DE102013107962A1

DE102013107962A1 - Verfahren zur Überwachung von Komponenten eines Systems, kooperatives Fahrzeugfahrerassistenzsystem, Infrastruktureinrichtung sowie Computerprogramm

Info

Publication number: DE102013107962A1
Application number: DE201310107962
Authority: DE
Inventors: Tobias Frankiewicz; Lars Schnieder
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: DE102013107962B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung zumindest von Komponenten (2, 3, 4, 5) eines Systems (1), das als Komponenten (2, 3, 4, 5) kooperative Fahrerassistenzsysteme (2, 3) und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen (2, 3) kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen (4, 5) aufweist, wobei die Komponenten (2, 3, 4, 5) zur automatischen Datenkommunikation untereinander eingerichtet sind und hierfür wenigstens eine Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50) aufweisen, wobei eine erste Komponente (2, 3, 4, 5) eine zweite, andere Komponente (2, 3, 4, 5), insbesondere deren Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50), auf Funktionsfehler überwacht und im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden. Die Erfindung betrifft ferner ein kooperatives Fahrerassistenzsystem, eine mit Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtung sowie ein Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung zumindest von Komponenten eines Systems, dass als Komponenten kooperative Fahrerassistenzsysteme und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein kooperatives Fahrerassistenzsystem gemäß Anspruch 13, eine mit Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtung gemäß Anspruch 14 sowie ein Computerprogramm gemäß Anspruch 15.
Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet der automatischen Fahrzeugkommunikation, insbesondere von Fahrzeugen des Straßenverkehrs. Fahrzeuge, die mit einer entsprechenden Fahrzeugkommunikationseinheit ausgestattet sind, sind in der Lage, über die Fahrzeugkommunikationseinheit mit anderen Fahrzeugen mit entsprechender Ausstattung eine automatische Datenkommunikation durchzuführen, und ferner eine automatische Datenkommunikation mit Infrastruktureinrichtungen und/oder anderen Verkehrsteilnehmern durchzuführen, wie zum Beispiel mit Lichtsignalanlagen, Verkehrszeichen, anderen fest installierten Einrichtungen, Fußgängern und Radfahrern. Umgekehrt sind entsprechende kooperierende Infrastruktureinrichtungen ebenfalls zu einer Kommunikation untereinander, mit Fahrzeugen sowie mit nicht-motorisierten Verkehrsteilnehmern in der Lage. Entsprechende, derzeit in der Entwicklung befindliche Systeme werden auch als Car-to-Car-Systeme, Car-to-Infrastructure-Systeme oder Car-to-X-Systeme bezeichnet, wobei das „X“ als Platzhalter für beliebige Infrastruktureinrichtungen, andere Fahrzeuge und andere Verkehrsteilnehmer steht. Weitere übliche Bezeichnungen sind C2C- bzw. C2X-Systeme, Vehicle-to-Vehicle-Systeme, Vehicle-to-Infrastructure-Systeme, Vehicle-to-X-Systeme oder weiter abgekürzt V2V-Systeme, V2I-Systeme, V2X-Systeme.
Infrastruktureinrichtungen sind insbesondere stationäre Einrichtungen, die z.B. Teil der Verkehrsinfrastuktur sind, wie z.B. Lichtsignalanlagen. Insofern bezeichnet der Begriff „infrastrukturseitig“ insbesondere stationäre Einrichtungen.
Ein Problembereich eines solchen, relativ komplexen Systems liegt in der Instandhaltung, d. h. insbesondere in der Diagnose möglicher Fehlfunktionen. An die einzelnen Komponenten werden hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer Verlässlichkeit gestellt. Daher ist eine effektive und rationelle Diagnose von großer wirtschaftlicher Bedeutung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten zur effektiven und rationellen Diagnose und Instandhaltung von Komponenten eines Systems anzugeben, das als Komponenten kooperative Fahrerassistenzsysteme und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen aufweist, die auch miteinander in Beziehung stehen können.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung zumindest von Komponenten eines Systems, das als Komponenten kooperative Fahrerassistenzsysteme und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen aufweist, wobei die Komponenten zur automatischen Datenkommunikation untereinander eingerichtet sind und hierfür wenigstens eine Kommunikationseinheit aufweisen, wobei eine erste Komponente eine zweite, andere Komponente, insbesondere deren Kommunikationseinheit, auf Funktionsfehler überwacht und im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden. Die hierzu korrespondierenden Diagnosedaten werden entweder direkt von der Komponente, die die andere Komponente überwacht, erzeugt, oder von einer anderen Komponente, wie z. B. einem zentralen Diagnoseserver. Im erstgenannten Fall übermittelt die überwachende erste Komponente direkt die Diagnosedaten z. B. an den Diagnoseserver, im letztgenannten Fall übermittelt die erste Komponente nur bestimmte erfasste Roh-Daten, wie z. B. eine erfasste Feldstärke einer Kommunikationseinheit der zweiten anderen Komponente.