DE102007007550A1

DE102007007550A1 - AD-HOC-Routingprotokoll- und Kommunikationssystem zwischen Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102007007550A1
Application number: DE102007007550A
Authority: DE
Inventors: Upali Priyantha Troy Mudalige
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-09-20
Also published as: US7546182B2; US20070198140A1; CN101031161A; CN101031161B

Abstract

Ein Routingprotokoll- und Zwischenfahrzeugkommunikationssystem, das zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug und mindestens einem fahrenden entfernten Fahrzeug geeignet ist, umfasst ein Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem, das ausgestaltet ist, um mehrere momentane Positionskoordinaten für die Host- und entfernten Fahrzeuge zu ermitteln. Das bevorzugte System ist ausgestaltet, um Wegkoordinaten zu speichern, Fahrzeugfahrtrichtungen und Wegpolygone von den Wegkoordinaten abzuleiten und die direktionale Multi-Hop-Verbreitung einer Nachricht durch Vergleichen der momentanen Positionskoordinaten, der Wegkoordinaten, der Fahrtrichtungen und/oder der Wegpolygone der Host- und entfernten Fahrzeuge zu bewirken.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Routingprotokolle und Kommunikationssysteme, die zur Verwendung bei Fahrzeugen geeignet sind, und insbesondere ein verbessertes Protokoll und System, die ausgestaltet sind, um eine Mitteilung über eine Übertragung zwischen Fahrzeugen und ohne die Verwendung einer Kartendatenbank zu einem Ziel hin zu übermitteln.

2. Technischer Hintergrund

Fahrzeugkommunikationssysteme wurden entwickelt, um Zielgruppen von Fahrzeugen über Ereignisse oder Zustände zu informieren, die für eine bestimmte Gruppe als relevant betrachtet werden. Oftmals können diese Gruppen in einer mehrerer Klassen kategorisiert werden, die Verkehr in der entgegengesetzten Richtung, der sich dem Zustand nähert, und Verkehr in der gleichen Richtung, der sich dem Zustand nähert, umfassen. Diese herkömmlichen Systeme beruhen typischerweise auf einem Verkehrsinformationszentrum, das dazu dient, einen Alarm bezüglich des Zustands zu der Zielgruppe zu übertragen, und auf mindestens einem Sondenfahrzeug, das dazu dient, eine Benachrichtigung bezüglich des Zustands an das Zentrum zu übertragen. Alternativ wurden Kommunikationen zwischen Fahrzeugen unter Sondenfahrzeugen auch in Fahrzeug-Fahrzeug-fähigen (V2V-fähigen) Umgebungen entwickelt, in denen die Mitteilungen bzw. Kommunikationen direkt zwischen Fahrzeugen übertragen werden. Um einen direktionalen Verkehr anzusprechen, müssen beide Typen von Systemen sowie Kombinationen hiervon einen sich annähernden gegenüber einem sich entfernenden Verkehr und einen Verkehr in der entgegengesetzten Richtung gegenüber einem Verkehr in der gleichen Richtung unterscheiden.

Um diese Aufgabe zu erfüllen verwenden beide dieser Systeme eine Kartendatenbank, die mit einem Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem zusammenwirkt, um die Orte und Fahrtrichtungen der Zielgruppenfahrzeuge und des Sondenfahrzeugs zu ermitteln. Wenn sich z.B. ein mögliches Zielfahrzeug und das Sondenfahrzeug auf entgegengesetzten Seiten einer Durchfahrtsstraße befinden, werden entsprechend der Kartendatenbank und dem Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem entgegengesetzte Fahrtrichtungen angenommen, und durch ihre absoluten Positionen auf der Karte kann ermittelt werden, ob sich das entfernte Fahrzeug dem Sondenfahrzeug nähert.

