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Stand der Technik
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Der Ansatz geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand des vorliegenden Ansatzes ist auch ein Computerprogramm.
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Platooning ist eine bekannte Funktionalität besonders für das LKW-Geschäft. Heutzutage werden unterschiedliche Kommunikationsansätze in diesem Themenkomplex erforscht und entwickelt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen eines Fahrzeug-Platoons bereitgestellt, wobei ein Block mit zumindest einem Identifikationswert eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, um Fahrzeuge in einem Fahrzeug-Platoon zu identifizieren, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein entsprechendes Computerprogramm sowie schließlich eine Verwendung einer Blockchain zum Identifizieren von Fahrzeugen in einem Fahrzeug-Platoon gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine sichere und nachvollziehbare Kommunikationsart für Fahrzeuge in einem Fahrzeug-Platoon und auch eine sichere öffentliche Kommunikationsart für in das Fahrzeug-Platoon zu integrierende Fahrzeuge ermöglicht wird. Hierbei kann eine sichere Identifikation der Fahrzeuge gewährleistet werden.
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Es wird ein Verfahren zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen eines Fahrzeug-Platoons vorgestellt, wobei ein Block mit zumindest einem Identifikationswert eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, um Fahrzeuge in einem Fahrzeug-Platoon zu identifizieren, vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens eines ersten Blocks, einen Schritt des Bestimmens eines zweiten Blocks und einen Schritt des Bereitstellens des zweiten Blocks. Im Schritt des Einlesens des ersten Blocks wird der erste Block über eine zweite Kommunikationsschnittstelle eines zweiten Fahrzeugs des Fahrzeug-Platoons eingelesen, wobei der erste Block einen ersten Identifikationswert eines ersten Fahrzeugs des Fahrzeug-Platoons umfasst. Im Schritt des Bestimmens des zweiten Blocks wird der zweite Block bestimmt, der zumindest einen zweiten Identifikationswert des zweiten Fahrzeugs und einen ersten Streuwert, insbesondere einen ersten Hashwert, des ersten Blocks umfasst. Im Schritt des Bereitstellens des zweiten Blocks wird der zweite Block an ein drittes Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons oder an das erste Fahrzeug über die zweite Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Als ein „Fahrzeug-Platoon“ ist eine Gesamtheit von in einem Platooning fahrenden oder fahrbaren Fahrzeugen zu verstehen. Das Fahrzeug-Platoon kann aus zumindest zwei Fahrzeugen bestehen. Bei dem ersten und zumindest dem zweiten Fahrzeug kann es sich um Fahrzeuge innerhalb des Fahrzeug-Platoons handeln, beispielsweise um zumindest zwei hintereinander fahrende oder fahrbare Lastkraftwagen. Das erste Fahrzeug kann das Führerfahrzeug des Fahrzeug-Platoons sein, also das vorderste Fahrzeug im Fahrzeug-Platoon. Auch das dritte Fahrzeug kann dem Fahrzeug-Platoon angehören, beispielsweise kann das dritte Fahrzeug hinter dem zweiten Fahrzeug fahren. Das Fahrzeug-Platoon kann beliebig viele weitere Fahrzeuge umfassen. Jedes der Fahrzeuge im Fahrzeug-Platoon kann eine Kommunikationseinheit aufweisen, die einen individuellen Identifikationswert aufweist, beispielsweise eine Identifikationsnummer, kurz „ID“. So kann das erste Fahrzeug die erste Kommunikationseinheit und zusätzlich oder alternativ das zweite Fahrzeug die zweite Kommunikationseinheit und zusätzlich oder alternativ das dritte Fahrzeug die dritte Kommunikationseinheit usw. aufweisen. Die zweite Kommunikationseinheit oder mehrere oder alle Kommunikationseinheiten können beispielsweise in Form einer sogenannten „CCU“ (Communication Control Unit) ausgebildet sein. Als ein Streuwert ist eine unter Verwendung eines kryptografischen Verfahrens kryptifizierte Information zu verstehen, beispielsweise ein sogenannter „Hashwert“. Eine Kommunikationseinheit kann eine Kommunikationsschnittstelle umfassen oder datenübertragungsfähig mit einer Kommunikationsschnittstelle gekoppelt sein. Unter einer Kommunikationsschnittstelle kann eine Schnittstelle zur Datenübertragung verstanden werden. Beispielsweise kann es sich bei einer Kommunikationsschnittstelle um eine Funkschnittstelle handeln. Unter Verwendung von Kommunikationsschnittstellen können Blöcke zwischen unterschiedlichen Kommunikationseinheiten übertragen werden, die wiederum in unterschiedlichen Fahrzeugen angeordnet sein können. Dabei kann ein geeignetes Übertragungsprotokoll verwendet werden. Ein Block kann in Form eines Signals übertragen werden, das den Block repräsentierende Informationen umfassen kann.
