DE102006041668A1

DE102006041668A1 - Method for verifying information

Info

Publication number: DE102006041668A1
Application number: DE200610041668
Authority: DE
Inventors: Thomas May; Gerd Gottwald
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-27
Also published as: JP5086351B2; JP2010503299A; EP2064688B1; EP2064688A1; WO2008028718A1

Abstract

Es werden ein Verfahren zur Verifikation von zwischen Fahrzeugen ausgetauschten Informationen (24, 26, 28), eine elektronische Einheit sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt vorgestellt. Das beschriebene Verfahren sieht vor, dass anhand empfangener Signale, die die Informationen (24, 26, 28) tragen, zumindest eine mindestens eines der Fahrzeuge betreffende Größe bestimmt wird und auf Grundlage dieser Bestimmung die Informationen (24, 26, 28) behandelt werden.A method for verifying information exchanged between vehicles (24, 26, 28), an electronic unit and a computer program and a computer program product are presented. The method described provides that, based on received signals carrying the information (24, 26, 28), at least one variable relevant to at least one of the vehicles is determined and the information (24, 26, 28) is treated on the basis of this determination.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifikation von zwischen Fahrzeugen ausgetauschten Informationen, eine elektronische Einheit zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.The The invention relates to a method for verification of between vehicles exchanged information, an electronic unit for the execution of the described method, a computer program and a computer program product.

Stand der TechnikState of the art

Es sind Netzwerke, insbesondere Ad-hoc-Netzwerke, zwischen Fahrzeugen bekannt, die über ein Funksystem aufgebaut sind und dazu verwendet werden, Informationen bzw. Nachrichten zwischen den Fahrzeugen auszutauschen. In den USA und Europa werden hierfür überwiegend drahtlose lokale Netzwerke (WLAN: wireless local area network) gemäß dem Standard IEEE 802.11p verwendet. Dieses WLAN-Systeme basieren auf einem orthogonalen Wellenlängenmultiplexverfahren (OFDM: orthogonal frequency division multiplexing) und benötigen deshalb eine verhältnismäßig genaue Frequenzsynchronisation.It are networks, especially ad-hoc networks, between vehicles known over a radio system are constructed and used to provide information or to exchange messages between the vehicles. In the USA and Europe become predominant for this wireless local area networks (WLAN) according to the standard IEEE 802.11p used. These wireless systems are based on an orthogonal Wavelength division multiplexing (OFDM: orthogonal frequency division multiplexing) and therefore require a relatively accurate one Frequency synchronization.

Dabei beruhen die Anwendungen dieser Funktechnik in Ad-hoc-Netzen auf dem Prinzip, dass jedes Fahrzeug periodisch Informationen sendet, die von allen anderen Fahrzeugen in der Funkreichweite empfangen werden. Einige Anwendungen sehen vor, dass diese Informationen von allen oder von bestimmten Fahrzeugen wiederholt werden und damit weiteren Teilnehmern zugänglich gemacht werden.there The applications of this wireless technology are based on ad hoc networks the principle that every vehicle periodically sends information received by all other vehicles in the radio range become. Some applications require this information from all or be repeated by certain vehicles and thus more Accessible to participants be made.

Viele bekannte Anwendungen sollen zur Sicherheit im Straßenverkehr beitragen, indem diese Warnmeldungen über Bremsvorgänge, Glatteis, Unfälle usw. weitergeben, um betroffene Verkehrsteilnehmer über mögliche Gefahren zu informieren. Dabei stellt sich jedoch das Problem, dass diese Systeme missbraucht werden können, indem böswillig falsche Informationen eingespeist werden. Ohne ausreichende Sicherheit ist das System für den Fahrer nutzlos.Lots known applications are intended for road safety these warnings about braking, black ice, accidents etc. to inform affected road users about possible hazards to inform. However, there is the problem that this Systems can be abused by being malicious incorrect information is fed. Without sufficient security is the system for the driver useless.