Die Anforderung an eine Kartendatenbank, die sich typischerweise an dem Sondenfahrzeug und dem Zentrum befindet, stellt Betriebs- und Skalierbarkeitsprobleme dar. Erstens führt ein Aufrechterhalten und Aktualisieren einer Kartendatenbank, um deren Genauigkeit sicherzustellen, zu erheblichen Kosten, die Personalkosten umfassen. Speicheranforderungen an das Sondenfahrzeug und das Zentrum zum Speichern der oftmals umfangreichen Datenbank erfordern ferner eine erhöhte Systemkapazität und mehr Hardware. Schließlich wird auch die Datenmenge, die übertragen und in Echtzeit an dem Zentrum verarbeitet werden soll, durch die Übertragung und Verwaltung der Kartendatenbank erhöht. Wenn zu diesen Systemen zusätzliche Fahrzeuge hinzugefügt werden, erhöhen sich diese Probleme proportional.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Ansprechen auf diese und andere Probleme werden hierin ein System und ein Verfahren einer Kommunikation zwischen Fahrzeugen zum Übertragen einer Nachricht zwischen einem Host-Fahrzeug und mindestens einem entfernten Fahrzeug beschrieben. Das erfinderische System und Verfahren beruhen auf momentanen und Wegpositionskoordinaten für die Host- und entfernten Fahrzeuge, um die Nachricht direktional zu verbreiten, und erfordern keine Kartendatenbank. Unter anderem ist das erfinderische System zum Bereitstellen eines Routingprotokoll- und Kommunikationssystems nützlich, das eine kürzere Nachrichtenverbreitungswartezeit, eine hohe Durchdringungsdistanz innerhalb einer Ereignislebensdauer und eine starke Zuverlässigkeit eines Auswählens eines gültigen Satzes von mobilen Knoten (d.h. Fahrzeugen) oder eines Routens von Nachrichten zu jedem Zeitpunkt und geringere Niveaus von Link-Belastungen während einer Datenübertragung ermöglicht, was wiederum die Protokolleffektivität zum Steuern der Netzwerkflutung steuert.

Beruhend auf einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation) betrifft ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugkommunikationssystem, das zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug und einem fahrenden entfernten Fahrzeug geeignet ist, das von dem Host-Fahrzeug beabstandet und mit diesem kommunikativ gekoppelt ist. Das System umfasst mindestens ein Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem, das ausgestaltet ist, um momentane Positionskoordinaten für das Host-Fahrzeug an mehreren Punkten entlang einer Strecke zu ermitteln. Das Host-Fahrzeug umfasst einen Controller, der mit dem Teilsystem kommunikativ gekoppelt und ausgestattet ist, um die Positionskoordinaten für zumindest eine Zeitdauer zu speichern, um einen Verlauf von Wegkoordinaten des Host-Fahrzeugs aufzubauen. Das Host-Fahrzeug ist ausgestaltet, um auf der Grundlage der momentanen Positionskoordinaten und des Verlaufs von Wegkoordinaten eine Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs unabhängig zu ermitteln. Die Host- und entfernten Fahrzeuge sind zusammenwirkend ausgestaltet, um eine Nachricht von dem Host-Fahrzeug zu dem entfernten Fahrzeug auf der Grundlage der momentanen Positions- oder Wegkoordinaten des Host-Fahrzeugs und ohne die Verwendung einer Kartendatenbank selektiv zu übertragen.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Übertragen einer Nachricht von einer Quelle zu mindestens einem fahrenden Fahrzeug. Das Verfahren umfasst die Schritte, dass momentane Positionskoordinaten für die Quelle ermittelt werden und momentane Positionskoordinaten relativ zu der Quelle an mehreren Punkten entlang einer Strecke ermittelt und gespeichert werden, um für das mindestens eine fahrende Fahrzeug einen Verlauf von Wegkoordinaten aufzubauen. Auf der Grundlage des Verlaufs von Wegkoordinaten wird für das mindestens eine fahrende Fahrzeug eine momentane Fahrtrichtung relativ zu der Quelle ermittelt. Schließlich bewirkt das Verfahren, dass die Nachricht auf der Grundlage der momentanen Fahrtrichtung und der Positionskoordinaten des fahrenden Fahrzeugs relativ zu der Quelle von der Quelle zu dem mindestens einen fahrenden Fahrzeug selektiv übertragen wird.

Es ist zu verstehen und es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik eine Anzahl von Vorteilen bietet, die beispielsweise ein selektives Übertragen einer Nachricht (z.B. eines Verkehrszustands, eines Alarms etc.) an mindestens ein entferntes Fahrzeug umfassen. Diese Erfindung erhöht die Effektivität von Kommunikationssystemen durch Beseitigen der Verwendung eines Verkehrsinformationszentrums und von Fernbereichsübertragungen zwischen Fahrzeug und Zentrum. Die Verwendung einer V2V-Kommunikation stellt ferner eine größere Zuverlässigkeit und Funktion bereit, als dies bei herkömmlichen zentrumsbasierten Systemen der Fall ist.

Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen) und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei:
1 ein Aufriss eines Host-Fahrzeugs und eines entfernten Fahrzeugs, das kommunikativ mit dem Host-Fahrzeug gekoppelt ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei insbesondere ein Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem gezeigt ist;
2 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs, das von mehreren auf einer Durchfahrtsstraße fahrenden entfernten Fahrzeugen umgeben ist, und der momentanen Positions- und Wegkoordinaten für die Fahrzeuge ist, wobei insbesondere eine Aussendungskommunikationszone gezeigt ist;
3 eine Draufsicht eines auf einer Durchfahrtsstraße fahrenden Host-Fahrzeugs ist, wobei insbesondere ein Wegpolygon gezeigt ist;
3a eine Draufsicht eines auf einer Durchfahrtsstraße fahrenden Host-Fahrzeugs ist, wobei insbesondere allgemeine Wegkoordinaten gezeigt sind; und
4 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und mehrerer entfernter Fahrzeuge innerhalb der Kommunikationszone ist, wobei insbesondere eine Prioritisierung einer Ausbreitung gezeigt ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Wie in 1 bis 3a gezeigt betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Routingprotokoll- und Kommunikationssystem 10, das zur Verwendung bei einem Host-Fahrzeug (oder einem Ursprungsfahrzeug) 12 und durch einen Bediener 14 geeignet ist. Das System 10 ist hierin in Bezug auf Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Autos, Geländewagen, Lastwagen etc. erläutert und beschrieben. Es kann jedoch auch bei Flugzeugen, Wasserfahrzeugen, sich bewegenden Menschen oder anderen Beförderungsarten verwendet werden, bei denen eine selektive Informationsübertragung nützlich ist. Im Allgemeinen ist das System 10 ausgestaltet, um eine drahtlose Nachricht für eine Zielgruppe von Fahrzeugen (z.B. stromabwärtige Fahrzeuge, die in die gleiche Richtung fahren, etc.) unter Verwendung einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationstechnologie (V2V) auszubreiten (d.h. zu verbreiten). Das erfinderische System 10 unterscheidet die Zielgruppe von Fahrzeugen von anderen sich im Bereich befindenden Fahrzeugen durch Berücksichtigen von momentanen und vergangenen (d.h. Weg-)Positionskoordinaten und Fahrtrichtungen der betroffenen Fahrzeuge.
Bezug nehmend auf 1 sind ein Host-Fahrzeug 12 und mindestens ein entferntes Fahrzeug 16 durch ein herkömmliches V2V-Kommunikationsteilsystem 18 kommunikativ gekoppelt gezeigt. Die Fahrzeuge 12,16 können z.B. durch ein lokales Funknetzwerk, HF-Technologie oder ein anderes herkömmliches Mittel gekoppelt sein, das eine gemeinsame Nutzung von Informationen zwischen Fahrzeugen in Echtzeit ermöglicht. Es sei angemerkt, dass die Zuverlässigkeit des Systems 10 von der Genauigkeit des umfassten V2V-Kommunikationsteilsystem abhängt. Insbesondere und wie in 2 gezeigt ist das Host-Fahrzeug 12 ausgestaltet, um die Nachricht innerhalb einer Kommunikationszone 20 auszusenden, und sind die entfernten Fahrzeuge 16 ausgestaltet, um die Nachricht innerhalb einer Kommunikationszone 20 zu empfangen. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Fahrzeuge 12, 16 durch eine Zwischeneinrichtung (nicht gezeigt) kommunikativ gekoppelt sein, die die relevanten Koordinatendaten kontinuierlich sammelt, die hierin beschriebenen Ermittlungen ausführt und die Nachricht an die Zielgruppe von Fahrzeugen überträgt.
Um eine direktionale Verbreitung zu erreichen, umfasst das bevorzugte System 10 ein Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem 22, das zur Verwendung durch die Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 geeignet ist. Das bevorzugte Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem 22 ist ausgestaltet, um momentane Positions- und Wegkoordinaten für die Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 gleichzeitig zu ermitteln. Jede Koordinate umfasst vorzugsweise Längengrad-, Breitengrad- und Höhenskalarkomponenten und wird vorzugsweise unter Verwendung eines Global Navigation Satellite System (GNSS) oder GPS ermittelt. Wie in 1, in der ein GNSS verwendet wird, gezeigt, umfassen die Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 ferner GNSS-Empfänger 24, die in den jeweiligen Fahrzeugen 12, 16 positioniert sind. Mit jedem Empfänger 24 sind mehrere Satelliten 26 kommunikativ gekoppelt. Somit kann das Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem 22 in einem absoluten Koordinatensystem arbeiten. Alternativ könnten andere Signalquellen, die sich an Steuerpunkten befinden, mit einem Empfänger und anderen Koordinatensystemen auf der Grundlage einer Vielzahl von geodätischen Messwerten, Einheiten, Projektionen und Referenzen, wie beispielsweise ein Military Grid Reference System (MGRS) oder ECEF X, Y, Z, kommunikativ gekoppelt sein.
