CN115460236A - 用于联网交通系统的至少两个参与者进行通信的方法 - Google Patents

用于联网交通系统的至少两个参与者进行通信的方法 Download PDF

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CN115460236A CN202210644627.5A CN202210644627A CN115460236A CN 115460236 A CN115460236 A CN 115460236A CN 202210644627 A CN202210644627 A CN 202210644627A CN 115460236 A CN115460236 A CN 115460236A
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Abstract

本发明涉及一种用于联网交通系统(10)的至少两个参与者(1、2)进行通信的方法，其中，第一参与者(1)借助第一信号传输路径(11)发送交换信息，其中，所述交换信息包括该第一参与者(1)的第一传感器数据和代表该第一参与者(1)的代码，其中，该第一参与者(1)借助至少一个第二信号传输路径(12)发送该代表性代码或者另外的代表性代码，其中，第二参与者(2)经由该第一信号传输路径(11)接收所述交换信息，其中，该第二参与者(2)借助环境传感装置(20)通过检测周围环境(50)求取第二传感器数据，其中，该第二参与者(2)借助该环境传感装置(20)接收经由该第二信号传输路径(12)所发送的代码，并且其中，该第二参与者(2)借助该代表性代码和/或借助该另外的代表性代码将该第一传感器数据和该第二传感器数据彼此关联。

Description

用于联网交通系统的至少两个参与者进行通信的方法
技术领域
本发明涉及一种用于联网交通系统的至少两个参与者进行通信的方法和一种联网交通系统。
背景技术
已知交通系统中的交通参与者例如借助经由所谓的“车到万物”(缩写为“V2X”)的通信进行数据交换等进行联网。在此，车辆或其他交通参与者能够彼此交换信息。通过将所交换的这些数据与自身的传感器数据关联，单个车辆能够获得关于其环境或者整个交通系统的附加的有价值的信息。所交换的数据例如可以包括运动数据——如速度、行驶方向、导航目的地、位置，或者状态数据——例如车辆类型。即，也能够彼此交换借助相应的车辆的环境传感装置所获得的数据。然而，这种数据可能例如由于所使用的传感装置自身或者由于环境条件而总是具有不准确性。这可能导致所交换的数据中的一部分具有显著错误。
发明内容
相对于此，根据本发明的用于联网交通系统的至少两个参与者进行通信的方法的特征在于，在联网交通系统中所交换的信息的关联的经改善的可能性。由此，交通系统的参与者能够获得尤其准确且可靠的数据。这通过一种用于联网交通系统的至少两个参与者进行通信的方法来实现。在该方法中，第一参与者借助第一信号传输路径发送交换信息。所述交换信息在此包括第一参与者的第一传感器数据以及代表该第一参与者的个体代码。该第一参与者在此附加地借助至少一个另外的第二信号传输路径发送该代码。替代于该代表性代码，第一参与者优选可以借助第二信号传输路径发送另外的、例如代表其他参与者的代码。在这种情况下，优选经由第一信号传输路径发送同样具有所述交换信息的另外的代表性代码。联网交通系统的第二参与者经由第一信号传输路径接收所述交换信息。此外，该第二参与者借助环境传感装置通过检测周围环境求取第二传感器数据，其中，该第二参与者借助该环境传感装置附加地接收经由第二信号传输路径所发送的代码。随后，该第二参与者借助该代表性代码和/或借助另外的代表性代码将第一传感器数据与第二传感器数据彼此关联。
在此，可以将第一参与者能够传递给第二参与者的任意信息或者数据视为交换信息。所述交换信息至少包括个体代码以及传感器数据，该个体代码例如可以是预定义的表征性字符串，该字符串适合用于明确地表征第一参与者。
在此，可以将借助对应参与者的传感器——例如环境传感装置——所产生的任意数据视为所述传感器数据。所述传感器数据优选至少包括说明对应参与者的位置的位置数据和/或说明对应参与者的向前运动的运动数据和/或周围环境数据，所述周围环境数据具有关于从对应参与者的角度所见的环境的信息。所述传感器数据例如可以包括该参与者的当前位置、速度、运动方向、车辆类型，和/或由该参与者所检测到的在周围环境中的对象。
此外，将用于两个参与者之间进行通信的、即用于两个参与者之间进行数据交换的接口视为信号传输路径。
