DE102015109445B3 - Method for preparing a wireless communication network for a vehicle remote control - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung eines zumindest teilweise drahtlosen Kommunikationsnetzwerks (1) auf die Durchführung eines Fernsteuervorgangs für ein Fahrzeug (3). Das Fahrzeug (3) wird von einem Bediener (O) in einer Fernsteuerzentrale (4) gesteuert, wobei Erfassungsdaten des Fahrzeugs (3) und Steuerkommandos des Bedieners (O) über das zumindest teilweise drahtlose Kommunikationsnetzwerk (1) ausgetauscht werden. Vor der Durchführung eines Fernsteuervorgangs empfängt der Netzwerk-Provider eine Anfrage für einen Fernsteuervorgang, eine Anfangsposition (X) des zu steuernden Fahrzeugs (3) und eine geplante Route (R). Es wird geprüft ob eine ausreichende Übertragungskapazität des Kommunikationsnetzwerks (1) in den betroffenen Kommunikationszellen (A, B, C, D) zur Verfügung gestellt werden kann und eine Antwortmitteilung an die Fernsteuerzentrale (4) gesendet. Im Falle einer Freigabe wird zumindest in der anfänglichen Kommunikationszelle (A) eine dedizierte Übertragungskapazität für die Durchführung des Fernsteuervorgangs reserviert.The invention relates to a method for preparing an at least partially wireless communication network (1) for carrying out a remote control operation for a vehicle (3). The vehicle (3) is controlled by an operator (O) in a remote control center (4), wherein detection data of the vehicle (3) and control commands of the operator (O) are exchanged via the at least partially wireless communication network (1). Before performing a remote control operation, the network provider receives a request for a remote control operation, an initial position (X) of the vehicle to be controlled (3) and a planned route (R). It is checked whether a sufficient transmission capacity of the communication network (1) in the affected communication cells (A, B, C, D) can be provided and sent a response message to the remote control center (4). In the case of release, at least in the initial communication cell (A) a dedicated transmission capacity is reserved for the execution of the remote control operation.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung eines zumindest teilweise drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes auf die Durchführung eines Fernsteuervorganges. Bei dem Fernsteuervorgang wird ein Fahrzeug durch einen entfernten Bediener von einer Ausgangsposition zu einer Zielposition entlang einer geplanten Route bewegt. Dabei werden Steuerdaten und Erfassungsdaten über das Kommunikationsnetzwerk mit dem zu steuernden Fahrzeug ausgetauscht. The present invention relates to a method for preparing an at least partially wireless communication network for performing a remote control operation. In the remote control operation, a vehicle is moved by a remote operator from a home position to a destination position along a planned route. In this case, control data and acquisition data are exchanged via the communication network with the vehicle to be controlled.
Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge, werden inzwischen häufig mit elektrisch steuerbaren Systemen zur Erfassung der Fahrzeugumgebung sowie diversen elektronisch betätigbaren Aktoren zur Steuerung der Fahrbewegung ausgestattet. Derartige Systeme können auch zur Fernsteuerung genutzt werden. Ferner sind Fahrzeuge heute in der Regel mit drahtlosen Kommunikationseinrichtungen ausgestattet, beispielsweise über das 4G-Netz, und mit Systemen zur satellitenbasierten Feststellung der Position. Vehicles, especially passenger cars, are now often equipped with electrically controllable systems for detecting the vehicle environment and various electronically actuated actuators to control the driving movement. Such systems can also be used for remote control. Furthermore, vehicles today are typically equipped with wireless communication devices, such as the 4G network, and with systems for satellite-based location detection.