Bei den bevorzugten in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen umfasst jedes der Fahrzeuge 12, 16 ferner einen programmierbaren Controller 28, der ausgestaltet ist, um die Funktionen der vorliegenden Erfindung kooperativ auszuführen und die Positionskoordinaten für eine vorbestimmte Zeitdauer zu speichern, die ausreicht, um sie auszuführen. Vorzugsweise steht die Zeitdauer, wie in 2 gezeigt, mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 und dem Kommunikationsbereich in Beziehung, so dass der Kommunikationszonenradius des V2V-Teilsystems 18 nicht größer als die Länge des Wegs ist (d.h. die lineare Distanz zwischen den am weitesten entfernten Weg- und momentanen Positionskoordinaten). Vorzugsweise ist der Radius gleich der Distanz, um eine nicht nützliche Datensammlung zu minimieren. Schließlich können der Kommunikationszonenradius und die Zeitdauer vorzugsweise eingestellt werden, vorzugsweise als eine Funktion von bestehenden Verkehrszuständen und V2V-Teilsystemeigenschaften, wie beispielsweise Verkehrsdichte, relative Fahrzeugdistanzen und Empfangssignalqualität. Bei dieser Ausgestaltung ist der Controller 28 vorzugsweise ausgestaltet, um die Zustände zu ermitteln und jedem einen Zustandsfaktor zuzuordnen. Zum Beispiel können die Zustände manuell eingegeben werden oder können mehrere Sensoren (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Verkehrszustände zu detektieren.
Alternativ kann das Host-Fahrzeug 12 ferner ausgestaltet sein, um Positionskoordinaten von Host- und entfernten Fahrzeugs zu ermitteln und in Korrelation zu bringen, um die relativen Koordinaten zwischen den Fahrzeugen 12, 16 zu ermitteln. Zum Beispiel kann das Host-Fahrzeug 12 mindestens einen Sensor umfassen, der ausgestaltet ist, um das entfernte Fahrzeug 16 zu detektieren; und kann der Controller 28 ausgestaltet sein, um die absoluten Koordinaten des entfernten Fahrzeugs auf der Grundlage der absoluten Koordinaten des Host-Fahrzeugs 12 und der detektierten relativen Koordinaten des entfernten Fahrzeugs 16 zu schätzen. In dem relativen Koordinatensystem könnten die empfangene Signalstärke oder Übertragungsdauer für zwischen Fahrzeugen gesendete Nachrichten oder rohe GNSS-Empfängerreichweitendaten, wie beispielsweise eine Entfernung zu Satelliten, verwendet werden, um die relativen Positionen zwischen Fahrzeugen festzulegen, die dann verwendet werden könnten, um Weginformationen zu erzeugen.
Einer der neuen Aspekte der Erfindung ist, dass das bevorzugte System 10 keine Kartendatenbank erfordert, um eine relative Fahrzeugpositionierung und -fahrtrichtung zu ermitteln. Somit funktioniert das System 10 vorzugsweise ohne ein herkömmliches Speichermittel, wie beispielsweise eine DVD-ROM, eine interne Festplatte oder eine entfernbare Speicherkarte. Somit sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung Kosten beseitigt, die mit einer Datenbankverwaltung, einer Übertragung und einer Speicherung in Verbindung stehen, die bei herkömmlichen Verkehrsinformationssystemen üblich sind.
Der erfinderische Controller 28 ist mit dem Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem 22 kommunikativ gekoppelt und ist vorzugsweise ausgestaltet, um eine Fahrtrichtung, eine Geschwindigkeit V und ein Wegpolygon 30 für das Host-Fahrzeug 12 auf der Grundlage von gespeicherten Positions koordinaten unabhängig zu ermitteln. Wie zuvor erläutert wird die Geschwindigkeit verwendet, um die geeignete Anzahl und/oder die geeignete Intervalldauer der Wegkoordinaten zu ermitteln (gezeigt als P1 bis Pn in 3). Das Wegpolygon 30 stellt einen homogenen Bereich dar, der die Wegkoordinaten umfasst, und wird vorzugsweise durch Verschieben der durch Verbinden der Wegkoordinaten gebildeten Linie konstruiert. Um eine Funktionalität zu ermöglichen, ist die Breite des Polygons 30 vorzugsweise mindestens gleich der Breite des Verkehrs in der gleichen Richtung und des Verkehrs in der entgegengesetzten Richtung entlang einer bestimmten Durchfahrtsstraße. Alternativ kann der Controller 28, wenn keine Polygone ermittelt werden, ausgestaltet sein, um durch Zuordnen eines durch einen Radius definierten Bereichs zu jeder Wegkoordinate allgemeine Koordinaten 32 zu erzeugen, wie in 3a gezeigt. Vorzugsweise ist der Radius gleich der Hälfte der Distanz zwischen benachbarten Koordinaten.
