DE102019219837A1 - Process and telematics unit for predicting connectivity quality - Google Patents

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Abstract

Telematikeinheit zur Prädiktion von Konnektivitätsqualität für ein Fahrzeug, mit einem Bewertungsmodul aufweisend: eine Recheneinheit zur Entgegennahme von Messungen zur Konnektivitätsqualität einer geographischen Region und zur Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer empfangenen Qualitätsinformation von einem Konnektivitätsqualitätsserver und/oder auf Basis von gemessener Konnektivitätsqualität mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs; und eine Schnittstelle zur Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Konnektivitätsqualität für die laufenden Anwendungen auf ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs auf Basis der Bewertung verwendet.Telematics unit for predicting connectivity quality for a vehicle, comprising an evaluation module: a computing unit for receiving measurements on connectivity quality of a geographic region and for performing the evaluation of connectivity quality on the basis of received quality information from a connectivity quality server and / or on the basis of measured connectivity quality by means of a Environment sensors of the vehicle; and an interface for transferring the assessment to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality for the current applications on a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle on the basis of the assessment.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Telematikeinkeit zur Bewertung von Konnektivitätsqualität, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer solchen Telematikeinkeit, ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug mit einer solchen Telematikeinkeit, ein Verfahren zur Prädiktion von Konnektivitätsqualität, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.The present invention relates to a telematics unit for evaluating connectivity quality, a driver assistance system for a vehicle with such a telematics unit, a security system for a vehicle with such a telematics unit, a method for predicting connectivity quality, a program element and a computer-readable medium.

Stand der TechnikState of the art

Für die heutigen und vor allem zukünftigen Fahrzeuge ist die Verbindung zum Internet nicht mehr wegzudenken. Dies wird mit dem Schlagwort Always On beschreiben und bedeutet es besteht die ständige Verbindung mit dem Internet. Über Mobilfunk Kommunikationswege und andere drahtlose Kommunikationen wie Wi-Fi, Satelliten, digitalen Rundfunk werden Informationen aus dem Internet ins Fahrzeug übermittelt.For today's and above all future vehicles, the connection to the Internet has become indispensable. This is described with the keyword Always On and means there is a constant connection to the Internet. Information from the Internet is transmitted to the vehicle via cellular communication channels and other wireless communications such as Wi-Fi, satellites, and digital radio.

Die Qualität der Konnektivität des Fahrzeugs zur Außenwelt ist nicht immer gleich und hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. So gibt es gebietsweise mal guten und mal weniger guten Informations-/Konnektivitätsempfang bis hin zu noch vorhandenen Funklöchern, wo keine Informations-/Konnektivitäts- und/oder Voice-Verbindung möglich ist. Dies hängt zum einen von der Infrastruktur des jeweiligen Mobilnetzes ab, und zum anderen beeinflussen Faktoren wie z.B. Abschattung und der Anzahl der Mobilfunknutzer pro Zelle die verfügbare Bandbreite.The quality of the vehicle's connectivity to the outside world is not always the same and depends on various factors. In some areas there is sometimes good and sometimes less good information / connectivity reception through to remaining dead spots where no information / connectivity and / or voice connection is possible. This depends on the one hand on the infrastructure of the respective mobile network, and on the other hand factors such as shadowing and the number of mobile phone users per cell influence the available bandwidth.

Für eine Kommunikationszelle steht i.d.R. eine voreingestellte Bandbreite zur Verfügung, die aber bei Bedarf erhöht werden kann. Bei normaler Verkehrsdichte auf Autobahnen befinden sich relativ wenige Fahrzeuge in einer Kommunikationszelle - zudem benötigt ein Fahrzeug während der Fahrt i.d.R. nur eine geringe Kommunikationsbandbreite. Bei dichter werdendem Verkehr erhöht sich die Anzahl der Fahrzeuge pro Zelle, die Kommunikation pro Fahrzeug bleibt aber in etwa gleich. Kommt der Verkehr ins Stocken oder gar zum Stehen, dann kann sich das Kommunikationsaufkommen pro Fahrzeug deutlich erhöhen, da ggf. Anrufe getätigt werden, um eine Verspätung mitzuteilen, Verkehrsinformationen aus dem Internet abgerufen werden o.a. Es tritt nun das Problem auf, dass die Bandbreite der Kommunikationszelle nicht rechtzeitig auf den erhöhten Kommunikationsbedarf angepasst wird und es zu Kommunikationsengpässen kommt.A preset bandwidth is usually available for a communication cell, but this can be increased if necessary. With normal traffic density on motorways, there are relatively few vehicles in a communication cell - moreover, a vehicle usually only requires a small communication bandwidth while driving. As the traffic increases, the number of vehicles per cell increases, but communication per vehicle remains roughly the same. If the traffic comes to a standstill or even comes to a standstill, the communication volume per vehicle can increase significantly, as calls may be made to report a delay, traffic information is retrieved from the Internet, etc. The problem now arises that the bandwidth of the Communication cell is not adapted in good time to the increased communication requirements and communication bottlenecks arise.

In einem Fahrzeug können viele unterschiedliche Kommunikationsstandards nebeneinander existieren. Telematikeinheiten können mehrere unterschiedliche HF-Systeme enthalten, z.B. LTE-A, 3G, 4G, 5G, WLAN und Bluetooth. Die Verwendung mehrerer Funkkommunikationsstandards gleichzeitig in einem begrenzten Raum kann Qualitätsprobleme, geringere Datenübertragungsgeschwindigkeiten oder sogar einen Komplettausfall verursachen. Um eine stabile Performance sicherzustellen, sind reproduzierbare, realitätsnahe Messungen erforderlich.Many different communication standards can coexist in a vehicle. Telematics units can contain several different HF systems, e.g. LTE-A, 3G, 4G, 5G, WLAN and Bluetooth. The use of several radio communication standards at the same time in a limited space can cause quality problems, lower data transmission speeds or even a complete failure. To ensure stable performance, reproducible, realistic measurements are required.

Ansätze und Lösungen zu der Prädiktion der verfügbaren Bandbreite an einem Ort gehen häufig von punktuellen Messungen der Konnektivitätsqualität und deren Auswertung in einem Backend aus. Dies erfordert immer wieder viele Messungen der Konnektivitätsqualität, die wiederum das Mobilfunknetz belasten und die verfügbare Konnektivitätsqualität und das Datenvolumen des Nutzers reduzieren.Approaches and solutions for the prediction of the available bandwidth at a location are often based on punctual measurements of the connectivity quality and their evaluation in a backend. This repeatedly requires a large number of measurements of the connectivity quality, which in turn place a load on the cellular network and reduce the available connectivity quality and the data volume of the user.

US 2002 082 767 A1 beschreibt stellt ein System und Verfahren zum Abbilden von Parametern einer Warteschlange einer Verkehrsstörung, beispielsweise einer Straßenstaus, zur Verfügung. Die Kartierung des Straßenstaus kann das Bestimmen einer durchschnittlichen Länge der Straßenstaus über ein Zeitintervall, der Bewegungsrate in der Straßenstauung und der durchschnittlichen Ankunftsrate der Straßenstaus beinhalten. Diese Parameter wiederum können verwendet werden, um eine erwartete Verspätung der Fahrt durch die Straßenüberlastung sowie Trends, d.h. Veränderungen mit der Zeit, in der Straßenüberlastung, unter Verwendung spezieller Funksysteme und auch bestehender Funknetze wie Public Land Mobile Networks (PLMN) und Private / Public Data Networks (PDN) zu bestimmen. Beispiele für PLMN sind GSM, IS-54, IS-136, PCS-1900, IS-95, GPRS und EDGE für GSM, WCDMA, cdma 2000 und andere. Beispiele für PDN sind Mobitex, CDPD und andere. Andere Netze werden in diese Kategorien einbezogen, da bei der Kartierung von Verkehrsstaus in der Regel nur sehr niedrige Geschwindigkeiten berücksichtigt werden, so dass auch PHS, DECT und andere ähnliche Netze verwendet werden. Das Mapping wird in Bezug auf ein identifiziertes oder geschätztes Frontend einer Warteschlange einer Straßenüberlastung durchgeführt. Das Kartierungssystem kann Momentaufnahmen von Kartierungsproben erstellen, die von einem kleinen Prozentsatz vordefinierter Sonden empfangen wurden, z.B. einem kleinen Prozentsatz von Fahrzeugen, die mit einem geeigneten Empfänger und Sender ausgestattet sind. Die Abbildungsproben werden vorzugsweise als Reaktion auf vordefinierte Broadcast-Kontrollnachrichten empfangen, die vom Abbildungssystem gesendet werden. Die Bestimmung der durchschnittlichen Länge einer Straßenstauung kann auf einem direkten Ansatz beruhen, der es überflüssig macht, die diskreten Längen der Straßenstauung unter dynamischen Bedingungen zu schätzen, die Schwankungen der Ankunftsrate von Fahrzeugen im Straßenstaus und der Abfahrtsrate von Fahrzeugen aus dem Stau im Laufe der Zeit beinhalten. US 2002 082 767 A1 describes provides a system and method for mapping parameters of a queue of a traffic disruption, for example a road jam. Mapping the road congestion may include determining an average length of the road congestion over a time interval, the rate of movement in the road congestion, and the average rate of arrival of the road congestion. These parameters in turn can be used to calculate an expected delay in the journey due to road congestion and trends, i.e. changes over time, in road congestion, using special radio systems and also existing radio networks such as Public Land Mobile Networks (PLMN) and Private / Public Data Networks (PDN) to be determined. Examples of PLMN are GSM, IS-54, IS-136, PCS-1900, IS-95, GPRS and EDGE for GSM, WCDMA, cdma 2000 and others. Examples of PDN are Mobitex, CDPD, and others. Other networks are included in these categories since very low speeds are usually taken into account when mapping traffic jams, so PHS, DECT and other similar networks are also used. The mapping is performed with respect to an identified or estimated front end of a road congestion queue. The mapping system can take snapshots of mapping samples received by a small percentage of predefined probes, such as a small percentage of vehicles equipped with an appropriate receiver and transmitter. The mapping samples are preferably received in response to predefined broadcast control messages sent by the mapping system. The determination of the average length of a road congestion can be based on a direct approach that eliminates the need to estimate the discrete lengths of the road congestion under dynamic conditions, the fluctuations in the rate of arrival of vehicles in the traffic congestion and the rate of departure of vehicles from the congestion over time include.

US 2005 074 019 A1 offenbart einen mobilen Backhaul-Inter-Mesh-Kommunikationspunkt, der eine Schnittstelle zwischen einem drahtlosen Mesh-Netzwerk auf einer ersten Ebene und einem drahtlosen Mesh-Netzwerk auf einer zweiten, höheren Bandbreite bildet. Die beiden drahtlosen Netzwerke werden unterschieden, indem z.B. die Mesh-Netzwerke mit unterschiedlichen Spektren, Protokollen oder Codierungen oder Antennen gebildet werden. Der mobile Intramesh-Kommunikationspunkt fungiert als Zugangspunkt im unteren Netz und als Relaispunkt im oberen Netz. Die Verwendung mobiler inter-maschiger Kommunikationspunkte erleichtert die Bereitstellung drahtloser Netzwerkzugangspunkte und ermöglicht, dass die Position der Zugangspunkte der Konzentration der Netznutzer folgt. Mobile Intramesh-Kommunikationspunkte werden in Fahrzeugen wie Pkw, Lkw und Motorrädern, öffentlichen Verkehrsmitteln wie Bussen, Zügen und Flugzeugen, Einsatzfahrzeugen wie Feuerwehr und Krankenwagen und vielen anderen Fahrzeugtypen eingesetzt. US 2005 074 019 A1 discloses a backhaul mobile inter-mesh communication point that interfaces between a wireless mesh network on a first level and a wireless mesh network on a second, higher bandwidth. A distinction is made between the two wireless networks in that, for example, the mesh networks are formed with different spectra, protocols or codings or antennas. The mobile intramesh communication point acts as an access point in the lower network and as a relay point in the upper network. The use of mobile inter-meshed communication points facilitates the provision of wireless network access points and enables the position of the access points to follow the concentration of network users. Mobile intramesh communication points are used in vehicles such as cars, trucks and motorcycles, public transport such as buses, trains and airplanes, emergency vehicles such as fire engines and ambulances and many other types of vehicles.

