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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Kraftfahrzeug und einer Parkinfrastruktur zum automatischen Durchführen eines Parkvorgangs des Kraftfahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2013 213 379 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Ein- und Ausparken seines Fahrzeugs in einer Parkeinrichtung bekannt. Hierbei ist das Fahrzeug mit einem das ferngesteuerte Bewegen und Lenken ermöglichenden Fahrerassistenzsystem ausgestattet, welches mittels einer drahtlosen Datenkommunikation mit einer Parkmanagementeinrichtung kommuniziert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Aufbau einer robusten Kommunikationsverbindung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren zum Aufbau einer widerstandsfähigen Kommunikationsverbindung zwischen einem Kraftfahrzeug und einer Parkinfrastruktur zum automatischen Durchführen eines Parkvorgangs des Kraftfahrzeugs zu bereitzustellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens drei, auf jeweiligen unterschiedlichen Funkstandards basierende Funkverbindungen zwischen dem Kraftfahrzeug und der Parkinfrastruktur aufgebaut werden. Dabei wird eine jeweilige Qualität der jeweiligen Funkverbindung ermittelt. Die die schlechteste Qualität aufweisende Funkverbindung wird beendet, während die zwei übrigen Funkverbindungen aufrechterhalten werden. Des Weiteren wird eine weitere Funkverbindung aufgebaut, welche auf dem gleichen Funkstandard wie diejenige der zwei übrigen Funkverbindungen basiert, die die beste Qualität aufweist. Daraufhin werden Daten über zumindest zwei der drei gleichzeitig aufgebauten Funkverbindungen redundant übertragen, wobei die Funkverbindungen, über welche die Daten übertragen werden, auf dem gleichen Funkstandard basieren. Das bedeutet, dass die Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Parkinfrastruktur mittels der wenigstens drei Funkverbindungen aufgebaut wird, wobei die draht- beziehungsweise leitungslosen Funkverbindungen auf den jeweiligen, voneinander unterschiedlichen Funkstandards basieren.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, möglichst rasch und vollständig Informationen zwischen dem Kraftfahrzeug und der Parkinfrastruktur über die Kommunikationsverbindung übertragen zu können. Beispielsweise werden basierend auf den ermittelten Qualitäten der jeweiligen Funkverbindung die drei Funkverbindungen nach absteigender Qualität gereiht beziehungsweise sortiert. Jene Funkverbindung, welche die schlechteste Qualität aufweist, wird beendet. Die beiden verbleibenden Funkverbindungen, welche die beste und die zweitbeste Qualität aufweisen, werden aufrechterhalten. Anschließend wird die weitere Funkverbindung aufgebaut, die auf jenem Funkstandard beruht, auf dem die verbleibende Funkverbindung mit der besten Qualität basiert. Somit liegen drei Funkverbindungen gleichzeitig vor, wobei zwei Funkverbindungen auf demselben Funkstandard, der die Qualität ermöglicht, basieren, und die weitere Funkverbindung basiert auf dem Funkstandard, der die zweitbeste Qualität ermöglicht. Das redundante Übertragen von Daten erfolgt über die zumindest zwei Funkverbindungen, wobei diese vorzugsweise auf dem Funkstandard, der die beste Qualität ermöglicht, basieren. Vorteilhaft ist, dass aufgrund der hohen Qualität der gleichzeitig vorliegenden Funkverbindungen das Übertragen der Daten robust, das heißt stabil, und möglichst ungestört gegenüber Störeinflüssen und/oder veränderten Umgebungsbedingungen und somit besonders sicher ist. Des Weiteren kann eine hohe Übertragungsrate der Daten erzielt werden.
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Bei der jeweiligen Funkverbindung kann es sich beispielsweise im ein drahtbeziehungsweise leitungsloses, insbesondere lokales, Netzwerk handeln, welches als WLAN oder Bluetooth ausgebildet beziehungsweise bezeichnet werden kann. Der jeweilige Funkstandard ist oder bezieht sich beispielsweise auf ein Funkkommunikationsprotokoll, welches beispielsweise durch Normen wir IEEE-Normen für eine Kommunikation in Funknetzwerken definiert ist. Insbesondere ist der jeweilige Funkstandard durch ein Frequenzband definiert, welches zum, insbesondere leitungslosen, Übertragen von Daten beziehungsweise Signale genutzt wird. Somit unterscheiden sich die Funkstandards beispielswiese durch ihre Frequenzbänder. Um die jeweilige Qualität der jeweiligen Funkverbindung zu ermitteln, werden beispielsweise eine Stärke und/oder eine Stabilität der Signale erfasst.
