DE102016219932A1

DE102016219932A1 - Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102016219932A1
Application number: DE102016219932.3A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stählin
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-04-19
Also published as: US20180106907A1; US11175412B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) für ein Fahrzeug (101). Das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) umfasst ein erstes Kommunikationsmodul (103) mit einer ersten Antenne (104), wobei die erste Antenne (104) einen ersten Kommunikationswinkel aufweist; ein zweites Kommunikationsmodul (107) mit einer zweiten Antenne (108), wobei die zweite Antenne (108) einen zweiten Kommunikationswinkel aufweist; wobei das erste Kommunikationsmodul (103) und das zweite Kommunikationsmodul (107) derart angeordnet sind, dass die erste Antenne (104) und die zweite Antenne (108) in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, um einen gesamten Kommunikationswinkel zu erhalten, der sich aus dem ersten Kommunikationswinkel und dem zweiten Kommunikationswinkel zusammensetzt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem und ein Fahrzeug, das ein derartiges Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem umfasst.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Fahrzeug-zu-x-Kommunikation (V2X) auf der Basis von IEEE 802.11p für Fahrzeuge wird derzeit auf den Markt eingeführt. Fahrzeug-zu-X-Kommunikation (V2X) verbessert die Fähigkeiten von Fahrzeugen zur digitalen Kommunikation mit der Absicht, die Sicherheit für die teilnehmenden Verkehrsteilnehmer zu erhöhen und den Verkehrsfluss zu optimieren. Fahrzeug-zu-X-Kommunikation umfasst eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug -Kommunikation (V2V) sowie eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2I). V2V-Kommunikation ermöglicht den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Fahrzeugen, wie beispielsweise Informationen über Position und Geschwindigkeit der betreffenden Fahrzeuge, um Unfälle zwischen den teilnehmenden Fahrzeuge zu vermeiden. V2I-Kommunikation kann Fahrzeugen Informationen über ihre Fahrumgebung wie zum Beispiel Verkehrsinformationen oder Informationen über Hindernisse auf einer Straße bereitstellen.
Die technologische Grundlage für ein digital vernetztes Fahrzeug wird durch ein entsprechendes V2X-Kommunikationssystem für ein Fahrzeug bereitsgestellt. Das Fahrzeug umfasst dabei mindestens eine elektronische Steuereinheit (ECU) zur Steuerung von einem oder mehreren elektrischen Systemen des Fahrzeugs. Die ECU ist mit einer Antenne verbunden. Bislang war eine solche Antenne typischerweise eine sogenannte passive Antenne, die ausschließlich zum Senden und Empfangen von Signalen ausgebildet ist. Eine solche passive Antenne hat in der Regel keine zusätzlichen elektronischen Komponenten integriert, wie zum Beispiel einen Mikrocontroller für die Verarbeitung von Signalen.
Eine weitere Variante einer Antenne, welche vorzugsweise in Kommunikationssystemen für Fahrzeuge eingesetzt wird, ist die Verwendung einer sogenannten intelligenten Antenne, die zusätzliche elektronische Komponenten integriert hat, wie beispielsweise Transceiver-Komponenten oder eine ECU, die innerhalb eines Gehäuses von dieser intelligenten Antenne integriert sind. Derartige (intelligente) Antennen sind in der Regel sichtbar an einem Fahrzeug angebracht, was jedoch nicht immer von den Kunden gewünscht wird. Darüberhinaus ist der zur Verfügung stehende Platz, um eine derartige (intelligente) Antenne an einer fahrzeugtypischen Antennenposition zu installieren - wie etwa auf dem Dach eines Fahrzeugs - streng begrenzt. Derartige Antennen sind im Stand der Technik auch als sogenannte Haifischflossen-Antennen bekannt. Ein weiterer nachteiliger Aspekt besteht darin, dass eine solche (intelligente) Antenne individuell an jede neue Fahrzeugkarosserie gesondert angepasst werden muss.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein effizientes Konzept für ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem bereitzustellen, welches eine Installation und eine Anpassung des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems auf eine einfache und platzsparende an jedes beliebige Fahrzeug erlaubt und zwar unabhängig von der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugform des verwendeten Fahrzeugs. Eine weitere Aufgabe besteht außerdem darin, ein verbessertes Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem bereitzustellen, welches eine einfache und zugleich flexible Anpassung einer Signalabstrahlung und Signalabdeckung für das Senden und Empfangen von Signalen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem für ein Fahrzeug, umfassend ein erstes Kommunikationsmodul mit einer ersten Antenne, wobei die erste Antenne einen ersten Kommunikationswinkel aufweist; ein zweites Kommunikationsmodul mit einer zweiten Antenne, wobei die zweite Antenne einen zweiten Kommunikationswinkel aufweist; wobei das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul derart angeordnet sind, dass die erste Antenne und die zweite Antenne in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, um einen gesamten Kommunikationswinkel zu erhalten, der sich aus dem ersten Kommunikationswinkel und dem zweiten Kommunikationswinkel zusammensetzt.
Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Motorrad, ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug handeln.
Ein Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung erreicht wird, besteht darin, dass das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem in jedem Fahrzeug unabhängig von der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugform des verwendeten Fahrzeugs installierbar ist, da die erste Antenne ein integrierter Bestandteil des ersten Kommunikationsmoduls ist und die zweite Antenne ein integrierter Bestandteil des zweiten Kommunikationsmoduls ist. Aufgrund dieses integrativen Konzepts des ersten Kommunikationsmoduls und des zweiten Kommunikationsmoduls ist es möglich, das erste Kommunikationsmodul mit der darin integrierten ersten Antenne und das zweite Kommunikationsmodul mit der darin integrierten zweiten Antenne an einer beliebigen Position innerhalb des Fahrzeugs installieren und anordnen zu können, ohne sich mit technischen Einschränkungen aufgrund von Platzmangel innerhalb eines Fahrzeugs auseinandersetzen zu müssen, was jedoch beim Einbau von (intelligenten) Antennen in einem Fahrzeug bislang oftmals erforderlich war. Aus diesem Grund müssen keine zusätzlichen oder umfangreichen Anpassungen an dem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem aufgrund einer bestimmten Fahrzeugkarossie und deren Form durchgeführt werden. Dadurch kann das erfindungsgemäße Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem in verschiedenen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Fahrzeugkarosserien, Fahrzeugformen und Abmessungen auf einfache und effiziente Weise installiert werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die die jeweiligen Kommunikationsmodule aufgrund ihrer Flexibilität zum Einbau und Anordnung an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Fahrzeugs, vorzugsweise an Positionen innerhalb des Fahrzeugs, eingebaut werden können, die sich nahe oder zumindest in der Nähe von elektronischen Geräten und elektronischen Vorrichtungen befinden, die mit den jeweiligen Kommunikationsmodulen zu verbinden sind. Dadurch lassen sich ebenfalls Ausgaben für Verbindungselemente wie etwa Kabel einsparen, um die jeweiligen Kommunikationsmodule mit den entsprechenden Kabeln zu verbinden.
