DE102013226532A1

DE102013226532A1 - Verfahren zur Vorbereitung und Durchführung einer Fahrt einer Mehrzahl zu einem Verbund zusammengeschlossener Fahrzeuge und Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102013226532A1
Application number: DE102013226532.8A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stählin
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Ein Verfahren zur Vorbereitung und Durchführung einer Fahrt einer Mehrzahl zu einem Verbund zusammengeschlossener Fahrzeuge (30, 36, 42), zwischen denen durch Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, insbesondere zyklisch, Botschaften, jeweils umfassend eine Fahrzeugkennung, verschickt werden, soll eine robuste und zuverlässige Erkennung von im Verbund fahrenden Fahrzeugen bereitzustellen, die hohen datenschutzrechtlichen Anforderungen genügt. Dazu ist vorgesehen, dass vor und/oder während der Fahrt in dem Verbund zwischen den Fahrzeugen (30, 36, 42) anonymisierte Fahrzeugkennungen ausgetauscht werden, und dass während der Fahrt aufgrund der ausgetauschten anonymen Fahrzeugkennungen eine Zuordnung eines Fahrzeuges (30, 36, 42), von dem eine Botschaft empfangen wird, zu dem Verbund erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung und Durchführung einer Fahrt einer Mehrzahl zu einem Verbund zusammengeschlossener Fahrzeuge, zwischen denen durch Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, insbesondere zyklisch, Botschaften, jeweils umfassend eine Fahrzeugkennung, verschickt werden. Sie betrifft weiterhin ein Kommunikationssystem für einen Verbund von Fahrzeugen, wobei jedem Fahrzeug jeweils eine Fahrzeug-zu-X-Sendeeinheit zum Senden und eine Fahrzeug-zu-X-Empfangseinheit zum Empfang von Fahrzeug-zu-X-Nachrichten zugeordnet sind.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikation (V2X-Vehicle-to-X), vor allem auf Basis von IEEE 802.11p, ist Stand der Forschung bzw. Vorentwicklung und befindet sich derzeit in der Standardisierungsphase. Aus sicherheitstechnischen und datenschutzrechtlichen Gründen werden zur Identifikation der Fahrzeuge Pseudonyme verwendet, um einerseits die Privatsphäre des jeweiligen Fahrzeugführers bzw. Fahrzeuginhabers zu schützen und andererseits trotzdem eine verifizierbare Signierung zu ermöglichen.
Ein Verfahren und ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem zur selektiven Prüfung von Datensicherheitssequenzen empfangener Fahrzeug-zu-X-Botschaften ist in der DE 10 2012 204 880 A1 beschrieben.
Platooning bzw. automatisiertes Kolonnefahren ist Stand der Forschung und wird bereits in kleinen Feldtests auf öffentlichen Straßen getestet. Diese Art des Fahrzeugverbundes bietet viele Vorteile, vor allem im Bereich der Energieeffizienz. So kann bei Platooning mit geringem Abstand zum Vordermann gewissermaßen im Windschatten des Vordermanns gefahren werden. Zudem kann auch durch das geordnete Fahren in Fahrzeugpulken die Verkehrsdichte erhöht werden. Aber auch das „normale“ Kolonnefahren, bei der einige Fahrzeuge einen Verbund bilden, um gemeinsam ein Ziel zu erreichen inkl. gemeinsamer Pausen wird gerne praktiziert, u.a. wegen der sozialen Vorteile.
Es ist allerdings teilweise schwierig, die Teilnehmer einer Kolonne bzw. einer Platooningfahrt eindeutig zu erkennen, insbesondere untereinander. Bei militärischen Kolonnefahrten werden hierfür Fahnen verwendet, die an den die Kolonne bildenden Fahrzeugen jeweils befestigt sind. Eine derartige Lösung ist für zivile Kolonnefahrten allerdings nicht praktikabel und hat sich auch nicht durchgesetzt. Daher muss bislang entweder darauf vertraut werden, dass niemand zwischen die Fahrzeuge fährt (bei Platooning), oder die Teilnehmer einer Kolonne müssen sich gut kennen bzw. auch ohne besondere Erkennungssymbole erkennen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine robuste und zuverlässige Erkennung von im Verbund fahrenden Fahrzeugen bereitzustellen, die hohen datenschutzrechtlichen Anforderungen genügt.
