DE102022106898A1

DE102022106898A1 - V2x-strassennutzungsgebührenerhebung

Info

Publication number: DE102022106898A1
Application number: DE102022106898.6A
Authority: DE
Inventors: Krishna Bandi; Sathyanaraya Chary Palakonda; Samer Ibrahim; Brennan HAMILTON; Colette Knopp; Basavaraj Tonshal
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2022-10-06
Also published as: CN115150776A; US11405763B1

Abstract

Über einen V2X-Sendeempfänger eines Fahrzeugs wird eine Mautankündigungsnachricht empfangen, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden. Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben, werden bestimmt. Eine Zustandsmaschine wird dazu genutzt, die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen. Eine Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, wird über den V2X-Sendeempfänger bereitgestellt.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen im Allgemeinen das Gebührenerheben für Fahrzeuge für die Straßennutzung durch Mobilfunk-Fahrzeug-zu-X-(vehicle-to-everything - V2X-)Kommunikation.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
V2X-Mauterhebung kann sich auf die Erhebung von Maut mit elektronischem Gebühreneinzug (electronic fee collection - EFC) beziehen, die durch elektronische Ausrüstung an Bord eines Fahrzeugs, das für V2X-Kommunikation konfiguriert ist, unterstützt wird. Diese V2X-Kommunikation kann den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Infrastrukturelementen beinhalten.
KURZDARSTELLUNG
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen ist ein Fahrzeug zur intelligenten Mauterhebung bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet einen V2X-Sendeempfänger, einen Speicher, der eine Anwendung zur intelligenten Mauterhebung, die eine Zustandsmaschine umsetzt, verwaltet, und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, die Anwendung zur intelligenten Mauterhebung auszuführen, um Vorgänge durchzuführen. Die Vorgänge beinhalten, über den V2X-Sendeempfänger, das Empfangen einer Mautanzeigenachricht, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden, das Bestimmen von Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben, das Nutzen der Zustandsmaschine, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen, und das Bereitstellen einer Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, über den V2X-Sendeempfänger.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen ist ein Verfahren zur intelligenten Mauterhebung bereitgestellt. Über einen V2X-Sendeempfänger eines Fahrzeugs wird eine Mautankündigungsnachricht empfangen, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden. Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben, werden bestimmt. Eine Zustandsmaschine wird dazu genutzt, die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen. Eine Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, wird über den V2X-Sendeempfänger bereitgestellt.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet ein nicht transitorisches computerlesbares Medium Anweisungen zur intelligenten Mauterhebung, die bei Ausführung durch einen Prozessor eines Fahrzeugs das Fahrzeug dazu veranlassen, Vorgänge durchzuführen, beinhaltend das Empfangen einer Mautanzeigenachricht über einen V2X-Sendeempfänger eines Fahrzeugs, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden; das Bestimmen von Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben; das Nutzen einer Zustandsmaschine, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen; und das Bereitstellen einer Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, über den V2X-Sendeempfänger.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein beispielhaftes System für die Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen gemäß einem V2X-Straßennutzungsgebührenerhebungsansatz;
2 veranschaulicht ein Beispiel von Aspekten einer intelligenten Mautanwendung, die durch das Fahrzeug ausgeführt wird;
3 veranschaulicht einen beispielhaften ersten Abschnitt eines Datenflussdiagramms eines ersten Ansatzes zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten, Mautankündigungsnachrichtendaten (toll advertisement message data - TAM-Daten) und integrierten Karten;
4 veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Abschnitt des Datenflussdiagramms für den ersten Ansatz zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten, Mautankündigungsnachrichtendaten und integrierten Karten;
5 veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Abschnitt des Datenflussdiagramms eines zweiten Ansatzes zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten, Mautankündigungsnachrichtendaten, integrierten Karten und Daten des globalen Navigationssatellitensystems (global navigation satellite system data - GNSS-Daten);
6 veranschaulicht einen beispielhaften ersten Abschnitt des Datenflussdiagramms für einen dritten Ansatz zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten, Mautankündigungsnachrichtendaten, integrierten Karten, GNSS-Daten und Fahrzeugsensordaten;
