DE102009026464B4

DE102009026464B4 - Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation

Info

Publication number: DE102009026464B4
Application number: DE102009026464.7A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hildebrandt; Walid Kratou
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: DE102009026464A1

Abstract

Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen einem Eigenfahrzeug (110; 210) und wenigstens einem in einer Erfassungsreichweite befindlichen Fremdfahrzeug (121, 122, 123; 221, 222, 223),
wobei dem Eigenfahrzeug (110; 210) eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse zugeordnet wird,
mittels einer an dem Eigenfahrzeug (110; 210) bereitgestellten Objekterkennungseinrichtung (111; 211) das wenigstens eine innerhalb der Erfassungsreichweite befindliche Fremdfahrzeuge (121, 122, 123; 221, 222, 223) erfasst und dessen Position relativ zum Eigenfahrzeug (110; 210) bestimmt wird,
dem wenigstens einen Fremdfahrzeug (121, 122, 123; 221, 222, 223) eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse zugeordnet wird, so dass das Eigenfahrzeug (110; 210) und das wenigstens eine Fremdfahrzeug (121, 122, 123; 221, 222, 223) mittels der jeweiligen eindeutigen Fahrzeug-Identifikationsadresse bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation adressierbar sind, wobei zu wenigstens einer an dem Eigenfahrzeug (110; 210) empfangenen Nachricht (141, 142, 143; 241, 242, 243) die Richtung bestimmt wird, aus der die wenigstens eine Nachricht von dem Eigenfahrzeug (110; 210) empfangen wird und wobei die Richtung mittels Peilfunktechniken, insbesondere Direction-of-Arrival (DOA) bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen einem Eigenfahrzeug und wenigstens einem Fremdfahrzeug.
Stand der Technik
Im Automobilbereich werden unterschiedliche Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssysteme (Car2Car-Communication) erforscht. Beispielsweise werden in der Publikation „Car2Car-Communication Consortium Manifeste: Overview of the C2C-CC System, Version 1.1, 28. August 2007“ verschiedene Szenarien beschrieben, die zur Veranschaulichung der Anwendungsvorteile der kabellosen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation dienen.
Die WO 2004/064007 A1 offenbart ein System umfassend einen zentralen Server, der aktuelle Positionsdaten von Fahrzeugen bereitstellt. Eine Navigationsvorrichtung in einem Fahrzeug bestimmt die aktuelle Position des Fahrzeugs, welche an den Server übermittelt wird. Weiterhin werden die aktuellen Positionsdaten in der Nähe befindlicher Fahrzeuge von dem Server empfangen, um die in der Nähe befindlichen Fahrzeuge dem Fahrer beispielsweise auf einem Display anzuzeigen. Der Fahrer kann diese Informationen nutzen, um die Fahrsicherheit zu erhöhen. Das vorgeschlagene System benötigt zwingend die als Server beschriebene Zentraleinheit und kann bei Ausfall des Servers bzw. bei Sende- oder Empfangsschwierigkeiten nicht funktionieren.
Die WO 2008/086663 A1 betrifft ein Managementsystem für Fahrzeuginformationen. Die Fahrzeuginformationen, beispielsweise GPS-Informationen, Kamerainformationen, Sensorinformationen usw. können bei Auftreten eines Unfalls an einen vorbestimmten Empfänger versandt werden, um eine schnelle Hilfe zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die genannten Informationen ständig an einen vorbestimmten Empfänger übertragen werden, damit dieser das Fahrzeug jederzeit überwachen kann, um die Fahrsicherheit zu prüfen.
Die JP 2005-225595 A betrifft ein Verfahren zum Auffinden von Fahrzeugen beispielsweise in Lagerhallen oder Schiffen, wobei jedes Fahrzeug mit einem RFID-Tag zur Identifikation ausgerüstet wird. In der Lagerhalle bzw. dem Schiff ist ein bewegbarer Empfänger vorhanden, der die einzelnen Lagerpositionen abfährt und die darin befindlichen Fahrzeuge registriert.