Eine mögliche Lösung hierfür sieht vor, dass die Nachrichten signiert werden, um die mit diesen Nachrichten übermittelten Informationen zu verifizieren. Die zugrundeliegenden kryptographischen Verfahren können aber nicht für die gesamte Lebensdauer eines Fahrzeugs als sicher angesehen werden. Zudem sind diese Verfahren hinsichtlich der benötigten Rechenleistung aufwendig.A possible solution therefor Foresees that the messages be signed to those submitted with these messages To verify information. The underlying cryptographic Procedures can but not for the entire lifetime of a vehicle can be considered safe. In addition, these methods are complicated in terms of the required computing power.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Verifikation von zwischen Fahrzeugen ausgetauschten Informationen, wobei anhand empfangener Signale, die die Informationen tragen, zumindest eine mindestens eines der Fahrzeuge betreffende Größe, insbesondere eine kinematische Größe, bestimmt wird und auf Grundlage dieser Bestimmung die Informationen behandelt werden. Somit ist es möglich, falsche Informationen zu identifizieren und entsprechend zu behandeln, das bedeutet diese zu verwerfen. Nur Informationen, die als korrekt erkannt wurden, werden in dem empfangenden Fahrzeug als solche behandelt und damit berücksichtigt.The inventive method serves to verify information exchanged between vehicles, based on received signals carrying the information, at least one size relevant to at least one of the vehicles, in particular a kinematic variable is determined and treated the information on the basis of this provision become. Thus, it is possible Identify and handle incorrect information that means rejecting them. Only information that is considered correct detected are treated as such in the receiving vehicle and taken into account.

Somit können verifizierte Informationen zum Nutzen des in die Kommunikation eingebundenen Verkehrsteilnehmers und damit zur Steigerung der Fahrsicherheit genutzt werden. Falsche Informationen werden als solche erkannt und verworfen.Consequently can Verified information on the benefit of the road user involved in the communication and thus be used to increase driving safety. false Information is recognized as such and discarded.

Es kann bspw. unter anderem eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden.It can, for example, determined inter alia, a speed of the vehicle become.

In Ausgestaltung wird eine Frequenzsynchronisation verwendet, um eine Dopplerverschiebung zwischen den Fahrzeugen zu messen. Aus den Doppelverschiebungen lassen sich die Relativgeschwindigkeiten der Fahrzeuge berechnen, die gesendet haben. Zusammen mit der eigenen Geschwindigkeit lässt sich zumindest auf Autobahnen und Landstraßen die Absolutgeschwindigkeit der anderen Fahrzeuge angeben. Die Geschwindigkeit Null läßt sich in jedem Fall erkennen. Es können nun Datenpakete verworfen werden, wenn das sendende Fahrzeug sich der Information nach bewegen müsste, es aber tatsächlich die Geschwindigkeit Null hat, wenn bspw. ein Bremsvorgang signalisiert wird, oder das sendende Fahrzeug in den Daten eine andere Eigengeschwindigkeit mitteilt, als es die Messung ergibt.In Embodiment, a frequency synchronization is used to a Doppler shift between vehicles to measure. From the double shifts can calculate the relative speeds of the vehicles, have sent. Together with your own speed can be at least on highways and highways the absolute speed indicate the other vehicles. The speed zero can be in any case recognize. It can Now data packets are discarded when the sending vehicle itself the information would have to move, but actually the speed has zero, if, for example, signaled a braking operation or the sending vehicle in the data has a different airspeed tells, as it gives the measurement.

Zusätzlich zu der Frequenzsynchronisation können Methoden aus der Signalverarbeitung verwendet werden, die die verbleibende Frequenzabweichung des empfangenen Signals bestimmen.In addition to the frequency synchronization can Methods used in signal processing are the remaining ones Determine frequency deviation of the received signal.