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Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht das Erzeugen einer Blockchain von zumindest zwei Blöcken, um somit eine sichere Weitergabe von Informationen sowie ein Nachvollziehen einer Herkunft der Informationen in einem Fahrzeug-Platoon zu gewährleisten. Eine Nachvollziehbarkeit der Informationen ergibt sich dabei dadurch, dass jeder sequenziell bestimmte Block je eine Information des vorangehenden Blocks beinhaltet. Das hier vorgestellte Verfahren eignet sich vorteilhafterweise aufgrund des sicheren Blockchain-Verfahrens insbesondere auch als eine öffentliche Kommunikationsart, hierbei beispielsweise zur Integration eines neu in das Fahrzeug-Platoon teilnehmenden Fahrzeugs. Dabei kann auf bekannte Vorgehensweisen der Blockchain-Technologie zurückgegriffen werden.
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Das Verfahren kann auch einen Schritt des Bestimmens des ersten Blocks aufweisen, wobei der erste Block zumindest den ersten Identifikationswert des ersten Fahrzeugs umfasst, und einen Schritt des Bereitstellens des ersten Blocks aufweisen, in dem der erste Block über eine erste Kommunikationsschnittstelle des ersten Fahrzeugs bereitgestellt wird. Die Schritte des Bestimmens des ersten Blocks und des Bereitstellens des ersten Blocks können vor dem Schritt des Einlesens des ersten Blocks durchgeführt werden. Der Schritt des Bestimmens des ersten Blocks kann von der ersten Kommunikationseinheit ausgeführt werden. Im Schritt des Bestimmens des ersten Blocks kann der ersten Kommunikationseinheit bekannt sein, dass sie in oder an dem ersten oder führenden Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons angeordnet ist.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Verfahren gemäß einer Ausführungsform einen Schritt des Einlesens des zweiten Blocks aufweist, in dem über eine dritte Kommunikationsschnittstelle des dritten Fahrzeugs der zweite Block eingelesen wird, wobei der zweite Block den ersten Streuwert und den zweiten Identifikationswert umfasst, und einen Schritt des Bestimmens eines dritten Blocks aufweist, in dem der dritte Block bestimmt wird, der zumindest einen dritten Identifikationswert des dritten Fahrzeugs und einen zweiten Streuwert des zweiten Blocks umfasst, und einen Schritt des Bereitstellens des dritten Blocks aufweist, in dem der dritte Block an ein viertes Fahrzeug oder an das erste Fahrzeug über die dritte Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt wird. Die Schritte des Einlesens des zweiten Blocks, des Bestimmens eines dritten Blocks und des Bereitstellens des dritten Blocks ermöglichen vorteilhafterweise ein sicheres Fortführen der Blockchain, wenn das Fahrzeug-Platoon zumindest drei Fahrzeuge umfasst. Abhängig von einer Anzahl an Fahrzeugen im Fahrzeug-Platoon kann das Verfahren weitere entsprechende Schritte aufweisen, welche beispielsweise in entsprechenden Kommunikationseinheiten der weiteren Fahrzeuge sequenziell bis zum letzten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons durchgeführt werden können. So lässt sich die Blockchain für einen Fahrzeug-Platoon mit einer beliebigen Anzahl an Fahrzeugen erweitern.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Deaktivierens einer Empfangseinrichtung der zweiten Kommunikationsschnittstelle des zweiten Fahrzeugs während des Bereitstellens des dritten Blocks an das erste Fahrzeug über die dritte Kommunikationsschnittstelle. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der von dem letzten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons ausgesendete Block nur von dem ersten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons ausgesendet wird.
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Das Verfahren kann auch einen Schritt des Ermittelns einer Position aufweisen, in dem die Position eines der Fahrzeuge unter Verwendung eines von der Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs eingelesenen Blocks ermittelt wird. Auch diese Position kann von der Kommunikationsschnittstelle im folgenden Schritt des Bereitstellens eines Blocks in dem bereitgestellten Block bereitgestellt werden. So kann eine Position des Fahrzeugs in dem Fahrzeug-Platoon erkannt werden.