Aus der DE 10 2008 036 131 A1 ist bereits ein Verfahren zur Erkennung der Verkehrssituation in einer Fahrzeugumgebung bekannt, bei der mittels einer Sensorik in dem eigenen Fahrzeug die fahrdynamischen Daten des eigenen Fahrzeugs ermittelt und mit anderen, in die Ermittlung einzubeziehenden Fahrzeugen eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation aufgebaut wird. Den Fahrzeugen können dabei jeweils eine eindeutige Fahrzeugidentifikation zugeordnet sein.
Aus der US 2007/0197230 A1 ist ein Kommunikationssystem zwischen Fahrzeugen bekannt, die sich in unterschiedliche Richtungen in einem gleichen Gebiet bewegen. Für unterschiedliche Richtungen der Bewegung ist dabei ein unterschiedlicher Kanal vorgesehen, so dass Interferenzen vermieden werden sollen.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Im Automobil-Umfeld existieren verschiedene Systeme, die in der Lage sind, Objekte in einer bestimmten Reichweite des Fahrzeugs (Eigenfahrzeug) zu erkennen. Zu diesen Systemen zählen z.B. ACC (Adaptive Cruise Control), PSS (Predictive Safety Systems) und Park-Pilot bzw. Parkassistent. Diese Systeme weisen Fähigkeiten zur Objekterkennung z.B. anhand einer radar-, lidar-, video-, oderultraschall-basierten Erkennung auf. Die Erfindung betrifft die Anwendung der Car2Car-Kommunikation auf Basis einer solchen Objekterkennung bzw. Positionserkennung im Eigenfahrzeug. Sie ermöglicht die Kommunikation zwischen dem Eigenfahrzeug und den von ihm in seiner Erfassungsreichweite erkannten Fahrzeugen auf Basis ihrer ermittelten Positionen, wobei die Objekterkennung des Eigenfahrzeugs die Positionen aller Fremdfahrzeuge zur Verfügung stellt, um die Kommunikationsteilnehmer anhand ihrer Positionen festzulegen. Den Kommunikationsteilnehmern werden Fahrzeug-Identifikationsadressen (Fahrzeug-IDs bzw. Car-IDs) zugeordnet und somit wird ein Kommunikationsnetz, das diese Fahrzeuge verbindet, aufgebaut. Anhand des durch die Erfindung aufgebauten Kommunikationsnetzes sind alle Fahrzeuge in diesem Netz in der Lage, miteinander zu kommunizieren. Die Erfindung beinhaltet vorteilhafterweise die Erweiterung von vorhandenen Objekterkennungssystemen um ein Kommunikationssystem zum Kommunizieren mit den auf bestimmten Positionen in der Reichweite des Eigenfahrzeugs erkannten Fahrzeugen. Durch die Erfindung ist das Eigenfahrzeug in der Lage, Nachrichten mit den von ihm erkannten Fahrzeugen auszutauschen, insbesondere durch Auswahl der erkannten Positionen bspw. durch einen Insassen. Die Erfindung ermöglicht die Car2Car-Kommunikation mit geringer Anpassung der bereits vorliegenden Telekommunikations-Infrastruktur, da die dadurch entstehenden Fahrzeug-Netze selbst aufbauend und bezüglich des Eigenfahrzeugs lokale Netze sind. Vorteilhaft sind keine zentralen Einrichtungen nötig.
Erfindungsgemäß wird zu wenigstens einer von dem Eigenfahrzeug empfangenen Nachricht die Richtung bestimmt, aus der die wenigstens eine Nachricht an dem Eigenfahrzeug empfangen wird. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist es besonders einfach möglich, die Fahrzeugidentifikationsadressen den Fremdfahrzeugen unter Berücksichtigung deren Position zuzuweisen. Die Erfindung kann die mittels der Objekterkennungseinrichtung erfassten Fahrzeuge genau adressieren, d.h. eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadressen vergeben, damit die Fahrzeuge als Kommunikationsteilnehmer miteinander kommunizieren können.
Dies erfolgt vorteilhaft, indem den Fremdfahrzeugen anhand der ermittelten Fahrzeugpositionen eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadressen zugeordnet werden (sogenanntes Mapping). Sie dienen zur eindeutigen Adressierung der in der Erfassungsreichweite befindlichen Fremdfahrzeuge. Auch das Eigenfahrzeug besitzt entsprechend eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse.
