DE102010002092A1 - Communication device for driver assistance system of e.g. motor vehicle such as car, to provide e.g. car to car communication, has data preprocessing unit for preprocessing and transmitting received data - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft die Assistenz- und Kommunikationstechnik für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kommunikationseinrichtung eines Teilnehmers zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, ein Fahrerassistenzsystem mit einer Kommunikationseinrichtung, ein Fahrzeug mit einer Kommunikationseinrichtung, ein Verfahren zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.The The invention relates to the assistance and communication technology for Vehicles. In particular, the invention relates to a communication device a subscriber for vehicle-to-X communication, a driver assistance system with a communication device, a vehicle with a communication device, a method for vehicle-to-X communication, a program element and a computer readable medium.
Technologischer HintergrundTechnological background
Bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und der Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, im Folgenden Fahrzeug-zu-X-Kommunikation (C2X Kommunikation) genannt, kommunizieren Fahrzeuge und/oder Infrastruktureinrichtungen mit benachbarten Fahrzeugen. Diese C2X-Systeme können demnach als intelligente Transportsysteme (Intelligent Transport Systems, ITS) in ein Kommunikationsnetz eingebettet sein. Eine mögliche Architektur für ITS könnte zukünftig von der ETSI standardisiert werden. Eine solche Architektur könnte auf Arbeiten in Forschungsprogrammen, wie dem deutschen C2X-Testfeld simTD oder den europäischen Projekten Safespot, CVIS, Coopers und Pre-Drive basieren.at vehicle-to-vehicle communication and vehicle-to-infrastructure communication, hereinafter referred to as vehicle-to-X communication (C2X communication), communicate vehicles and / or infrastructure with neighboring Vehicles. These C2X systems can therefore be considered intelligent Transport systems (Intelligent Transport Systems, ITS) in a communication network be embedded. A possible architecture for ITS could be standardized by ETSI in the future. Such an architecture could be based on work in research programs, like the german C2X test field simTD or the European Projects based on Safespot, CVIS, Coopers and Pre-Drive.
Eine Herausforderung bei der C2X-Kommunikation besteht darin, eine ausreichende Datensicherheit sowie eine effektive Datennutzung bereitzustellen.A The challenge with C2X communication is to provide sufficient Provide data security and effective data usage.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine effektive Datennutzung bei der C2X-Kommunikation bereitzustellen.It It is an object of the invention to provide effective data usage to provide the C2X communication.
Es sind eine Kommunikationseinrichtung eines Teilnehmers zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer solchen Kommunikationseinrichtung, ein Fahrzeug mit einer Kommunikationseinrichtung, ein Verfahren zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation zwischen Fahrzeugen, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.It are a communication device of a subscriber for vehicle-to-X communication, a Driver assistance system for a vehicle with such Communication device, a vehicle with a communication device, a method for vehicle-to-X communication between vehicles, a program element and a computer readable medium according to the Features of the independent claims specified. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen die Kommunikationseinrichtung, das Fahrerassistenzsystem, das Fahrzeug, das Verfahren, das Programmelement und das computerlesbare Medium. In anderen Worten lassen sich Merkmale, die im Folgenden beispielsweise im Hinblick auf die Kommunikationseinrichtung beschrieben werden, auch als Verfahrensschritte implementieren, und umgekehrt.The relate to the embodiments described below likewise the communication device, the driver assistance system, the Vehicle, the procedure, the program element and the computer-readable Medium. In other words, features can be found below For example, described with regard to the communication device be implemented as procedural steps, and vice versa.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Kommunikationseinrichtung eines Teilnehmers für die Fahrzeug-zu-X-Kommunikation angegeben. Die Kommunikationseinrichtung weist eine Kommunikationseinheit und eine Datenvorverarbeitungseinheit auf. Die Kommunikationseinheit ist zum Empfang von Daten von einem benachbarten Kommunikationsteilnehmer ausgeführt. Die Datenvorverarbeitungseinheit ist zur Vorverarbeitung der empfangenen Daten und zur Weitergabe der vorverarbeiteten Daten an eine Anwendung des Teilnehmers ausgeführt.According to one Aspect of the invention is a communication device of a subscriber indicated for the vehicle-to-X communication. The communication device has a communication unit and a data preprocessing unit. The communication unit is for receiving data from an adjacent one Communication participant executed. The data pre-processing unit is for preprocessing the received data and for forwarding the preprocessed data to an application of the subscriber.