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Komponenten des genannten Systems jeweils andere Komponenten überwachen können, bis hin zu einer gegenseitigen Überwachung. Dies ist ohne großen Zusatzaufwand möglich, da die Komponenten ohnehin bereits relativ komplexe Funktionen unterstützen, die in der Praxis durch entsprechende Prozessoren und darauf ausgeführte Software realisiert werden. Solche Komponenten lassen sich um eine entsprechende Diagnosefunktion erweitern, die eine Überwachung einer anderen Komponente auf Funktionsfehler beinhaltet. Auf diese Weise kann das Potential eines solchen Systems besser genutzt werden und eine inhärente Diagnose realisiert werden. Nach bisherigen Vorschlägen werden die Chancen einer reziproken Diagnose von Fahrzeug- und Infrastruktureinrichtungen nicht genutzt. Dies wird durch die vorliegende Erfindung überwunden.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine verbesserte Instandhaltungsstrategie zu realisieren, die insbesondere frühzeitig sich ankündigende Ausfälle berücksichtigt und bereits vor einem endgültigen Ausfall einer Komponente Gegenmaßnahmen einleiten kann, wie z. B. einen Hinweis an den Nutzer eines Fahrerassistenzsystems zu geben, eine Werkstatt aufzusuchen. Es wird eine zustandsorientierte Instandhaltung ermöglicht, die eine rechtzeitige Reparatur oder einen Austausch von Komponenten vor dem Funktionsversagen erlaubt, jedoch auch keine zu frühzeitigen Wartungsmaßnahmen erfordert. Es kann somit der mögliche Nutzungszeitraum der Komponenten weitestgehend ausgeschöpft werden, so dass in sicherheitstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht ein Optimum erzielt werden kann.
Durch die Funktionsüberwachung kann insbesondere die Kommunikationseinheit einer Komponente überwacht werden. Aber auch weitere Teile der Komponente, wie z. B. Rechner oder Schnittstellen, können in die Fehlerüberwachung einbezogen werden. Zusätzlich können an Tracepoints generierte „Heartbeat“-Signale mit ausgewertet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überwachen sich wenigstens zwei verschiedene Komponenten des Systems gegenseitig auf Funktionsfehler und erzeugen im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdacht auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten. Dies kann selbstverständlich auf eine reziproke Überwachung weiterer Komponenten ausgedehnt werden, so dass sich im Prinzip beliebige Komponenten des Systems gegenseitig auf Funktionsfehler überwachen können und entsprechende Diagnosedaten erzeugen können.
Die für eine Überwachung auf Funktionsfehler geeigneten technischen Größen können dabei z.B. wie folgt berücksichtigt werden.
Auswertung von Feldstärkedaten
Die Kommunikation zwischen den Komponenten des Systems erfolgt im Regelfall drahtlos. Es kann daher eine Auswertung von Feldstärkedaten beim drahtlosen Empfang von Nachrichten einer Kommunikationseinheit einer anderen Komponente durchgeführt werden, um die Überwachung durchzuführen. Hierbei kann ein Ist-Soll-Vergleich mit gespeicherten Soll-Feldstärkedaten erfolgen.
Bitfehlerrate
Es kann außerdem die Bitfehlerrate der empfangenen Nachrichten geprüft werden. Ein signifikanter plötzlicher oder schleichender Anstieg der Bitfehlerrate deutet auf verschiedene Funktionsfehler hin.
Paketfehlerrate
Ebenso kann die Paketfehlerrate der Nachrichten überwacht werden. Auch hier deutet ein signifikanter plötzlicher oder schleichender Anstieg der Paketfehlerrate auf Funktionsfehler hin.
Nachrichtenausfall
Ferner kann geprüft werden, ob überhaupt Nachrichten gesendet werden bzw. empfangen werden können. Insbesondere bei stationären Infrastruktureinrichtungen, deren geografische Position bekannt ist, können fahrzeugseitige Systeme, wenn sie die Infrastruktureinrichtung passieren, prüfen, ob diese überhaupt Nachrichten sendet. Wenn dies nicht der Fall ist, liegt ein Funktionsfehler vor.
Heartbeat-Signale
An sog. Tracepoints der Car-to-X-Infrastruktur werden Heartbeat-Signale generiert. Anhand solcher Heartbeat-Signale können weitere Überwachungsfunktionen durchgeführt werden, um hieraus ggf. Diagnosedaten zu erzeugen. Die Heartbeat-Signale können helfen, eine konkrete ausgefallene Komponente näher zu lokalisieren.
Weitere Erkenntnisquellen
Es können auch andere fahrzeugseitige Sensoren, wie z. B. Radar- oder Lasersensoren oder Systeme zur automatischen Fahrzeugzeichenerkennung (Nummernschild-Erkennung, sogenannte ANPR-Systeme) in die Fehlerüberwachung einbezogen werden, insbesondere zur Plausibilisierung von Ergebnissen. So kann z. B. anhand einer Fahrzeugkennzeichenerkennung eine Infrastruktureinrichtung feststellen, ob das Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs eine Datenkommunikation durchführt, und diese Information an andere Infrastruktureinrichtungen weitergeben. Wird das Fahrzeug nun an einer anderen Infrastruktureinrichtung erkannt und wird dort festgestellt, dass keine Nachrichten mehr vom Fahrerassistenzsystem ausgesandt werden, ist ebenfalls eine Funktionsfehlererkennung möglich.