Erfindungsgemäß wird die Richtung, aus der die wenigstens eine Nachricht von dem Eigenfahrzeug empfangen wird, mittels Peilfunktechniken, insbesondere „Direction-Of-Arrival“ (DOA) bestimmt. Damit kann auf einfache Weise eine Zuordnung von erfassten Positionen und empfangenen Nachrichten erstellt werden, um bspw. Fahrzeugpositionen und Fahrzeug-Identifikationsadressen zu verknüpfen.
Zweckmäßigerweise ist die wenigstens eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse eine statische Fahrzeug-Identifikationsadresse. Diese Art von Adresse ist einer MAC-Adresse vergleichbar, die bspw. vom Fahrzeug- oder Kommunikationssystemhersteller fest vorgegeben wird. Damit kann die erstmalige Kommunikationsaufnahme vereinfacht werden, da bereits eine eindeutige Unterscheidung der Absender möglich ist.
Ebenso vorteilhaft ist die wenigstens eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse eine dynamische Fahrzeug-Identifikationsadresse. Diese Art von Adresse ist einer IP-Adresse vergleichbar und kann entsprechend realisiert werden. Hierdurch ist ein relativ offenes System bereitstellbar, dem sich schnell und ohne technische Zwänge weitere Hersteller anschließen können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kommunizieren zwei Fremdfahrzeuge unter Vermittlung des Eigenfahrzeugs. Dies wird auch als Hopping-Verfahren bezeichnet. Denkbar ist dabei, dass Fahrzeuge Signale austauschen, um z.B. durch einen verteilten Algorithmus einen Stau effizient aufzulösen. Sobald Fremdfahrzeuge in Reichweite des Eigenfahrzeugs sind, kann ein bewegendes Kommunikationsnetz zwischen den einzelnen Fahrzeugen entstehen, wobei das Eigenfahrzeug als Router und gleichzeitig als Kommunikationsteilnehmer dient.
Vorteilhafterweise wird die Position des wenigstens einen Fremdfahrzeugs einem Insassen des Eigenfahrzeugs angezeigt. Der Fahrer bzw. ein Insasse des Eigenfahrzeugs kann anhand bspw. einer HMI (Mensch-Maschinen-Schnittstelle) Nachrichten an ein Fahrzeug seiner Wahl, dessen Position z.B. auf einem Display visualisiert wird, übermitteln.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein Kommunikationsnetz zwischen Fahrzeugen, das unter Verwendung einer ersten Ausführungsform der Erfindung betrieben wird.
2 zeigt ein Kommunikationsnetz zwischen Fahrzeugen, das unter Verwendung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung betrieben wird.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein erstes Kommunikationsnetz 100 zwischen Fahrzeugen dargestellt, das unter Verwendung einer ersten Ausführungsform der Erfindung betrieben wird. Das Kommunikationsnetzwerk 100 umfasst ein Eigenfahrzeug 110 sowie drei Fremdfahrzeuge 121, 122, 123. Das Eigenfahrzeug 110 weist eine radarbasierte Objekterkennungseinrichtung 111 sowie eine Sende- und Empfangseinheit 112 zur Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation auf. Auch die Fremdfahrzeuge weisen jeweils eine Sende- und Empfangseinrichtung 112 auf. Die Objekterkennungseinrichtung 111 ist dazu in der Lage, die jeweilige Position der Fremdfahrzeuge 121, 122 und 123 zu bestimmen. Diese bisher erläuterte, grundsätzliche Anordnung und Ausgestaltung der Fahrzeuge innerhalb des Kommunikationsnetzes ist für die in den 1 und 2 dargestellten Kommunikationsnetze 100 und 200 identisch. Die Elemente gemäß Figur 200 weisen lediglich jeweils ein um 100 inkrementiertes Bezugszeichen auf.