换言之，在该方法中，由第一参与者将传感器数据连同个体代码一起作为交换信息经由第一信号传输路径发出。该个体代码经由不同于第一信号传输路径的第二信号传输路径被附加地发送，使得第二参与者能够附加地与该第一信号传输路径无关地接收该代码。该接收在此经由第二参与者的环境传感装置进行。环境传感装置在此优选可以是任意用于检测传感器数据的传感装置以及也可以是用于接收无线电信号的无线电模块。由此，第二参与者能够以经简化的方式将所接收到的交换信息配属给其自身所检测到的第二传感器数据并彼此进行关联、即彼此组合。由此能够减少或者避免所述传感器数据中的一个传感器数据中的偏差或者错误。通过该方法例如能够补偿由于不准确的位置传感器而导致的有错的或者不准确的定位，这例如可能出现在GPS传感器接收较差的情况下，如在高大的城市峡谷
Figure BDA0003683589920000021
间或者在隧道中。因此，通过所述关联能够提供尤其准确的一组传感器数据。
优选实施方式包含本发明的优选扩展方案。
优选地，第一参与者是弱势交通参与者。将如下交通参与者视为弱势交通参与者：所述交通参与者在道路交通中承担特殊的风险，因为这些交通参与者例如未被保护性壳体所包围，该保护性壳体例如是封闭的汽车的车身。特别是将行人、自行车和摩托车视为弱势交通参与者。尤其优选地，弱势交通参与者是电动自行车。特别是在电动自行车作为第一参与者的情况下，通过该方法得出如下优点：该电动自行车能够被第二参与者特别可靠地识别到并在交通系统中分类。通过借助在不同的信号传输路径上所发送的代码来进行的经改善的关联，电动自行车即使在高的车辆密度的情况下——即例如大量自行车或者车辆存在于交通系统的较小范围内的情况下——也能够特别可靠且明确地被识别到。
尤其优选地，第二参与者是车辆、优选是机动车。替代地优选地，第二参与者是基础设施装置，该基础设施装置优选是静止的、即位置固定地布置在交通系统中的基础设施装置。这种基础设施装置例如可以是交通引导系统、例如交通信号灯，或者是任意其他设置为用于与其他交通参与者通信的装置。
优选地，第一信号传输路径基于例如借助移动无线电的无线电传输。数据传输特别是借助第一信号传输路径借助V2X接口(V2X：“vehicle-to-everything，车到万物”的缩写)进行。所述V2X接口可以构造为Wifi接口、5G接口和/或蓝牙接口。V2X接口可以优选构造为DSRC接口和/或C-V2X接口。因此，参与者之间的简单的数据传输也能够越过更大的距离且与障碍物无关地进行。
尤其优选如此构造第二信号传输路径，使得仅在第一参与者与第二参与者之间存在自由光学视线的情况下才能够进行信号传输。即，借助第二信号传输路径进行的代码传递要求两个参与者之间的自由光学视线，从而当在两个参与者之间存在隔断自由光学视线的障碍物时不能够进行传输。由此能够对数据进行尤其简单且准确的关联，特别是因为第二传感器数据优选同样是基于自由光学视线所检测到的。优选地，第二信号传输路径基于优选借助红外信号进行的光信号传输。在此特别是可以以预定义的闪光模式——亦称闪烁(Flickering)——的形式传输代码。替代或者附加地，第二信号传输路径可以基于借助激光雷达信号进行的传输。由此能够以尤其简单且高效的方式对代码进行直接且被明确地识别的传输。
优选地，第二信号传输路径基于雷达传输。由此，代码也能够在自由光学视线的情况下经由直接路径并且特别是附加地通过反射被传输。
进一步优选地，第一参与者借助多个第二信号传输路径发送代码。即，同时经由多个不同的通信路径发出代码。由此能够尤其简单且可靠地确保第二参与者能够经由所述多个第二信号传输路径中的至少一个第二信号传输路径明确地接收代码。
优选地，所述交换信息包括合作意识消息(Cooperative Awareness Message)和/或弱势道路使用者意识消息(Vulnerable Road User Awareness Message)和/或集体感知消息(Collective Perception Message)。因此能够尤其有针对性地在联网交通系统中交换信息，以便能够实现明确且高效的通信并且特别是能够实现优化的交通流。
尤其优选地，所述代码和/或交换信息从第一参与者间接地通过第三参与者被传递给第二参与者。该第三参与者例如可以是弱势交通参与者或者车辆或者基础设施装置。该第三参与者优选可以包括另外的环境传感装置，该第三参与者借助该另外的环境传感装置通过检测周围环境求取第三传感器数据。所述第三传感器数据可以附加地被传递和/或关联。通过该通过第三参与者所进行的间接传递，第一参与者和第二参与者例如能够越过特别大的距离彼此进行通信。替代或者附加地能够通过第三参与者将更大的数据量彼此相关联。
优选地，第二参与者将彼此关联的第一传感器数据与第二传感器数据回传给第一参与者。由此，第一参与者能够获得关于其自身的经改善的信息，例如其自身的或者交通系统中的其他对象的经优化的定位。
