DE102019203739A1 - Datenspeicher, Recheneinheit und Verfahren zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges - Google Patents

Abstract

Es wird ein Datenspeicher, eine Recheneinheit, und ein Verfahren zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges beschrieben, wobei bei der Ausführung der Funktion Werte einer Information zu vorgegebenen Ortsbereichen einer digitalen Karte berücksichtigt werden, wobei die Werte der Information in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte um den Erwartungswert abgelegt sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Datenspeicher, eine Recheneinheit und ein Verfahren zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges.
• Im Stand der Technik ist es bekannt, bei der Ausführung einer Funktion einer Recheneinheit eines Fahrzeuges Informationen einer digitalen Karte zu berücksichtigen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Datenspeicher, eine verbesserte Recheneinheit und ein verbessertes Verfahren zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges bereitzustellen.
• Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
• Es wird ein Datenspeicher für eine Recheneinheit vorgeschlagen, wobei im Datenspeicher zu vorgegebenen Ortsbereichen einer digitalen Karte jeweils mehrere Werte einer Information abgelegt sind. Die Werte der Information sind vorgesehen, um beim Ausführen einer Funktion von der Recheneinheit berücksichtigt zu werden. Die Werte der Information sind in Form eines Erwartungswertes und in Form einer Verteilung der Werte um den Erwartungswert abgelegt. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, alle einzelnen Werte abzuspeichern, sondern es reicht das Abspeichern des Erwartungswertes und das Abspeichern der Verteilung der Werte um den Erwartungswert. Auf diese Weise kann Speicherplatz eingespart werden. Zudem wird auf diese Weise bei einem Datenaustausch, beispielsweise beim Abspeichern der Werte der Information oder beim Auslesen der Werte der Information Übertragungskapazität eingespart. Zudem wird das Abspeichern und das Auslesen durch die Reduzierung der Daten zeitlich verkürzt. Der Datenspeicher kann beispielsweise in einer Recheneinheit eines Fahrzeuges integriert sein oder im Fahrzeug vorhanden sein und mit einer Recheneinheit des Fahrzeuges verbunden sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform der Datenspeicher auch als externer Datenspeicher außerhalb des Fahrzeuges stationär angeordnet sein.
• Ein Ortsbereich einer digitalen Karte kann beispielsweise einen vorgegebenen Bereich der digitalen Karte oder einen Abschnitt von wenigstens einer Straße oder wenigstens einen geographischen Punkt einer Straße beinhalten.
• Eine Information kann beispielsweise einen Parameter einer Bewegung von Fahrzeugen auf einer Straße oder einen Parameter einer Betriebsfunktion von Fahrzeuges, beispielsweise einen Energieverbrauch von Fahrzeugen in einem Ortsbereich darstellen. Beispielsweise kann eine Information eine Geschwindigkeit von Fahrzeugen, eine positive oder negative Beschleunigung von Fahrzeugen und/oder einen Energieverbrauch von Fahrzeugen in dem Ortsbereich darstellen.
• Beispielsweise kann für die Information Geschwindigkeit von Fahrzeugen eine Vielzahl von Werten von Geschwindigkeiten einem Ortsbereich der digitalen Karte zugeordnet werden. Die Werte der Geschwindigkeiten sind die Werte der Information Geschwindigkeit. Zudem können für die Information negative oder positive Beschleunigung von Fahrzeugen mehrere Werte für eine negative und positive Beschleunigungen von Fahrzeugen einem Ortsbereich der digitalen Karte zugeordnet sein. Weiterhin können für die Information Energieverbrauch von Fahrzeugen mehrere Werte für Energieverbräuche von Fahrzeugen einem Ortsbereich der digitalen Karte zugeordnet sein. Somit können Werte von Informationen für wenigstens ein Fahrzeug einfach und mit geringem Datenaufwand abgespeichert und bereitgehalten werden.
