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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kommunikation
zwischen einer Kommunikationseinheit eines ersten Kraftfahrzeugs
und einer bezüglich
des ersten Kraftfahrzeugs externen Kommunikationsvorrichtung.
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Eine
Kraftfahrzeug-Bezahlstelle weist regelmäßig eine Kommunikationsvorrichtung
auf. Die Kraftfahrzeug-Bezahlstelle kann beispielsweise in einer
Mautstelle integriert sein oder an einer Einfahrt zu einem kostenpflichtigen
Parkplatz vorgesehen sein. Die Kommunikationsvorrichtung der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle dient
zur Kommunikation mit einem Kraftfahrzeug, das an der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle
zur Zahlung einer Gebühr
aufgefordert wird. Beispielsweise kann in dem Kraftfahrzeug eine
Chipkarte angeordnet sein, von der beim Durchfahren der Bezahlstelle
mittels der Kommunikationsvorrichtung Daten ausgelesen werden. Abhängig von
den ausgelesenen Daten kann dann einem Fahrer des Kraftfahrzeugs
eine entsprechende Rechnung gestellt werden.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Kommunikation zwischen einer Kommunikationseinheit eines ersten
Kraftfahrzeugs und einer bezüglich
des ersten Kraftfahrzeugs externen Kommunikationsvorrichtung zu
schaffen, das bzw. die einfach die Kommunikation ermöglicht, ohne
dass zunächst
der externen Kommunikationsvorrichtung eine Adresse des Kraftfahrzeugs,
insbesondere der Kommunikationseinheit des Kraftfahrzeugs, bekannt
sein muss.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Kommunikation zwischen einer Kommunikationseinheit eines ersten Kraftfahrzeugs
und einer bezüglich
des ersten Kraftfahrzeugs externen Kommunikationsvorrichtung. Von der
externen Kommunikationsvorrichtung wird ein Nachrichtensignal ausgesendet.
Es wird zumindest ein Antwortsignal eines Kraftfahrzeugs empfangen. Abhängig von
dem empfangenen Antwortsignal wird ein Antwortsignalabstand des
entsprechenden Kraftfahrzeugs zu der externen Kommunikationsvorrichtung
ermittelt. Das Antwortsignal wird dem ersten Kraftfahrzeug zugeordnet
und weiter berücksichtigt, falls
der ermittelte Antwortsignalabstand ein vorgegebenes Kriterium erfüllt. Das
Antwortsignal wird nicht weiter berücksichtigt, falls der ermittelte
Antwortsignalabstand nicht das vorgegebene Kriterium erfüllt.
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Dies
ermöglicht
einfach, dass die externe Kommunikationsvorrichtung ausschließlich mit
dem ersten Kraftfahrzeug kommunizieren kann, ohne dass die externe
Kommunikationsvorrichtung eine Adresse des ersten Kraftfahrzeugs,
insbesondere der Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs,
kennen muss. Der Antwortsignalabstand ist der abhängig von
dem Antwortsignal ermittelte Abstand zwischen einem Sender des Antwortsignals und
einem Empfänger
des Antwortsignals.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Antwortsignale
mehrerer Kraftfahrzeuge empfangen und es werden entsprechend mehrere
Antwortsignalabstände
ermittelt. Genau das Antwortsignal wird dem ersten Kraftfahrzeug zugeordnet
und weiter berücksichtigt,
dessen ermittelter Antwortsignalabstand der kleinste unter den ermittelten
Antwortsignalabständen
ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die externe Kommunikationsvorrichtung
in einer Kraftfahrzeug-Bezahlstelle
integriert ist und wenn das erste Kraftfahrzeug direkt vor der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle
steht, also wenn das erste Kraftfahrzeug von allen Kraftfahrzeugen
der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle am nächsten steht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein
erster Abstand des ersten Kraftfahrzeugs zu der externen Kommunikationsvorrichtung
ermittelt. Das Antwortsignal wird dem ersten Kraftfahrzeug zugeordnet
und weiter berücksichtigt, falls
der ermittelte Antwortsignalabstand näherungsweise gleich dem ersten
Abstand ist. Das Antwortsignal wird nicht weiter berücksichtigt,