7 veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Abschnitt des Datenflussdiagramms für den dritten Ansatz zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten, Mautankündigungsnachrichtendaten, integrierten Karten, GNSS-Daten und Fahrzeugsensordaten;
8 veranschaulicht eine beispielhafte Zustandsmaschine für die Durchführung der V2X-Straßennutzungsberechnungen, die durch die intelligente Mautanwendung durchgeführt werden;
9 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess für die Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen gemäß dem V2X-Straßennutzungsgebührenerhebungsansatz; und
10 veranschaulicht ein Beispiel einer Rechenvorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen gemäß dem V2X-Straßennutzungsgebührenerhebungsansatz.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details konkreter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind in dieser Schrift offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen verschiedenartig einzusetzen. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Angesichts der immer höheren Kosten für die Instandhaltung von Straßen und die Verwaltung von Verkehr und Staus kann es wünschenswert sein, die Genauigkeit der Messung der Straßennutzung durch Fahrzeuge zu verbessern. Elektronische Mauterhebungssysteme, wie etwa Funkfrequenzidentifikation (radio frequency identification - RFID), On-Board-Diagnose-(OBD-)II-Vorrichtungen und portalbasierte Technologieplattformen, können möglicherweise nicht in der Lage sein, eine präzise Fahrzeugnutzung für die Straßennutzungsgebührenerhebung, Echtzeitinformationen, Benachrichtigungen und Warnmeldungen zur Fahrzeugstraßennutzung ausreichend im Voraus, bevor der Fahrzeugkunde in mautpflichtige Bereiche fährt, sowie detaillierte fahrzeuginterne Mensch-Maschine-Schnittstellen-Bildschirme (human machine interface screen - HMI-Bildschirm) bereitzustellen. Derartige Systeme können zudem keinen Zugriff auf zusätzliche fahrzeuginterne Informationen, wie etwa genaue Kilometerstände des Fahrzeugs, Fahrzeugbelegung, Fahrzeugmarke, Fahrzeugmodell, Fahrzeugtyp, Fahrzeugabmessungen, Kraftstoffverbrauch, Nummernschildinformationen, Anhängernummernschildinformationen usw., aufweisen. Derartige Systeme können möglicherweise auch nicht in der Lage sein, derartige detaillierte Fahrzeugnutzungsinformationen, die die Straßennutzung angeben, mit den Straßenbetreibern gemeinsam zu nutzen oder an diese zu übertragen.
Ein verbessertes Fahrzeugmauterhebungssystem kann in ein Fahrzeug integriert werden, um Zugriff auf diese und andere zusätzliche Informationen zu haben. Die fahrzeugintegrierte Lösung kann ferner in der Lage sein, zusätzliche Aspekte zu identifizieren, wie etwa die Nutzung der Straßenebene durch das Fahrzeug, die korrekte Spurverfolgung/-identifikation durch das Fahrzeug, verschiedene Geometrien oder Topologien von mautpflichtigen Straßen und Spuren, die Bestimmung der Fahrzeugpräzision innerhalb der Straße und der Spur, die Bestimmung der Spurhalteszenarien sowie die Übermittlung von Informationen an den Fahrer in Bezug auf die Straßennutzung.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes System 100 für die Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen. Wie gezeigt, beinhaltet das System 100 ein Fahrzeug 102 mit Drahtlosfähigkeit, das dazu konfiguriert ist, entlang einer Fahrbahn 110 zu fahren. Das Fahrzeug 102 beinhaltet eine Telematiksteuereinheit (telematic control unit - TCU) 104 und eine HMI 114. Das System 100 beinhaltet zudem ein Mautportal 112 oder eine andere Mautinstallation, die eine straßenseitige Einheit (RSU) 108 beinhaltet. Die RSU 108 kommuniziert mit einem Mauterheberserver 116 über einen sicheren Kanal (wie etwa eine drahtgebundene Verbindung), der wiederum mit einer Mautzahlstelle 118 kommuniziert. Die Mautzahlstelle 118 kommuniziert zudem mit einem Mautstellen-Hub 120 und einem Kundenkontosystem 122. Unter Verwendung der TCU 104 kommuniziert das Fahrzeug 102 mit der RSU 108 über ein Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) und mit einem Kommunikationsnetzwerk 106 über ein Netzwerkprotokoll, das es dem Fahrzeug 102 ermöglicht, beispielsweise mit dem Kundenkontosystem 122 zu kommunizieren. Es ist anzumerken, dass das in 1 gezeigte System 100 lediglich ein Beispiel ist und Systeme verwendet werden könnten, die mehr, weniger und andere Anordnungen von Elementen aufweisen. Zum Beispiel können eines oder mehrere von der RSU 108, dem Mauterheberserver 116, der Mautzahlstelle 118 und dem Mautstellen-Hub 120 in einer einzelnen Vorrichtung kombiniert sein. Darüber hinaus wird, obwohl ein Fahrzeug 102 entlang einer Fahrbahn 110 gezeigt ist, in Betracht gezogen, dass die Systeme 100 viele Fahrzeuge 102 und zu durchfahrende Fahrbahnen 110 beinhalten würden.
