CN103778796B - 用于在车对车通信中将发送器分派给被探测的物体的方法以及机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将在车对车通信中传输至少一个通信信息的发送器分派给在进行接收的机动车（1，1a，1b，1c，1d）中通过至少一个环境传感器（2）的环境数据描述的物体的方法，其中，基于包括所述发送器的机动车（1，1a，1b，1c，1d）的至少一个环境传感器（2）的包含在所述通信信息中的环境数据与所述进行接收的机动车（1，1a，1b，1c，1d）的相应环境数据的比较来进行所述分派。

Description

用于在车对车通信中将发送器分派给被探测的物体的方法以及机动车

技术领域

本发明涉及一种用于将在车对车通信中传输至少一个通信信息的发送器分派/指派/匹配给在进行接收的机动车中通过至少一个环境传感器的环境数据描述的物体的方法。

背景技术

在现有技术中已经提出了一些系统，在这些系统中，机动车可彼此间或与基础设施装置无线地、尤其是通过无线电交换通信信息。车辆之间或者说车辆与基础设施之间的这种数据交换在机动车之间的通信的特殊情况下被称为车对车通信（C2C通信）或者在一般情况下也被称为车对X通信（C2X通信）。在此，不仅对于被交换的通信信息而且对于无线电通信本身已经确定了标准，所述标准在现有技术中原则上已经公知。

例如已经公知，作为通信信息将一个机动车的GPS位置和/或速度传递给该环境中的另一个被构造用于车对车通信的机动车。通过无线电频道接收其它机动车的通信信息并且附加地辨别其自己的GPS位置的车辆系统可借助于变换、例如UTM变换计算自己的进行接收的机动车与周围的进行发送的交通参与者之间在平面坐标系中的相对距离。因此，车对车通信在传递意义上可作为“传感器”来建模，所述传感器类似于机动车的实际的环境传感器例如雷达传感器、摄像机、激光传感器等探测其环境中的物体并且测量其相对距离和速度。

另外，在现有技术中公知了一些车辆系统，所述车辆系统将通过车对车通信获得的通信信息或者说通信物体与环境传感器提供的环境数据相结合。例如在此使用环境模型，在所述环境模型中引入其它物体的相对位置，其中，可给所述物体中的每一个分派另外的信息，例如该物体的相对速度和/或其它属性。这种环境模型可在利用通信信息的情况下被增加其它关于外部车辆的信息，尤其是纯粹基于进行接收的机动车的环境传感器不可测量的信息。其例子是其它机动车的质量、刚度等。

为了实现这种分派，必须首先获知，提供了通信信息的发送器（发送装置）属于哪个通过环境传感器探测并且通过环境数据描述的物体。为此，在现有技术中公知，如上所述，由GPS位置和所传输的速度求得作为车对车通信物体的包括发送器的机动车的相对位置和速度。现在在环境数据中也已知通过环境传感器探测的环境传感器物体的相对位置和速度。现在可比较所述相对位置和速度，例如，其方式是考察Mahalanobis距离。如果鉴别出应分派有发送器的环境传感器物体，则相应地可进行包含在通信信息中的外部车辆信息到所述环境传感器物体的分派。

成功比较同一物体（机动车）的但来源于不同信息源、即车对车信息和环境传感器的数据的重要方面是比较相对位置。环境传感器可非常精确地测量这种相对位置，而相对位置通过车对车通信的计算基于GPS坐标，所述GPS坐标按照现今公知的方法仅可以以不足够的精度来确定。

由此可出现通过车对车通信由另一个机动车接收的数据和相应的物体的环境传感器求得的数据表面上不配套的情况。在此情况下，似乎不可错误地结合，因为相对距离或者说相对位置由于不精确的GPS数据而不相互一致。

发明内容

因此，本发明的目的在于，给出一种将发送器更精确地更可靠地分派给在进行接收的机动车中通过环境传感器探测的物体的可能性。

为了实现所述目的，在开头所述类型的方法中根据本发明提出，基于包括发送器的机动车的至少一个环境传感器的包含在通信信息中的环境数据与进行接收的机动车的相应环境数据的比较来进行分派。