In Bezug auf das Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass vor und/oder während der Fahrt in dem Verbund zwischen den Fahrzeugen anonymisierte Fahrzeugkennungen ausgetauscht werden, und dass während der Fahrt aufgrund der ausgetauschten anonymen Fahrzeugkennungen eine Zuordnung eines Fahrzeuges, von dem eine Botschaft empfangen wird, zu dem Verbund erfolgt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine gegenseitige Identifizierung von im Verbund fahrenden Fahrzeugen aus mehreren Gründen wichtig ist. Zum einen kann dadurch sichergestellt werden, dass der Verbund nicht im Verkehr räumlich so getrennt wird, dass der Verbund gewissermaßen auseinanderbricht, was dazu führen kann, dass Fahrzeuge nicht mehr folgen können bzw. den falschen Weg nehmen. Weiterhin ist bei autonom agierenden Fahrzeugen von besonderer Wichtigkeit zu erkennen, ob das vorausfahrende und/oder folgende Fahrzeug zum Verbund gehört, da nur so eine sichere gemeinsame Steuerung der Fahrzeuge möglich ist.
Als Fahrzeugverbund bzw. Verbund von Fahrzeugen wird hierbei eine Gruppe von Fahrzeugen verstanden, welche räumlich gruppiert ein gemeinsames Fahrtziel ansteuern. Dies kann als Fahrzeugkolonne oder auch als Fahrzeugplatoon geschehen. Die Fahrzeuge können dabei automatisch, d. h. autark, oder vom Fahrer gelenkt werden, oder beide Arten der Fahrzeugsteuerung können bedarfsweise vorgesehen sein.
Wie nunmehr erkannt wurde, kann eine Fahrzeugidentifizierung realisiert werden, indem IDs bzw. Kennungen der Fahrzeuge insbesondere vor der geplanten Fahrt ausgetauscht werden, so dass bei Fahrzeug-zu-X (V2X) Nachrichten bzw. Botschaften die übertragenen Kennungen mit den aufgrund des Austausches hinterlegten Kennungen verglichen werden können, wodurch die zum Verbund gehörenden Fahrzeuge identifiziert werden können. Die Kennungen sollten allerdings aus datenschutzrechtlichen Gründen anonymisiert sein, da sie nur für einen begrenzten Kreis an Fahrzeugen eine Funktion ausüben müssen und darüber hinaus keine weiteren Informationen an unbeteiligte Fahrzeuge liefern sollten.
Die anonymisierten Fahrzeugkennungen sind Pseudonyme, die zwar eine – zumindest temporär während der Fahrt – eindeutige Zuordnung zu einem Fahrzeug ermöglichen, die aber darüber hinaus keine weiteren Informationen über das konkrete Fahrzeug liefern.
Die anonymisierten Fahrzeugkennungen bzw. Pseudonyme sind vorzugsweise zeitlich nur beschränkt gültig und werden regelmäßig gewechselt. Jedes Pseudonym wird vorteilhafterweise genau einem Fahrzeug zugeordnet. Diese Zuordnung ist gewöhnlich aber nicht bekannt bzw. zurück verfolgbar, so dass nicht von einem Pseudonym auf ein spezielles Fahrzeug geschlossen werden kann.
Vorteilhafterweise wird nur eine diskrete Menge an anonymisierten Fahrzeugkennungen ausgetauscht, die voraussichtlich während einer geplanten Fahrtzeit verwendet werden. Damit wird sichergestellt, dass die Privatsphäre nicht komplett aufgegeben wird, sondern nur für den Zeitraum der gemeinsamen Fahrt.