Die Fahrzeuge 102 können verschiedene andere Arten von Passagierfahrzeugen beinhalten, wie etwa Limousinen, Softroader (crossover utility vehicles - CUVs), Vans, Geländewagen (sport utility vehicles - SUVs), Trucks, Wohnmobile (recreational vehicles - RVs), Roller oder andere mobile Maschinen zum Transportieren von Personen oder Gütern. In vielen Fällen kann das Fahrzeug 102 durch eine Brennkraftmaschine angetrieben werden. In derartigen Fällen kann die Kraftstoffquelle Benzin oder Dieselkraftstoff sein. Als eine weitere Möglichkeit kann das Fahrzeug 102 ein Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) sein, das sowohl durch eine Brennkraftmaschine als auch durch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben wird, wie etwa ein Serienhybrid-Elektrofahrzeug (series hybrid electric vehicle - SHEV), ein Parallelhybrid-Elektrofahrzeug (parallel hybrid electric vehicle - PHEV) oder ein Parallel/Serienhybrid-Elektrofahrzeug (parallel/series hybrid electric vehicle - PSHEV). Als noch eine weitere Möglichkeit kann das Fahrzeug 102 ein Elektrofahrzeug (electric vehicle - EV) sein, das durch Elektromotoren ohne eine Brennkraftmaschine angetrieben wird. Da die Art und die Konfiguration der Fahrzeuge 102 variieren können, können dementsprechend auch die Eigenschaften der Fahrzeuge 102 variieren. Als einige andere Möglichkeiten können Fahrzeuge 102 unterschiedliche Fähigkeiten in Bezug auf die Fahrgastkapazität, die Schleppfähigkeit und -kapazität und den Stauraum aufweisen. Zu Registrierungszwecken, Inventarzwecken und anderen Zwecken kann dem Fahrzeug 102 eine eindeutige Kennung zugeordnet sein, wie etwa eine Fahrzeugidentifizierungsnummer (FIN).
Die TCU 104 kann dazu konfiguriert sein, dem Fahrzeug 102 Telematikdienste bereitzustellen. Zu diesen Diensten können als nicht einschränkende Möglichkeiten Navigation, Routenführung, Fahrzeugdiagnosen, lokale Unternehmenssuche, Unfallmeldung und Freisprecheinrichtungen gehören. Die TCU 104 kann dementsprechend dazu konfiguriert sein, über verschiedene Protokolle zu kommunizieren, wie etwa mit einem Kommunikationsnetzwerk 106 über ein Netzwerkprotokoll (wie etwa Uu). Die TCU 104 kann zusätzlich dazu konfiguriert sein, über ein Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) zu kommunizieren, um V2X-Kommunikationen mit Vorrichtungen, wie etwa der RSU 108, zu ermöglichen. Es ist anzumerken, dass diese Protokolle lediglich Beispiele sind und unterschiedliche Peer-to-Peer- und/oder Mobilfunktechnologien verwendet werden können.
Das Kommunikationsnetzwerk 106 kann Vorrichtungen, die mit dem Kommunikationsnetzwerk 106 verbunden sind, Kommunikationsdienste bereitstellen, wie etwa paketvermittelte Netzwerkdienste (z. B. Internetzugang, Voice-over-Internet-Protocol(VoIP)-Kommunikationsdienste). Ein Beispiel für ein Kommunikationsnetzwerk 106 ist ein Mobilfunktelefonnetz. Beispielsweise kann die TCU 104 über eine Verbindung mit einem oder mehreren Mobilfunktürmen auf das Mobilfunknetz zugreifen. Um die Kommunikationen über das Kommunikationsnetzwerk 106 zu ermöglichen, kann die TCU 104 einzigartigen Vorrichtungskennungen (z. B. Nummern mobiler Vorrichtungen (mobile device numbers - MDNs), Internetprotokoll(IP)-Adressen usw.) zugeordnet sein, um die Kommunikation der TCU 104 über das Kommunikationsnetzwerk 106 als dem Fahrzeug 102 zugeordnet zu identifizieren.