US 2018 211 534 A1 beschreibt ein mobiles Zugangspunkt-(MAP)-Positionierungssystem eines Fahrzeugkommunikationsnetzes, wobei das Fahrzeugkommunikationsnetz eine Vielzahl von festen Zugangspunkten (FAPs) und eine Vielzahl von mobilen Zugangspunkten (MAPs) umfasst, wobei das MAP-Positionierungssystem, mit mindestens einem Modul, das einen Prozessor und einen Speicher umfasst. Dieser ist ausgeprägt für das Überwachen der Betriebsbedingungen des Fahrzeugkommunikationsnetzes; Überwachen einer Position von jedem der Vielzahl von MAPs; Bestimmen, basierend auf den überwachten Betriebsbedingungen und den überwachten Standorten, um eine erste MAP der Vielzahl von MAPs als FAP an einem festen Ort einzusetzen; und Bereitstellen des ersten MAP am festen Standort, um FAP-Dienste bereitzustellen. US 2018 211 534 A1 describes a mobile access point (MAP) positioning system of a vehicle communication network, wherein the vehicle communication network comprises a plurality of fixed access points (FAPs) and a plurality of mobile access points (MAPs), the MAP positioning system, with at least one module, the processor and comprises a memory. This is designed for monitoring the operating conditions of the vehicle communication network; Monitoring a position of each of the plurality of MAPs; Determining, based on the monitored operating conditions and the monitored locations, to deploy a first MAP of the plurality of MAPs as an FAP at a fixed location; and providing the first MAP to the fixed location to provide FAP services.

Ein wesentliches Merkmal des vernetzten Fahrzeugs ist seine Fähigkeit, Folgendes zu erreichen: Verbindung zur Außenwelt, um den Fahrgästen Folgendes zu bieten Information und Unterhaltung. Die Telematikeinheit des Fahrzeugs verwendet folgende Funktionen von zelluläre und nicht-zelluläre Technologien wie Funk-, Satelliten- und Rundfunk-HF-Verbindungen. Einige der RF-Standards werden in modernen Infotainment-Geräten im Automobil unterstützt. Diese sind 3G, 4G, 5G, Bluetooth®, WLAN, DVB-T/DVB-T2, ATSC3.0, DAB, DRM, SiriusXM Radio, AM/FM, GPS und GLONASS. Hardware mit völlig unterschiedlichen Standards kann auf dem gleichen Chip oder auf mehreren Chips entwickelt nebeneinander montiert werden, um in das Armaturenbrett des Autos zu passen. Aus RF-Sicht sind die Funktionalitäten der Funkgeräte, wie z.B. die Normen in sehr nahen Frequenzbändern allokiert und müssen auf Koexistenzfragen getestet werden. Und die Geräte, die der Fahrgast in das Fahrzeug bringt, kann zu komplexen Situationen führen.A key feature of the connected vehicle is its ability to: Connect to the outside world to provide passengers with information and entertainment. The vehicle's telematics unit uses the following functions of cellular and non-cellular technologies such as radio, satellite and broadcast RF links. Some of the RF standards are supported in modern infotainment devices in automobiles. These are 3G, 4G, 5G, Bluetooth®, WLAN, DVB-T / DVB-T2, ATSC3.0, DAB, DRM, SiriusXM Radio, AM / FM, GPS and GLONASS. Hardware of completely different standards can be mounted on the same chip or designed on multiple chips side by side to fit in the dashboard of the car. From the RF point of view, the functionalities of the radio devices, such as the standards, are allocated in very close frequency bands and must be tested for coexistence issues. And the devices that the passenger brings into the vehicle can lead to complex situations.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reduzierung des Messaufwands bei der Ermittlung der verfügbaren Konnektivitätsqualität und somit der verfügbaren Bandbreite mit einer Telematikeinheit zu ermitteln und die Prognostizierung der Änderung der Bandbreite für Routenstrecken, die mit Stau und zähfließenden Verkehr behaftet, sind abzugeben.The object of the invention is to reduce the measurement effort when determining the available connectivity quality and thus the available bandwidth with a telematics unit and to provide the forecast of the change in bandwidth for routes that are subject to congestion and slow-moving traffic.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Telematikeinheit zur Prädiktion von Konnektivitätsqualität für ein Fahrzeug ausgeführt mit einem Bewertungsmodul. Dieses Bewertungsmodul weißt auf, eine Recheneinheit zur Entgegennahme von Messungen zur Konnektivitätsqualität einer geographischen Region und zur Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer empfangenen Qualitätsinformation von einem Konnektivitätsqualitätsserver und/oder auf Basis von gemessener Konnektivitätsqualität mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs. Ferner weist das Bewertungsmodul eine Schnittstelle zur Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs auf, welches die Konnektivitätsqualität für die laufenden Anwendungen auf ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs auf Basis der Bewertung verwendet.According to one exemplary embodiment of the invention, a telematics unit for predicting connectivity quality for a vehicle is designed with an evaluation module. This evaluation module has a computing unit for receiving measurements on the connectivity quality of a geographical region and for performing the evaluation of the connectivity quality on the basis of quality information received from a connectivity quality server and / or on the basis of the connectivity quality measured by means of a vehicle environment sensor system. Furthermore, the evaluation module has an interface for transferring the evaluation to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality for the current applications on a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle on the basis of the evaluation.

In anderen Worten kann die Recheneinheit eine Verifikation oder Validierung der Konnektivitätsqualität in der geographischen Region um das Fahrzeug herum durchführen. Diese Bewertung erfolgt entweder auf Basis von empfangenen Konnektivitätsqualitätsmerkmalen oder auf Basis von Sensordaten oder auf Basis einer Kombination von Konnektivitätsqualitätsmerkmalen und Sensordaten.In other words, the computing unit can carry out a verification or validation of the connectivity quality in the geographic region around the vehicle. This evaluation is carried out either on the basis of received connectivity quality features or on the basis of sensor data or on the basis of a combination of connectivity quality features and sensor data.

Das Ergebnis der Bewertung wird dann über die Schnittstelle an das Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben. Das System kann dann anhand der Bewertung entscheiden, in welchem Umfang es die Konnektivitätsqualität nutzen möchte. Ist das Bewertungsergebnis beispielsweise sehr positiv ausgefallen, kann sich das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem verhältnismäßig stark auf die entsprechenden Daten der Konnektivitätsqualität anlehnen. Ist das Bewertungsergebnis hingegen verhältnismäßig schlecht ausgefallen, weil die Konnektivitätsqualität unsicher oder an dieser speziellen geographischen Region ungenau ist, fließen die Informationen nur in geringem Umfang in die Fahrerassistenz oder die Sicherheitssteuerung ein.The result of the evaluation is then transferred to the driver assistance system and / or a safety system of the vehicle via the interface. The system can then use the assessment to decide to what extent it would like to use the connectivity quality. If the evaluation result is very positive, for example, the driver assistance system and / or the safety system can relate to the corresponding data of the connectivity quality to a relatively large extent. If, on the other hand, the evaluation result is relatively bad because the connectivity quality is uncertain or imprecise in this specific geographical region, the information flows only to a small extent into the driver assistance system or the safety control.

Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad. The vehicle is, for example, a motor vehicle, such as a car, bus or truck, or else a Rail vehicle, a ship, an aircraft such as a helicopter or airplane, or a bicycle, for example.

An dieser Stelle sei weiterhin darauf hingewiesen, dass die Positionsbestimmung des Fahrzeugs auch über eine Zellpositionierung erfolgen kann. Dies bietet sich insbesondere bei der Verwendung von GSM- oder UMTS-Netzen an. Die kritischsten Frequenzüberlappungen gibt es zwischen Bluetooth und WLAN, LTE oder 3G mit Bluetooth oder WLAN und LTE oder 3G mit Bluetooth oder WLAN. Für LTE und 3G-WCDMA gibt es nur wenige ausgewählte Bänder und diese werden gleichzeitig in einem bestimmten Bereich verwendet. Die implementierten Bänder sind abhängig von Region, Land und gesetzlichen Vorschriften. Steuergeräte in Fahrzeugen unterstützen eine zunehmende Anzahl von Bändern. Nachbarkanalstörungen sind ein weiterer Aspekt, der durch diese Überlegung gelöst wird. Für Bänder, die sich Frequenzspektrum nahe zusammenliegen beeinflussen sich gegenseitig.At this point, it should also be pointed out that the position of the vehicle can also be determined via cell positioning. This is particularly useful when using GSM or UMTS networks. The most critical frequency overlaps are between Bluetooth and WLAN, LTE or 3G with Bluetooth or WLAN and LTE or 3G with Bluetooth or WLAN. There are only a few selected bands for LTE and 3G-WCDMA and these are used simultaneously in a certain area. The bands implemented depend on the region, country, and legal requirements. Control units in vehicles support an increasing number of belts. Adjacent channel interference is another aspect that is resolved by this consideration. For bands that are close to each other, frequency spectrum affects each other.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Form ausgeführt, dass die Bewertung der Konnektivitätsqualität, eine Bestimmung und eine Gültigkeit der Konnektivitätsqualität umfasstAccording to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the assessment of the connectivity quality includes a determination and a validity of the connectivity quality

Die Konnektivitätsqualität, die von den Umfeldsensoren der Umfeldsensorik gemessen wird, wird zur Validierung der Konnektivitätsqualität verwendet. Diese Validierung kann weiteren Bewertungsschritten vor oder nachgeschaltet sein. Die Validierung kann beispielsweise in einem Fusionsmodul erfolgen, welches der Recheneinheit der Telematikeinheit zur Bewertung der Prädiktion der Konnektiviätsqualität nachgeschaltet ist. Auch kann dieses Fusionsmodul in derselben Recheneinheit (Prozessor) untergebracht sein. Auch ist es möglich, dass zuerst eine Validierung stattfindet, der dann eine Bewertung der Konnektivitätsqualität folgt.The connectivity quality, which is measured by the environment sensors of the environment sensor system, is used to validate the connectivity quality. This validation can be carried out before or after further evaluation steps. The validation can take place, for example, in a fusion module which is connected downstream of the computing unit of the telematics unit for evaluating the prediction of the connectivity quality. This fusion module can also be accommodated in the same computing unit (processor). It is also possible that a validation takes place first, which is then followed by an assessment of the connectivity quality.