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Das Verfahren kann auch einen Schritt des Ermittelns einer Reihenfolge aufweisen, in dem die Reihenfolge der Fahrzeuge unter Verwendung eines von der ersten Kommunikationsschnittstelle des ersten Fahrzeugs eingelesenen Blocks ermittelt wird. Hierzu kann die erste Kommunikationsschnittstelle dazu ausgebildet sein, einen Block von der Kommunikationsschnittstelle des letzten Fahrzeugs einzulesen. Dieser Block kann der letzte Block der Blockchain sein und somit alle Informationen der vorangehenden Blocks, beispielsweise die Positionen aller Fahrzeuge im Fahrzeug-Platoon, ausweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens können die Schritte des Verfahrens ansprechend auf ein Änderungssignal erneut ausgeführt werden. Das Änderungssignal kann beispielsweise von einer Einrichtung eines neuen Fahrzeugs ausgegeben worden sein oder ein neues Fahrzeug ankündigen, welches in das bestehende Fahrzeug-Platoon integriert werden möchte oder soll. Die Schritte des Verfahrens können beispielsweise erneut ausgeführt werden, sobald das Änderungssignal anliegt. So kann unter Verwendung des Blockchain-Verfahrens eine sichere öffentliche Kommunikation mit einem neuen Fahrzeug stattfinden.
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Zusätzlich oder alternativ können die Schritte des Verfahrens erneut ausgeführt werden, wenn über die erste Kommunikationsschnittstelle des ersten Fahrzeugs ein Block eingelesen wird. Die erste Kommunikationsschnittstelle des ersten Fahrzeugs kann beispielsweise den Block von dem letzten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons einlesen. Somit kann die Blockchain kontinuierlich fortgeführt, beispielsweise aktualisiert, werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren einen Schritt des Überprüfens einer Gültigkeit des bereitgestellten zweiten und/oder dritten Blocks anhand des ersten und/oder zweiten Streuwerts der ersten und/oder zweiten Blocks aufweist. Denkbar ist, dass die Gültigkeit mittels einer, insbesondere fahrzeugseitigen, Recheneinheit geprüft, die bevorzugt Zugriff auf zumindest eine der Kommunikationsschnittstellen hat. Dadurch kann die Kommunikation besonders manipulationssicher durchgeführt werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Steuerung eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Blocks mit zumindest einem Identifikationswert eines Fahrzeugs, um Fahrzeuge in einem Fahrzeug-Platoon zu identifizieren. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie einen ersten Block zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie eine zweite Kommunikationseinrichtung mit einer Einleseeinrichtung zum Einlesen des ersten Blocks, einer Bestimmeinrichtung zum Bestimmen des zweiten Blocks und einer Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des zweiten Blocks.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Es wird weiterhin die Verwendung einer Blockchain zum Identifizieren von Fahrzeugen in einem Fahrzeug-Platoon vorgestellt.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Platoons mit einem Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Identifizieren von Fahrzeugen im Fahrzeug-Platoon gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Platoons mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen eines Fahrzeug-Platoons, wobei ein Block mit zumindest einem Identifikationswert eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, um Fahrzeuge in einem Fahrzeug-Platoon zu identifizieren, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Platoons 100 mit einem Blockschaltbild einer Vorrichtung 105 zum Identifizieren von Fahrzeugen 110, 115, 120 im Fahrzeug-Platoon 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Der Fahrzeug-Platoon 100 umfasst zumindest zwei hintereinander angeordnete oder fahrende Fahrzeuge 110, 115. Das erste Fahrzeug 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft ein Führerfahrzeug des Fahrzeug-Platoons 100, also das vorderste Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons 100. Das zweite Fahrzeug 115 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel direkt hinter dem ersten Fahrzeug 110 angeordnet. Lediglich beispielhaft umfasst der Fahrzeug-Platoon 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein drittes Fahrzeug 120, das direkt hinter dem zweiten Fahrzeug 115 angeordnet ist. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst der Fahrzeug-Platoon 100 weiterhin eine beliebige Anzahl weiterer Fahrzeuge, welche hintereinander hinter dem dritten Fahrzeug 120 angeordnet sind. Bei den hier gezeigten Fahrzeugen 110, 115, 120 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft um Lkws. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Fahrzeugen 110, 115, 120 zumindest teilweise um Pkws.
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Jedes der Fahrzeuge 110, 115, 120 umfasst eine Kommunikationseinheit 122, 124, 126. Dabei ist eine erste Kommunikationseinheit 122 dem ersten Fahrzeug 110, eine zweite Kommunikationseinheit 124 dem zweiten Fahrzeug 115 und eine dritte Kommunikationseinheit 126 dem dritten Fahrzeug 120 zugeordnet.
