DE102018213716A1 - Kommunikationsvorrichtung zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug bzw. zur mobilen Verwendung und Verfahren - Google Patents
Kommunikationsvorrichtung zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug bzw. zur mobilen Verwendung und Verfahren Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug und/oder zur mobilen Verwendung aufweisend:- einen Transceiver (TR) mit einer Antenne (1) zur drahtlosen Datenübertragung- einen GNSS-Empfänger (GNSS) mit einer Antenne (2) zum Empfang von Signalen eines globalen Satellitennavigationssystems,- eine Inertiale Messeinheit (IMU) und- ein den Transceiver (TR), den GNSS-Empfänger (GNSS) und die Inertiale Messeinheit (IMU) zumindest teilweise einfassendes Gehäuse (3), wobei die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet ist mittels von der Inertialen Messeinheit und/oder des GNSS-Empfängers erfassten Daten eine Bewegungserkennung zur Ermittlung eines Bewegungsmusters vorzunehmen und eine Datenübertragung mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung in Abhängigkeit des ermittelten Bewegungsmusters vorzunehmen oder zu unterlassen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausführung mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug bzw. zur mobilen Verwendung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und ein korrespondierendes Verfahren.
- Fahrzeug-zu-X Kommunikation (V2X) auf Basis von IEEE 802.11p befindet sich derzeit in der Markteinführung. Fahrzeug-zu-X Kommunikation auf Basis von Dedicated Short Range Communication (DSRC bzw. ITS-G5) arbeitet hierbei beispielsweise in einem Frequenzband um 5.9 GHz. Der Wirkungsgrad der Fahrzeug-zu-X Kommunikation als kooperative Technologie wächst mit der relativen Anzahl der diese nutzenden Verkehrsteilnehmer. Üblicherweise betreffen gesetzlich verpflichtende Einführungen lediglich Neuwagen, weshalb Bestandsfahrzeuge hiervon nicht betroffen sind. Hierfür bieten sich Geräte des Teilemarktes (häufig Aftermarket genannt) an, um diese Fahrzeug mit der betreffenden Technologie nachzurüsten. Diese Geräte können einerseits als mit vergleichsweise erhöhtem Aufwand nachträglich im Fahrzeug zu installierend oder als dem Grunde nach mobile Geräte ausgestaltet sein. Nachteilig dabei ist, dass es, um eine den bereits bei der Herstellung installierten Geräten vergleichbare Funktionalität zu erhalten, aufgrund der damit zugänglichen Informationen in vielen Fällen der Anbindung an zumindest ein Kommunikationsmittel des Fahrzeug, z.B. eines Datenbusses, bedarf. Weiterhin besteht die Gefahr eines Sicherheitsrisikos im Falle des Missbrauchs von Geräten dieser Art, wenn diese zum Beispiel genutzt werden können, um gefälschte Positionssignale tatsächlich nicht existenter Verkehrsteilnehmer zu simulieren oder im Falle einer Anbindung an einen Fahrzeugbus Fahrzeugdaten zu kompromittieren.
- Aufgabe der Erfindung ist es eine mobile bzw. nachträglich installierbare Kommunikationsvorrichtung sowie zur Ausführung mit dieser vorgesehenes Verfahren bereitzustellen, mittels welcher die Sicherheit gegenüber einem Missbrauch erhöht werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
- Entsprechend einer Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Kommunikationsvorrichtung insbesondere zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug und/oder zur mobilen Verwendung beispielsweise in oder in Verbindung mit einem Fahrzeug aufweisend:
- - einen Transceiver mit einer Antenne zur zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation,
- - einen GNSS-Empfänger (GNSS) mit einer Antenne zum Empfang von Signalen eines globalen Satellitennavigationssystems,
- - eine Inertiale Messeinheit (IMU) und
- - ein den Transceiver, den GNSS-Empfänger (GNSS) und die Inertiale Messeinheit (IMU) zumindest teilweise einfassendes Gehäuse. Die Kommunikationsvorrichtung ist weiterbildungsgemäß ausgestaltet mittels Daten zumindest der Inertialen Messeinheit und/oder des GNSS-Empfängers eine Bewegungserkennung zur Ermittlung eines Bewegungsmusters vorzunehmen und eine Datenübertragung mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung in Abhängigkeit des ermittelten Bewegungsmusters zumindest teilweise vorzunehmen und/oder zu unterlassen. Die Kommunikationsvorrichtung ist dementsprechend insbesondere zur Ausführung einer drahtlosen Datenkommunikation oder Unterbindung einer drahtlosen Datenkommunikation in Abhängigkeit des ermittelten Bewegungsmusters ausgebildet.
- Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde mobile bzw. nachträglich installierbare Kommunikationsvorrichtungen, wie sie zum Beispiel im Bereich des automobilen Aftermarkets angeboten werden, mit einer Bewegungserkennung auszurüsten. Die mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung zu übertragenden Daten sind insbesondere Nachrichten zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation. Dabei wird angenommen, dass eine derartige Kommunikationseinrichtung die Anforderungen bzw. Standards bezüglich der Fahrzeug-zu-X Kommunikation eigenständig erfüllen muss, dabei jedoch nicht notwendigerweise eine Kommunikationsverbindung zu einem Datenübertragungsmittel, wie beispielsweise einem CAN-Bus, eines betreffenden Fahrzeugs aufweist. Durch die beschriebene Vorrichtung wird bei hoher Flexibilität des Einsatzes der Kommunikationsvorrichtung aufgrund der bewegungsmusterabhängigen Datenübertragung sowie der nicht notwendigen Anbindung an ein Datenübertragungsmittel des Fahrzeugs eine verbesserte Sicherheit gegenüber einem Missbrauch von Vorrichtungen dieser Art ermöglicht. Weiterbildungsgemäß kann eine mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung empfangener Daten unterstützbare Bewegungserkennung vorgesehen sein.
- Ein Fahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Land-, Wasser- und/oder Luftfahrzeug, beispielsweise ein Auto, Motorrad, Schiff, Boot oder Flugzeug.
- Entsprechend einer Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet nach einem Einschalten zunächst keine Datenübertragung, insbesondere kein Aussenden von Daten, vorzunehmen und/oder zuzulassen. Weiterbildungsgemäß ist die Vorrichtung ausgestaltet zu diesem Zweck zumindest einen Sendepfad zum Aussenden von Daten mittels der Antenne zunächst zu deaktivieren bzw. deaktiviert zu belassen.
- Entsprechend einer Weiterbildung ist die Vorrichtung ausgestaltet auf Basis des ermittelten Bewegungsmusters eine Zuordnung zu wenigstens einer von mehreren Bewegungsklassen zur Beschreibung einer Fortbewegungsart auszuführen.
- Es sei verstanden, dass die Bewegungsklassen eine anhand des Bewegungsmusters ermittelte Fortbewegungsart, wie z.B. ob und/oder ggf. welches Fortbewegungsmittel vorliegt, beschreiben. Mittels der IMU kann eine Positionierung auch bei fehlendem GNSS-Empfang vornehmen, beispielsweise durch Koppelnavigation. Aufgrund einer vergleichsweise hohen Abtastrate ist insbesondere die IMU für die Bewegungserkennung vorteilhaft, da hierdurch auch eine vergleichsweise kurze Erkennungszeit ermöglicht wird.
- Entsprechend einer Weiterbildung ist die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet anhand des ermittelten Bewegungsmusters eine Zuordnung zu zumindest eine der folgenden Klassen vorzunehmen:
- - Personenkraftwagen
- - Lastkraftwagen
- - Motorrad
- - Fahrrad
- - Fußgänger
- - sonstige Bewegung.
- Weiterbildungsgemäß ist die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet im Falle einer nicht erkannten und/oder spezifizierten Bewegungsart und somit nicht erfolgreichen Zuordnung zu einer Bewegungsklasse eine Zuordnung zu der sonstigen Bewegung definierenden Klasse vorzunehmen.