In anderen Worten findet innerhalb der Kommunikationseinrichtung eine Datenvorverarbeitung statt, bevor die (vorverarbeiteten) Daten dann an eine weiterführende Anwendung (beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem oder ein Infotainment System) weitergereicht werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine frühzeitige Datenreduktion durchgeführt werden. Beispielsweise wird jede entsprechende Anwendung nicht immer mit allen Daten beliefert, die über den Funkkanal hereinkommen, sondern nur mit einer bestimmten Auswahl der empfangenen Daten. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass nicht jede Anwendung auch gleichzeitig mit allen Daten umgehen können muss und sämtliche der empfangenen Daten prüfen muss. Diese Prüfung und die Datenauswahl kann vorgeschaltet in der Datenvorverarbeitungseinheit stattfinden.In In other words, there is a within the communication device Data preprocessing takes place before the (preprocessed) data then to a continuing application (for example, a driver assistance system or an infotainment system). In this way For example, an early data reduction can be performed become. For example, any equivalent application will not always be supplied with all data coming in via the radio channel, but only with a specific selection of the received data. Conversely, this means that not every application can be used simultaneously must be able to deal with all data and all the received data. This exam and the data selection may be upstream in the data pre-processing unit occur.
Bei
C2X-Kommunikation können sehr großen Datenmengen
anfallen, beispielsweise im Bereich von 12 MBit an Rohdaten über
Dies erfolgt beispielsweise durch eine Datenplausibilisierung/-korrektur/-validierung in der Datenvorverarbeitungseinheit.This for example, by data plausibility / correction / validation in the data pre-processing unit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Kommunikationssystem mit einer Vielzahl der oben und im Folgenden beschriebenen Kommunikationseinrichtungen angegeben.According to one Another aspect of the invention is a communication system with a Variety of communication devices described above and below specified.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug angegeben, welches eine oben und im Folgenden beschriebene Kommunikationseinrichtung aufweist.According to one Another aspect of the invention is a driver assistance system for a vehicle specified which one and above described Communication device comprises.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer oben und im Folgenden beschriebenen Kommunikationseinrichtung angegeben.According to one Another aspect of the invention is a vehicle with a top and specified in the following communication device.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation angegeben, bei dem Daten von einem benachbarten Kommunikationsteilnehmer empfangen werden und diese Daten dann vorverarbeitet werden. Daraufhin wird zumindest ein Teil der vorverarbeiteten Daten an eine Anwendung des Teilnehmers weitergegeben.According to one Another aspect of the invention is a method for vehicle-to-X communication specified in which data from a neighboring communication subscriber are received and then these data are preprocessed. thereupon will at least part of the preprocessed data to an application passed on by the participant.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor einer Kommunikationseinrichtung ausgeführt wird, die Kommunikationseinrichtung anleitet, die oben und im Folgenden beschriebenen Schritte durchzuführen.According to one Another aspect of the invention is a program element indicated that if it's on a processor of a communication device running the communication device, perform the steps described above and below.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor einer Kommunikationseinrichtung ausgeführt wird, die Kommunikationseinrichtung anleitet, die oben und im Folgenden beschriebenen Schritte durchzuführen.According to one Another aspect of the invention is a computer-readable medium indicated on which a program element is stored, which, if it is on a Processor of a communication device is executed, instructs the communication device described above and below To take steps.
Es kann als ein Kern der Erfindung aufgefasst werden, dass die empfangenen Daten nicht in ihrer rohen Form den Anwendungen zur Verfügung gestellt werden. Vielmehr findet eine Vorverarbeitung der empfangenen Daten statt. Ein Ziel dieser Vorverarbeitung kann es sein, relevante Objekte und Situationen bzw. Ereignisse aus dem Datenstrom zu extrahieren und den Anwendungen zur weiteren Analyse zur Verfügung zu stellen.It can be understood as a core of the invention that the received Data not provided in their raw form to the applications become. Rather, there is a preprocessing of the received data instead of. One target of this preprocessing may be relevant objects and extract situations or events from the data stream and the applications for further analysis to deliver.
Zusätzlich bietet es sich an, an dieser Stelle bereits eine Plausibilisierung der Daten durchzuführen und gegebenenfalls die Qualität der Informationen zu verbessern. Zusätzlich kann vorgesehen sein, die Daten mit nützlichen Zusatzinformationen anzureichen, zum Beispiel den Abstand des Senders zum eigenen Fahrzeug oder ein wahrscheinlicher Begegnungszeitpunkt zwischen dem Fahrzeug und einem benachbarten Fahrzeug. Auch ist es möglich, eine Koordinatentransformation durchzuführen, um die Positionsinformationen vom absoluten GPS-Koordinatensystem in ein relatives Koordinatensystem zu überführen. Die Positionen können beispielsweise anschließend in beiden Koordinatensystemen präsentiert werden, da für Verkehrsanwendungen gegebenenfalls die absolute Position interessanter ist, um eine Zuordnung zu einer Kartenposition zu ermöglichen.additionally It makes sense, at this point already a plausibility the data and, if necessary, the quality to improve the information. In addition, can be provided be to submit the data with useful additional information, For example, the distance of the transmitter to your own vehicle or a Probable meeting time between the vehicle and an adjacent one Vehicle. It is also possible to do a coordinate transformation to perform the position information from the absolute GPS coordinate system into a relative coordinate system. The positions can be, for example, subsequently be presented in both coordinate systems, as for Traffic applications possibly the absolute position more interesting is to allow mapping to a map location.