Die RSU 108 kann eine Vorrichtung mit Verarbeitungsfähigkeiten und Netzwerkfähigkeiten sein und kann dazu ausgelegt sein, zur Verwendung bei der Kommunikation mit Fahrzeugen 102 in der Nähe einer Fahrbahn 110 platziert zu werden. In einem Beispiel kann die RSU 108 Hardware beinhalten, die dazu konfiguriert ist, über das Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) zu kommunizieren, um V2X-Kommunikationen mit den Fahrzeugen 102 zu ermöglichen. Die RSU 108 kann zudem drahtgebundene oder drahtlose Backhaul-Fähigkeit aufweisen, um eine Kommunikation mit anderen Elementen des Kommunikationsnetzwerks 106, wie etwa dem Mauterheberserver 116, zu ermöglichen.
Das Mautportal 112 kann ein Gerüst sein, das über die Fahrbahn 110 installiert ist. Das Mautportal 112 kann als Ort zum Montieren von Hardware dienen, um der Hardware eine freie Sicht auf die Fahrbahn 110 zu geben. In einem Beispiel kann die RSU 108 an das Mautportal 112 montiert sein. Es ist anzumerken, dass sich die RSU 108 in anderen Beispielen entlang des Bodens benachbart zu der Fahrbahn 110 befinden kann und das Mautportal 112 weggelassen werden kann.
Die Fahrzeugsensoren 113 können verschiedene Hardware des Fahrzeugs 102 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, Informationen in Bezug auf die Umgebung des Fahrzeugs 102 bereitzustellen. Beispielhafte Arten von Fahrzeugsensoren 113 können Kameras, Radarsensoren, Lidarsensoren und dergleichen beinhalten. Die visuellen Informationen, Radarinformationen, Lidarinformationen usw., die von diesen Sensoren erfasst werden, können für Merkmale des Fahrzeugs 102 verwendet werden, wie etwa erweiterte Fahrerassistenzsysteme (advanced driver-assistance systems - ADAS) und/oder autonome Fahrsysteme. Diese Informationen können auch dazu verwendet werden, die Bestimmung des Standorts des Fahrzeugs 102 zur Verwendung bei der Mauterhebung zu unterstützen.
Die HMI 114 kann verschiedene Ausgabevorrichtungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Benutzern Informationen bereitzustellen, sowie Eingabevorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, Informationen von Benutzern zu empfangen. Ausgabevorrichtungen können als einige Beispiele Anzeigebildschirme, Touchscreens, Projektoren, Leuchten, Lautsprecher, Summer und Sensoren mit haptischer Rückmeldung beinhalten. Eingabevorrichtungen können als einige Beispiele Touchscreens, Tastaturen, Tasten, Knöpfe und Mikrofone als einige Möglichkeiten beinhalten.
Eine Steuerung des GNSS 115 kann durch das Fahrzeug 102 genutzt werden, um eine autonome raumbezogene Positionsbestimmung für das Fahrzeug 102 bereitzustellen. Als einige Beispiele kann die Steuerung des GNSS 115 dem Fahrzeug 102 ermöglichen, seine Position unter Verwendung eines oder mehrerer Satellitennavigationssysteme, wie etwa globales Positionsbestimmungssystem (GPS), GLONASS, Galileo, Beidou und/oder anderen, zu bestimmen.
Der Mauterheberserver 116 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität der RSU 108 durchzuführen. In einem Beispiel kann der Mauterheberserver 116 mit der RSU 108 in Kommunikation stehen und dazu programmiert sein, als Gateway zwischen der RSU 108 und der Mautzahlstelle 118 zu fungieren. Der Mauterheberserver 116 kann für das Verwalten von Vorgängen zwischen der Übertragungsart der Vorgänge der RSU 108 und dem Rest des Systems 100 verantwortlich sein. Diese Vorgänge können beispielsweise Verifizierung von Nachrichten, die von Fahrzeugen 102 durch die RSU 108 empfangen werden, Verifizierung und Identifizierung von Zertifikaten und Kommunikation mit der Mautzahlstelle 118, um weitere Vorgänge über eine sichere Leitung durchzuführen, beinhalten. In vielen Beispielen kann jede RSU 108 durch ihren eigenen entsprechenden Mauterheberserver 116 unterstützt werden. In anderen Beispielen kann jedoch ein einzelner Mauterheberserver 116 dazu konfiguriert sein, mehrere RSUs 108 zu handhaben, wie etwa einen Satz von RSUs 108, die den Betrieb der Fahrbahn 110 abdecken.
