DE102020112881A1

DE102020112881A1 - Verfahren und vorrichtung zum überbrücken und optimieren von v2x-netzwerken

Info

Publication number: DE102020112881A1
Application number: DE102020112881.9A
Authority: DE
Inventors: Jovan Milivoje Zagajac; Ivan Vukovic; Sushanta Das; Krishna Bandi; Brennan HAMILTON; Thomas E. APCZYNSKI
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2020-11-19
Also published as: US20200365012A1; US11170640B2; CN111954184A

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überbrücken und Optimieren von V2X-Netzwerken bereit. Eine straßenseitige Einheit beinhaltet einen ersten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist, und einen zweiten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines zweiten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist, wobei das erste Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll und das zweite Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll nicht miteinander kompatibel sind. Die straßenseitige Einheit beinhaltet ferner einen Prozessor, der dazu programmiert ist, Übertragungen des ersten und des zweiten Sendeempfängers zu überwachen, eine vom ersten Sendeempfänger an den Prozessor gesendete eingehende Nachricht zu empfangen, wobei die eingehende Nachricht zur Weiterleitung an Verkehrsteilnehmer bestimmt ist, auf Grundlage der überwachten Übertragungen zu bestimmen, ob der zweite Sendeempfänger mit Vorrichtungen von Verkehrsteilnehmern in Kommunikation steht, die zum Empfangen ausgehender Nachrichten zur Verfügung stehen, und, wenn dies der Fall ist, auf Grundlage der eingehenden Nachricht eine ausgehende Nachricht zu erstellen und die ausgehende Nachricht über den zweiten Sendeempfänger zu senden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Aspekte der Offenbarung betreffen im Allgemeinen das Überbrücken und Optimieren von Fahrzeug-zu-Umgebung(V2X)-Netzwerken.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Straßenseitige Einheiten oder RSUs (road side units) stellen Einheiten an Bord von Fahrzeugen oder OBUs (on-board units) drahtlose Kommunikation bereit. Eine derartige Kommunikation kann als I2V-Kommunikation bezeichnet werden. RSUs arbeiten im Allgemeinen im gleichen Frequenzband, in dem die Fahrzeug-zu-Umgebung-Technologie arbeitet. Diese Technologien beinhalten Mobilfunk-Fahrzeug-zu-Umgebung(cellular vehicleto-everything - CV2X)-Technologien und Technologien für dedizierte Nahbereichskommunikation (Dedicated Short Range Communications - DSRC) als einige Beispiele. Einige RSUs stellen zusätzliche Funktionen bereit, wie etwa lokale WLAN-Hotspots für Fußgänger oder Mobilfunk-Backhaul zur Kommunikation von Informationen mit einem zentralen System.
KURZDARSTELLUNG
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet eine straßenseitige Einheit einen ersten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist, und einen zweiten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines zweiten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist, wobei das erste Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll und das zweite Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll nicht miteinander kompatibel sind. Die straßenseitige Einheit beinhaltet ferner einen Prozessor, der dazu programmiert ist, Übertragungen des ersten und des zweiten Sendeempfängers zu überwachen, eine vom ersten Sendeempfänger an den Prozessor gesendete eingehende Nachricht zu empfangen, wobei die eingehende Nachricht zur Weiterleitung an Verkehrsteilnehmer bestimmt ist, auf Grundlage der überwachten Übertragungen zu bestimmen, ob der zweite Sendeempfänger mit Vorrichtungen von Verkehrsteilnehmern in Kommunikation steht, die zum Empfangen ausgehender Nachrichten zur Verfügung stehen, und, wenn dies der Fall ist, auf Grundlage der eingehenden Nachricht eine ausgehende Nachricht zu erstellen und die ausgehende Nachricht über den zweiten Sendeempfänger zu senden.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet ein Verfahren Folgendes: als Reaktion auf den Empfang einer ersten eingehenden Nachricht, die einen Status eines ersten Verkehrsteilnehmers angibt, an einem ersten einer Vielzahl von Sendeempfängern einer straßenseitigen Einheit, Identifizieren einer Priorität für das Bereitstellen von Informationen über den ersten Verkehrsteilnehmer an andere Verkehrsteilnehmer gemäß dem Status; Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht an einem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern; und Priorisieren des Sendens einer ersten ausgehenden Nachricht, die Informationen beinhaltet, die den Status des ersten Verkehrsteilnehmers angeben, gegenüber anderen Nachrichten, denen ein geringerer Prioritätsstatus zugeordnet ist, zumindest bis sich der Status des ersten Verkehrsteilnehmers ändert.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen umfasst ein nichttransitorisches computerlesbares Medium Anweisungen, die bei Ausführung durch einen Prozessor einer straßenseitigen Einheit die straßenseitige Einheit zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf den Empfang einer ersten eingehenden Nachricht, die einen Status eines ersten Verkehrsteilnehmers angibt, an einem ersten einer Vielzahl von Sendeempfängern einer straßenseitigen Einheit, Identifizieren einer Priorität für das Bereitstellen von Informationen über den ersten Verkehrsteilnehmer an andere Verkehrsteilnehmer gemäß dem Status; Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht an einem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern; und Priorisieren des Sendens einer ersten ausgehenden Nachricht, die Informationen beinhaltet, die den Status des ersten Verkehrsteilnehmers angeben, gegenüber anderen Nachrichten gemäß der Priorität.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein System, das eine RSU mit einer eingebetteten Brücke beinhaltet;
2 veranschaulicht ein Beispiel für die RSU-Überbrückung zweier Funkschni ttstell en;
3 veranschaulicht ein Beispiel für die RSU in drahtloser Kommunikation über verschiedene Funkschnittstellen;
4 veranschaulicht ein Beispiel für mögliche Konvertierungsoptionen zwischen Funkschnittstellen, die über die RSU verfügbar sind;
5 veranschaulicht ein Beispiel für die RSU, die eingehende Nachrichten synchronisiert, die Aktionen des Verkehrssteuerungssystems anfordern;
6 veranschaulicht ein Beispiel für die RSU in Kommunikation mit verschiedenen Vorrichtungen im Kontext einer Fahrbahn;
7 veranschaulicht eine beispielhafte Darstellung einer Kreuzung, welche die RSU, Sensoren und Verkehrssteuerungssysteme aufweist;
8 veranschaulicht ein Beispiel für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, die unter Verwendung der RSU CV2X und DSRC verknüpft;
9 veranschaulicht ein Beispiel für Fahrzeug-zu-Fußgänger-Kommunikation, die unter Verwendung der RSU CV2X und BLE verknüpft; und
10 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess für die Konvertierung von Nachrichten zwischen der RSU zur Verfügung stehenden Funkschnittstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nach Bedarf werden in dieser Schrift detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt sein kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können stark vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind die in dieser Schrift offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den vielfältigen Einsatz der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Fahrzeug-zu-Umgebung(V2X)-Kommunikation beinhaltet verschiedene Arten von Kommunikation, einschließlich Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V), Fahrzeug-zu-Infrastruktur (V2I), Fahrzeug-zu-Person (V2P) und Fahrzeug-zu-Netzwerk (V2N). Diese vielfältigen Kommunikationsaspekte können durch verschiedenste drahtlose Kommunikationstechnologien bereitgestellt werden, wie etwa die folgenden: WLAN, Bluetooth, DSRC, CV2X (z. B. PC5, wenngleich andere Optionen in Betracht gezogen werden), LTE, Ultrabreitband und Kommunikation mit großer Reichweite (und geringer Leistung). Wenn diese eigenständigen unterschiedlichen Technologien Eingaben voneinander nutzen und interoperabel agieren könnten, würde dies intelligenten Transportsystemanwendungen (ITS) zugute kommen. Zum Beispiel kann, wenn ein BLUETOOTH-fähiges Smartphone eines Fußgängers mit den Straßenbenutzern (z. B. Fahrzeugen, Fußgängern usw.) kommunizieren könnte, diese Kommunikation verwendet werden, um die Routenführung von Fahrzeugen entlang der Fahrbahn zu verbessern.