• Beispielsweise können die Werte der Informationen von Fahrzeugen ermittelt werden, die die Straßen befahren haben. Somit stellen die Werte der Informationen statistische Erfahrungswerte dar. Die Werte der Informationen können von den Fahrzeugen selbst erfasst und bereitgestellt werden oder von externen Messeinrichtungen gemessen und/oder abgeschätzt werden. Somit können Werte für Parameter der Bewegung der Fahrzeuge oder Werte für Parameter einer Betriebsfunktion eines Fahrzeuges, beispielsweise ein Energieverbrauch entsprechend den Ortspositionen der Fahrzeuge auf den Straßen gesammelt und als Werte von Informationen in einer digitalen Karte ortsbezogen zu Ortsbereichen der digitalen Karte abgespeichert werden. In diesen Beispielen ist ein Parameter einer Bewegung des Fahrzeuges oder ein Parameter eines Betriebszustandes eines Fahrzeuges eine Information.
• Die Recheneinheit kann beispielsweise als Recheneinheit eines Fahrzeuges, insbesondere als Steuerungseinheit eines Fahrzeuges ausgebildet sein. Eine Funktion des Fahrzeuges beinhaltet beispielsweise eine Fahrerinformation zur Ausgabe von Informationen an einen Fahrer des Fahrzeuges über eine befahrende Strecke. Zudem kann eine Funktion eines Fahrzeuges eine Funktion zur Längsführung und/oder zur Querführung eines Fahrzeuges beinhalten. Beispielsweise kann die Funktion des Fahrzeuges eine Steuerfunktion eines wenigstens teilautonom geführten Fahrzeuges beinhalten. Beispielsweise kann die Funktion eine Lenkfunktion, Bremsfunktion oder eine Beschleunigungsfunktion des Fahrzeuges darstellen.
• Bei dem vorgeschlagenen Datenspeicher werden anstelle einer Vielzahl von Werten für eine Information ein definierter Wert, das heißt ein Erwartungswert der Information und eine Verteilung der Werte um den Erwartungswert abgelegt. Die Verteilung der Werte kann in Form einer Verteilungskurve oder in Form einer Verteilungsvorschrift festgelegt sein. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Werten für eine Information mit einem Erwartungswert und einer Verteilung der Werte mit geringem Speicheraufwand im Datenspeicher abgelegt werden.
• In einer Ausführungsform kann als Verteilung der Werte um den Erwartungswert eine Normalverteilung mit einer Standardabweichung verwendet werden. Damit kann für eine Mehrzahl von Werten einer Information eine ausreichend präzise Beschreibung der Größe der Werte der Information abgespeichert werden.
• In einer weiteren Ausführungsform sind als Erwartungswert ein Erwartungswertebereich und/oder als Verteilung der Werte ein Verteilungsbereich, insbesondere eine Varianz vorgesehen. Dadurch kann eine weitere Vereinfachung der abgespeicherten Daten erreicht werden.
• In einer weiteren Ausführungsform stellt die Information einen Parameter einer Verkehrsteuerung dar. Beispielsweise kann als Parameter einer Verkehrssteuerung eine Zeitdauer einer Rotphase, eine Zeitdauer einer Grünphase und/oder eine Zeitdauer einer Gelbphase einem Ortsbereich einer digitalen Karte, insbesondere einem Ortsbereich einer digitalen Karte vor einer Position einer Ampelanlage der digitalen Karte zugeordnet werden.
• Beispielsweise können aufgrund von Daten, die mithilfe von Fahrzeugen, die die Ampel passieren, gemessen wurden, abhängig von der Entfernung zur Ampel die Zeitdauern einer Rotphase, einer Grünphase und/oder einer Gelbphase erfasst und entsprechend der Ortsposition der Fahrzeuge auf der realen Straße einer entsprechenden Ortsposition der digitalen Straße der digitalen Karte zugeordnet werden. Diese Informationen können beispielsweise bei einer Fahrerinformation, einer Routenplanung und/oder bei einer Funktion zum wenigstens teilautonomen Führen eines Fahrzeuges berücksichtigt werden.
• Es wird eine Recheneinheit für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die ausgebildet ist, um Werte von Informationen von dem Datenspeicher beim Ausführen einer Funktion des Fahrzeuges zu berücksichtigen. Die Funktion kann eine Fahrerinformationsfunktion, eine Routenplanung und/oder eine Steuerfunktion des Fahrzeuges beinhalten. Die Steuerfunktion kann beispielsweise eine Längsführung und/oder eine Querführung des Fahrzeuges darstellen. Unter einer Längsführung wird eine Beschleunigung des Fahrzeuges oder ein Abbremsen des Fahrzeuges verstanden. Unter einer Querführung des Fahrzeuges wird eine Beeinflussung der seitlichen Fahrrichtung des Fahrzeuges verstanden.