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Die Vorrichtung 105 ist dazu ausgebildet, um die Fahrzeuge 110, 115, 120 im Fahrzeug-Platoon 100 zu identifizieren. Dazu umfasst die Vorrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest eine Kommunikationseinheit 122, 124, 126, hier beispielhaft die in dem zweiten Fahrzeug 115 angeordnete zweite Kommunikationseinheit 124. Die zweite Kommunikationseinheit 124 umfasst eine zweite Kommunikationsschnittstelle 130 und eine Bestimmeinrichtung 135. Die zweite Kommunikationsschnittstelle 130 kann als eine bidirektionale Schnittstelle ausgeführt sein oder eine Empfangsschnittstelle und eine Sendeschnittstelle umfassen. Die zweite Kommunikationseinheit 124 ist an oder in dem zweiten Fahrzeug 115 des Fahrzeug-Platoons 100 aufgenommen, wobei das zweite Fahrzeug 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft an zweiter Stelle des Fahrzeug-Platoons 100 angeordnet ist. Die Kommunikationsschnittstelle 130 ist dazu ausgebildet, um einen ersten Block 145 einzulesen, der einen ersten Identifikationswert 150 des ersten Fahrzeugs 110 des Fahrzeug-Platoons 100 umfasst. Die Bestimmeinrichtung 135 ist dazu ausgebildet, um einen zweiten Block 155 zu bestimmen, der zumindest einen zweiten Identifikationswert 160 des zweiten Fahrzeugs 115 und einen ersten Streuwert, beispielsweise einen Hashwert, des ersten Blocks 145 umfasst. Die Kommunikationsschnittstelle 130 ist dazu ausgebildet, um den zweiten Block 155 an das drittes Fahrzeug 120 des Fahrzeug-Platoons 100 oder das erste Fahrzeug 110 bereitzustellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellt die Kommunikationsschnittstelle 130 den zweiten Block 155 an das dritte Fahrzeug 120 bereit, da das zweite Fahrzeug 115 nicht das letzte Fahrzeug im Fahrzeug-Platoon 100 ist. In einem Ausführungsbeispiel mit lediglich zwei Fahrzeugen 110, 115 im Fahrzeug-Platoon 100 stellt die Bereitstellungseinrichtung 140 den zweiten Block 155 an das erste Fahrzeug 110, also das Führerfahrzeug, bereit.
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Die erste Kommunikationseinheit 122 und/oder die dritte Kommunikationseinheit 126 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel der zweiten Kommunikationseinheit 124 entsprechend ausgeformt und/oder ausgebildet.
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Die erste Kommunikationseinheit 122 ist dazu ausgebildet, um den ersten Block 145 unter Verwendung einer Bestimmeinrichtung der ersten Kommunikationseinheit 122 zu bestimmen. Der erste Block 145 umfasst zumindest den ersten Identifikationswert 150 des ersten Fahrzeugs 115. Ferner ist die erste Kommunikationseinheit 122 dazu ausgebildet, den ersten Block 145 über die erste Kommunikationsschnittstelle 165 an das nachfolgende zweite Fahrzeug 115 bereitzustellen.
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Die dritte Kommunikationseinheit 124 ist dazu ausgebildet, um den zweiten Block 155 unter Verwendung einer dritten Kommunikationsschnittstelle 175 einzulesen. Der zweite Block 155 umfasst den ersten Streuwert und den zweiten Identifikationswert 160. Ferner ist die dritte Kommunikationseinheit 126 dazu ausgebildet, unter Verwendung einer Bestimmeinrichtung einen dritten Block 172 zu bestimmen, der zumindest einen dritten Identifikationswert 175 des dritten Fahrzeugs 120 und einen zweiten Streuwert des zweiten Blocks 155 umfasst, und den dritten Block 172 an ein viertes Fahrzeug oder an das erste Fahrzeug 110 über die dritte Kommunikationsschnittstelle 175 bereitzustellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der dritte Block 172 an das erste Fahrzeug 110 bereitgestellt, da das dritte Fahrzeug 120 das letzte Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons 100 ist.