- Entsprechend einer Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgestaltet lediglich im Anschluss an einen abgeschlossenen Klassifizierungsvorgang mit Einordnung in zumindest eine Klasse ein Aussenden von Daten vorzunehmen und/oder zuzulassen. Weiterbildungsgemäß ist die Vorrichtung ausgestaltet zu diesem Zweck den Sendepfad zum Aussenden von Daten mittels der Antenne zu aktivieren. Weiterhin kann die Berechtigung in Abstufungen vorsehen sein.
- Jeder Klasse ist entsprechend einer Ausführungsform eine Berechtigungseinstufung zum Aussenden von Daten zugeordnet. Die Berechtigung kann insbesondere die generelle Erlaubnis oder das generelle Verbot zum Aussenden von Daten definieren. Im Falle einer Zuordnung zu einer Klasse, welche keine oder eine beschränkte Berechtigung zum Aussenden von Daten besitzt, ist die Vorrichtung weiterbildungsgemäß ausgestaltet kein oder lediglich die Aussendung bestimmter Daten zuzulassen und/oder vorzunehmen.
- Entsprechend einer Weiterbildung ist die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet in Abhängigkeit der Berechtigungseinstufung die Aussendung von Daten lediglich eines oder mehrerer bestimmter Typen vorzusehen. Eine Möglichkeit zum nachträglichen Ändern der Berechtigungseinstufungen kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein. Als vorbestimmte Typen sind weiterbildungsgemäß Fahrzeug-zu-X Nachrichten unterschiedlicher Spezifikation vorgesehen. Je nach Berechtigungseinstufung ist somit lediglich die Aussendung einer begrenzten Auswahl an Fahrzeug-zu-X Nachrichten unterschiedlicher Spezifikation autorisiert, z.B. MAP-Botschaften.
- Entsprechend einer Ausführungsform besitzt zumindest eine der Bewegungsklassen:
- - Fahrrad,
- - Fußgänger und/oder
- - sonstige Bewegung
- Entsprechend einer Ausführungsform erfolgt eine Prüfung der Güte zu sendender Daten, wobei insbesondere geprüft wird, ob die Güte die vorgegebenen Anforderungen beispielsweise zur Erfüllung eines Standards erfüllt, wobei ein Aussender der Daten lediglich bei Erfüllung vorgegebener Anforderungen an die Güte vorzunehmen und/oder zuzulassen. Diese Prüfung erfolgt weiterbildungsgemäß nach einer vorliegenden Erlaubnis zum Senden der Daten als Ergebnis der Berechtigungseinstufung. Durch diese Vorgehensweise wird die Güte lediglich der Daten überprüft, die auch tatsächlich gesendet werden dürfen bzw. sollen, wodurch Ressourcen eingespart werden können. Erst wenn auch das der Fall ist, werden wirklich Daten versendet.
- Entsprechend einer Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet die Ermittlung des Bewegungsmusters nach erfolgter Zuordnung zu einer Bewegungsklasse weiterzuführen. Somit können Änderungen der Bewegungsart festgestellt werden, in dessen Fall zweckmäßigerweise eine erneute Klassenzuordnung vorgesehen ist. Die bereits beschriebenen Vorgehensweisen zur weiteren Prüfung, bspw. ob ein Senden von Daten gestattet ist, sind entsprechend der nun vorliegenden Klasse anzuwenden. Grundsätzlich kann die Weiterführung der Ermittlung des Bewegungsmusters damit als eine Konsistenzprüfung der ermittelten Bewegungsklasse zur tatsächlichen Bewegung vorgesehen sein, wobei lediglich bei Widerspruchsfreiheit ein Aussenden von Daten erlaubt ist.
- Entsprechend einer Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet zur Ermittlung des Bewegungsmusters zumindest eins der nachfolgenden Mittel bzw. Methoden heranzuziehen:
- - Modelbasierte Verfahren auf Basis von Parameterschätzverfahren
- - Statistische Verfahren
- - Clusteringverfahren, z.B. Support Vector Machines und/oder
- - Neuronales Netz.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ausführung in bzw. mit zumindest einer Ausführungsform der angegebenen Kommunikationsvorrichtung. Entsprechende Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den vorgenannten Ausgestaltungsformen der Kommunikationsvorrichtung.