Bei Car-Sharing Betreibern sowie in anderen Anwendungsbereichen besteht ein Bedarf dafür, Fahrzeuge per Fernsteuerung zu bewegen, wobei ein Bediener, der sich in einer von dem zu steuernden Fahrzeug entfernten Fernsteuerzentrale befindet, die entsprechenden Steuerkommandos für die Bewegung des Fahrzeuges vorgibt und Anzeigen über das sensorisch erfasste Fahrzeugumfeld erhält. Solche Anzeigen können insbesondere Kamerabilder von der Fahrzeugumgebung sein, sowie eventuell überlagerte Informationen zu erkannten und identifizierten Umgebungsobjekten und Daten über den momentanen Zustand und die momentane Position des Fahrzeuges. In car-sharing operators, as well as in other applications, there is a need to remotely control vehicles, with an operator located in a remote control center remote from the vehicle to be controlled providing the appropriate control commands for the movement of the vehicle and displaying information about the vehicle sensory recorded vehicle environment receives. In particular, such displays may be camera images of the vehicle environment, as well as possibly superimposed information on detected and identified environmental objects and data on the current state and the current position of the vehicle.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem ein zumindest teilweise drahtloses Kommunikationsnetzwerk auf die Durchführung eines Fernsteuervorgangs vorbereitet werden kann, um während des Fernsteuervorgangs einen sicheren Fernsteuerbetrieb zu ermöglichen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Hautanspruchs. It is an object of the present invention to provide a method by which an at least partially wireless communication network can be prepared for performing a remote control operation to enable secure remote control operation during the remote control operation. The invention solves this problem with the features of the skin claim.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt durch einen Netzwerk-Provider ausgeführt, der eine Kommunikation über eine oder mehrere Sende- und Empfangsstationen für jeweils eine Kommunikationszelle steuert, in der sich das Fahrzeug während des Fernsteuervorgangs befindet. The method according to the invention is preferably carried out by a network provider which controls communication via one or more transmitting and receiving stations for a respective communication cell in which the vehicle is located during the remote control process.
Nachfolgend wird vornehmlich auf Steuermaßnahmen eingegangen, die den drahtlosen Anteil des Kommunikationsnetzwerkes betreffen. Das zu steuernde Fahrzeug sendet und empfängt während des Fernsteuervorgangs Daten über das drahtlose Netzwerk. Darüber hinaus können dieselben oder ähnliche Steuermaßnahmen für einen zusätzlichen Teil des Kommunikationsnetzwerkes erfolgen, der leitungsgebunden ist. The main focus will be on tax measures relating to the wireless part of the communications network. The vehicle to be controlled sends and receives data via the wireless network during the remote control process. In addition, the same or similar control measures may be taken for an additional part of the communications network that is wired.
Das Verfahren zur Vorbereitung des Kommunikationsnetzwerks auf einen Fernsteuervorgang umfasst mehrere Schritte, die bevorzugt in der nachfolgend genannten Reihenfolge ausführbar sind. Alternativ können die Schritte parallel und zeitlich überlappend oder in einer beliebigen anderen Reihenfolge ausgeführt werden. The method for preparing the communication network for a remote control process comprises a plurality of steps, which are preferably executable in the order mentioned below. Alternatively, the steps may be performed in parallel and temporally overlapping or in any other order.
In einem ersten Schritt wird eine Fernsteueranfrage von einer Fernsteuerzentrale empfangen. Die Anfrage kann beispielsweise von einer Bedienperson erzeugt und als elektronische Nachricht an den Netzwerk-Provider gesendet sein. Alternativ kann eine Fernsteueranfrage von einem zu steuernden Fahrzeug erzeugt sein. In a first step, a remote control request is received from a remote control center. For example, the request may be generated by an operator and sent as an electronic message to the network provider. Alternatively, a remote control request may be generated by a vehicle to be controlled.
Eine anfängliche Position und eine geplante Fahrroute für ein bestimmtes Fahrzeug werden bei dem Netzwerk-Provider empfangen. Der Absender diese Daten kann das zu steuernde Fahrzeug oder die Fernsteuerzentrale sein. An initial position and a planned route for a particular vehicle are received at the network provider. The sender of this data may be the vehicle to be controlled or the remote control center.
Der Netzwerk-Provider kann diese mitgeteilte Position und die mitgeteilte Fahrroute mit Daten über die Position und Kommunikationsleistung von Sende- und Empfangsstationen und zugehörigen Kommunikationszellen entlang der geplanten Fahrroute abgleichen. The network provider can match this notified position and the communicated route with data on the position and communication performance of transmitting and receiving stations and associated communication cells along the planned route.
Es wird eine anfängliche Kommunikationszelle ermittelt, der das Fahrzeug vor dem Beginn eines Fernsteuervorgangs zugeordnet ist. Die Zuordnung kann eine kommunikationstechnische Verbindung und/oder eine lokale Zugehörigkeit ausdrücken. An initial communication cell is determined that is associated with the vehicle prior to commencement of a remote control operation. The association can express a communication connection and / or a local affiliation.
