DE102016009707A1

DE102016009707A1 - Verfahren zur Kommunikation zwischen zwei Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102016009707A1
Application number: DE102016009707.8A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schindler; Carsten Brenk; Peer SMUDA; Markus Glaser
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen zwei im Straßenverkehr benachbarten Fahrzeugen (10, 20), wobei jedes der Fahrzeuge, (10, 20) über eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung für Daten verfügt. Erfindungsgemäß ist es so, dass optische Sendeeinrichtungen und optische Empfangseinrichtungen Verwendung finden, wobei jedes der Fahrzeuge (10, 20) über wenigstens einen Umfeldsensor (11, 12, 21, 22) und eine Datenverarbeitungseinheit (13, 23) zur Auswertung der Messdaten der Umfeldsensoren (11, 12, 21, 22) verfügt, und wobei in dem einen der Fahrzeugen (10) erfasste Daten des wenigstens einen Umfeldsensors (11,12) über die Sendeeinrichtung an das andere Fahrzeug (20) gesendet und von dessen Empfangseinrichtung empfangen und der Datenverarbeitungseinheit (23) zur Verfügung gestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen zwei im Straßenverkehr benachbarten Fahrzeugen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Die Kommunikation zwischen Fahrzeugen im Straßenverkehr ist mittlerweile durchaus gängig. So gibt es seit einigen Jahren das sogenannte „Car-to-X” Projekt, in welchem von verschiedenen beteiligten Fahrzeugherstellern Standards für die Übertragungsprotokolle einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation erarbeitet und festgelegt werden. Über eine solche Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation lassen sich beispielsweise sicherheitsrelevante Daten, wie die Tatsache, dass das vorausfahrende Fahrzeug sehr stark abbremsen muss, oder dass hier Sicherheitseinrichtungen wie beispielsweise ein Notbremsassistent, ein Gurtstraffer oder ein Airbag oder ähnliches angesprochen haben an das nachfolgende Fahrzeug übertragen. Hierdurch lassen sich ggf. Auffahrunfälle vermeiden oder zumindest in ihrer Auswirkung durch einen frühzeitigen Bremseingriff, beispielsweise durch den Nutzer oder auch automatisiert, abmildern.
In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, dass als Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen zwischen den Fahrzeugen Licht des Fahrzeuges genutzt wird. So beschreibt die DE 10 2011 085 002 A1 die Signalübertragung von einem vorausfahrenden Fahrzeug auf ein nachfolgendes Fahrzeug, in dem das vorausfahrende Fahrzeug heckseitig optische Signale aussendet, welche von einem optischen Bilderfasser des nachfolgenden Fahrzeuges empfangen und erkannt werden. Auch hier kann durch das nachfolgende Fahrzeug zur Vermeidung von Auffahrunfällen beispielsweise frühzeitig abgebremst werden. Ein vergleichbarer Aufbau ist auch aus der DE 10 2006 035 170 A1 bekannt. Der dort beschriebene Aufbau übermittelt Daten einer Crashidentifikationseinrichtung über das Licht mindestens einer lichtemitierende Diode idealerweise so, dass dies von einem optischen Empfänger in dem nachfolgenden Fahrzeug ausgewertet werden kann, für Personen aber unsichtbar bleibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin ein Verfahren zur Kommunikation zwischen zwei im Straßenverkehr benachbarten Fahrzeugen, welche jeweils über eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung für Daten verfügen, weiter verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so, dass als Sendeeinrichtung und als Empfangseinrichtung jeweils optische Einrichtungen Verwendung finden. Somit ist eine sichere Übertragung der Daten möglich. Eine solche Datenübertragung kann, anders als eine Übertragung beispielsweise per Funk, wie im Car-to-X-Projekt, nicht oder nur sehr schwer abgehört werden. Dies hat den Vorteil, dass die Kommunikation nicht auf Notfälle eingeschränkt werden muss, sondern das zahlreiche andere Daten mit übertragen werden können, ohne dass eine unerwünschte Nutzung dieser Daten durch Dritte zu befürchten wäre. Das erfindungsgemäße Verfahren setzt voraus, dass jedes der Fahrzeuge über wenigstens einen Umfeldsensor und eine Datenverarbeitungseinheit zur Auswertung der Messdaten des Umfeldsensors verfügt. Solche Umfeldsensoren können beispielsweise Kameras oder Stereokameras im Front- oder Heckbereich des Fahrzeuges sein. Auch weitere Umfeldsensoren wie Lidar, Radar oder ähnliches sind denkbar und können ggf. mit den Kameras kombiniert werden. Eine solche Umfeldsensorik kann das Umfeld des Fahrzeuges erfassen, um so beispielsweise die Nachtsicht für den Nutzer des Fahrzeuges zu verbessern oder ein teilautonomes oder autonomes Fahren des Fahrzeuges zu ermöglichen.