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Der erste Identifikationswert 150 der ersten Kommunikationseinheit 122, der zweite Identifikationswert 160 der zweiten Kommunikationseinheit 124 und/oder der dritte Identifikationswert 170 der dritten Kommunikationseinheit 126 unterscheiden sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel voneinander, sodass eine eindeutige Identifikation der Fahrzeuge 110, 115, 120 möglich ist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der ersten Kommunikationseinheit 122 bekannt, dass eine erste Position in dem Fahrzeug-Platoon 100 durch das erste Fahrzeug 110 besetzt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Kommunikationseinheit 124 und/oder die dritte Kommunikationseinheit 126 dazu ausgebildet, um eine Position eines der Fahrzeuge 110, 115, 120 unter Verwendung eines von der Kommunikationsschnittstelle 125, 170 des Fahrzeugs 115, 120 eingelesenen Blocks 145, 155 zu ermitteln. Beispielsweise ist die zweite Kommunikationseinheit 124 dazu ausgebildet, um unter Verwendung des von der Kommunikationsschnittstelle 130 des zweiten Fahrzeugs 120 eingelesenen Blocks 155 zu ermitteln, dass das zweite Fahrzeug 120 die zweite Position in dem Fahrzeug-Platoon 100 besetzt und direkt hinter dem ersten Fahrzeug 110 angeordnet ist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Kommunikationseinheit 122 dazu ausgebildet, um eine Reihenfolge der Fahrzeuge 110, 115, 120 unter Verwendung eines von der ersten Kommunikationsschnittstelle 165 des ersten Fahrzeugs 110 eingelesenen Blocks 172 zu ermitteln. Dabei kann es sich bei dem Block 172 um einen Block handeln, der von dem letzten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons 100 ausgesendet wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Blöcke 145, 155, 172 unter Verwendung des Blockchain-Verfahrens bestimmt, sodass der Block 172 eine kontinuierlich erweiterte Liste von Datensätzen umfasst. Somit umfasst der Block 172 eine Information über eine Kette der Kommunikationseinheiten 122, 124, 126, die nacheinander durchlaufen wurden. Somit lässt sich dem Block 172 eine Information über die die Kette und somit den Fahrzeug-Platoon 100 bildenden Fahrzeuge 110, 115, 120 sowie eine Reihenfolge der sich in der Kette befindlichen Fahrzeuge 110, 115, 120 entnehmen.
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Die Vorrichtung 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um ein Änderungssignal einzulesen und ansprechend auf das Änderungssignal ein von der Vorrichtung 105 zum Identifizieren von Fahrzeugen 110, 115, 120 im Fahrzeug-Platoon 100 durchgeführtes Verfahren erneut auszuführen. Das Änderungssignal kann beispielsweise von einem dem Fahrzeug-Platoon 100 neu beitretenden Fahrzeug ausgesendet werden. Zusätzlich oder alternativ ist die Vorrichtung 105 dazu ausgebildet, um das Verfahren erneut auszuführen, wenn über die erste Kommunikationseinheit 165 des ersten Fahrzeugs 110 ein Block eingelesen wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel wenn der Block 172 des letzten Fahrzeugs im Fahrzeug-Platoon 100 eingelesen wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die zweite Kommunikationseinheit 124 während des Aussendens des dritten Blocks 172 so angesteuert, dass der dritte Block 172 von der zweiten Kommunikationseinheit 124 nicht empfangen werden kann. Dazu wird beispielsweise eine Empfangseinrichtung der zweiten Kommunikationsschnittstelle 130 des zweiten Fahrzeugs 115 während des Bereitstellens des dritten Blocks 172 deaktiviert. Wenn der Fahrzeug-Platoon 100 mehr als die drei Fahrzeuge 110, 115, 120 umfasst, so können abgesehen von der ersten Kommunikationseinheit 122 des ersten Fahrzeugs 110 alle weiteren Kommunikationseinheiten 124, 126 so angesteuert werden, dass sie den von dem letzten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoon 100 generierten Block nicht empfangen. Dazu können die Kommunikationseinheiten 124, 126 beispielsweise über ein von der Kommunikationseinheit des letzten Fahrzeugs im Fahrzeug-Platoon 100 ausgesendetes Deaktivierungssignal angesteuert werden oder die Kommunikationseinheiten 124, 126 können ihre Kommunikationsschnittstellen 135, 165 nach Aussenden des jeweiligen Blocks 155, 172 für einen vorbestimmten Zeitraum deaktivieren. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der von dem letzten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons ausgesendete Block nur von dem ersten Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons empfangen wird.