- In einer Weiterbildung der angegebenen Kommunikationsvorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.
- Beispielsweise kann das angegebene Verfahren auf einem sogenannten Smartphone realisiert werden, da Smartphones häufig alle für die Ausführung vorgesehenen Komponenten ausweisen. Die Anforderungen der Automobilindustrie an die Manipulationssicherheit sollten zweckmäßigerweise jedoch sichergestellt sein. Umfasst das Smartphone bereits Software zur Erkennung, ob sich dieses in einem Fahrzeug befindet, so könne Berechnungsergebnisse dieser Software möglicherweise für die Zuordnung zu einer Klasse herangezogen werden.
- Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
- In schematischer Darstellung zeigen:
-
1 eine Ausführungsform der Kommunikationsvorrichtung gemäß der Erfindung und -
2 eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung. - Die
1 zeigt eine Kommunikationsvorrichtung1 , welche zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug und/oder zur mobilen Verwendung vorgesehen ist. Die Vorrichtung umfasst einen TransceiverTR mit einer Antenne1 zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation, einen GNSS-EmpfängerGNSS mit einer Antenne2 zum Empfang von Signalen eines globalen Satellitennavigationssystems und eine Inertiale MesseinheitIMU . Der den TransceiverTR , der GNSS-EmpfängerGNSS und die Inertiale MesseinheitIMU sind durch ein diese einfassendes Gehäuse3 zumindest mechanisch geschützt. Weiterhin weist die Kommunikationsvorrichtung einen ProzessorCPU sowie Datenspeicher (nicht dargestellt) auf, welche ebenfalls von dem Gehäuse eingefasst sind. - Die
2 zeigt Schritte eines Verfahrens zur Ausführung mit einer Kommunikationsvorrichtung nach1 . Beispielsweise mittels von der Inertialen Messeinheit bzw. dem GNSS-Empfänger erfassten Daten erfolgt in Schritt21 eine Bewegungserkennung zur Ermittlung eines Bewegungsmusters. In Schritt22 wird anhand des ermittelten Bewegungsmusters festgestellt, ob eine Datenübertragung mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung vorzunehmen oder zu unterlassen ist. Anschließend erfolgt in Abhängigkeit des Ergebnisses des Schritts22 in Schritt23 die Ausführung bzw. Unterlassung der Datenübertragung mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung in Abhängigkeit des ermittelten Bewegungsmusters. - Allgemein sei darauf hingewiesen, dass unter Fahrzeug-zu-X-Kommunikation insbesondere eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen verstanden wird. Beispielsweise kann es sich also um Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder um Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation handeln. Sofern im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen Bezug genommen wird, so kann diese grundsätzlich beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erfolgen, welche typischerweise ohne Vermittlung durch ein Mobilfunknetz oder eine ähnliche externe Infrastruktur erfolgt und welche deshalb von anderen Lösungen, welche beispielsweise auf ein Mobilfunknetz aufbauen, abzugrenzen ist. Beispielsweise kann eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation unter Verwendung der Standards IEEE 802.11p oder IEEE 1609.4 erfolgen. Eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation kann auch als C2X-Kommunikation bezeichnet werden. Die Teilbereiche können als C2C (Car-to-Car) oder C2I (Car-to-Infrastructure) bezeichnet werden. Die Erfindung schließt jedoch Fahrzeug-zu-X-Kommunikation mit Vermittlung beispielsweise über ein Mobilfunknetz explizit nicht aus.