In den meisten Fällen sind drahtlose Technologien jedoch nicht so ausgestaltet, dass sie interoperabel sind. Beispielsweise verwenden CV2X und DSRC die ITS-Protokolle (Intelligent Transportation Systems), verwendet WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments - drahtloser Zugang in Fahrzeugumgebungen) verschiedene unterschiedliche Standards, die von IEEE, 3GPP und SAE bereitgestellt werden; verwendet Bluetooth die Bluetooth-Spezielle-Interessengruppe(SIG)-Standards. LoRa verwendet die LoRaWAN-Standards (Weitverkehrsnetzwerke mit großer Reichweite und geringer Leistung) und UWB verwendet die Ultrabreitband-Standards. Eine direkte Berücksichtigung der Interoperabilität drahtloser Standards für ITS-Anwendungen ist nicht möglich.
In dieser Offenbarung wird ein effizientes Verfahren und eine effiziente Vorrichtung zum Überbrücken von durch unterschiedliche drahtlose Technologien unterstützen ITS-Netzwerken beschrieben, die verwendet werden können, um Eingaben von verschiedenen Protokollen und Technologien zu nutzen, um ITS-Anwendungen zu verbessern.
1 veranschaulicht ein System 100, das eine straßenseitige Einheit (RSU) 102 mit einer eingebetteten Brücke 106 beinhaltet. Bei der RSU 102 handelt es sich im Allgemeinen um einen Sendeempfänger, der entlang einer Straße, auf der Straßenbenutzer 126 fahren können, oder entlang eines Durchgangs für Fußgänger 124 montiert sein kann. Bei Betrieb sendet die RSU 102 Daten aus oder tauscht Daten mit Fahrzeugen, anderen Fahrbahnbenutzern 126 oder anderen vernetzten Vorrichtungen innerhalb einer Kommunikationszone um die RSU 102 aus. Die RSU 102 kann zudem Kanalzuweisung und Betriebsanweisungen für Vorrichtungen innerhalb der Kommunikationszone bereitstellen.
Wie gezeigt, beinhaltet die RSU 102 eine Vielzahl von Funksendeempfängern 104. Diese Funksendeempfänger 104 können physische Funkeinheiten und/oder softwaredefinierte Funkeinheiten beinhalten. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die RSU 102 ein C-V2X-Funkgerät 104A (z. B. PC5), ein DSRC-Funkgerät 104B, ein BLUETOOTH-Funkgerät 104C, ein Ultrabreitband(UWB)-Funkgerät 104D und ein Funkgerät mit großer Reichweite und geringer Leistung (LoRa) 104E. Es ist anzumerken, dass die veranschaulichten Funksendeempfänger 104 der RSU 102 lediglich ein Beispiel darstellen und mehr, weniger oder andere Funkgeräte (z. B. WLAN) in der RSU 102 enthalten sein können. Es ist zudem anzumerken, dass in einigen Beispielen mehrere Technologien durch ein einzelnes Funkgerät 104 unterstützt werden können, beispielsweise können sowohl WLAN als auch DSRC unter Verwendung eines einzelnen Funkgeräts 104 umgesetzt sein.
Die Brücke 106 kann dazu konfiguriert sein, gleichzeitiges Funkfrequenz(RF)-Übertragen und Empfangen von Nachrichten in mehreren drahtlosen Technologien über die Funksendeempfänger 104 bereitzustellen. Die Brücke 106 kann verschiedene Arten von Rechenvorrichtungen zum Unterstützen der Leistung der in dieser Schrift beschriebenen Funktionen der Brücke 106 beinhalten. In einem Beispiel kann die Brücke 106 einen oder mehrere Prozessoren 108 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Computeranweisungen verschiedener Komponenten, wie etwa einer Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110, einer Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112, einer Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114, einer Auslastungsausgleichsvorrichtung 116 und einer Konvertierungsvorrichtung 118, auszuführen. In einigen Fällen kann der Prozessor 108 als Randcomputer bezeichnet werden, da der Prozessor 108 Berechnungen für Vorrichtungen am Rand des Netzwerks durchführen kann. Die Brücke 106 kann ferner ein Datenspeichermedium beinhalten, auf dem die computerausführbaren Anweisungen und/oder Daten aufbewahrt werden können. Ein computerlesbares Datenspeichermedium (auch als prozessorlesbares Medium oder prozessorlesbarer Datenspeicher bezeichnet) beinhaltet ein beliebiges nichttransitorisches (z. B. physisches) Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer (z. B. von dem/den Prozessor(en)) gelesen werden können. Im Allgemeinen empfängt der Prozessor 108 Anweisungen und/oder Daten, z. B. von dem Datenspeicher usw., in einem Arbeitsspeicher und führt die Anweisungen unter Verwendung der Daten aus, wodurch einer oder mehrere Prozesse, einschließlich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse, durchgeführt werden. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder ausgewertet werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder
technologien erstellt wurden, einschließlich ohne Einschränkung und entweder für sich oder in Kombination JAVA, C, C++, C#, FORTRAN, PASCAL, VISUAL BASIC, PYTHON, JAVA SCRIPT, PERL, PL/SQL usw.
Die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 kann dazu programmiert sein, Verkehrsteilnehmer unter Verwendung von Anwendungen, die auf deren mobilen Vorrichtungen installiert sind, zu klassifizieren (z. B. Fahrräder, Fußgänger, Roller usw.), Gefährdungsstufen für die klassifizierten Teilnehmer zu bestimmen (z. B. wie wichtig es ist, andere Verkehrsteilnehmer über den klassifizierten Teilnehmer zu informieren) und den Teilnehmern gemäß den Gefährdungsstufen Prioritäten zuzuweisen. Die Prioritäten können verwendet werden, um zu bestimmen, welche Nachrichten den Verkehrsteilnehmern bereitgestellt werden sollen. Die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 kann dazu programmiert sein, es der Brücke 106 zu ermöglichen, auf Informationen zuzugreifen, die von mobilen Vorrichtungen von Fußgängern 124 empfangen werden. In einem Beispiel kann die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 Informationen von einem oder mehreren Fußgängern an den jeweiligen Kreuzungen empfangen, wie etwa den Standort des Fußgängers 124 oder ob ein Fußgänger 124 behindert ist. Die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 kann ferner diese Standortinformationen der mehreren Fußgänger nutzen, um zu bestimmen, ob einer/alle dieser Fußgänger 124 eine Gefahr für andere Verkehrsteilnehmer darstellen könnte(n), die über die Funksendeempfänger 104 der RSU 102 erreicht werden können. Auf Grundlage der Empfängerklassifizierung kann die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 eine Gefährdungsstufe bestimmen. Die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 kann zudem eine Priorität zuweisen und stellt anderen Komponenten der RSU 102 notwendige Informationen bereit, damit diese ausgehenden Nachrichten für die jeweiligen drahtlosen Netzwerke zur Verwendung durch andere Verkehrsteilnehmer erstellen können. Zum Beispiel kann, wenn anhand einer von einer mobilen Vorrichtung eines Fußgängers gesendeten Nachricht identifiziert wird, dass sich der Fußgänger in der Nähe der Fahrbahn befindet, sofort eine Nachricht, die den Standort dieses Fußgängers angibt, unter Verwendung der Sendeempfänger 104 ausgesendet werden. Wenn dagegen anhand der Nachricht identifiziert wird, dass sich der Fußgänger nicht in der Nähe der Fahrbahn befindet, kann eine Nachricht, die den Standort dieses Fußgängers angibt, später oder nach anderen Nachrichten, die eine höhere Priorität aufweisen, ausgesendet werden.
Die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 kann dazu programmiert sein, Überlastungsszenarien in den jeweiligen drahtlosen Netzwerken, auf die die Brücke 106 über die Funksendeempfänger 104 zugreifen kann, zu identifizieren. Die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 kann zudem dazu programmiert sein, für eine effiziente Kommunikation zwischen den unterschiedlichen drahtlosen Netzwerken Vorgänge zum Mindern von Überlastung auf Höhe des Funksendeempfängers 104 durchzuführen. Beispielsweise kann die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 einen Funksendeempfänger 104, der überlastet ist, anweisen, Vorgänge zum Mindern der Überlastung durchzuführen. Diese Vorgänge können beispielsweise ein Anpassen der verwendeten Kanäle, ein Wechseln der verwendeten Frequenz, ein Anpassen der Übertragungsleistung für ausgehende Nachrichten, ein Anpassen der Wahrscheinlichkeit beim Bestimmen der nötigen Nachrichtenfrequenzrate für ausgehende Nachrichten beinhalten.