Die Fahrtzeit wird vorzugsweise mit einem zeitlichen Puffer versehen, so dass auch bei kleineren zeitlichen Verzögerungen weiterhin eine Erkennung anhand der Pseudonyme möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Botschaften die aktuellen Fahrzeugpositionen, welche beispielsweise auf einer Anzeigeeinheit eines beteiligten Fahrzeuges dargestellt werden, von denen Botschaften empfangen werden und deren anonymisierte Fahrzeugkennungen bekannt sind. Dies erfolgt beispielsweise über eine grafische Darstellung auf einer Karte, die durch ein Navigationssystem oder ein anderes grafisches System bereitgestellt wird. Die Positionen können alternativ oder in Kombination dazu auch einem ADAS(Advanced Driver Assistance System)-System, welches diese Informationen für eine Platooning-Regelung verwendet, zur Verfügung gestellt werden.
Zum Austausch der anonymisierten Fahrzeugkennungen wird bevorzugt ein Handshake-Verfahren verwendet. Besonders bevorzugt erfordert dieses Handshake-Verfahren die jeweilige Zustimmung des Fahrers. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Fahrer über alle Vorgänge informiert ist und keine Datenübertragungen ohne sein Wissen durchgeführt werden, was auch für die Akzeptanz des Verfahrens Bedeutung hat. Bei dem Handshake kann auf bekannte Verfahren zurückgegriffen werden, wie sie z. B. bei einer Kopplung von Bluetooth-Geräten verwendet werden. Vorzugsweise werden die Pseudonyme für diesen Austausch verschlüsselt, damit sie abhörsicher gegenüber Empfangseinheiten von Fahrzeugen sind, die nicht zum Verbund, d. h. insbesondere zu dem Platoon oder zu der Kolonne, gehören. Auch wenn kein Handshake-Verfahren benutzt wird werden die anonymisierten Fahrzeugkennungen vorteilhafterweise verschlüsselt übertragen.
Für den Austausch der anonymisierten Fahrzeugkennungen wird vorzugsweise wenigstens ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationskanal verwendet, wodurch der apparative Aufwand gering gehalten werden kann, da nur die Funktionalität der vorhandenen V2X-Systeme erweitert werden muss, was insbesondere softwareseitig geschehen kann.
Alternativ oder in Kombination dazu (beispielsweise als redundantes System) wird für den Austausch der anonymisierten Fahrzeugkennungen wenigstens ein von der Fahrzeug-zu-X-Kommunikation getrennter Datenkanal verwendet, wie beispielsweise Bluetooth, ZigBee, NFC, WLAN, Mobilfunk (beispielsweise über ein Backend). Dieser Datenkanal kann auch drahtgebunden mit Hilfe transportabler Medien wie beispielsweise Smartcards oder USB-Sticks realisiert werden, so dass die auszutauschenden Pseudonyme gewissermaßen physisch zu dem jeweiligen Fahrzeug gebracht und dort eingelesen werden können. Es ist auch möglich, direkte Drahtverbindungen wie beispielsweise Ethernetleitungen bzw. -kabel zu verwenden.
Die voraussichtliche Fahrtzeit für die Fahrt des Fahrzeugverbundes wird vorzugsweise mit Hilfe eines Navigationssystems bestimmt. Sie kann alternativ auch von einem oder mehreren Fahrern vorgegeben werden. Als zeitliche Puffer können vorgegebene Werte, z. B. 10 % oder 30 Minuten, verwendet werden, die auch in Abhängigkeit von der Anzahl der teilnehmenden Fahrzeuge und/oder des Streckentyps und/oder der zu erwartenden Verkehrslage gesetzt werden können. Es kann auch wiederholt ein neuer Wert durch wenigstens einen Fahrer vorgegeben werden oder vom System aufgrund von der Vergangenen und/oder aktuellen Verkehrsmeldungen geschätzt werden. Bei Verwendung eines Navigationssystems kann dieses bei Wahl einer alternativen Route und/oder aufgrund von aktualisierten Verkehrsinformationen die Fahrtzeit dynamisch anpassen.