falls der ermittelte Antwortsignalabstand nicht näherungsweise
gleich dem ersten Abstand ist. Dies ermöglicht die ausschließliche Kommunikation
mit dem ersten Kraftfahrzeug, auch wenn das erste Kraftfahrzeug
nicht direkt vor der externen Kommunikationsvorrichtung steht und/oder
wenn der erste Abstand zunächst nicht
bekannt ist. Dass der Antwortsignalabstand näherungsweise dem ersten Abstand
entspricht, bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Differenz
zwischen dem Antwortsignalabstand und dem ersten Abstand kleiner
ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Der erste Abstand wird vorzugsweise mittels
einer Abstandsmesseinrichtung ermittelt, die den ersten Abstand
unabhängig
von dem Antwortsignalabstand ermittelt. Die Abstandsmesseinrichtung ermittelt
den ersten Abstand durch Licht, Infrarotstrahlung, Radiowellen,
Terahertzstrahlung und/oder Ultraschall beispielsweise durch eine
Laufzeitmessung und/oder Triangulation.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der
Antwortsignalabstand abhängig
von einer Signalstärke
des entsprechenden Antwortsignals ermittelt. Dies kann dazu beitragen,
die Abstände
besonders einfach zu ermitteln.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der
Antwortsignalabstand abhängig
von einer Zeitdauer ermittelt, die zwischen dem Aussenden des Nachrichtensignals
und dem Empfangen des Antwortsignals vergeht. Dies ermöglicht, die
Abstände
zu ermitteln.
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Die
Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Kraftfahrzeug und eine externe Kommunikationsvorrichtung,
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2 mehrere
Kraftfahrzeuge und die Kommunikationsvorrichtung,
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3 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Programms,
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4 ein
Ablaufdiagramm eines zweiten Programms,
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5 ein
Ablaufdiagramm eines dritten Programms.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Ein
erstes Kraftfahrzeug 2 (1) umfasst ein
vorderes Nummernschild 3 und ein hinteres Nummernschild 5.
Das erste Kraftfahrzeug 2 steht vor einer bezüglich des
ersten Kraftfahrzeugs 2 externen Kommunikationsvorrichtung 4,
die vorzugsweise eine Kamera 6 umfasst.
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Die
externe Kommunikationsvorrichtung 4 ist vorzugsweise Bestandteil
einer Kraftfahrzeug-Bezahlstelle. Die Kraftfahrzeug-Bezahlstelle
kann beispielsweise zur Erhebung einer Mautgebühr an einer Straße, insbesondere
einer Autobahn oder einem Tunnel, vorgesehen sein oder die Kraftfahrzeug-Bezahlstelle kann
zur Erhebung einer Parkplatzgebühr, beispielsweise
an einem Parkhaus, vorgesehen sein.
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Die
externe Kommunikationsvorrichtung 4 dient dazu, mit einer
Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 oder
zumindest eines weiteren Kraftfahrzeugs 8 (2)
zu kommunizieren. Das weitere Kraftfahrzeug 8 umfasst ein
vorderes und ein hinteres Nummernschild 9, 10.
Die Kommunikation zwischen der externen Kommunikationsvorrichtung 4 und
der Kommunikations einheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 dient
vorzugsweise dazu, dass Gebühren, die
für das
erste Kraftfahrzeug 2 anfallen, automatisch bezahlt werden
können,
ohne dass ein Fahrer des ersten Kraftfahrzeugs 2 tätig werden
muss. Die externe Kommunikationsvorrichtung 4 kommuniziert vorzugsweise
mit der Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 über Funk,
beispielsweise über
WLAN oder über
IEEE 802.11P.
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Auf
einer Speichervorrichtung der externen Kommunikationsvorrichtung 4 ist
vorzugsweise ein erstes Programm zur Kommunikation zwischen der Kommunikationseinheit
des ersten Kraftfahrzeugs 2 und der bezüglich des ersten Kraftfahrzeugs 2 externen
Kommunikationsvorrichtung 4 abgespeichert (3).