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Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Zukünftig sollen autonome Parksysteme zum automatischen Durchführen eines Parkvorgangs, was auch als automated valet parking bezeichnet wird, ein vollautomatisches beziehungsweise autonomes Ein- und/oder Ausparken von Fahrzeugen in dezidierten Umgebungen wie beispielsweise Parkhäusern ermöglichen. Diese einfach auch als Systeme bezeichneten Parksysteme werden durch in der auch als Infrastruktur bezeichneten Parkinfrastruktur verbaute Sensoren und daran angeschlossene Rechnersysteme realisiert, die über wenigstens eine Funkverbindung mit den automatisch zu parkenden und somit zu steuernden beziehungsweise zu regelnden Fahrzeugen verbunden sind. Eine stabile und sichere Verbindung ist für solche Systeme entscheidend und kann durch das erfindungsgemäße Verfahren auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht werden. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Konzept, um die drahtbeziehungsweise leitungslose Kommunikationsverbindung und somit eine Funkschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und der Infrastruktur stabil und redundant auslegen zu können, sodass über diese Funkschnittstelle Daten beziehungsweise Signale, die zum automatischen Durchführen des jeweiligen Parkvorgangs genutzt werden, besonders vorteilhaft zwischen der Infrastruktur und dem jeweiligen Fahrzeug übertragen werden können.
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Insbesondere unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch zukünftige Parksysteme ermöglicht werden, insbesondere unter Nutzung von Sensorik außerhalb des jeweiligen Fahrzeugs, einen Parkvorgang beziehungsweise mehrere Parkvorgänge autonom und somit automatisch durchzuführen. Dabei werden beispielsweise zusätzliche Sensoren und zusätzliche Infrastruktur in Umgebungen wie beispielsweise Parkhäusern, in denen Parkvorgänge automatisch durchzuführen sind, verbaut. Hierdurch wird es möglich, die Fahrzeuge an einen dezidierten Übergabeplatz abzugeben und später wieder abzuholen, insbesondere ohne dass ein Fahrer das Fahrzeug fahren muss. Nachdem beispielsweise ein Fahrzeug durch dessen Fahrer abgegebenen wurde, und insbesondere nachdem der Fahrer das Fahrzeug verlassen hat, wird das jeweilige Fahrzeug anschließend selbstständig beziehungsweise autonom auf einen freien Parkplatz verteilt und kann später wieder zu einer Übergabezone zurückgerufen werden. Eine hierfür erforderliche Kommunikation zwischen der Infrastruktur und dem Fahrzeug erfolgt dabei über die zuvor beschriebene Funkschnittstelle und kann durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft dargestellt werden. Für eine hohe Datenrate sowie eine hohe Robustheit der Funkschnittstellte zwischen Infrastruktur und Fahrzeug eignet sich besonders vorteilhaft das erfindungsgemäße Verfahren, welches unterschiedliche Funkstandards und somit unterschiedliche Funktechnologien nutzt.
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Beispielsweise wird hierfür die Verwendung einer WLAN 2,4 Gigahertz-Verbindung sowie einer WLAN 5,0 Gigahertz-Verbindung und zusätzlich einer Bluetooth low energy Verbindung vorgeschlagen. Hierfür etwaige im Fahrzeug erforderliche Funkchips können entweder in einem zentralen Steuergerät oder in verschiedenen Steuergeräten lokalisiert sein. Heutige Funkchips, sogenannte Kombo-Chips, sind zudem in der Lage, unterschiedliche Funkstandards zu realisieren beziehungsweise zu unterstützen. So können diese Chips zum Beispiel 2,4 sowie 5,0 Gigahertz WLAN-Verbindungen aufbauen und unterstützen auch häufig Bluetooth-Verbindungen.
