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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewerten
mindestens einer von einem jeweiligen Fahrzeug gesendeten Nachricht.
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In
der
EP 1 755 094 A1 ist
eine in einem Fahrzeug montierte Informationsverarbeitungsvorrichtung
offenbart, die ausgebildet ist zum Kommunizieren in einem drahtlosen
ad-hoc Kommunikationsnetzwerk. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung weist
eine Ausbreitungspfadableitungseinheit auf zum Ableiten von Ausbreitungspfaddaten
aus von einem Fahrzeug empfangenen Informationen unter Nutzung von
Positionsdaten eines anderen Fahrzeugs, von dem diese Informationen
gesandt wurden. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung weist ferner
eine Bestimmungseinheit auf zum Bestimmen, ob die Ausbreitungsdaten
zu Straßenverlaufsdaten passen, und um abhängig
davon zu bestimmen, ob die empfangenen Informationen entlang einer
Route von vorangehenden Fahrzeugen weitergeleitet wurden.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Bewerten einer Nachricht zu schaffen, das beziehungsweise die ein
Erkennen fehlerhafter oder manipulierter Nachrichten ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung zum Bewerten mindestens einer von einem jeweiligen Fahrzeug
gesendeten Nachricht. Mindestens zwei von dem jeweiligen Fahrzeug
gesendete Nachrichten werden empfangen. Mindestens ein aktueller
Messwert mindestens einer Messgröße gleicher Art
des jeweiligen Fahrzeugs aus der jeweiligen der mindestens zwei
empfangenen Nachrichten wird dem jeweils absendenden Fahrzeug zugeordnet
gespeichert. Die dem jeweiligen Fahrzeug zugeordnet gespeicherten
aktuellen Messwerte werden auf Plausibilität überprüft.
Mindestens ein Konfidenzwert für das jeweilige Fahrzeug
wird abhängig von der jeweiligen Plausibilität
ermittelt. Die mindestens eine zu bewertende Nachricht des jeweiligen
Fahrzeugs wird abhängig von dem mindestens einen ermittelten Konfidenzwert
dieses Fahrzeugs bewertet.
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Der
Vorteil ist, dass dadurch fehlerhafte oder manipulierte Nachrichten
zuverlässig erkannt werden können und dass entsprechend
Nachrichten des jeweiligen Fahrzeugs, das fehlerhafte oder manipulierte
Messwerte gesendet hat, automatisch weniger Vertrauen entgegengebracht
werden kann. Dadurch, dass mindestens zwei Nachrichten des jeweiligen Fahrzeugs
empfangen werden und dass jeweils der mindestens eine Messwert gespeichert
wird, steht für das jeweilige Fahrzeug ein Verlauf der
Messwerte über die Zeit zur Verfügung, der auf
Plausibilität überprüft wird. Ein solcher
Verlauf wird auch als Historie des jeweiligen Messwerts bezeichnet.
Das Bewerten der Nachricht des jeweiligen Fahrzeugs erfolgt somit also
nicht nur durch die zu bewertende Nachricht allein, sondern abhängig
von der Historie des jeweiligen Messwerts.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine der Messgrößen
eine aktuelle Position des jeweiligen Fahrzeugs. Abhängig
von einem gespeicherten jeweiligen aktuellen Positionswert, der den
jeweiligen aktuellen Messwert der aktuellen Position bildet, wird
ein Bewegungsprofil des jeweiligen Fahrzeugs ermittelt. Das Bewegungsprofil
wird auf Plausibilität überprüft. Der
Vorteil ist, dass fehlerhafte, insbesondere aber auch manipulierte
Nachrichten sehr zuverlässig erkennbar sind, wenn das Bewegungsprofil
unplausibel ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn abhängig von
dem Bewegungsprofil ein Geschwindigkeitsverlauf des jeweiligen Fahrzeugs
ermittelt wird und der Geschwindigkeitsverlauf auf Plausibilität überprüft
wird. Der Vorteil ist, dass fehlerhafte, insbesondere aber manipulierte
Nachrichten sehr zuverlässig erkennbar sind, wenn der Geschwindigkeitsverlauf
unplausibel ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn im Rahmen des Überprüfens
des Geschwindigkeitsverlaufs überprüft wird, ob
für ein Bewegen zwischen zwei der gespeicherten aktuellen Positionswerte
ein vorgegebener Maximalgeschwindigkeitsschwellenwert überschritten
ist und/oder ob für ein Durchfahren einer Kurve ein vorgegebener Kurvengeschwindigkeitsschwellenwert überschritten ist.
Dies hat den Vorteil, dass auf diese Weise sehr einfach die Plausibilität
des Geschwindigkeitsverlaufs überprüfbar ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn der vorgegebene
Maximalgeschwindigkeitsschwellenwert und/oder der vorgegebene Kurvengeschwindigkeitsschwellenwert
abhängig von einem Fahrzeugtyp des jeweiligen Fahrzeugs
vorgegeben ist und/oder abhängig von einem vorgegebenen
Straßenverlauf und/oder einem vorgegebenen Straßentyp
vorgegeben ist. Dies hat den Vorteil, dass die Plausibilität
des Geschwindigkeitsverlaufs besonders präzise und zuverlässig überprüfbar
ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Bewegungsprofil
abhängig von dem vorgegebenen Straßenverlauf überprüft.
Im Rahmen des Überprüfens des Bewegungsprofils
wird überprüft, ob ein Bewegen entgegen einer
vorgegebenen Fahrtrichtung erfolgt ist und/oder ob ein Bewegen in einem
für Verkehr gesperrten Straßenbereich erfolgt ist
und/oder ob ein Bewegen außerhalb des vorgegebenen Straßenverlaufs
erfolgt ist. Der Vorteil ist, dass das Bewegungsprofil so besonders
einfach und zuverlässig auf Plausibilität überprüfbar
ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine der
Messgrößen eine auf eine jeweilige Umgebung des
jeweiligen Fahrzeugs bezogene Umgebungsgröße.