Unter Validierung ist hierbei zu verstehen, dass festgestellt wird, ob die Konnektivitätsqualität mit der bekannten Konnektivitätsqualität der aktuellen Position und Umgebung des Fahrzeugs übereinstimmen. In anderen Worten bedeutet dies, dass festgestellt wird, ob sich das Fahrzeug tatsächlich auf der Straße befindet, die durch die Konnektivitätsqualität angegeben wird. Bei der Bewertung hingegen wird festgestellt, wie genau die Konnektivitätsqualität tatsächlich ist.In this context, validation is to be understood as determining whether the connectivity quality matches the known connectivity quality of the current position and surroundings of the vehicle. In other words, this means that it is determined whether the vehicle is actually on the road that is indicated by the connectivity quality. The assessment, on the other hand, determines how accurate the connectivity quality actually is.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass diese zur Bestimmung der Gültigkeit der Konnektivitätsqualität auf Basis der gemessenen Konnektivitätsqualität der Umfeldsensorik ausgeführt ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that it is designed to determine the validity of the connectivity quality on the basis of the measured connectivity quality of the environment sensor system.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass, die Konnektivitätsqualität zumindest eine Information ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Zeitstempelinformation, einer Information hinsichtlich einer Messgenauigkeit, mit der die entsprechenden Konnektivitätsqualität aufgenommen wurden, einer Information hinsichtlich einer Abweichung zwischen einer gemessenen und empfangenen Konnektivitätsqualität im Fahrzeugs und einer weiteren Konnektivitätsqualität, die der geographischen Region zugeordnet ist, und einer Information hinsichtlich der Art der Konnektivitätsqualität, die auf den möglichen nutzbaren Mobilfunkdienst indiziert, aufweist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the connectivity quality is at least one piece of information selected from the group consisting of time stamp information, information relating to a measurement accuracy with which the corresponding connectivity quality was recorded, information relating to a deviation between a measured and received connectivity quality in the vehicle and a further connectivity quality that is assigned to the geographical region, and information regarding the type of connectivity quality, which indicates the possible usable mobile radio service.

Der Umfeldsensor bzw. die Umfeldsensoren beobachten also die Umgebung des Fahrzeugs. Mit den erfassten Messdaten kann dann festgestellt werden, ob die gemessene Konnektivität mit der auf dem Server hinterlegten Konnektivität der georaphischen Umgebung übereinstimmt, also Gültigkeit besitzt.The environment sensor or the environment sensors thus observe the surroundings of the vehicle. The recorded measurement data can then be used to determine whether the measured connectivity corresponds to the connectivity of the geographic environment stored on the server, i.e. whether it is valid.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass die Bewertung eine Authentifizierung der Konnektivitätsqualität umfasst.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the assessment includes an authentication of the connectivity quality.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass die Bewertung der Konnektivitätsqualität, eine Bestimmung einer Aktualität der Konnektivitätsqualität umfasst; wobei die Telematikeinheit zur Bestimmung der Aktualität der Konnektivitätsqualität über einen Rückkanal zu einer Zentrale ausgeführt ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the assessment of the connectivity quality includes determining whether the connectivity quality is up to date; wherein the telematics unit is designed to determine the topicality of the connectivity quality via a return channel to a control center.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass die gemessene Konnektivitätsqualität der Umfeldsensorik, die zur Bewertung der Konnektivitätsqualität herangezogen werden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Informationen hinsichtlich einer Fahrspur, eines Verkehrszeichens, eines Bauwerks und einer Vegetation.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the measured connectivity quality of the environment sensors, which are used to assess the connectivity quality, are selected from the group consisting of information relating to a lane, a traffic sign, a building and vegetation.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass zur Bewertung von Konnektivitätsqualität einer geographischen Region mittels eines mobilen Geräts, die dann an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben wird, welches dann die Konnektivitätsqualität des mobilen Geräts auf Basis der Bewertung verwendet.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that, in order to evaluate the connectivity quality of a geographic region by means of a mobile device, which is then transferred to the driver assistance system and / or the safety system of the vehicle, which then uses the connectivity quality of the mobile device Used on the basis of the assessment.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass die über die Schnittstelle an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem übergebene Konnektivitätsqualität neben der Bewertung auch die entsprechenden gemessenen Konnektivitätsqualität des Fahrzeugs inklusive entsprechender Attribute aufweist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the interface to the driver assistance system and / or the safety system In addition to the evaluation, the transferred connectivity quality also has the corresponding measured connectivity quality of the vehicle including the corresponding attributes.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Telematikeinheit in der Art ausgeführt, dass Telematikeinheit aufweist: einen ersten Speicherbereich zum Speichern von einer ersten Konnektivitätsqualität einer geographischen Region, wobei der erste Speicherbereich ersten Sicherheitsanforderungen genügt; einen zweiten Speicherbereich zum Speichern von zweiten Konnektivitätsqualität einer geographischen Region, wobei der zweite Speicherbereich zweiten Sicherheitsanforderungen genügt, die sich von den ersten Sicherheitsanforderungen unterscheiden.According to a further exemplary embodiment of the invention, the telematics unit is designed in such a way that the telematics unit has: a first memory area for storing a first connectivity quality of a geographic region, the first memory area satisfying first security requirements; a second memory area for storing second connectivity quality of a geographic region, the second memory area satisfying second security requirements that differ from the first security requirements.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Bewertung von Konnektivitätsqualität einer geographischen Region für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte aufweisend:

  • - Entgegennahme von Konnektivitätsqualität einer geographischen Region durch eine Recheneinheit;
  • - Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer Qualitätsinformation und/oder auf Basis von einer gemessenen Konnektivitätsqualität einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200);
  • - Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Konnektivitätsqualität einer geographischen Region auf Basis der Bewertung verwendet.
According to a further exemplary embodiment of the invention, there is a method for evaluating the connectivity quality of a geographic region for a vehicle, the method comprising the steps:
  • - Receipt of connectivity quality of a geographic region by a computing unit;
  • - Implementation of the assessment of the connectivity quality on the basis of quality information and / or on the basis of a measured connectivity quality of an environmental sensor system ( 103 ) of the vehicle ( 200 );
  • - Transfer of the assessment to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality of a geographic region on the basis of the assessment.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass also das Fahrerassistenzsystem bzw. das Sicherheitssystem derart ausgeführt ist, dass es auf Basis der Bewertung bestimmen kann, in welchem Umfang die Konnektivitätsqualität für die Ausführung der entsprechenden Assistenzfunktionen bzw. Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs verwendet werden sollen.At this point it should be noted that the driver assistance system or the safety system is designed in such a way that it can determine on the basis of the assessment to what extent the connectivity quality should be used for the execution of the corresponding assistance functions or safety functions of the vehicle.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Schritte durchzuführen.According to a further exemplary embodiment of the invention, a program element is specified which, when it is executed on a processor, instructs the processor to carry out the steps described above.

Dabei kann das Programmelement z. B. Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor des Fahrzeugmanagements gespeichert ist. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Computerprogrammelement, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, sowie auch ein Computerprogrammelement, welches durch eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.The program element can, for. B. be part of software that is stored on a processor of the vehicle management. The processor can also be the subject of the invention. Furthermore, this exemplary embodiment of the invention comprises a computer program element which has used the invention from the start, as well as a computer program element which causes an existing program to use the invention by means of an update.

Beschreibung und Vorteile der ErfindungDescription and advantages of the invention

Die Erfindung basiert auf das Heranziehen von Konnektivitätsqualität und die Berechnung eines Zusammenhangs (Korrelation) zwischen der verfügbaren Bandbreite und der Dichte des Verkehrs. Somit kann man vorrausschauend Fahrzeuge informieren, welche Konnektivitätsbandbreite sie entlang der Route erwartet. The invention is based on the use of connectivity quality and the calculation of a relationship (correlation) between the available bandwidth and the density of the traffic. This means that vehicles can be informed ahead of time which connectivity bandwidth they can expect along the route.

Durch Auswertung der Verkehrsdichte und Geschwindigkeit erfolgt eine Konnektivitätsprädiktion, wie sich der Verkehrsfluss entwickeln wird und wann/wo es zu einem Stau kommet.By evaluating the traffic density and speed, a connectivity prediction is made as to how the traffic flow will develop and when / where there will be a traffic jam.

Durch detaillierte Auswertung des Kommunikationsverhaltens der Fahrzeuge in Situationen mit stockendem Verkehr / Stau kann der Bandbreitenbedarf sehr genau ermittelt werden. Für die Ermittlung dieses Zusammengangs können am Anfang viele Konnektivitätsqualitätsarten, wie z. B. Verkehrs-Konnektivitätsqualität, die als Trainingsmaterial für ein künstliches Intelligenzsystem (KI-System) herangezogen werden, genutzt werden.The bandwidth requirement can be determined very precisely through a detailed evaluation of the communication behavior of the vehicles in situations with slow traffic / traffic jams. To determine this relationship, many types of connectivity quality can be used at the beginning, such as B. Traffic connectivity quality, which are used as training material for an artificial intelligence system (AI system), can be used.

Technische Vorteile der ErfindungTechnical advantages of the invention

Durch die Reduzierung der Erhebung und Messungen von Konnektivitätsstichproben durch die Fahrzeuge wird das Konnektivitätsvolumen des einzelnen Nutzers nicht tangiert und entlastet durch die Reduzierung des Konnektivitätsverkehrs die Auslastung des Mobilfunknetzes. Desweitern ermöglicht die Nutzung von existierenden Verkehrsdiensten, die Korrelationen zwischen Verkehrsdichte und Kommunikationsbandbreite zu ermitteln und hieraus weitere Schlüsse abzuleiten. Durch die frühzeitige Bereitstellung von Prädiktionen und Prognosen erfolgt eine Kommunikation- und Konnektivität-Qualität-Degradierung bei einer geringen Netzabdeckung und eine Regelung, welche Dienste noch nutzbar sind. Diese genannte Information ist wichtig für Kommunikationsprovider zur dynamischen Anpassung der Zellen und ausbalancieren des Netzes, welches ein wichtiger Aspekt bei der Auslegung der Netze durch 5G Technologie darstellt.By reducing the collection and measurement of connectivity samples by the vehicles, the connectivity volume of the individual user is not affected and the load on the cellular network is relieved by reducing the connectivity traffic. Furthermore, the use of existing traffic services enables the correlations between traffic density and communication bandwidth to be determined and further conclusions to be drawn from this. The early provision of predictions and forecasts results in a communication and connectivity quality degradation in the case of a low network coverage and a regulation of which services can still be used. This information is important for communication providers to dynamically adapt the cells and balance the network, which is an important aspect when designing networks using 5G technology.

Durch die vorrausschauende Bereitstellung der Information über die Konnektivitätsqualität für die Fahrzeuge werden wichtige Vorgänge, wie z.B. das Herunterladen (Downloaden) dynamischer Karten für das automatisierte Fahren vorher durchgeführt. Ebenso wichtig ist dieser Ansatz für Infotainmentdienste, welche Konnektivitätsqualität vorab runtergeladen oder im Cache abgelegt werden können. The forward-looking provision of information about the connectivity quality for the vehicles means that important processes, such as the downloading of dynamic maps for automated driving, are carried out in advance. This approach is just as important for infotainment services, which connectivity quality can be downloaded in advance or stored in the cache.