Generell kann unterschieden werden zwischen den Mechanismen (a) Fehleroffenbarung defekter Infrastrukturkomponenten und (b) Fehleroffenbarung defekter Fahrzeugeinrichtungen. Hierzu seien folgende Beispiele angegeben:

(a) Infrastrukturseitige Fehleroffenbarung defekter Infrastruktureinrichtungen: – Infrastruktureinrichtung A erkennt das Kennzeichen eines Fahrzeuges, kann keine Datenkommunikation mit der Kommunikationseinheit des Fahrzeuges durchführen, – Infrastruktureinrichtung B erkennt das Kennzeichen desselben Fahrzeuges wieder und eine Datenkommunikation mit der Kommunikationseinheit des Fahrzeuges durchführen, – Verknüpfung dieser Informationen führt zum Verdacht auf Fehlfunktion der Infrastruktureinrichtung A.
(b) Infrastrukturseitige Fehleroffenbarung defekter Fahrzeugeinrichtungen: – Infrastruktureinrichtung A erkennt das Kennzeichen eines Fahrzeuges, kann keine Datenkommunikation mit der Kommunikationseinheit des Fahrzeuges durchführen, – Infrastruktureinrichtung B erkennt das Kennzeichen desselben Fahrzeuges wieder und keine Datenkommunikation mit der Kommunikationseinheit des Fahrzeuges durchführen, – Verknüpfüng dieser Information führt zum Verdacht auf Fehlfunktion eines fahrzeugseitigen Systems des Fahrzeuges, z.B. von dessen Kommunikationseinheit. Mit Hilfe der Kennzeicheninformation kann Fahrer bzw. Halter des Fahrzeuges darüber informiert werden.

Analog kann auch fahrzeugseitig ein Ausfall von Infrastruktureinrichtungen detektiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine Überwachung einer Kommunikationseinheit einer Infrastruktureinrichtung anhand von in einer Datenbank vermerkten Soll-Feldstärkedaten für bestimmte geografische Positionen und einem Vergleich der Soll-Feldstärkedaten mit Ist-Feldstärkedaten der Kommunikationseinheit der Infrastruktureinrichtung an der jeweiligen geografischen Position. Die Überwachung der Kommunikationseinheit der Infrastruktureinrichtung kann durch andere Infrastruktureinrichtungen erfolgen. In vielen Fällen wird die Überwachung durch kooperative Fahrerassistenzsysteme eine größere Bedeutung haben. Fahrzeuge, die mit einem kooperativen Fahrerassistenzsystem ausgestattet sind und in der Nähe der Infrastruktureinrichtung sind oder diese passieren, sind besonders geeignet für eine Überwachung der Feldstärkedaten dieser Infrastruktureinrichtung. Hierzu greift das kooperative Fahrerassistenzsystem auf die Datenbank mit den vermerkten Soll-Feldstärkedaten zurück und führt den Vergleich mit selbst gemessenen Ist-Feldstärkedaten an der jeweiligen geografischen Position durch. Die jeweilige geografische Position ermittelt das Fahrzeug z.B. durch eigene Sensoren, z. B. ein globales Satellitennavigationssystem wie GPS oder Galileo. Alternativ kann das Fahrerassistenzsystem auch nur die Ist-Feldstärkedaten ermitteln und an eine Infrastruktureinrichtung oder einen zentralen Diagnoseserver weitermelden. Dort kann dann der Vergleich mit den Soll-Feldstärkedaten erfolgen. Die die Soll-Feldstärkedaten enthaltende Datenbank kann insbesondere eine digitale Karte aufweisen, in der die Soll-Feldstärkedaten beispielsweise nach Art von Isolinien, die jeweils Linien gleicher Soll-Feldstärke angeben, verzeichnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Soll-Feldstärkedaten in einem Lernmodus während der Erfassung von Ist-Feldstärkedaten von Kommunikationseinheiten von Infrastruktureinrichtungen zusammen mit den jeweiligen geografischen Positionen in der Datenbank automatisch eingelernt. Hierzu kann die Komponente des Systems, in der die Datenbank aufgebaut wird, in den Lernmodus versetzt werden. Im Lernmodus übernimmt diese Komponente die entweder selbst ermittelten Ist-Feldstärkedaten oder die von anderen Komponenten des Systems per Datenaustausch übermittelten Ist-Feldstärkedaten in die Datenbank als Soll-Feldstärkedaten. Dies hat den Vorteil, dass die Karte mit den Soll-Feldstärkedaten nicht mit entsprechend hohem Aufwand manuell erstellt werden muss, sondern das gesamte System herangezogen werden kann. Um hierbei zufällige Fehler zu eliminieren, kann eine Mittelwertbildung über mehrere Messungen der Ist-Feldstärkedaten erfolgen und hieraus die Soll-Feldstärkedaten ermittelt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung können die Soll-Feldstärkedaten auch im laufenden Betrieb des Systems anhand der permanenten Erfassung von Ist-Feldstärkedaten automatisch nachgeführt werden, z. B. indem eine Langzeitbeobachtung der Ist-Feldstärkedaten je geografischer Position erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Datenbank Zusatzdaten auf, die die Veränderungen der Soll-Feldstärkedaten der Kommunikationseinheiten von Infrastruktureinrichtungen in Abhängigkeit weiterer äußerer Parameter beschreiben, wie z. B. Abschattungen oder Reflexionen von Funksignalen. Durch die Zusatzdaten kann eine automatische Korrektur der gemessenen Ist-Feldstärkedaten je nach Situation erfolgen. So kann z. B. je nach Fahrtrichtung eines die Ist-Feldstärkedaten erfassenden Fahrzeugs ein unterschiedlicher Einfluss auf die zu erwartenden Soll-Feldstärkedaten berücksichtigt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Diagnosedaten auf einem oder mehreren zentralen Diagnoseservern gesammelt und ausgewertet. Die ausgewerteten Daten können z. B. den Betreibern von Fahrzeugen, die mit kooperativen Fahrerassistenzsystemen ausgestattet sind, bereitgestellt werden. Es kann dem Fahrer z. B. ein Hinweis angezeigt werden, dass eine Werkstatt aufgesucht werden sollte. Die ermittelten Daten können auch für andere Zwecke eingesetzt werden, z. B. für die Instandhaltung der Infrastruktureinrichtungen durch öffentliche Betriebe.