Der Controller 28 erzeugt die Nachricht und überträgt sie an das Kommunikationsteilsystem 18. Die bevorzugte Nachricht umfasst ein Segment einer erzeugten oder auf andere Weise empfangenen nützlichen Information und einen Nachrichten-Header, der aus Koordinatendaten, Wegpolygondaten oder Daten allgemeiner Koordinaten besteht. Der Nachrichten-Header stellt auch die Verbreitungsanweisungen in Form einer Bit-Maske bereit (z.B. an Verkehr in der gleichen Richtung nach hinten, an Verkehr in der gleichen Richtung nach vorne, an Verkehr in der gleichen Richtung bidirektional, an Verkehr in der entgegengesetzten Richtung nach hinten, an Verkehr in der entgegengesetzten Richtung nach vorne und an Verkehr in der entgegengesetzten Richtung bidirektional).
Um eine direktionale Verbreitung zu erreichen, ist das entfernte Fahrzeug 16 ausgestaltet, um die Nachricht gemäß den Anweisungen zu empfangen, zu modifizieren und/oder weiter zu übertragen. Vorzugsweise ist jeder der Controller 18 der entfernten Fahrzeuge zum Prioritisieren der Ausbreitung der Nachricht zwischen mehreren empfangenden entfernten Fahrzeuge 16 ausgestaltet, um, bevor die Nachricht weiter übertragen wird, für eine Prioritisierungszeitdauer zu warten, die umgekehrt proportional zu der Distanz zwischen dem Host-Fahrzeug 12 und dem entfernten Fahrzeug 16 ist, so dass das am weitesten Entfernte der entfernten Fahrzeuge 16, die die Nachricht von dem Host-Fahrzeug 12 empfangen, als erstes weiter überträgt. In dieser Ausgestaltung umfasst der bevorzugte Controller 28 einen Backoff-Timer, der ausgestaltet ist, um die Zeitdauer vor dem Weiterübertragen der Nachricht herunterzuzählen. Zum Beispiel sind, wie in 4 gezeigt, in der sich entfernte Fahrzeuge 16₁ , 16₂ und 16₃ in dem direkten Übertragungsbereich des Host-Fahrzeugs oder der Quelle 12 befinden, diese jeweils ausgestaltet, um ihre relativen Distanzen (d.h. d₁, d₂ und d₃) von der Quelle zu ermitteln. Wenn der jeweilige Timer abläuft, überträgt dieses Fahrzeug die Nachricht weiter. Somit erhält das Fahrzeug 16₃ , wie in 4 gezeigt, die Priorität und überträgt als erstes weiter.
Bezug nehmend auf 2 und 3 umfasst ein bevorzugtes Verfahren zum Verbreiten einer Nachricht an Verkehr in der gleichen Richtung in Rückwärtsrichtung, dass eine Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs ermittelt wird und aus seinen Wegkoordinaten (gezeigt als nicht ausgefüllte Kreise in 2) ein Wegpolygon 30 des Host-Fahrzeugs konstruiert wird. Das Host-Fahrzeug 12 sendet dann die Nachricht einschließlich seines Wegpolygons 30 und der Fahrtrichtung in dem Nachrichten-Header innerhalb der Kommunikationszone 20 aus. Die Nachricht weist ein entferntes Fahrzeug 16 in der Zone 20 nur an, die Nachricht anzunehmen, wenn sich seine momentanen Positionskoordinaten in dem Wegpolygon 30 des Host-Fahrzeugs befinden und es die gleiche allgemeine Fahrtrichtung aufweist (d.h. innerhalb 60 Grad Kongruenz). In 2 würde das entfernte Fahr zeug 16r beispielsweise angewiesen werden, die Nachricht anzunehmen, während dies bei den Fahrzeugen 16f, a und o nicht der Fall wäre. Das entfernte Fahrzeug 16r würde dann die gleiche Nachricht weiter aussenden, um die Nachricht an Verkehr in der gleichen Richtung in Rückwärtsrichtung zu verbreiten.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Verbreiten einer Nachricht an Verkehr in der gleichen Richtung in Vorwärtsrichtung umfasst, dass die momentanen Positionskoordinaten und die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs 12 ermittelt werden. Das Host-Fahrzeug 12 sendet die Nachricht einschließlich seiner momentanen Positionskoordinaten und Fahrtrichtung in dem Nachrichten-Header innerhalb der Kommunikationszone 20 aus. Die Nachricht weist ein entferntes Fahrzeug 16 nur an, die Nachricht anzunehmen, wenn sich sein Wegpolygon 30 mit den momentanen Positionskoordinaten des Host-Fahrzeugs 12 überschneidet und wenn seine Fahrtrichtung im Wesentlichen kongruent mit der Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs ist. In 2 würde beispielsweise das entfernte Fahrzeug 16f angewiesen werden, die Nachricht anzunehmen, während das für die Fahrzeuge 16r, a und o nicht der Fall wäre. Das entfernte Fahrzeug 16f sendet dann die gleiche Nachricht aus, um die Nachricht an Verkehr in der gleichen Richtung in Vorwärtsrichtung zu verbreiten. Wenn das Ereignis in einem bidirektionalen Modus übertragen werden soll, werden sowohl Vorwärts- als auch Rückwärtsausgestaltungen gleichzeitig eingesetzt.