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Der hier vorgestellte Ansatz eignet sich zur Identifikation in der Kommunikation zwischen Platoon-Fahrzeugen 110, 115, 120. Die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen 110, 115, 120 benötigt einen Sicherheitsmechanismus, z. B. einen Schutz vor Cyber-Attacken oder allg. Datenschutz, und dies erschwert die Identifikation der Platoon-Fahrzeugen 110, 115, 120 im Platooning. Besonders ist dies problematisch, wenn ein neues Fahrzeug ins Fahrzeug-Platoon 100 integriert werden soll. Denn im Platoon kann eine synchrone private Kommunikation, z. B. eine sogenannte „.Peer-to-Peer“-Kommunikation, erstellt werden. Im Gegensatz dazu, wird eine öffentliche Kommunikationsart, auch „Public“-Kommunikationsart genannt, für die Fahrzeuge 110, 115, 120, die im Fahrzeug-Platoon 100 integriert werden sollen, benötigt. Diese öffentliche Kommunikationsart kann in vielen Fällen Probleme für die Funktionalität verursachen und gegebenenfalls manipuliert werden. Die hier vorgestellte Vorrichtung 105 ermöglicht vorteilhafterweise eine sichere öffentliche Kommunikationsart. Dank der Vorrichtung 105 kann die Funktion „Platooning“ einwandfrei benutzt werden, da die öffentliche Kommunikation sichergestellt ist. Kryptografisch sichere Hashs, auch „Blockchain“ genannt, eignen sich besonders gut für so eine öffentliche Kommunikationsart. Eine Idee des hier vorgestellten Ansatzes ist die Integration von Blöcken 145, 155, 172 in Form einer Blockchain für Platooning besonders in oben genannten Anwendungsfällen. Damit kann die öffentliche Kommunikation im Platooning, besonders für ein neu ins Platoon teilnehmende Fahrzeug, sichergestellt werden.
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Gemäß einem Anwendungsbeispiel weist das erste Fahrzeug 110 den ersten Block 145 in Form eines ersten Knotens in der Blockchain auf. Die folgenden Fahrzeuge 115, 120 weisen jeweils einen Knoten, hier die Blöcke 155, 172, in der Kette, auf. Das Besondere der Verwendung der Blockchain-Technologie ist, dass jeder Teilnehmer im Platoon, hier die Kommunikationseinheiten 122, 124, 126, die gleiche Kette selber mit der vorherigen Knotennummer, der sogenannten „Hash-ID“, rechnet. Somit schließt der Fehlerfall sich automatisch aus. Dadurch können alle Fahrzeuge 110, 115, 120 und auch neu kommende Fahrzeuge im Platoon identifiziert und von der Öffentlichkeit geschützt werden.
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Die Identifikation einzelner Fahrzeuge 110, 115, 120 im Platoon ist wichtig. Die hier vorgestellte Vorrichtung 105 ermöglicht dabei vorteilhafterweise eine Strategie zur Kommunikation, welche in der Lage ist, die einzelnen Fahrzeuge 110, 115, 120 im Fahrzeug-Platoon 100 zu identifizieren, und/oder gemäß einem Ausführungsbeispiel deren Reihenfolge innerhalb des Fahrzeug-Platoons 100 zu ermitteln. Ein Kern der Idee ist demnach eine Verwendung der Blockchain-Technik bei einer Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Fahrzeugen 110, 115, 120, um eine eindeutige Identifikation der Fahrzeuge 110, 115, 120 innerhalb des Fahrzeug-Platoon 100 sicherzustellen. Damit ist die Reihenfolge der Fahrzeuge 110, 115, 120 innerhalb des Fahrzeug-Platoon 100 für jedes Fahrzeug 110, 115, 120 bekannt.
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Ein Vorteil der hier verwendeten Blockchain gegenüber einfacheren Ansätzen mit einfachen Hashs ist, dass die Blockchain von außen geschützt ist, wenn die Kommunikationsart „public“ ist. Um „double spending“ zu verhindern, ist die Vorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um Cloud-Computing einzusetzen und/oder mittels eines zentralen Überwachers, z. B. des Führerfahrzeugs, „double spending“ zu unterdrücken, beispielsweise, wenn eine Rechenleistung in den Lkws sehr limitiert ist.
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Ein weiterer Anwendungsfall für den Einsatz der hier beschriebenen Blockchain-Technologie im Kontext Platooning zusätzlich zu der Festlegung der Reihenfolge kann je nach Geschäftsmodel eine Abrechnung einer Spritersparnis sein, welche gemäß einem Ausführungsbeispiel auch über Blockchain erfolgt. Dazu können beispielsweise Kryptowährungen verwendet werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Platoons 100 mit einer Vorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Vorrichtung 105 handeln. Auch bei dem Fahrzeug-Platoon 100 kann es sich um den in 1 beschriebenen Fahrzeug-Platoon 100 handeln, mit dem Unterschied, dass der Fahrzeug-Platoon 100 zumindest ein weiteres Fahrzeug, hier ein letztes Fahrzeug N des Fahrzeug-Platoons 100, aufweist. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen dem dritten Fahrzeug 120 und dem letzten Fahrzeug N eine beliebige Anzahl weiterer Fahrzeuge im Fahrzeug-Platoon 100.
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Es ist ein Ablauf für eine beliebige Anzahl an Fahrzeugen 110, 115, 120, ..., N skizziert. Dabei sind die Ablaufschritte mit Pfeilen dargestellt.