Durch das offenbarte Verfahren der Prädiktion von Konnektivitätsqualität werden die Ansätze des 5G Network Slicing und des Beam-Forming verbessert und indirekt eine Effizienzsteigerung für das Automatisierte Fahren erzielt.The disclosed method of predicting connectivity quality improves the approaches of 5G network slicing and beam forming and indirectly increases the efficiency of automated driving.

5G Network Slicing ist eine Netzwerkarchitektur, die das Multiplexen von virtualisierten und unabhängigen logischen Netzwerken auf derselben physikalischen Netzwerkinfrastruktur ermöglicht. Jeder Netzwerk-Slice ist ein isoliertes End-to-End-Netzwerk, das auf die Erfüllung verschiedener Anforderungen einer bestimmten Anwendung zugeschnitten ist. Aus diesem Grund übernimmt diese Technologie eine zentrale Rolle bei der Unterstützung von 5G-Mobilfunknetzen, die darauf ausgelegt sind, eine Vielzahl von Diensten mit sehr unterschiedlichen Service Level Anforderungen (SLA) effizient abzudecken. Die Realisierung dieser serviceorientierten Sichtweise des Netzwerks nutzt die Konzepte der softwaredefinierten Vernetzung (SDN) und der Netzwerkfunktionsvirtualisierung (NFV), die die Implementierung von flexiblen und skalierbaren Netzwerkschichten auf einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur ermöglichen. Aus Sicht eines Übertragungsverfahrens wird jeder Netzwerkabschnitt von einem Mobile Virtual Network Operator (MVNO) verwaltet. Der Infrastrukturanbieter und somit der Eigentümer der Telekommunikationsinfrastruktur vermietet seine physischen Ressourcen an die MVNOs, die sich das zugrunde liegende physische Netzwerk teilen. Je nach Verfügbarkeit der zugewiesenen Ressourcen kann ein MVNO autonom mehrere Netzwerk-Slices bereitstellen, die an die verschiedenen Anwendungen angepasst sind, die seinen eigenen Benutzern zur Verfügung gestellt werden.5G Network Slicing is a network architecture that enables the multiplexing of virtualized and independent logical networks on the same physical network infrastructure. Each network slice is an isolated end-to-end network tailored to meet the various needs of a particular application. For this reason, this technology takes on a central role in supporting 5G cellular networks, which are designed to efficiently cover a large number of services with very different service level requirements (SLA). The realization of this service-oriented view of the network uses the concepts of software-defined networking (SDN) and network function virtualization (NFV), which enable the implementation of flexible and scalable network layers on a common network infrastructure. From the point of view of a transmission method, each network section is managed by a Mobile Virtual Network Operator (MVNO). The infrastructure provider, and thus the owner of the telecommunications infrastructure, leases its physical resources to the MVNOs that share the underlying physical network. Depending on the availability of the allocated resources, an MVNO can autonomously provide multiple network slices that are adapted to the various applications that are made available to its own users.

Beam Forming oder räumliche Filterung ist eine Signalverarbeitungstechnik, die in Sensoranordnungen zur gerichteten Signalübertragung oder -empfang verwendet wird. Dies wird erreicht, indem Elemente in einer Antennenanordnung so kombiniert werden, dass Signale in bestimmten Winkeln konstruktive Störungen erfahren, während andere destruktive Störungen erfahren. Die Strahlformung kann sowohl sende- als auch empfangsseitig eingesetzt werden, um eine räumliche Selektivität zu erreichen. Die Verbesserung gegenüber dem omnidirektionalen Empfang / Senden ist bekannt als die Richtwirkung der Anordnung.Beam forming or spatial filtering is a signal processing technique that is used in sensor arrangements for directional signal transmission or reception. This is achieved by combining elements in an antenna array so that signals at certain angles experience constructive interference while others experience destructive interference. The beam shaping can be used on both the transmit and receive sides in order to achieve spatial selectivity. The improvement over omnidirectional receive / transmit is known as the directivity of the arrangement.

Das Beamforming kann für Funk- oder Schallwellen eingesetzt werden. Es hat zahlreiche Anwendungen in den Bereichen Radar, Sonar, Seismik, drahtlose Kommunikation, Radioastronomie, Akustik und Biomedizin gefunden. Adaptive Strahlformung wird verwendet, um das interessierende Signal am Ausgang einer Sensoranordnung mittels optimaler, z.B. kleinster Quadrate, räumlicher Filterung und Interferenzunterdrückung zu erfassen und zu schätzen.Beamforming can be used for radio or sound waves. It has found numerous uses in the fields of radar, sonar, seismics, wireless communications, radio astronomy, acoustics, and biomedicine. Adaptive beamforming is used to detect and estimate the signal of interest at the output of a sensor arrangement by means of optimal, e.g. smallest squares, spatial filtering and interference suppression.

FigurenlisteFigure list

Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt:

  • 1 eine Telematikeinheit und ein Fahrerassistenzsystem oder Sicherheitssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 ein Fahrzeug mit einer Zentrale/Server gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 ein Ausführungsbeispiel für verschiedene Informationsebenen der Kon nektivitätsq ualität.
  • 5 Systemarchitektur zur Prädiktion der Konnektivitätsqualität.
In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the figures. It shows:
  • 1 a telematics unit and a driver assistance system or safety system according to an embodiment of the invention.
  • 2 a vehicle with a center / server according to an embodiment of the invention.
  • 3 a flow chart of a method according to an embodiment of the invention.
  • 4th an embodiment for different information levels of connectivity quality.
  • 5 System architecture for predicting connectivity quality.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.The representations in the figures are schematic and not to scale. In the following description of the figures, the same reference numbers are used for the same or similar elements.

1 zeigt eine Telematikeinheit mit einem Bewertungsmodul zur Bewertung von Konnektivitätsqualität für ein Fahrzeug sowie ein daran angeschlossenes Fahrerassistenzsystem oder Sicherheitssystem 104, 105 und entsprechende Umfeldsensorik 103. 1 shows a telematics unit with an evaluation module for evaluating connectivity quality for a vehicle and a driver assistance system or safety system connected to it 104 , 105 and corresponding environment sensors 103 .

Das Bewertungsmodul der Telematikeinheit weist zwei Teilmodule 100, 101 auf. Das erste Teilmodul 100 wird mit Konnektivitätsdaten aus z. B. einer Head Unit 102 eines sogenannten Infotainmentsystems versorgt. Diese Konnektivitätsdaten gehen dann jeder der Untereinheiten 106 bis 110 zu. Es können auch weitere Untereinheiten vorgesehen sein oder eine oder mehrere der Untereinheiten entfallen.The evaluation module of the telematics unit has two sub-modules 100 , 101 on. The first sub-module 100 with connectivity data from e.g. B. a head unit 102 a so-called infotainment system. This connectivity data then goes to each of the subunits 106 to 110 to. Further sub-units can also be provided or one or more of the sub-units can be omitted.

Die erste Untereinheit 106 stellt einen Vergleich von Zeitstempeldaten der Konnektivitätsdaten mit der aktuellen Zeit auf. Die zweite Untereinheit 107 führt eine Bewertung der Messgenauigkeit der Konnektivitätsdaten durch. Die dritte Untereinheit 108 stellt eine Abweichung zwischen gemessenen Konnektivitätsdaten Fahrzeugs zu auf dem Server hinterlegten Konnektivitätsdaten für die aktuelle Position innerhalb der geographischen Region des Fahrzeugs fest. Die vierte Untereinheit 109 misst die Häufigkeit bzw. Dichte der Konnektivitätsdaten und die fünfte Untereinheit 110 stellt die Art der Beschreibung der Daten fest.The first subunit 106 compares the timestamp data of the connectivity data with the current time. The second subunit 107 performs an assessment of the measurement accuracy of the connectivity data. The third subunit 108 establishes a discrepancy between the measured connectivity data of the vehicle and the connectivity data stored on the server for the current position within the geographical region of the vehicle. The fourth subunit 109 measures the frequency or density of the connectivity data and the fifth subunit 110 determines the nature of the description of the data.

Die Ergebnisse aus den Berechnungen der Untereinheiten werden einer ersten Recheneinheit 111 zugeführt, die dann aufgrund dieser Daten eine umfassende Bewertung der Konnektivitätsdaten mit der aktuellen Position innerhalb der geographischen des Fahrzeugs korrespondieren, vornimmt.The results from the calculations of the subunits are sent to a first arithmetic unit 111 fed, which then based on this data a comprehensive assessment of the connectivity data corresponding to the current position within the geographic area of the vehicle.

Das entsprechende Bewertungsergebnis wird dann über die Datenleitung 117 dem zweiten Teilmodul 101 übergeben, bei dem es sich beispielsweise um ein Fusionsmodul handelt, welches eine Validierung der Konnektivitätsdaten durch Messdaten der Umfeldsensorik 103 vornimmt. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen kann.The corresponding evaluation result is then transmitted via the data line 117 the second sub-module 101 passed, which is, for example, a fusion module that validates the connectivity data using measurement data from the environment sensors 103 undertakes. At this point it should be noted that the data transmission between the individual components can be either wired or wireless.

Die Umfeldsensorik 103 weist beispielsweise eine Kamera 114, einen Radarsensor 115 und/oder einen Lidarsensor 116 auf. Auch können ESP-Sensoren hinzugezogen werden, welche helfen können, die aktuelle Position des Fahrzeugs zu bestimmen (indem beispielsweise Besonderheiten der Fahrbahn detektiert werden, beispielsweise das Überfahren einer Eisenbahnschwelle oder eine scharfe Kurve).The environment sensors 103 for example, has a camera 114 , a radar sensor 115 and / or a lidar sensor 116 on. ESP sensors can also be used, which can help to determine the current position of the vehicle (for example by detecting peculiarities of the road, for example driving over a railway sleeper or a sharp curve).

Die gemessenen Umfelddaten werden ebenfalls an die Recheneinheit 112 des Fusionsmoduls 101 übergeben. Auch kann die Recheneinheit 112 mit der Recheneinheit 111 zusammengefasst sein, wodurch der Datenaustausch über die Datenleitung 117 vermieden werden kann. Weiterhin ist eine Schnittstelle 113 vorgesehen, über welche die Bewertung in Form eines Endergebnisses ggf. zusammen mit den entsprechenden Konnektivitätsdaten an ein Fahrerassistenzsystem oder ein Sicherheitssystem 104, 105 übergeben werden kannThe measured environmental data are also sent to the processing unit 112 of the fusion module 101 to hand over. The computing unit can also 112 with the arithmetic unit 111 be summarized, whereby the data exchange over the data line 117 can be avoided. There is also an interface 113 provided, via which the evaluation in the form of an end result, possibly together with the corresponding connectivity data to a driver assistance system or a safety system 104 , 105 can be passed

Werden Konnektivitätsdaten für Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme verwendet, so können diese Systeme bisher keine Aussage über die Qualität (Güte) bzw. die Gültigkeit (Validität) der Karteninformationen treffen. Dies ist jedoch notwendig, um im Sinne der funktionellen Sicherheit (Functional Safety) Entscheidungen bzw. Aktionen der Systeme, wie beispielsweise einen autonomen Brems- oder Lenkeingriff, mit den Karteninformationen zu stützen.If connectivity data are used for driver assistance systems or safety systems, these systems have not yet been able to make any statements about the quality or validity of the map information. However, this is necessary in order to support decisions or actions of the systems, such as an autonomous braking or steering intervention, with the map information in the sense of functional safety.