Ein weiterer Vorteil, der durch das erfindungsgemäße Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem erreicht wird, besteht darin, dass die Signalabstrahlung und die Signalabdeckung von jeder der beiden Antennen für das Senden und Empfangen von Signalen einfach und flexibel anpassbar sind. Dies wird durch das eingangs beschriebene integrierte Konzept des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems erzielt, da die Installation des ersten Kommunikationsmoduls und des zweiten Kommunikationsmoduls, von denen jedes Modul mindestens eine Antenne umfasst, nicht auf eine bestimmte vorgeschriebene Position innerhalb des Fahrzeugs beschränkt ist. Stattdessen können das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul jeweils sehr flexibel innerhalb des Fahrzeugs angeordnet werden, um wechselnde technische Anforderungen zu erfüllen, wenn das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem zum Beispiel in unterschiedliche Fahrzeugtypen eingebaut wird. Außerdem ist eine gewünschte Signalabstrahlung und Signalabdeckung von jeder der beiden Antennen unabhängig vom verwendeten Fahrzeugtyp oder einer verwendeten Fahrzeugkarosserieform eingestellbar, was durch die erhöhte Flexibilität bei der Anordnung der jeweiligen Kommunikationsmodule des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems im Fahrzeug erreicht wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der betreffenden Kommunikationswinkel ein Abstrahlwinkel oder ein Empfangswinkel.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden der erste Kommunikationswinkel und der zweite Kommunikationswinkel Kommunikationswinkel von 180°, wobei der gesamte Kommunikationswinkel größer als 180° und kleiner oder gleich 360° ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein bevorzugter Kommunikationswinkel des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems auf einfache Weise für unterschiedliche Fahrzeugtypen mit jeweils unterschiedlichen Dimensionen und Fahrzeugformen einstellbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Kommunikationsmodul ein erstes Gehäuse, in welchem die erste Antenne untergebracht ist und umfasst das zweite Kommunikationsmodul ein zweites Gehäuse, in welchem die zweite Antenne untergebracht ist. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass ein sogenanntes integriertes erstes Kommunikationsmodul und ein sogenanntes integriertes zweites Kommunikationsmodul aufgebaut werden kann, welche jeweils auf einfache Weise an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Fahrzeugs angeordnet werden können. Dies erlaubt eine größere Flexibilität bei der Installierung des Fahrzeug-X-Kommunikationssystems in Fahrzeugen mit unterschiedlichen Fahrzeugabmessungen und Karosserieformen. Unter einem integrierten ersten bzw. zweiten Kommunikationsmodul kann dabei verstanden werden, dass das jeweilige erste und zweite Kommunikationsmodul bestimmte Komponenten wie etwa eine Antenne enthält und das jeweilige Kommunikationsmodul von einem entsprechenden Gehäuse umschliessbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem eine erste Kommunikationsschnittstelle, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul miteinander zu verbinden, um eine Kommunikation zwischen dem ersten Kommunikationsmodul und dem zweiten Kommunikationsmodul einzurichten. Die erste Kommunikationsschnittstelle kann dabei als eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sein. Eine Datenverbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul und dem zweiten Kommunikationsmodul zum Austausch von Daten zwischen den ersten Kommunikationsmodul und den zweiten Kommunikationsmodul kann dann sinnvoll sein, wenn eine Synchronisierung von Daten erforderlich ist. Aus diesem Grund, ist eine Datenverbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul und dem zweiten Kommunikationsmodul nicht zu jeder Zeit erforderlich, in der das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul betrieben werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Kommunikationsschnittstelle als ein Datenbussystem, vorzugsweise als ein CAN-Bussystem ausgebildet. Die Verwendung eines CAN-Bussystems ist insbesondere kostengünstig.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Kommunikationsmodul eine erste Verarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung von Daten, wobei die erste Verarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, mit der ersten Antenne verbindbar zu sein. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die erste Verarbeitungsvorrichtung Berechnungen mit Daten durchführen kann, die sie von anderen Komponenten erhalten hat, die innerhalb oder außerhalb des ersten Kommunikationsmoduls des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems installiert sind. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das erste Kommunikationsmodul als ein primäres Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul als ein sekundäres Kommunikationsmodul betrieben werden, wobei das sekundäre Kommunikationsmodul ausgebildet ist, Daten an das primäre Kommunikationsmodul zur weiteren Verarbeitung zu übermitteln. Nach Verarbeitung dieser Daten durch das primäre Kommunikationsmodul werden die verarbeiteten Daten an das sekundäre Kommunikationsmodul zurückgesendet. Für diesen speziellen Anwendungsfall ist es deshalb sinnvoll, eine Datenverbindung über die erste Kommunikationsstelle zwischen dem ersten Kommunikationsmodul und den zweiten Kommunikationsmodul aufzubauen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das erste Kommunikationsmodul unabhängig von dem zweiten Kommunikationsmodul Daten verarbeiten kann und es deshalb unabhängig von dem zweiten Kommunikationsmodul betrieben werden kann. Entsprechendes gilt natürlich in umgekehrter Weise.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Kommunikationsmodul eine erste Speichervorrichtung zur Speicherung von Daten, wobei die erste Speichervorrichtung vorzugsweise als ein Stack oder als ein Bestandteil eines Stacks ausgebildet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß Daten, die ausschließlich von dem ersten Kommunikationsmodul erzeugt und verwendet werden, in der ersten Speichervorrichtung abgespeichert werden können, was die Verwendung anderer oder zusätzlicher Speichervorrichtungen und ihre Verbindung über ein Verbindungsmittel wie zum Beispiel einem Kabel mit dem ersten Kommunikationsmodul zur Speicherung der Daten des ersten Kommunikationsmoduls überflüssig macht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Kommunikationsmodul eine erste Sicherheitsvorrichtung zur Sicherung von Daten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, das Daten des ersten Kommunikationsmoduls auf besondere Weise verschlüsselt und gesichert werden können, zum Beispiel, durch die Verwendung einer anderen EAL-Stufe (= Evaluation Assurance Level), welche sich von einer EAL-Stufe unterscheidet, die von anderen Geräten oder Vorrichtungen zur Verschlüsselung von Daten innerhalb des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Kommunikationsmodul eine zweite Verarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung von Daten umfasst, wobei die zweite Verarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, mit der zweiten Antenne verbindbar zu sein. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das zweite Kommunikationsmodul in der Lage ist, unabhängig von dem ersten Kommunikationsmodul Daten zu verarbeiten, wodurch das zweite Kommunikationsmodul auch unabhängig von dem ersten Kommunikationsmodul betreibar ist. Für den Anwendungsfall, dass das erste Kommunikationsmodul als ein primäres Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul als ein sekundäres Kommunikationsmodul ausgebildet ist, kann zum Beispiel das sekundäre Kommunikationsmodul ausgebildet sein, eine Vorverarbeitung von Daten vorzunehmen, bevor diese Daten an das primäre bzw. erste Kommunikationsmodul zur weiteren Verarbeitung übermittelt werden. Auf diese Weise kann eine datentechnische Überbelastung der ersten Kommunikationsschnittstelle, reduziert werden, die verwendet wird, um Daten zwischen dem ersten Kommunikationsmodul und im zweiten Kommunikationsmodul zu übertragen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Kommunikationsmodul eine zweite Speichervorrichtung zur Speicherung von Daten, wobei die zweite Speichervorrichtung vorzugsweise als ein Stack oder als ein Bestandteil eines Stacks ausgebildet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß Daten, die ausschließlich von dem zweiten Kommunikationsmodul erzeugt und verwendet werden, in der zweiten Speichervorrichtung abgespeichert werden können, was die Verwendung anderer oder zusätzlicher Speichervorrichtungen und ihre Verbindung über ein Verbindungsmittel wie zum Beispiel einen Kabel mit dem zweiten Kommunikationsmodul zur Speicherung der Daten des zweiten Kommunikationsmoduls überflüssig macht. Außerdem ermöglicht die zweite Speichervorrichtung im zweiten Kommunikationsmodul, das zweite Kommunikationsmodul unabhängig von den ersten Kommunikationsmodus betreiben, da die erste Speichervorrichtung des ersten Kommunikationsmoduls zur Speicherung von Daten des zweiten Kommunikationsmoduls nicht benötigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Kommunikationsmodul eine zweite Sicherheitsvorrichtung zur Sicherung von Daten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, das Daten des zweiten Kommunikationsmoduls auf besondere Weise verschlüsselt und gesichert werden können, zum Beispiel, durch die Verwendung einer anderen EAL-Stufe (evaluation assurance level), welche sich von einer EAL-Stufe unterscheidet, die von anderen Geräten oder Vorrichtungen zur Verschlüsselung von Daten innerhalb des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Kommunikationsmodul und / oder das zweite Kommunikationsmodul über eine zweite Kommunikationsschnittstelle mit einem GNSS-Empfangsmodul verbindbar, um eine Absolutposition des Fahrzeugs zu bestimmen und bereitzustellen. Die zweite Kommunikationsschnittstelle kann dabei als eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sein. Dadurch wird der Vorteil erreicht, das entweder das erste Kommunikationsmodul und / oder das zweite Kommunikationsmodul GNSS-Daten, wie zum Beispiel eine GNSS-Positionsinformation oder eine GNSS-Zeitinformation oder Satellitenrohdaten empfangen kann, um eine absolute Position des Fahrzeuges zu bestimmen. Zu diesem Zweck können das erste Kommunikationsmodul oder das zweite Kommunikationsmodul eine entsprechende Verarbeitungsvorrichtung aufweisen oder sich mit einer Verarbeitungsvorrichtung verbinden, um GNSS-Daten verarbeiten zu können.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das GNSS-Empfangsmodul mit einer GNSS-Antenne verbindbar. Die GNSS-Antenne kann dabei ein Bestandteil des GNSS-Empfangsmoduls sein. Die GNSS-Antenne kann auch an einer Position installiert sein, die sich von der Position des GNSS-Empfangsmoduls unterscheidet, um eine bessere Signalabdeckung für die GNSS-Antenne zu erzielen. Dadurch läßt sich eine höhere Flexibiltät erreichen, wenn das GNSS-Empfangsmodul innerhalb des Fahrzeugs installiert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem.
Figurenliste
Weitere Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
1 zeigt ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 für ein Fahrzeug 101, umfassend ein erstes Kommunikationsmodul 103 mit einer ersten Antenne 104, wobei die erste Antenne 104 einen ersten Kommunikationswinkel aufweist, ein zweites Kommunikationsmodul 107 mit einer zweiten Antenne 108, wobei die zweite Antenne 108 einen zweiten Kommunikationswinkel aufweist, wobei das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 derart angeordnet sind, dass die erste Antenne 104 und die zweite Antenne 108 in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, um einen gesamten Kommunikationswinkel zu erhalten, der sich aus dem ersten Kommunikationswinkel und dem zweiten Kommunikationswinkel zusammensetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der erste Kommunikationswinkel der ersten Antenne 104 bis zu 180° und der zweite Kommunikationswinkel der zweiten Antenne 108 bis zu 180° betragen. Der gesamte Kommunikationswinkel von der ersten Antenne 104 und der zweiten Antenne 108 kann dabei größer als 180° sein. Der gesamte Kommunikationswinkel von der ersten Antenne 104 und der zweiten Antenne 108 kann jedoch zugleich auch kleiner oder gleich 360° sein. Der jeweilige Kommunikationswinkel kann ein Abstrahlungswinkel oder ein Empfangswinkel sein.
Vorzugsweise können die erste Antenne 104 und die zweite Antenne 108 derart ausgebildet sein, dass jede dieser Antennen 104, 108 im Wesentlichen parallel zu einer Fahrbahn ausgerichtet sind, auf der sich das Fahrzeug 101 bewegt (nicht in der 1 dargestellt), so dass der maximale Nutzen der Signalabdeckung der beiden Antennen 104, 108 vorzugsweise in einer horizontalen Position liegt. Die erste Antenne 104 und / oder die zweite Antenne 108 kann jeweils aus Gründen der Kostenersparnis als eine PCB (Printed Circuit Board) Antenne ausgebildet sein. Die PCB-Antenne kann auch ein Teil einer Hauptplatine sein (nicht in 1 dargestellt).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform und wie in der 1 dargestellt, umfasst das erste Kommunikationsmodul 103 ein erstes Gehäuse 105, in welchem die erste Antenne 104 untergebracht ist und das zweite Kommunikationsmodul 107 umfasst ein zweites Gehäuse 109, in welchem die zweite Antenne 108 untergebracht ist. Da jedes der beiden Kommunikationsmodule 103, 107 in voneinander verschiedenen bzw. getrennten Gehäusen untergebracht ist, wird der Vorteil erreicht, das jedes der beiden Kommunikationsmodule 103, 107 an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Fahrzeugs 101 angeordnet werden kann. Auf diese Weise kann eine größere Flexibilität in Bezug auf eine Signalabdeckung der beiden Antennen, 104, 108 um das Fahrzeug 101 erreicht werden. Das Fahrzeug 101 umfasst, wie in der 1 gezeigt, zwei Kommunikationsmodule 103, 107, um eine gesamte und maximale Signalabdeckung von 360° erreichen zu können.
Ferner kann das Design des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100 ähnlich einem Design sein, wie es zum Beispiel aus dem Bereich der Radarsensortechnik bekannt ist. Bei einem Radarsensor ist die Antenne in dem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit (ECU) integriert. Auf diese Weise wird ein sogenannter integrierter Radarsensor erhalten, für den keine weiteren Anpassungen an einem Fahrzeug notwendig sind, da die Antenne in der Weise ausgebildet ist, dass eine derartige Antenne unabhängig von einer Fahrzeugkarosserieform arbeitet, in welcher der Radarsensor mit der integrierten Antenne angeordnet ist.