Darüber hinaus wird mindestens eine nächste Kommunikationszelle ermittelt, der das Fahrzeug beim Zurücklegen der geplanten Fahrroute zugeordnet sein wird. Bevorzugt werden alle Kommunikationszellen ermittelt, denen das Fahrzeug beim Zurücklegen der geplanten Fahrroute zugeordnet sein wird. In addition, at least one next communication cell is determined to which the vehicle will be assigned when the planned driving route is covered. Preferably, all communication cells are determined to which the vehicle will be assigned when covering the planned route.
In einem weiteren Schritt wird geprüft, ob in der anfänglichen Kommunikationszelle und ggfs. der mindestens einen nächsten Kommunikationszelle für den angefragten Fernsteuervorgang eine ausreichende Übertragungskapazität bereitstellbar ist. Für diese Prüfung können einerseits technische Randbedienungen überprüft werden, insbesondere ob entlang der gesamten Route eine ausreichende Netzabdeckung vorherrscht. Andererseits können die momentanen oder für den Zeitraum des Fernsteuervorgangs geplanten Betriebsbedingungen des Kommunikationsnetzwerkes geprüft werden, d.h. beispielsweise ob bereits Übertragungskapazitäten für andere Vorgänge reserviert sind und/oder wie hoch die momentane oder zu dem jeweiligen Zeitpunkt übliche Netzauslastung einer ermittelten Kommunikationszelle ist. In a further step, it is checked whether a sufficient transmission capacity can be provided in the initial communication cell and, if appropriate, the at least one next communication cell for the requested remote control process. For this test on the one hand technical marginal operations can be checked, in particular whether along the entire route a sufficient network coverage prevails. On the other hand, the current or planned for the period of remote control operation operating conditions of the communication network can be checked, ie, for example, whether already transmission capacities for other operations are reserved and / or how high the current or at the respective time usual network utilization of a determined communication cell.
Auf Basis des Prüfergebnisses wird eine Antwortmitteilung an die Fernsteuerzentrale und/oder das zu steuernde Fahrzeug übermittelt. Die Antwortmitteilung kann im Falle eines positiven Prüfungsergebnisses eine Freigabe für die Durchführung des Fernsteuervorgangs umfassen. Based on the test result, a response message is transmitted to the remote control center and / or the vehicle to be controlled. The response message may include, in the case of a positive test result, a release for performing the remote control operation.
Sofern eine solche Freigabe erteilt wird, erfolgt eine Reservierung der für den Fernsteuervorgang benötigten Übertragungskapazität in der anfänglichen Kommunikationszelle als dedizierte Übertragungskapazität für den Fernsteuervorgang. Darüber hinaus kann eine entsprechende dedizierte Übertragungskapazität für leitungsgebundene Teile des Kommunikationsnetzwerks erfolgen. If such a release is granted, a reservation of the transmission capacity required for the remote control operation in the initial communication cell is made as a dedicated transmission capacity for the remote control operation. In addition, a corresponding dedicated transmission capacity for wired parts of the communication network can take place.
Für die Reservierung einer dedizierten Übertragungskapazität können beliebige bekannte Verfahren angewendet werden, insbesondere die Zuweisung von Quality of Service (QoS) Attributen für die Verbindung. For the reservation of a dedicated transmission capacity any known method can be used, in particular the allocation of Quality of Service (QoS) attributes for the connection.
Durch die Zuweisung der dedizierten Übertragungskapazität wird sichergestellt, dass die für den Fernsteuervorgang auszutauschenden Daten zumindest innerhalb des drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes mit Vorrang übertragen werden. The allocation of the dedicated transmission capacity ensures that the data to be exchanged for the remote control operation are transmitted with priority, at least within the wireless communication network.
Durch die Reservierung der Übertragungskapazität werden insbesondere eine Mindest-Brandbreite und eine maximale Übertragungslatenz zugesichert, damit die für den Fernsteuervorgang benötigten Datenmitteilungen in ausreichender Geschwindigkeit, insbesondere in Echtzeit übertragen werden. By reserving the transmission capacity, in particular a minimum bandwidth and a maximum transmission latency are assured so that the data messages required for the remote control process are transmitted at a sufficient speed, in particular in real time.