• Weiterhin wird ein Verfahren zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei bei der Ausführung der Funktion Werte einer Information zu vorgegebenen Ortsbereichen einer digitale Karte berücksichtigt werden. Die Werte der Information sind in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte der Information um den Erwartungswert abgelegt.
• In einer Ausführungsform stellt die Verteilung der Werte eine Normalverteilung mit einer Standardabweichung dar.
• In einer Ausführung ist die Recheneinheit ausgebildet, um eine Kurzstreckenplanung mit einer Linearkombination der Erwartungswerte und der Verteilungen der Werte der Informationen durchzuführen.
• In einer Ausführung ist die Recheneinheit ausgebildet, um eine Langstreckenplanung mit einer Markov-Kette der Erwartungswerte und der Verteilungen der Werte der Informationen durchzuführen.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges auf einer Straße vor einer Ampel,
• 2 eine schematische Darstellung einer digitalen Karte mit vorgegebenen Ortsbereichen,
• 3 eine schematische Darstellung einer Normalverteilung eines Wertes mit einer Standardabweichung,
• 4 eine Tabelle mit Klassen von Erwartungswerten,
• 5 einen schematischen Programmablauf zur Durchführung eines Verfahrens, bei dem eine Funktion eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von Werten einer Information ausgeführt wird, und
• 6 eine schematische Darstellung eines Teils einer digitalen Karte mit Strecken mit Ortspunkten, an denen Informationen abgespeichert sind.
• 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, das auf einer Straße 2 in Richtung auf eine Ampel 3 fährt. Die Straße 2 ist in fiktive Straßenabschnitte 4, 5, 6 unterteilt. Das Fahrzeug 1 befindet sich auf dem ersten Straßenabschnitt 4. Vor dem Fahrzeug 1 befindet sich der zweite Straßenabschnitt 5. Zwischen dem zweiten Straßenabschnitt 5 und der Ampel 3 ist ein dritter Straßenabschnitt 6 vorgesehen.
• Das Fahrzeug 1 weist eine Recheneinheit 7 und einen Datenspeicher 8 auf. Die Recheneinheit 7 und der Datenspeicher 8 stehen miteinander für einen Datenaustausch in Verbindung. Weiterhin weist das Fahrzeug 1 eine Ortungseinrichtung 9 beispielsweise in Form eines GPS-Systems auf. Zudem weist das Fahrzeug eine Ausgabeeinrichtung 10 zum Ausgeben von Informationen an einen Fahrer auf. Weiterhin weist das Fahrzeug 1 eine Steuerung 11 zum Steuern einer Steuerfunktion des Fahrzeuges auf. Die Steuerfunktion kann beispielsweise eine Längsführung des Fahrzeuges, das heißt eine positive oder negative Beschleunigung, beinhalten. Zudem kann die Steuerungsfunktion eine Querführung des Fahrzeuges, das heißt eine Lenkfunktion des Fahrzeuges, beinhalten. Die Ausgabeeinrichtung 10 kann dazu vorgesehen sein, um Informationen über Straßenabschnitte oder vorausliegende Straßenabschnitte auszugeben.
• Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Ortungseinrichtung 9 auch eine Routenplanung beinhalten. Zudem kann die Routenplanung auch von der Recheneinheit 7 ausgeführt werden.
• Weiterhin kann ein externer Datenspeicher 12 vorgesehen sein, in dem Werte von Informationen zu Ortsbereichen einer digitalen Karte abgespeichert sind. Sowohl im externen Datenspeicher 12 als auch im Datenspeicher 8 des Fahrzeuges 1 sind Werte von Informationen in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte um den Erwartungswert abgelegt. Beispielsweise ist die Verteilung der Werte in Form einer Normalverteilung mit einer Standardabweichung ausgebildet. Zudem können im externen Datenspeicher 12 und im Datenspeicher 8 die Werte der Information als Wertebereiche und/oder die Verteilung als Verteilungsbereich, insbesondere als Varianz abgespeichert sein.