Hier setzt die Erfindung an. In dem Bewertungsmodul (das aus zwei Teilmodulen 100, 101 oder auch aus einem zusammengefassten Gesamtmodul aufgebaut sein kann) werden die Konnektivitätsdaten bezüglich ihrer Qualität bewertet, bevor sie an die Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme weitergereicht werden. Ein solches Bewertungsmodul kann auch als „Safety Connectivitity Modul“ bezeichnet werden.This is where the invention comes into play. In the assessment module (which consists of two sub-modules 100 , 101 or can also be constructed from a combined overall module) the connectivity data are evaluated with regard to their quality before they are passed on to the driver assistance systems or safety systems. Such an assessment module can also be referred to as a “safety connectivity module”.

Entsteht ein Stau, dann nehmen die Fahrzeuge an der Stauspitze nur einen kurzen Staubereich wahr, den sie ohne große Verzögerung durchfahren können. Diese haben daher keinen erhöhten Kommunikationsbedarf. Ab einer gewissen Staulange nehmen die auf das Stauende auffahrenden Fahrzeuge einen langen Staubereich wahr, der nur mit Verzögerung durchfahren werden kann. Insbesondere wenn die Stauspitze nicht sichtbar ist, entsteht eine Unsicherheit bezüglich der Länge des Staus und der Bedarf an aktuellen Informationen wächst. Auf kurvigen Streckenabschnitten kann bereits bei kurzen Staus die Stauspitze nicht sichtbar sein, wobei dies durch die Nutzung der Umfeldsensorik 103 prädiziert wird.If there is a traffic jam, the vehicles only perceive a short congestion area at the top of the traffic jam, which they can drive through without much delay. They therefore do not have an increased need for communication. From a certain length of traffic jam, the vehicles approaching the end of the traffic jam perceive a long traffic jam area that can only be passed through with a delay. In particular, if the peak of the traffic jam is not visible, there is uncertainty about the length of the traffic jam and the need for up-to-date information increases. Even with short traffic jams, the peak of the traffic jam may not be visible on winding road sections, although this is due to the use of the environment sensors 103 is predicted.

Somit werden die auffahrenden Fahrzeuge kurzfristig einen erhöhten Kommunikationsbedarf haben, um Informationen zu sammeln. Handelt es sich um einen kurzen Stau ohne erhebliche Verzögerung ist keine Kommunikation nach außen notwendig, z.B. um eine Verspätung zu melden. Handelt es sich um einen langen Stau mit erheblicher Verzögerung steigt der Kommunikationsbedarf.As a result, the approaching vehicles will have an increased need for communication in the short term in order to collect information. If there is a short traffic jam with no significant delay, no external communication is necessary, e.g. to report a delay. If there is a long traffic jam with a considerable delay, the need for communication increases.

Auch die Anzahl der Fahrzeuginsassen hat einen Einfluss auf das Kommunikationsverhalten - ein einzelner Fahrer wird erst bei Stillstand des Fahrzeugs aktiv Informationen sammeln, während in einem Fahrzeug mit mehreren Personen der Beifahrer die Informationen bereits während der Annäherung an das Stauende abrufen kann, wenn das Fahrzeug noch in Bewegung ist.The number of vehicle occupants also has an impact on communication behavior - a single driver will only actively collect information when the vehicle is at a standstill, while in a vehicle with several people the front passenger can call up the information while approaching the end of the traffic jam, if the vehicle is still is in motion.

Ermittelt man nun die Korrelation zwischen Verkehrsfluss / Streckenführung / Staubildung und Kommunikationsbedarf, kann man die Netzanpassung detaillierter vornehmen - so können Kommunikationsspitzen besser lokalisiert werden und durch entsprechende Maßnahmen Kommunikationsengpasse vermieden werden. Mit anderen Worten, durch die regional vorliegenden Verkehrsverhältnisse wird eine Prädiktion des zu erwartenden Kommunikationsaufkommens abgeschätzt und mit dem in der vorhandenen Konnektivität verglichen und hierdurch eine Konnektivitätsqualität ermittelt.If you now determine the correlation between traffic flow / routing / congestion and communication requirements, you can carry out the network adjustment in more detail - communication peaks can be localized better and communication bottlenecks can be avoided by taking appropriate measures. In other words, a prediction of the communication volume to be expected is estimated based on the regionally prevailing traffic conditions and compared with that in the existing connectivity, thereby determining a connectivity quality.

Die Maßnahmen können infrastrukturseitig erfolgen, wie Anpassung der Nutzbandbreite, aber auch fahrzeugseitig, wie eine Informationsabfrage bereits vor Erreichen des Stauendes. Hierdurch wird ein Entzerren der Kommunikation erzielt. Dieser Vorgang kann auf statistische Berechnungsmethoden sowie auf Lernalgorithmen basieren, die später für neue Streckenabschnitte, die mit Stau oder zähfließendem Verkehr betroffen sind, amgewendet werden.The measures can be carried out on the infrastructure side, such as adjusting the usable bandwidth, but also on the vehicle side, such as an information query before the end of the traffic jam is reached. This achieves an equalization of the communication. This process can be based on statistical calculation methods as well as on learning algorithms that are used later for new route sections that are affected by traffic jams or slow-moving traffic.

Die folgenden Qualitätsmerkmale können hierbei herangezogen werden:

  • Die Aktualität der Konnektivitätsdaten:
    • Hierzu erhält jede Information einen Zeitstempel, der besagt, wann diese Information aufgenommen wurde. Je älter die Daten sind, desto geringer ist die Qualität der Daten.
The following quality features can be used here:
  • The topicality of the connectivity data:
    • For this purpose, each piece of information is given a time stamp that says when this information was recorded. The older the data, the lower the quality of the data.

Jede Position in der geographischen Region enthält noch eine Information über die Messgenauigkeit, mit der diese Konnektivitätsdaten aufgenommen wurden, z. B. die Messgenauigkeit der verwendeten Hardware. Je besser diese Messgenauigkeit ist, desto höher wird die Qualität der Konnektivitätsdaten bewertet.Each position in the geographical region also contains information about the measurement accuracy with which this connectivity data was recorded, e.g. B. the measurement accuracy of the hardware used. The better this measurement accuracy, the higher the quality of the connectivity data is rated.

Über die Häufigkeit der Konnektivitätsdaten:

  • Werden viele Punkte und Liniensegmente oder andere Elemente im geringen Abstand zur Beschreibung einer Strecke verwendet, so ist die Qualität höher zu bewerten als für den Fall, bei dem weniger Punkte und Liniensegmente bzw. weitere Elemente zur Beschreibung Konnektivität entlang der Strecke verwendet werden. Dies gilt auch für die mit diesen Punkten, Strecken, anderen Elementen assoziierten Attribute.
About the frequency of the connectivity data:
  • If many points and line segments or other elements are used to describe a route at a short distance, the quality is to be assessed higher than in the case in which fewer points and line segments or other elements are used to describe connectivity along the route. This also applies to the attributes associated with these points, lines, and other elements.

Über die Art der Beschreibung:

  • Wird z. B. eine Strecke als gerade beschrieben, so ist die Qualität als höher anzusehen, als wenn Polynome, Splines, etc. verwendet werden, die als Repräsentaten für die Konnektivität entlang einer Strecke stehen.
About the type of description:
  • Is z. If, for example, a route is described as straight, the quality is to be viewed as higher than if polynomials, splines, etc. are used that represent the connectivity along a route.

Um die Authentizität der Informationen sicherzustellen, sind diese mit Zertifikaten zu versehen oder mit anderen Methoden der Authentifizierung zu bestätigen. Über die Art des Zertifikats bzw. der Authentifizierung kann auch eine Bewertung der Qualität bzw. der Verlässlichkeit der Konnektivitätsdaten erfolgen. So bekommen Zertifikate bzw. Authentifizierungsmethoden von offizieller Stelle (und damit von Dritten) eine höhere Qualitätsbewertung als Zertifikate von Herstellern oder von Einzelpersonen.In order to ensure the authenticity of the information, it must be provided with certificates or confirmed with other authentication methods. The type of certificate or authentication can also be used to assess the quality or reliability of the connectivity data. Certificates or authentication methods from official bodies (and thus from third parties) receive a higher quality rating than certificates from manufacturers or from individuals.

Die Bewertung der Aktualität der Konnektivitätsdaten kann auch in Echtzeit über einen Rückkanal X zu einem Service Provider A200 erfolgen. Dabei kann die Aktualität der Daten überprüft werden. So können selbst Daten mit einem alten Zeitstempel noch aktuell sein, wenn sich noch keine Änderungen ergeben haben.The assessment of the topicality of the connectivity data can also be done in real time via a return channel X to a service provider A200 respectively. The topicality of the data can be checked. Even data with an old time stamp can still be up-to-date if there have not yet been any changes.

Über die Authentifizierung kann auch überprüft werden, ob sich die Konnektivitätsqualiät auf dem neuesten Stand des Mobilfunkbetreiber befindet, und ob die Netzabddeckung einer Veränderung unterworfen war. Dies kann von Bedeutung sein, wenn ein mobiles Endgerät 300 die Kartendaten an ein Fahrerassistenzsystem weitergibt. Die Authentifizierungszertifikate können sowohl im Fahrzeug vorliegen als auch von einer fahrzeugexternen Stelle bezogen werden, z. B. über einen Service Provider.The authentication can also be used to check whether the connectivity quality is up to date from the mobile network operator and whether the network coverage has changed. This can be important when using a mobile device 300 forwards the map data to a driver assistance system. The authentication certificates can either be present in the vehicle or obtained from a location external to the vehicle, e.g. B. via a service provider.

Das beschriebene Verfahren kann auch verwendet werden, um dynamische Informationen, wie z. B. Stauinformationen 100, zu bewerten.The method described can also be used to transfer dynamic information such as B. traffic jam information 100 , to rate.

Die bisher beschriebene Qualitätsbewertung beruht rein auf Konnektiviätsdaten, die durch dem Empfang ermittelt wurden. Anschließend an diese oder vor dieser Bewertung kann noch eine Validierung mittels Umfeldsensoren erfolgen.The quality assessment described so far is based purely on connectivity data that were determined through reception. Subsequent to this or before this evaluation, a validation using environment sensors can also take place.

Im Folgenden seien hierzu einige Beispiele genannt:

  • Über eine Kamera können die Fahrspuren erkannt werden und deren Verlauf und Anzahl mit den Kartendaten verglichen werden. Über eine Kamera können Verkehrsschilder, Ampeln oder andere Verkehrszeichen erkannt werden und mit den Eintragungen in der Karte verglichen werden. Über eine Kamera können Informationen über Brücken, Gebäude am Straßenrand, andere Bauwerke, Vegetation (Bäume, Wald, ...) detektiert werden. Diese Informationenkönnen mit den Zusatzinformationen in der Karte verglichen werden, um deren Aktualität zu bewerten. Über einen Radaroder Lidarsensor können Leitplanken und andere Gegenstände erkannt werden. Diese Information kann ebenfalls mit den Kartendaten verglichen werden. Hierdurch wird dann über einen Abruf eines mobilen Endgeräts die hinterlegte Konnektivität, die für eine bestimmte Region steht, auf dem Server A200 abgerufen.
Some examples are given below:
  • The lanes can be recognized by a camera and their course and number can be compared with the map data. Traffic signs, traffic lights or other traffic signs can be recognized via a camera and compared with the entries on the map. A camera can be used to detect information about bridges, buildings on the roadside, other structures, vegetation (trees, forest, ...). This information can be compared with the additional information in the card in order to assess whether it is up-to-date. Guardrails and other objects can be detected via a radar or lidar sensor. This information can also be compared with the map data. As a result, the stored connectivity, which stands for a specific region, is then stored on the server via a request from a mobile terminal A200 retrieved.