Mindestens eine der Messgrößen ist die aktuelle
Position des jeweiligen Fahrzeugs. Ein aktueller Bezugspositionswert
der aktuellen Position der Vorrichtung, die einen das Verfahren ausführenden
Empfänger repräsentiert, wird ermittelt. Es wird überprüft,
ob der aktuelle Bezugspositionswert einen Abstand von einer der
gespeicherten jeweiligen aktuellen Positionswerte des jeweiligen Fahrzeugs
aufweist, der kleiner ist als ein vorgegebener Abstand. Ein aktueller
Bezugssensorwert der Umgebungsgröße wird durch
die Vorrichtung erfasst. Es wird überprüft, ob
der gespeicherte Messwert der Umgebungsgröße des
jeweiligen Fahrzeugs, der für diesen gespeicherten aktuellen
Positionswert des jeweiligen Fahrzeugs gespeichert ist, innerhalb
eines vorgegebenen Toleranzwertebereichs um den erfassten aktuellen
Bezugssensorwert der Umgebungsgröße liegt, falls
der Abstand der aktuellen Bezugsposition von diesem gespeicherten
aktuellen Positionswert des jeweiligen Fahrzeugs kleiner ist als der
vorgegebene Abstand. Der für diesen gespeicherten aktuellen
Positionswert des jeweiligen Fahrzeugs gespeicherte Messwert wird
als plausibel bewertet, wenn dieser gespeicherte Messwert innerhalb
des vorgegebenen Toleranzwertebereichs um den erfassten aktuellen
Bezugssensorwert liegt. Der Vorteil ist, dass auf diese Weise die
Messwerte, die durch Nachrichten anderer Fahrzeuge empfangen wurden,
einfach anhand eigener Messwerte in Form der Bezugssensorwerte überprüfbar
sind. Dadurch ist ferner die Plausibilität dieser empfangenen
Messwerte sehr einfach überprüfbar.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Umgebungsgröße
eine Temperatur und/oder ein Luftdruck und/oder eine Luftfeuchtigkeit
ist. Dies hat den Vorteil, dass anhand Messwerten solcher Umgebungsgrößen
insbesondere zum Beispiel eine Glatteisgefahr oder Nebelgefahr ermittelbar
ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig
von mindestens einem ersten Sensorwert eines Verlaufs der jeweiligen
Messgröße mindestens ein Prädiktionswert
oder Prädiktionswertebereich für mindestens einen
diesem mindestens einen ersten Sensorwert nachfolgenden zweiten
Sensorwert ermittelt. Die Plausibilität des Verlaufs der
jeweiligen Messgröße wird ermittelt abhängig
von einer Abweichung des zweiten Sensorwerts von dem mindestens
einen Prädiktionswert oder Prädiktionswertebereich.
Der Vorteil ist, dass die Plausibilität so besonderes zuverlässig
ermittelbar ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden mindestens zwei
Konfidenzwerte für das jeweilige Fahrzeug ermittelt basierend
auf jeweils unterschiedlichen Ermittlungsvorschriften in Bezug auf das
Ermitteln des jeweiligen Konfidenzwerts und/oder basierend auf jeweils
unterschiedlichen Überprüfungsvorschriften in
Bezug auf das Überprüfen der dem jeweiligen Fahrzeug
zugeordneten gespeicherten Messwerte. Abhängig von einer
jeweiligen von mindestens zwei vorgesehenen unterschiedlichen Anwendungen
wird die mindestens eine zu bewertende Nachricht des jeweiligen
Fahrzeugs abhängig von jeweils unterschiedlichen der mindestens
zwei ermittelten Konfidenzwerte dieses Fahrzeugs bewertet. Der Vorteil
ist, dass auf diese Weise beispielsweise gleiche Informationen anwendungsabhängig
unterschiedlich bewertet werden können, wodurch der jeweilgen
Anwendung ein besonders aussagekräftiger Konfidenzwert
bereitgestellt werden kann zur Bewertung der mindestens einen zu
bewertenden Nachricht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden mindestens zwei
Konfidenzwerte für das jeweilige Fahrzeug abhängig
von Messwerten unterschiedlicher Messgrößen ermittelt
und/oder basierend auf jeweils unterschiedlichen Ermittlungsvorschriften
in Bezug auf das Ermitteln des jeweiligen Konfidenzwerts und/oder
basierend auf jeweils unterschiedlichen Überprüfungsvorschriften
in Bezug auf das Überprüfen der dem jeweiligen
Fahrzeug zugeordneten gespeicherten Messwerte er mittelt. Abhängig
von diesen mindestens zwei Konfidenzwerten wird ein Gesamtkonfidenzwert
für das jeweilige Fahrzeug ermittelt. Die mindestens eine
zu überprüfende Nachricht des jeweiligen Fahrzeugs
wird abhängig von dem ermittelten Gesamtkonfidenzwert dieses Fahrzeugs
bewertet. Der Vorteil ist, dass der Gesamtkonfidenzwert eine einfache
und zuverlässige Bewertung der jeweiligen zu bewertenden
Nachricht ermöglicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Messgröße
eine Geschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs. Dies hat den Vorteil,
dass die Geschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs einfach auf Plausibilität überprüfbar
ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Szenario einer Fahrzeugkommunikation,
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2 eine
Nachricht,
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3 einen
Straßenverlauf mit plausiblen aktuellen Positionswerten,
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4 den
Straßenverlauf mit unplausiblen aktuellen Positionswerten
und
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5 ein
Ablaufdiagramm.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
ein beispielhaftes Szenario einer Kommunikation zwischen Fahrzeugen
F, die jeweils eine Vorrichtung OBU umfassen, die auch als ”On-Board
Unit” bezeichnet werden kann. Am Straßenrand können
ferner Straßenrandeinrichtungen RSU vorgesehen sein, die
auch als Infrastrukturkomponenten, Infrastrukturserver oder als ”Road
Side Units” bezeichnet werden können oder solche
umfassen können. Die Kommunikation umfasst Nachrichten
M, die mittels der jeweiligen Vorrichtung OBU oder der jeweiligen
Straßenrandeinrichtung RSU gesendet und/oder empfangen
werden. Dies kann auch als ”Car-2-X”-Kommunikation
oder kurz als C2X-Kommunikation bezeichnet werden, wobei ”X” insbesondere
ein anderes Fahrzeug F umfassen kann, entsprechend also ”Car-2-Car”,
oder die Straßenrandeinrichtung RSU umfassen kann. Die
jeweilige Vorrichtung OBU ist ausgebildet zum Empfangen von Nachrichten
M anderer Fahrzeuge F oder von Straßenrandeinrichtungen
RSU und ist vorzugsweise auch ausgebildet zum Absenden von Nachrichten
M. Ferner ist die jeweilige Vorrichtung OBU ausgebildet zum Verarbeiten
von empfangenen Nachrichten M und insbesondere zum Bewerten von
Nachrichten M.