Nachfolgend soll nun eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf 1 näher erläutert werden. Bei dem unter Bezugnahme auf 1 erläuterten Verfahren weisen die Fahrzeuge 110, 121, 122 und 123jeweils eine eindeutige statische Fahrzeug-Identifikationsadresse auf. Zum Aufbau eines Kommunikationsnetzes versendet das Fahrzeug 110 eine Anfragenachricht 140 als Broadcast-Nachricht an seine Umgebung, um nach den jeweiligen statischen Fahrzeug-Identifikationsadressen zu fragen. Die Broadcast-Nachricht 140 enthält die statische Fahrzeug-Identifikationsadresse des Eigenfahrzeugs, insbesondere im Nachricht-Header. Die Broadcast-Nachricht 140 wird von allen in Reichweite befindlichen Fremdfahrzeugen 121, 122, 123 in der jeweiligen Sende- und Empfangseinrichtung 112 empfangen und verarbeitet.
Nach der Verarbeitung versendet jedes Fremdfahrzeug eine Antwortnachricht, wobei das Fremdfahrzeug 121 die Antwortnachricht 141, das Fremdfahrzeug 122 die Antwortnachricht 142 und das Fremdfahrzeug 123 die Antwortnachricht 143 versendet. Jede Antwortnachricht enthält die jeweilige eindeutige statische Fahrzeug-Identifikationsadresse des sendenden Fremdfahrzeugs. Die Nachrichten 141 bis 143 werden vom Eigenfahrzeug 110 empfangen und können mittels einer Peilfunkmethode wie z.B. Direction-of-Arrival (DOA) den Fremdfahrzeugen zugeordnet werden. Diese Zuordnung ist möglich, da die Positionen der Fremdfahrzeuge mittels der Objekterkennungseinrichtung 111 erkannt worden sind.
In der Folge stehen dem Eigenfahrzeug 110 paarweise Informationen betreffend die Position und die eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse der Fremdfahrzeuge 121 bis 123 zur Verfügung, so dass eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation stattfinden kann.
Anhand 2 soll im Folgenden eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden. Bei der anhand 2 erläuterten Ausführungsform sind die Fahrzeug-Identifikationsadressen als dynamische Fahrzeug-Identifikationsadressen ausgeführt.
Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird von dem Eigenfahrzeug 210 zunächst eine eindeutige dynamische Eigenfahrzeug-Identifikationsadresse erzeugt und an die Fremdfahrzeuge mittels einer Broadcast-Nachricht 240 versandt. Die eindeutige dynamische Eigenfahrzeug-Identifikationsadresse des Eigenfahrzeugs 210 kann beispielsweise die mittels GPS ermittelte aktuelle Position des Fahrzeugs sein. Auch andere eindeutige Daten, die zur Fahrzeugidentifikation dienen können, sind hierzu geeignet, wie beispielsweise Fahrgestellnummern, Seriennummern von elektronischen Bauteilen usw. Die Broadcast-Nachricht 240 enthält weiterhin eine erste eindeutige dynamische Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse, die für ein erstes Fremdfahrzeug bestimmt ist. Die erste eindeutige dynamische Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse kann mittels mathematischer Methoden aus der eindeutigen dynamischen Eigenfahrzeug-Identifikationsadresse abgeleitet werden, z.B. durch Addition eines vorgegebenen Werts.
Die Broadcast-Nachricht 240 wird von den Fremdfahrzeugen 221, 222 und 223 in den jeweiligen Sende- und Empfangseinrichtungen 212 empfangen und verarbeitet. Als Ergebnis der Verarbeitung schickt jedes Fremdfahrzeug eine AntwortNachricht 241, 242 bzw. 243 an das Eigenfahrzeug 210 zurück. Die Nachrichten 241 bis 243 enthalten jeweils eine eindeutige Empfangsbestätigung. Die jeweilige eindeutige Empfangsbestätigung kann bspw. die momentane GPS-Position, Fahrgestellnummer usw. des Fremdfahrzeugs enthalten.
Das Eigenfahrzeug 210 empfängt die empfangenen Nachrichten 241, 242, 243 und verarbeitet diese anhand eines vorgebbaren Entscheidungskriteriums (z.B. Entscheidung für die schnellste Antwort). Dabei ordnet das Eigenfahrzeug 210 einem ersten Fremdfahrzeug, dessen Nachricht anhand des Entscheidungskriteriums ausgewählt wurde, die ursprünglich erstellte und mittels der Nachricht 240 versandte erste Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse zu. Des Weiteren verknüpft das Eigenfahrzeug nun die erste Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse mit der ermittelten Position des ersten Fremdfahrzeugs, da die empfangenen Nachrichten 241 bis 243 wiederum mittels Peilsendemethoden dem jeweiligen absenden Fremdfahrzeug bzw. dessen Position zuordenbar sind.