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überwachen fahrzeugseitige Komponenten als Empfänger infrastrukturseitig gesendeter Nachrichten die sendende Infrastruktureinrichtung. Dies hat den Vorteil, dass Fahrzeuge als Empfänger infrastrukturseitig gesendeter Nachrichten das Versagen infrastrukturseitiger Kommunikationseinheiten bzw. deren Sende- und Empfangseinrichtungen aufdecken können. Die Fahrzeuge können hierfür z. B. Qualitätsparameter der Datenübertragung auf verschiedenen OSI-Protokollschichten analysieren, beispielsweise auf OSI-Protokollschicht 1 die Empfangsleistung des empfangenen Pakets sowie Fehlerschutzparameter wie z. B. korrigierte Bitfehler/Symbolfehler, auf Protokollschicht 2 die Paketfehlerrate. Es besteht außerdem die Möglichkeit der Validierung von Informationen auf höheren Protokollschichten (Anwendungsebene). Die Fahrzeuge können eine Datenbank, z. B. in Form eines georeferenzierten Streckenatlasses, mit sich führen und ihre jeweilige eigene geografische Position ermitteln. In diesem Streckenatlas sind die zulässigen Werte, z. B. die Sollwerte der Feldstärke unter Berücksichtigung technischer Parameter wie Antennengewinn, Antennencharakteristik und ggf. bekannte Störeffekte wie Abschattungen, z. B. in Form von Isolinien um die entsprechenden Infrastruktureinrichtungen eingetragen. Mit dieser Referenz werden die erfassten Ist-Feldstärkewerte verglichen. Es werden hierzu korrespondierende Diagnosedaten generiert, zumindest wenn ein Funktionsfehler erkannt wird oder ein Verdacht darauf vorliegt. Beispielsweise können die Parameter in Form von Zeitreihen analysiert werden, so dass eine zustandsorientierte Diagnoseinformation vorliegt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug die gemessenen Ist-Werte an die betreffende überwachte Infrastruktureinrichtung zurück überträgt und der Vergleich dort erfolgt. Sollte dies nicht möglich sein, da die Infrastruktureinrichtung z. B. komplett ausgefallen ist, kann auch eine benachbarte funktionsfähige Infrastruktureinrichtung über das mögliche Versagen der anderen Infrastruktureinrichtung in Kenntnis gesetzt werden. Über den Steckenatlas kann das Fahrzeug ebenfalls aufdecken, dass eine Infrastruktureinrichtung nicht sendet, obwohl sie es sollte. Befindet sich das Fahrzeug an einer Position, an der Nachrichten von einer Infrastruktureinrichtung zu erwarten sein sollten, empfängt es aber keine Nachrichten, kann diese Information ebenfalls als Diagnosedaten an eine benachbarte Infrastruktureinrichtung gesandt werden. Auch eine Weiterleitung von Diagnosedaten über mehrere Komponenten des Systems (Fahrzeuge und/oder Infrastruktureinrichtungen) in Form von Hops kann vorgesehen werden, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn sich keine weitere Infrastruktureinrichtung in direkter Empfangsreichweite befindet. Damit die Diagnosedaten zuverlässig übertragen werden, können sie auf mehrere Fahrzeuge übertragen werden und mehrfach an einen Diagnoseserver gesandt werden. Auf diese Weise wird das System noch robuster gegen den Ausfall eines einzelnen Kommunikationsteilnehmers entlang der Übertragungskette.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überwachen fahrzeugseitige Komponenten als Empfänger fahrzeugseitig gesendeter Nachrichten die sendende fahrzeugseitige Komponente. Dies hat den Vorteil, dass Fahrzeuge als Empfänger fahrzeugseitig gesendeter Nachrichten das Versagen fahrzeugseitiger Kommunikationseinheiten bzw. deren Sende- und Empfangseinrichtungen aufdecken können. Die Fahrzeuge analysieren hierfür analog wie zuvor erläutert die Qualitätsparameter der Datenübertragung und vergleichen die Werte mit Sollwerten. Die Fahrzeuge können Diagnosedaten direkt an das andere Fahrzeug übermitteln oder alternativ an einen Diagnoseserver, der z. B. ein zentrales Register führt. Dort werden alle Diagnosedaten gesammelt. Wird eine Häufung von erkannten Funktionsfehlern oder Verdacht auf Funktionsfehler für ein bestimmtes Fahrzeug registriert, kann eine Hinweismeldung an einen Benutzer des Fahrzeugs versandt werden. Die Fahrzeuge können hierzu ebenfalls auf Abstandssensorik, bspw. von ACC-Systemen, zurückgreifen, um den Erwartungswert einer Feldstärke anderer sendender Fahrzeuge modellbasiert abzuleiten.