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2 zeigt
einen beispielhaften Aufbau solcher Nachrichten M, die auch als
C2X-Safety-Nachricht bezeichnet werden können. Zum Schützen
der jeweiligen Nachricht M ist beispielsweise eine Public-Key-Infrastruktur
mit Zertifikaten Cert vorgesehen. Die jeweilige Nachricht M wird
dabei bevorzugt durch einen kryptographischen Prüfwert,
beispielsweise eine digitale Signatur Sig, geschützt. Zertifikate
Cert können Widerrufen werden, zum Beispiel wenn ein zugehöriger
privater Schlüssel öffentlich wurde, eine Vorrichtung
OBU oder Straßenrandeinrichtung RSU manipuliert wurde oder
ein Benutzer, zum Beispiel ein Fahrer eines der Fahrzeuge F, sich nicht
konform verhalten hat. Alternativ oder bevorzugt zusätzlich
zu solchen kryptographischen Sicherheitsmaßnahmen werden
empfangene Nachrichten M oder die durch diese übertragenen
Daten auf ihre Plausibilität überprüft.
Dazu werden Reputationsinformationen des jeweiligen Fahrzeugs F
durch Beobachten und Bewerten von früherem Verhalten aufgebaut.
Dies wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
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Die
Nachricht M umfasst beispielsweise eine Identität eines
Absender-Knotens, das heißt des jeweiligen Fahrzeugs F,
das die jeweilige Nachricht M abgesendet hat, eine Zeit T des Ab sendezeitpunkts und
Daten über den Absender-Knoten, insbesondere mindestens
einen Messwert V mindestens einer Messgröße MG.
Der mindestens eine Messwert V wird auch als Sensorwert bezeichnet.
Die Messwerte V umfassen insbesondere einen aktuellen Positionswert
L einer aktuellen Position des jeweiligen Fahrzeugs F und/oder einen
Geschwindigkeitswert Sp einer Geschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs
F und/oder einen Richtungswert D einer Fahrtrichtung des jeweiligen
Fahrzeugs F und/oder einen Beschleunigungswert A einer Beschleunigung
des jeweiligen Fahrzeugs F und/oder andere oder weitere Daten oder
Messwerte V. Diese werden auch als Statusdaten bezeichnet. Ferner
umfasst die jeweilige Nachricht M vorzugsweise mindestens eine Meldung Mes
als eigentlichen Nutzdateninhalt, die zum Beispiel eine Information über
einen Fahrbahnzustand umfassen kann. Die mindestens eine Meldung
Mes kann auch leer sein. Die jeweilige Nachricht M ist bevorzugt
durch die digitale Signatur Sig vor unbefugter Manipulation geschützt.
Das zur Überprüfung der Signatur Sig erforderliche
Zertifikat Cert oder eine zur Überprüfung der
Signatur Sig erforderliche Zertifikatkette ist bevorzugt ebenfalls
durch die jeweilige Nachricht M umfasst.
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Fahrzeuge
F senden ihre jeweils aktuellen Statusdaten über Car-2-X-Kommunikation
als Nachrichten M, zum Beispiel als Broadcast-Nachrichten entsprechend
IEEE 802.11p oder WAVE-Standard. Diese Nachrichten M werden von
anderen Fahrzeugen F, die eine entsprechende Vorrichtung OBU aufweisen,
oder gegebenenfalls von mindestens einer der Straßenrandeinrichtungen
RSU empfangen. Für das jeweilige Fahrzeug F, das beispielsweise
identifiziert wird durch eine zugehörige Kennung, zum Beispiel
ein Pseudonym, die beispielsweise in der Nachricht M als Absender
S eingetragen ist, wird eine Historie empfangener Messwerte V und
insbesondere empfangener Statusdaten angelegt.