Alternativ oder ergänzend zur Bestimmung der Geschwindigkeit kann die Position des Fahrzeugs bestimmt werden. In diesem Fall kann neben der Dopplerverschiebung die empfangene Signalleistung für jeden Kommunikationspartner gemessen werden, um die Position des Fahrzeugs zu betimmen. Unter Berücksichtigung der Abhängigkeit der Signalleistung von der Entfernung zum Sender kann dann die Entfernung des Kommunikationspartners geschätzt werden. Dabei ist es möglich, dass das Signal aufgrund von Mehrwegeausbreitung und Abschattung schwächer empfangen wird als im ungestörten Fall, es kann aber nicht stärker empfangen werden. Folglich können Informationen bzw. Datenpakete verworfen werden, wenn sie stärker empfangen werden als es die signalisierte Position des sendenden Fahrzeugs und die eigene Position zulassen oder wenn Signale empfangen werden, obwohl das sendende Fahrzeug eine Position signalisiert, die außerhalb der Reichweite des Funksystems liegt.Alternatively or in addition to determining the speed, the position of the vehicle can be determined. In this case, in addition to the Doppler shift, the received signal power for each communication partner can be measured to tune the position of the vehicle. Taking into account the dependence of the signal power on the distance to the transmitter, the distance of the communication partner can then be estimated. It is possible that the signal is received weaker due to multipath propagation and shading than in the undisturbed case, but it can not be received more strongly. Consequently, information or data packets may be rejected if they are received more than the signaled position of the transmitting vehicle and the own position allow or if signals are received, although the sending vehicle signals a position that au is outside the range of the radio system.

In Ausgestaltung können zur Verifikation der ausgetauschten Informationen zusätzlich Informationen verwendet werden, die aus zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Nachrichten hervorgehen. Dabei werden Nachrichten bspw. dann demselben Sender zugeordnet, wenn sie eine Kennung des Senders enthalten oder in einem Zeitintervall übertragen werden, das für den Sender reserviert ist.In Design can for verification of the exchanged information additional information be used, consisting of two or more consecutive Messages emerge. This message, for example, then the same Transmitter if they contain an identification of the transmitter or transmitted in a time interval be that for the transmitter is reserved.

Aufeinanderfolgende Datenpakete eines Kommunikationspartners können verworfen werden, wenn die signalisierten Geschwindigkeiten und/oder Positionen in der zeitlichen Abfolge nicht zueinander passen.successive Data packets of a communication partner can be discarded if the signaled speeds and / or positions in the temporal sequence do not match each other.

Weiterhin können zur Überprüfung der empfangenen Informationen zusätzlich Umfeld erfassende Systeme, wie bspw. Radar, Video usw., eingesetzt werden, die andere Fahrzeuge erkennen und deren Position und/oder Geschwindigkeit schätzen können.Farther can to check the received information in addition Environment-sensing systems such as radar, video, etc., are used, recognize the other vehicles and their position and / or speed estimate can.

Die vorstehend erläuterten Methoden und Vorgehensweisen können beliebig kombiniert werden, wobei diese im Bedarfsfall alternativ oder auch einander ergänzend eingesetzt werden können.The explained above Methods and procedures can can be combined as desired, these if necessary alternatively or also complementary to each other can be used.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Einheit zur Verifikation von zwischen Fahrzeugen ausgetauschten Informationen, mit einer Recheneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein vorstehend beschriebenes Verfahren durchzuführen.The The invention further relates to an electronic unit for verification of information exchanged between vehicles, with a Computing device, which is designed to a previously described Perform procedure.

Diese elektronische Einheit weist typischerweise eine Sendeeinrichtung zum Senden von Informationen und zusätzlich eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Informationen auf und ist zum Einbau in ein Fahrzeug vorgesehen.These electronic unit typically has a transmitting device for sending information and additionally a receiving device for Receive information and is for installation in a vehicle intended.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit Programmcodemitteln ist zum Durchführen aller Schritte des beschriebenen Verfahrens geeignet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinrichtung, insbesondere einer Recheneinrichtung der vorstehend beschriebenen Art, ausgeführt wird.The inventive computer program with Program code means is for performing all steps of the described Method suitable if the computer program on a computer or a corresponding computing device, in particular a computing device of the type described above.

