmengen anfallen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst.

Das genannte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zusammen mit den aufgezeichneten fahrzeug-, verkehrs- und fahrerbezogenen Daten auch der Zeitpunkt und der Ort der Datenaufzeichnung erfasst werden. Hierdurch ist es möglich, die auf das Fahrzeug, die Verkehrssituation oder den Fahrer bezogenen Daten einem konkreten Zeitpunkt und einem konkreten Ort auf der Fahrtroute zuzuordnen, was eine differenziertere Auswertung der Daten einschließlich einer Datenreduktion durch Ableitung interessierender Größen und durch Bestimmung von Korrelationen ermöglicht. Durch den eindeutigen Zusammenhang zwischen Ort und Zeit ist es ferner möglich, Ort und Zeit als zugrunde liegende Variable gegeneinander auszutauschen und hierdurch die aufzuzeichnende Datenmenge zu reduzieren.

Gemäß Anspruch 2 erfolgt die Verarbeitung der Daten vorzugsweise durch Bildung einer Langzeitstatistik, einer Kurzzeitstatistik und/oder einer Datenkompression. Bei einer Kurzzeitstatistik wird ein Satz über der Zeit veränderlicher integraler Parameter unter Datenreduktion aufgezeichnet. Ein Beispiel hierfür ist die Aufzeichnung der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Zeit beziehungsweise dem Ort. Bei einer Langzeitstatistik können bestimmte Datensätze durch echtes Aufintegrieren ständig aktualisiert werden, ohne dass dabei der zeitliche Verlauf im einzelnen interessiert. Ein Beispiel für derartige Größen sind die Füllstände von Kraftstoff, Wischwasser, Öl und dergleichen. Ferner ist es möglich, zahlreiche Größen durch geeignete und unter Umständen verlustfreie Kompressionsverfahren in ihrem tatsächlichen Verlauf aufzuzeichnen. Verfahren zur Datenkompression sind bekannt und nutzen die Tatsache aus, dass ein durch Messung ermittelter Datenstrom im allgemeinen Regelmäßigkeiten (zum Beispiel Stetigkeit) aufweist, die eine komprimierte Speicherung der Daten erlauben.

Ferner ist es möglich, durch geeignete mathematische beziehungsweise logische Verknüpfungen zwischen verschiedenen Daten abgeleitete Größen zur gewinnen, denen das eigentliche Interesse gilt. Nach Bestimmung dieser Größen können dann die zugrunde liegenden Originaldaten gelöscht werden, was unter Umständen eine erhebliche Ersparnis an Speicherplatz mit sich bringt. Ein Beispiel für eine abgeleitete Größe ist die Glatteisgefahr, welche sich aus einer Verknüpfung von Außentemperaturen und Antriebsschlupf ergibt.

Die Erfassung und Verarbeitung der Daten erfolgt gemäß Anspruch 3 vorzugsweise personenbezogen, das heißt insbesondere auf den Fahrer des Fahrzeugs bezogen. Zu diesem Zweck ist der Fahrer zu identifizieren, so dass er den aufgezeichneten Daten zugeordnet werden kann. Mit der personenbezogenen Verarbeitung können individuelle Verhaltensmuster des Fahrverhaltens ermittelt werden. Diese Verhaltensmuster können dann in anderen Systemen wie z. B. in Navigationssystemen verwendet werden, um diese nutzerspezifisch anzupassen.

Weiterhin werden die erfassten Daten vorteilhafterweise gemäß Anspruch 4 mit einer digitalen Karte korreliert. Dabei kann eine direkte, datenbankmäßige Referenz von den erfassten Daten auf die in der Karte enthaltenden Objekte vorgesehen werden. So kann z. B. die Geschwindigkeit und die absolute und/oder relative Häufigkeit, mit der ein Fahrer bestimmte Streckenabschnitte oder verschiedene Straßentypen (Landstraße, Bundesstraße, Autobahn etc.) befährt, in der digitalen Karte vermerkt werden. Ebenso ist es denkbar, dass biometrische Daten des Fahrers mit Streckenabschnitten oder Straßentypen korreliert werden, um z. B. festzustellen, welche hiervon eine Stresssituation für den Fahrer bedeuten. Dabei findet wiederum vorteilhafterweise eine Kopplung der Datenerfassung mit einem Navigationssystem statt, um diesem die gewonnenen Informationen für eine intelligente Routenplanung zugänglich zu machen.