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Die
mindestens eine Messgröße MG umfasst beispielsweise
die aktuelle Position des jeweiligen Fahrzeugs F. Die Historie aktueller
Positionswerte L als aktuelle Messwerte V der aktuellen Position des
jeweiligen Fahrzeugs F repräsentieren einen zeitlichen
Verlauf der aktuellen Positionswerte L, der ein Bewegungsprofil
B des jeweiligen Fahrzeugs F bildet. Das Bewegungsprofil B kann
auch als Trajektorie des jeweiligen Fahrzeugs F bezeichnet werden. Allgemein
kann jedoch zu beliebigen Messwerte V und insbesondere Statusdaten
die jeweils zugehörige Historie, also der zeitliche Verlauf
ermittelt werden. Beispielsweise umfasst die mindestens eine Messgröße
MG die Geschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs F. Die mindestens
eine Messgröße MG kann jedoch auch eine Umgebungsgröße
UG des jeweiligen Fahrzeugs F umfassen, zum Beispiel eine Temperatur,
insbesondere eine Umgebungstemperatur, einen Luftdruck oder eine
Luftfeuchtigkeit.
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Die
jeweilige Historie bezieht sich jeweils auf ein bestimmtes der Fahrzeuge
F, wird also dem jeweiligen Fahrzeug F zugeordnet gespeichert. Die
jeweilige Historie wird ausgewertet, um mindestens einen Konfidenzwert
K für das jeweilige Fahrzeug F zu ermitteln. Dieser gibt
an, wie glaubhaft die von diesem jeweiligen Fahrzeug F empfangenen
Nachrichten M oder Messwerte V sind. So kann bei Empfang vieler
Nachrichten M von mehreren Fahrzeugen F, die zueinander widersprüchlich
sein können, berücksichtigt werden, dass die von
manchen Fahrzeugen F empfangenen Nachrichten M glaubhafter sind
als die anderer Fahrzeuge F, indem vorzugsweise jede empfangene
Nachricht M abhängig von dem für das jeweils absendende
Fahrzeug F ermittelten mindestens einen Konfidenzwert K bewertet
wird. Dadurch ist es beispielsweise einfach möglich, nur
die glaubhaften Nachrichten M für weitere Auswertungen
zu nutzen.
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Das
jeweilige Bewegungsprofil B gibt abhängig von den jeweils
empfangenen Nachrichten M für einen zurückliegenden
Zeitraum einen jeweiligen Aufenthaltsort des jeweiligen Fahrzeugs
F, also dessen aktuellen Positionswert L an. Das Bewegungsprofil
B kann zum Beispiel als eine Liste dargestellt werden mit Einträgen
der Form <Zeitpunkt,
Position (Länge, Breite, Hö he)>, wobei der Zeitpunkt bevorzugt durch
die jeweilige Zeit T der jeweiligen Nachricht M vorgegeben ist und
die Position durch den für diesen Zeitpunkt aktuellen Positionswert
L des jeweiligen Fahrzeugs F vorgegeben ist.
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Die
jeweilige Historie der Messwerte V anderer Messgrößen
MG als der aktuellen Position, zum Beispiel der Geschwindigkeit
oder der Umgebungsgrößen UG, gibt abhängig
von den jeweils empfangenen Nachrichten M für einen zurückliegenden
Zeitraum den jeweiligen Messwert V an. Die jeweilige Historie kann
zum Beispiel als eine weitere Liste dargestellt werden mit Einträgen
der Form <Zeitpunkt, Messwert
V>, wobei der Zeitpunkt
bevorzugt durch die jeweilige Zeit T der jeweiligen Nachricht M
vorgegeben ist.
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Für
Fahrzeuge F, für die mindestens eine Historie, also insbesondere
das Bewegungsprofil B und/oder die Historie mindestens einer der
anderen Messwerte V gespeichert ist, wird die jeweilige Historie
auf Plausibilität überprüft und daraus
der mindestens eine Konfidenzwert K, der auch als ein Vertrauenswert
oder Konfidenzfaktor bezeichnet werden kann, ermittelt. Dieser gibt
an, wie stark den empfangenen Nachrichten M und insbesondere den
darin übermittelten Messwerten V vertraut werden kann. Vorzugsweise
wird im Rahmen der Überprüfung der Plausibilität
mindestens ein Plausibilitätswert P ermittelt, der einen
Grad der jeweiligen Plausibilität repräsentiert.
Der mindestens eine Konfidenzwert K wird dann vorzugsweise abhängig
von dem mindestens einen Plausibilitätswert P ermittelt.
Beispielsweise ist der jeweilige Konfidenzwert K umso größer,
je größer der diesem jeweiligen Konfidenzwert
K zugrunde liegende mindestens eine Plausibilitätswert
P ist. Die Glaubwürdigkeit der jeweiligen Nachricht M oder
der jeweiligen Messwerte V ist also umso größer,
je plausibler die Historie der jeweiligen Messwerte V ist. Der jeweilige
Konfidenzwert K kann dabei beispielsweise abhängig von
nur einem Plausibilitätswert P ermittelt werden oder kann
beispielsweise auch abhängig von mehr als einem Plausibilitätswert
P er mittelt werden, die beispielsweise für Messwerte V
unterschiedlicher Messgrößen MG ermittelt wurden.
Ferner kann vorgesehen sein, mehr als einen Konfidenzwert K zu ermitteln
basierend auf jeweils unterschiedlichen Ermittlungsvorschriften
in Bezug auf das Ermitteln des jeweiligen Konfidenzwerts K und/oder
basierend auf jeweils unterschiedlichen Überprüfungsvorschriften in
Bezug auf das Überprüfen der dem jeweiligen Fahrzeug
F zugeordnet gespeicherten Messwerten V. Dadurch ist es möglich,
Nachrichten M und/oder Messwerte V oder deren jeweiligen Verlauf
unterschiedlich zu bewerten abhängig von jeweiligen Anforderungen
an Genauigkeit und Zuverlässigkeit.