Ein weiterer Kern der Erfindung kann darin gesehen werden, dass für die Vorverarbeitung der Daten ein mehrstufiges Verfahren angewendet wird. Hierzu werden die Daten in vier (oder mehr) Klassen eingeteilt, zum Beispiel Infotainment-Daten (grüne Klasse), Mobilitätsdaten (gelbe Klasse), Fahrerassistenzdaten (orange Klasse) und Sicherheitsdaten (rote Klasse).One Another core of the invention can be seen that for the preprocessing of the data is a multi-step procedure becomes. For this, the data is divided into four (or more) classes, for example, infotainment data (green class), mobility data (yellow class), driver assistance data (orange class) and safety data (red class).
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.in the Below, with reference to the figures, embodiments of the invention.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The Representations in the figures are schematic and not to scale.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.In The following figure description will be for the same or similar elements use the same reference numerals.
Bei
der dritten Komponente
Sämtliche
Komponenten
Die
Kommunikationseinheit
An
die Steuereinheit
Es
ist zu beachten, dass die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten
im Fahrzeug (beispielsweise zwischen einzelnen in der
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad.at the vehicle is, for example, a motor vehicle, such as car, bus or truck, or even a rail vehicle, a ship, an aircraft, such as a helicopter or airplane, or for example, a bicycle.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung GPS stellvertretend für sämtliche globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) steht, wie zum Beispiel GPS, Galileo, GLONASS (Russland), COMPASS (China), IRNSS (Indien).Farther It should be noted that in the context of the present invention GPS representative of all global navigation satellite systems (GNSS), such as GPS, Galileo, GLONASS (Russia), COMPASS (China), IRNSS (India).
An dieser Stelle sei weiterhin darauf hingewiesen, dass die Positionsbestimmung des Fahrzeugs auch über eine Zellpositionierung erfolgen kann. Dies bietet sich insbesondere bei der Verwendung von GSM- oder UMTS-Netzen an.At This point should also be noted that the position determination of the vehicle can also be done via a cell positioning. This is particularly useful when using GSM or UMTS networks at.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem
Teilnehmer, dem die Kommunikationseinrichtung
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Vorverarbeitung der empfangenen Daten eine Datenreduktion.According to one Another embodiment of the invention comprises Preprocessing of the received data a data reduction.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Vorverarbeitung der empfangenen Daten eine Datenplausibilisierung und/oder eine Datenkorrektur.According to one Another embodiment of the invention comprises Preprocessing of the received data a data plausibility check and / or a data correction.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Vorverarbeitung der empfangenen Daten eine Datenqualitätsverbesserung.According to one Another embodiment of the invention comprises Preprocessing the received data a data quality improvement.
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Datenvorverarbeitungseinheit
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Datenvorverarbeitungseinheit zur Vorverarbeitung der empfangenen Daten vor der Zuführung der Daten an eine lokale dynamische Karte des Teilnehmers ausgeführt.According to one Another embodiment of the invention is the data preprocessing unit for Pre-processing of the received data before feeding the data to a local dynamic card of the subscriber.
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Datenvorverarbeitungseinheit als
separates Steuergerät
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Datenvorverarbeitungseinheit zur Weitergabe der vorverarbeiteten Daten in zwei verschiedenen Formaten ausgeführt.According to one Another embodiment of the invention is the data preprocessing unit for Transfer of preprocessed data in two different formats executed.
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Datenvorverarbeitungseinheit
Für die Datenreduktion lassen sich beispielsweise folgende Methoden einsetzen:
- – Objekte, die zu weit vom eigenen Fahrzeug entfernt sind, werden nicht berücksichtigt oder nur dann berücksichtigt, wenn sie eine spezielle Situation signalisieren (zum Beispiel Rettungswagen). Die relevante Entfernung zu dem Objekt wird dabei durch die eigene Geschwindigkeit, die Bewegungsrichtung und, falls sinnvoll, die Art der empfangenen Meldung festgelegt. Als Parameter kann beispielsweise die Zeit bis zum wahrscheinlichen Erreichen des Fahrzeugs, Objekts oder der Situation verwendet werden.