• Die Information kann einen Parameter einer Bewegung eines Fahrzeuges auf einer Straße oder einen Parameter einer Betriebsfunktion eines Fahrzeuges, beispielsweise einen Energieverbrauch darstellen. Die Werte der Information sind Werte des Parameters der Bewegung oder des Betriebszustandes des Fahrzeuges. Beispielsweise kann der Parameter eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung und/oder ein Energieverbrauch von wenigstens einem, insbesondere mehreren Fahrzeugen sein. Für jeden Parameter ist eine Vielzahl von Werten abgespeichert.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann für jeden Straßenabschnitt jeweils eine Vielzahl von Geschwindigkeiten abgespeichert sein, die Fahrzeuge nach vorhergehenden Messungen auf diesen Straßenabschnitten fahren oder gefahren sind. Zudem können für jeden Straßenabschnitt Werte für Beschleunigungen von Fahrzeugen abgespeichert sein, die Fahrzeuge auf diesen Straßenabschnitten ausführen oder ausgeführt haben. Die Beschleunigungen der Fahrzeuge wurden zuvor gemessen. Zudem können für die Straßenabschnitte 4, 5, 6 jeweils Werte für Energieverbräuche von Fahrzeugen abgespeichert sein, die Fahrzeuge nach durchgeführten Messungen auf den Straßenabschnitten aufweisen oder aufgewiesen haben. Zudem können für jeden Straßenabschnitt Werte für Zeitdauern einer Rotphase, eine Grünphase und/oder einer Gelbphase abgespeichert sein, die Fahrzeuge auf den Straßenabschnitten erfahren oder gemäß durchgeführten Messungen erfahren haben.
• Wie bereits ausgeführt, sind die Werte der Parameter für vorgegebene Ortsbereiche einer digitalen Karte, die Ortsbereichen einer realen Karte entsprechen, nicht als einzelne Werte der Informationen abgespeichert, sondern die Werte einer Information sind in Form eines Erwartungswertes und in Form einer Verteilung der Werte um den Erwartungswert abgespeichert. Damit wird sowohl im Datenspeicher 8 als auch im externen Datenspeicher 12 Speicherkapazität eingespart. Zudem wird beim Auslesen der Daten und/oder beim Einschreiben der Daten aus beziehungsweise in den Datenspeicher 8 beziehungsweise aus beziehungsweise in den externen Datenspeicher 12 Übertragungskapazität und Zeit eingespart.
• 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt einer digitalen Karte 13, in der die Straße 2 dargestellt ist. Die digitale Karte 13 wird z.B. im Fahrzeug dem Fahrer über eine entsprechende Anzeige dargestellt. Zudem sind die Straßenabschnitte 4, 5, 6 als gestrichelte Kästchen in dem Ausschnitt 13 dargestellt. Weiterhin ist auch die Ampel 3 dargestellt. Zudem ist schematisch das Fahrzeug 1 als Kästchen dargestellt. Die Ampel 3 ist an einer Kreuzung 14 angeordnet, an der die Straße 2 eine weitere Straße 15 kreuzt. Die Position des Fahrzeuges 1 wird in der realen Welt mithilfe der Ortungseinrichtung 9 erfasst. Die reale Position des Fahrzeuges 1 wird von der Recheneinheit 7 einer fiktiven Position des Fahrzeuges 1 auf der digitalen Karte 13 zugeordnet. Die Daten für die digitale Karte 13 sind beispielsweise im Datenspeicher 8 oder in einem weiteren nicht dargestellten Datenspeicher abgelegt. Die digitalen Straßen sind in Straßenabschnitte 4, 5, 6 unterteilt, wobei jeder Straßenabschnitt einen vorgegebenen Ortsbereich darstellt. Ein Ortsbereich kann anstelle eines Straßenabschnittes auch nur einen Punkt auf einer Straße oder einen größeren Bereich der Karte mit mehreren Straßen umfassen. Zu den Ortsbereichen der digitalen Karte sind Werte von Informationen gemäß dem beschriebenen Datenformat abgelegt.
• Die Recheneinheit 7 kann die Informationen zu den Ortsbereichen der digitalen Karte für das Ausführen einer Funktion des Fahrzeuges berücksichtigen. Beispielsweise kann die Funktion die Ausgabe einer Fahrerinformation über die Ausgabeeinrichtung 10 darstellen. Zudem kann das Ausführen der Funktion eine Längsführung oder eine Querführung des Fahrzeuges beinhalten. Weiterhin kann das Ausführen einer Funktion des Fahrzeuges eine Routenplanung des Fahrzeuges beinhalten.
• Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Werte der Informationen entweder direkt aus dem Datenspeicher 8 und/oder wenigstens teilweise oder vollständig von dem externen Datenspeicher 12 empfangen werden. Dazu weist der externe Datenspeicher eine Sendeeinrichtung auf. Zudem weist das Fahrzeug wenigstens eine Empfangseinrichtung, insbesondere eine Sende-/Empfangseinrichtung auf.
• 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Kurve für eine Normalverteilung der Werte einer Information.
• Die Normalverteilung wird durch folgende Formel beschrieben: $$f\left(x,\mu ,{\sigma }^2\right)=\left(\frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi }}\right)e^{-\frac{1}{2}{\left(\frac{x-\mu }{\sigma }\right)}^2}$$