Die Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114 kann dazu programmiert sein, die Priorität von Nachrichten zu verwalten, die von der Brücke 106 verarbeitet werden. In einem Beispiel kann es für einige Nachrichten, die von der Brücke 106 verarbeitet werden, wichtiger sein, sie zu melden, als für andere. Beispielsweise kann die Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114, wenn fünfzig Fußgänger 124 darauf warten, eine Straße zu überqueren, auf Grundlage der Prioritätsstufe, welche die Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114 von der Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110 empfängt, eine einzelne Nachrichten senden, die angibt, dass fünfzig Fußgänger 124 warten (oder in anderen Fällen eine Nachricht von einem Fußgänger 124 zur Verarbeitung auswählen). In einem anderen Beispiel kann die Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114 dazu programmiert sein, CV2X-Nachrichten zu empfangen, die in Zehntelsekundenintervallen erfolgen, aber nur die Nachrichten verarbeiten, die neue Prioritätsinformationen im Vergleich zu den vorherigen Nachrichten beinhalten, damit die ausgehenden Nachrichten korrekt priorisiert werden.
Die Auslastungsausgleichsvorrichtung 116 kann dazu programmiert sein, die Auslastung über die unterschiedlichen Netzwerke, auf die die Brücke 106 unter Verwendung der Funksendeempfänger 104 zugreifen kann, hinweg zu verwalten. Beispielsweise kann die Auslastungsausgleichsvorrichtung 116, wenn WLAN überlastet ist, dazu programmiert sein, eine Optimierung vorzunehmen, sodass Nachrichten über einen anderen Funksendeempfänger 104 gesendet werden, vorausgesetzt die vorgesehenen Empfänger können unter Verwendung dieses anderen Funksendeempfängers 104 empfangen. In einigen Beispielen kann die Brücke 106 eine Anfrage an Fahrbahnbenutzer 126 oder andere Nachrichtenempfänger senden, um zu bestimmen, welche Kommunikationsprotokolle von den Vorrichtungen unterstützt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Brücke 106 eine Übersicht von Standardprotokollen, die von Vorrichtungen verschiedener Kategorien unterstützt werden, führen, z. B., dass DSRC und C-V2X von Fahrbahnbenutzern 126 unterstützt werden, dass BLUETOOTH und WLAN von Mobiltelefonen unterstützt werden und so weiter. Als eine andere Möglichkeit können Vorrichtungen, die sich mit der RSU 102 verbinden, dazu konfiguriert sein, auf Grundlage gewünschter Leistungskennzahlen (Key-Performance Indicators - KPI) einen der Sendeempfänger 104 zur Verwendung auszuwählen. Beispielsweise können dieselben Informationen über BLUETOOTH, WLAN, Mobilfunk, LoRa oder andere drahtlose Schnittstellen codiert und übertragen werden. Während jedes Protokoll seine eigenen Vor- und Nachteile aufweist, kann die verbundene Vorrichtung dazu konfiguriert sein, für den Fall, dass die Vorrichtung für Kommunikation mit mehreren Sendeempfängern 104 der RSU 102 konfiguriert ist, zu entscheiden, den zu verwendenden Sendeempfänger 104 im Hinblick auf die Dienstqualität auszuwählen (z. B. Latenzzeit, Datenratenanforderung usw. auf Grundlage verfügbarer Netzwerke und einer gleichmäßigen Netzwerkauslastung usw.)
Die Konvertierungsvorrichtung 118 kann dazu programmiert sein, eine Konvertierung von Nachrichten von einem Protokoll in ein anderes durchzuführen. Dadurch kann ein Konvertieren von Nachrichten an die und von den verschiedenen unterschiedlichen drahtlosen Technologien, die von den Sendeempfängern 104 unterstützt werden, ermöglicht werden, sodass die konvertierten Informationen für die verschiedenen unterschiedlichen drahtlosen Technologien ermöglichen, dass die mit verschiedenen Sendeempfängern 104 der RSU 102 verbundenen Vorrichtungen interoperabel sind. In einem Beispiel kann die Konvertierungsvorrichtung 118 ermöglichen, dass eine Nachricht von einem Sender, der einen der Funksendeempfänger 104 (z. B. CV2X) verwendet, empfangen und für einen Empfänger, der einen anderen der Funksendeempfänger 104 (z. B. DSRC) verwendet, konvertiert wird. Für die Konvertierungsvorrichtung 118 kommt eine Konvertierung von Nachrichten zwischen den drahtlosen Netzwerken auf Netzwerkschichtebene, wie etwa gemäß dem Modell mit offenen Systemverbindungen oder OSI-Modell (open system interconnection) in Betracht.
Insbesondere kann es aufgrund von Unterschieden in den Protokollen, die von den verschiedenen Funksendeempfängern 104 unterstützt werden, erforderlich sein, dass die Konvertierungsvorrichtung 118 nicht nur einfach eine Nachricht in einem ersten Protokoll in eine Nachricht in einem zweiten Protokoll konvertiert. Beispielsweise kann in einigen Fällen ein Protokoll einfache Ping-Nachrichten von einer Vorrichtung beinhalten, während in einem anderen Protokoll detaillierte Nachrichten mit aktuellen Standort- und anderen Informationen erforderlich sind. Dementsprechend kann die Konvertierungsvorrichtung 118 in derartigen Fällen Pakete erstellen, die zusätzliche Informationen in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Protokolls, in das konvertiert wird, beinhalten.
Die Steuerung 120 des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) kann dazu konfiguriert sein, es der RSU 102 zu ermöglichen, Informationen zu bestimmen, die den Standort der RSU 102 angeben. In einem Beispiel kann das GNSS 120 eines oder mehrere von einem GPS-, einem GLONASS-, einem Galileo- oder einem BeiDou-System verwenden, um eine Standortbestimmung für die RSU 102 bereitzustellen.
Die Sensoren 122 können Kameras oder andere Technologien beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Fahrbahnbenutzer 126, Fußgänger 124, Objekte am Straßenrand oder andere Hindernisse, die nicht zur drahtlosen Verbindung in der Lage sind, zu erfassen. In einem Beispiel können die Sensoren 122 eine Kamera oder Kameras beinhalten, die Standbilder oder Videos bereitstellen, die unter Verwendung von Bilderkennungsalgorithmen analysiert werden können, um die Fahrbahnbenutzer 126, Fußgänger 124, Objekte am Straßenrand oder anderen Hindernisse zu identifizieren. Die Sensoren 122 können dementsprechend verwendet werden, um Informationen über Verkehrsteilnehmer, die nicht zur drahtlosen Kommunikation in der Lage sind, bereitzustellen, die für die Brücke 106 beim Bestimmen von deren Standorten nützlich sein können. Beispielsweise können die Sensoren 122 einen Fußgänger 124 oder einen Fahrbahnbenutzer 126 erfassen und für den Fußgänger 124 oder Fahrbahnbenutzer 126 bestimmen, ob es für einen Teilnehmer, der nicht zur drahtlosen Kommunikation in der Lage ist, sicher ist, die Fahrbahn zu überqueren, oder den Teilnehmer, der zur drahtlosen Kommunikation in der Lage ist, einfach auf den Teilnehmer, der nicht zur drahtlosen Kommunikation in der Lage ist, aufmerksam zu machen.