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Die
jeweilige Historie wird beispielsweise dahingehend überprüft,
ob ein jeweils zugehöriger Verlauf der Messwerte V der
jeweiligen Messgröße MG in sich plausibel ist.
Dazu wird der jeweilige Verlauf der Messwerte V über der
Zeit analysiert. Dazu kann beispielsweise eine Prädiktion
verwendet werden, das heißt, es wird untersucht, wie groß eine
Abweichung eines jeweils nächsten zweiten Sensorwertes Sens2
von einem Prädiktionswert Pr oder einem Prädiktionswertebereich
Prr ist, der abhängig von mindestens einem ersten Sensorwert
Sens1 des jeweiligen Verlaufs ermittelt wird. Der Prädiktionswert
Pr oder der Prädiktionswertebereich Prr kann beispielsweise
durch lineare Extrapolation ermittelt werden. Der Prädiktionswert
Pr oder der Prädiktionswertebereich Prr kann jedoch auch
anders ermittelt werden. Falls die Abweichungen gut vorhersagbar
sind, das heißt keine unerwartet großen Sprünge
vorhanden sind, sind die Messwerte V plausibler, das heißt,
ihnen wird ein höherer Konfidenzwert K zugeordnet, als
wenn sie unerwartet große Sprünge machen, also beispielsweise
einen eher zufälligen Verlauf zeigen.
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Im
Falle des jeweiligen Bewegungsprofils B wird vorzugsweise überprüft,
ob es in sich plausibel ist. Bevorzugt wird abhängig von
dem jeweiligen Bewegungsprofil B ein jeweiliger Geschwindigkeitsverlauf
G ermittelt. Es wird vorzugsweise über prüft, ob der
jeweilige Geschwindigkeitsverlauf G plausibel ist, das heißt
das jeweilige Fahrzeug F beispielsweise nicht unplausibel zwischen
unterschiedlichen Positionen springt. Ferner wird bevorzugt überprüft,
ob der jeweilige Geschwindigkeitswert Sp zum jeweiligen Fahrzeugtyp
passt. Insbesondere kann der jeweilige Geschwindigkeitswert Sp für
dieses Überprüfen auch abhängig von dem
jeweiligen Geschwindigkeitsverlauf G ermittelt werden, zum Beispiel
abhängig von der jeweiligen Zeit T und dem jeweiligen aktuellen Positionswert
L.
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Bei
vorhandenem Kartenmaterial wird ferner bevorzugt die Plausibilität
des Bewegungsprofils B in Bezug auf das gespeicherte Kartenmaterial überprüft.
Dazu wird beispielsweise das jeweilige Bewegungsprofil B mit einem
vorgegebenen Straßenverlauf St verglichen und überprüft,
ob dort überhaupt eine Straße ist, wo sich das
jeweilige Fahrzeug F laut Bewegungsprofil B bewegt hat. Ferner wird
bevorzugt überprüft, ob der jeweilige Geschwindigkeitsverlauf
G zu einem durch das Kartenmaterial vorgegebenen Straßentyp
Sty und dem Fahrzeugtyp des jeweiligen Fahrzeugs F passt, also zum
Beispiel in Bezug auf eine zugelassene Höchstgeschwindigkeit, eine
Einbahnstraße, eine für Fahrzeuge bestimmten Typs,
zum Beispiel LKW über 7,5 t zulässiges Gesamtgewicht,
gesperrten Straße, eine Kurvengeschwindigkeit. Zum Beispiel
wird überprüft, ob eine Straßenbeschaffenheit
oder der vorgegebene Straßentyp Sty die jeweilige Geschwindigkeit
des jeweiligen Fahrzeugs F zulässt. Bevorzugt wird beispielsweise überprüft,
ob der aktuelle Geschwindigkeitswert Sp einen vorgegebenen Maximalgeschwindigkeitsschwellenwert
SpMax überschreitet oder in einer Kurve einen vorgegebenen
Kurvengeschwindigkeitsschwellenwert Tu überschreitet. Bevorzugt
sind der vorgegebene Maximalgeschwindigkeitsschwellenwert SpMax
und/oder der vorgegebene Kurvengeschwindigkeitsschwellenwert Tu
abhängig von dem jeweiligen Fahrzeugtyp und/oder von dem
vorgegebenen Straßenverlauf St und/oder von dem vorgegebenen
Straßentyp Sty vorgegeben. Bei Überschreiten solcher
Schwellenwerte kann beispielsweise von einem unplausiblen Geschwindigkeitsverlauf
G ausgegangen werden.
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3 und 4 zeigen
ein Beispiel des vorgegebenen Straßenverlaufs St. In 3 sind
beispielhaft Positionen 1–15 eines Fahrzeugs
F eingezeichnet, deren jeweiliger aktueller Positionswert L in der
zugehörigen Historie gespeichert ist und die das Bewegungsprofil
B dieses Fahrzeugs F bilden. Dieses Bewegungsprofil B ist plausibel.
In 4 sind beispielhaft Positionen 1–15 des
Fahrzeugs F eingezeichnet, deren jeweiliger aktueller Positionswert
L in der zugehörigen Historie gespeichert ist und die das Bewegungsprofil
B dieses Fahrzeugs F bilden. Dieses Bewegungsprofil B ist unplausibel.
Die Positionen 1–5 sind beispielsweise
unplausibel aufgrund unplausiblem Springen zwischen verschiedenen
Positionen. Die Positionen 5 und 6 sind beispielsweise unplausibel
aufgrund einer unplausibel hohen Kurvengeschwindigkeit. Die Positionen 8–10 können beispielsweise
als unplausibel gewertet werden aufgrund eines Bewegens entgegen
einer vorgeschriebenen Fahrtrichtung der Einbahnstraße.