In der Praxis ist es nun so, dass die Reichweite derartiger Umfeldsensoren nicht sonderlich hoch ist, bzw. eine erhöhte Reichweite der Umfeldsensoren mit einer deutlichen Verteuerung der Sensoren und damit des Fahrzeuges einhergeht. In der Praxis ist es aber so, dass beispielsweise bei einer schnellen Autofahrt über die Autobahn die Tatsache kritisch ist, dass in größerer Entfernung über die Sensoren erkannte Objekte nicht oder nicht mehr ausreichend zuverlässig eingeordnet und klassifiziert werden können. Eine Erhöhung der Reichweite der Sensoren wäre jedoch mit einem unverhältnismäßig hohen Kostenaufwand verbunden. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt daher die Umfeldsensoren von benachbarten Fahrzeugen mit. Hierfür können erfindungsgemäß in dem einem der Fahrzeuge erfasste Daten des wenigstens einen Umfeldsensors über die Sendeeinrichtung gesendet und von der Empfangseinrichtung des anderen Fahrzeuges empfangen werden. Die Daten des einen Fahrzeuges werden also von dem anderen Fahrzeug, zu welchem sie gesendet worden sind, empfangen. In diesem Fahrzeug kann dann vergleichbar wie zur Auswertung der Daten der eigenen Umfeldsensoren eine Auswertung dieser empfangenen Daten erfolgen. So ist beispielsweise möglich bei einer schnellen Autobahnfahrt die in Fahrtrichtung nach vorne gerichteten Umfeldsensoren des vorausfahrenden Fahrzeuges zu nutzen und damit die Reichweite der Umfeldsensorik zu erhöhen. Dafür sind keine aufwendigeren und teuren Umfeldsensoren notwendig, sondern jedes Fahrzeug kann mit dem vergleichsweise einfachen und kostengünstigeren Umfeldsensoren ausgestattet werden. Sobald eine höhere Reichweite der Sensoren notwendig oder wünschenswert ist, beispielsweise weil die Geschwindigkeit oberhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit liegt oder bei ungünstigen Witterungsbedingungen – wie Nebel – die Reichweite der eigenen Sensorik stark eingeschränkt ist, kann dann diese Sensorik eines vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeuges mitgenutzt werden, um die Erfassung der Umgebung zu verbessern und damit den Einsatz von Fahrerassistenzsystemen und/oder Systemen zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Fahrzeuges zu verbessern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist es dabei vorgesehen, dass als optische Sendeeinrichtung wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen des Fahrzeuges genutzt wird. Eine solche Beleuchtungseinrichtung des Fahrzeuges, insbesondere wenn sie gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee mit lichtemitierenden Dioden als Lichtquellen ausgestattet ist, kann sehr einfach genutzt werden, um aufmodulierte Daten in Form von optischen Signalen auszusenden, die für das menschliche Auge unsichtbar sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist die optische Erfassungseinheit dabei als Kamera, insbesondere als Kamera der Umfeldsensorik, ausgebildet. Bei der Erfassung der Umgebung kann diese auch beispielsweise die Rücklichter eines vorausfahrenden Fahrzeuges erfassen und kann erkennen, wenn über diese Rücklichter, zusätzlich zum Abstrahlen von Licht, optische Signale mit ausgesandt werden, insbesondere solche, welche für Menschen aufgrund der vergleichsweise kurzen Signallänge nicht sichtbar sind, um diese nicht zu irritieren. Die Daten gelangen dann unmittelbar in die Datenverarbeitungseinheit zur Auswertung der Messdaten der Umfeldsensorik und können dort vergleichbar wie die Daten eines eigenen Umfeldsensors ausgewertet werden. Eine solche Kamera hat insbesondere den weiteren Vorteil, dass sie durch die Erfassung der Sendeeinrichtung des benachbarten also des vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeuges gleichzeitig die relative Position dieses Fahrzeuges zum eigenen Fahrzeug ermitteln kann. Hierdurch lassen sich die Daten des jeweiligen Umfeldsensors des benachbarten Fahrzeuges auch in Bezug auf die Position zum eigenen Fahrzeug sicher und zuverlässig auswerten.