Über die hier beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, Konnektivitätsdaten aus mobilen Geräten zu bewerten und damit ggf. diese Daten für Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme zu verwenden.Using the method described here, it is also possible to evaluate connectivity data from mobile devices and thus, if necessary, to use this data for driver assistance systems or safety systems.

Je nach Qualitätsbewertung kann anschließend im Fahrerassistenzsystem und/oder im Sicherheitssystem mehr oder weniger stark auf die Kartendaten Konnektivitätsdaten werden. So kann ein ACC-System (Adaptive Cruise Control System) bei guter Qualitätsbewertung der Konnektivitätsdaten die Regelstrategie sehr stark auf diese Daten stützen. Bei einer schlechten Qualitätsbewertung verlässt sich das ACC hingegen fast ausschließlich auf den Umfeldsensor (z. B. Radar).Depending on the quality assessment, connectivity data can then be more or less dependent on the map data in the driver assistance system and / or in the safety system. For example, an ACC system (Adaptive Cruise Control System) with a good quality assessment of the connectivity data can base the control strategy very heavily on this data. If the quality assessment is poor, however, the ACC relies almost exclusively on the environment sensor (e.g. radar).

Die beiden beschriebenen Verfahren (Qualitätsbewertung über eigene Konnektivitätsdaten und mittels Umfeldsensoren können dabei auch einzeln verwendet werden und setzen das jeweils andere Verfahren nicht zwingend voraus. Der Ablauf, der in 1 dargestellt ist, dient als Basis für das folgende AusführungsbeispielThe two methods described (quality assessment using your own connectivity data and using environment sensors) can also be used individually and do not necessarily require the other method in each case 1 is shown, serves as the basis for the following embodiment

In der Head Unit 102 werden die Konnektivitätsdaten in einer Datenbank gespeichert. Der Zeitstempel und die Messgenauigkeit sind dabei über Verweise mit den jeweiligen Daten verbunden und stellen damit eine Art „Attribut“ bzw. „Meta-Attribut“ für diese Daten dar. Aufgrund von GPS-Daten wird der zur aktuellen Position in der geographischen Region gehörende Datensatz aus der Datenbank / Server 200 geladen und dem Modul 100 mit der Recheneinheit 111 über z. B. einen CAN-Bus bereitgestellt. Dieses Modul wird im Folgenden „Safety Connectivity Modul“ (SCM) genannt.In the head unit 102 the connectivity data is stored in a database. The time stamp and the measurement accuracy are linked to the respective data via references and thus represent a kind of "attribute" or "meta attribute" for this data. The data set belonging to the current position in the geographic region is based on GPS data from the database / server 200 loaded and the module 100 with the arithmetic unit 111 about z. B. provided a CAN bus. This module is referred to below as the “Safety Connectivity Module” (SCM).

Im SCM werden nun diese Konnektivitätsdaten bewertet und anhand der weiter oben angegebenen Größen (wie z. B. Zeitstempel, Messgenauigkeit, ...) und anhand von Zertifikaten die Echtheit der Konnektivitätsdaten überprüft. Anschließend wird aus den einzelnen Qualitätsbewertungen eine Gesamtbewertung ermittelt. Der Datensatz besteht nun aus den eigentlichen Konnektivitätsdaten, inklusive den Attributen, den Qualitätsbewertungen und der Gesamtbewertung.This connectivity data is now evaluated in the SCM and the authenticity of the connectivity data is checked on the basis of the parameters specified above (e.g. time stamp, measurement accuracy, ...) and on the basis of certificates. An overall evaluation is then determined from the individual quality evaluations. The data record now consists of the actual connectivity data, including the attributes, the quality ratings and the overall rating.

Diese Daten werden anschließend an ein Fusionsmodul 101 per CAN-Bus 117 übergeben. In diesem Fusionsmodul werden die Konnektivitätsdaten mit Informationen aus Umfeldsensoren 114, 115, 116 verglichen, wie oben bereits ausgeführt. Mit diesen validierten Daten wird nun der sog. Virtueller e-Horizon erstellt, der dann per CAN-Bus über die Schnittstelle 113 den einzelnen Fahrerassistenz und Systemmodulen 104, 105 zur Verfügung gestellt wird.This data is then sent to a fusion module 101 via CAN bus 117 to hand over. In this fusion module, the connectivity data are combined with information from environmental sensors 114 , 115 , 116 compared, as already stated above. With this validated data, the so-called virtual e-horizon is created, which is then sent via CAN bus via the interface 113 the individual driver assistance and system modules 104 , 105 is made available.

SCM und Fusionsmodul können dabei auch auf einer Recheneinheit integriert sein, wodurch die CAN-Busverbindung 117 eingespart wird.The SCM and the fusion module can also be integrated on one processing unit, thereby creating the CAN bus connection 117 is saved.

Es kann also die Qualität von Konnektivitätsdaten mittels Qualitätsinformationen bewertet werden. Weiter kann eine Authentifizierung der Kartendaten, der Qualitätsinformationen und der Aktualität mittels Zertifikate oder anderen Authentifizierungsmechanismen erfolgen. Im Weiteren kann die Verlässlichkeit der Daten anhand des Typs der Authentifizierungsmethode bewertet werden sowie eine Validierung der Kartendaten mittels Umfeldsensorik erfolgen. Weiterhin können auch Kartendaten aus mobilen Geräten mittels dieser Qualitätsbewertung verwendet werden.The quality of connectivity data can therefore be assessed using quality information. Furthermore, the card data, the quality information and the actuality can be authenticated by means of certificates or other authentication mechanisms. Furthermore, the reliability of the data can be assessed using the type of authentication method and the map data can be validated using environmental sensors. Furthermore, map data from mobile devices can also be used by means of this quality assessment.

2 zeigt ein Fahrzeug 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie eine damit kommunizierende Zentrale 202, beispielsweise in Form eines Service Providers A100. 2 shows a vehicle 200 according to an embodiment of the invention and a control center communicating therewith 202 , for example in the form of a service provider A100 .

Das Fahrzeug 200 weist die Bewertungsmodule 100, 101 auf, die zu einem Gesamtmodul zusammengefasst sind. Weiterhin ist eine Kommunikationsvorrichtung 201 vorgesehen, die zum Datenaustausch mit der Zentrale 202 vorgesehen ist. Weiterhin weist das Fahrzeug 200 eine Kamera 114 oder einen oder mehrere andere Umfeldsensoren auf, mit welchen die Umgebung beobachtet werden kann. Das Modul 100, 101 nimmt eine Bewertung der Konnektivitätsdaten aus dem Speicher 102 vor und gibt die Bewertung an das Fahrerassistenzsystem 104 und das Sicherheitssystem 105 weiter.The vehicle 200 assigns the assessment modules 100 , 101 which are combined to form an overall module. Furthermore, is a communication device 201 provided for data exchange with the headquarters 202 is provided. The vehicle also has 200 a camera 114 or one or more other environment sensors with which the environment can be observed. The module 100 , 101 takes an assessment of the connectivity data from memory 102 and gives the assessment to the driver assistance system 104 and the security system 105 further.

3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem in Schritt 301 Daten Konnektivität durch eine Recheneinheit entgegengenommen werden. In Schritt 302 führt diese Recheneinheit eine Bewertung der Konnektivitätsdaten auf Basis von eigenen Qualitätsinformationen durch. In Schritt 303 erfolgt eine weitere Bewertung der Konnektivitätsdaten auf Basis von Messdaten von Umfeldsensoren und den korrelierenden Konnektiviätsdaten vom Server A200, und in Schritt 304 wird das Endergebnis der Bewertung an ein Sicherheitssystem und/oder ein Fahrerassistenzsystem übergeben. 3 shows a flow chart of a method in which in step 301 Data connectivity can be received by a computing unit. In step 302 this arithmetic unit carries out an evaluation of the connectivity data on the basis of its own quality information. In step 303 A further evaluation of the connectivity data takes place on the basis of measurement data from environmental sensors and the correlating connectivity data from the server A200 , and in step 304 the final result of the assessment is transferred to a safety system and / or a driver assistance system.

Die folgenden Aspekte werden insbesondere in 4 verdeutlicht. Die Konnektivitätsdaten werden oft in verschiedenen „Ebenen“ in einer Datenbank hinterlegt. Diese Ebenen entsprechen unterschiedlichen Auflösungen oder unterschiedlichen Details (Straßen, Schilder, ...). Um diese Daten in einem Steuergerät und damit z.B. in einem Fahrerassistenzsystem oder der Motorsteuerung verwenden zu können, wird der sogenannte GeoHorizon oder eHorizon verwendet. Dieser vermittelt den Systemen Informationen darüber, wie Konnektivität entlang einer Straße bzw. einer trecke vor dem Fahrzeug aussieht.The following aspects are specifically addressed in 4th made clear. The connectivity data are often stored in different "levels" in a database. These levels correspond to different resolutions or different details (streets, signs, ...). The so-called GeoHorizon or eHorizon is used in order to be able to use this data in a control unit and thus, for example, in a driver assistance system or the engine control system. This provides the systems with information about what connectivity looks like along a road or a route in front of the vehicle.

Für Sicherheitsanwendungen (Fahrerassistenzsysteme oder andere Sicherheitssysteme) sind aktuelle und zuverlässige Konnektivitätsdaten notwendig. Jedoch nicht alle Datenelemente müssen dabei die gleichen Anforderungen erfüllen. Daher sind auch die Anforderungen an die verschiedenen geographischen Regionen die Konnektivitätsdaten unterschiedlich.Current and reliable connectivity data are required for safety applications (driver assistance systems or other safety systems). However, not all data elements have to meet the same requirements. Therefore, the requirements for the different geographic regions and the connectivity data are different.

Bisher werden alle Konnektivitätsdaten in einer Datenbank hinterlegt. Da die Anforderungen jedoch unterschiedlich sind, bietet es sich an, die unterschiedlichen Ebenen auch teilweise in unterschiedlichen Datenbanken und damit auch in unterschiedlichen Steuergeräten zu hinterlegen. Diese verschiedenen Datenbanken bzw. verschiedenen Steuergeräte erfüllen dann auch unterschiedliche Sicherheitslevel. So könnten z.B. Daten für Sicherheitsanwendungen, wie z.B. Kurvenradien, in einem Steuergerät mit einem hohen Sicherheitslevel, beispielsweise SIL3 oder SIL 4, und navigationsrelevante Daten, wie z.B. Straßennamen, in einem weniger sicheren Steuergerät, das beispielsweise einem Sicherheitslevel SILO oder SILI genügt, gespeichert sein.So far, all connectivity data has been stored in a database. However, since the requirements are different, it is advisable to store the different levels partly in different databases and thus also in different control units. These different databases or different control devices then also meet different security levels. For example, data for safety applications, such as curve radii, could be stored in a control device with a high safety level, for example SIL3 or SIL 4, and navigation-relevant data, such as street names, in a less secure control device that, for example, meets a safety level SILO or SILI .