Das erste Programm dient dazu, auch ohne Kenntnis einer eindeutigen
Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2, beispielsweise einer
IP-Adresse, eine Kommunikationsverbindung zwischen der externen Kommunikationsvorrichtung 4 und
der Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 aufzubauen, insbesondere,
wenn das erste Kraftfahrzeug 2 bezüglich des einen oder bezüglich der
weiteren Kraftfahrzeuge 8 der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle, insbesondere
der externen Kommunikationsvorrichtung 4 am nächsten steht.
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Das
erste Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S1, in dem gegebenenfalls
Variablen initialisiert werden, gestartet, sobald das erste Kraftfahrzeug 2 in
einen vorgegebenen Bereich um die externe Kommunikationsvorrichtung 4 fährt. Ob
das erste Kraftfahrzeug 2 in den vorgegebenen Bereich fährt, kann
beispielsweise mit der Kamera 6 und/oder mit einer Kontaktschleife
in der Straße
vor der externen Kommunikationsvorrichtung 4 geprüft werden. Alternativ
dazu kann beispielsweise eine Lichtschranke vorgesehen sein.
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In
einem Schritt S2 wird ein Nachrichtensignal SIG von der externen
Kommunikationsvorrichtung 4 ausgesendet.
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In
einem Schritt S3 wird zumindest ein Antwortsignal ANSW empfangen.
Regelmäßig, insbesondere
bei hohen Verkehrsaufkom men, werden zusätzlich zu dem Antwortsignal
ANSW weitere Antwortsignale ANSW empfangen. Die Antwortsignale ANSW
stammen alle von Kraftfahrzeugen, die sich im Sendebereich der externen
Kommunikationsvorrichtung 4 aufhalten, insbesondere von
dem ersten Kraftfahrzeug 2 und von dem weiteren Kraftfahrzeug 8.
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In
einem Schritt S4 werden abhängig
von den Antwortsignalen ANSW Intensitäten INT der Antwortsignale
ANSW ermittelt.
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In
einem Schritt S5 werden abhängig
von den ermittelten Intensitäten
INT Antwortsignalabstände
DIST_ANSW ermittelt. Die Antwortsignalabstände DIST_ANSW sind die abhängig von
den Antwortsignalen ANSW ermittelten Abstände zwischen den Sendern der
Antwortsignale ANSW und den Empfängern
der Antwortsignale ANSW. In diesem Zusammenhang ist einer der Antwortsignalabstände DIST_ANSW
der abhängig
von dem entsprechenden Antwortsignal ANSW ermittelte Abstand zwischen der
externen Kommunikationsvorrichtung 4 und dem entsprechenden
Kraftfahrzeug. Dazu sind vorzugsweise die Kommunikationseinheiten
der Kraftfahrzeuge genormt. Insbesondere sind die Signalstärken der
Antwortsignale ANSW der Kommunikationseinheiten der Kraftfahrzeuge
genormt. Je weiter das entsprechende Kraftfahrzeug von der externen
Kommunikationsvorrichtung 4 entfernt ist, umso geringer
ist die Signalstärke
INT des entsprechenden Antwortsignals ANSW.
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In
einem Schritt S6 wird mittels einer Minimalauswahl MIN ermittelt,
welcher der ermittelten Antwortsignalabstände DIST_ANSW der kleinste
ist.
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In
einem Schritt S7 wird das Antwortsignal ANSW berücksichtigt, dessen Antwortsignalabstand DIST_ANSW
der geringste unter den ermittelten Antwortsignalabständen DIST_ANSW
ist. Insbesondere wird eine Antwortinformation, die in dem Antwortsignal
ANSW codiert ist, von der externen Kommunikationsvorrichtung 4 ausgewertet.
Die übrigen
Antwortsignale ANSW werden nicht weiter von der externen Kommunikationsvorrichtung 4 berücksichtigt.