进一步优选地，代码由第一参与者随机生成。由此能够在匿名化的同时实现可靠的辨识。
尤其优选地，代码由第一参与者以预确定的时间间隔、特别是周期性地重新生成。由此能够特别可靠地确保提供经匿名化的代码。此外实现，当在周围环境中存在大量分别发出自身代码的车辆时，避免与相同代码的可能交叠。
优选地，当第一参与者在周围环境中识别到相同的代码时，由该第一参与者重新生成代码。特别是，该第一参与者为此借助环境传感装置监控环境。由此能够确保，第一参与者至少在该第一参与者的环境传感装置的作用范围内实际发出唯一的单独代表该第一参与者的代码。
尤其优选地，所述另外的代表性代码构造为比该代表性代码短。优选地，该代码包括尽可能少的位，但由相似对象的数量所决定地包括为进行区分所需的那样多的位。该代码尤其优选包括至少4位。由此能够提供一种尤其简单且高效的系统，因为该代码例如能够借助光信号来传递，所述光信号仅需较少的总持续时间用于表示该代码。该代码进一步优选包括至少16位。由此能够即使在在交通系统中的参与者密度高的情况下也实现对参与者的明确辨识。
本发明另外还得出一种联网交通系统。该联网交通系统优选设置为用于执行所说明的方法。该联网交通系统包括该联网交通系统的第一参与者的第一通信装置，其中，该第一通信装置设置为用于借助第一信号传输路径发送交换信息。所述交换信息在此包括该第一参与者的第一传感器数据和代表该第一参与者的个体代码，所述第一传感器数据优选是借助该第一参与者的环境传感装置所检测到的。该联网交通系统另外还包括该第一参与者的信号装置，该信号装置设置为用于附加地借助至少一个另外的第二信号传输路径发送该代表性代码或者另外的代表性代码，并且该联网交通系统包括该联网交通系统的第二参与者的第二通信装置，其中，该第二通信装置设置为用于经由第一信号传输路径接收交换信息。该联网交通系统还包括该第二参与者的环境传感装置，该环境传感装置设置为用于通过检测第二参与者的周围环境求取第二传感器数据并接收经由第二信号传输路径所发送的代码。此外，该联网交通系统包括该第二参与者的控制设备，该控制设备设置为用于借助该代表性代码和/或借助另外的代表性代码将第一传感器数据与第二传感器数据彼此关联。
附图说明
以下根据实施例结合附图说明本发明。在这些附图中，功能相同的构件分别用相同的附图标记来标识。在此示出：
图1：根据本发明的第一实施例的用于联网交通系统的参与者进行通信的方法的经简化的示意图，
图2：图1的方法的替代视图，
图3：根据本发明的第二实施例的用于联网交通系统的参与者进行通信的方法的经简化的示意图，
图4：根据本发明的第三实施例的用于联网交通系统的参与者进行通信的方法的经简化的示意图。
具体实施方式
图1和图2示出用于联网交通系统10的两个参与者1、2进行通信的方法的经简化的示意图。在此，第一参与者1是电动自行车，第二参与者2是机动车。
第一参与者1具有第一通信装置17。第二参与者2具有第二通信装置27。所述两个参与者1、2借助所述两个通信装置17、27能够彼此交换数据。该数据交换在此经由第一信号传输路径11进行，该第一信号传输路径基于无线电传输、具体是基于V2X接口。
经由第一信号传输路径11，两个参与者1、2能够交换任意信息，例如优选是合作意识消息和/或弱势道路使用者意识消息和/或集体感知消息，对应的进行接收的参与者1、2能够根据所述消息获得关于交通系统10的信息。
在第一实施例中，第一参与者1经由第一信号传输路径11向第二参与者2发送交换信息。所述交换信息包括该第一参与者1的第一传感器数据，所述第一传感器数据特别是借助该第一参与者的环境传感器数据所检测到的。优选地，所述第一传感器数据包括关于该第一参与者1的下述信息中的一个或多个信息：当前位置、速度、行驶方向、行驶目的地、车辆类型和由该第一参与者1所检测到的在周围环境50中的对象。
附加地，所述交换信息包括由该第一参与者1所生成的个体代码，该个体代码代表该第一参与者1。
在该方法中，该代码由该第一参与者1附加地借助信号装置16经由至少一个另外的第二信号传输路径12发出。该信号装置16在此设置为用于以光信号、优选红外光信号的形式发出该代码。
由该第一参与者1的信号装置16发出的包含该代码的光信号可以由第二参与者2的环境传感装置20经由第二信号传输路径12接收。
此外，第二参与者2的环境传感装置20在此设置为用于通过检测周围环境50来求取第二传感器数据。
此外，第二参与者2包括控制设备25，该控制设备与第二通信装置27和环境传感装置20连接。该控制设备20在此设置为用于借助该代码将经由第一信号传输路径11所接收到的第一传感器数据与借助环境传感装置20所检测到的第二传感器数据彼此关联。由于经由两个信号传输路径11、12来分别接收明确代表该第一参与者的代码，所以该关联能够被尤其高效且明确地执行，因为第二参与者2能够借助对应传感器数据中的代码尤其简单地明确地配属第一参与者1。