Das vorgestellte Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines voranstehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinrichtung, wie bspw. einer Recheneinrichtung in einer beschriebenen elektronischen Einheit, ausgeführt wird.The presented computer program product comprises program code means, which are stored on a computer-readable medium to all steps to carry out a method described above, if the computer program on a computer or equivalent Computing device, such as, for example, a computing device in a described electronic unit, executed becomes.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Einheit. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the electronic unit according to the invention.

2 verdeutlicht eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 illustrates an embodiment of the method according to the invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The Invention is based on embodiments schematically shown in the drawings and will be in the following described in detail with reference to the drawings.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Einheit, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die elektronische Einheit umfasst eine Recheneinrichtung 12, eine Empfangseinrichtung 14 und eine Sendeeinrichtung 16. Die Komponenten 12, 14 und 16 sind über Datenleitungen 18 miteinander verbunden. 1 shows an embodiment of the electronic unit according to the invention, in total with the reference numeral 10 is designated. The electronic unit comprises a computing device 12 , a receiving device 14 and a transmitting device 16 , The components 12 . 14 and 16 are via data lines 18 connected with each other.

Die dargestellte elektronische Einheit 10 ist dazu ausgelegt, eine Kommunikation zwischen einem Fahrzeug, in dem die Einheit 10 vorgesehen ist, und weiteren Fahrzeugen zum Austausch von Nachrichten bzw. Informationen zu ermöglichen. Hierzu dient insbesondere die Empfangseinrichtung 14 und die Sendeeinrichtung 16. Eine Verifikation der übermittelten Nachrichten erfolgt in der Recheneinrichtung 12, wobei anhand der die Nachrichten übermittelnden Signale eine Geschwindigkeit mindestens eines der an der Kommunikation beteiligten Fahrzeuge bestimmt wird und auf Grundlage dieser Bestimmung die Nachrichten behandelt werden, d.h. verworfen oder berücksichtigt werden.The illustrated electronic unit 10 is designed to communicate between a vehicle in which the unit 10 is provided, and to allow other vehicles to exchange messages or information. For this purpose, in particular the receiving device is used 14 and the transmitting device 16 , A verification of the transmitted messages takes place in the computing device 12 in which, based on the signals transmitting the messages, a speed of at least one of the vehicles involved in the communication is determined and on the basis of this determination the messages are handled, ie discarded or taken into account.

In 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht, wobei in diesem Fall die Frequenzsynchronisation des verwendeten Funksystems eingesetzt wird, um die Dopplerverschiebung zwischen dem eigenen und anderen Fahrzeugen zu messen. In dem dargestellten Graphen ist auf der Ordinate 20 die Frequenz über der Zeit (Abszisse 22) aufgetragen.In 2 is an embodiment of the method according to the invention illustrated, in which case the frequency synchronization of the radio system used is used to measure the Doppler shift between its own and other vehicles. In the graph shown is on the ordinate 20 the frequency over time (abscissa 22 ) applied.

In der Darstellung sind erste Informationen bzw. eine erste Nachricht 24, eine zweite Nachricht 26 und eine dritte Nachricht 28 dargestellt, die von unterschiedlichen Teilnehmern bei den Frequenzen f1 30, f2 32 und f3 34 empfangen werden. Das Funksystem wird bei der Frequenz f 36 betrieben. Aus den Dopplerverschiebungen (f1 – f), (f2 – f) und (f3 – f) lassen sich die Relativgeschwindigkeiten der Fahrzeuge berechnen, die die Nachrichten 24, 26 und 28 gesendet haben.In the illustration are first information or a first message 24 , a second message 26 and a third message 28 represented by different participants at the frequencies f1 30 , f2 32 and f3 34 be received. The radio system is at the frequency f 36 operated. From the Doppler shifts (f1 - f), (f2 - f) and (f3 - f), it is possible to calculate the relative speeds of the vehicles carrying the messages 24 . 26 and 28 have sent.