Die RSU 102 kann dazu konfiguriert sein, die Mobilität, Überlastungsmuster und Netzwerkauslastung jeder Funkschnittstelle im Hintergrund zu überwachen, Nachrichten als Eingabe über eine oder mehrere Technologien zu empfangen und jede der empfangenen Nachrichten zu verarbeiten, um die Empfängervorrichtungen nach Standort und Prioritätsstufe zu klassifizieren. Diese Klassifizierung der Vorrichtungen beinhaltet ein Analysieren der über die Sendeempfänger 104 über die verschiedenen drahtlosen Netzwerke von den verschiedenen Vorrichtungen empfangenen Informationen, ein Durchführen einer Gefährdungsanalyse für die empfangenen Nachrichten, ein Bestimmen der Gefährdungsstufen zwischen den jeweiligen Empfängern der jeweiligen drahtlosen Technologien und ein Bereitstellen der Klassifizierungsinformationen für die ausgehende Nachricht, um etwaige Kollisionseffekte zu vermeiden oder/um das Bereitstellen der Informationen für eine effiziente Verwaltung der Netzwerkauslastung zu unterstützen.
Auf Grundlage der Klassifizierung, der Prioritätsstufe und des Überwachungsstatus jeder der Schnittstellen kann die RSU 102 bestimmen, auf welcher Ausgabeschnittstelle die Nachrichten oder eine Teilmenge der Nachricht übertragen werden/wird. Dementsprechend kann die RSU 102 für jede der zur Übertragung ausgewählten Ausgabeschnittstellen die Nachricht oder die Nachrichtenteilmenge in das geeignete Format für diese konkrete Ausgabeschnittstelle konvertieren.
2 veranschaulicht ein Beispiel 200 für die RSU 102, die zwei Funkschnittstellen überbrückt. Beispielsweise können die Funkschnittstellen ein C-V2X-Funkgerät 104A (z. B. PC5) und ein DSRC-Funkgerät 104B beinhalten. Eine Eingabenachricht 202 kann von der Brücke 106 der RSU 102 über eine Eingabefunkschnittstelle (z. B. das DSRC-Funkgerät 104B) empfangen werden, wie in dem Beispiel 200 gezeigt. Als Reaktion auf den Empfang der Eingabenachricht 202 kann die Brücke 106 der RSU 102 eine Ausgabenachricht 204 senden. Es ist anzumerken, dass die Brücke 106 unter Verwendung eines Unicast-, eines Multicast- und/oder eines Broadcast-Kommunikationsmodus kommunizieren kann.
Wie vorstehend erörtert, überwacht die Brücke 106 die Mobilität, den Überlastungsmusterstatus und die Netzwerkauslastung sowohl der Schnittstelle des DSRC- als auch der des C-V2X(PC5)-Funkgeräts 104. Als Reaktion auf den Empfang der am DSRC-Funkgerät 104B eingehenden Nachricht 202 decodiert die Brücke 106 die eingehende Nachricht 202, um die Empfänger und die Prioritätsstufen zu klassifizieren. Gemäß dieser Klassifizierung kann die Brücke 106 eine Priorität an der Schnittstelle des CV2X(PC5)-Funkgeräts 104A zuweisen und die V2X-Nachricht in ein für CV2X(PC5)-Kommunikation zulässiges Format zu konvertieren. Die Brücke 106 kann dann die konvertierte Nachricht als Ausgabenachricht 204 über die Schnittstelle des C-V2X(PC5)-Funkgeräts 104A übertragen. Ein umgekehrter Ansatz kann durchgeführt werden, wenn die Nachricht an der Schnittstelle des CV2X(PC5)-Funkgeräts 104A empfangen wurde, um über die Schnittstelle des DSRC-Funkgeräts 104B ausgegeben zu werden, wie durch die eingehende Nachricht 206 und die ausgehende Nachricht 208 gezeigt. Unabhängig von der Richtung kann dieser Ansatz im Allgemeinen auf beliebige Paarungen drahtloser Technologien anwendbar sein, die von den in die Brücke 106 eingebetteten Funkgeräten 104 genutzt werden.
3 veranschaulicht ein Beispiel 400 für die RSU 102 in drahtloser Kommunikation über verschiedene Funkschnittstellen 104. Wie gezeigt steht die RSU 102 über das C-V2X-Funkgerät 104A in drahtloser Kommunikation mit Vorrichtungen, die mit C-V2X ausgestattet sind, über das DSRC-Funkgerät 104B in drahtloser Kommunikation mit Vorrichtungen, die mit DSRC ausgestattet sind, über das BLUETOOTH-Funkgerät 104C in drahtloser Kommunikation mit Vorrichtungen die mit BLUETOOTH oder BLE ausgestattet sind, über das UWB-Funkgerät 104D in drahtloser Kommunikation mit Vorrichtungen, die mit UWB ausgestattet sind, und über das LoRa-Funkgerät 104E in drahtloser Kommunikation mit Vorrichtungen, die mit LoRa ausgestattet sind. Die RSU 102 steht zudem in drahtgebundener oder drahtloser Kommunikation mit den Verkehrssteuerungssystemen 128.
4 veranschaulicht ein Beispiel 400 für mögliche Konvertierungswege zwischen Funkschnittstellen 104, die über die RSU 102 verfügbar sind. Wie in dem Beispiel 400 zu sehen ist, bestehen Konvertierungswege von jedem des C-V2X-Funkgeräts 104A, des DSRC-Funkgeräts 104B, des BLUETOOTH-Funkgeräts 104C, des UWB-Funkgeräts 104D und des LoRa-Funkgeräts 104E zu jedem der anderen. Dementsprechend ermöglicht die Brücke 106 eine Konvertierung zwischen jedem der verschiedenen unterstützten Protokolle.
Erneut unter Bezugnahme auf 2 kann die Brücke 106 in Bezug auf den Hintergrundüberwachungsprozess unter Verwendung der Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 den Überlastungsgrad der Schnittstelle des C-V2X(PC5)-Funkgeräts 104A im Blick behalten. Die konvertierte ausgehende Nachricht 204, welche die Ausgabeschnittstelle des C-V2X(PC5)-Funkgeräts 104A erreicht, kann dem Überlastungssteuerungsalgorithmus unterzogen werden, der von der Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 für diese Schnittstelle ausgeführt wird. Der Überlastungssteuerungsalgorithmus überwacht die Kanalqualität von Dienstparametern und zudem die Kanalüberlastung. Auf Grundlage dieser Überwachung bestimmt der Überlastungssteuerungsalgorithmus eine Übertragungswahrscheinlichkeit für die konvertierte ausgehende Nachricht 204 und passt die Sendeleistung entsprechend an die Übertragung der ausgehenden Nachrichten 204 über die verschiedenen jeweiligen drahtlosen Technologien an.
Als ein weiteres Beispiel detektiert die Überwachung der Mobilität, Überlastungsmuster und Netzwerkauslastung des C-V2X(PC5)-Funkgeräts 104A durch die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 unter Umständen keine Übertragungen über diese Schnittstelle oder keine Übertragungen in einem bestimmten Empfängerklassifizierungsbereich, wenn DSRC-Übertragungen vorliegen. Wenn eine DSRC-Nachricht an der Schnittstelle des DSRC-Funkgeräts 104B empfangen wird, kann die Brücke 106 als Reaktion auf die Klassifizierung der Nachricht entscheiden, diese Nachricht nicht für die Ausgabeschnittstelle des C-V2X(PC5)-Funkgeräts 104A zu konvertieren und an diese weiterzuleiten. Dies kann beispielsweise logisch sein, wenn die Brücke 106 der Ansicht ist, dass es keine Empfänger für eine derartige Nachricht gibt.
5 veranschaulicht ein Beispiel 500 für die RSU 102, die eingehende Nachrichten 202 synchronisiert, die Aktionen des Verkehrssteuerungssystems 128 anfordern. Wie gezeigt, beinhaltet die RSU 102 in dem Beispiel 500 mehrere Funkschnittstellen 104. Somit können Anforderungen zum Zugreifen auf Verkehrssignale gleichzeitig oder innerhalb eines kurzen Zeitrahmens an zwei oder mehr Eingabefunkschnittstellen empfangen werden. Wie gezeigt, wird eine eingehende Nachricht 202-A an der C-V2X-Funkschnittstelle 104A empfangen, während auch eine eingehende Nachricht 202-B an der DSRC-Funkschnittstelle 104B emfangen wird. Die Brücke 106 kann als Reaktion auf das Durchführen der Nachrichtenklassifizierung bestimmen, welche der mehreren Anforderungen eine höhere oder die höchste Priorität aufweist, und kann einen Verkehrssteuerungsbefehl 502 an das Verkehrssteuerungssystem 128 senden, um den Status eines Verkehrssignals oder einer anderen Verkehrssteuerungsvorrichtung für die Nachricht mit höherer Priorität zu ändern.