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere um bei höheren Geschwindigkeiten die Reichweite der Sensoren zu erhöhen, ohne dabei sehr viel teurere und besser auflösende Sensoren einsetzen zu müssen. Da das Verfahren mit einem gewissen Rechenaufwand einhergeht kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens deshalb auch vorgesehen sein, dass dieses erst ab einer gewissen Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 80 km/h verwendet wird, sodass der Aufwand lediglich bei Fahrten außerhalb geschlossener Ortschaften entsteht, während er bei einer Fahrt in geschlossenen Ortschaften eingespart werden kann, da hier die typischerweise vorliegende Reichweite der Umfeldsensoren des eigenen Fahrzeuges dann ausreichend ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Systems ergeben sich auch aus dem Ausfüllungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben ist.
Die einzige beigefügte Figur zeigt die Draufsicht auf einen Straßenabschnitt mit zwei beispielhaften Fahrzeugen.
Bei der Darstellung der Figur ist ein Abschnitt einer Straße 1 zu erkennen, auf den zwei beispielhaft angedeutete Fahrzeuge 10, 20 unterwegs sind. Die Fahrzeuge bewegen sich dabei in Fahrtrichtung F hintereinander, wobei das vordere Fahrzeug das Bezugszeichen 10 und das nachfolgende Fahrzeug das Bezugszeichen 20 trägt. Jedes der beiden Fahrzeuge 10, 20 weist eine Umfeldsensorik auf, beispielsweise in Form jeweils einer Frontkamera 11, 21 sowie einer Heckkamera 12, 22. Diese Umfeldsensoren in Form der Front- und Heckkameras 11, 12, 21, 22 sind in dem jeweiligen Fahrzeug 10, 20 mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 13 bzw. 23 verbunden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 23 ist außerdem mit den Frontscheinwerfern 14 bzw. 24 sowie den Heckleuchten 15 bzw. 25 des jeweiligen Fahrzeuges 10, 20 verbunden. Diese dienen als optischen Sendeeinrichtungen und weisen beispielsweise lichtimitierende Dioden zumindest als Teil der Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtungen 14, 15, 24, 25 auf. Über die Datenverarbeitungseinheit 13, 23 werden nun die Daten der Umfeldsensoren, beispielsweise beim vorausfahrenden Fahrzeug 10 die Daten der Frontkamera 11 empfangen und ausgewertet. Die empfangenen Daten lassen sich außerdem über die Heckleuchten 14 des vorausfahrenden Fahrzeuges 10 als optische Signale an das nachfolgenden Fahrzeug 20 aussenden.
Die Frontkamera 21 des nachfolgenden Fahrzeuges 20 kann die über die Rückleuchten 15 des vorausfahrenden Fahrzeuges 10 ausgesendeten Daten empfangen und in der eigenen Datenverarbeitungseinrichtung 23 auswerten. Hierdurch ist es möglich, dass die Umfeldsensorik des nachfolgenden Fahrzeuges 20 eine sehr viel höhere Sensoreichweite erzielt, da das nachfolgende Fahrzeug 20 nicht mehr nur auf seine eigenen Umfeldsensoren angewiesen ist, sondern die Umfeldsensoren des vorausfahrenden Fahrzeuges 10 mitnutzen kann. Ohne dass die Qualität für die Frontkamera 11 bzw. 21 erhöht werden müsste, kann so die Reichweite, mit welcher das nachfolgende Fahrzeug 20 sein Umfeld erfassen kann, erhöht werden. Dies gilt im Falle eines weiteren vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeuges dann entsprechend.