Die Mautzahlstelle 118 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität des Systems 100 durchzuführen. In einem Beispiel kann die Mautzahlstelle 118 dazu programmiert sein, Vorgänge zur Unterstützung der Zahlungsaspekte zur Nutzung der Fahrbahn 110 durch das Fahrzeug 102 durchzuführen. In einigen Beispielen kann das System 100 unterschiedliche Mautzahlstellen 118 beinhalten, wobei jede Mautzahlstelle 118 dazu konfiguriert ist, Zahlungen für die Fahrzeuge 102 abzuwickeln, die Konten bei der Mautzahlstelle 118 aufweisen. Als eine Möglichkeit können verschiedene Hersteller von Fahrzeugen 102 jeweils ihre eigene Mautzahlstelle 118 unterhalten. Als eine andere Möglichkeit können Fahrzeuge 102 sich für die Verwendung verschiedener Mautzahlstellen 118 von Drittanbietern anmelden.
Der Mautstellen-Hub 120 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die ebenfalls dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität des Systems 100 durchzuführen. Der Mautstellen-Hub 120 kann dazu konfiguriert sein, Vorgänge durchzuführen, wie etwa Bereitstellen von Kosteninformationen an die verschiedenen Mautzahlstellen 118 in Bezug auf die Kosten für die Nutzung der Fahrbahn 110. Zum Beispiel kann der Mautstellen-Hub 120 einen Mautplan bereitstellen, der die Kosten für das Durchfahren der Fahrbahn 110 angibt, einschließlich Kosten für die Nutzung verschiedener Spuren (z. B. Express, Fahrgemeinschaft, normal usw.), die Nutzung für verschiedene Klassen von Fahrzeugen 102 (z. B. Personenkraftwagen, Sattelschlepper usw.), die Nutzung für unterschiedliche Tageszeiten und die Nutzung für Situationen mit hohem Verkehrsaufkommen gegenüber geringem Verkehrsaufkommen. Der Mautstellen-Hub 120 kann zudem dazu konfiguriert sein, Zahlungsabgleichsvorgänge, Berichtsfunktionen durchzuführen und kann zudem Informationen in Bezug auf Fahrzeuge 102 bereitstellen, die auf der Fahrbahn 110 beobachtet werden, die möglicherweise nicht bezahlt haben (wie z. B. gemäß drahtlosen Übertragungen von grundlegenden Sicherheitsnachrichten (basic safety messages - BSMs), Bildern von Kameras usw. identifiziert).
Das Kundenkontosystem 122 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die ebenfalls dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität des Systems 100 durchzuführen. Unter Verwendung des Kundenkontosystems 122 kann ein Benutzer ein Zahlungskonto einrichten, durch den Mauterheberserver 116 für die Nutzung der Fahrbahn 110 belastet werden und Mautbelege in Bezug auf die Nutzung der Fahrbahn 110 anfordern und empfangen. Derartige Zahlungstransaktionen erfordern den Austausch von personenbezogenen Informationen (personally identifiable information - PII) mit Mautstellen über die Luft.
2 veranschaulicht ein Beispiel 200 von Aspekten einer intelligenten Mautanwendung (smart toll application - STA) 202, die durch das Fahrzeug 102 ausgeführt wird. Unter Bezugnahme auf 2 und unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann die STA 202 kann dazu programmiert sein, es dem Fahrzeug 102 zu ermöglichen, verschiedene intelligente Mauterhebungsvorgänge durchzuführen, die in dieser Schrift ausführlich erörtert werden. In einem Beispiel kann die STA 202 durch einen oder mehrere Prozessoren der TCU 104 ausgeführt werden.