In Bezug auf das Kommunikationssystem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jedem Fahrzeug jeweils eine Pseudonym-Sendeeinheit und eine Pseudonym-Empfangseinheit zugeordnet sind zum Austausch von anonymisierten Fahrzeugkennungen. Die Pseudonym-Sendeeinheiten und Pseudonym-Empfangseinheiten können separate Geräte sein, sie können aber auch als Softwaremodule in den Fahrzeug-zu-X Sende- und Empfangseinheiten implementiert sein. Diese Module sind vorzugsweise derart ausgebildet und konfiguriert, dass durch sie ein oben beschriebenes Verfahren ausgeführt werden kann.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch den Austausch der Pseudonyme eine eindeutige Erkennung der teilnehmenden Fahrzeuge möglich ist, ohne dass diese ihre Privatsphäre gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern aufgeben müssen. Außerhalb der Kolonne oder des Platoons ist es nicht möglich, ein Fahrzeug als Teil dieser Kolonne oder dieses Platoons zu erkennen. Es müssen zudem keine zusätzlichen Daten versendet werden, da Daten verwendet werden, die ohnehin ausgesendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Vorbereitung und Durchführung einer Fahrt einer Mehrzahl zu einem Verbund zusammengeschlossener Fahrzeuge in einer bevorzugen Ausführung, und
2 ein Kommunikationssystem in einer bevorzugten Ausführung. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Ein Verfahren zur Vorbereitung und Durchführung einer Fahrt einer Mehrzahl zu einem Verbund zusammengeschlossener Fahrzeuge in einer bevorzugten Ausführung ist mit Hilfe eines Ablaufdiagrammes in 1 dargestellt. In einem Block 2 werden anonymisierte Fahrzeugkennungen generiert. Diese Generierung erfolgt durch eine zentrale PKI (Public Key Infrastructure), wobei die Generierung auch lange vor der Verwendung geschehen kann, beispielsweise mehrere Monate im Voraus, um eine einfachere Verteilung zu ermöglichen, beispielsweise im Rahmen eines routinemäßigen Werkstattaufenthalts. Die sogenannten Pseudonyme werden für einen standardkonformen Ablauf der Fahrzeug-zu-X Kommunikation benötigt und werden daher auch ohne die Verwendung der hier beschriebenen Kolonnefunktionalität benötigt. Die erzeugten Pseudonyme sind anonymisierte Fahrzeugkennungen bzw. Identifier, die zwar jeweils eindeutig einem Fahrzeug zugeordnet sind, die aber darüber hinaus keine Informationen über das jeweilige Fahrzeug enthalten bzw. auch keine Rückschlüsse zulassen. Der Austausch der Pseudonyme bzw. anonymisierten Fahrzeugkennungen erfolgt vorliegend mit Hilfe von Sende- und Empfangseinheiten in den Fahrzeugen zur V2X-Kommunikation. Sie kann alternativ auch auf einem davon separaten drahtlosen oder drahtgebundenen Datenkanal erfolgen.
In einem Block 6 werden die in Block 2 erzeugten Pseudonyme zwischen den Fahrzeugen des Verbundes ausgetauscht, d. h. jedem Fahrzeug werden die Pseudonyme der anderen Fahrzeuge des Verbundes übermittelt und dort hinterlegt. In einem Block 10 werden während der Kolonnenfahrt Fahrzeug-zu-X bzw. V2X-Botschaften bzw. Nachrichten zwischen den Fahrzeugen der Kolonne ausgetauscht. Die jeweilige Botschaft umfasst dabei das jeweils dem Fahrzeug zugeordnete Pseudonym sowie mindestens dessen Position. Sie kann auch weitere Informationen bzw. Daten umfassen wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit.
In einem Bock 14 werden in den Fahrzeugen der Kolonne jeweils die Botschaften ausgewertet. Dazu wird das übermittelte Pseudonym mit den im Austausch der Pseudonyme jeweils erhaltenen bzw. empfangenen Daten verglichen. In einer Entscheidung 18 wird dann überprüft, ob das Pseudonym zur Menge der Pseudonyme gehört, die den Kolonnenfahrzeugen zugeordnet sind. Ist dies nicht der Fall, verzweigt das Verfahren wieder zu Block 10.
Ist das übermittelte Pseudonym einem Kolonnenfahrzeug zugeordnet, verzweigt da Verfahren zu einem Block 22, in dem die in der V2X-Botschaft enthaltenen Informationen verarbeitet werden. Beispielsweise wird die Fahrzeugposition auf einer Karte angezeigt, so dass der Fahrer einen Überblick über die anderen Fahrzeuge der Kolonne erhält.