Auch die Infrastruktureinrichtungen können neben den Applikationen kooperativer Fahrerassistenzsysteme Diagnosefunktionen realisieren. Sie können das Versagen von Kommunikationseinheiten aufdecken und melden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überwachen Infrastruktureinrichtungen als Empfänger fahrzeugseitig gesendeter Nachrichten die sendende fahrzeugseitige Komponente. Dies hat den Vorteil, dass Infrastruktureinrichtungen das Versagen fahrzeugseitiger Kommunikationseinheiten bzw. deren Sende- und Empfangseinrichtungen aufdecken können. Hierfür kann z. B. vorgesehen sein, dass eine Kreuzungstopologie einer Kreuzung, an der die Infrastruktureinrichtung aufgestellt ist, um Isolinien zulässiger Parameter (Sollwerte) von Daten fahrzeugseitiger Kommunikationseinheiten ergänzt wird. Die ergänzten Parameterwerte können auch zusätzlich jahreszeit- und belaubungsabhängig nach Art von Kennlinienfeldern ergänzt werden. Hiermit werden die von der Infrastruktureinrichtung erfassten Qualitätsparameter der Datenübertragung, wie zuvor erläutert, verglichen, insbesondere Paketfehlerrate, Fehlerschutzparameter, korrigierte Bitfehler/Symbolfehler, empfangene Feldstärke.
Die Infrastruktureinrichtung kann die hierbei erzeugten Daten direkt an das betreffende Fahrzeug versenden. Die Infrastruktureinrichtung kann die Daten auch an das zentrale Diagnoseregister versenden. Der Benutzer des Fahrzeugs kann von dort eine entsprechende Hinweismeldung erhalten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überwachen Infrastruktureinrichtungen als Empfänger infrastrukturseitig gesendeter Nachrichten die sendende Infrastruktureinrichtung. Dies hat den Vorteil, dass die Infrastruktureinrichtungen des Systems ebenfalls das Versagen infrastrukturseitiger Kommunikationseinheiten bzw. deren Sende- und Empfangseinrichtungen aufdecken können. Es können z. B. Multihop-Nachrichten von anderen Infrastruktureinrichtungen hierfür ausgewertet werden. Die überwachende Infrastruktureinrichtung kann hierfür wiederum die Datenbasis mit den vermerkten Soll-Feldstärkedaten je nach geografischer Position heranziehen. Die Fehlerüberwachung kann nach den gleichen Prinzipien wie zuvor für die Überwachung von Infrastruktureinrichtungen durch Fahrzeuge erläutert erfolgen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden durch infrastrukturseitige oder fahrzeugseitige Sensoren fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtungen überwacht. Hierdurch ist ein zusätzlicher Informationsgewinn durch Verknüpfung der zuvor beschriebenen Diagnosedaten mit Daten weiterer lokal verfügbarer Sensoren möglich, wie z. B. bildgebende Sensorik für ANPR-Anwendungen. Durch die Auswertung zusätzlicher Sensorik kann ein Versagen von Fahrerassistenzsystemen bzw. deren Kommunikationseinheiten aufgedeckt werden. So kann z. B. durch ein ANPR-System ein Fahrzeug identifiziert werden. Ist dieses bereits zuvor als Fahrzeug mit einem kooperativen Fahrerassistenzsystem identifiziert worden, kann auf diese Weise anhand des Vorhandenseins bzw. Ausbleibens von Nachrichten von diesem Fahrzeug erkannt werden, ob ggf. das Fahrerassistenzsystem bzw. dessen Kommunikationseinheit versagt hat. Gleichfalls kann so auf das Versagen von Infrastruktureinrichtungen geschlossen werden Hat ein Fahrzeug an einer Infrastruktureinrichtung, bspw. Lichtzeichenanlage an einer Verkehrswegekreuzung, eine automatische Datenkommunikation mit anderen kooperativen Fahrerassistenzsystemen oder Infrastruktureinrichtungen des Systems aufgenommen und ist das Fahrzeug über ein ANPR-System identifiziert worden, so kann bei einer Identifikation des Fahrzeugs an einer anderen Infrastruktureinrichtung z. B. ebenfalls über ein ANPR-System, wiederum die Funktionsfähigkeit des Fahrerassistenzsystems bzw. dessen Kommunikationseinheit geprüft werden. Wenn an der anderen Verkehrswegekreuzung keine Nachrichten mehr automatisch erzeugt werden, kann von einem Funktionsfehler ausgegangen werden und entsprechende Diagnosedaten erzeugt werden.