即提出，比较相应的环境数据即描述同一个关系、尤其是空间关系的环境数据，其中，通过进行接收的机动车的环境传感器测量的环境数据却与通过车对车通信获得的由包括发送器的机动车及其环境传感装置求得的环境数据相比较。环境数据在此原则上可以纯粹是传感器原始数据，但优选是由测量导出的环境数据，尤其是相对位置，下面对此还要予以详细探讨。即不仅作为通信信息的一部分来传输通过用包括发送器的机动车的至少一个环境传感器测量而求得的环境数据，而且有目的地在比较的范围内分析处理所述环境数据，以便鉴别进行发送的机动车（通过分派给在进行接收的机动车中借助于其环境传感装置探测的物体）。

因此，在此利用：通过车对车通信来通信的其它机动车也具有至少一个环境传感器。这种环境传感器例如包括雷达传感器、激光传感器、摄像机、PMD等。这种环境传感器提供极其精确的测量值，由所述测量值可求得空间关系，具体来讲是相对于进行测量的机动车的相对位置。现在，除了通常传递的通信信息之外，每个交通参与者、因此每个机动车通过车对车无线电接口也发送由其至少一个环境传感器测量的环境数据、因此环境描述。在此例如可提出，全部在包括发送器的机动车的环境中被探测的物体的列表、尤其是包括物体的相对位置和/或相对速度的列表在通信信息的范围内作为环境数据来传输，因此也由进行接收的机动车分析处理。

现在，通过相互比较包含在所传递的环境数据中的高精度的空间信息，对于每个交通参与者可进行通信信息到在其环境传感器的环境数据中探测的物体的分派。

在理想情况下通过根据本发明的方法可实现将通过车对车通信的无线电频道接收的通信信息单义地分派给由环境传感器探测的物体。即使GPS定位不精确时情况也如此。其原因在于，不再基于所变换的相对GPS坐标以及由进行接收的机动车的环境传感器提供的相对坐标来进行包括发送器的物体/机动车的比较或者说鉴别，而是纯粹基于不同交通参与者的不同环境传感器求得的并且接着通过车对车通信发送的环境数据以及基于进行接收的机动车的环境数据来进行结合。因为环境数据由环境传感器非常精确地检测，所以相对位置以及可能情况下其它比较数据仅带有非常小的误差并且结合更精确且更可靠。

因此，具体来讲，如已经描述的那样，可提出，通过比较包含在通信信息的环境数据中的相对于包括发送器的机动车的相对位置和包含在进行接收的机动车的环境数据中的相对于进行接收的机动车的相对位置来对相互探测的机动车分别在另一个机动车的环境数据中进行鉴别。因此比较相对位置，其中，出发点在于，彼此通信的机动车通过其环境传感器相互“观察”。因此，相应的相对位置必然存在于对应的环境数据中。由此，在相对位置的距离矢量彼此相反、相互一致时确定相互一致。即如果相对位置通过距离矢量来描述，则所述距离矢量因为其当然涉及不同机动车而必然反向相等，由此可鉴别由发送器和接收器构成的对。

在本发明的一个有利构型中可提出，除了相对位置也将相对速度纳入比较，其中，如果一个物体的相对于包括发送器的机动车的相对速度相应于一个物体的相对于进行接收的机动车的相对速度的负值，则关于相对速度确定相互一致。以此方式利用其它可供使用的信息来进一步改善比较并且提高可靠性。

在此，在这里还要注意的是，对于专业人员清楚的是，不言而喻，当检验是否例如距离矢量和/或相对速度或其它待比较的参数相互一致时，在全部比较中尤其是考察与测量精度相关的容差范围。

现在，以此方式，可将包含在通信信息中的另外的数据加入到自己的环境描述、例如环境模型中，如其开头所述。因此可提出，至少一个涉及包括发送器的机动车的包含在通信信息中的外部车辆信息基于比较结果分派给通过进行接收的机动车借助于环境传感器探测的包括发送器的机动车，尤其是作为环境模型的数据的扩展。在特别有利的构型中，这种外部车辆信息是不可通过进行接收的机动车的环境传感器本身测量的外部车辆信息，例如进行发送的机动车的质量、进行发送的机动车的刚度等。如果将环境数据的物体、例如环境模型中的物体恰恰鉴别为进行发送的（具有发送器的）机动车，则例如外部车辆信息可作为物体属性来加入等。