Auch ist es möglich, dass alle Daten im selben Speicher hinterlegt sind, wobei der Speicher allerdings über eine Speicherverwaltungseinheit (MMU) in einen sicherheitsrelevanten Bereich und einen nicht sicherheitsrelevanten Bereich getrennt ist. Die unterschiedlichen Ebenen bzw. Speicher oder Speicherbereiche können dann auch auf unterschiedliche Weise aktualisiert werden. So können z.B. Konnektivitätsdaten über TMC getriggert werden.It is also possible for all data to be stored in the same memory, although the memory is separated into a security-relevant area and a non-security-relevant area via a memory management unit (MMU). The different levels or memories or memory areas can then also be updated in different ways. For example, connectivity data can be triggered via TMC.

Die unterschiedlichen Ebenen können nach den zu erfüllenden Qualitätsebenen der jeweiligen Daten Konnektivitätsdaten werden. So werden in einer Ebene die Konnektivitätsdaten zusammengefasst, an die die gleichen Qualitätsanforderungen von Seiten der Anwendungen gestellt werden. Dieser Qualitätslevel legt dann auch fest, wie oft die Konnektivitätsdaten geprüft werden müüsen. Hierdurch erfolgt dann eine Anpassung, welche Anwendungen A430 hiervon betroffen werden und die Konnektivität aktualisiert werden muss.The different levels can become connectivity data according to the quality levels to be fulfilled for the respective data. The connectivity data to which the same quality requirements are made by the applications are summarized in one level. This quality level then also defines how often the connectivity data has to be checked. This then results in an adaptation which applications A430 be affected and connectivity needs to be updated.

Die Genauigkeit der Verlinkung der verschiedenen Ebenen kann abhängig gemacht werden von den Sicherheitsanforderungen. So wird bei sicherheitskritischen Ebenen eine starke Verlinkung zwischen den Ebenen realisiert, z.B. je Element, und bei weniger Sicherheitskritischen Ebenen nur je Gebiet.The accuracy of the linking of the various levels can be made dependent on the security requirements. For security-critical levels, a strong link is implemented between the levels, e.g. per element, and for less security-critical levels only per area.

Für sicherheitskritischen Einsatz können entsprechend nur Konnektivitätsdaten verwendet werden, die einer gewissen Qualitätsstufe entsprechen oder/und bei denen eine gewisse Aktualität sichergestellt ist oder/und die aus einem Steuergerät kommen, das eine gewisse Sicherheitsstufe hat. Dabei kann auch eine Trennung zwischen Consumer-Daten (nur interessant für Navigation und zusätzliche Dienste) und Sicherheitsdaten (wichtig für ADAS oder/und Sicherheitssysteme) sichergestellt werden, also eine Art „Firewall“ zwischen diesen Daten realisiert werden. Somit haben die ADAS oder/und Sicherheitssysteme über den GeoHorizon oder eHorizon alle notwendigen Daten, ohne dass unsichere Nutzerdaten (Consumer-Daten) zu Qualitätseinbußen führen können.For security-critical use, only connectivity data can accordingly be used which correspond to a certain quality level and / or for which a certain up-to-dateness is ensured and / or which come from a control device which has a certain security level. A separation between consumer data (only of interest for navigation and additional services) and security data (important for ADAS and / or security systems) can be ensured, ie a kind of “firewall” can be implemented between these data. Thus, the ADAS and / or security systems have all the necessary data via the GeoHorizon or eHorizon, without unsafe user data (consumer data) leading to a loss of quality.

Über eine hochqualitative, abgesicherte Datenebene können die Konnektivitätsdaten einer Datenebene mit geringerer Qualität validiert werden. Nur die validierten Daten werden für ADAS und/oder Sicherheitsanwendungen verwendet.The connectivity data of a lower quality data level can be validated via a high-quality, secured data level. Only the validated data will be used for ADAS and / or security applications.

Über die Schilderinformationen (Geschwindigkeitsbeschränkungen, Warnungen vor spielenden Kindern, etc.) werden nun die Konnektivitätsdaten die bei Schulen und Spielplätzen auftreten, validiert. Treten hier größere Abweichungen bzw. Inkonsistenzen auf, so werden die Daten der Datenebene mit niedrigerer Qualität nicht für ADAS oder/und Sicherheitsanwendungen verwendet.The connectivity data that occurs in schools and playgrounds is now validated via the sign information (speed restrictions, warnings of children playing, etc.). If larger deviations or inconsistencies occur here, the data of the lower quality data level are not used for ADAS and / or security applications.

Durch die Speicherung der Konnektivitätsdaten in unterschiedlichen Steuergeräten kann auch die Verarbeitung aufgeteilt werden und damit z.B. eine Redundanz geschaffen werden.By storing the connectivity data in different control units, the processing can also be split up and thus, for example, redundancy can be created.

Durch die Aufteilung der Konnektivitätsdaten nach Sicherheitsanforderungen ist es möglich, auch dann noch die Funktion von Anwendungen zur Verfügung zu stellen, wenn nicht alle Daten zur Verfügung stehen. Es wird also ein sehr hoher Gesamtsicherheitslevel erreicht, ohne dass alle Konnektivitätsdaten auf einem hohen Sicherheitslevel gespeichert und verarbeitet werden müssen. Dadurch können Kosten gespart werden.By dividing the connectivity data according to security requirements, it is possible to provide the function of applications even if not all data is available. A very high overall security level is thus achieved without all of the connectivity data having to be stored and processed at a high security level. This can save costs.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für verschiedene Informationsebenen von Konnektivitätsdaten und darauf aufbauend verschiedene Qualitätslevel, Speicherorte und Aktualisierungswege. 4th shows an exemplary embodiment for various information levels of connectivity data and, based thereon, various quality levels, storage locations and update paths.

Auf einem sicherheitsrelevanten Speicher 402 eines Zentralsteuergeräts 401 werden sämtliche Geometriedaten einer digitalen Karte hinterlegt, wie z.B. Straßenverläufe, etc. Auf einem weniger stark gesicherten Speicher 403 der Headunit 102 sind dann noch zusätzlich die Straßennamen, Points-of-Interest, etc. abgespeichert.On a security-relevant memory 402 a central control unit 401 all geometric data on a digital map, such as road courses, etc. are stored on a less well-secured memory 403 the head unit 102 the street names, points of interest, etc. are then also saved.

Der eHorizon (dargestellt durch Box 405) wird durch das Zentralsteuergerät bereitgestellt und dabei werden nur die Konnektivitätsdaten aus dem Zentralsteuergerät verwendet. Für die Navigation 404 hingegen werden die Konnektivitätsdaten aus dem Zentralsteuergerät 401 und der Headunit 102 verwendet.The eHorizon (represented by box 405 ) is provided by the central control unit and only the connectivity data from the central control unit are used. For navigation 404 on the other hand, the connectivity data is taken from the central control unit 401 and the head unit 102 used.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Bewertungsmodul angegeben, welches einen ersten Speicherbereich zum Speichern von ersten Daten der digitalen Karte aufweist, wobei der erste Speicherbereich ersten Sicherheitsanforderungen genügt. Weiterhin weist das Bewertungsmodul einen zweiten Speicherbereich zum Speichern von zweiten Konnektivitätsdaten, wobei der zweite Speicherbereich zweiten Sicherheitsanforderungen genügt, die sich von den ersten Sicherheitsanforderungen unterscheiden.According to an exemplary embodiment of the invention, an evaluation module is specified which has a first memory area for storing first data of the digital map, the first memory area satisfying first security requirements. Furthermore, the assessment module has a second memory area for storing second connectivity data, the second memory area satisfying second security requirements that differ from the first security requirements.

Die beiden Speicherbereiche können auf unterschiedlichen Speichermedien angeordnet sein, oder auch auf demselben Speichermedium, wobei sie in diesem Falle zum Beispiel durch eine MMU voneinander getrennt werden. An dieser Stelle ist zu beachten, dass das Prinzip der getrennten Speicherbereiche für Konnektivitätsdaten im Allgemeinen verwendet werden kann. Eine Bewertung der Konnektivitätsdaten ist nicht erforderlich.The two storage areas can be arranged on different storage media or on the same storage medium, in which case they are separated from one another by an MMU, for example. At this point it should be noted that the principle of separate storage areas for connectivity data can generally be used. An assessment of the connectivity data is not required.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.In addition, it should be pointed out that “comprising” and “having” do not exclude any other elements or steps and that “a” or “a” does not exclude a plurality. It should also be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be regarded as restrictions.

5 gibt das Wechselspiel innerhalb des Netzverbundes. 5 gives the interplay within the network.

Über ein Computerprogrammprodukt kurz genannt App, die entweder auf einem Smartphone A300 oder auf einer Headunit A320 im Fahrzeug läuft, kann ein Verkehrsteilnehmer seine aktuelle GPS-Position, an einen Server A200, auch als Connectivity Prediction Server (CPS) bezeichnet, melden. Speziell entwickelte Apps erweitern den Funktionsumfang der Telematikeinheit und sind entweder „on board“ fest integriert oder lassen sich herunterladen. Auch ist es angedacht, externe, „fremde“ Apps, die sich beispielsweise auf dem Smartphone des Fahrers also „off board‟ befinden, mit der Telematikeinheit A410 zu verbinden. Dadurch ist die haptische und sprachliche Steuerung und somit die Benutzung dieser Apps in Verknüpfung mit dem internen System im Fahrzeug mit der der Telematikeinheit im Fahrzeug möglich. In der Telematikeinheit A410 ist die Sprachbedienung als eine mögliche Bedienmodalität „on board“ integriert. Dies erfordert eine embedded Text-to-Speech Engine sowie eine automatische Spracherkennung, welche es dem Benutzer erlaubt, spezifisches Vokabular zu sprechen. Die Telematikeinheit A410 ist primär in der Lage, die internen Module wie Navigation, Radio etc. nach Eingabe von gesprochenen Benutzer-Kommandos zu steuern.Via a computer program product, called app for short, either on a smartphone A300 or on a head unit A320 running in the vehicle, a road user can send his current GPS position to a server A200 , also known as Connectivity Prediction Server (CPS). Specially developed apps expand the functionality of the telematics unit and are either permanently integrated "on board" or can be downloaded. There are also plans to use external, “foreign” apps, which are, for example, “off board” on the driver's smartphone, with the telematics unit A410 connect to. This enables haptic and verbal control and thus the use of these apps in connection with the internal system in the vehicle with that of the telematics unit in the vehicle. In the telematics unit A410 voice control is integrated as a possible operating mode "on board". This requires an embedded text-to-speech engine as well as automatic speech recognition, which allows the user to speak specific vocabulary. The telematics unit A410 is primarily able to control the internal modules such as navigation, radio etc. after entering spoken user commands.

