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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung, welche zum drahtlosen Übertragen von fahrzeugrelevanten Daten im Rahmen der C2X Kommunikation an ein Fahrzeug oder eine Infrastruktureinrichtung eingerichtet ist, sowie ein entsprechendes Verfahren.
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Im Rahmen der herkömmlichen Kommunikation zwischen Fahrzeugen sind aus den Druckschriften
US 6,958,707 B1 ,
US 4,241,326 sowie
GB 2 408 371 A Systeme bekannt, bei welchen Fahrzeugführer über das Herannahmen eines Einsatzfahrzeugs, bspw. eines Einsatzfahrzeugs der Polizei, ein Krankenwagen oder eine Feuerwehr, informiert werden. Diese Information kann nicht nur über das übliche Blink- oder Hornsignal erfolgen, sondern bspw. auch über Radiofrequenzen übertragen werden.
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Als Fahrzeug-zu-Umgebung Kommunikation (C2X oder V2X Kommunikation) wird eine drahtlose Kommunikation bezeichnet, welche als Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (C2I) oder Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (C2C) stattfinden kann. Bei dieser Kommunikation werden unterschiedliche Informationen entsprechend ihres Inhalts als Signale auf verschiedenen Funkkanälen übertragen. Hierzu wird in Europa und den USA insbesondere die Drahtloskommunikation in der Spezifizierung IEEE 802.11p nach einem Standard für die Kommunikation intelligenter Transportsysteme (ITS) verwendet. Es existieren jedoch noch weitere Standards, die teilweise ebenfalls im Einsatz sind. Die Kommunikation gemäß IEEE 802.11p findet in Europa z. B. in einem Frequenzbereich von 5,875 bis 5,905 GHz statt, wobei ein Kontrollkanal (Control Channel CCH) und mindestens zwei Servicekanäle (Service Channel SCH) realisiert sind. Der Kontrollkanal wird für die Broadcast-Kommunikation genutzt, bei der eine Information an mehrere oder alle Teilnehmer in dem Kommunikationsnetz übertragen werden soll. Dieser Kanal ist für kurze, sicherheitskritische Informationen mit nur geringen Latenzen und für das Kommunikationsmanagement reserviert. Die Servicekanäle dienen der Übermittlung zusätzlicher, nicht sicherheitskritischer Daten, beispielsweise für anwendungsspezifische Informationen, Straßengeometrie, etc..
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Der Aufbau der übertragenen Informationen bei der C2X Kommunikation wird in einem Industriestandard, insbesondere einem des ETSI, festgelegt und unterliegt insbesondere dem OSI-Schichtenmodell. Die von einem Fahrzeug oder einer Infrastruktureinrichtung empfangenen Informationen können in einer C2X Kommunikationsvorrichtung verarbeitet und beispielsweise in eine Sprachnachricht umgewandelt und ausgegeben werden, beispielsweise in einem Navigationsgerät, wenn dieses vor einer Gefahr in der Umgebung oder auf der geplanten Route warnt.
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Die C2X Kommunikation beruht unter Anderem auch darauf, dass Informationen von vielen Teilnehmern in einem Netzwerk, insbesondere vielen Fahrzeugen, erzeugt und weitergegeben werden. Viele mittels C2X Kommunikation realisierte Anwendungen nutzen dieses Netzwerk bzw. beruhen auf der Erzeugung und Weitergabe von möglichst vielen Informationen die Sicherheit der Fortbewegung betreffend, z. B. hinsichtlich Staus oder sonstiger Hindernisse oder hinsichtlich der Zustände der Fahrzeuge selbst.
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Eine Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit welcher eine solche Kommunikation durchgeführt werden kann, ist bereits aus der Druckschrift
WO 2009/074655 A1 bekannt. Beispiele für die Nutzung der C2X Kommunikation sind der Kreuzungsassistent, Fahrtberechtigungsanwendungen, das Auffinden eines abgestellten Fahrzeugs, Fußgängererkennung, Unfallassistent, Abstandsassistent oder dergleichen.
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Bisher wird angenommen, dass Fahrzeuge mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung nur ab Werk ausgerüstet werden können. Wenn eine solche Kommunikationsvorrichtung eingesetzt wird, vor allem wenn sie nach IEEE 802.11p ausgeführt ist, könnte es zu Beginn der Einführung eines derartigen Kommunikationssystems Probleme hinsichtlich der Akzeptanz geben, da die Ausrüstungsrate der Fahrzeuge anfangs gering sein wird. Im Einführungszeitraum eines C2X Kommunikationssystems ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Besitzer eines Fahrzeugs mit einer aufwändigen C2X Kommunikationsvorrichtung durch diese nur geringe Vorteile hat, weil die Anzahl der mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung ausgerüsteten Fahrzeuge noch zu gering ist. Dieses Problem könnte die Einführung des an sich sehr nützlichen Systems behindern oder zumindest verzögern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, mit welcher die oben aufgezeigten Startprobleme bei der Einführung eines C2X Systems verringert werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein kostengünstiges Verfahren anzugeben, mit welchem die Akzeptanz des Systems vergrößert wird.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Kommunikationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere weist die Kommunikationsvorrichtung zusätzlich eine Sendeeinheit auf, welche zum Erzeugen und Versenden von Sprachbotschaften eingerichtet ist und daher im Folgenden als Sprachbotschaften-Sendeeinheit bezeichnet wird.