  
• Der Erwartungswert µ legt fest, an welcher Stelle die Normalverteilung ihr Maximum hat. Die Varianz σ² legt durch die Wurzel der Varianz σ die Standardabweichung fest. Die dargestellte Normalverteilung weist für die Wurzel der Varianz σ den Wert 1 auf. Versuche haben gezeigt, dass der Durchschnitt einer großen Anzahl an beobachteten Werten für Informationen von Fahrzeugen annähernd normalverteilt ist und dem zentralen Grenzwertsatz folgt. Somit können die Werte der Informationen ohne große Verluste bei der Genauigkeit als normal verteilt angenommen werden und in Form einer Normalverteilung E(x) und σ² abgespeichert werden.
• In 3 sind die Werte w der Informationen entlang der horizontalen Achse aufgetragen. Die Anzahl A der Werte ist entlang der vertikalen Achse aufgetragen. Eine weitere Reduzierung der Datenmenge, insbesondere einer zu übertragenden Datenmenge kann dadurch erreicht werden, dass Klassen von Werten verwendet werden.
• 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Tabelle, wobei in den oberen zwei Zeilen Erwartungswerte von dem Wert 0 bis zum Wert 200 in Erwartungswertebereiche von 0 bis 10, von 10 bis 20, von 20 bis 30, von 30 bis 40, von 50 bis 80, von 80 bis 100, von 100 bis 130, von 130 bis 160 und von 160 bis 200, das heißt in zehn Klassen von Erwartungswerten von 0 bis 9 unterteilt sind. Zudem sind in den unteren zwei Spalten auch die Werte für die Varianz der Verteilung der Erwartungsbereiche in vier Wertebereiche, d.h. in vier Klassen unterteilt werden. In dem dargestellten Beispiel werden die Werte für die Varianz Var in die Wertebereiche 0 bis 5, 5 bis 10, 10 bis 20 und 20 bis 50 unterteilt. Somit ergeben sich die Varianzklassen 0, 1, 2 und 3. Wird beispielsweise mit diesem Schema der Erwartungswert 136,765 und die Varianz 4,76 abgespeichert beziehungsweise übertragen, so werden stattdessen die Klasse 8 für den Erwartungswert und die Klasse 0 für die Varianz abgespeichert beziehungsweise übertragen.
• 5 zeigt in einer schematischen Darstellung einen einfachen Programmablauf zur Durchführung eines Verfahrens zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges. Bei Programmpunkt 500 ermittelt die Recheneinheit 7 mithilfe der Ortungseinrichtung 9 die reale Position des Fahrzeuges 1 auf einer Straße 2. Bei einem folgenden Programmpunkt 510 sucht die Recheneinheit 7 auf einer digitalen Karte eine der realen Position des Fahrzeuges entsprechende Position in der digitalen Karte. Bei einem folgenden Programmpunkt 520 prüft die Recheneinheit 7, ob für den Bereich, in dem sich das Fahrzeug in der digitalen Karte befindet oder für die Bereiche der digitalen Karte in Fahrtrichtung voraus des Fahrzeuges, Werte von Informationen abgespeichert sind. Die Werte der Informationen können sowohl im Datenspeicher 8 des Fahrzeuges 1 als auch im externen Datenspeicher 12 abgelegt sein. Zudem kann im Datenspeicher eine Anweisung abgelegt sein, die angibt, welche Information die Recheneinheit bei welcher Funktion und insbesondere auf welche Weise berücksichtigen soll.
• Bei einem folgenden Programmpunkt 530 führt die Recheneinheit eine Funktion des Fahrzeuges unter Berücksichtigung der Werte der Informationen der digitalen Karte aus.
• Die Funktion kann die Planung einer Route von der aktuellen Position zu einem vorgegebenen Zielpunkt beinhalten. Zudem kann die Funktion eine Beschleunigung oder ein Abbremsen des Fahrzeuges beinhalten. Weiterhin kann die Funktion eine Lenkfunktion des Fahrzeuges beinhalten. Beispielsweise kann die Funktion eine Reduzierung eines Energieverbrauches auf einem festgelegten Straßenabschnitt beinhalten. Zudem kann die Funktion darin bestehen, eine Ampel 3 mit einer möglichst geringen Wartezeit zu passieren. Zudem kann die Funktion darin bestehen, Werte der Information an den Fahrer auszugeben.