In einer Ausführungsform des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100 kann jedes der beiden Kommunikationsmodule 103, 107 vorzugsweise als ein Stand-alone-Kommunikationsmodul betrieben werden. Dies bedeutet, dass das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 unabhängig voneinander betrieben werden können. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass das erste Kommunikationsmodul 103 eine erste Speichervorrichtung 115 umfasst, der einen Stack oder ein Bestandteil eines Stacks sein kann. Das zweite Kommunikationsmodul 107 kann eine zweite Speichervorrichtung 121 umfassen, die in gleicher Weise ebenso ein Stack oder ein Bestandteil eines Stacks sein kann. Jeweils beide Stacks der Kommunikationsmodule 103, 107 können unabhängig voneinander betrieben werden. Jedes der Kommunikationsmodule 103, 107 kann Signale und Nachrichten, beispielsweise Nachrichten vom Typ BSM, CAM oder DENM, und zwar unabhängig von dem jeweils anderen Kommunikationsmodul 103, 107 aussenden.
Aufgrund der jeweils unterschiedlichen Signalabdeckung der ersten Antenne 104 des ersten Kommunikationsmoduls 103 und der zweiten Antenne 108 des zweiten Kommunikationsmoduls 107 hat es in der Regel keine negativen Konsequenzen hinsichtlich möglicher Signalinterferenzen, wenn das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 ihre jeweiligen Nachrichten unabhängig voneinander senden. Das bedeutet, dass es durchaus zu Ereignissen kommen kann, in denen die jeweiligen Nachrichten durch die beiden Kommunikationsmodule 103, 107 gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig gesenden werden können.
Falls jedoch die Gefahr einer Signalinterferenz aufgrund eines Installationsortes des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des zweiten Kommunikationsmoduls 107 innerhalb des Fahrzeugs 101 besteht, dann können das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 sich selbstständig untereinander synchronisieren, um ihre jeweiligen Nachrichten abwechselnd zu senden. Hierzu kann das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 eine erste Kommunikationsschnittstelle 111 aufweisen, wie die 1 darstellt.
Die erste Kommunikationsschnittstelle 111 ist ausgebildet, das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 zum Aufbau einer Kommunikation zwischen dem ersten Kommunikationsmodul 103 und dem zweiten Kommunikationsmodul 107 zu verbinden, falls dies erforderlich sein sollte. Die erste Kommunikationsschnittstelle 111 ist als ein Datenbussystem ausgebildet, das vorzugsweise ein CAN-Bus-System sein kann, weil es ein robustes und kostengünstiges Bussystem darstellt.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass eine Synchronisation beider Kommunikationsmodule 103, 107 zur Vermeidung von Signalinterferenzen auch dann erforderlich sein kann, wenn der Kommunikationswinkel der ersten Antenne 104 und / oder der Kommunikationswinkel der zweiten Antenne 108 größer als 180 Grad ist. Eine weitere Methode zur Synchronisation beider Kommunikationsmodule 103, 107 ist in der veröffentlichen Druckschrift WO 2015 / 121404 A1 eingehend beschrieben.
Das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 können jeweils voneinander verschiedene Funktionen umfassen, so dass sie sich für die Bearbeitung von unterschiedlichen Aufgaben eignen. Zum Beispiel kann das zweite Kommunikationsmodul 107 ausgebildet sein, lediglich einfache oder grundlegende Rechenoperationen durchzuführen, während hingegen das erste Kommunikationsmodul 103 ausgebildet sein kann, weitaus umfangreichere Rechenoperationen durchführen. Hierzu kann das zweite Kommunikationsmodul 107 als ein sekundäres Kommunikationsmodul oder als ein Zusatzmodul ausgebildet sein, das Daten und Nachrichten zur weiteren Verarbeitung über die erste Kommunikationsschnittstelle 111 an das erste Kommunikationsmodul 103 sendet, welches als ein primäres Kommunikationsmodul ausgebildet ist. Das sekundäre oder zweite Kommunikationsmodul 107 kann dazu vorab eine Vorverarbeitung der Daten vornehmen, um eine Überlastung der ersten Kommunikationsschnittstelle 111 durch eine zu übertragende Datenlast über die erste Kommunikationsschnittstelle 111 an das primäre oder das erste Kommunikationsmodul 103 zu minimieren.
Die Funktionalität des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des zweiten Kommunikationsmoduls 107 kann jeweils durch technische Vorrichtungen erweitert werden, welche mit diesen Kommunikationsmodulen 103, 107 kommunikationstechnisch verbunden werden können. Diese technischen Vorrichtungen können dabei im Inneren des Fahrzeugs 101 und ferner im ersten Gehäuse 105 des ersten Kommunikationsmoduls 103 und / oder im zweiten Gehäuse 109 des zweiten Kommunikationsmoduls 107 installiert sein. Jedoch können einige dieser technischen Vorrichtungen auch außerhalb des ersten Gehäuses 105 und des zweiten Gehäuses 109, aber innerhalb des Fahrzeugs 101 angeordnet sein. Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des zweiten Kommunikationsmoduls 107 mit Bezug auf 1 näher erläutert:
1 zeigt ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 mit einem ersten Kommunikationsmodul 103 und einem zweiten Kommunikationsmodul 107. Das erste Kommunikationsmodul 103 umfasst eine erste Verarbeitungsvorrichtung 113 zum Verarbeiten von Daten.
Die Verarbeitung von Daten durch die erste Verarbeitungsvorrichtung 113 kann dabei bedeuten: Die erste Verarbeitungsvorrichtung 113 kann zum Beispiel ausgebildet sein, Daten für die Verarbeitung von der ersten Antenne 104 oder einem anderen Gerät zu empfangen, die mit der ersten Verarbeitungsvorrichtung 103 verbindbar ist. Diese Daten können zum Beispiel von dem zweiten Kommunikationsmodul 107 und / oder von einem GNSS-Empfangsmodul und / oder von einer GNSS-Antenne zur Berechnung einer Absolutposition des Fahrzeugs 101 und / oder von einem Gerät oder Vorrichtung innerhalb des ersten Kommunikationsmoduls 103 und / oder ganz allgemein von einem datensendenden Gerät, das innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs 101 installiert ist, übermittelt werden.
Die Verarbeitung von Daten durch die erste Verarbeitungsvorrichtung 113 kann außerdem bedeuten, dass die erste Verarbeitungsvorrichtung 113 ausgebildet ist, Daten, welche zuvor von der ersten Verarbeitungsvorrichtung 113 verarbeitet wurden, an ein Kommunikationsgerät, das sich innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuges 101 befindet oder an das zweite Kommunikationsmodul 107 und / oder an eine Speichervorrichtung und / oder an ein GNSS-Empfangsmodul und / oder an eine weitere Antenne übermittelt werden.