- – Viele örtliche nahe Objekte mit gleichem grundsätzlichem Verhalten werden zu einer Situation zusammengefasst. Beispielsweise kann es sich um einen Stau (aus vielen Fahrzeugen, die stehen) oder stockendem Verkehr handeln. Auch können Fahrzeugkolonnen identifiziert werden, die eine bestimmte Kolonnendurchschnittsgeschwindigkeit auf einer stark befahrenen Straße (anstelle von Einzelfahrzeugen) aufweisen. Auch können Baustellen, usw. identifiziert werden. Diese Situationsanalyse kann sich bei Bedarf auf die Situationen beschränken, die von den nachfolgenden Applikationen weiterverarbeitet werden. Für die Situationsanalyse kann die Historie der zu einzelnen Fahrzeugen zugeordneten Informationen genutzt werden.
- – Nur Objekte im eigenen „Bewegungsschlauch” bzw. Fahrschlauch werden berücksichtigt. Auch ist es möglich, nur solche Objekte zu berücksichtigen, die in einer vorgegebenen Zeit dem „Bewegungsschlauch” nahe kommen oder ihn kreuzen. In die Ermittlung des Bewegungsschlauchs kann dabei auch die geplante Route eingehen, so dass Informationen auf dieser Route beachtet werden.
- – Verschiedene Objektinformationen werden zu einer Aussage (Information) kombiniert (zum Beispiel liegengebliebenes Fahrzeug aus der Geschwindigkeit, den Warnblinkern, etc., oder Notbremsung aus hohem Druck im Bremszylinder, Bremsleuchte an und starker Verzögerung, etc.). Nur diese Aussage wird dann der Anwendung zur Verfügung gestellt.
- – Teile der übermittelten Informationen werden verworfen, falls diese Teile aktuell nicht relevant sind und/oder sich nicht signifikant geändert haben.
- – Die Auflösung der Daten wird reduziert, wenn die höhere Auflösung nicht relevant ist (zum Beispiel für die Position bei weiter entfernten Objekten).
- – In Hochlastsituationen werden beispielsweise nur die kritischen Nachrichten berücksichtigt. Von diesen kritischen Nachrichten werden nur die nach den oben beschriebenen Kriterien relevanten Nachrichten weitergegeben.
- – Applikationsspezifische Filter können eingesetzt werden, so dass zum Beispiel einer nachgeschalteten Applikation (zum Beispiel Fahrerassistenzsystem) für Blaulichtfahrzeugwarnung nur Nachrichten von Blaulichtfahrzeugen weitergeleitet werden, wohingegen in einer anderen Applikation für Stauendewarnung nur die entsprechend relevanten Informationen weitergeleitet werden.
- - Objects that are too far away from your own vehicle are not taken into account or taken into account only if they signal a specific situation (for example ambulances). The relevant distance to the object is determined by its own speed, the direction of movement and, if appropriate, the type of message received. As a parameter, for example, the time to the probable reaching of the vehicle, object or the Situation to be used.
- - Many local close objects with the same basic behavior are combined into one situation. For example, it can be a traffic jam (from many vehicles that stop) or slow traffic. Also, vehicle columns can be identified that have a certain column average speed on a busy road (rather than individual vehicles). Also, construction sites, etc. can be identified. If necessary, this situation analysis can be limited to the situations that are subsequently processed by the subsequent applications. For the situation analysis, the history of the information assigned to individual vehicles can be used.
- - Only objects in their own "movement tube" or travel tube are taken into account. It is also possible to take into account only those objects which come close to or intersect the "movement tube" in a given time. The planned route can also be included in the determination of the movement tube so that information on this route is taken into account.
- - Various object information is combined into a statement (information) (for example, stopped vehicle from the speed, the hazard lights, etc., or emergency braking from high pressure in the brake cylinder, brake light on and strong deceleration, etc.). Only this statement is then made available to the application.
- - Parts of the transmitted information are discarded if these parts are currently not relevant and / or have not changed significantly.
- - The resolution of the data is reduced if the higher resolution is not relevant (for example, for the position with more distant objects).
- - In high-load situations, for example, only the critical messages are taken into account. Of these critical messages, only the messages relevant to the criteria described above will be passed.
- Application-specific filters can be used, so that, for example, a downstream application (for example driver assistance system) for blue light vehicle warning only messages of blue light vehicles are forwarded, whereas in another application for congestion warning only the relevant relevant information will be forwarded.