• Durch die vorgeschlagene Art der Abspeicherung der Werte der Informationen wird Speicherplatz und Übertragungskapazität zwischen der Recheneinheit und dem Datenspeicher 8 beziehungsweise dem externen Datenspeicher 12 eingespart.
• Aufgrund der verwendeten Speicherart können zudem auf einfache Weise weitere Informationen über die Verteilung der Werte der Informationen durch die Bildung von Quantilen und Wahrscheinlichkeiten anhand der Normalverteilung auf einfache Weise ermittelt werden. Die beschriebenen Verfahren eignen sich insbesondere bei Recheneinheiten, die als Motorsteuergeräte für Fahrzeuge ausgebildet sind. Insbesondere ist die Reduzierung der Speichermenge bei einem Motorsteuergerät von Vorteil.
• Zudem können die Werte der Informationen von der Recheneinheit für eine Routenplanung verwendet werden. Dabei kann die Recheneinheit eine Route von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt planen, wobei die Werte der Informationen der digitalen Karte berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Recheneinheit eine Strecke von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt nach einem vorgegebenen Kriterium suchen. Das Kriterium kann beispielsweise die Strecke mit dem geringsten Energieverbrauch, die kürzeste Strecke oder die schnellste Strecke sein.
• 6 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt einer digitalen Karte mit Straßen, die als Linien dargestellt sind. Von einem Startpunkt 20 zu einem Zielpunkt 21 sind drei verschiedene Strecken 31, 32, 33 dargestellt. Entlang den Strecken 31, 32, 33 sind Ortspunkte 41, 42, 43, 44, 45, 46 in der digitalen Karte auf den Straßen vorgesehen, an denen Werte von Informationen in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte der Informationen abgespeichert sind. Anstelle der Ortspunkte könnten auch Ortsbereiche auf der digitalen Karte vorgesehen sein, denen Werte von Informationen in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte der Informationen zugeordnet sind. Ein Ortsbereich kann z.B. eine vorgegebene Strecke von einem halben Meter bis zu mehreren Metern oder bis zu 100 Meter umfassen.
• Die Verteilung der Werte kann eine Normalverteilung mit einer Standardabweichung darstellen. Als Erwartungswert kann ein Erwartungswertebereich und/oder als Verteilung ein Verteilungsbereich vorgesehen sein. Die Information kann einen Parameter einer Bewegung eines Fahrzeuges oder eines Betriebsparameters eines Fahrzeuges darstellen, wobei die Werte der Information die Werte des Parameters darstellen. Der Parameter kann eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, und/oder einen Energieverbrauch wenigstens eines Fahrzeuges darstellen. Zudem kann die Information einen Parameter einer Verkehrssteuerung, insbesondere Parameter einer Ampel darstellen. Beispielsweise kann der Parameter eine Zeitdauer einer Rotphase, eine Zeitdauer einer Grünphase und/oder eine Zeitdauer einer Gelbphase der Verkehrssteuerung der Ampel darstellen.
• Abhängig von der Länge der Strecke, insbesondere abhängig von der Anzahl der Ortspunkte oder Ortsbereiche, die von einer Vorausplanung erfasst werden, kann von einer Kurzstrecke 47 oder einer Langstrecke gesprochen werden. Für die Berücksichtigung der Erwartungswerte und der Verteilungen der Werte der Ortspunkte kann bei einer Kurzstrecke 47 eine Linearkombination der Erwartungswerte und der Verteilungen vorgenommen werden. Eine Kurzstrecke kann z.B. 2 bis 5 Ortspunkte oder Ortsbereiche umfassen und z.B. eine Strecke vor einer Ampel 3 oder vor einer Kreuzung usw. betreffen (6).
• Für n normalverteilte Zufallsvariablen X_i (i = 1, ..., n), mit $X_i\propto N\left({\mu }_i;{\sigma }_i^2\right)$