Claims (14)
- Kommunikationsvorrichtung zur nachträglichen Installation in ein Fahrzeug und/oder zur mobilen Verwendung aufweisend: - einen Transceiver (TR) mit einer Antenne (1) zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation, - einen GNSS-Empfänger (GNSS) mit einer Antenne (2) zum Empfang von Signalen eines globalen Satellitennavigationssystems, - eine Inertiale Messeinheit (IMU) und - ein den Transceiver (TR), den GNSS-Empfänger (GNSS) und die Inertiale Messeinheit (IMU) zumindest teilweise einfassendes Gehäuse (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet ist mittels von der Inertialen Messeinheit (IMU) und/oder des GNSS-Empfängers (GNSS) erfassten Daten eine Bewegungserkennung zur Ermittlung eines Bewegungsmusters vorzunehmen und eine Datenübertragung mittels der Antenne (1) zur drahtlosen Datenübertragung in Abhängigkeit des ermittelten Bewegungsmusters zumindest teilweise vorzunehmen und/oder zu unterlassen.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß
Anspruch 1 , ausgestaltet nach einem Einschalten der Vorrichtung zunächst keine Datenübertragung, insbesondere kein Aussenden von Daten, vorzunehmen und/oder zuzulassen. - Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgestaltet auf Basis des ermittelten Bewegungsmusters eine Zuordnung zu wenigstens einer von mehreren Bewegungsklassen zur Beschreibung einer Fortbewegungsart auszuführen.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgestaltet anhand des ermittelten Bewegungsmusters die Zuordnung zu zumindest eine der folgenden Bewegungsklassen vorzunehmen: - Personenkraftwagen, - Motorrad, - Fahrrad, - Fußgänger und/oder - sonstige Bewegung.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der
Ansprüche 3 oder4 , ausgestaltet nicht vor Abschluss der Zuordnung des Bewegungsmusters zu zumindest einer Klasse ein Aussenden von Fahrzeug-zu-X Daten vorzunehmen und/oder zuzulassen. - Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der
Ansprüche 3 bis5 , wobei jeder Klasse eine Berechtigungseinstufung zum Aussenden von Daten zugeordnet ist. - Kommunikationsvorrichtung gemäß
Anspruch 6 , ausgestaltet im Falle einer Zuordnung zu einer Bewegungsklasse, welche keine oder eine beschränkte Berechtigung zum Aussenden von Daten besitzt, kein oder lediglich die Aussendung bestimmter Daten zuzulassen und/oder vorzunehmen. - Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der
Ansprüche 6 oder7 , ausgestaltet in Abhängigkeit der Berechtigungseinstufung die Aussendung von Daten lediglich eines oder mehrerer vorbestimmter Typen vorzusehen. - Kommunikationsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei als vorbestimmte Typen Fahrzeug-zu-X Nachrichten unterschiedlicher Spezifikation vorgesehen sind.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest eine der Bewegungsklassen: - Fahrrad, - Fußgänger und/oder - sonstige Bewegung keine Berechtigung zum Aussenden von Daten besitzt oder lediglich bei Erfüllung wenigstens einer vorgegebenen Bedingung eine Berechtigung zum Aussenden von Daten besitzt.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgestaltet eine Prüfung einer Güte zu sendender Daten vorzunehmen und ein Aussenden der Daten lediglich bei Erfüllung vorgegebener Anforderungen an die Güte vorzunehmen und/oder zuzulassen.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgestaltet die Ermittlung des Bewegungsmusters nach erfolgter Zuordnung zu einer Bewegungsklasse weiterzuführen.
- Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgestaltet zur Ermittlung des Bewegungsmusters zumindest eins der nachfolgenden Mittel bzw. Methoden heranzuziehen: - Modelbasiertes Verfahren auf Basis von Parameterschätzverfahren, - Statistische Verfahren, - Clusteranalyseverfahren und/oder - Neuronale Netz.
- Verfahren für die Ausführung mit einer Kommunikationsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte: - Durchführung einer Bewegungserkennung zur Ermittlung eines Bewegungsmusters (21), - Feststellen anhand des ermittelten Bewegungsmusters, ob eine Datenübertragung mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung vorzunehmen und/oder zu unterlassen ist (22) und - Ausführen oder unterlassen einer Datenübertragung mittels der Antenne zur drahtlosen Datenübertragung in Abhängigkeit des ermittelten Bewegungsmusters (23).
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