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In
einem Schritt S8 kann das erste Programm beendet werden. Vorzugsweise
wird das erste Programm immer dann abgearbeitet, wenn erneut eines
der Kraftfahrzeuge der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle, insbesondere der externen
Kommunikationsvorrichtung 4 am nächsten steht. Ferner kann im
Anschluss an das erste Programm eine eindeutige Adresse des ersten
Kraftfahrzeugs 2 zwischen der Kommunikationseinheit des
ersten Kraftfahrzeugs 2 und der externen Kommunikationsvorrichtung 4 festgelegt
werden und für
die weitere Kommunikation verwendet werden. Alternativ kann die
Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 in dem
Antwortsignal ANSW die eindeutige Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2 codieren
und so mit dem Antwortsignal ANSW an die externe Kommunikationsvorrichtung 4 senden.
Vorzugsweise wird dann die eindeutige Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2 für die weitere
Kommunikation verwendet.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist auf der Speichervorrichtung der externen Kommunikationsvorrichtung 4 ein
zweites Programm zur Kommunikation zwischen der Kommunikationseinheit
des ersten Kraftfahrzeugs 2 und der bezüglich des ersten Kraftfahrzeugs 2 externen
Kommunikationsvorrichtung 4 abgespeichert (4).
Das zweite Programm dient dazu, auch ohne Kenntnis der eindeutigen
Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2, beispielsweise der IP-Adresse,
die Kommunikationsverbindung zwischen der externen Kommunikationsvorrichtung 4 und
der Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 aufzubauen.
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Das
zweite Programm wird vorzugsweise gemäß dem Schritt S1 des ersten
Programms in einem Schritt S10 gestartet.
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In
einem Schritt S11 wird ein erster Abstand DIST_1 ermittelt, den
das erste Kraftfahrzeug 2 zu der externen Kommunikationsvorrichtung 4 hat.
Der erste Abstand DIST_1 wird vorzugsweise unabhängig von dem Antwortsignal
ANSW ermittelt.
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Der
erste Abstand DIST_1 kann durch eine Abstandsmesseinrichtung ermittelt
werden. Die Abstandsmesseinrichtung ermittelt den ersten Abstand DIST_1
durch Licht, Infrarotstrahlung, Radiowellen, Terahertzstrahlung
und/oder Ultraschall beispielsweise durch eine Laufzeitmessung und/oder
Triangulation. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Abstand DIST_1
beispielsweise durch die Kamera 6, die Kontaktschleife,
durch die Lichtschranke und/oder durch einen Radar ermittelt werden.
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In
einem Schritt S12 des zweiten Programms wird gemäß dem Schritt S2 des ersten
Programms ein Nachrichtensignal SIG von der externen Kommunikationsvorrichtung 4 ausgesendet.
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In
einem Schritt S13 wird zumindest ein Antwortsignal ANSW empfangen.
Regelmäßig, insbesondere
bei hohen Verkehrsaufkommen, werden zusätzlich zu dem Antwortsignal
ANSW weitere Antwortsignale ANSW empfangen. Die Antwortsignale ANSW
stammen alle von Kraftfahrzeugen, die sich im Sendebereich der externen
Kommunikationsvorrichtung 4 aufhalten, insbesondere von
dem ersten Kraftfahrzeug 2 und von dem weiteren Kraftfahrzeug 8.
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In
einem Schritt S14 wird abhängig
von einem der Antwortsignale ANSW eine Intensität INT des entsprechenden Antwortsignals
ANSW ermittelt.
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In
einem Schritt S15 wird abhängig
von der ermittelten Intensität
INT ein Antwortsignalabstand DIST_ANSW ermittelt. Je weiter das
entsprechende Kraftfahrzeug von der externen Kommunikationsvorrichtung 4 entfernt
ist, umso geringer ist die Signalstärke INT des entsprechenden
Antwortsignals ANSW.