另外，如果在通信信息中也要包含GPS信息，则所述GPS信息也可在本发明的范围内例如在合理性检验的范围内使用，其中，可提出，分析处理包括发送器的机动车的包含在通信信息中的GPS信息以便检验所述分派。因此例如可检验是否通过分析处理由GPS信息获得的相对位置得到同一个物体作为进行发送的机动车或者进行发送的机动车至少包含在可能的进行发送的物体的群体中。

除了所述方法之外，本发明也涉及一种机动车，该机动车包括被构造用于接收由发送器发送的通信信息的接收装置、至少一个环境传感器和被构造用于执行根据本发明的方法的控制装置。在此，接收装置通常是构造成发送-接收装置（收发器）的接收装置，所述接收装置因此不仅被构造用于接收通信信息，而且也可作为发送器工作。关于根据本发明的方法的全部实施形式可类似地转用于根据本发明的机动车，由此，通过所述机动车也可获得本发明的优点。需要指出的是，根据本发明的机动车尤其是可被构造用于在车对车通信的范围内在发送时传递其基于环境传感器的测量而获得的环境数据的至少一部分，尤其是以被探测的物体的具有其相对位置和速度的列表的形式。

附图说明

从下面描述的实施例以及借助于附图得到本发明的其它优点和细节。

附图表示：

图1根据本发明的机动车的原理草图，以及

图2具有在车对车通信的范围内通信的机动车的交通状况。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的机动车1的原理草图。机动车1如原则上公知的那样具有多个环境传感器2，其中，在此示例性地示出了雷达传感器和摄像机。环境传感器2通过总线系统3、例如CAN总线与控制装置4通信，在所述控制装置中对由所述环境传感器测量的数据进行分析处理，以便产生环境模型，所述环境模型具有关于在机动车1的环境中探测的物体的环境数据、尤其是所述物体相对于机动车1的相对位置以及分派给所述物体的属性、例如其相对速度、物体类型等，通过所述相对位置也区别各个物体。

另外，机动车1具有GPS传感器5，通过所述GPS传感器可求得机动车1的GPS坐标。另外，设置有用于车对车通信的发送-接收装置6，所述发送-接收装置可作为发送器发送通信信息，并且，如果机动车1是进行接收的机动车，则可接收其它交通参与者的以及可能情况下基础设施物体的、但尤其是另外的机动车的通信信息。

现在，控制装置4一方面被构造用于在通信信息中也发送环境数据的至少一部分，尤其是被探测的物体的具有其相对位置和相对速度的列表。另一方面，控制装置4被构造用于在接收通信信息时实施根据本发明的方法，这意味着，对所述其它机动车的包含在通信信息中的环境数据通过与机动车1的相应环境数据相比较来进行分析处理，以便确定，包括发送器的机动车相应于哪个被探测的物体。在此需要指出的是，附加地也发送、因此也接收GPS传感器5的GPS信息作为通信信息的一部分。

此外，为了具体描述根据本发明的方法，参考图2中所示的交通状况。

很明显，在那里，多个根据本发明的机动车1a至1d在道路7上当前在相同方向上行驶。每一个机动车1a至1d的环境数据中的相对位置在与机动车固定的坐标系中用坐标x和y描述，为了清楚起见，所述坐标系在机动车内部示出。

现在，图2也示例性示出了多个椭圆8，所述椭圆应表示GPS定位的误差。另外，如可根据机动车1d的环境传感器2的示例性示出的检测区域9识别的那样，机动车1d可探测机动车1b，尤其是通过相对位置和速度。但由于全部机动车1a至1d的不精确的GPS位置，在机动车1d中不可确定所接收的通信信息中的哪些来源于机动车1b。

但现在如示例性示出的那样，机动车1b可通过具有检测区域10的后方的环境传感器2完全地探测机动车1d。同时，机动车1b接收周围的机动车1a、1c和1d的数据并且由于不精确的GPS位置而又不可以所述方式确定哪些通信信息来源于机动车1d。

为了仍然可实现所接收的通信信息分派给另一个机动车1a至1d，因此为了将通过进行接收的机动车的环境传感装置探测的物体鉴别为具有发送器的、因此进行发送的机动车，现在，如已所述，通过全部机动车1a至1d除了通信信息的通常传递的数据之外也传递来源于环境传感器2的测量的环境数据，作为通信信息的一部分，具体来讲是被探测的物体的具有其相对位置和相对速度的列表。