Mauterhebungsvorgänge können unter Verwendung der Elemente des Mauterhebungssystems 100 durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Mautstellen-Hub 120 einen Mautratenplan an den Mauterheberserver 116 senden. Diese Mautratentabelle kann Informationen beinhalten, die verwendet werden können, um einem Fahrzeug 102 zu ermöglichen, die Gebühren zu verstehen, die für das Durchfahren der Fahrbahn 110 anfallen können. In einem einfachen Beispiel kann der Mautratenplan angeben, dass die Kosten für das Durchfahren der Fahrbahn 110 ein fester Betrag sind. In vielen Beispielen können die Kosten für das Durchfahren der Fahrbahn 110 jedoch gemäß verschiedenen Faktoren variieren. Zum Beispiel kann für das Fahren auf einer ersten Spur eine erste Gebühr anfallen, während für das Fahren auf einer anderen Spur eine zweite, andere Gebühr anfallen kann. In einem anderen Beispiel können die Kosten basierend auf der Anzahl der Insassen des Fahrzeugs 102 variieren. In noch einem weiteren Beispiel können die Kosten basierend auf der Art des Fahrzeugs 102 variieren (z. B. kann für einen Sattelschlepper eine höhere Gebühr anfallen als für einen Personenkraftwagen). In noch einem weiteren Beispiel können die Kosten basierend auf anderen Faktoren variieren, wie etwa Verkehrsaufkommen, Tageszeit, Wochentag und/oder Wetter.
Der Mauterheberserver 116 kann Ratendetails der TAM 204 aktualisieren. In einem Beispiel empfängt der Mauterheberserver 116 den Mautratenplan, identifiziert aktuelle Raten und aktualisiert Rateninformationen auf dem Mauterheberserver 116. Diese Rateninformationen können auf dem Mauterheberserver 116 zwischengespeichert und an die RSU 108 gesendet werden. Die RSU 108 kann die Rateninformationen sowie andere Informationen in einer Nachricht der TAM 204 übertragen. Diese Übertragung kann eine periodische Übertragung sein, wie etwa eine erneute Übertragung der TAM 204 alle 100 Millisekunden.
Die TAM 204 kann andere Informationen beinhalten, wie etwa eine Schichtart, eine Schichtkennung, eine Kennung des Mauterheberservers 116 und eine Kennung der Mautzahlstelle 118. Die Schichtart kann ein Datenelement sein, das verwendet wird, um eine Informationsart, die in einer Schicht eines geografischen Kartenfragments, wie etwa einer Kreuzung, zu finden ist, eindeutig zu identifizieren. Die Schichtkennung kann dementsprechend eine Kennung von Karteninformationen sein. Die Kennung kann eine global eindeutige Kennung (globally-unique identifier - GUID) sein, um zu ermöglichen, dass die Mautzahlstellen 118 durch das System 100 eindeutig identifiziert werden.
Die TAM 204 kann zudem Karteninformationen beinhalten, die das Layout der Fahrbahn 110 angeben, wie etwa eine Kreuzungsgeometrieliste und eine Straßensegmentliste. Die Straßensegmentliste beinhaltet verschiedene Eigenschaften der Fahrbahn, einschließlich Spurbeschreibung, eines Status mit hoher Belegung und so weiter. Diese Informationen können beispielsweise Angaben des Layouts der Spuren der Fahrbahn 110 beinhalten, die verwendet werden können, um den Fahrzeugen 102 zu ermöglichen, zu identifizieren, wann ein mautpflichtiger Bereich angefahren wird, sowie auf welcher Spur das Fahrzeug 102 fährt. Weitere Aspekte von Kartendaten und andere Details von in dieser Schrift beschriebenen Nachrichtenelementen sind ferner im J273 5-Standard Dedicated Short Range Communications (DSRC) Message Set Dictionary, veröffentlicht von der Society of Automotive Engineers (SAE) International, definiert, wobei der Standard durch Bezugnahme vollumfänglich in diese Schrift aufgenommen wird.
Die TAM 204 kann zudem andere Informationen beinhalten, wie etwa eine Liste von Datenparametern. Diese können zum Beispiel andere Informationen beinhalten, die für die Mauterhebung relevant sein können und nicht in die anderen Kategorien von Informationen passen, wie etwa spezielle Anweisungen zur Verwendung der Mautfahrbahn 110. Die TAM 204 kann zudem eine Einschränkungsliste beinhalten, die Informationen hinsichtlich Beschränkungen des Zugangs zu der Fahrbahn 110 beinhalten kann, wie etwa Gewichtsbeschränkungen oder Einschränkungen gegenüber bestimmten Klassen von Fahrzeugen 102 (z. B. sind keine Sattelschlepper erlaubt).