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Dabei werden als Sprachbotschaften analoge oder digitale Datenpakete verstanden, aus welchen durch eine entsprechend eingerichtete Kommunikationseinrichtung in einem Empfänger unmittelbar, d. h. ohne weitere Zwischenschritte (außer Dekodierung und Dekompression), hörbare Signale erzeugt und über Lautsprecher ausgegeben werden können. Sprachbotschaften zeichnen sich daher dadurch aus, dass sie in ihrem Datenpaket Informationen enthalten, aus welchen die unmittelbare Erzeugung von hörbaren Signalen erfolgen kann. Eine Sprachbotschaft besteht dabei insbesondere aus gesprochenem Text. Zusätzlich zu gesprochenem Text können diese Sprachbotschaften auch Signale beinhalten, wie z. B. den Klang eines Signalhorns eines Einsatzfahrzeugs bei einer Botschaft, die vor einem Einsatzfahrzeug warnt. Die Kodierung des gesprochenen Texts bzw. der zusätzlichen Signale erfolgt dabei je nach verwendetem Kommunikationsmedium zu jeweils verwendeten Standard konform entweder direkt analog, beispielsweise bei FM-Übertragung, oder in digitaler Form, evtl. incl. spezieller Kodierung und Kompression, beispielsweise bei PMR-Übertragung.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, dass derartige Sprachbotschaften von entsprechenden Empfangseinrichtungen empfangen und in hörbare Signale umgewandelt werden können, welche keine C2X Kommunikationsvorrichtungen sein müssen. Damit können Fahrer von Fahrzeugen ohne C2X Kommunikationsvorrichtung andere mobile Geräte nutzen, die ihnen zumindest einen Teil der Vorteile der C2X Kommunikation eröffnen. Die Nutzer können die Sprachnachrichten zwar nur empfangen, ohne dabei Kenntnis über Details der C2X Kommunikation zu erhalten, und das Fahrzeug kann nicht automatisch auf die Botschaften reagieren und z. B. nicht automatisch die Routenführung anpassen oder ein Sicherheitssystem aktivieren. Der Fahrer ist jedoch zumindest in der Lage, einen wichtigen Teil des C2X Kommunikationssystems zu nutzen, in dem er Sprachbotschaften empfangen und hören kann, wenn er eine entsprechende Empfangseinrichtung und einen Wiedergabeeinrichtung mit Lautsprecher besitzt. In Kenntnis der Sprachbotschaften kann sich ein Fahrer dann in Eigenregie auf die entsprechende Situation einrichten und sein Fahrzeug entsprechend führen. Insbesondere können nicht sämtliche C2X Signale mittels zusätzlichen Sprachbotschaften dargestellt werden. Zur Darstellung als Sprachbotschaft eignen sich vor allem Botschaften, die ein Ereignis oder einen dynamischen Zustand beschreiben. Beispiele hierfür sind DENM (Decentralized Environmental Notification Message), SPaT (Signal Phase and Timing), oder CAM (Cooperative Awareness Message). Demgegenüber sind nicht geeignet „Hilfsbotschaften“, die Zusatzinformationen bereitstellen, die die Güte der Verwendung der anderen Botschaften fördern, wie beispielsweise die TOPO-Botschaft (Topologie). Die Technologie kann jedoch für den Einstieg in die C2X Kommunikation sehr hilfreich sein und die Akzeptanz des Systems auf lange Sicht deutlich erhöhen.
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Im Unterschied zu dem bisherigen Aussenden von Radiosignalen von Einsatzfahrzeugen wird bei der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung die Botschaft nicht nur über einen, zur „normalen" C2X-Kommunikation gehörenden Kanal, sondern über mindestens zwei Kanäle versandt, nämlich den Kanal der „normalen“ C2X Kommunikation und den Kanal, über den die Sprachbotschaften übertragen werden.
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Zu der vorliegenden Erfindung umfasst die C2X Kommunikation die Kommunikation beispielsweise mittels WLAN (IEEE 802.11a/b/g/n/p), mittels zellulärem Funk (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, LTE), mittels WiMax, mittels Bluetooth und dergleichen. Ferner kann in das C2X System die Kommunikation im Rahmen eines Remote-Keyless-Entry-System eingeschlossen sein.