Zur Plausibilisierung und Korrektur der Daten können die folgenden Verfahren angewendet werden (wobei es sich auch hier nur um Beispiele und keine abschließende Auflistung handelt):
- – Die Position des benachbarten Kommunikationsteilnehmers kann in Relation zur eigenen Position gesetzt werden. Ergeben sich dabei Abstände, die verhältnismäßig groß sind, so kann von einem Fehler ausgegangen werden. Vor allem dann, wenn dieser Abstand nicht zu der Anzahl der Kommunikations-Hops und/oder der Kommunikationsreichweite passt. Ein Hop bezeichnet hierbei die einmalige erneute Aussendung einer Botschaft als Broadcast und damit die Weiterleitung an andere Objekte (Kommunikationsteilnehmer) außerhalb der Reichweite des ursprünglichen Senders.
- – Empfangsfehler bzw. Datenfehler können zum Beispiel modellgestützt korrigiert werden. So kann die Ausrichtung eines Fahrzeugs aus der Geschwindigkeit und seiner bisherigen Bewegung, etc. abgeleitet werden. In anderen Worten wird die Historie mitberücksichtigt. Zustandsgrößen wie Geschwindigkeit, Beschleunigungen, usw. können sich nur mit bestimmten (sinnvollen) Änderungsraten verändern.
- – Fahrdynamische Größen inklusive der Position verschiedener Fahrzeuge können miteinander verglichen werden und dadurch gegenseitig plausibilisiert werden.
- – Aktionsinformationen (beispielsweise Bremsdruck, Lenkradwinkel, ...) können mit Reaktionsgrößen (beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position, ...) verglichen werden. Dieser Vergleich basiert beispielsweise auf einem bestimmten Modell und diese Größen können dadurch gegenseitig plausibilisiert werden.
- - The position of the neighboring communication subscriber can be set in relation to his own position. If there are distances that are relatively large, an error can be assumed. Especially if this distance does not match the number of communication hops and / or the communication range. In this case, a hop designates the single retransmission of a message as a broadcast and thus the forwarding to other objects (communication participants) outside the range of the original sender.
- - Receiving errors or data errors can be corrected, for example, model-based. Thus, the orientation of a vehicle from the speed and its previous movement, etc. can be derived. In other words, the history is taken into account. State variables such as speed, accelerations, etc. can only change with certain (meaningful) rates of change.
- - Driving dynamics variables including the position of different vehicles can be compared with each other and thus be mutually plausible.
- - Action information (eg brake pressure, steering wheel angle, ...) can be compared with reaction quantities (eg speed, acceleration, position, ...). For example, this comparison is based on a specific model and these variables can be made mutually plausible.
Eine Qualitätsverbesserung kann erzielt werden, indem beispielsweise:
- – die Position der Objekte über die Zeit gefiltert wird, zum Beispiel mit statistischen Methoden. Dadurch kann der typische Fehler von GPS über die Zeit verkleinert werden.
- – die Position der unterschiedlichen Objekte zueinander geprüft und ebenfalls über die Zeit korrigiert werden.
- – die empfangene Position mit der Empfangsfeldstärke korreliert wird.
- – Fahrzeugmodelle bzw. dynamische Modelle eingesetzt werden, um die Positionen des eigenen Fahrzeugs und der Objekte im Umfeld zu schätzen und damit fortzuschreiben, um zum Beispiel eine höhere zeitliche Auflösung zu erhalten. Dies lässt sich gut mit der Filterung verbinden. Zusätzlich kann hier auch sogenanntes Dead-Reckoning eingesetzt werden.
- – Verzögerungen (konstant und variabel) zwischen realer Position und übermittelter GPS-Position können kompensiert werden. Hierbei können adaptive Verfahren eingesetzt werden oder eine Identifikation (regelungstechnische Begriffsbedeutung) der Verzögerung durchgeführt werden. Diese Kompensation kann sehr gut mit der Filterung und der Fortschreibung kombiniert werden.
- - The position of the objects is filtered over time, for example using statistical methods. This can reduce the typical error of GPS over time.
- - Checked the position of the different objects to each other and also corrected over time.
- - The received position is correlated with the reception field strength.
- - Vehicle models or dynamic models are used to estimate the positions of the own vehicle and the objects in the environment and thus to continue, for example, to obtain a higher temporal resolution. This can be combined well with the filtering. In addition, so-called dead reckoning can also be used here.
- - Delays (constant and variable) between the real position and the transmitted GPS position can be compensated. In this case, adaptive methods can be used or an identification (control conceptual meaning) of the delay can be performed. This compensation can be combined very well with the filtering and the updating.