Die Eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gemäß Anspruch 13 gelöst durch ein kooperatives Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, das andere kooperative Fahrerassistenzsysteme und/oder Infrastruktureinrichtungen auf Funktionsfehler überwacht, insbesondere deren Kommunikationseinheit, wobei im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden, wobei das kooperative Fahrerassistenzsystem zur Ausführung der fahrzeugseitigen Schritte eines Verfahrens der zuvor beschriebenen Art eingerichtet ist.
Die Eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gemäß Anspruch 14 gelöst durch eine mit Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtung, die kooperative Fahrerassistenzsysteme und/oder Infrastruktureinrichtungen auf Funktionsfehler überwacht, insbesondere deren Kommunikationseinheit, wobei im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden, wobei die Infrastruktureinrichtung zur Ausführung der Infrastruktureinrichtungs-seitigen Schritte eines Verfahrens der zuvor beschriebenen Art eingerichtet ist.
Die Eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gemäß Anspruch 15 gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens der zuvor beschriebenen Art, wenn das Computerprogramm auf einem Prozessor einer Komponente eines Systems, das als Komponenten kooperative Fahrerassistenzsysteme und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen aufweist, ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Verwendung einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung 1 zeigt nach Art eines Blockdiagramms eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die 1 zeigt ein System 1, das als Komponenten kooperative Fahrerassistenzsysteme 2, 3, die jeweils in Fahrzeugen angeordnet sind, sowie Infrastruktureinrichtungen 4, 5, die stationär angeordnet sind, aufweist. Sämtliche der Komponenten 2, 3, 4, 5 sind zur Kooperation miteinander eingerichtet. Hierzu ist eine automatische Datenkommunikation vorgesehen, die in der Regel drahtlos erfolgt, zwischen Infrastruktureinrichtungen aber auch leitungsgebunden erfolgen kann. Grundsätzlich kann jede Komponente mit jeder anderen Komponente eine Datenkommunikation durchführen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen den Komponenten 2, 3 beispielhaft dargestellt, eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation zwischen den Komponenten 3, 4 und eine Infrastruktur-zu-Infrastruktur-Kommunikation zwischen den Komponenten 4, 5. Die Infrastruktureinrichtungen können z. B. Lichtsignalanlagen (Ampeln) oder andere Verkehrsregelungssysteme sein.
Jede der genannten Komponenten 2, 3, 4, 5 weist, um die automatische Datenkommunikation durchzuführen, eine jeweilige Kommunikationseinheit 20, 30, 40, 50 auf. Eine Kommunikationseinheit weist mindestens eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung auf. Die Datenkommunikation und ggf. weitere Funktionen der jeweiligen Komponente 2, 3, 4, 5 kann durch einen Rechner erfolgen, der z. B. Bestandteil der jeweiligen Kommunikationseinheit 20, 30, 40, 50 sein kann. Der Rechner bzw. die Kommunikationseinheit 20, 30, 40, 50 ist mit einer in der jeweiligen Komponente 2, 3, 4, 5 vorhandenen dezentralen Datenbank 21, 31, 41, 51 verbunden. Bei den fahrzeugseitigen Komponenten 2, 3 kann in der Datenbank 21, 31 z. B. ein attributierter Streckenatlas gespeichert sein. Dieser kann, wie zuvor bezüglich der Datenbank bereits erläutert, Soll-Feldstärkedaten für bestimmte geografische Positionen bestimmter Infrastruktureinrichtungen aufweisen, z. B. der Infrastruktureinrichtungen 4, 5. Die fahrzeugseitigen Datenbanken 21, 31 können zusätzlich digitale Kartendaten enthalten, so dass sie einen Streckenatlas darstellen, der für Navigationszwecke genutzt werden kann.
Die Infrastruktureinrichtungen weisen jeweilige dezentrale Datenbanken 41, 51 auf. Die Datenbanken 41, 51 können, ähnlich wie die attributierten Streckenatlanten 21, 31, digitale Kartendaten enthalten, in der Regel lokale Daten der Infrastruktureinrichtung 4, 5, z. B. eine attributierte Kreuzungstopologie derjenigen Verkehrswegekreuzung, an der die Infrastruktureinrichtung 4, 5 aufgestellt ist. Im Übrigen können die Datenbanken 41, 51 vergleichbar aufgebaut sein wie die Datenbanken 21, 31.