Selbstverständlich ist dies nicht nur in Fahrtrichtung F möglich, sondern auch in der anderen Richtung. So kann beispielsweise ein sich dem nachfolgendem Fahrzeug 20 von hinten näherndes Einsatzfahrzeug mit Blaulicht von der Heckkamera 22 des nachfolgenden Fahrzeuges 20 erkannt werden. Die Daten können neben einer entsprechenden Auswertung in der Datenverarbeitungseinrichtung 23 des nachfolgenden Fahrzeuges über die Frontscheinwerfer 24 des nachfolgenden Fahrzeuges 20 auch in Richtung des vorausfahrenden Fahrzeuges 10 gesandt werden. Dort werden sie von der Heckkamera 12 des vorausfahrenden Fahrzeuges 10 erfasst und über die Datenverarbeitungseinrichtung 13 ausgewertet, sodass die Information des sich nähernden Einsatzfahrzeuges auch bereits sehr früh in dem vorausfahrenden Fahrzeug 10 vorliegt. Hierdurch können geeignete Maßnahmen wie beispielsweise das Bilden einer Rettungsgasse oder ähnlichem beschleunigt und verbessert werden.
Neben dem beschriebenen Kameras 11, 12, 21, 22 als Umfeldsensoren sind selbstverständlich auch andere Sensoren als alternative oder ergänzende Umfeldsensoren denkbar, beispielsweise Radar, Lidar, Nahfeldkameras, Stereokameras oder ähnliches. Auch die Position der Umfeldsensoren ist nicht auf die dargestellten Positionen im Frontbereich und Heckbereich der Fahrzeuge 10, 20 beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011085002 A1 [0003]
DE 102006035170 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Kommunikation zwischen zwei im Straßenverkehr benachbarten Fahrzeugen (10, 20), wobei jedes der Fahrzeuge, (10, 20) über eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung für Daten verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass optische Sendeeinrichtungen und optische Empfangseinrichtungen Verwendung finden, wobei jedes der Fahrzeuge (10, 20) über wenigstens einen Umfeldsensor (11, 12, 21, 22) und eine Datenverarbeitungseinheit (13, 23) zur Auswertung der Messdaten der Umfeldsensoren (11, 12, 21, 22) verfügt, und wobei in dem einen der Fahrzeuge (10) erfasste Daten des wenigstens einen Umfeldsensors (11, 12) über die Sendeeinrichtung an das andere Fahrzeug (20) gesendet und von dessen Empfangseinrichtung empfangen und der Datenverarbeitungseinheit (23) zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Sendeeinrichtungen wenigstens eine der Beleuchtungseinrichtungen (14, 15, 24, 25) des Fahrzeuges (10, 20) genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genutzte Beleuchtungseinrichtung (14, 15, 24, 25) wenigstens eine lichtemmitierende Diode als Lichtquelle verwendet.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gesendeten Daten auf das Licht der jeweiligen Beleuchtungseinrichtung (14, 15, 24, 25) aufmoduliert werden, insbesondere für das menschliche Auge unsichtbar.
Verfahren nach Anspruch 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass als optische Empfangseinrichtung wenigstens eine Kamera (11, 12, 21, 22) insbesondere eine Kamera der Umfeldsensorik, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass über wenigstens einen der Umfeldsensoren (11, 12, 21, 22) die Position der Fahrzeuge (10, 20) relativ zueinander erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden der Daten von dem einen der Fahrzeuge (10, 20) zu dem anderen der Fahrzeuge (20, 10) erst oberhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit erfolgt.