当在传感器数据中存在不准确性或者错误时——这可能暂时出现在用于检测周围环境50的传感器系统中——该方法是尤其有利的。例如，在特定的周围环境50中、例如在城市峡谷之间定位精度可能受到影响，特别是如果所述定位是通过借助定位系统、例如GPS系统确定当前位置来进行的。在下文中参考图2来针对该示例描述本方法的优点。
图2在此示出如下交通状况：在该交通状况中，第一参与者1和第二参与者2在车道交叉路口相遇，即相向行驶并且基本上同时到达车道交叉路口处。在车道旁边分别存在障碍物55——例如建筑物，所述障碍物限制两个参与者1、2彼此相向的直接视线。即，例如借助摄像机传感器和/或激光雷达传感器和/或雷达传感器等，两个参与者1、2在随后存在相对的视接触时才能够彼此识别到。
在图2中示出如下情况：在该情况中，第一参与者1的所求取到的当前位置1'具有较大的不准确性。在此以虚线示出借助第一参与者1的环境传感装置所求取到的当前位置1'。如在图2中可以看到的那样，在所示情况中，所求取到的位置1'明显比实际位置1距离交叉路口更远。
第一参与者1经由第一信号传输路径11向第二参与者2发送交换信息、即该第一参与者的传感器数据和个体代码，所述传感器数据除其他外还具有所求取到的位置1'。由于无线电传输，该传输在此可以在两个参与者1、2之间存在直接视接触之前就已经进行。
一旦存在直接视接触，即第一参与者1与第二参与者2之间的自由光学视线，如图2所示的那样，则第二参与者2借助其环境传感装置20附加地经由第二信号传输路径12接收由第一参与者1的信号装置16发出的代码。附加地，第二参与者2现在能够自身借助其环境传感装置20检测到第一参与者1。在此特别是经由同一第二信号传输路径12进行该第二参与者2的检测，以便使明确的代码配属更容易。即，在代码作为光信号传输的情况下，代码的检测以及第二参与者2的检测借助作为环境传感装置20的至少一部分的摄像机进行。
因此，第二参与者2能够根据代码简单地将所接收到的、第一参与者1的第一传感器数据与借助环境传感装置20自身所检测到的第二传感器数据关联。特别是第二参与者2能够由此基于所述第二传感器数据校正所接收到的、第一参与者1的位置1'。这在附加地存在关于对应的传感器数据的精度或可靠性的信息时是尤其有利地可以实现的。
因此，该方法在所述情况中使得能够实现：第二参与者2能够明确地将第一参与者1配属给该第一参与者所发送的第一传感器数据，特别是不出现第二参与者2由于第一参与者1的不准确的位置数据而错误地猜测成在第一参与者1的实际位置处是另外的未知参与者的情况。
图3示出根据本发明的第二实施例的用于联网交通系统10的参与者1、2进行通信的方法的经简化的示意图。该第二实施例基本上相当于图1和图2的第一实施例，有如下区别：存在不同的参与者1、2。在该第二实施例中，第一参与者1是机动车，第二参与者2是基础设施装置，该基础设施装置位置固定地或者说静止地布置在周围环境50中。
在该第二实施例中，数据交换以与第一实施例类似的方式进行。
关联的传感器数据可以由第二参与者2有利地进行再处理，并且可以例如被提供给交通系统10的另外的(未示出的)参与者来使用。此外有利的是，第二参与者2将所述关联的传感器数据回传给第一参与者1。第一参与者1由此能够随后对具有经改善的精度的、经校正的传感器数据进行进一步使用。
图4示出根据本发明的第三实施例的用于联网交通系统10的参与者1、2进行通信的方法的经简化的示意图。该第三实施例基本上相当于图1和图2的第一实施例，有如下区别：附加地设置有第三参与者3。该第三参与者3在此是基础设施装置，该基础设施装置具有环境传感装置20和第三通信装置37。
在该第三实施例中，交换信息以及代码从第一参与者1间接地通过第三参与者3被传递给第二参与者2。在此，第三参与者3借助其环境传感装置20经由第二信号传输路径12接收代码，并此外借助第三通信装置37经由第一信号传输路径11接收交换信息。
随后，第三参与者3可以将所接收到的第一传感器数据与借助其环境传感装置20所检测到的第三传感器数据进行关联，或者替代地在不进行关联的情况下进一步发送给第二参与者2。在此，可以仅仅经由第一信号传输路径11进行至第二参与者2的信息传递。
随后，第二参与者2可以将所接收到的数据例如与借助其环境传感装置20'所检测到的第二传感器数据重新关联。由此能够提供特别高的数据精度，并且此外能够通过该间接传递进行越过特别大距离的数据交换。

Claims (15)

1.一种用于联网交通系统(10)的至少两个参与者(1、2)进行通信的方法，
-其中，第一参与者(1)借助第一信号传输路径(11)发送交换信息，
-其中，所述交换信息包括所述第一参与者(1)的第一传感器数据和代表所述第一参与者(1)的代码，