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Ein möglicher Ablauf des Verfahrens kann wie folgt erfolgen: Die drei Funkverbindungen werden beispielsweise zunächst bei einer Aktivierung einer Funktion, das heißt bei einer Aktivierung des automatischen Parkvorgangs oder - falls dies möglich ist - bereits bei einer Einfahrt in ein Parkhaus aufgebaut. Nun erfolgt beispielsweise zunächst eine Überprüfung einer Stabilität der einzelnen Funkverbindungen. Dafür wird beispielsweise eine sogenannte Round Trip Time von über die einzelnen Funkverbindungen übertragenen Datenpakete ermittelt. Nach Ablauf einer definierten Zeit wird eine mittlere Übertragungszeit der drei Funkverbindungen ermittelt. Daraus kann eine Reihenfolge für die auch als Verbindungsqualität bezeichnete Qualität der drei Funkverbindungen ermittelt werden. Die Funkverbindung mit der höchsten Qualität wird weiterhin aufrechterhalten, wobei es sich beispielsweise um die zuvor genannte 5,0 Gigahertz-WLAN-Verbindung handelt. Auch aufrechterhalten wird die Verbindung, die die zweitbeste Qualität aufweist, wobei es sich hierbei beispielsweise um die Bluetooth-Low-Energy-Verbindung handelt. Die Funkverbindung mit der schlechtesten Verbindungsqualität, so zum Beispiel die 2,4 Gigahertz WLAN-Verbindung wird abgebaut, das heißt beendet, und stattdessen wird eine Funkverbindung aufgebaut, die auf dem gleichen Standard basiert, wie die Funkverbindung mit der höchsten beziehungsweise besten Qualität, in diesem Fall wird somit eine 5,0 Gigahertz WLAN-Verbindung neu aufgebaut. In der Folge sind gleichzeitig zwei Funkverbindungen mit dem gleichen Funkstandard zur Infrastruktur aufgebaut, die durch das Verfahren und der aktuell gegebenen Randbedingungen als besonders vorteilhaft ermittelt wurden. Diese Funkverbindungen können nun zur redundanten Übertragung von Steuerbefehle, insbesondere Steuerfahrbefehle, für das autonome Parksystem verwendet werden. Mittels der gleichzeitig aufgebauten dritten Verbindung, die auf einem anderen Funkstandard basiert wie die übrigen zwei Verbindungen, vorliegend die Bluetooth-Low-Energy-Verbindung, werden ebenfalls die gleichen Daten übertragen, sodass vorzugsweise die Daten über alle drei gleichzeitig aufgebauten Funkverbindungen redundant übertragen werden.
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Wird beispielsweise während des automatischen Parkvorgangs in der Umgebung, insbesondere in dem Parkhaus, festgestellt, dass sich die dritte Verbindung, die bezüglich des Standards von den beiden primären Funkverbindungen abweicht, sich bezüglich der Verbindungsqualität deutlich besser entwickelt, kann eine der beiden primären Funkverbindungen beendet und im Standard der alternativen Funkverbindung angeglichen werden. Damit kann sichergestellt werden, dass stets zwei Verbindungen des gleichen Standards redundant Steuerbefehle zum Durchführen des automatischen Parkvorgangs übertragen.
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Parallel werden beispielsweise immer über einen alternativen Funkstandard die gleichen Daten übertragen, sodass das System in der Lage ist, dynamisch auf sich verändernde Umfeldbedingungen oder Steuereinflüsse, die sich auch gegebenenfalls unterschiedlich auf die verschiedenen Funkstandards auswirken, mit dem Wechsel auf einen anderen Funkstandard zu reagieren. Für die Funkschnittstelle wird somit ein Konzept basierend auf dem Prinzip der Redundanz sowie der Diversität realisiert, da zwei Funkverbindungen gleichen Standards parallel betrieben werden und parallel ein alternativer technischer Ansatz Verwendung findet. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, automatische beziehungsweise autonome Parkvorgänge gegenüber Störeinflüssen auf Funksignale auszulegen sowie eine hohe Datenübertragungsrate darzustellen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Fig. ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Im Folgenden wird anhand der einzigen Fig. ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Kraftfahrzeug und einer einfach auch als Infrastruktur bezeichneten Parkinfrastruktur zum automatischen beziehungsweise autonomen Durchführen wenigstens eines Parkvorgangs des insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Verfahren wird beispielsweise vor und/oder während des Parkvorgangs durchgeführt. Das Verfahren wird beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder mittels einer bezüglich des Kraftfahrzeugs externen, insbesondere zentralen, weiteren elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt, die beispielsweise Bestandteil der bezüglich des Kraftfahrzeugs externen, zusätzlich zu dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Infrastruktur ist.
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Das Verfahren wird beispielsweise durch wenigstens eine durch eine Person bewirkte Eingabe in eine Bedieneinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder in eine Bedieneinrichtung der Infrastruktur begonnen. Bei der Person handelt es sich beispielsweise um den Fahrer des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug wird beispielsweise von der Person zu einem Übergabeort gefahren und an dem Übergabeort abgestellt. Daraufhin steigt der Fahrer beispielsweise aus dem Kraftfahrzeug aus und bewirkt den Beginn des Verfahrens.