Die Positionen 12 und 13 können beispielsweise
als unplausibel gewertet werden aufgrund eines Bewegens in einer gesperrten
Straße.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform kann die Historie, anstatt
dem Fahrzeug F als Gesamtes, auch nur einer bestimmten Applikation
oder Anwendung des jeweiligen Fahrzeugs F zugeordnet sein. Eine
solche Applikation oder Anwendung umfasst beispielsweise eine Kollisionswarnung
und/oder Stauwarnung und/oder Glatteiswarnung und/oder Nebelwarnung.
Derartige unterschiedliche Anwendungen stellen unterschiedliche
Anforderungen an eine Genauigkeit und Zuverlässigkeit der
Messwerte V, die mit den Nachrichten M empfangen werden. Die jeweilige
Historie und der jeweilige daraus ermittelte mindestens eine Konfidenzwert
K bezieht sich in dieser Ausführungsform bevorzugt nur
auf eine bestimmte C2X-Teilfunktionalität des jeweiligen
Fahrzeugs F, also zum Beispiel auf die Kollisionswarnung, die Stauwarnung,
die Glatteiswarnung oder die Nebelwar nung, nicht jedoch auf die
C2X-Funktionalität des jeweiligen Fahrzeugs F insgesamt.
Bevorzugt werden die für die unterschiedlichen Anwendungen ermittelten
Konfidenzwerte K entsprechend den jeweiligen Anforderungen basierend
auf den jeweils unterschiedlichen Ermittlungsvorschriften in Bezug auf
das Ermitteln des jeweiligen Konfidenzwerts K und/oder basierend
auf den jeweils unterschiedlichen Überprüfungsvorschriften
in Bezug auf das Überprüfen der dem jeweiligen
Fahrzeug F zugeordnet gespeicherten Messwerten V ermittelt, wie
oben bereits erläutert ist.
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Falls
das jeweilige Fahrzeug F mehrere Arten von Messgrößen
MG bereitstellt, also zum Beispiel die aktuelle Position und/oder
die aktuelle Geschwindigkeit und/oder die aktuelle Temperatur und/oder
die aktuelle Luftfeuchtigkeit und/oder den aktuellen Luftdruck,
so können diese jeweils für sich wie oben beschrieben
analysiert werden. Bevorzugt werden mindestens zwei Konfidenzwerte
K des jeweiligen Fahrzeugs F ermittelt und werden dann zusammengefasst
zu einem Gesamtkonfidenzwert GK für dieses jeweilige Fahrzeug
F. Der jeweilige Gesamtkonfidenzwert GK kann beispielsweise bevorzugt
als Minimum oder Mittelwert der mindestens zwei Konfidenzwerte K
des jeweiligne Fahrzeugs F ermittelt werden. Der jeweilige Gesamtkonfidenzwert GK
kann jedoch auch anders ermittelt werden.
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Vorzugsweise
wird bei Empfang einer einzelnen Nachricht M des jeweiligen Fahrzeugs
F, für das bereits die mindestens eine Historie und insbesondere
das Bewegungsprofil B gespeichert ist, weiter geprüft,
ob diese Nachricht M mit dem ermittelten Bewegungsprofil B konsistent
ist, das heißt, ob das jeweilige die mindestens eine Nachricht
M absendende Fahrzeug F sich plausibel bewegt. Falls dies nicht
der Fall ist, wird die Nachricht M bevorzugt verworfen. Es wird
also nicht nur anhand des jeweiligen Bewegungsprofils B ein Vertrauensstatus
des jeweiligen Fahrzeugs F in Form des jeweiligen Konfidenzwerts K
oder Gesamtkonfidenzwerts GK ermittelt, sondern be vorzugt zusätzlich
auch die einzelne Nachricht M auf Plausibilität überprüft.
Insbesondere wird die jeweilige empfangene Nachricht M bevorzugt
auf Ausreißer untersucht. Messwerten V aus neu empfangenen
Nachrichten M, die nicht konsistent sind mit der für das
jeweilige Fahrzeug F gespeicherten Historie des jeweiligen Messwerts
V, die also nicht plausibel sind, wird bevorzugt auch dann nicht
getraut, wenn für das jeweilige Fahrzeug F zuvor ein hoher
Konfidenzwert K oder Gesamtkonfidenzwert GK ermittelt wurde.