Anschließend kann die Brücke 106 Nachrichten für die anderen Schnittstellen, denen keine Priorität eingeräumt wurde, erstellen, welche die Vorrichtungen, die diese Schnittstellen abhören, darüber informieren, dass ihrer ursprüngliche Anforderung nicht nachgekommen wurde. Beispielsweise kann die Brücke 106 dem Funkgerät 104, dessen Nachricht 202 nicht nachgekommen wurde, angeben, dass die Anforderung abgelehnt wurde. Dies kann wiederum an den Sender der eingehenden Nachricht 202 zurückgemeldet werden, um diesen über die Ablehnung zu informieren.
6 veranschaulicht ein Beispiel 600 für die RSU 102 in Kommunikation mit verschiedenen Vorrichtungen im Kontext einer Fahrbahn. Zum Beispiel kann die C-V2X-Funkschnittstelle 104A mit Fahrbahnbenutzern 126 in Kommunikation stehen, die mit C-V2X-Sendeempfängern 602 ausgestattet sind. Die DSRC-Funkschnittstelle 104B kann mit Fahrzeugen oder anderen Fahrbahnbenutzern 126 in Kommunikation stehen, die mit DSRC-Sendeempfängern 604 ausgestattet sind. Die BLUETOOTH-Funkschnittstelle 104B kann mit Fußgängern 124 in Kommunikation stehen, die mit BLE-Sendeempfängern 606 ausgestattet sind. Die UWB-Funkschnittstelle 104D kann mit Fahrzeugen oder Fußgängern kommunizieren, die mit UWB ausgestattet sind 608, sowie mit Fahrzeugen, die mit mehreren drahtlosen Technologien ausgestattet sind 610. Die LoRa-Funkschnittstelle 104E kann mit Rollern in Kommunikation stehen, die mit LoRa ausgestattet sind 612. Die Sensoren 122 können Kameras oder andere Technologien beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Fahrzeuge zu erfassen, die nicht mit drahtlosen Technologien ausgestattet sind 614, oder in anderen Beispielen Fahrzeuge, die aus anderen Gründen nicht in der Lage sind, drahtlos mit der RSU 102 zu kommunizieren (z. B. aufgrund von Beschädigung oder Störungen).
7 veranschaulicht ein beispielhafte Darstellung 700 einer Kreuzung 702, welche die RSU 102, die Sensoren 122 und die Verkehrssteuerungssysteme 128 aufweist. Wie gezeigt, identifizieren die Sensoren 122 einen Fußgänger 704, der die Kreuzung 702 überquert, und einen Fußgänger 706, der darauf wartet, die Kreuzung 702 zu überqueren. Die RSU 102 kommuniziert zudem mit einem Fahrzeug 708, das für DSRC-Kommunikation ausgestattet ist, und einem Fahrzeug 710, das für DSRC-Kommunikation ausgestattet ist. Darüber hinaus kommuniziert die RSU 102 über LoRa mit einem Roller 712.
8 veranschaulicht ein Beispiel 800 für Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation, die unter Verwendung der RSU 102 CV2X und DSRC verknüpft. Demnach veranschaulicht das Beispiel 800 ein Szenario in Form von V2V-Kommunikation zwischen mit CV2X ausgestatteten Fahrzeugen 802 und mit DSRC ausgestatteten Fahrzeugen 804. Ein derartiges Szenario kann den ITS-Sicherheitsanwendungen insofern zugute kommen, als verschiedene V2X-Technologien über die Funktionalität der Brücke 106 der RSU 102 interoperabel gemacht werden.
Im Allgemeinen verwenden CV2X- und DSRC-Nachrichtenübertragung die gleichen ITS-Standardprotokolle, wie etwa SAE-J2735_201603, IEEE-1609.2, IEEE-1609.3, IEEE-1609.12 zum Übertragen und Empfangen der Nachrichten. Diese Nachrichten sind im SAE-J2735_201603-Standardprotokoll definiert. In einem Beispiel handelt es sich bei einer der Nachrichten aus dem SAE-J2735_201603 um eine grundlegende Sicherheitsmeldung (basic safety message - BSM). Die BSM kann einen Satz von Kerndatenelementen enthalten (z. B. Größe, Position, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Beschleunigung, Bremssystem des Fahrzeugs). Wie gezeigt, übertragt ein Fahrzeug 802, das zum Übertragen von CV2X konfiguriert ist, über CV2X eine BSM 804. Das Fahrzeug 802 kann ungefährt zehn Mal pro Sekunde eine derartige Nachricht übertragen. Im Hinblick auf CV2X-Protokolle verwendet CV2X-PC5 LTE-V2X (3GPP Rel) für die physische und MAC-Schicht und verwendet das mit CV2X ausgestattete Fahrzeug 802 SAE J3161 für die Anforderungen des bordeigenen Systems.
Die BSM 804 kann von dem C-V2X-Sendeempfänger 104A der RSU 102 empfangen und der Brücke 106 bereitgestellt werden. Die Brücke 106 verwendet den Prozessor 108, die Anwendungsverwaltungsvorrichtung 110, die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112, die Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114, die Auslastungsausgleichsvorrichtung 116, die Konvertierungsvorrichtung 118, um die BSM 804 in eine BSM 806 zu konvertieren, die unter Verwendung des DSRC-Funkgeräts 104C der RSU 102 übertragen werden soll. Beispielsweise kann die RSU 102 die Mobilität, den Überlastungsmusterstatus und die Netzwerkauslastung sowohl der DSRC- als auch der C-V2X(PC5)-Schnittstelle überwachen, um die Entscheidungsfindung zu unterstützen. Die RSU 102 kann die CV2X-Nachricht decodieren, um unter Verwendung des Prozessors 108 die Empfänger und die Prioritätsstufen zu klassifizieren. Gemäß dieser Klassifizierung weist die RSU 102 der CV2X(PC5)-Schnittstelle unter Verwendung der Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114 Priorität zu, konvertiert die Nachricht unter Verwendung der Konvertierungsvorrichtung in ein für DSRC-Kommunikation zulässiges Format unter Verwendung der Konvertierungsvorrichtung 118 und sendet die konvertierte Nachricht zur Übertragung an die Ausgabeschnittstelle (hier DSRC). Die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 kann zudem den Überlastungsgrad der Ausgabeschnittstelle im Blick behalten, um ausgehende Nachrichten dem Überlastungssteuerungsalgorithmus für die Ausgabeschnittstelle zu unterziehen. Die BSM 806 kann dementsprechend von einem Fahrzeug 808 empfangen werden, das zum Empfangen von Nachrichten über DSRC konfiguriert ist. Im Hinblick auf DSRC-Protokolle verwendet DSRC IEE 802.1 1p, 1609-4 für die physische und MAC-Schicht und verwendet das mit DSRC ausgestattete Fahrzeug 808 SAE J2945/1 für die Anforderungen des bordeigenen Systems.
9 veranschaulicht ein Beispiel für Fahrzeug-zu-Fußgänger-Kommunikation, die unter Verwendung der RSU 102 CV2X und BLE verknüpft. Insbesondere verwenden CV2X und BLE unterschiedliche Standardprotokolle. Beispielsweise verwendet CV2X-PC5 LTE-V2X (3GPP Rel) für die physische und MAC-Schicht und verwendet ein mit CV2X ausgestattetes Fahrzeug 908 SAE J3161 für die Anforderungen des bordeigenen Systems und ITS-Standards für andere OSI-Schichten. ITS-Standards, wie etwa SAE-J2735_2016 IEEE-1609.2, IEEE-1609.3, IEEE-1609.12, können für das Übertragen und Empfangen der Nachrichten verwendet werden. Im Hinblick auf BLE-Protokolle verwendet BLE IEEE 802.15.1 und verwendet BLE Bluetooth-SIG-Standards für andere OSI-Schichten.