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Es folgt eine Auflistung wichtiger Annahmen, welche der Vorrichtung 105 zur Durchführung eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Blocks mit zumindest einem Identifikationswert eines Fahrzeugs, um Fahrzeuge 110, 115, 120, N im Fahrzeug-Platoon 100 zu identifizieren, gemäß diesem Ausführungsbeispiel bekannt sind:
- Das führende Fahrzeug, welches auch als Lead-Fahrzeug oder „Fzg_A“ bezeichnet werden kann, hier also das erste Fahrzeug 110, weiß, dass es das vorderste Fahrzeug im Fahrzeug-Platoon 100 ist. Im Platooning ist dies selbstverständlich. Beispielsweise wird dazu eine entsprechende Information in der ersten Kommunikationseinheit hinterlegt. Der Aufbau des Fahrzeug-Platoons 100 wird von der Vorrichtung 105 sequenziell durchgeführt, also von dem vordersten Fahrzeug 110 ausgehend nacheinander bis zum letzten Fahrzeug N des Fahrzeug-Platoons 100. Eine Berechnung oder das Bestimmen der Blöcke wird von der Vorrichtung 105 sequenziell durchgeführt, damit eine Protokollierung sichergestellt wird. Kommunikationen zwischen den Fahrzeugen 110, 115, 120, ..., N sind sichergestellt, auch zwischen dem letzten Fahrzeug N und dem führenden Fahrzeug 110. Gemäß einem Ausführungsbeispiel verfügt die Vorrichtung 105 über eine Logik, die es ermöglicht, dass jedes teilnehmende Fahrzeug 115, 120, ..., N außer das führende Fahrzeug 110 für eine definierte Zeit, beispielsweise N Sekunden, einen Nachrichtenempfang deaktiviert, sodass die Nachricht vom letzten Fahrzeug N zum führenden Fahrzeug 110 sicher übermittelt wird. Nach einem ersten Berechnungsdurchlauf ist die Identifikation im Platoon sichergestellt.
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Es folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einem Fahrzeug-Platoon 100 mit einer beliebigen Anzahl an aufeinanderfolgenden Fahrzeugen 110, 115, 120, ..., N. Jedes der Fahrzeuge 110, 115, 120, ..., N weist eine Kommunikationseinheit mit einem eigenen Identifikationswert 150, 160, 175, ..., ID_N, beispielsweise einer eigenen ID, auf. Zumindest eine oder mehrere oder alle der Kommunikationseinheiten sind gemäß einem Ausführungsbeispiel je als eine„CCU“ (Communication Control Unit) ausgeformt. Die Kommunikationseinheiten sind ausgebildet, logische Rechnungen, die auch sequenziell protokolliert werden, durchzuführen, beispielsweise Hashwerte zu berechnen. Das führende erste Fahrzeug 110 überträgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel den eigenen Identifikationswert 150, welcher auch als ID_A bezeichnet werden kann, an das nachfolgende zweite Fahrzeug 115 und die Information, dass das erste Fahrzeug 110 das vorderste Fahrzeug im Fahrzeug-Platoon 100 ist. Der erste Block umfasst demnach gemäß einem Ausführungsbeispiel folgende Information: {ID_A, 0 < A}. Die erste Kommunikationseinheiten ist gemäß einem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um ein erstes Protokoll P_1 zu erstellen, das gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen aussieht:
- 1. Lead ID_A (0 < A)
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Das zweite Fahrzeug
115, das auch als „Fzg-B“ bezeichnet werden kann, berechnet ausgehend von der von Fzg-A übertragenen Information {ID_A, 0 < A} und dem eigenen Identifikationswert
160, welcher auch als ID_B bezeichnet werden kann, eine neue Information {P_1 & ID_B, 0<A<B (0 < A, A < B)} und/oder ein eigenes zweites Protokoll P_2, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen aussieht:
- 1. Lead ID_A (0 < A)
- 2. ID_A & Punkt_1 & ID_B -> (0<A<B)
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Diese Information {P_2, 0 < A<B} wird an das dritte Fahrzeug 120, das auch als „Fzg-C“ bezeichnet werden kann, übertragen. So geht es bis zum letzten Fahrzeug N.
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Das dritte Protokoll P_3 sieht gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen aus:
- 1. Lead ID_A (0 < A)
- 2. ID_A & Punkt_1 & ID_B -> (0<A<B)
- 3. ID_B & Punkt_2 & ID_C -> (0<A<B<C)
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Das letzte Protokoll P_N sieht gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen aus:
- 1. Lead ID_A (0 < A)
- 2. ID_A & Punkt_1 & ID_B -> (0<A<B)
- 3. ID_B & Punkt_2 & ID_C -> (0<A<B<C)
- ...