Die Erfindung betrifft ferner gemäß Anspruch 5 eine Vorrichtung zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten enthaltend Sensoren zur Abtastung von fahrzeug-, verkehrs- und/oder fahrerbezogenen Daten sowie Verarbeitungseinheiten und Speichereinheiten für die aufgezeichneten Daten. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Uhr sowie einen Positionssensor zur Aufzeichnung von Zeit und Ort parallel zu den genannten Daten enthält. Mit der Vorrichtung ist die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens möglich mit dem Vorteil einer effizienten und aussagekräftigen Erfassung des Fahrerverhaltens. Als Positionssensor ist insbesondere ein Ortungssystem wie das GPS (Global Positioning System) geeignet, welches eine Aufzeichnung der Fahrzeug- und Verkehrsdaten über dem absoluten geographischen Ort erlaubt (geographische Koordinate mit entsprechender Ungenauigkeit). Bei der Ausstattung der Vorrichtung mit einem autarken Navigationssystem (mit eigener digitaler Karte) wird eine Verfeinerung beziehungsweise Konkretisierung der Ortsbestimmung dahingehend möglich, dass die Erfassung der Daten mit Bezug auf die exakte Kartenposition unter erhöhter Genauigkeit möglich wird.

Die Vorrichtung kann vorzugsweise als Teil eines Automobils vorgesehen werden. Sie ist auf diese Anwendung jedoch nicht beschränkt und kann unterschiedliche Arten von Verkehrsverhalten erfassen. Zum Beispiel können Personen hiermit im öffentlichen Verkehr eine eigene Routenstatistik und Routenaufzeichnung betreiben. In ähnlicher Weise können Betreiber des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) mit einer derartigen Vorrichtung Daten über die Auslastung und das Controlling der Verkehrsmittel gewinnen. Darüber hinaus ist die Vorrichtung auch personenunabhängig einsetzbar, zum Beispiel bei der Verfolgung von Frachtstücken unter Erzeugung einer integrierten Statistik.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur beispielhaft erläutert. Die einzige Abbildung zeigt eine Blockdarstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Figur sind durch Pfeile die Signalflüsse in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die sich in einem Automobil befindet. Die dabei übermittelten Daten sind jeweils mehrkomponentig, also vektorieller Art. Aus dem Blockelement 1 werden dis interessierenden Fahrzeugdaten über Fahrzeugsensoren zur Verfügung gestellt. Hierzu gehören insbesondere die Zeit und eine Ortsbestimmung, die zum Beispiel mit Hilfe eines GPS Systems unter Abgleich mit einer digitalen Karte bereitgestellt werden kann.

Aus dem Block mit der Ziffer 2 werden die Fahrerdaten beziehungsweise andere quasistatische Parameter hinzugefügt und in dem Summierglied 3 mit den Fahrzeugdaten vereinigt. Hierdurch entsteht ein kontinuierlicher, gemischt analog-digitaler Datenstrom, der nachfolgend einer Echtzeit- Vorverarbeitung 4 (pre-processing) zugeführt wird. Die genannten Daten werden dabei über der Zeit erfasst, das heißt, dass der Zeitpunkt ihrer Ermittlung parallel zu den Daten aufgezeichnet und festgehalten wird. Als zu erfassende Daten kommen bei der Verfolgung eines Automobils insbesondere in Frage:
Kartenposition beziehungsweise geographische Koordinaten;
zurückgelegter Weg (Betrag, Kilometerzähler);
Höhe über NN;
Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
Beschleunigung des Fahrzeugs;
Fahrtrichtung;
Motordrehzahl;
Motordaten wie Temperatur, Betriebsbereitschaft, Warnzustände; Schaltzustände des Getriebes;
Kurveneinschlag;
Schaltzustände von Wischer, Licht, Blinker, Warnblinker;
Notfallauslösung des Airbags;
ABS, Antischlupf;
momentaner Kraftstoffverbrauch;
Füllzustände für Kraftstoff, Wischwasser, Öl, Brems- und Service­ flüssigkeiten;
Geräuschpegel etc.