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Falls
sich dasjenige Fahrzeug F, das das Überprüfen
der mindestens einen Historie auf Plausibilität und das
Ermitteln des mindestens einen Konfidenzwerts K oder Gesamtkonfidenzwerts
GK durchführt, aktuell in der Nähe einer früheren
aktuellen Position eines anderen Fahrzeugs F befindet und von diesem
Fahrzeug F mindestens ein Eintrag zu dieser früheren aktuellen
Position in der mindestens einen Historie gespeichert ist, dann
kann die mindestens eine Nachricht M oder deren mindestens eine
Messwert V oder deren Meldung Mes, die von diesem anderen Fahrzeug
zu dieser früheren aktuellen Position empfangen wurde,
verglichen werden mit selbst ermittelten Messwerten V, insbesondere
Messwerten V von mindestens einer Umgebungsgröße
UG oder zum Beispiel bezüglich einer Aquaplaninggefahr,
eines Staus und/oder einer Verkehrsdichte. Dazu wird beispielsweise
ein aktueller Bezugspositionswert LRef der aktuellen Position des
das Verfahren ausführenden Empfängers, das heißt
der Vorrichtung OBU desjenigen Fahrzeugs F, das das Überprüfen der
mindestens einen Historie auf Plausibilität und das Ermitteln
des mindestens einen Konfidenzwerts K oder Gesamtkonfidenzwerts
GK durchführt, ermittelt. Durch diesen wird überprüft,
ob der aktuelle Bezugspositionswert LRef einen Abstand von einer
der gespeicherten jeweiligen aktuellen Positionswerte L des jeweiligen
anderen Fahrzeugs F aufweist, der kleiner ist als ein vorgegebener
Abstand Dist. Ferner wird durch diesen ein aktueller Bezugssensorwert VRef
der Umgebungsgröße UG erfasst und überprüft,
ob der gespeicherte Messwert V der Umgebungsgröße
UG des je weiligen anderen Fahrzeugs F, der für diesen gespeicherten
aktuellen Positionswert L des jeweiligen Fahrzeugs F gespeichert
ist, innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwertebereichs Tol um den
erfassten aktuellen Bezugssensorwert VRef der Umgebungsgröße
UG liegt, falls der Abstand der aktuellen Bezugsposition LRef von
diesem gespeicherten aktuellen Positionswert L des jeweiligen anderen
Fahrzeugs F kleiner ist als der vorgegebene Abstand Dist. Der für
diesen gespeicherten aktuellen Positionswert L des jeweiligen anderen
Fahrzeugs F gespeicherte Messwert V wird bevorzugt als plausibel
bewertet, wenn dieser gespeicherte Messwert V innerhalb des vorgegebenen
Toleranzwertebereichs Tol um den erfassten aktuellen Bezugssensorwert
VRef liegt. Dabei wird vorzugsweise berücksichtigt, wie
lange die jeweiligen Messungen auseinander liegen, zum Beispiel
durch Anpassen des vorgegebenen Toleranzwertebereichs Tol abhängig
von der Zeitdauer zwischen den jeweiligen Messungen. Je nach einem
Grad der Abweichung kann beispielsweise der mindestens eine Konfidenzwert
K des anderen Fahrzeugs F angepasst werden und können entsprechend
Nachrichten M von diesem Fahrzeug F abhängig von dem angepassten
mindestens einen Konfidenzwert K bewertet werden.
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Ebenso
kann vorgesehen sein, für eigene, selbst ermittelte zurückliegende
Messwerte V eine zugehörige Historie zu speichern und zu
vergleichen, ob Messwerte V entsprechender Messgrößen
MG, die durch Nachrichten M von mindestens einem der anderen Fahrzeuge
F empfangen werden, zu den früher in der Nähe
der jeweiligen Position selbst ermittelten Messwerten V passen,
das heißt, ob diese plausibel sind.
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Ferner
kann vorgesehen sein, abhängig von der jeweiligen Historie
der selbst ermittelten Messwerte V einen Trend zu ermitteln, zum
Beispiel mittels Extrapolation und/oder Interpolation, um abhängig von
diesem die Plausibilität von Messwerten V in empfangenen
Nachrichten M abzuschätzen. Zum Beispiel kann als plausibel
gewertet werden, wenn der selbst ermittelte Messwert V des Luftdrucks
im zeitlichen Verlauf fällt und durch mindestens ein vorausfahrendes
anderes Fahrzeug F mittels entsprechender Nachricht M gemeldet wird,
dass es regnet. Beispielsweise kann auch als plausibel gewertet
werden, wenn der selbst ermittelte Geschwindigkeitswert Sp im zeitlichen
Verlauf kontinuierlich abnimmt und durch mindestens ein vorausfahrendes
Fahrzeug F mittels entsprechender Nachricht M ein Stau gemeldet
wird.
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Anders
ausgedrückt kann also vorgesehen sein, dass anhand selbst
ermittelter Sensorwerte oder Messwerte V ermittelt wird, wie gut
oder glaubwürdig die von dem jeweiligen anderen Fahrzeug
F empfangenen Nachrichten M und die durch diese umfassten Messwerte
V sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Fahrzeuge F
hintereinander fahren und so zeitlich verzögert ähnliche
Messwerte V erfassen sollten.
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Es
kann auch vorgesehen sein, den mindestens einen ermittelten Konfidenzwert
K und/oder die Rohdaten, also insbesondere die Messwerte V, anderen
Fahrzeugen F zur Verfügung zu stellen.
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5 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Bewerten mindestens einer
von dem jeweiligen Fahrzeug F gesendeten Nachricht M. Das Programm
wird vorzugsweise jeweils durch die jeweilige Vorrichtung OBU ausgeführt.
Das Programm startet in einem Schritt S1. In einem Schritt S2 werden
mindestens zwei Nachrichten M von einem jeweiligen anderen Fahrzeug
F empfangen. In einem Schritt S3 wird der mindestens eine aktuelle
Messwert V der mindestens einen Messgröße MG des
jeweiligen anderen Fahrzeugs F aus der jeweiligen der mindestens
zwei empfangenen Nachrichten M dem jeweils absendenden Fahrzeug
F zugeordnet gespeichert. Die Schritte S2 und S3 können
auch zusammengefasst sein und es kann beispielsweise bereits der
jeweilige Messwert V jeder einzelnen empfangenen Nachricht M gespeichert
werden. In einem Schritt S4 werden die dem jeweiligen anderen Fahrzeug
F zugeordnet gespeicherten aktuellen Messwerte V auf Plausibilität überprüft,
beispielsweise durch Ermitteln des mindestens einen Plausibilitätswerts
P, wie oben bereits erläutert ist. In einem Schritt S5
wird der mindestens eine Konfidenzwert K für das jeweilige
andere Fahrzeug F abhängig von der jeweiligen Plausibilität
ermittelt, also beispielsweise abhängig von dem mindestens
einen Plausibilitätswert P, wie oben bereits erläutert
ist. In einem Schritt S6 wird die mindestens eine zu bewertende
Nachricht M des jeweiligen anderen Fahrzeugs F abhängig
von dem mindestens einen ermittelten Konfidenzwert K dieses Fahrzeugs
F bewertet. Entsprechend können auch der jeweils mittels
der jeweiligen Nachricht M übermittelte mindestens eine
Messwert V oder die Meldung Mes abhängig von dem ermittelten
mindestens einen Konfidenzwert F bewertet werden. Das Programm endet
in einem Schritt S7 und wird vorzugsweise wiederholt ausgeführt,
insbesondere wenn eine neue Nachricht M empfangen wurde.