Die erste Verarbeitungsvorrichtung 113 ist ausgebildet, mit der ersten Antenne 104 verbindbar zu sein. Wie in der 1 dargestellt, ist die erste Antenne 104 innerhalb des ersten Kommunikationsmoduls 103 angeordnet. Die erste Verarbeitungsvorrichtung 113 kann außerdem Rechenleistung zur Verarbeitung von Daten bereitstellen.
Außerdem umfasst das erste Kommunikationsmodul 103 eine erste Speichervorrichtung 115 zur Speicherung von Daten, wobei die erste Speichervorrichtung 115 vorzugsweise als ein Stack oder als ein Bestandteil eines Stacks ausgebildet ist. Die Daten, die in der ersten Speichervorrichtung 115 gespeichert werden, sind vorzugsweise Daten, die von der ersten Verarbeitungsvorrichtung 113 verarbeitet wurden oder werden. Jedoch kann die erste Speichervorrichtung 115 zur Abspeicherung auch Daten von anderen Geräten oder Vorrichtungen empfangen, zum Beispiel Daten, welche von dem zweiten Kommunikationsmodul 107 oder allgemeiner gefasst, von Geräten gesendet wurden, die innerhalb und / oder außerhalb des zweiten Kommunikationsmoduls 107 installiert sind.
Wie 1 zeigt, umfasst das erste Kommunikationsmodul 103 außerdem eine erste Sicherheitsvorrichtung 117 zur Sicherung und Verschlüsselung von Daten. Die erste Sicherheitsvorrichtung 117 kann dabei Daten empfangen, welche von Geräten oder Vorrichtungen übermittelt werden, die sich innerhalb und / oder außerhalb des ersten Kommunikationsmoduls 103 befinden. Zum Beispiel kann die erste Sicherheitsvorrichtung 117 ausgebildet sein, Daten zu verschlüsseln, die von der ersten Verarbeitungsvorrichtung 113 in einem vorherigen Schritt verarbeitet wurden und bevor diese verarbeiteten Daten an andere Geräte und Vorrichtungen wie etwa an die erste Antenne 104 und / oder an die erste Speichervorrichtung 115 und / oder an das zweite Kommunikationsmodul 107 gesendet werden. Jedoch ist die erste Sicherheitsvorrichtung 117 auch in der Lage, Daten zu verschlüsseln, die beispielsweise zuvor von dem zweiten Kommunikationsmodul 107 an die erste Sicherheitsvorrichtung 117 übermittelt wurden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass verarbeitete Daten von dem ersten Kommunikationsmodul 103 auf verschlüsselte und damit sichere Weise an andere Vorrichtungen übermittelt werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des zweiten Kommunikationsmoduls 107 und wie in der 1 dargestellt, umfasst das zweite Kommunikationsmodul 107 außerdem eine zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 zur Verarbeitung von Daten. Die zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 kann zusätzliche Rechenleistung zur Datenverarbeitung bereitstellen. Wie die 1 außerdem zeigt, kann die zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 mit der zweiten Antenne 108 kommunikationstechnisch verbunden werden, welche innerhalb des zweiten Kommunikationsmoduls 107 installiert ist.
Die Datenverarbeitung durch die zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 kann außerdem bedeuten: Die zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 kann etwa ausgebildet sein, Daten zur Datenverarbeitung von der zweiten Antenne 108 oder von einem anderen Gerät wie zum Beispiel dem ersten Kommunikationsmodul 103 und / oder von einem GNSS-Empfangsmodul und / oder von einer GNSS-Antenne zur Bestimmung einer Absolutposition des Fahrzeugs 101 und / oder von einem anderen Gerät, welches innerhalb des zweiten Kommunikationsmoduls 107 installiert ist oder mit diesem kommunikationstechnisch verbunden ist und / oder ganz allgemein von einem Gerät, das innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs 101 installiert ist, zu empfangen.
Die Datenverarbeitung durch die zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 kann außerdem bedeuten, dass die zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 ausgebildet ist, Daten, die von der zweiten Vearbeitungsvorrichtung 119 verarbeitet wurden, an Geräte zu übermitteln, die mit der zweiten Verarbeitungsvorrichtung 119 kommunikationstechnisch verbunden sind, wie etwa an das erste Kommunikationsmodul 103 oder einer Speichervorrichtung oder einer weiteren Antenne (nicht in der 1 gezeigt).
Wie weiterhin in der 1 gezeigt, umfasst das zweite Kommunikationsmodul 107 eine zweite Speichervorrichtung 121, welche vorzugsweise als ein Stack oder als ein Bestandteil eines Stacks ausgebildet. Die Daten, die in der zweiten Speichervorrichtung 121 gespeichert werden, können Daten sein, die von der zweiten Verarbeitungsvorrichtung 119 verarbeitet wurden. Die zweite Speichervorrichtung 121 kann jedoch auch Daten von anderen Geräten zur Speicherung empfangen, welche innerhalb und / oder außerhalb des zweiten Kommunikationsmoduls 107 installiert sind.
Das zweite Kommunikationsmodul 107, wie in der 1 gezeigt, umfasst außerdem eine zweite Sicherungsvorrichtung 123 zur Sicherung und Verschlüsselung von Daten. Die zweite Sicherungsvorrichtung 123 kann dabei Daten von Geräten empfangen, welche innerhalb und / oder außerhalb des zweiten Kommunikationsmoduls 107 installiert sind. Zum Beispiel kann die zweite Sicherungsvorrichtung 123 ausgebildet sein, Daten zu verschlüsseln, die von der zweiten Verarbeitungsvorrichtung 119 verarbeitet wurden, bevor diese Daten an andere Geräte wie etwa an die zweite Antenne 108, an die zweite Speichervorrichtung 121 oder an das erste Kommunikationsmodul 103 übermittelt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Daten von den zweiten Kommunikationsmodul 107 auf sichere Weise übertragen werden.
Wie bereits erwähnt, können das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 jeweils eine Sicherheitsvorrichtung 117, 123 aufweisen. Aus diesem Grund muss jedes Kommunikationsmodul 103, 107 über ein entsprechendes Sicherheitszertifikat verfügen.
Eine weitere Möglichkeit zur Handhabung von Sicherheitszertifikaten kann darin bestehen, dass nur das erste Kommunikationsmodul 103 neue Sicherheitszertifikate empfängt, wenn dieses als primäres Kommunikationsmodul ausgebildet ist.