Wie gezeigt, sendet der Bluetooth-Sendeempfänger des Fußgängers 902 Fußgängerinformationen 904 unter Verwendung von BLE-Nachrichtenattributen (wie etwa Kennungen, Deskriptoren, Eigenschaften, Diensten usw.). Insbesondere kann dieser Sendeempfänger des Fußgängers 902 ein Sendeempfänger einer mobilen Vorrichtung des Fußgängers 902 (z. B. eines Smartphones, einer Smartwatch, eines Tablets usw.) oder ein Sendeempfänger einer Mobilitätsvorrichtung des Fußgängers 902 (z. B. eines Rollers, eines Fahrrads usw.) sein. Diese Fußgängerinformationen 904 können von dem Bluetooth-Sendeempfänger 104C der RSU 102 empfangen und vom Sendeempfänger 104C der Brücke 106 bereitgestellt werden.
Die Konvertierungsvorrichtung 118 der Brücke 106 kann die Fußgängerinformationen 904 der BLE-Nachrichten in eine CV2X-ITS-Nachricht konvertieren. In einem Beispiel können die Informationen der BLE-Nachricht in eine persönliche Sicherheitsmeldung (personal safety message - PSM) 906 konvertiert werden. Details des Formats der PSM 906 sind in SAE-J2735201603 definiert. Die PSM 906 kann von dem C-V2X-Sendeempfänger 104A der RSU 102 übertragen werden, um von einem Fahrzeug 908, das mit CV2X-Fähigkeiten ausgestattet ist, empfangen zu werden. Somit kann das Fahrzeug 908 in der Lage sein, über CV2X Informationen über Fußgänger 902 zu empfangen, die nicht zur Kommunikation über CV2X in der Lage sind.
Allgemein überwacht die Brücke 106 erneut die Mobilität, den Überlastungsmusterstatus und die Netzwerkauslastung der Funkschnittstellen der RSU 102. Die Brücke 106 decodiert die eingehenden Bluetooth-BLE-Baken-Nachrichten, um die Empfänger und die Prioritätsstufen zu klassifizieren, wobei gemäß dieser Klassifizierung die Brücke 106 die Priorität ausgehender Nachrichten 204 an den mehreren Ausgabefunkschnittstellen zuweist und die Baken-Nachrichten-Informationen in die jeweiligen Nachrichtenformate konvertiert, die für die mehreren Funkkommunikationen, die als Ausgabefunkschnittstellen ausgewählt wurden, zulässig sind. Die Brücke 106 bewirkt dann, dass die konvertierte Baken-Nachricht über die Ausgabefunkschnittstellen übertragen wird. Zusätzlich kann die Brücke 106 überwachen, um den Überlastungsgrad an jeder der Funkschnittstellen im Blick zu behalten. Die konvertierte Nachricht, welche die mehreren Funkausgabeschnittstellen erreicht, kann dementsprechend dem Überlastungssteuerungsalgorithmus unterzogen werden, der in diesen konkreten Ausgabeschnittstellen ausgeführt wird. Oder es muss keine Nachricht durch die RSU 102 über ein bestimmtes Protokoll bereitgestellt werden, wenn keine Nachrichtenübertragung über dieses Protokoll (z. B. kein DSRC-Verkehr) detektiert wird.
10 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 1000 zum Konvertieren von Nachrichten zwischen Funkschnittstellen 104, die der RSU 102 zur Verfügung stehen. In einem Beispiel kann der Prozess 1000 von dem Prozessor 108 der Brücke 106 der RSU 102 im Kontext des Systems 100 durchgeführt werden.
Bei Vorgang 1002 überwacht die Brücke 106 Funkübertragungen. In einem Beispiel überwacht die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 Übertragungen von jedem der Funksendeempfänger 104. Die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 kann dies tun, um zu identifizieren, ob es für jedes der von den Funksendeempfängern 104 unterstützten verfügbaren Protokollen Nachrichtenempfänger gibt. Die Überlastungsverwaltungsvorrichtung 112 kann dies außerdem tun, um einen Funksendeempfänger 104, der überlastet ist, anzuweisen, Vorgänge zum Mindern der Überlastung durchzuführen.
Bei 1004 empfängt die Brücke 106 eine eingehende Nachricht 202. In einem Beispiel kann die eingehende Nachricht 202 an einen der Funksendeempfänger 104 empfangen werden. Diese eingehende Nachricht 202 kann zur Analyse zum Prozessor 108 der Brücke 106 geleitet werden.
Die Brücke 106 priorisiert die eingehende Nachricht 202 bei 1006. In einem Beispiel bestimmt die Prioritätsverwaltungsvorrichtung 114, ob andere eingehende Nachrichten 202 empfangen wurden und ob die Priorität der aktuellen eingehenden Nachricht 202 größer oder kleiner als die der anderen eingehenden Nachrichten 202, falls vorhanden, ist.
Bei 1008 identifiziert die Brücke 106 Funksendeempfänger, welche die Nachricht empfangen sollen. In einem Beispiel kann die Brücke 106 auf Grundlage der Überwachung der Funkübertragungen bei 802 bestimmen, dass es bei 802 mögliche Nachrichtenempfänger für eines oder mehrere der durch die Funkübertragungen unterstützen Protokolle gibt. Beispielsweise kann die Brücke 106 identifizieren, das kürzlich Übertragungen über bestimmte Protokolle erfolgt sind, nicht aber über andere Protokolle. Bei Vorgang 1010 bestimmt die Brücke 106, ob die Nachricht weitergeleitet werden soll. Wenn bei Vorgang 1008 andere Protokolle identifiziert werden, geht die Steuerung zu Vorgang 1012 über. Andernfalls geht der Prozess zu Vorgang 1016 über.
Bei 1012 erstellt die Brücke 106 eine ausgehende Nachricht 204. In einem Beispiel nutzt die Brücke 106 Konvertierungsvorrichtung 118, um Pakete oder andere Nachrichtenformate zu erstellen, welche die Informationen in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Protokolls beinhalten, in das konvertiert wird. In einem anderen Beispiel kann die Brücke 106 für ähnliche Protokolle die eingehende Nachricht 202 als Basis für die ausgehende Nachricht 204 wiederverwenden. Die Brücke 106 sendet die ausgehende Nachricht bei 814. In einem Beispiel weist die Brücke 106 den dem Ausgabeprotokoll entsprechenden Funksendeempfänger 104 an, die ausgehende Nachricht 204 zu senden.
Bei Vorgang 1016 bestimmt die Brücke 106, ob die Verkehrssteuerungssysteme 128 aktualisiert werden sollen. In einem Beispiel kann die eingehende Nachricht 202 angeben, dass ein Fußgänger 124 darauf wartet, die Fahrbahn zu überqueren. In einem anderen Beispiel kann die eingehende Nachricht 202 angeben, dass sich ein Notfallfahrzeug nähert, dem Priorität beim Überqueren der Kreuzung eingeräumt werden soll. Wenn eine Nachricht empfangen wird, die ein Aktualisieren der Verkehrssteuerungssysteme 128 angibt, geht die Steuerung zu Vorgang 818 über. Die Brücke 106 sendet bei 1018 eine Nachricht zum Aktualisieren der Verkehrssteuerungssysteme 128. Diese Nachricht kann als einige Beispiele eine Änderung der Verkehrssteuerungen, die Verkehr entlang eines bestimmten Wegs ermöglicht oder Fußgänger 124 die Fahrbahn überqueren lässt, vorgegeben. Nach Vorgang 818 oder wenn bei Vorgang 816 keine Nachricht erforderlich ist, endet der Prozess 1000.