Im Anschluss daran versendet das Eigenfahrzeug 210 eine weitere Broadcast-Nachricht 250, die die erste Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse sowie die eindeutige Empfangsbestätigung des ersten Fremdfahrzeugs enthält. Auf diese Weise werden die Fremdfahrzeug 221 bis 223 darüber informiert, welchem der Fremdfahrzeuge die erste Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse zugewiesen wurde.
Dieses Verfahren wird nun solange wiederholt, bis allen in Reichweite befindlichen Fremdfahrzeugen jeweils eine eindeutige dynamische Fremdfahrzeug-Identifikationsadresse zugewiesen worden ist.
Bei beiden Verfahren wird innerhalb des Eigenfahrzeugs eine Zuordnungsmatrix zwischen den durch die Objekterkennungseinrichtung ermittelten Positionen der Fremdfahrzeuge und ihren zugehörigen eindeutigen statischen oder dynamischen Fahrzeug-Identifikationsadressen erstellt. Das Eigenfahrzeug ist somit in der Lage, mit den Fremdfahrzeugen in Abhängigkeit von ihren Positionen zu kommunizieren. Dies kann automatisch erfolgen, wobei insbesondere Gefahrenmeldungen o.ä. zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden. Die Kommunikation kann alternativ oder zusätzlich auch gesteuert erfolgen, so dass beispielsweise ein Fahrzeuginsasse Nachrichten an ein oder mehrere ausgewählte Fremdfahrzeuge übermitteln kann. Die Erfindung ermöglicht, Unicast-, Multicast- und Broadcast-Nachrichten zwischen den Kommunikationsteilnehmern auszutauschen. Auch eine Kommunikation durch Vermittlung von Fahrzeugen ist möglich. Beispielsweise kann das Fahrzeug 121 mit dem Fahrzeug 123 durch Vermittlung des Eigenfahrzeugs 110 kommunizieren.
Es versteht sich, dass in den dargestellten Figuren nur beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Daneben ist jede andere Ausführungsform denkbar, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen einem Eigenfahrzeug (110; 210) und wenigstens einem in einer Erfassungsreichweite befindlichen Fremdfahrzeug (121, 122, 123; 221, 222, 223), wobei dem Eigenfahrzeug (110; 210) eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse zugeordnet wird, mittels einer an dem Eigenfahrzeug (110; 210) bereitgestellten Objekterkennungseinrichtung (111; 211) das wenigstens eine innerhalb der Erfassungsreichweite befindliche Fremdfahrzeuge (121, 122, 123; 221, 222, 223) erfasst und dessen Position relativ zum Eigenfahrzeug (110; 210) bestimmt wird, dem wenigstens einen Fremdfahrzeug (121, 122, 123; 221, 222, 223) eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse zugeordnet wird, so dass das Eigenfahrzeug (110; 210) und das wenigstens eine Fremdfahrzeug (121, 122, 123; 221, 222, 223) mittels der jeweiligen eindeutigen Fahrzeug-Identifikationsadresse bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation adressierbar sind, wobei zu wenigstens einer an dem Eigenfahrzeug (110; 210) empfangenen Nachricht (141, 142, 143; 241, 242, 243) die Richtung bestimmt wird, aus der die wenigstens eine Nachricht von dem Eigenfahrzeug (110; 210) empfangen wird und wobei die Richtung mittels Peilfunktechniken, insbesondere Direction-of-Arrival (DOA) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse eine statische Fahrzeug-Identifikationsadresse ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine eindeutige Fahrzeug-Identifikationsadresse eine dynamische Fahrzeug-Identifikationsadresse ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Objekterkennungseinrichtung (111; 211) eine radar-, lidar-, ultraschall- oder videobasierte Objekterkennungseinrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwei Fremdfahrzeuge (121, 122, 123; 221, 222, 223) unter Vermittlung des Eigenfahrzeugs (110; 210) kommunizieren.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Position des wenigstens einen Fremdfahrzeugs (121, 122, 123; 221, 222, 223) einem Insassen des Eigenfahrzeugs (110; 210) angezeigt wird.