Die TCU 104 des Fahrzeugs 102 kann die durch die RSU 108 übertragene TAM empfangen. Das Fahrzeug 102 kann den Eintritt in die Fahrbahn 110 protokollieren. Zum Beispiel kann die TCU 104 als Reaktion darauf, dass die geografischen Koordinaten des Fahrzeugs 102 mit einer der Spuren der Fahrbahn 110 übereinstimmen, identifizieren, dass das Fahrzeug 102 in eine bestimmte Spur der Fahrbahn 110 eintritt. Wenn die TCU 104 die Eintrittspur kennt, kann sie dann die für das Fahrzeug 102 anfallende Gebühr berechnen. Die TCU 104 kann zudem eine Mautnutzungsnachricht (toll usage message -TUM) 216 erzeugen.
Die TUM 216 beinhaltet verschiedene Informationen, die den RSUs 108 durch die Fahrzeuge 102 bereitgestellt werden und die Nutzung der Fahrbahn 110 durch das Fahrzeug 102 angeben. Diese Informationen können Felder beinhalten, wie etwa einen Nachrichtenzähler, der eine eindeutige Nummer der TUM 216 für die Transaktion angibt. Der Nachrichtenzähler kann verwendet werden, um beim Identifizieren zu helfen, ob ein Paketverlust aufgetreten ist. Die TUM 216 kann zudem eine eindeutige zufällige Kennung beinhalten, die als eine vorübergehende Kontokennung verwendet werden kann, um die Nachrichtentransaktion zwischen dem Fahrzeug 102 und der Nachrichtenübertragungsschnittstelle der RSU 108 zu verfolgen, während eine relative Anonymität des Fahrzeugs 102 gewahrt wird.
Die TUM 216 kann zudem Informationen über den Eintritt des Fahrzeugs 102 in den Mautbereich beinhalten. Beispielsweise kann die TUM 216 einen Zeitstempel der Zeit, zu der die TUM 216 erstellt wurde, den Breitengrad, den Längengrad und die Höhenlage des Fahrzeugs 102, die Positionsgenauigkeit des Breitengrads, des Längengrads und der Höhenlage, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 und den Kurs des Fahrzeugs 102 beinhalten. Die TUM 216 kann zudem andere Informationen beinhalten, wie etwa die Art des Fahrzeugs 102, eine Kennung des Mauterheberservers 116 und eine Kennung der Mautzahlstelle 118. Die Kennungen können GUIDs sein, um zu ermöglichen, dass die Mauterheberserver 116 und die Mautzahlstellen 118 eindeutig identifiziert werden. Die TUM 216 kann zudem eine Kreuzungskennung der Kreuzung beinhalten, über die das Fahrzeug 102 in die Fahrbahn 110 eingetreten ist, wobei die Kreuzungskennung durch das Fahrzeug 102 in der TAM 204 empfangen wurde (z. B. über die Kreuzungsgeometrieliste und/oder die Straßensegmentliste). Die TUM 216 kann zudem einen Gebührenbetrag für die Fahrt in dem mautpflichtigen Bereich beinhalten, wie durch das Fahrzeug 102 unter Verwendung der Informationen in der TAM 204 bestimmt. Andere Informationen können ebenfalls in der TUM 216 beinhaltet sein, wie etwa die durch das Fahrzeug 102 zurückgelegte Strecke, eine Anzahl von Fahrgästen in dem Fahrzeug 102 und ein Nummernschild oder eine andere Kennung des Fahrzeugs 102.
Die TCU 104 kann die HMI 114 aktualisieren, um die HMI 114 dazu zu veranlassen, eine Nachricht anzuzeigen, die angibt, dass das Fahrzeug 102 in die Mautzone eingetreten ist. Die HMI 114 kann ferner anzeigen, dass dem Fahrzeug 102 der Betrag berechnet wird, der für die Spur angezeigt ist, auf der sich das Fahrzeug 102 befindet.