In den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung sowie der nachfolgenden Beschreibung sind weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung angegeben. In the dependent claims, the accompanying drawings and the following description further advantageous embodiments of the invention are given.
Die Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung beispielhaft und schematisch dargestellt. Es zeigt: The invention is illustrated by way of example and schematically in the attached drawing. It shows:
Während des Fernsteuervorgangs werden Steuerdaten und Erfassungsdaten jeweils zwischen einer Sende- und Empfangsstation (
Zumindest der drahtlose Teil des Kommunikationsnetzwerks (
Vor der Durchführung eines Fernsteuervorgangs können die oben genannten Schritte zur Vorbereitung des Kommunikationsnetzwerkes (
Spätestens wenn ein Fernsteuervorgang freigegeben ist, können Sensorinformationen, Statusinformationen und gegebenenfalls Warnungsmeldungen des Fahrzeuges (
Durch die Steuerkommandos können konkrete oder abstrakte Vorgaben für die Fahrzeugbewegung gemacht werden. Je nach Automatisierungsgrad des Fahrzeuges (
Die Sensordaten, die vom Fahrzeug (
Bei der Fernsteuerung können Sicherheitsfunktionen des zu steuernden Fahrzeuges (
Die Vorbereitung des drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes (
Sobald das ferngesteuerte Fahrzeug (
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können die Prüfergebnisse des Netzwerk-Providers über die Tatsache, ob in den entsprechend der Route (R) ermittelten Kommunikationszellen (A, B, C, D) eine ausreichende Übertragungskapazität bereitstellbar ist, dem Bediener (O) oder der Fernsteuerzentrale (
Eine Entscheidung darüber, unter welchen Bedingungen eine Übertragungskapazität für die Durchführung des Fernsteuervorgangs als ausreichend eingestuft wird, kann je nach Ausbildung der beteiligten Kommunikationsmittel und des Umfangs der zu übertragenden Daten nach verschiedenen Kriterien bestimmt werden. Bevorzugt ist ein Grundkriterium, dass zumindest die Steuerkommandos und die Sensorinformationen zwischen dem zu steuernden Fahrzeug (
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung können ein oder mehrere kritische Bereiche entlang der Route (R) identifiziert werden. Die Identifizierung kann beispielsweise durch den Netzwerk-Provider erfolgen, der Informationen über lokal überhöhte Netzwerkauslastungen, oder die Aussendung von Notrufmitteilungen an der Route (R) oder in benachbarten Bereichen auswertet. Alternativ oder zusätzlich können durch das Fahrzeug (
Im Falle der Aussendung eines Notrufs in einer zu der Route (R) gehörenden Kommunikationszelle (A, B, C, D) oder einer benachbarten Kommunikationszelle kann beispielsweise eine Mitteilung von dem Netzwerk-Provider an die Fernsteuerzentrale (
Im Falle einer stark frequentierten Kreuzung kann gegebenenfalls eine momentan erhöhte Übertragungskapazität für den Fernsteuervorgang reserviert werden, um einen absehbar höheren Bedarf für die Übertragung von Sensordaten und/oder Erfassungsdaten zu antizipieren. In the case of a high-traffic intersection, it may be possible to reserve a momentarily increased transmission capacity for the remote control operation, in order to anticipate a foreseeably higher demand for the transmission of sensor data and / or detection data.
Wiederum alternativ oder zusätzlich kann für kritische Bereiche eine höhere Genauigkeit und/oder ein schnelleres Antwortverhalten des drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes (
Falls während der Durchführung des Fernsteuervorgangs die tatsächlich verfügbare Übertragungskapazität geringer ist als die zugesicherte Kapazität, oder falls eine Unterschreitung der zugesicherten Kapazität für einen zukünftigen Zeitraum prädiziert wird, können entsprechende Warnungsmeldungen erzeugt werden. Solche Warnungen können insbesondere von dem Fahrzeug (
Weiterbildungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die zu den Ausführungsbeispielen gezeigten, beschriebenen oder beanspruchten Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden. Further developments of the invention are possible in various ways. In particular, the features shown, described or claimed in relation to the exemplary embodiments can be combined with one another in any desired manner, replaced with one another, supplemented or omitted.
Das zu steuernde Fahrzeug (
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