Auf diese Weise kann das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 dann von anderen Geräten, die mit dem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 kommunikationstechnisch verbunden sind oder verbunden werden, von außen als ein einziges Kommunikationsmodul angesehen oder interpretiert werden. Das primäre Kommunikationsmodul 103 kann dabei ein sogenanntes Langzeit-Sicherheitszertifikat umfassen und kann dabei in der Lage sein, bei Bedarf weitere Sicherheitszertifikate an das sekundäre Kommunikationsmodul 107 zu verteilen. Eine derartige Verteilung von Sicherheitszertifikaten kann über eine gesicherte Datenverbindung wie zum Beispiel durch die Anwendung einer symmetrischen kryptographischen Technik durchgeführt werden. Das erste bzw. primäre Kommunikationsmodul 103 codiert die entsprechenden Sicherheitszertifikate, bevor diese an das zweite Kommunikationsmodul 107 übermittelt werden. Das sekundäre Kommunikationsmodul 107 decodiert die empfangenen Sicherheitszertifikate, bevor diese wiederum verschlüsselt, zum Beispiel in der zweiten Sicherheitsvorrichtung 123 oder in der zweiten Speichervorrichtung 121 über ein sogenanntes Harware Sicherheitsmodul (HSM) abgelegt werden. Die Verschlüsselung der Sicherheitszertifikate kann gemäß einer EAL-Stufe (Evaluation Assurance Level) erfolgen. Es ist jedoch durchaus möglich, dass die Verschlüsselung der Sicherheitszertifikate für das zweite Kommunikationsmodul 107 mit einer niedrigeren EAL-Stufe erfolgt, als die Verschlüsselung der Sicherheitszertifikate für das primäre Kommunikationsmodul 103, welche möglicherweise eine höhere EAL-Stufe erfordert, für den Fall, das nur das primäre Kommunikationsmodul 103 die Langzeitsicherzeitszertifikate beinhaltet. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Speicher des zweiten Kommunikationsmoduls 107 zur Speicherung von Sicherheitszertifikaten kleiner dimensioniert werden kann, da das zweite Kommunikationsmodul 107 nur die aktuellen Sicherheitszertifikate und gegebenenfalls auch noch das Sicherheitszertifikat, welches anschließend benötigt wird, in seinem Speicher beinhaltet.
In einer zweiten Ausführungsform des zweiten Kommunikationsmoduls 107, welche in der 1 nicht dargestellt ist, kann das zweite Kommunikationsmodul 107 auch nur eine Speichervorrichtung 121 und eine zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 für eine Verarbeitung von Daten umfassen. In einer derartigen Ausführungsform können Nachrichten, die von dem zweiten Kommunikationsmodul 107 gesendet werden, in diesem Anwendungsfall zunächst von dem ersten Kommunikationsmodul 103 erzeugt werden, da nur das erste Kommunikationsmodul 103 über entsprechende Sicherheitsvorrichtung verfügt. Nach Erstellung der entsprechenden Nachrichten werden diese über die erste Kommunikationsschnittstelle 111 an das zweite Kommunikationsmodul 107 übermittelt, welches diese Nachrichten anschließend an die zweite Antenne 108 überträgt.
Für den Fall, dass das zweite Kommunikationsmodul 107 Nachrichten über die zweite Antenne 108 empfängt, müssen diese Nachrichten zunächst zur entsprechenden Verifizierung (Verification on demand) von dem zweiten Kommunikationsmodul 107 an das erste Kommunikationsmodul 103 gesendet werden. Der Vorteil der zweiten Ausführungsform des zweiten Kommunikationsmoduls 107 besteht darin, dass für Installierung und Betrieb nur geringe Kosten anfallen.
In einer dritten Ausführungsform des zweiten Kommunikationspuls 107, und welche nicht in der 1 dargestellt ist, umfasst das zweite Kommunikationsmodul 107 keine zweite Antenne 108. Dadurch kann aber eine offene und technisch ausbaufähige Plattform bereitgestellt werden, welche eine größere Flexibilität für verschiedene Anwendungssezenarios des zweiten Kommunikationsmoduls 107 erlaubt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche nicht in 1 dargestellt ist, ist es auch möglich, dass das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 nur ein einziges Kommunikationsmodul umfasst, beispielsweise das erste Kommunikationsmodul 103 ohne das zweite Kommunikationsmodul 107. Das erste Kommunikationsmodul 103 umfasst dann die erste Antenne 104 und ist dann über ein Verbindungsmittel, beispielsweise ein Hochfrequenzkabel, mit einer zusätzlichen zweiten Antenne verbindbar. Eine solche Ausführungsform kann bevorzugt sein, wenn der Einbauort der zweiten Antenne die Verwendung von kurzen Kabelverbindungen ermöglicht. Ein Beispiel für einen Einbauort einer derartigen Ausführungsform kann ein Fahrzeugspiegel eines Fahrzeugs sein, welches keine zweite Sitzreihe und keinen Kofferraum aufweist, da in einem derartigen Fahrzeug die zweite Antenne direkt an der Rückseite der Fahrerkabine des Fahrzeugs installiert sein kann.
In einer weiterer Ausführungsform der Erfindung können das erste Kommunikationsmodul 103 und / oder das zweite Kommunikationsmodul 107 derart ausgebildet sein, dass die jeweilige Antenne für das jeweilige Kommunikationsmodul 103,107 ein integraler Bestandteil einer Platine ist.
In einem ersten Beispiel für eine Anwendung eines sogenannten integrierten Kommunikationsmoduls (nicht in der 1 dargestellt) ist das erste Kommunikationsmodul 103 im Umfeld eines Rückspiegels eines Fahrzeuges angeordnet. Das zweite Kommunikationsmodul 107 ist dabei im Umfeld des Rücklichtes eines Fahrzeuges angeordnet. Das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 können über ein CAN-Bussystem miteinander verbunden sein, wobei das Kabel für das CAN-Bussystem zwischen dem Fahrzeugdach und dem Dachhimmel des Fahrzeuges verlegt sein kann.
In einem zweiten Beispiel für eine Anwendung eines sogenannten integrierten Kommunikationsmoduls (nicht in der 1 dargestellt), umfasst das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 ein erstes Kommunikationsmodul 103, das im Umfeld eines Rückspiegels eines Fahrzeugs installiert ist. Das erste Kommunikationsmodul 103 umfasst einen Anschluss für eine zweite Antenne. Die zweite Antenne ist im Umfeld oder in der Umgebung eines oberen Bremslichts des Fahrzeugs installiert, wobei ein Kabel, das zwischen einem Fahrzeugdach und einem Dachhimmel des Fahrzeugs verlegt ist, die zweite Antenne mit dem ersten Kommunikationsmodul kommunikationstechnisch verbindet. Hierbei ist zu erwähnen, dass ein sogenanntes integriertes Kommunikationsmodul in diesem Kontext bedeutet, dass es Bestandteil des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems ist.
Für den Fall, dass das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 in einem Motorrad einbaut wird, wäre auch ein einziges Kommunikationsmodul ausreichend, da es für einen Motorradfahrer in erster Linie darauf ankommt, rechtzeitig erkannt zu werden und es deshalb wichtig ist, dass die verwendete Antenne die Signale in eine Richtung aussendet, in der sich das Motorrad vorwärts bewegt. Durch die Verwendung einer Antenne innerhalb eines einzigen Kommunikationsmoduls, welches seinerseits in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht ist, ist es wesentlich einfacher, ein wasserdichtes Gehäuse für das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 zum Einsatz in einem Motorrad zu entwerfen.