Die beschriebenen Verfahren basieren beispielsweise lediglich auf den Kommunikationsdaten und den Informationen zur Fahrzeugdynamik und GPS-Position des eigenen Kommunikationsteilnehmers (des eigenen Fahrzeugs). Umfeldsensordaten und Kartendaten sind hierbei nicht berücksichtigt. Eine solche Berücksichtigung kann in einem zusätzlichen Schritt erfolgen (beispielsweise durch eine sogenannte Sensordatenfusion).The For example, the methods described are based solely on the Communication data and the information about the vehicle dynamics and GPS position of the own communication participant (own vehicle). Environment sensor data and Map data is not taken into account here. Such Consideration may be in an additional step done (for example, by a so-called sensor data fusion).
Werden die Daten zyklisch in festen Zeitabständen weitergereicht, so kann die Reihenfolge der Botschaften zusätzlich nach Relevanz sortiert werden. Beispielsweise können Botschaften mit hoher Relevanz den Anwendungen zuerst übergeben werden.Become the data is cyclically transmitted at fixed intervals, so the order of the messages may be additional Relevance can be sorted. For example, messages can be passed to the applications first with high relevance.
Damit die Datenvorverarbeitung möglichst gut auf die entsprechenden Anwendungen abgestimmt ist, können die Parameter der Datenvorverarbeitung, wie zum Beispiel die Zeit bis zum Erreichen des Objekts, durch die Anwendungen parametriert und gestaltet werden. Ebenso ist es möglich, dass gewisse Elemente der Datenvorverarbeitung in Abhängigkeit der tatsächlich verwendeten Anwendungen aktiviert oder deaktiviert werden.In order to the data preprocessing as well as possible on the corresponding Applications, the parameters of data preprocessing, such as the time to reach the object through which Applications can be parameterized and designed. It is also possible that certain elements of data preprocessing depend on the applications actually used or activated be deactivated.
Die beschriebene Datenvorverarbeitung lässt sich beispielsweise vor der lokalen dynamischen Karte (LDM) der ETSI-Architektur im Facilities Layer integrieren. Aus baulichen bzw. Positionierungsgründen ist es auch möglich, die Datenvorverarbeitung nach dem Facilities Layer stattfinden zu lassen.The described data preprocessing can be, for example before the local dynamic map (LDM) of the ETSI architecture in the Integrate facilities layer. For structural or positioning reasons it is also possible to do the data preprocessing after the Facilities Layer.
Auch ist es möglich, dass die Datenvorverarbeitung so gestaltet ist, dass sie auf einem separaten Steuergerät implementiert ist.Also is it possible that data preprocessing is designed this way is that they are implemented on a separate controller is.
Der ETSI-Nomenklatur folgend ist die beschriebene Datenvorverarbeitung für sämtliche ITS-Stationen einsetzbar, also sowohl für die Vehicle Station, als auch für die Personal, Central oder Roadside Station. Für jede dieser verschiedenen Stationen ist die Datenvorverarbeitung entsprechend angepasst, da jeweils unterschiedliche Anwendungsklassen für jede dieser Stationen typisch sind. Diese Anpassung kann automatisch (beispielsweise bei Einbau der Kommunikationseinheit in das Fahrzeug/die Infrastruktur) oder durch eine externe Triggerung (beispielsweise durch nachträgliches Aufspielen einer entsprechenden Software) erfolgen.Of the Following ETSI nomenclature is the described data preprocessing can be used for all ITS stations, both for the Vehicle Station, as well as for the staff, Central or Roadside Station. For each of these different Stations, the data preprocessing is adjusted accordingly, since different application classes for each of these Stations are typical. This adjustment can be automatic (for example when installing the communication unit in the vehicle / infrastructure) or by external triggering (for example, by subsequent triggering) Uploading an appropriate software).
Als Schnittstelle zur nächsten Verarbeitungsschicht kann eine ereignisgesteuerte Datenübertragung verwendet werden. Das heißt es werden nur dann Daten übermittelt, wenn vorher definierte Ereignisse stattgefunden haben. Diese Art der Datenübermittlung bietet sich an, wenn nur Anwendungen vorliegen, die auf spezielle Ereignisse reagieren, zum Beispiel Rettungswagen oder liegengebliebene Fahrzeuge. Sind jedoch Anwendungen vorhanden, die das Umfeld komplett analysieren und daraus ihre Schlüsse ziehen oder findet eine Sensorfusion mit Umfeldsensoren statt, so bietet es sich an, die Daten kontinuierlich zu versenden.When Interface to the next processing layer can be a event-driven data transmission can be used. The means that only data is transmitted if previously defined events have taken place. This kind of Data transmission is useful if only applications that respond to specific events, for example Ambulance or stowed vehicles. Are however applications present, which analyze the environment completely and from this their conclusions If a sensor fusion takes place with environmental sensors, then It makes sense to send the data continuously.