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Verbreiten einer Nachricht an Verkehr in der entgegengesetzten Richtung umfasst, dass die momentane Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs 12 ermittelt und ausgesendet wird. Nur entfernte Fahrzeuge 16, die in die entgegengesetzte Richtung fahren, wie beispielsweise 16o in 2, werden angewiesen, die Nachricht anzunehmen.
Es sei jedoch angemerkt, dass die Nachricht bei dieser Ausgestaltung nach der ersten Übertragung modifiziert werden muss, um eine fortgeführte Verbreitung in der Richtung entgegengesetzt zu dem Host-Fahrzeug 12 zu bewirken. Schließlich ist es bei jeder Ausgestaltung vorzuziehen, dass das entfernte Fahrzeug 16 bei einer Annahme der Nachricht eine "Empfangsrückbestätigung" an das Host-Fahrzeug 12 sendet, um die Wartezeitdauer (d.h. die Lebensdauer) der Nachricht zu beenden.
Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sollen lediglich als Erläuterung verwendet werden und sollten nicht in einem beschränkenden Sinne beim Interpretieren des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Offensichtliche Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen und Betriebsverfahren, wie sie hierin ausgeführt sind, könnten von Fachleuten leicht durchgeführt werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Erfinder legt hiermit seine Absicht dar, auf der Lehre von Äquivalenten zu beruhen, um den vernünftigen angemessenen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu ermitteln und zu bewerten, wie er jedes System oder Verfahren betrifft, das nicht materiell von dem Schutzumfang abweicht, aber außerhalb des wortsinngemäßen Schutzumfangs der Erfindung liegt, wie er in den folgenden Ansprüchen ausgeführt ist.

Claims

Fahrzeugkommunikationssystem, geeignet zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug und einem fahrenden entfernten Fahrzeug, das von dem Host-Fahrzeug beabstandet und mit diesem kommunikativ gekoppelt ist, wobei das System umfasst: mindestens ein Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem, das ausgestaltet ist, um momentane Positionskoordinaten für das Host-Fahrzeug an mehreren Punkten entlang einer Strecke zu ermitteln, wobei das Host-Fahrzeug einen Controller umfasst, der mit dem Teilsystem kommunikativ gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um die Positionskoordinaten für mindestens eine Zeitdauer zu speichern, um einen Verlauf von Wegkoordinaten des Host-Fahrzeugs aufzubauen und auf der Grundlage der momentanen Positionskoordinaten und des Verlaufs von Wegkoordinaten eine Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs unabhängig zu ermitteln, wobei die Host- und entfernten Fahrzeuge zusammenwirkend ausgestaltet sind, um eine Nachricht von dem Host-Fahrzeug zu dem entfernten Fahrzeug auf der Grundlage der momentanen Positions- oder Wegkoordinaten des Host-Fahrzeugs selektiv zu übertragen.
System nach Anspruch 1, wobei das Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem ferner ausgestaltet ist, um momentane Positionskoordinaten für das mindestens eine entfernte Fahrzeug an mehreren Punkten entlang einer Strecke eines entfernten Fahrzeugs gleichzeitig zu ermitteln, um ei nen Verlauf von Wegkoordinaten des entfernten Fahrzeugs aufzubauen, wobei die Host- und entfernten Fahrzeuge zusammenwirkend ausgestaltet sind, um eine Nachricht von dem Host-Fahrzeug zu dem entfernten Fahrzeug auf der Grundlage der momentanen Positions- oder Wegkoordinaten der Host- und entfernten Fahrzeuge selektiv zu übertragen.