An Umweltdaten können insbesondere die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Helligkeit, Wetterbedingungen und dergleichen aufgezeichnet werden. Biodaten des Fahrers beziehungsweise von Insassen des Fahrzeuges können Herzschlag, Atmung, Temperatur, Augenaktivität etc. umfassen. Weiterhin können Fahrer, Insassen des Fahrzeuges und/oder Fahrzeug identifiziert und den gemessenen Daten eindeutig zugeordnet werden.

In der Einheit 4 zur Echtzeit-Vorverarbeitung erfolgt die komplette Digitalisierung der einlaufenden Daten. In Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung der einlaufenden Größen sowie von äußeren, seitens des Fahrermoduls 2 zugeführten Daten wird in der Einheit 4 auch die sampling rate festgelegt, d. h. die Abtasthäufigkeit für die zu erfassenden Daten. Weiterhin werden gesonderte Parameter in Vektorform ausgegeben, die der Ansteuerung der nachfolgenden Codierungs- und Statistikeinheit 5 und der Verknüpfungseinheit 6 dienen.

Die Einheit 5 erhält von der Vorverarbeitungseinheit 4 die vollständig digitalisierten Daten und übernimmt deren komponentenweise Codierung beziehungsweise Kompression und/oder die Ableitung statistischer Größen (Kurzzeitstatistik/Langzeitstatistik). Bei der Verarbeitung wird die Einheit 5 in ihren Parametern von der Vorverarbeitungseinheit 4 gesteuert.

Die Verarbeitungseinheit 5 übergibt die verarbeiteten Daten an die Verknüpfungseinheit 6, in welcher eine mathematisch/logische Verknüpfung der Daten erfolgt. Hierdurch können neue Größen gebildet werden. Zum Beispiel kann Glatteisgefahr als Resultat von Außentemperaturen unter 0°C und einem starken Antriebsschlupf festgestellt werden. Natürlich kann in der Einheit 6 auch ein einfaches Durchreichen von Größen erfolgen, wenn diese keiner Verarbeitung unterzogen werden sollen.

Die von der Einheit 6 zur Verfügung gestellten Größen gelangen schließlich zur Aufzeichnungseinheit 7, welche die Speicherung beziehungsweise Weitergabe der zeitabhängigen sowie der quasi- statischen integralen Größen übernimmt.

In den Verarbeitungseinheiten 5 und 6 kann die Verarbeitung der Parameter variabel erfolgen. Insbesondere können die Parameter der zeitlichen Auflösung, der Statistik und der Codierung/Kompression personenbezogen, situationsbezogen und/oder kontextbezogen variabel gestaltet beziehungsweise während der Fahrt gesteuert werden. Die Gewinnung der dazu benötigten Steuergrößen geschieht in der Vorverarbeitungseinheit 4, in welcher die aktuellen Fahrdaten in unkomprimierter und eng abgetasteter Form vor der Weiter­ verarbeitung/Speicherung in Echtzeit ausgewertet werden.

Durch die mathematische und logische Verknüpfung von Daten in der Einheit 6 können bereits während der Fahrt, also in Echtzeit, abgeleitete Größen bestimmt und der Datenstrom somit reduziert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten, bei dem während der Fahrt fahrzeug-, verkehrs- und fahrerbezogene Daten erfasst, vorverarbeitet und zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit den aufgezeichneten Daten der Zeitpunkt und der Ort der Aufzeichnung erfasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitung durch Bildung einer Langzeitstatistik, einer Kurzzeitstatistik und/oder einer Datenkompression erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassung personenbezogen, insbesondere fahrerbezogen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Daten mit einer digitalen Karte korreliert werden, vorzugsweise durch Kopplung der Datenerfassung mit einem Navigationssystem.

5. Vorrichtung zur Erfassung und Vorverarbeitung von Fahrzeug-, Verkehrs- und/oder Fahrerdaten enthaltend Sensoren (1, 2) zur Abtastung von fahrzeug-, verkehrs- und/oder fahrerbezogenen Daten sowie Verarbeitungseinheiten (4, 5, 6) und Speichereinheiten (7) für die aufgezeichneten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Uhr sowie einen Positionssensor enthält zur Aufzeichnung von Zeit und Ort parallel zu den übrigen Daten.