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In
Schritten S4a, S4b, S4c, S4d, die den Schritt S4 erweitern oder
präzisieren, sind oben bereits erläuterte optionale
Ausgestaltungen dargestellt. Die Schritte S4a bis S4d können
einzeln oder auch in beliebigen Kombinationen oder Unterkombinationen
vorgesehen sein. In Schritt S4a umfasst der mindestens eine Messwert
V den jeweiligen aktuellen Positionswert L des jeweiligen anderen
Fahrzeugs F. Abhängig von dem gespeicherten jeweiligen aktuellen
Positionswert L, also abhängig von der Historie oder des
Verlaufs der aktuellen Positionswerte L, wird das Bewegungsprofil
B des jeweiligen Fahrzeugs F ermittelt und das Bewegungsprofil B
auf Plausibilität überprüft, beispielsweise
durch Ermitteln des zugehörigen Plausibilitätswerts
P. Ferner kann vorgesehen sein, den Geschwindigkeitsverlauf G zu ermitteln
und dieses, wie oben bereits erläutert ist, auf Plausibilität
zu überprüfen. In Schritt S4b ist der Schritt
S4a weiter präzisiert. Das Überprüfen
der Plausibilität des Bewegungsprofils B und/oder des Geschwindigkeitsverlaufs
G erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung des vorgegebenen
Straßenverlaufs St und/oder des vorgegebenen Straßentyps
Sty und/oder des vorgegebenen Maximalgeschwindigkeitsschwellenwerts
SpMax und/oder des vorgege benen Kurvengeschwindigkeitsschwellenwerts
Tu und/oder anderen vorgegebenen Parametern, wie oben bereits erläutert
ist. Beispielsweise wird der zugehörige Plausibilitätswert
P ermittelt.
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In
Schritt S4c werden insbesondere gespeicherte Messwerte V mindestens
einer Umgebungsgröße UG anderer Fahrzeuge F überprüft
abhängig von entsprechenden Messwerten V des empfangenden
Fahrzeugs F, wenn ihre Erfassungspositionen genügend nahe
beieinander liegen. Dies erfolgt vorzugsweise, wie oben bereits
erläutert, abhängig von dem Bezugspositionswert
LRef, dem Bezugssensorwert VRef, dem vorgegebenen Abstand Dist und
dem vorgegebenen Toleranzwertebereich Tol. Beispielsweise wird der
zugehörige Plausibilitätswert P ermittelt.
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In
Schritt S4d erfolgt das Überprüfen der Plausibilität
durch Ermitteln des Prädiktionswerts Pr oder des Prädiktionswertebereichs
Prr abhängig von dem mindestens einen ersten Sensorwert
Sens1 und durch Vergleich des mindestens einen zweiten Sensorwerts
Sens2 mit dem Prädiktionswert Pr oder dem Prädiktionswertebereich
Prr, wie oben bereits erläutert ist. Beispielsweise wird
der zugehörige Plausibilitätswert P ermittelt.
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Es
können fehlerhafte oder manipulierte Daten, die über
C2X-Kommunikation von anderen Fahrzeugen F empfangenen wurden, zuverlässig
erkannt werden. Dadurch können die Informationen, die über die
Nachrichten M zwischen Fahrzeugen F und gegebenenfalls Straßenrandeinrichtungen
RSU ausgetauscht werden, für Anwendungen der C2X-Kommunikation
akkurater und damit die damit getroffenen Aussagen genauer ermittelt
werden, zum Beispiel ob ein Stau auf einem bestimmten Streckenabschnitt vorliegt.
Diese verbesserte Erkennung fehlerhafter und manipulierter Daten
wird insbesondere dadurch erreicht, dass eine jeweilige fahrzeugspezifische
Historie empfangener Statusdaten angelegt wird und diese auf Plausibilität überprüft
wird.
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- 1–15
- Position
- A
- Beschleunigungswert
- B
- Bewegungsprofil
- Cert
- Zertifikat
- D
- Richtungswert
- Dist
- vorgegebener
Abstand
- F
- Fahrzeug
- G
- Geschwindigkeitsverlauf
- GK
- Gesamtkonfidenzwert
- K
- Konfidenzwert
- L
- Positionswert
- LRef
- Bezugspositionwert
- M
- Nachricht
- Mes
- Meldung
- MG
- Messgröße
- OBU
- Vorrichtung
- P
- Plausibilitätswert
- Pr
- Prädiktionswert
- Prr
- Prädiktionswertebereich
- RSU
- Straßenrandeinrichtung
- S
- Absender
- S1-Sx
- Schritt
- Sens1
- erster
Sensorwert
- Sens2
- zweiter
Sensorwert
- Sig
- Signatur
- Sp
- Geschwindigkeitswert
- SpMax
- vorgegebener
Maximalgeschwindigkeitsschwellenwert
- St
- vorgegebener
Straßenverlauf
- Sty
- vorgegebener
Straßentyp
- T
- Zeit
- Tol
- vorgegebener
Toleranzwertebereich
- Tu
- vorgegebener
Kurvengeschwindigkeitsschwellenwert
- UG
- Umgebungsgröße
- V
- Messwert
- VRef
- Bezugssensorwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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