  

  ist die Linearkombination $$Y=a_0+a_1{X}_1+a_2{X}_2+\dots +a_n{X}_n=a_0+{\displaystyle \sum _{i=1}^n{a}_i{X}_i}$$

  

  ebenfalls normalverteilt mit dem Erwartungswert $$E\left(Y\right)=a_0+{\displaystyle \sum _{i=1}^n{a}_{i}E\left(X_i\right)=a_0+{\displaystyle \sum _{i=1}^n{a}_i{\mu }_i}}$$

  

  Falls die X_i (i = 1, ..., n) stochastisch unabhängig sind, gilt für die Varianz $$Var\left(Y\right)={\displaystyle \sum _{i=1}^n{a}_i^2\cdot \left(X_i\right)}={\displaystyle \sum _{i=1}^n{a}_i^2\cdot {\sigma }_i^2}$$

  

  Die Varianz muss größer Null sein, deshalb muss zudem a_j ≠ für mindestens ein j ∈ {1,..., n} gelten.
• Eine Langstrecke kann mehr als 5 Ortspunkte oder Ortsbereiche umfassen. Je nach Anwendung kann die Kurzstrecke auch mehr oder weniger Ortspunkte oder Ortsbereiche umfassen. Der Abstand zwischen zwei Ortspunkten oder Ortsbereichen kann in der realen Welt zwischen 1m und 100m oder mehr liegen. In der Stadt sind die Abstände der Ortspunkte oder Ortsbereiche kleiner als außerhalb einer Stadt.
• Bei einer Langstrecke werden die Erwartungswerte und deren Verteilungen gemäß einer Markovkette berücksichtigt.
• Formal sieht eine Markov-Kette per Definition folgendermaßen aus: $$P\left(X_n=s|X_0=x_0,X_1=x_1,\dots ,X_{n-1}=x_{n-1}\right)=P\left(X_n=s|X_{n-1}=x_{n-1}\right)$$

  

  X_n ist hierbei die Zufallsvariable, während s und x_n der entsprechende Wert ist, den die Zufallsvariable annimmt bzw. angenommen hat.
• Die Übergangswahrscheinlichkeit, in dem von Zustand i in den Zustand j gewechselt wird, ist dabei folgendermaßen definiert: $$\begin{array}{cc}P\left(X_{n+1}=j|X_n=i\right)& \text{für alle }i,j\in S\end{array}$$

  

  Dies stellt also die Abfolge der Werte da, welche die Zufallsvariable X annehmen kann. Falls diese Wahrscheinlichkeiten nicht von i abhängen, dann spricht man von einer homogenen Markov-Kette.
• Je nach Anwendung kann die Recheneinheit eine Vorausplanung für eine Kurzstrecke und eine Vorausplanung für eine Langstrecke zeitlich parallel durchführen. Dadurch können für eine vorausliegende Kurzstrecke Steuerungen des Fahrzeuges gemäß der Vorausplanung für die Kurzstrecke durchgeführt werden. Steuerungen des Fahrzeuges für eine Langstrecke werden von der Recheneinheit gemäß der Vorausplanung für die Langstrecke durchgeführt. Beispielsweise kann die Route von einem Startpunkt zu einem weiter entfernten Zielpunkt mit der Langstreckenplanung geplant werden. Zudem kann während der Fahrt des Fahrzeuges beispielsweise bei Annäherung an eine Ampel eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges mithilfe der Kurzstreckenplanung gesteuert werden.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug