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Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder um ein Fahrrad.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sprachbotschaften-Sendeeinheit für die Erzeugung und Versendung der Sprachbotschaften derart eingerichtet, dass die WLAN-Technologie nach IEEE 802.11a/b/g/n, die PMR-Technologie, die CB-Funk-Technologie oder die FM-Radioband-Technologie nutzbar ist. Im Rahmen der WLAN-Technologie können die Sprachbotschaften vorzugsweise als Voice-over-IP-Sprachbotschaften versendet werden. Der Vorteil der Nutzung von WLAN, insbesondere im Frequenzbereich bei 2,4 GHz oder 5 GHz besteht darin, dass die gleichen Chips wie für die reguläre C2X Kommunikation verwendet werden können, um die Sprachbotschaften zu erzeugen. Bei der PMR-Technologie (Private Mobile Radio), die insbesondere im Frequenzbereich bei 446 MHz versendet wird, kann derselbe Chip verwendet werden, mit dem auch, insbesondere bei 434 MHz, RKE (Remote Keyless Entry) betrieben wird. Der CB-Funk ist vor allem für LKW-Fahrer interessant, da diese teilweise bereits einen CB-Funk-Empfänger im Fahrzeug verwenden.
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Als Sprachbotschaften bieten sich vor allem sogenannten DENM-Botschaften an. Diese Sprachbotschaften warnen vor Ereignissen und damit direkt vor relevanten Gefahren. Alternativ oder zusätzlich kann eine Sprachbotschaft für eine CAM-Botschaft generiert werden, welche jedoch für sich genommen noch nicht vor einer Gefahr warnt. Die Definition der DENM findet sich beispielsweise in ETSI TS 102 637-3, die Definition der CAM in ETSI TS 102 637-2. für die Botschaften in den USA in SAE J2735. Von großem Vorteil wäre in diesem Zusammenhang, wenn Einsatzfahrzeuge eine Einsatzfahrt ebenfalls mit einer periodischen Sprachbotschaft ankündigen würden (z. B. mit "Einsatzfahrt in der Nähe"). Es wäre weiterhin vorteilhaft, wenn beispielsweise eine Ampel ihren Ampelphasenstatus per Sprachbotschaft übermitteln würde (z. B. in der folgenden Weise "Ampel rot, noch 5 Sekunden"), wobei der Ampelphasenstatus insbesondere die von der Ampel eingenommene Ampelphase (rot, gelb, grün) und ggf. zusätzlich deren verbleibende Dauer beinhaltet.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Reichweite der Sprachbotschaften-Sendeeinheit beschränkt und beträgt mindestens 150 m, vorzugsweise mindestens 500 m, besonders bevorzugt mindestens 1 km. In städtischem Gebiet reicht beispielsweise eine Reichweite von ca. 150 m aus, wohingegen z. B. auf Autobahnen eine Reichweite von 1 km als sinnvoll erachtet wird. Hierdurch wird die gleiche Reichweite wie bei der "normalen" C2X Kommunikation erreicht.
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Von Vorteil ist ferner, wenn die Sprachbotschaften-Sendeeinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Sprachbotschaften lediglich in einen bestimmten, vorgegebenen Raumbereich, d. h. gerichtet, übermittelt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Ampeln als Kommunikationsvorrichtung von Vorteil, um zu gewährleisten, dass nur die Straßenzüge die Sprachbotschaften empfangen, für die die Nachrichten auch relevant sind.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird in einer zu der Sprachbotschaften-Sendeeinheit zugehörigen Speichereinheit eine Vielzahl von vordefinierten Sprachbotschaften gespeichert, um aufwendige Text-to-Speech-Anwendungen zu vermeiden. Die vordefinierten Sprachbotschaften können entsprechend der jeweiligen Situation ausgewählt und gesendet werden. Dadurch steht zwar nur eine eingeschränkte Anzahl von Sprachbotschaften zur Verfügung, jedoch sollte das vor allem für die Einführungsphase eines C2X-Systems genügen, da in diesem Zeitraum auch für die "normale" C2X Kommunikation nur eine beschränkte Anzahl von Anwendungen geplant sind.
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Die obige Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum drahtlosen Übertragen von fahrzeugrelevanten Daten im Rahmen der C2X Kommunikation an ein Fahrzeug oder eine Infrastruktureinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer zusätzlichen Sprachbotschaften-Sendeeinheit zumindest ein Teil der Daten zusätzlich als Sprachbotschaften übertragen. Für dieses Verfahren bestehen die oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung angegebenen Vorteile und weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten.