Die Komponenten 2, 3, 4, 5 können jeweilige weitere Sensoren 22, 32, 42, 52 aufweisen. Über die weiteren Sensoren 22, 32, 42, 52 wird der jeweiligen Komponente zusätzliche Information zugeführt, z. B. über die Umgebung der Komponente. Die Sensoren können z. B. Sensorik von Fahrerassistenzsystemen sein, wie z. B. Raddrehzahlsensoren, Fahrgeschwindigkeitssensoren, georeferenzierte Positionssensoren, Radar- oder Lasersensoren. Im Falle der stationären Infrastruktureinrichtungen 4, 5 können die Sensoren insbesondere Systeme zur automatischen Fahrzeugkennzeichenerkennung (ANPR-Systeme) beinhalten. Die Daten der weiteren Sensoren 22, 32, 42, 52 können vom jeweiligen Rechner der Komponente 2, 3, 4, 5 für die Überwachung anderer Komponenten zusätzlich herangezogen werden.
Die Komponente 2 führt mit der Komponente 3 eine automatische Datenkommunikation 10 aus, um für die Ausführung kooperativer Fahrerassistenzfunktionen erforderliche Daten auszutauschen. Die Datenübertragung kann entweder nur in einer Richtung erfolgen oder in beiden Richtungen. Vergleichbares gilt für eine automatische Datenkommunikation 12 zwischen den Komponenten 3, 4 sowie für eine automatische Datenkommunikation 14 zwischen den Komponenten 4 und 5. Über die Datenkommunikationen 10, 12, 14 kann z. B. die Nutzdatenübertragung der C2X-Systeme erfolgen. Hierbei kann eine Komponente eine jeweils andere Komponente überwachen, z. B. die Komponente 2 die Komponente 3, wobei die Überwachung anhand von Überprüfungen der Datenkommunikation 10 erfolgt. Es kann z. B. eine Auswertung von Feldstärkedaten durchgeführt werden, oder eine Auswertung der Bitfehlerrate übertragener Nachrichten, einer Paketfehlerrate der Nachrichten, anhand einer Überprüfung, ob überhaupt Nachrichten gesendet werden, und/oder anhand der Heranziehung der Signale der weiteren Sensoren 22, 32. Das Gleiche gilt für eine gegenseitige Überwachung der Komponenten 3, 4 sowie der Komponenten 4, 5.
Der Rechner einer Komponente, z. B. der Komponente 2, überprüft beim Empfang einer Nachricht zum Beispiel von der Komponente 3 anhand einer Anfrage 23 in der Datenbank 21, welche Sollwerte der Datenkommunikation erwartet werden. Die Datenbank 21 liefert entsprechende Datenbank-Sollwerte 24 an den Rechner. Der Rechner der Komponente 2 kann entweder selbst feststellen, ob ein Funktionsfehler oder ein Verdacht auf Funktionsfehler bei der Komponente 3 vorliegt und hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugen, oder nur Rohdaten, d. h. von ihm empfangene Feldstärkewerte der Nachricht von der Komponente 3, an andere Komponenten weiterleiten. So kann z. B. die von der Komponente 2 überwachte Komponente 3 die Diagnosedaten oder Rohdaten der Überwachung über eine Datenübertragung 11 von der Komponente 2 erhalten.
Da die Überwachung auch gegenseitig erfolgen kann, d. h. die Komponente 3 überwacht die Komponente 2, können die Daten auch entsprechend in umgekehrter Richtung ausgetauscht werden zwischen den Komponenten 2, 3.
Das Gleiche gilt für die Komponenten 3, 4, 5 und deren Datenbanken 31, 41, 51.
Das System 1 weist ferner einen zentralen Diagnoseserver 6 auf. Der Diagnoseserver 6 weist eine zentrale Datenhaltung/-auswertung 60 auf. Statt eines zentralen Diagnoseservers können auch über ein bestimmtes räumliches Gebiet verteilt mehrere Diagnoseserver aufgestellt werden, so dass auch hinsichtlich der Diagnoseserver eine Redundanz vorliegt und ggf. der nächstgelegene Diagnoseserver angesprochen werden kann.
Die Komponenten 2, 3, 4, 5 können die von ihnen ermittelten Diagnosedaten oder entsprechende Rohdaten alternativ oder zusätzlich zur Übertragung an eine andere Komponente auch über eine Nachricht 61 übertragen an den zentralen Diagnoseserver 6. Dies kann grundsätzlich von jeder der Komponenten 2, 3, 4, 5 erfolgen. Für die Infrastruktureinrichtung 5 ist dies beispielhaft durch die Nachrichten 63, 64 zum Diagnoseserver 6 dargestellt. So kann eine Infrastruktureinrichtung über eine Nachricht 63 z. B. Mitteilungen über ein fehlerhaftes Fahrzeug übertragen, über eine Nachricht 64 Mitteilungen über eine fehlerhafte Infrastruktureinrichtung. Der Diagnoseserver 6 kann über eine Nachricht 62 eine aus den Diagnosedaten generierte Hinweismeldung 62 an eine fahrzeugseitige Komponente 2, 3 übertragen. Hierdurch kann der Fahrer des Fahrzeugs, das die Komponente 2 bzw. 3 aufweist, auf einen Funktionsfehler an dem Fahrerassistenzsystem bzw. dessen Kommunikationseinheit hingewiesen werden.