- N. ID_N-1 & Punkt_N-1 & ID_N -> (0<A<B<..<N)
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Nach der berechneten Information des letzten Fahrzeugs N werden diese wieder zum Fzg-A gesendet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Einleseeinrichtungen der zwischenliegenden Kommunikationseinheiten dabei temporär deaktiviert. Die sequenzielle Kette wird damit abgeschlossen und der nächste Rechnungsdurchlauf wird gemäß einem Ausführungsbeispiel gestartet, solange der Platoon durchgeführt wird und/oder durch einen Änderungswunsch getriggert wird, beispielsweise mittels des Änderungssignals.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen eines Fahrzeug-Platoons, wobei ein Block Blocks mit zumindest einem Identifikationswert eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, um Fahrzeuge in einem Fahrzeug-Platoon zu identifizieren, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 300 handeln, das von einer der anhand der vorangegangenen Figuren beschriebenen Vorrichtungen ausführbar oder ansteuerbar ist.
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Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 305 des Einlesens eines ersten Blocks, einen Schritt 310 des Bestimmens eines zweiten Blocks und einen Schritt 315 des Bereitstellens des zweiten Blocks. Im Schritt 305 des Einlesens des ersten Blocks wird der erste Block über eine zweite Kommunikationsschnittstelle eines zweiten Fahrzeugs des Fahrzeug-Platoons eingelesen, wobei der erste Block einen ersten Identifikationswert eines ersten Fahrzeugs des Fahrzeug-Platoons umfasst. Im Schritt 310 des Bestimmens des zweiten Blocks wird der zweite Block bestimmt, der zumindest einen zweiten Identifikationswert des zweiten Fahrzeugs und einen ersten Streuwert des ersten Blocks umfasst. Im Schritt 315 des Bereitstellens des zweiten Blocks wird der zweite Block an ein drittes Fahrzeug des Fahrzeug-Platoons oder das erste Fahrzeug über die zweite Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt.
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Optional umfasst das Verfahren 300 gemäß diesem Ausführungsbeispiel außerdem einen Schritt 320 des Bestimmens des ersten Blocks, einen Schritt 325 des Bereitstellens des ersten Blocks, einen Schritt 330 des Einlesens des zweiten Blocks, einen Schritt 335 des Bestimmens eines dritten Blocks, einen Schritt 340 des Bereitstellens des dritten Blocks, einen Schritt 345 des Ermittelns einer Position und/oder einen Schritt 350 des Ermittelns einer Reihenfolge.
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Im Schritt 320 des Bestimmens des ersten Blocks wird der erste Block bestimmt, der zumindest den ersten Identifikationswert des ersten Fahrzeugs umfasst. Im Schritt 325 des Bereitstellens des ersten Blocks wird der erste Block über eine erste Kommunikationsschnittstelle des ersten Fahrzeugs bereitgestellt. Die Schritte 320 und 325 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel vor dem Schritt 305 ausgeführt.
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Im Schritt 330 des Einlesens des zweiten Blocks wird der zweite Block über eine dritte Kommunikationsschnittstelle des dritten Fahrzeugs eingelesen, wobei der zweite Block den ersten Streuwert und den zweiten Identifikationswert umfasst. Im Schritt 335 des Bestimmens eines dritten Blocks wird der dritte Block bestimmt, der zumindest einen dritten Identifikationswert des dritten Fahrzeugs und einen zweiten Streuwert des zweiten Blocks umfasst. Im Schritt 340 des Bereitstellens des dritten Blocks wird der dritte Block an ein viertes Fahrzeug oder an das erste Fahrzeug über die dritte Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt. Die Schritte 330, 335 und 340 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel nach dem Schritt 315 ausgeführt.
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Im Schritt 345 des Ermittelns einer Position wird die Position eines der Fahrzeuge unter Verwendung eines von der Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs eingelesenen Blocks ermittelt. Im Schritt 350 des Ermittelns einer Reihenfolge wird die Reihenfolge der Fahrzeuge unter Verwendung eines von der ersten Kommunikationsschnittstelle des ersten Fahrzeugs eingelesenen Blocks ermittelt. Der Schritt 345 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel nach jedem Schritt des Einlesens 305, 330 eines Blocks durchgeführt. Der Schritt 350 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel nach einem letzten Schritt 315, 340 des Bereitstellens eines letzen Fahrzeugs des Fahrzeug-Platoons ausgeführt.
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Die hier vorgestellten Verfahrensschritte können wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