In Abhängigkeit der Anwendungen und den von den Anwendungen geforderten Reaktionszeiten ist die maximale Verzögerung (Delay) durch die Datenvorverarbeitung zu bestimmen. Vor allem bei Filterungen, etc. kann durch eine etwas größere Verzögerung eine bessere Güte der dann übermittelten Daten erreicht werden. Diese Verzögerung ist aber bei sicherheitskritischen Informationen und Anwendungen häufig nicht tolerierbar. Gegebenenfalls kann das System so ausgeführt sein, zwei oder mehr Repräsentationen der Daten zur Verfügung zu stellen, mit unterschiedlichen Verzögerungen, usw. Diese unterschiedlichen Repräsentationen können dabei reine Software sein (also unterschiedliche API-Aufruf oder unterschiedliche Speicherbereiche bei gemeinsamen Speicherbereichen) oder aber wirklich getrennte Signalausgänge aus der Datenvorverarbeitung.In Dependence of applications and applications required reaction times is the maximum delay (Delay) to be determined by the data preprocessing. Especially at Filtering, etc. can be done by a slightly larger Delay a better quality of the then transmitted Data can be achieved. But this delay is critical to safety Information and applications are often intolerable. Optionally, the system may be so two or more representations of the data available to ask, with different delays, etc. These different representations can do this pure software (ie different API call or different Memory areas in shared memory areas) or really separate signal outputs from data preprocessing.
Da jeder Dateneingang von außen ein potentielles Sicherheitsrisiko (Security Risk) darstellt, kann in der Datenvorverarbeitung auch eine Firewall bzw. ein Schutz vor Viren (um auf Analogien aus der Computerwelt zurückzugreifen) integriert sein. So können die Eingangsdaten nach einer formalen Überprüfung, die die Einhaltung von grundlegenden Regeln, wie Datenmenge, Wertebereich, usw. auf gewisse Muster analysiert werden. Hierbei kann es sich um einen sogenannten Behavioral Filter handeln. Diese Sicherheitsschicht kann rein auf inhaltliche Attacken achten. Kryptographische Verfahren müssen hier nicht durchgeführt werden. Diese können in der vorherigen Verarbeitungsschicht erfolgen.There every data entry from the outside a potential security risk (Security Risk) can also be used in data preprocessing a firewall or protection against viruses (to analogies from the Computer world). So can the Input data after a formal review, the compliance with basic rules, such as data volume, range of values, etc. are analyzed in certain patterns. This can happen to act as a so-called behavioral filter. This security layer can pay attention purely to substantive attacks. Cryptographic methods do not need to be done here. these can in the previous processing layer.
Durch den Einsatz der beschrieben Datenvorverarbeitung bei C2X ist weniger Rechenleistung und Speicher für die eigentlichen Anwendungen notwendig, da diese nur noch die relevanten Objekte und Situationen betrachten müssen.By the use of the described data preprocessing in C2X is less Computing power and memory for the actual applications necessary, since these only the relevant objects and situations have to look at.
Die
Zugriffseinheit
Werden die empfangenen Daten bei der Datenvorverarbeitung in mehrere Klassen eingeteilt, so können diese Klassen den jeweils typischen Anwendungen entsprechen, für welche diese Daten interessant sind. Die Bereichsgrenzen sind dabei flexibel und situationsabhängig. Die Einteilung der Daten in diese Klassen erfolgt nach unterschiedlichen Kriterien, wobei die Klassen unterschiedlich stark geprüft und vorverarbeitet werden können. So wird die grüne Klasse der Infotainment-Daten nur sehr wenig vorverarbeitet, wohingegen die Sicherheitsdaten sehr stark vorverarbeitet (also geprüft, validiert, usw.) werden.Become the received data during data preprocessing into several classes divided, these classes can be the most typical Applications for which this data is interesting are. The range limits are flexible and situation-dependent. The classification of the data into these classes is done according to different Criteria, whereby the classes are tested differently and can be preprocessed. That's the green class the infotainment data is very little pre-processed, whereas the safety data are heavily preprocessed (ie tested, validated, etc.).
Durch diese unterschiedliche Verteilung von Rechenzeit auf die unterschiedlichen Bereiche kann bei vorgegebener Gesamtrechenzeit sichergestellt werden, dass sicherheitskritische Informationen die entsprechende Beachtung und damit Rechenzeit zugesprochen bekommen.By this different distribution of computing time to the different ones Areas can be ensured for a given total computing time, that safety-critical information the appropriate attention and thus have been allocated computation time.