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Der Vorteil der Aussendung der zusätzlichen Sprachbotschaften besteht insbesondere darin, dass während der Einführung der C2X Kommunikation mehr Personen in die Vorteile der Technologie einbezogen und diese Vorteile zumindest teilweise erlebt werden können. Dadurch wird die Akzeptanz des C2X Systems erhöht und/oder ein Kaufanreiz für die Technologie im Markt begründet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der einzigen Figur. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße C2X Kommunikationsvorrichtung 1, welche zur C2X Kommunikation mit anderen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen eingerichtet ist. Die Kommunikation, beispielsweise nach dem ETSI-Standard, erfolgt dabei z. B. mittels WLAN nach IEEE802.n, z. B. in einem Frequenzbereich von 2,4 GHz bis 2,4835 GHz bzw. 5,15 GHz bis 5,725 GHz.
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Die Kommunikationsvorrichtung weist ferner eine Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 auf. Durch die Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 werden von vielen Nachrichten, welche die Kommunikationsvorrichtung über die "normale" C2X Kommunikation versendet, zusätzlich Sprachbotschaften generiert und über die Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 versendet. Beispielsweise können die Sprachbotschaften als Voice-over-IP-Sprachbotschaften mittels der WLAN-Technologie nach IEEE802.11a/b/g/n versendet werden. Alternativ können mit der Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 Sprachbotschaften über einen CB-Funkkanal erzeugt und versendet werden. Die Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 weist hierfür eine entsprechende, nicht dargestellte Antenne auf. Falls es sich nicht um eine Analogübertragung handelt, enthält jede so erzeugte Sprachbotschaft in ihrem Datensatz eine Information, aus der der Empfänger entnehmen kann, dass es sich um eine Sprachbotschaft handelt. Diese Information wird dabei durch den jeweils verwendeten Standard der Kommunikationstechnik festgelegt.
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Die Kommunikationsvorrichtung sendet bei freiem Kanal alle C2X Nachrichten, die als Sprachbotschaft darstellbar sind, auch als Sprachbotschaft. Reicht der für die Sprachbotschaften verwendete Kanal hierfür nicht aus, werden die Botschaften anhand ihrer Kritikalität, z. B. definiert durch die Traffic Class, priorisiert und es wird anhand der Priorisierungsliste entschieden, welche Botschaften versendet werden. Hierbei werden zuerst die Botschaften mit der höchsten Priorität versendet, anschließend, falls der Kanal noch Kapazitäten hat, die Botschaften mit niedrigeren Prioritäten. Das Konzept der Traffic Classes ist definiert im Standardisierungsdokument ETSI TS 102 637-4.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verfügt die erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung über eine mit der Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 verbundenen Speichereinheit 3, in der eine Vielzahl von vordefinierten Sprachbotschaften (z. B. "die Farbe der Ampel ist grün“, „Ende der grünen Ampelphase in 5 Sekunden" oder „es nähert sich ein Krankenwagen in Einsatzfahrt“ etc.) gespeichert sind. Auf diese gespeicherten Sprachbotschaften kann die Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 für Generierung von Sprachbotschaften zurückgreifen und so aufwendige Text-to-Speech-Anwendungen vermeiden. Hierbei wählt die Sprachbotschaften-Sendeeinheit 2 aus der Vielzahl der gespeicherten Sprachbotschaften die für die jeweilige Situation passende Sprachbotschaft oder Sprachbotschaften aus und versendet diese anschließend.
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Besitzt nun ein Fahrer eines anderen Fahrzeugs bzw. eine Infrastruktureinrichtung eine passende Empfangseinrichtung für die Sprachbotschaften, beispielsweise ein WLAN- oder CB-Empfangsgerät, so können die ausgesandten Sprachbotschaften mittels der Empfangseinrichtung empfangen und dort direkt in hörbare Signale, d. h. beispielsweise in einen gesprochenen Text, umgewandelt werden. Dieser Text wird dann über die Lautsprecher des Empfangsgeräts dargestellt. Die Leistung des V2X Systems kann somit direkt erfahren werden. Durch die Erfindung wird es daher auf einfachem Wege möglich, die Akzeptanz eines V2X Systems einer großen Bevölkerungsgruppe nahezubringen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6958707 B1 [0002]
- US 4241326 [0002]
- GB 2408371 A [0002]
- WO 2009/074655 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.11p [0003]
- IEEE 802.11p [0003]
- IEEE 802.11p [0007]
- IEEE 802.11a/b/g/n/p [0013]
- IEEE 802.11a/b/g/n [0015]
- ETSI TS 102 637-3 [0016]
- ETSI TS 102 637-2 [0016]
- SAE J2735 [0016]
- IEEE802.n [0023]
- IEEE802.11a/b/g/n [0024]
- ETSI TS 102 637-4 [0025]