System nach Anspruch 1, wobei das Host-Fahrzeug ausgestaltet ist, um die Nachricht innerhalb einer Zone auszusenden, wobei das mindestens eine entfernte Fahrzeug ausgestaltet ist, um seine momentanen Positionskoordinaten zu ermitteln und die Nachricht nur zu empfangen, wenn seine momentane Position innerhalb der Zone liegt.
System nach Anspruch 3, wobei die Zone zusammenwirkend durch einen vorbestimmten Radius definiert ist, der nicht größer als die lineare Distanz zwischen den Positionskoordinaten des am weitesten Entfernten der mehreren Punkte und der momentanen Position des Host-Fahrzeugs ist.
System nach Anspruch 4, wobei der Radius als eine Funktion von Verkehrsdichte, relativen Fahrzeugdistanzen und einer Empfangssignalqualität einstellbar ist.
System nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Abschnitt der Nachricht die Wegkoordinaten und Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs umfasst.
System nach Anspruch 6, wobei das Host-Fahrzeug ferner ausgestaltet ist, um auf der Grundlage der Wegkoordinaten des Host-Fahrzeugs ein Wegpolygon zu ermitteln, wobei die Nachricht das Wegpolygon des Host-Fahrzeugs umfasst, wobei das entfernte Fahrzeug ferner ausgestaltet ist, um seine momentane Position relativ zu dem Wegpolygon des Host-Fahrzeugs zu ermitteln und die Nachricht nur anzunehmen, wenn seine momentane Position und das Wegpolygon des Host-Fahrzeugs eine Überschneidung darstellen.
System nach Anspruch 4, wobei zumindest ein Abschnitt der Nachricht die momentanen Positionskoordinaten des Host-Fahrzeugs umfasst.
System nach Anspruch 8, wobei das entfernte Fahrzeug ausgestaltet ist, um seine momentanen Positionskoordinaten an mehreren Punkten entlang einer Strecke zu ermitteln und zu speichern, um einen Verlauf von Wegkoordinaten des entfernten Fahrzeugs aufzubauen, wobei das entfernte Fahrzeug ferner ausgestaltet ist, um auf der Grundlage des Verlaufs der Wegkoordinaten des entfernten Fahrzeugs ein Wegpolygon des entfernten Fahrzeugs zu ermitteln, und um die Nachricht nur anzunehmen, wenn die momentanen Positionskoordinaten des Host-Fahrzeugs und das Wegpolygon des entfernten Fahrzeugs eine Überschneidung darstellen.
System nach Anspruch 9, wobei die Nachricht ferner die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs umfasst, wobei das entfernte Fahrzeug ferner ausgestaltet ist, um seine Fahrtrichtung auf der Grundlage seiner Wegkoordinaten zu ermitteln und die Nachricht auf der Grundlage eines Vergleichs der Fahrtrichtungen des Host- und des entfernten Fahrzeugs anzunehmen.
System nach Anspruch 1, wobei das Host-Fahrzeug mindestens ein Sensorelement umfasst, das ausgestaltet ist, um die momentanen Positions- und Wegkoordinaten für das mindestens eine entfernte Fahrzeug relativ zu dem Host-Fahrzeug gleichzeitig zu ermitteln, um eine relative momentane Position und Fahrtrichtung für das mindestens eine entfernte Fahrzeug zu ermitteln.
Fahrzeugkommunikationssystem, geeignet zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug und mindestens einem fahrenden entfernten Fahrzeug, das von dem Host-Fahrzeug beabstandet ist und mit diesem kommunikativ gekoppelt ist, wobei das System umfasst: mindestens ein Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem, das ausgestaltet ist, um momentane Positionskoordinaten für das Host-Fahrzeug an mehreren Punkten entlang einer Strecke zu ermitteln, wobei das Host-Fahrzeug einen Controller umfasst, der mit dem Teilsystem kommunikativ gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um für mindestens eine Zeitdauer die Positionskoordinaten zu speichern, um einen Verlauf von Wegkoordinaten des Host-Fahrzeugs aufzubauen und auf der Grundlage der momentanen Positionskoor dinaten und des Verlaufs der Wegkoordinaten eine Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs unabhängig zu ermitteln und ein Wegpolygon zu konstruieren, wobei das Lokalisierungseinrichtungs-Teilsystem und das entfernte Fahrzeug zusammenwirkend ausgestaltet sind, um gleichzeitig momentane Positionskoordinaten für das mindestens eine entfernte Fahrzeug an mehreren Punkten entlang einer Strecke des entfernten Fahrzeugs zu ermitteln und zu speichern, um einen Verlauf von Wegkoordinaten des entfernten Fahrzeugs aufzubauen und um ein Wegpolygon des entfernten Fahrzeugs aus den Wegkoordinaten zu konstruieren, wobei die Host- und entfernten Fahrzeuge zusammenwirkend ausgestaltet sind, um auf der Grundlage der momentanen Position und der Wegpolygone von entweder dem Host- oder dem entfernten Fahrzeug eine Nachricht von dem Host-Fahrzeug an das entfernte Fahrzeug selektiv zu übertragen, wobei das mindestens eine entfernte Fahrzeug ferner ausgestaltet ist, um die Nachricht bei einem Empfang der Nachricht an ein anderes entferntes fahrendes Fahrzeug weiter zu übertragen.