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Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird, insbesondere durch das Kraftfahrzeug beziehungsweise durch dessen elektronische Recheneinrichtung, nach wenigstens einem gültigen Funknetz gesucht. Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird überprüft, ob wenigstens ein gültiges Funksignal empfangen wird. Mit anderen Worten wird bei dem zweiten Schritt S2 überprüft, ob wenigstens ein gültiges Funknetz gefunden beziehungsweise ermittelt wurde. Wurde kein gültiges Funksignal empfangen, so wird das Verfahren bei dem ersten Schritt S1 fortgesetzt. Wird bei dem zweiten Schritt S2 ermittelt, dass wenigstens ein gültiges Funksignal empfangen wird beziehungsweise wurde, so werden bei einem dritten Schritt S3 des Verfahrens wenigstens drei, auf jeweiligen, voneinander unterschiedlichen Funkstandards basierende Funkverbindungen zwischen dem Kraftfahrzeug, insbesondere zwischen der elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, und der Parkinfrastruktur, insbesondere elektronischen Recheneinrichtung der Parkinfrastruktur, aufgebaut.
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Bei einem vierten Schritt S4 des Verfahrens wird ein Verbindungstest gestartet, in dessen Rahmen die zuvor aufgebauten Verbindungen überprüft beziehungsweise getestet werden. Im Rahmen des Verbindungstests wird beispielsweise eine jeweilige Qualität der jeweiligen aufgebauten Funkverbindung ermittelt, sodass Qualitäten der aufgebauten Funkverbindungen ermittelt werden. Beispielsweise wird die jeweilige Qualität der jeweiligen Funkverbindung in Abhängigkeit von einer auch als Round Trip Time bezeichneten Paketumlaufzeit ermittelt.
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Bei einem fünften Schritt S5 des Verfahrens wird überprüft, ob der Verbindungstest erfolgreich durchgeführt wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren bei dem vierten Schritt S4 fortgesetzt. Wird bei dem fünften Schritt S5 ermittelt, dass der Verbindungstest erfolgreich durchgeführt wurde, so wird bei einem sechsten Schritt S6 des Verfahrens die die schlechteste Qualität aufweisende Funkverbindung beendet, während die zwei übrigen Funkverbindungen aufrechterhalten werden. Außerdem wird bei dem sechsten Schritt S6, insbesondere genau eine weitere Funkverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Infrastruktur aufgebaut, wobei die weitere Funkverbindung auf dem gleichen Funkstandard diejenige der zwei übrigen Funkverbindungen basiert, die die beste Qualität aufweist.
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Bei einem siebten Schritt S7 des Verfahrens werden Daten über zumindest zwei der drei gleichzeitig aufgebauten Funkverbindungen, insbesondere über alle drei gleichzeitig aufgebauten Funkverbindungen, redundant übertragen, wobei die zumindest zwei Funkverbindungen, über welche die Daten übertragen werden, auf dem gleichen Funkstandard basieren. Somit weisen beispielsweise die zumindest zwei Funkverbindungen den gleichen ersten Funkstandard auf, während die gleichzeitig aufgebaute dritte Funkverbindung einen von dem ersten Funkstandard unterschiedlichen zweiten Funkstandard aufweist. Die zumindest zwei, auf dem gleichen Funkstandard basierenden Funkverbindungen, werden auch als Primärfunkverbindung oder primäre Funkverbindungen bezeichnet, während die andere, dritte Funkverbindung auch als sekundäre Funkverbindung oder Sekundärfunkverbindung bezeichnet wird.
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Bei einem achten Schritt S8 des Verfahrens wird überprüft, ob die Qualität der auch als alternative Verbindung bezeichneten sekundären Verbindung höher beziehungsweise besser als die Qualität der primären Funkverbindungen ist beziehungsweise geworden ist. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren bei dem siebten Schritt S7 fortgesetzt. Wird bei dem achten Schritt S8 ermittelt, dass die Qualität der sekundären Funkverbindung höher als die Qualität der primären Funkverbindung ist, so wird das Verfahren bei dem sechsten Schritt S6 fortgesetzt, sodass dann bei dem sechsten Schritt S6 wieder diejenige der drei Funkverbindungen mit der schlechtesten Qualität beendet und an ihrer Stelle eine neue, weitere Funkverbindung aufgebaut wird, während die übrigen zwei Funkverbindungen mit der besten und zweitbesten Qualität beibehalten werden. Insgesamt ist erkennbar, dass das Verfahren eine sichere und robuste Übertragung der Daten mit einer besonders hohen Datenübertragungsrate ermöglicht, sodass der automatische Parkvorgang sicher, robust und schnell durchgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
- S3
- dritter Schritt
- S4
- vierter Schritt
- S4
- fünfter Schritt
- S5
- sechster Schritt
- S6
- siebter Schritt
- S7
- achter Schritt
- S8
- neunter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013213379 A1 [0002]