2

Straße

3

Ampel

4

erster Straßenabschnitt

5

zweiter Straßenabschnitt

6

dritter Straßenabschnitt

7

Recheneinheit

8

Datenspeicher

9

Ortungseinrichtung

10

Ausgabeeinrichtung

11

Steuerung

12

externer Datenspeicher

13

digitale Karte

14

Kreuzung

15

weitere Straße

20

Startpunkt

21

Zielpunkt

31

erste Strecke

32

zweite Strecke

33

dritte Strecke

41

erster Ortspunkt

42

zweiter Ortspunkt

43

dritter Ortspunkt

44

vierter Ortspunkt

45

fünfter Ortspunkt

46

sechster Ortspunkt

47

Kurzstrecke

Claims (17)

1. Datenspeicher (8) für eine Recheneinheit (7) eines Fahrzeuges (1), wobei im Datenspeicher (8) zu vorgegebenen Ortsbereichen (4, 5, 6) einer digitalen Karte (13) jeweils mehrere Werte wenigstens einer Information abgelegt sind, wobei die Werte der Information vorgesehen sind, um beim Ausführen einer Funktion des Fahrzeuges (1) von der Recheneinheit (7) berücksichtigt zu werden, wobei die Werte der Information in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte um den Erwartungswert abgelegt sind.
2. Datenspeicher nach Anspruch 1, wobei die Verteilung der Werte eine Normalverteilung mit einer Standardabweichung darstellt.
3. Datenspeicher nach Anspruch 1, wobei als Erwartungswert ein Erwartungswertebereich und/oder als Verteilung ein Verteilungsbereich vorgesehen sind.
4. Datenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information einen Parameter einer Bewegung eines Fahrzeuges (1) auf einer Straße (2) darstellt, und wobei die Werte der Information Werte des Parameters darstellen.
5. Datenspeicher nach Anspruch 4, wobei der Parameter eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, und/oder einen Energieverbrauch wenigstens eines Fahrzeuges darstellt.
6. Datenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information einen Parameter einer Verkehrssteuerung, insbesondere einer Ampel darstellt.
7. Datenspeicher nach Anspruch 6, wobei der Parameter eine Zeitdauer einer Rotphase, eine Zeitdauer einer Grünphase und/oder eine Zeitdauer einer Gelbphase der Verkehrssteuerung darstellt.
8. Recheneinheit (7) für ein Fahrzeug (1), die ausgebildet ist, um Werte von Informationen von einem Datenspeicher (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu erhalten und die Werte der Informationen beim Ausführen einer Funktion des Fahrzeuges (1) zu berücksichtigen.
9. Recheneinheit nach Anspruch 8, wobei die Funktion eine Steuerfunktion des Fahrzeuges (1) ist.
10. Recheneinheit nach Anspruch 9, wobei die Steuerfunktion wenigstens eine Längsführung und/oder eine Querführung des Fahrzeuges darstellt.
11. Recheneinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Recheneinheit (7) eine Kurzstreckenplanung mit einer Linearkombination der Erwartungswerte und Verteilungen der Werte der Informationen durchführt.
12. Recheneinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Recheneinheit (8) eine Langstreckenplanung mit einer Markov-Kette der Erwartungswerte und Verteilungen der Werte der Informationen durchführt.
13. Verfahren zum Ausführen einer Funktion eines Fahrzeuges, wobei bei der Ausführung der Funktion Werte einer Information zu vorgegebenen Ortsbereichen einer digitalen Karte berücksichtigt werden, und wobei die Werte der Information in Form eines Erwartungswertes und einer Verteilung der Werte um den Erwartungswert vorliegen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verteilung der Werte eine Normalverteilung mit einer Standardabweichung darstellt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei als Erwartungswert ein Erwartungswertebereich und/oder als Verteilung ein Verteilungsbereich vorgesehen sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Information einen Parameter einer Bewegung eines Fahrzeuges auf einer Straße darstellt, und wobei die Werte der Information Werte des Parameters darstellen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Parameter eine Geschwindigkeit von wenigstens einem Fahrzeug, eine Beschleunigung von wenigstens einem Fahrzeug, und/oder einen Energieverbrauch von wenigstens einem Fahrzeug und/oder einen Parameter einer Verkehrssteuerung, insbesondere eine Zeitdauer einer Rotphase, eine Zeitdauer einer Grünphase und/oder eine Zeitdauer einer Gelbphase einer Verkehrssteuerung darstellt.

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