Der Prozess 1000 ist zwar in linearer Weise beschrieben, es ist jedoch anzumerken, dass der Prozess 1000 kontinuierlich oder in Dauerschleife oder als Reaktion auf den Empfang von Nachrichten, wie etwa bei Vorgang 1004 vermerkt, durchgeführt werden kann. Insgesamt können durch Durchführen einer intelligenten Überbrückung verschiedener drahtloser Protokolle, die ursprünglich nicht für Interoperabilität ausgelegt waren, zusätzliche ITS-Anwendungen durchgeführt werden, die andernfalls unter Umständen nicht möglich wären. Insbesondere können effiziente Verfahren und Vorrichtungen zum Überbrücken von ITS-Netzwerken, die von unterschiedlichen drahtlosen Technologien unterstützt werden, von der verbesserten RSU 102 durchgeführt werden, die verwendet werden kann, um Eingaben von verschiedenen Protokollen und Technologien nutzen kann, um ITS-Anwendungen zu verbessern.
In dieser Schrift beschriebene Rechenvorrichtungen beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen ausgeführt werden können, wie etwa durch die vorstehend aufgeführten. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -techniken erstellt wurden, darunter unter anderem entweder allein oder in Kombination JAVA™, C, C++, C#, VISUAL BASIC, JAVASCRIPT, PYTHON, JAVASCRIPT, PERL, PL/SQL, usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B., von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse, einschließlich einer oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse, durchgeführt wird. Derartige Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung vielfältiger computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden.
Hinsichtlich der hier beschriebenen Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. versteht es sich, dass die Schritte solcher Prozesse usw. zwar als gemäß einer bestimmten Reihenfolge erfolgend beschrieben worden sind, derartige Prozesse aber mit den beschriebenen Schritten in einer Reihenfolge durchgeführt werden könnten, die von der hier beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich zudem, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte im vorliegenden Zusammenhang beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders ausgedrückt dienen die Beschreibungen von Prozessen hierin dem Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen und sie sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie die Ansprüche einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorstehende Beschreibung ihrem Wesen nach veranschaulichend und nicht einschränkend ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen außer den bereitgestellten Beispielen werden beim Lesen der vorstehenden Beschreibung offensichtlich. Der Umfang sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung bestimmt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche gemeinsam mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu denen derartige Ansprüche berechtigt sind. Es wird vorweggenommen und ist beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in den hierin beschriebenen Technologien eintreten werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt ist klar, dass die Anmeldung modifiziert und verändert werden kann.
Allen in den Ansprüchen verwendeten Ausdrücken sollen deren umfassendste nachvollziehbare Konstruktionen und deren allgemeine Bedeutungen zugeordnet sein, wie sie den mit den hier beschriebenen Techniken vertrauten Fachleuten bekannt sind, sofern hier kein ausdrücklicher Hinweis auf das Gegenteil erfolgt. Insbesondere ist die Verwendung der Singularartikel wie etwa „ein“, „einer“, „eine“, „der“, „die“, „das“ usw. dahingehend auszulegen, dass ein oder mehrere der aufgeführten Element genannt werden, sofern ein Anspruch nicht eine ausdrückliche gegenteilige Einschränkung enthält.
Die Zusammenfassung der Offenbarung wird bereitgestellt, um dem Leser einen schnellen Überblick über den Charakter der technischen Offenbarung zu ermöglichen. Sie wird unter der Voraussetzung eingereicht, dass sie nicht zum Auslegen oder Einschränken des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Außerdem geht aus der vorstehenden detaillierten Beschreibung hervor, dass zum Zweck der vereinfachten Darstellung der Offenbarung verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zusammengefasst wurden. Dieses Verfahren der Offenbarung ist nicht als Absicht zu verstehen, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern sollen als jeweils in jedem Anspruch ausdrücklich genannt. Wie die folgenden Ansprüche zeigen, liegt der Gegenstand der Erfindung vielmehr in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Somit werden die folgenden Patentansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Patentanspruch für sich als separat beanspruchter Gegenstand steht.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und keine einschränkenden Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren können die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine straßenseitige Einheit bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen ersten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist; einen zweiten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines zweiten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist, wobei das erste Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll und das zweite Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll nicht miteinander kompatibel sind; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, Übertragungen von dem ersten und dem zweiten Sendeempfänger zu überwachen, eine von dem ersten Sendeempfänger an den Prozessor gesendete eingehende Nachricht zu empfangen, wobei die eingehende Nachricht zur Weiterleitung an Verkehrsteilnehmer bestimmt ist, auf Grundlage der überwachten Übertragungen zu identifizieren, ob der zweite Sendeempfänger mit Vorrichtungen von Verkehrsteilnehmern in Kommunikation steht, die zum Empfangen ausgehender Nachrichten verfügbar sind, und, wenn dies der Fall ist, auf Grundlage der eingehenden Nachricht eine ausgehende Nachricht zu erstellen und die ausgehende Nachricht über den zweiten Sendeempfänger zu senden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die eingehende Nachricht von einer mobilen Vorrichtung eines Verkehrsteilnehmers empfangen und ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: als Reaktion auf den Empfang der eingehenden Nachricht am ersten Sendeempfänger, Identifizieren einer Gefährundgsstufe des Verkehrsteilnehmers für andere Verkehrsteilnehmer gemäß einer Entfernung des Verkehrsteilnehmers von einer Fahrbahn; und Priorisieren des Sendens der ausgehenden Nachricht gegenüber anderen Nachrichten gemäß der Gefährungsstufe.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll um Mobilfunk-Fahrzeug-zu-Umgebung (CV2X) und bei dem zweiten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll um dedizierte Nahbereichskommunikation (DSRC).
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll um BLUETOOTH.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht von dem zweiten Sendeempfänger gleichzeitig mit dem Empfang der eingehenden Nachricht von dem ersten Sendeempfänger; Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der zweiten eingehenden Nachricht; und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den ersten Sendeempfänger.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Identifizieren auf Grundlage der eingehenden Nachricht, dass eine Statusänderung einer Verkehrssteuerung angefordert wird; und Senden einer Nachricht an die Verkehrssteuerung, um den Status der Verkehrssteuerung zu ändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: als Reaktion auf den Empfang einer ersten eingehenden Nachricht, die einen Status eines ersten Verkehrsteilnehmers angibt, an einem ersten einer Vielzahl von Sendeempfängern einer straßenseitigen Einheit, Identifizieren einer Priorität für das Bereitstellen von Informationen über den ersten Verkehrsteilnehmer an andere Verkehrsteilnehmer gemäß dem Status; Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht an einem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern; und Priorisieren des Sendens einer ersten ausgehenden Nachricht, die Informationen beinhaltet, die den Status des ersten Verkehrsteilnehmer beinhalten, gegenüber anderen Nachrichten, denen ein geringerer Prioritätsstatus zugeteilt ist, zumindest bis sich der Status des ersten Verkehrsteilnehmers ändert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes: gekennzeichnet: Überwachen von Übertragungen von jedem der Vielzahl von Sendeempfängern; Identifizieren auf Grundlage der Übertragungen, ob ein dritter Sendeempfänger der Vielzahl von Sendeempfängern mit einer oder mehreren Vorrichtungen in Kommunikation steht, die ausgehende Nachrichten von dem dritten Sendeempfänger empfangen; und, wenn dies der Fall ist, Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der eingehenden Nachricht und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den dritten Sendeempfänger.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste einer Vielzahl von Sendeempfängern dazu konfiguriert, Nachrichten gemäß einem eines Satzes von Protokollen zu senden und zu empfangen, der folgende beinhaltet: Mobilfunk-Fahrzeug-zu-Umgebung (CV2X), dedizierte Nahbereichskommunikation (DSRC), WLAN, BLUETOOTH oder Weitverkehrsnetzwerke mit großer Reichweite und geringer Leistung (LoRaWAN).
Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite der Vielzahl von Sendeempfängern dazu konfiguriert, Nachrichten gemäß einem anderen des Satzes von Protokollen zu senden und zu empfangen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Empfangen der zweiten eingehenden Nachricht von dem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern gleichzeitig mit dem Empfang der ersten eingehenden Nachricht von dem ersten der Vielzahl von Sendeempfängern; Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der zweiten eingehenden Nachricht; und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den ersten der Vielzahl von Sendeempfängern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Identifizieren auf Grundlage der ersten eingehenden Nachricht, dass eine Statusänderung einer Verkehrssteuerung angefordert wird; und Senden einer Nachricht an die Verkehrssteuerung, um den Status der Verkehrssteuerung zu ändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein nichttransitorisches computerlesbares Medium bereitgestellt, das Anweisungen aufweist, die bei Ausführung durch einen Prozessor einer straßenseitigen Einheit die straßenseitige Einheit zu Folgendem veranlasst: als Reaktion auf den Empfang einer ersten eingehenden Nachricht, die einen Status eines ersten Verkehrsteilnehmers angibt, an einem ersten einer Vielzahl von Sendeempfängern einer straßenseitigen Einheit, Identifizieren einer Priorität für das Bereitstellen von Informationen über den ersten Verkehrsteilnehmer an andere Verkehrsteilnehmer gemäß dem Status; Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht an einem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern; und Priorisieren des Sendens einer ersten ausgehenden Nachricht, die Informationen beinhaltet, die den Status des ersten Verkehrsteilnehmers angeben, gegenüber anderen Nachrichten gemäß der Priorität.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor der straßenseitigen Einheit die straßenseitige Einheit zu Folgendem veranlassen: Überwachen von Übertragungen von jedem der Vielzahl von Sendeempfängern; Identifizieren auf Grundlage der Übertragungen, ob ein dritter der Vielzahl von Sendeempfängern mit einer oder mehreren Vorrichtungen in Kommunikation steht, die ausgehende Nachrichten von dem dritten der Vielzahl von Sendeempfängern empfangen; und, wenn dies der Fall ist, Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der eingehenden Nachricht und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den dritten der Vielzahl von Sendeempfängern.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste der Vielzahl von Sendeempfängern dazu konfiguriert, Nachrichten gemäß einem eines Satzes von Protokollen zu senden und zu empfangen, der folgende beinhaltet: Mobilfunk-Fahrzeug-zu-Umgebung (CV2X), dedizierte Nahbereichskommunikation (DSRC), WLAN, BLUETOOTH oder Weitverkehrsnetzwerke mit großer Reichweite und geringer Leistung (LoRaWAN).
Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite der Vielzahl von Sendeempfängern dazu konfiguriert, Nachrichten gemäß einem anderen des Satzes von Protokollen zu senden und zu empfangen als der erste der Vielzahl von Sendeempfängern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor der straßenseitigen Einheit die straßenseitige Einheit zu Folgendem veranlassen: Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht von dem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern gleichzeitig mit dem Empfang der ersten eingehenden Nachricht von dem ersten der Vielzahl von Sendeempfängern; Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der zweiten eingehenden Nachricht; und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den ersten der Vielzahl von Sendeempfängern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor der straßenseitigen Einheit die straßenseitige Einheit zu Folgendem veranlassen: Identifizieren auf Grundlage der eingehenden Nachricht, dass eine Statusänderung einer Verkehrssteuerung angefordert wird; und Senden einer Nachricht an die Verkehrssteuerung, um den Status der Verkehrssteuerung zu ändern.

Claims

Straßenseitige Einheit, umfassend: einen ersten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist; einen zweiten Sendeempfänger, der für Kommunikation unter Verwendung eines zweiten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokolls konfiguriert ist, wobei das erste Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll und das zweite Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll nicht miteinander kompatibel sind; und einen Prozessor, der zu Folgendem programmiert ist: Überwachen der Übertragungen des ersten und des zweiten Sendeempfängers, Empfangen einer vom ersten Sendeempfänger an den Prozessor gesendeten eingehenden Nachricht, wobei die eingehende Nachricht zur Weiterleitung an Verkehrsteilnehmer bestimmt ist, Identifizieren, ob der zweite Sendeempfänger mit Vorrichtungen von Verkehrsteilnehmern in Kommunikation steht, die zum Empfangen ausgehender Nachrichten verfügbar sind, auf Grundlage der überwachten Übertragungen und, wenn dies der Fall ist, Erstellen einer ausgehenden Nachricht auf Grundlage der eingehenden Nachricht und Senden der ausgehenden Nachricht über den zweiten Sendeempfänger.
Straßenseitige Einheit nach Anspruch 1, wobei die eingehende Nachricht von einer mobilen Einrichtung eines Verkehrsteilnehmers empfangen wird und der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: als Reaktion auf den Empfang der eingehenden Nachricht am ersten Sendeempfänger, Identifizieren einer Gefährdungsstufe des Verkehrsteilnehmers für andere Verkehrsteilnehmer gemäß einer Entfernung des Verkehrsteilnehmers von einer Fahrbahn; und Priorisieren des Sendens der ausgehenden Nachricht gegenüber anderen Nachrichten gemäß der Gefährdungsstufe.
Straßenseitige Einheit nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll um Mobilfunk-Fahrzeug-zu-Umgebung (CV2X) und bei dem zweiten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll um dedizierte Nahbereichskommunikation (DSRC) handelt.
Straßenseitige Einheit nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Protokoll um BLUETOOTH handelt.
Straßenseitige Einheit nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht von dem zweiten Sendeempfänger gleichzeitig mit dem Empfang der eingehenden Nachricht von dem ersten Sendeempfänger; Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der zweiten eingehenden Nachricht; und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den ersten Sendeempfänger.
Straßenseitige Einheit nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: Identifizieren auf Grundlage der eingehenden Nachricht, dass eine Statusänderung einer Verkehrssteuerung angefordert wird; und Senden einer Nachricht an die Verkehrssteuerung, um den Status der Verkehrssteuerung zu ändern.
Verfahren, umfassend: als Reaktion auf den Empfang einer ersten eingehenden Nachricht, die einen Status eines ersten Verkehrsteilnehmers angibt, an einem ersten einer Vielzahl von Sendeempfängern einer straßenseitigen Einheit, Identifizieren einer Priorität für das Bereitstellen von Informationen über den ersten Verkehrsteilnehmern an andere Verkehrsteilnehmer gemäß dem Status; Empfangen einer zweiten eingehenden Nachricht an einem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern; und Priorisieren des Sendens einer ersten ausgehenden Nachricht, die Informationen beinhaltet, die den Status des ersten Verkehrsteilnehmers angeben, gegenüber anderen Nachrichten, denen ein geringerer Prioritätsstatus zugeordnet ist, zumindest bis sich der Status des ersten Verkehrsteilnehmers ändert.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Überwachen von Übertragungen von jedem der Vielzahl von Sendeempfängern; Identifizieren auf Grundlage der Übertragungen, ob ein dritter Sendeempfänger der Vielzahl von Sendeempfängern mit einer oder mehreren Vorrichtungen in Kommunikation steht, die ausgehende Nachrichten von dem dritten Sendeempfänger empfangen; und wenn dies der Fall ist, Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der eingehenden Nachricht und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den dritten Sendeempfänger.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der erste einer Vielzahl von Sendeempfängern dazu konfiguriert ist, Nachrichten gemäß einem eines Satzes von Protokollen zu senden und zu empfangen, der folgende beinhaltet: Mobilfunk-Fahrzeug-zu-Umgebung (CV2X), dedizierte Nahbereichskommunikation (DSRC), WLAN, BLUETOOTH oder Weitverkehrsnetzwerke mit großer Reichweite und geringer Leistung (Long Range Low Power Wide Area Network - LoRaW AN).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite der Vielzahl von Sendeempfängern dazu konfiguriert ist, Nachrichten gemäß einem anderen des Satzes von Protokollen zu senden und zu empfangen.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Empfangen der zweiten eingehenden Nachricht von dem zweiten der Vielzahl von Sendeempfängern gleichzeitig mit dem Empfang der ersten eingehenden Nachricht von dem ersten der Vielzahl von Sendeempfängern; Erstellen einer zweiten ausgehenden Nachricht auf Grundlage der zweiten eingehenden Nachricht; und Senden der zweiten ausgehenden Nachricht über den ersten der Vielzahl von Sendeempfängern.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Identifizieren auf Grundlage der ersten eingehenden Nachricht, dass eine Statusänderung einer Verkehrssteuerung angefordert wird; und Senden einer Nachricht an die Verkehrssteuerung, um den Status der Verkehrssteuerung zu ändern.