现在要描述机动车1b和具有车辆纵向方向上的相对距离x_b和车辆横向方向上的相对距离y_b的（还未详细鉴别的）被探测的物体的例子。机动车1d也传递具有车辆纵向方向上的相对距离x_d和车辆横向方向上的相对距离y_d的（还未详细鉴别的）物体。

现在，如果在机动车1b中要确定经无线电传递的通信信息中的哪些来源于处于机动车1b之后的机动车1d，则进行经无线电接收的相对位置与由机动车1b的环境传感器2提供的相对位置的比较。在机动车1b的环境数据中测量的相对距离可被称为x₂和y₂。由于几何配位，对于相对距离存在x₂=-x_d以及y₂=-y_d。由于该事实，机动车1b可确定属于处于该机动车之后的机动车1d的通信信息。这是包含相对距离-x₂和-y₂（即x_d和y_d）的通信信息。因此，在此情况下，这是机动车1d的通信信息。由此，机动车1b可将由机动车1d传递的全部通信信息单义地分派给机动车1d。由此，例如可实现将外部车辆信息尤其是质量、刚度或其它不可通过环境传感器2检测的数据在其环境数据、尤其是环境模型中分派给机动车1d，因为这些外部车辆信息同时与相对位置一起被发送。

类似地，机动车1d通过其环境传感装置2测量处于该机动车之前的具有相对距离x₄和y₄的物体。由于配位x₄=-x_b以及y₄=-y_b，机动车1d可将机动车1b的通信信息直接分派给机动车1b。

即使当前为了描述较简单而分别讨论了环境传感器2的被探测的物体，不言而喻，当环境传感器2探测多个物体并且由此发出多个相对距离时，也可执行所述方法，其中，仅须对于全部所接收的环境数据和所测量的环境数据执行比较。

在这里还需要注意，为了进一步改善鉴别，也可进行相对速度的比较。另外可考虑，作为一种合理性检验，鉴别也通过GPS信息来达到并且与环境数据的比较结果相比较。另外，如果例如进行发送的机动车未被环境传感器2探测到，GPS信息也可作为一种“备用解决方案”来使用。

Claims (8)

1.一种用于在车对车通信中将发送器与物体相关联的方法，所述方法包括：

在车对车通信中由位于主机动车中的发送器将包括环境数据并且用于描述物体的至少一个通信信息发送至进行接收的机动车，所述环境数据由主机动车的至少一个环境传感器获得，

通过对来自主机动车中的至少一个环境传感器的至少一个通信信息中包含的环境数据和来自进行接收的机动车的相应环境数据进行比较，从而在控制装置中将所述至少一个通信信息与来自进行接收的机动车中的至少一个环境传感器的环境数据所描述的所述物体相关联，和

根据比较结果识别与进行接收的机动车相关的发送器。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：为了比较来自主机动车的环境数据与来自进行接收的机动车的相应环境数据而对在主机动车的环境中探测到的所有物体的列表进行分析处理。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于：通过将包含在通信信息的环境数据中的相对于主机动车的相对位置与包含在进行接收的机动车的相应环境数据中的相对于进行接收的机动车的相对位置进行比较，从而使相互探测的机动车在相应的另外的机动车的环境数据中被识别出。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于：在相对位置的距离矢量彼此反向并且一致时判定为一致。

5.根据权利要求3的方法，其特征在于：除了位置外还将相对速度纳入比较，其中，如果一个物体的相对于主机动车的相对速度相当于一个物体相对于进行接收的机动车的相对速度的负值，则判定在相对速度方面是一致的。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于：基于比较的结果将至少一个涉及主机动车的包含在至少一个通信信息中的外部车辆信息与通过进行接收的机动车借助于环境传感器探测到的主机动车相关联。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于：在合理性检验的范围内对包含在至少一个通信信息中的主机动车的GPS信息进行分析处理从而对关联进行检验。

8.一种机动车，包括被构造用于在车对车通信中接收由位于主机动车中的发送器发送的至少一个通信信息的接收装置，所述至少一个通信信息包含用于描述物体的主机动车的环境数据，所述机动车还包括至少一个环境传感器和控制装置，所述控制装置构造成：

通过对来自主机动车中的至少一个环境传感器的至少一个通信信息中包含的环境数据和来自进行接收的机动车的相应环境数据进行比较，从而将所述至少一个通信信息与来自进行接收的机动车中的至少一个环境传感器的环境数据所描述的所述物体相关联，以及

根据比较结果识别与进行接收的机动车相关的发送器。