Zusammen mit der eigenen Geschwindigkeit lässt sich zumindest auf Autobahnen und Landstraßen die absolute Geschwindigkeit der anderen Fahrzeuge angeben. Die Geschwindigkeit Null lässt sich in jedem Fall erkennen. Es können nun Datenpakete verworfen werden, wenn das sendende Fahrzeug sich der übermittelten Nachricht 24, 26 oder 28 nach bewegen müsste, es aber tatsächlich die Geschwindigkeit Null hat, wenn bspw. ein Bremsvorgang signalisiert wird, oder das sendende Fahrzeug in der Nachricht 24, 26 oder 28 eine andere Eigengeschwindigkeit mitteilt als bestimmt wird.Together with its own speed, the absolute speed of other vehicles can be specified, at least on motorways and highways. The speed zero can be detected in any case. Data packets can now be discarded if the sending vehicle is aware of the transmitted message 24 . 26 or 28 would have to move, but it actually has the speed zero when, for example, a braking process is signaled, or the sending vehicle in the message 24 . 26 or 28 communicates a different airspeed than is determined.

Das erläuterte Verfahren, bei dem die Frequenzsynchronisation des verwendeten Funksystems eingesetzt wird, um die Dopplerverschiebung zu messen, kann mit anderen Methoden und Vorgehensweisen kombiniert werden, wie diese vorstehend erläutert sind. Dabei können die unterschiedlichen Vorgehensweisen auch redundant eingesetzt werden, um eine höhere Sicherheit zu erzielen und um ggf. Ergebnisse der einzelnen Vorgehensweisen miteinander vergleichen zu können.The explained Method in which the frequency synchronization of the radio system used is used to measure the Doppler shift can with other methods and procedures are combined, like these explained above are. It can the different approaches are also used redundantly, to a higher one To achieve security and, if necessary, results of the individual procedures with each other to be able to compare.

Claims

Method for verifying information exchanged between vehicles ( 24 . 26 . 28 ), in which, on the basis of received signals, the information ( 24 . 26 . 28 ), at least one size of at least one of the vehicles is determined, and on the basis of that 24 . 26 . 28 ) be treated.

Method according to claim 1, wherein the speed of the vehicle is determined.

The method of claim 1, wherein a frequency synchronization is used to make a Doppler shift between the vehicles to eat.

Method according to one of claims 1 to 3, in which additional methods be used from the signal processing.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein a position of the vehicle is determined.

The method of claim 5, wherein a received Signal power is measured to determine the position.

Method according to one of Claims 1 to 6, in which contents of the information ( 24 . 26 . 28 ) itself for verification.

Method according to one of claims 1 to 7, wherein in addition the environmental Systems are used.

Method according to one of Claims 1 to 8, in which information ( 24 . 26 . 28 ), which are in conflict with the determination of the speed, are discarded.

Method according to one of Claims 1 to 9, in which information ( 24 . 26 . 28 ), which are in conflict with the determination of the position, are discarded.

Electronic unit for verification of information exchanged between vehicles ( 24 . 26 . 28 ), with a computing device ( 12 ) designed to carry out a method according to any one of claims 1 to 10.

Electronic unit according to claim 11, additionally comprising a transmitting device ( 16 ) for sending information ( 24 . 26 . 28 ) has carrying signals.

Electronic unit according to claim 11 or 12, additionally comprising a receiving device ( 14 ) for receiving information ( 24 . 26 . 28 ) has carrying signals.

Computer program with program code means for performing all the steps of a method according to one of claims 1 to 10, when the computer program is stored on a computer or a corresponding computing device ( 12 ), in particular in a computing device ( 1 ) according to one of claims 11 to 13, is executed.

A computer program product comprising program code means stored on a computer-readable medium for carrying out all the steps of a method according to one of claims 1 to 10, when the computer program is stored on a computer or a corresponding computing device ( 12 ), in particular in a computing device ( 12 ) according to one of claims 11 to 13, is executed.