Die Sortierung in die Klassen kann dabei nach einem einfachen Schema erfolgen:
- – Anhand einfacher Kriterien wird die erste Klasse (grün) vom Rest getrennt.
- – Im nächsten Schritt werden zusätzliche Kriterien verwendet, um die nächste Klasse (gelb) vom verbleibenden Rest zu trennen.
- – So geht es weiter, bis schließlich alle Objekte einer Klasse zugeordnet sind.
- - Based on simple criteria, the first class (green) is separated from the rest.
- - In the next step, additional criteria are used to separate the next class (yellow) from the remainder.
- - So it goes on, until finally all objects are assigned to a class.
Zusätzlich können auf diese Weise Zusatz(meta)daten generiert werden, die nicht direkt übertragen wurden, aber aufgrund der Beziehung der Daten zueinander oder der Historie der Daten ermittelt werden können. Weiterhin werden Daten zusammengefasst, also zum Beispiel mehrere Fahrzeuge zu der Information „Stau”.additionally In this way additional (meta) data can be generated, which were not transferred directly, but because of the relationship the data to each other or the history of the data are determined can. Furthermore, data are summarized, ie for Example of several vehicles for the information "traffic jam".
Um sicherzustellen, dass sicherheitskritischen Objekten auch auf jeden Fall genug Aufmerksamkeit (also beispielsweise Rechenzeit) geschenkt wird, kann das oben gezeigte Schema auch leicht abgewandelt werden:
- – Im letzten Verarbeitungsschritt werden die sicherheitskritischen Objekte (Klassen rot und orange) zuerst bearbeitet, die schon im vorhergehenden Verarbeitungsschritt sicherheitskritisch waren.
- – Anschließend wird mit einfachen Verfahren (zum Beispiel Abstand zum eigenen Fahrzeug, Time to Collision, usw.) nach potentiellen weiteren sicherheitskritischen Objekten (Klassen rot und orange) gesucht.
- – Diese Objekte werden nun komplett vorverarbeitet (also validiert, geprüft, Zusatzdaten generiert, usw.).
- – Anschließend erfolgt die Sortierung nach dem obigen ersten Schema.
- - In the last processing step, the safety-critical objects (classes red and orange) are processed first, which were already safety critical in the previous processing step.
- - Subsequently, with simple procedures (for example, distance to the own vehicle, time to collision, etc.) for potential further safety-critical objects (classes red and orange) searched.
- - These objects are now completely preprocessed (ie validated, checked, additional data generated, etc.).
- - Subsequently, the sorting takes place according to the above first scheme.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, die Bereiche grün und gelb mit Hardware und/oder Software zu bearbeiten, die nicht nach Sicherheitsstandard ausgelegt ist. Die zusätzlichen Vorverarbeitungsschritte für die Klassen orange und vor allem rot werden hingegen mit Software und/oder Hardware durchgeführt, die Sicherheitsstandards (ASIL-Bewertung) entsprechen.additionally can be provided, the areas green and yellow with hardware and / or software that is not designed to security standard is. The additional preprocessing steps for the classes orange and especially red become software and / or hardware performed the security standards (ASIL rating).
Es bietet sich an, für die Vorverarbeitung nach Sicherheitsstandards auf bekannte Hardware und/oder Software zurückzugreifen, also zum Beispiel auf Prozessoren und Betriebssysteme bzw. Softwaremodule für ESP-Systeme.It lends itself to preprocessing according to safety standards to use known hardware and / or software So for example on processors and operating systems or software modules for ESP systems.
Beispielsweise kann eine Recheneinheit aus bekannten Systemen, wie zum Beispiel ESP (also zum Beispiel die Dual Core CPU von Continental) verwendet werden und damit die notwendige Leistungsfähigkeit des Systems (vor allem in Bezug auf Sicherheit/Safety) erzielt werden.For example can be a computing unit of known systems, such as ESP (so for example the dual core CPU of Continental) used and thus the necessary efficiency of the Systems (especially in terms of safety / safety) can be achieved.
Die
Sicherheitsdaten werden dem Fahrzeug
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend” oder „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele angegeben sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.additional It should be noted that "comprising" or "having" none excludes other elements or steps and "one" or "one" none Multiplicity excludes. It should also be noted that Features or steps that are identified by reference to one of the above Embodiments are given, also in combination with other features or steps of others described above Embodiments can be used. Reference signs in the claims are not limitations to watch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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