Durch die Verwendung eines integrierten ersten Kommunikationsmoduls 103 mit einer ersten Antenne 104 und einem integrierten zweiten Kommunikationsmodul 107 mit einer zweiter Antenne 108 können verschiedene Vorteile erreicht werden: Ein erster Vorteil besteht in einer einfacheren Standardisierung der verwendeten Kommunikationsmodule, so dass es möglich wird, das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 in unterschiedlichste Fahrzeuge einzubauen, ohne die Notwendigkeit, das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 oder auch das jeweilige Fahrzeug anzupassen oder umfangreiche Anpassungen vornehmen zu müssen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das erfindungsgemäße Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 eine reduzierte Komplexität in Bezug auf die Anzahl der verwendeten Transceiver-Komponenten aufweist im Vergleich zur ansonsten üblichen Verwendung von Diversity-Transceiver-Komponenten. Dies reduziert die Herstellungskosten des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Installation des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100 in einem Fahrzeug nicht unmittelbar für einen Fahrzeugnutzer erkennbar ist, da dessen Komponenten an für den Fahrzeugnutzer normalerweise nicht und schwer zugänglichen Positionen innerhalb des Fahrzeugs angeordnet werden können.
Das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 kann weiterhin ausgebildet sein, eine Absolutposition des Fahrzeugs 101 zu bestimmen. Dies soll im Folgenden erläutert werden:
In einem ersten Ausführungsbeispiel zur Bereitstellung und Bestimmung einer absoluten Position des Fahrzeugs 101 und, wie durch 1 dargestellt, ist ein GNSS-Empfangsmodul 125 mit einer GNSS-Antenne 128 im Inneren des Fahrzeugs 101 angeordnet. Das GNSS-Empfangsmodul 125 ist über eine zweite Kommunikationsschnittstelle 127 mit dem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 verbindbar. In dieser ersten Ausführungsform kann das GNSS-Empfangsmodul 125 mit dem ersten Kommunikationsmodul 103 und / oder mit dem zweiten Kommunikationsmodul 107 kommunikationstechnisch verbunden werden. Dies bietet den Vorteil, dass weder das erste Kommunikationsmodul 103 noch das zweite Kommunikationsmodul 107 über ein separates GNS-Empfangsmodul verfügen muss. Die zweite Kommunikationsschnittstelle 127 kann als ein entsprechendes Busystem ausgebildet sein.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Bereitstellung und Bestimmung einer absoluten Position des Fahrzeugs 101, das jedoch nicht in der 1 dargestellt ist, kann entweder das erste Kommunikationsmodul 103 oder das zweite Kommunikationsmodul 107 ein GNSS-Empfangsmodul 125 umfassen, welches mit einer GNSS-Antenne 128 verbindbar ist, zum Beispiel mittels eines Hochfrequenzkabels. Die Position der GNSS-Antenne 128 kann sich von der Position des jeweiligen Kommunikationsmoduls 103, 107 unterscheiden. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann das erste Kommunikationsmodul 103 oder kann das zweite Kommunikationsmodul 107 einen direkten und schnellen Zugriff auf die vom GNSS-Empfangsmodul 125 bestimmte Absolutposition des Fahrzeugs 101 erhalten.
In einem dritten Ausführungsbeispiel zur Bestimmung einer absoluten Position des Fahrzeugs 101, das nicht in der 1 dargestellt ist, umfasst das erste Kommunikationsmodul 103 oder das zweite Kommunikationsmodul 107 ein GNSS-Empfangsmodul 125 mit einer integrierten GNSS-Antenne 128. Das erste Kommunikationsmodul 103 und / oder das zweite Kommunikationsmodul 107 kann dadurch jeweils einen direkten und schnellen Zugriff auf die von dem GNSS-Empfangsmodul 125 berechnete absolute Position des Fahrzeugs 101 erhalten.
In einem vierten Ausführungsbeispiel zur Bestimmung einer absoluten Position des Fahrzeugs 101, das nicht in der 1 dargestellt ist, umfassen jeweils das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107 ein GNSS-Empfangsmodul 125 und eine integrierte GNSS-Antenne 128.
Das zweite Kommunikationsmodul 107 kann, wenn es als sekundäres Kommunikationsmodul betrieben wird, auch ausgebildet sein, Satellitenrohdaten an das erste Kommunikationsmodul 103 zu übertragen, wenn dieses als ein primäres Kommunikationsmodul betrieben wird. Das erste Kommunikationsmodul 103 kann ausgebildet sein, die absolute GNSS-Position des Fahrzeugs 101 auf der Grundlage der Satellitenrohdaten des GNSS-Empfangsmoduls des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des GNSS-Empfangsmoduls des zweiten Kommunikationsmoduls 107 zu bestimmen. In dieser speziellen Ausführungsform ist vorzugsweise mindestens eine GNSS-Antenne in jedem der Kommunikationsmodule 103, 107 installiert, welche in dieselbe Richtung wie die erste Antenne 104 und der zweiten Antenne 108 zeigen kann.
Es sollte an dieser Stelle erwähnt werden, dass die Verarbeitung von GNSS-Daten wie zum Beispiel Satellitenrohdaten auch von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100 zur Bereitstellung einer Absolutposition des Fahrzeugs 101 durchgeführt oder zumindest unterstützt werden kann. In diesem Zusammenhang kann das erste Kommunikationsmodul 103 eine erste Verarbeitungsvorrichtung 113 und / oder das zweite Kommunikationsmodul 107 eine zweite Verarbeitungsvorrichtung 119 umfassen, um Unterstützung bei der Bestimmung einer Absolutposition des Fahrzeuges 101 bereitzustellen.
Der Einbauort für eine Installation des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des zweiten Kommunikationsmoduls 107 innerhalb des Fahrzeugs 101 kann von der jeweiligen Anwendung des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100 abhängen und somit je nach Anwendungsszenario unterschiedlich sein. Bevorzugte Standorte zur Installierung des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 100 innerhalb des Fahrzeugs 100 und welche nicht in der 1 dargestellt sind, sind vorzugsweise Positionen, in denen Radarsensoren oder Kamerasensoren installiert sind. Weitere Beispiele für mögliche Einbauplätze sind zum Beispiel an der Windschutzscheibe um den Rückspiegel herum innerhalb der Fahrzeugzelle des Fahrzeugs 101 oder innerhalb der Seitenspiegel des Fahrzeugs 101 oder innerhalb der Stoßfänger des Fahrzeugs 101 oder hinter einem Emblem des Herstellers des Fahrzeugs 101 oder hinter einem Lüftungsgitter des Fahrzeugs 101 oder im Bereich einer Bremsleuchte oder an einer Heckscheibe an der Innenseite einer Kabine des Fahrzeugs 101 oder an einer Kombination davon. Jedoch ist die Position für eine Installation nicht auf diese Beispiele beschränkt und deshalb können andere oder zusätzliche Installationsorte des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des zweiten Kommunikationsmoduls 107 innerhalb des Fahrzeugs 101 in Frage kommen.