Claims

Verfahren zur Überwachung zumindest von Komponenten (2, 3, 4, 5) eines Systems (1), das als Komponenten (2, 3, 4, 5) kooperative Fahrerassistenzsysteme (2, 3) und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen (2, 3) kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen (4, 5) aufweist, wobei die Komponenten (2, 3, 4, 5) zur automatischen Datenkommunikation untereinander eingerichtet sind und hierfür wenigstens eine Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Komponente (2, 3, 4, 5) eine zweite, andere Komponente (2, 3, 4, 5), insbesondere deren Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50), auf Funktionsfehler überwacht und im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens zwei verschiedene Komponenten (2, 3, 4, 5) gegenseitig auf Funktionsfehler überwachen und im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung anhand einer Auswertung von Feldstärkedaten beim drahtlosen Empfang von Nachrichten einer Kommunikationseinheit einer anderen Komponente, anhand einer Bitfehlerrate solcher Nachrichten, anhand einer Paketfehlerrate solcher Nachrichten, anhand einer Überprüfung, ob überhaupt Nachrichten gesendet werden, anhand von an Tracepoints generierten Heartbeat-Signalen und/oder anhand einer automatischen Fahrzeugkennzeichenerkennung oder anderer fahrzeugseitiger Sensoren erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachung einer Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50) einer Infrastruktureinrichtung (4, 5) anhand von in einer Datenbank (21, 31, 41, 51) vermerkten Soll-Feldstärkedaten für eine bestimmte geografische Position und einem Vergleich der Soll-Feldstärkedaten mit Ist-Feldstärkedaten der Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50) der Infrastruktureinrichtung (4, 5) an der jeweiligen geografischen Position erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Feldstärkedaten in einem Lernmodus anhand der Erfassung von Ist-Feldstärkedaten von Kommunikationseinheiten (20, 30, 40, 50) von Infrastruktureinrichtungen (4, 5) zusammen mit den jeweiligen geografischen Positionen in die Datenbank (21, 31, 41, 51) automatisch eingelernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank (21, 31, 41, 51) Zusatzdaten enthalten sind, die Veränderungen der Soll-Feldstärkedaten der Kommunikationseinheiten (20, 30, 40, 50) von Infrastruktureinrichtungen (4, 5) in Abhängigkeit weiterer äußerer Parameter beschreiben, wie z. B. Abschattungen oder Reflexionen von Funksignalen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosedaten auf einem oder mehreren zentralen Diagnoseservern (6) gesammelt und ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass fahrzeugseitige Komponenten (2, 3) als Empfänger infrastrukturseitig gesendeter Nachrichten die sendende Infrastruktureinrichtung (4, 5) überwachen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass fahrzeugseitige Komponenten (2, 3) als Empfänger fahrzeugseitig gesendeter Nachrichten die sendende fahrzeugseitige Komponente (2, 3) überwachen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Infrastruktureinrichtungen (4, 5) als Empfänger fahrzeugseitig gesendeter Nachrichten die sendende fahrzeugseitige Komponente (2, 3) überwachen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Infrastruktureinrichtungen (4, 5) als Empfänger infrastrukturseitig gesendeter Nachrichten die sendende Infrastruktureinrichtung (4, 5) überwachen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch infrastrukturseitige oder fahrzeugseitige Sensoren (22, 32, 42, 52) fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtungen (20, 30) überwacht werden.
Kooperatives Fahrerassistenzsystem (2, 3) eines Fahrzeugs, das andere kooperative Fahrerassistenzsysteme (2, 3) und/oder Infrastruktureinrichtungen (4, 5) auf Funktionsfehler überwacht, insbesondere deren Kommunikationseinheit (20, 30, 40 50), wobei im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden, wobei das kooperative Fahrerassistenzsystem (2, 3) zur Ausführung der fahrzeugseitigen Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Mit Fahrerassistenzsystemen (2, 3) kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtung (4, 5), die kooperative Fahrerassistenzsysteme (2, 3) und/oder Infrastruktureinrichtungen (4, 5) auf Funktionsfehler überwacht, insbesondere deren Kommunikationseinheit (20, 30, 40, 50), wobei im Falle eines Funktionsfehlers oder Verdachts auf Funktionsfehler hierzu korrespondierende Diagnosedaten erzeugt werden, wobei die Infrastruktureinrichtung (4, 5) zur Ausführung der Infrastruktureinrichtungs-seitigen Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingerichtet ist.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn das Computerprogramm auf einem Prozessor einer Komponente (2, 3, 4, 5) eines Systems (1), das als Komponenten (2, 3, 4, 5) kooperative Fahrerassistenzsysteme (2, 3) und/oder mit den Fahrerassistenzsystemen (2, 3) kooperierende stationäre Infrastruktureinrichtungen (4, 5) aufweist, ausgeführt wird.