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In
einem Schritt S16 wird überprüft, ob der entsprechende
ermittelte Antwortsignalabstand DIST_ANSW näherungsweise gleich dem ersten
Abstand DIST_1 ist. Ist die Bedingung des Schritts S16 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in dem Schritt S13 mit dem nächsten Antwortsignal
ANSW fortgesetzt. Ist die Be dingung des Schritts S16 erfüllt, so wird
die Bearbeitung in einem Schritt S17 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S17 wird das Antwortsignal ANSW berücksichtigt. Insbesondere wird
eine Antwortinformation, die in dem Antwortsignal ANSW codiert ist,
von der externen Kommunikationsvorrichtung 4 ausgewertet.
Die übrigen
Antwortsignale ANSW werden nicht weiter von der externen Kommunikationsvorrichtung 4 berücksichtigt.
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In
einem Schritt S18 kann das zweite Programm beendet werden. Vorzugsweise
wird das zweite Programm immer dann abgearbeitet, wenn die externe
Kommunikationsvorrichtung 4 erneut mit einem der Kraftfahrzeuge
kommunizieren muss. Ferner kann im Anschluss an das zweite Programm
die eindeutige Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2 zwischen
der Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 und
der externen Kommunikationsvorrichtung 4 festgelegt werden
und für
die weitere Kommunikation verwendet werden. Alternativ kann die Kommunikationseinheit
des ersten Kraftfahrzeugs 2 in dem Antwortsignal ANSW die
eindeutige Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2 codieren
und so mit dem Antwortsignal ANSW an die externe Kommunikationsvorrichtung 4 senden.
Vorzugsweise wird dann die eindeutige Adresse des ersten Kraftfahrzeugs 2 für die weitere
Kommunikation verwendet.
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Zusätzlich oder
alternativ zu dem ersten und/oder zweiten Programm kann ein drittes
Programm zur Kommunikation zwischen der externen Kommunikationsvorrichtung 4 und
der Kommunikationseinheit des ersten Kraftfahrzeugs 2 auf
dem Speichermedium der externen Kommunikationsvorrichtung 4 gespeichert
sein (4). Das dritte Programm dient gemäß dem zweiten
Programm dazu, die Kommunikationsverbindung aufzubauen.
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Die
Schritte S20 bis S23 des dritten Programms entsprechen den Schritten
S10 bis S13 des zweiten Programms.
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In
einem Schritt S24 wird eine Zeitdauer DUR ermittelt, die zwischen
dem Aussenden des Nachrichtensignals SIG und dem Empfangen eines der
Antwortsignale ANSW vergangen ist.
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In
einem Schritt S25 wird abhängig
von der ermittelten Zeitdauer DUR der entsprechende Antwortsignalabstand
DIST_ANSW ermittelt. Dazu sind vorzugsweise die Kommunikationseinheiten
der Kraftfahrzeuge genormt. Insbesondere ist ein zeitlicher Ablauf
genormt, gemäß dem die
Kommunikationseinheiten der Kraftfahrzeuge nach Empfangen des Nachrichtensignals
SIG die Antwortsignale ANSW aussenden. Je weiter das erste Kraftfahrzeug 2 von
der externen Kommunikationsvorrichtung 4 entfernt ist,
desto größer ist
die Zeitdauer DUR.
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In
einem Schritt S26 wird überprüft, ob der ermittelte
Antwortsignalabstand DIST_ANSW näherungsweise
gleich dem ersten Abstand DIST_1 ist. Ist die Bedingung des Schritts
S26 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in dem Schritt S23 mit dem nächsten Antwortsignal
ANSW fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S26 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S27 fortgesetzt.
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Die
Schritte S27 und S28 des dritten Programms korrespondieren zu den
Schritten S17 und S18 des zweiten Programms.
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Die
Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können das
erste und/oder das zweite und/oder das dritte Programm in einem
oder in zwei Programmen implementiert sein. Ferner kann das Kraftfahrzeug
jedes beliebige Kraftfahrzeug sein, beispielsweise ein LKW. Ferner
können
das erste und/oder das zweite und/oder das dritte Programm auch
außerhalb
der Kraftfahrzeug-Bezahlstelle verwendet werden.