-其中，所述第一参与者(1)借助至少一个第二信号传输路径(12)发送所述代表性代码或者另外的代表性代码，
-其中，第二参与者(2)经由所述第一信号传输路径(11)接收所述交换信息，
-其中，所述第二参与者(2)借助环境传感装置(20)通过检测周围环境(50)求取第二传感器数据，
-其中，所述第二参与者(2)借助所述环境传感装置(20)接收经由所述第二信号传输路径(12)所发送的代码，和
-其中，所述第二参与者(2)借助所述代表性代码和/或借助所述另外的代表性代码将所述第一传感器数据和所述第二传感器数据彼此关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一参与者(1)是弱势交通参与者、特别是电动自行车。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二参与者(2)是车辆、特别是机动车，或者是基础设施装置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一信号传输路径(11)基于特别是借助V2X接口进行的无线电传输。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二信号传输路径(12)仅在第一参与者(1)与第二参与者(2)之间存在自由光学视线的情况下才允许信号传输，特别是其中，所述第二信号传输路径(12)基于特别是借助红外信号和/或激光雷达信号进行的光信号传输。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二信号传输路径(12)基于雷达传输。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一参与者(1)借助多个第二信号传输路径(12)发送所述代码。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述交换信息包括合作意识消息和/或弱势道路使用者意识消息和/或集体感知消息。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述代码和/或所述交换信息从所述第一参与者(1)间接地通过第三参与者(3)被传递给所述第二参与者(2)。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述第二参与者(2)将彼此关联的第一传感器数据与第二传感器数据回传给所述第一参与者(1)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述代码由所述第一参与者(1)随机生成。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述代码由所述第一参与者(1)以预确定的时间间隔重新生成。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述第一参与者(1)在所述周围环境(50)中识别到相同的代码时，由所述第一参与者(1)重新生成代码。
14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述另外的代表性代码构造为比所述代表性代码短。
15.一种联网交通系统，所述联网交通系统特别是设置为用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述联网交通系统包括：
-所述联网交通系统(10)的第一参与者(1)的第一通信装置(17)，其中，所述第一通信装置(17)设置为用于借助第一信号传输路径(11)发送交换信息，其中，所述交换信息包括所述第一参与者(1)的第一传感器数据和代表所述第一参与者(1)的代码，
-所述第一参与者(1)的信号装置(16)，所述信号装置设置为用于附加地借助至少一个第二信号传输路径(12)发送所述代表性代码或者另外的代表性代码，
-所述联网交通系统(10)的第二参与者(2)的第二通信装置(27)，其中，所述第二通信装置(27)设置为用于经由所述第一信号传输路径(11)接收所述交换信息，
-所述第二参与者(2)的环境传感装置(20)，所述环境传感装置设置为用于通过检测周围环境(50)求取第二传感器数据并接收经由所述第二信号传输路径(12)所发送的代码，和
-所述第二参与者(2)的控制设备(25)，所述控制设备设置为用于借助所述代表性代码和/或借助所述另外的代表性代码将所述第一传感器数据和所述第二传感器数据彼此关联。
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