In 2 ist ausschnittsweise eine Fahrzeugkolonne dargestellt, von der exemplarisch drei Fahrzeuge 30, 36, 42 eingezeichnet sind. Jedes der Fahrzeuge 30, 36, 42 weist jeweils eine V2X-Sendeeinheit 46, 50, 54 und eine V2X-Empfangseinheit 58, 62, 66 auf. Vor Beginn der Kolonnenfahrt werden Pseudonyme zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht. Dabei sendet jeweils die Sendeeinheit 46, 50, 54 eines Fahrzeuges 30, 36, 42 dessen Pseudonym an die Empfangseinheiten 58, 62, 66 der anderen Fahrzeuge 30, 36, 42. Das Senden des Pseudonyms der Sendeeinheit 54 des Fahrzeuges 42 an die Empfangseinheiten 58, 62 der Fahrzeuge 30, 26 ist durch Pfeile 70, 74 dargestellt. Das heißt, die V2X-Sendeeinheiten 46, 50, 54 sind gleichzeitig die Pseudonym-Sendeeinheiten und die V2X-Empfangseinheiten 58, 62, 66 sind gleichzeitig die Pseudonym-Empfangseinheiten.
Bezugszeichenliste

2: Block
6: Block
10: Block
14: Block
18: Entscheidung
22: Block
30: Fahrzeug
36: Fahrzeug
42: Fahrzeug
46: Sendeeinheit
50: Sendeeinheit
54: Sendeeinheit
58: Empfangseinheit
62: Empfangseinheit
66: Empfangseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012204880 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11p [0002]

Claims

Verfahren zur Vorbereitung und Durchführung einer Fahrt einer Mehrzahl zu einem Verbund zusammengeschlossener Fahrzeuge (30, 36, 42), zwischen denen durch Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, insbesondere zyklisch, Botschaften, jeweils umfassend eine Fahrzeugkennung, verschickt werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während der Fahrt in dem Verbund zwischen den Fahrzeugen (30, 36, 42) anonymisierte Fahrzeugkennungen ausgetauscht werden, und dass während der Fahrt aufgrund der ausgetauschten anonymen Fahrzeugkennungen eine Zuordnung eines Fahrzeuges (30, 36, 42), von dem eine Botschaft empfangen wird, zu dem Verbund erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nur eine diskrete Menge an anonymisierten Fahrzeugkennungen ausgetauscht wird, die voraussichtlich während einer geplanten Fahrtzeit verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Fahrtzeit mit einem zeitlichen Puffer versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf einer Anzeigeeinheit eines beteiligten Fahrzeuges (30, 36, 42) die Positionen der Fahrzeuge (30, 36, 42) dargestellt werden, von denen Botschaften empfangen werden und deren anonymisierte Fahrzeugkennungen bekannt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zum Austausch der anonymisierten Fahrzeugkennungen ein Handshake-Verfahren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei für den Austausch der anonymisierten Fahrzeugkennungen wenigstens ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationskanal verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für den Austausch der anonymisierten Fahrzeugkennungen wenigstens ein von der Fahrzeug-zu-X-Kommunikation getrennter Datenkanal verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die anonymisierten Fahrzeugkennungen verschlüsselt übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die voraussichtliche Fahrtzeit mit Hilfe eines Navigationssystems bestimmt wird.
Kommunikationssystem für einen Verbund von Fahrzeugen (30, 36, 42), wobei jedem Fahrzeug jeweils eine Fahrzeug-zu-X-Sendeeinheit zum Senden und eine Fahrzeug-zu-X-Empfangseinheit zum Empfang von Fahrzeug-zu-X-Nachrichten zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeug (30, 36, 42) jeweils eine Pseudonym-Sendeeinheit (46, 50, 54) und eine Pseudonym-Empfangseinheit (30, 36, 42) zugeordnet sind zum Austausch von anonymisierten Fahrzeugkennungen.