Der CPS Server A200 führt eine Aggregation von Konnektivitätsqualität (A210) mit der Korrelation von Verkehrsdaten (A220) zusammen und berechnet hieraus Konnektivitätsprofile. Die erfolgt durch die Information von mindestens einem Service Provider für Verkehrsinformation A100, der Echtzeitverkehrsinformationen A110 und vergangene Verkehrsinformation A120 bereitstellt. Alle Verkehrsteilnehmer, die auch über die gleiche App verfügen und sich in einem definierbaren Gebiet, bzw. geographischen Region befinden z.B. einen gedachten räumlichen Mittelpunkt eines Kreises oder um einen Brennpunkt einer Ellipse befinden, werden zu einer Gruppe zusammen gefasst und es wird über den CPS A200 an die in der geographischen Region befindlichen Fahrzeuge die Konnektivitätsqualität der geographischen Region und die jeweilige Konnektivitäsprädiktion über die Mobilfunkverbindung Y zurückgemeldet.The CPS server A200 performs an aggregation of connectivity quality ( A210 ) with the correlation of traffic data ( A220 ) and uses this to calculate connectivity profiles. This is done through information from at least one service provider for traffic information A100 , the real-time traffic information A110 and past traffic information A120 provides. All road users who also have the same app and are in a definable area or geographical region, e.g. an imaginary spatial center of a circle or around a focal point of an ellipse, are grouped together and it is via the CPS A200 the connectivity quality of the geographic region and the respective connectivity prediction via the cellular radio connection Y are reported back to the vehicles located in the geographic region.

Das räumliche Gebiet G kann dabei aus einem Mittelwert der räumlichen Koordinaten aller Fahrzeuge ermittelt werden und sich zusätzlich mit der Durchschnittsgeschwindigkeit v und Durchschnittsrichtung der Teilnehmer bewegen. Die Gruppenbildung erfolgt z.B. inkrementell, indem zunächst versucht wird aus neuen Teilnehmern, die in Ihren Raumkoordinaten und Geschwindigkeitsvektoren am besten übereinstimmen, kann die individuelle Konnektivität ermittelt werden.The spatial area G can be determined from an average value of the spatial coordinates of all vehicles and can also move at the average speed v and average direction of the participants. The group formation takes place, for example, incrementally, by first trying new participants who best match in their spatial coordinates and speed vectors, the individual connectivity can be determined.

Die App oder der CPS Server A200 kann jedem Fahrzeug Teilnehmer durch Vergabe einer zumindest zum Teil zufälligen Teilnehmernummer eindeutig aber anonym identifizierbar machen. Hierdurch kann eine personalisierte Konnektiviät für die Fahrzeug in der geographischen Region bestimmt werden.The app or the CPS server A200 can make each vehicle participant clearly but anonymously identifiable by assigning an at least partially random participant number. In this way, a personalized connectivity can be determined for the vehicles in the geographic region.

Der Radius für die Gruppenbildung passt sich dynamisch der Anzahl der Fahrzeuge bzw. der Auslastung der Bandbreite durch Fahrzeuge zu dem Streckenabschnitt an. Die Position von anderen Fahrzeugen kann auf einer Landkarte visualisiert werden. Ebenso der aktuelle Radius.The radius for the group formation adapts dynamically to the number of vehicles or the utilization of the bandwidth by vehicles for the route section. The position of other vehicles can be visualized on a map. Likewise the current radius.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2002082767 A1 [0007]US 2002082767 A1 [0007]
  • US 2005074019 A1 [0008]US 2005074019 A1 [0008]
  • US 2018211534 A1 [0009]US 2018211534 A1 [0009]

Claims (16)

Telematikeinheit zur Prädiktion von Konnektivitätsqualität für ein Fahrzeug, mit einem Bewertungsmodul (100, 101) aufweisend: eine Recheneinheit (111, 112) zur Entgegennahme von Messungen zur Konnektivitätsqualität einer geographischen Region und zur Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer empfangenen Qualitätsinformation von einem Konnektivitätsqualitätsserver (A200) und/oder auf Basis von gemessener Konnektivitätsqualität mittels einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (400); und eine Schnittstelle (113) zur Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Konnektivitätsqualität für die laufenden Anwendungen (A430) auf ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs auf Basis der Bewertung verwendet.Telematics unit for predicting connectivity quality for a vehicle, with an evaluation module (100, 101) having: a computing unit (111, 112) for receiving measurements on the connectivity quality of a geographical region and for performing the assessment of the connectivity quality on the basis of quality information received from a connectivity quality server (A200) and / or on the basis of the connectivity quality measured by means of an environment sensor system (103) of the vehicle (400); and an interface (113) for transferring the assessment to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality for the current applications (A430) on a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle based on the assessment. Telematikeinheit nach Anspruch 1, wobei die Bewertung der Konnektivitätsqualität, eine Bestimmung und eine Gültigkeit der Konnektivitätsqualität umfasst.Telematics unit according to Claim 1 , wherein the assessment of the connectivity quality comprises a determination and a validity of the connectivity quality. Telematikeinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Telematikeinheit zur Bestimmung der Gültigkeit der Konnektivitätsqualität auf Basis der gemessenen Konnektivitätsqualität der Umfeldsensorik (103) ausgeführt ist.Telematics unit according to Claim 1 or 2 , wherein the telematics unit is designed to determine the validity of the connectivity quality on the basis of the measured connectivity quality of the environment sensor system (103). Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konnektivitätsqualität zumindest eine Information auswählt aus der Gruppe bestehend aus einer Zeitstempelinformation, einer Information hinsichtlich einer Messgenauigkeit, mit der die entsprechenden Konnektivitätsqualität aufgenommen wurden, einer Information hinsichtlich einer Abweichung zwischen einer gemessenen und empfangenen Konnektivitätsqualität im Fahrzeug und einer weiteren Konnektivitätsqualität, die der geographischen Region zugeordnet ist, und einer Information hinsichtlich der Art der Konnektivitätsqualität, die auf den möglichen nutzbaren Mobilfunkdienst indiziert, aufweist.Telematics unit according to one of the preceding claims, wherein the connectivity quality selects at least one item of information from the group consisting of time stamp information, information regarding a measurement accuracy with which the corresponding connectivity quality was recorded, information regarding a deviation between a measured and received connectivity quality in the vehicle and a further connectivity quality, which is assigned to the geographic region, and information regarding the type of connectivity quality, which indicates the possible usable mobile radio service. Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewertung eine Authentifizierung der Konnektivitätsqualität umfasst.Telematics unit according to one of the preceding claims, wherein the assessment comprises an authentication of the connectivity quality. Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewertung der Konnektivitätsqualität, eine Bestimmung einer Aktualität der Konnektivitätsqualität umfasst; wobei die Telematikeinheit zur Bestimmung der Aktualität der Konnektivitätsqualität über einen Rückkanal (X) zu einer Zentrale (202, A200) ausgeführt ist.Telematics unit according to one of the preceding claims, wherein the assessment of the connectivity quality comprises a determination of an up-to-dateness of the connectivity quality; wherein the telematics unit is designed to determine the topicality of the connectivity quality via a return channel (X) to a control center (202, A200). Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gemessene Konnektivitätsqualität der Umfeldsensorik (103), die zur Bewertung der Konnektivitätsqualität herangezogen werden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Informationen hinsichtlich einer Fahrspur, eines Verkehrszeichens, eines Bauwerks und einer Vegetation.Telematics unit according to one of the preceding claims, wherein the measured connectivity quality of the environment sensors (103), which are used to evaluate the connectivity quality, are selected from the group consisting of information regarding a lane, a traffic sign, a building and a vegetation. Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgeführt zur Bewertung von Konnektivitätsqualität einer georaphischen Region mittels eines mobilen Geräts (A300), die dann an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben wird, welches dann die Konnektivitätsqualität des mobilen Geräts auf Basis der Bewertung verwendet.Telematics unit according to one of the preceding claims, designed to evaluate the connectivity quality of a geographic region by means of a mobile device (A300), which is then transferred to the driver assistance system and / or the safety system of the vehicle, which then uses the connectivity quality of the mobile device on the basis of the evaluation . Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die über die Schnittstelle (113) an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem übergebene Konnektivitätsqualität neben der Bewertung auch die entsprechenden gemessenen Konnektivitätsqualität des Fahrzeugs inklusive entsprechender Attribute aufweist.Telematics unit according to one of the preceding claims, wherein the connectivity quality transferred to the driver assistance system and / or the safety system via the interface (113) also has the corresponding measured connectivity quality of the vehicle including corresponding attributes in addition to the assessment. Telematikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: einen ersten Speicherbereich zum Speichern von einer ersten Konnektivitätsqualität einer geographischen Region, wobei der erste Speicherbereich ersten Sicherheitsanforderungen genügt; einen zweiten Speicherbereich zum Speichern von zweiten Konnektivitätsqualität einer geographischen Region, wobei der zweite Speicherbereich zweiten Sicherheitsanforderungen genügt, die sich von den ersten Sicherheitsanforderungen unterscheiden.Telematics unit according to one of the preceding claims, further comprising: a first memory area for storing a first connectivity quality of a geographic region, the first memory area satisfying first security requirements; a second memory area for storing second connectivity quality of a geographic region, the second memory area satisfying second security requirements that differ from the first security requirements. Fahrerassistenzsystem (104) für ein Fahrzeug mit einer Telematikeinheit (100, 101, A410, A420, A430) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Driver assistance system (104) for a vehicle with a telematics unit (100, 101, A410, A420, A430) according to one of the Claims 1 to 10 . Sicherheitssystem (105) für ein Fahrzeug mit einer Telematikeinheit (100, 101, A410, A420, A430) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Security system (105) for a vehicle with a telematics unit (100, 101, A410, A420, A430) according to one of the Claims 1 to 10 . Fahrzeug mit einer Telematikeinheit (100, 101, A410, A420, A430) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Vehicle with a telematics unit (100, 101, A410, A420, A430) according to one of the Claims 1 to 10 . Verfahren zur Bewertung von Konnektivitätsqualität einer geographischen Region für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte aufweisend: - Entgegennahme von Konnektivitätsqualität einer geographischen Region durch eine Recheneinheit; - Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer Qualitätsinformation und/oder auf Basis von einer gemessenen Konnektivitätsqualität einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); - Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Konnektivitätsqualität einer geographischen Region auf Basis der Bewertung verwendet.A method for evaluating the connectivity quality of a geographic region for a vehicle, the method comprising the steps of: receiving the connectivity quality of a geographic region by a computing unit; - Carrying out the assessment of the connectivity quality on the basis of quality information and / or on the basis of a measured connectivity quality of an environment sensor system (103) of the vehicle (200); - Transfer of the assessment to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality of a geographic region on the basis of the assessment. Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: - Entgegennahme von Konnektivitätsqualität einer geographischen Region durch den Prozessor; - Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer eigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von einer gemessenen Konnektivitätsqualität einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); - Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Konnektivitätsqualität der geographischen Region auf Basis der Bewertung verwendet.Program element which, when executed on a processor, directs the processor to perform the following steps: - Receipt of connectivity quality of a geographic region by the processor; - Carrying out the assessment of the connectivity quality on the basis of its own quality information and / or on the basis of a measured connectivity quality of an environment sensor system (103) of the vehicle (200); - Transfer of the assessment to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality of the geographic region on the basis of the assessment. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: - Entgegennahme von Konnektivitätsqualität der geographischen Region durch den Prozessor; - Durchführung der Bewertung der Konnektivitätsqualität auf Basis einer eigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messkonnektivitätsqualität einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); - Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Konnektivitätsqualität der geographischen Region auf Basis der Bewertung verwendet.Computer-readable medium containing a program element which, when executed on a processor, instructs the processor to perform the following steps: - Receipt of connectivity quality of the geographic region by the processor; - Carrying out the assessment of the connectivity quality on the basis of its own quality information and / or on the basis of the measurement connectivity quality of an environment sensor system (103) of the vehicle (200); - Transfer of the assessment to a driver assistance system and / or a safety system of the vehicle, which uses the connectivity quality of the geographic region on the basis of the assessment.
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