Eine weitere Möglichkeit zur Installierung des ersten Kommunikationsmoduls 103 und des zweiten Kommunikationsmoduls 107 besteht in einer Kombination mit einem Gehäuse, welches eine Sourround-View-Kamera beinhaltet, um Installationsplatz und Ausrüstung zur Verbindung mit anderen Geräten einzusparen.
Ein weiterer Aspekt in Bezug auf das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 100 besteht darin, dass das erste Kommunikationsmodul 103 und / oder das zweite Kommunikationsmodul 107 ausgebildet sein können, mit Nachrichten umzugehen, die mehrmals von einem einzigen Sendegerät empfangen wurden.
Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn Nachrichten von Infrastrukturgeräten, zum Beispiel von Ampelanlagen oder durch ein Empfangen von Reflexionen, verursacht durch Infrastruktur, empfangen werden. Um sicherzustellen, dass eine empfangene Nachricht von dem jeweiligen Kommunikationsmodul nur ein einziges Mal verwendet wird, wird eine sogenannte Assoziierung der empfangenen Nachricht oder Nachrichten durch das erste Kommunikationsmodul 103 und / oder dem zweiten Kommunikationsmodul 107 durchgeführt, bevor die empfangenen Nachrichten entsprechend durch weitere Anwendungen verarbeitet werden. Für die Durchführung der Assoziierung kann eine Nutzung oder eine Kontrolle einer Identifikationsnummer der jeweiligen Nachricht durch das erste Kommunikationsmodul 103 und / oder das zweite Kommunikationsmodul 107 nützlich sein. Das Verfahren für eine Assoziation kann dabei die folgenden Schritte umfassen:
In einem ersten Schritt wird eine Nachricht von dem ersten Kommunikationsmodul 103 und dem zweiten Kommunikationsmodul 107 empfangen.
Der zweite Schritt umfasst eine Vorverarbeitung der empfangenen Nachricht durch das erste Kommunikationsmodul 103 und das zweite Kommunikationsmodul 107.
Der dritte Schritt 103 umfasst ein Senden der empfangenen und vorverarbeiteten Nachricht von dem zweiten Kommunikationsmodul 107 an das erste Kommunikatonsmodul 103.
Der vierte Schritt umfasst eine Assoziierung oder eine Zuordnung der empfangenen Nachricht durch das erste (primäre) Kommunikationsmodul 103.
Der fünfte Schritt umfasst die Berechnung der Daten auf der Grundlage der zugeordneten Nachricht in dem ersten Kommunikationsmodul 103.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem
101: Fahrzeug
103: Erstes Kommunikationsmodul
104: Erste Antenne
105: Erstes Gehäuse
107: Zweites Kommunikationsmodul
108: Zweite Antenne
109: Zweites Gehäuse
111: Erste Kommunikationsschnittstelle
113: Erste Verarbeitungsvorrichtung
115: Erste Speichervorrichtung
117: Erste Sicherheitsvorrichtung
119: Zweite Verarbeitungsvorrichtung
121: Zweite Speichervorrichtung
123: Zweie Sicherheitsvorrichtung
125: GNSS-Empfangsmodul
127: Zweite Kommunikationsschnittstelle
128: GNSS-Antenne

Claims

Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) für ein Fahrzeug (101), umfassend: ein erstes Kommunikationsmodul (103) mit einer ersten Antenne (104), wobei die erste Antenne (104) einen ersten Kommunikationswinkel aufweist; ein zweites Kommunikationsmodul (107) mit einer zweiten Antenne (108), wobei die zweite Antenne (108) einen zweiten Kommunikationswinkel aufweist; wobei das erste Kommunikationsmodul (103) und das zweite Kommunikationsmodul (107) derart angeordnet sind, dass die erste Antenne (104) und die zweite Antenne (108) in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, um einen gesamten Kommunikationswinkel zu erhalten, der sich aus dem ersten Kommunikationswinkel und dem zweiten Kommunikationswinkel zusammensetzt.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Kommunikationswinkel ein Abstrahlwinkel oder ein Empfangswinkel ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Kommunikationswinkel und der zweite Kommunikationswinkel Kommunikationswinkel von 180° bilden, wobei der gesamte Kommunikationswinkel größer als 180° und kleiner oder gleich 360° ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kommunikationsmodul (103) ein erstes Gehäuse (105) umfasst, in welchem die erste Antenne (104) untergebracht ist und wobei das zweite Kommunikationsmodul (107) ein zweites Gehäuse (109) umfasst, in welchem die zweite Antenne (108) untergebracht ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine erste Kommunikationsschnittstelle (111), wobei die erste Kommunikationsschnittstelle (111) ausgebildet ist, das erste Kommunikationsmodul (103) und das zweite Kommunikationsmodul (107) miteinander zu verbinden, um eine Kommunikation zwischen dem ersten Kommunikationsmodul (103) und dem zweiten Kommunikationsmodul (107) einzurichten.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 5, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle (111) als ein Datenbussystem, vorzugweise als ein CAN-Bussystem, ausgebildet ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kommunikationsmodul (103) eine erste Verarbeitungsvorrichtung (113) zur Verarbeitung von Daten umfasst, wobei die Verarbeitungsvorrichtung (113) ausgebildet ist, mit der ersten Antenne (104) verbindbar zu sein.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kommunikationsmodul (103) eine erste Speichervorrichtung (115) zur Speicherung von Daten umfasst, wobei die erste Speichervorrichtung (115) vorzugsweise als ein Stack oder als ein Bestandteil eines Stacks ausgebildet ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kommunikationsmodul (103) eine erste Sicherheitsvorrichtung (117) zur Sicherung von Daten umfasst.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kommunikationsmodul (107) eine zweite Verarbeitungsvorrichtung (119) zur Verarbeitung von Daten umfasst, wobei die zweite Verarbeitungsvorrichtung (119) ausgebildet ist, mit der zweiten Antenne (108) verbindbar zu sein.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kommunikationsmodul (107) eine zweite Speichervorrichtung (121) zur Speicherung von Daten umfasst, wobei die zweite Speichervorrichtung (121) vorzugsweise als ein Stack oder als ein Bestandteil eines Stacks ausgebildet ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine zweite Sicherheitsvorrichtung (123) zur Sicherung von Daten umfasst.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei das erste Kommunikationsmodul (103) und / oder das zweite Kommunikationsmodul (107) über eine zweite Kommunikationsschnittstelle (127) mit einem GNSS-Empfangsmodul (125) verbindbar ist, um eine Absolutposition des Fahrzeugs (101) bereitzustellen.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 13, wobei das GNSS-Empfangsmodul (125) mit einer GNSS-Antenne (128) verbindbar ist.
Fahrzeug, das ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.