Verfahren zum selektiven und unabhängigen Übertragen einer Nachricht von einer Quelle zu mindestens einem fahrenden Fahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass a. momentane Positionskoordinaten für die Quelle ermittelt werden; b. momentane Positionskoordinaten relativ zu der Quelle an mehreren Punkten entlang einer Strecke ermittelt und gespeichert werden, um für das mindestens eine fahrende Fahrzeug einen Verlauf von Wegkoordinaten aufzubauen; c. auf der Grundlage des Verlaufs von Wegkoordinaten eine momentane Fahrtrichtung relativ zu der Quelle für das mindestens eine fahrende Fahrzeug ermittelt wird; und d. bewirkt wird, dass die Nachricht auf der Grundlage der momentanen Fahrtrichtung und der Positionskoordinaten des fahrenden Fahrzeugs relativ zu der Quelle von der Quelle zu dem mindestens einen fahrenden Fahrzeug selektiv übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 13; und e. dass bewirkt wird, dass eine Empfangsrückbestätigung von dem mindestens einen fahrenden Fahrzeug zu der Quelle übertragen wird und die Übertragung der Nachricht durch die Quelle bei einem Empfang der Rückbestätigung beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei Schritt (d) ferner die Schritte des Aussendens der Nachricht innerhalb einer Zone und des Ermittelns, ob die momentanen Positionskoordinaten des mindestens einen fahrenden Fahrzeugs innerhalb der Zone liegen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Schritt (d) ferner die Schritte des Codierens der Nachricht mit den Positionskoordinaten der Quelle und Annahmeanweisungen umfasst, so dass die Nachricht direktional verbreitet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Anweisungen derart ausgestaltet sind, dass die Nachricht in einer mehrerer Richtungen verbreitet wird, die im Wesentlichen aus einem Verkehr in der gleichen Richtung nach hinten, einem Verkehr in der gleichen Richtung nach vorne, einem Verkehr in der gleichen Richtung bidirektional, einem Verkehr in der entgegengesetzten Richtung nach hinten, einem Verkehr in der entgegengesetzten Richtung nach vorne und einem Verkehr in der entgegengesetzten Richtung bidirektional bestehen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Schritte (b), (c) und (d) ferner die Schritte umfassen, dass momentane Positionskoordinaten an mehreren Punkten entlang einer Strecke, um einen Verlauf von Wegkoordinaten aufzubauen, und eine Fahrtrichtung auf der Grundlage des Verlaufs der Wegkoordinaten für jedes mehrerer fahrender Fahrzeuge ermittelt werden und ferner bewirkt wird, dass die Nachricht von dem mindestens einen fahrenden Fahrzeug zu anderen fahrenden Fahrzeugen weiter übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt (d) ferner die Schritte des wiederholenden Übertragens der Nachricht für eine vorbestimmte Wartezeitdauer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt (d) die Schritte umfasst, dass die Ausbreitung der Nachricht prioritisiert wird, wobei jedes des mindestens einen fahrenden Fahrzeugs vor dem Weiterübertragen der Nachricht für eine Prioritisierungszeitdauer wartet, die zu der Distanz zwischen der Quelle und jedem des mindestens einen fahrenden Fahrzeugs umgekehrt proportional ist, so dass das am weitesten Entfernte des mindestens einen fahrenden Fahrzeugs als erstes weiter überträgt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt (d) ferner die Schritte umfasst, dass bewirkt wird, dass die Nachricht direktional verbreitet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei Schritt (d) ferner die Schritte umfasst, dass die Nachricht nach der ersten Übertragung modifiziert wird.