Die TCU 104 kann die TUM 216 an die RSU 108 senden. In einem Beispiel kann die TUM mit einem Schlüssel codiert und/oder unter Verwendung eines Zertifikats signiert sein, und die RSU 108 kann einen Schlüssel oder andere Informationen nutzen, um den Sender der TUM 216 als die TCU 104 zu entschlüsseln und/oder zu bestätigen. Die RSU 108 kann die TUM 216 an den Mauterheberserver 116 weiterleiten. Der Mauterheberserver 116 leitet die TUM 216 an die Mautzahlstelle 118 weiter, die dem Fahrzeug 102 entspricht. Die Mautzahlstelle 118 kann das Konto des Fahrzeugs 102 mit dem Kundenkontosystem 122 verifizieren und die Transaktion abschließen. Die Mautzahlstelle 118 kann dementsprechend eine Mautbelegnachricht (toll receipt message - TRM) 212 erzeugen, die an das Fahrzeug 102 zurückgegeben werden soll.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 102, das die TUM 216 überträgt, einen Blockchain-Datensatz der TUM 216 erstellen, der als intelligenter Vertrag durchgesetzt wird. Die RSU 108 kann als eine Transaktionsdatenbank aus den Informationen der TUM 216 betrieben werden, die durch das Fahrzeug 102 durch Austausch des intelligenten Vertrags übermittelt werden. Eine Transaktionsdatenbank in der RSU 108 kann einen verteilten Blockchain-Ledger von empfangenen TUMs 216 zur Durchsetzung der Mauterhebung an der RSU 108 und dem Mautportal 112 aktualisieren.
Die TRM 212 kann verschiedene Informationen beinhalten, die durch die Mautzahlstelle 118 zur Unterstützung des Abschlusses der mit dem Fahrzeug 102 durchgeführten Mauttransaktion bestimmt werden. Diese Informationen können einen Nachrichtenzähler (um bei der Identifizierung zu helfen, ob ein Paketverlust aufgetreten ist), die Kontokennung von der TUM 216, den Zeitstempel der Zeit, zu der die TUM 216 erstellt wurde, eine Kennung des Mauterheberservers 116 und eine Kennung der Mautzahlstelle 118 (z. B. eine GUID) beinhalten. Die TRM 212 kann zudem eine Kreuzungskennung der Kreuzung, über die das Fahrzeug 102 in die Fahrbahn 110 eingetreten ist (z. B. wie in der TUM 216 angegeben, die durch die Mautzahlstelle 118 verarbeitet wurde), eine Spurkennung der Spur, über die das Fahrzeug 102 in die Fahrbahn 110 eingetreten ist (z. B. wie in der TUM 216 angegeben, die durch die Mautzahlstelle 118 verarbeitet wurde), eine Kreuzungskennung der Kreuzung, über die das Fahrzeug 102 die Fahrbahn 110 verlassen hat, und eine Spurkennung der Spur, über die das Fahrzeug 102 die Fahrbahn 110 verlassen hat, beinhalten. Die TRM 212 kann zudem die Fahrzeugart und den für den Zugang zur Fahrbahn 110 erhoben Betrag beinhalten.
Die Mautzahlstelle 118 kann die TRM 212 an den Mauterheberserver 116 weiterleiten. Der Mauterheberserver 116 wiederum kann die TRM 212 zurück an die RSU 108 weiterleiten. Die RSU 108 kann die TRM 212, die durch die TCU 104 des Fahrzeugs 102 empfangen werden kann, übertragen. Die TCU 104 kann die HMI 114 aktualisieren, um eine Nachricht anzuzeigen, die den Abschluss des Prozesses und den endgültigen erhobenen Betrag angibt.
Die STA 202 kann verschiedene Datenelemente als Eingabe empfangen. In einem Beispiel können diese Eingaben TAMs 204 (wie vorstehend erwähnt), Lageinformationen von der Steuerung des GNSS 115, Fahrzeugbusdaten 206 von einem Controller Area Network (CAN) des Fahrzeugs oder einem anderen Bus des Fahrzeugs 102, Informationen der Fahrzeugassistenz 208, integrierte Karten 210, um die Lage des Fahrzeugs 102 entlang der Fahrbahn 110 zu unterstützen, und TRMs 212 (ebenfalls wie vorstehend erwähnt) beinhalten.
Die STA 202 kann auch verschiedene Ausgaben bereitstellen. In einem Beispiel können diese Ausgaben eine HMI-Rückmeldung 214, die der HMI 114 zur Verwendung durch Insassen des Fahrzeugs 102 bereitgestellt wird, sowie TUMs 216 zur Verwendung beim Gebührenerheben für das Fahrzeug 102 über entfernte Aspekte des vorstehend erörterten Mauterhebungssystems 100 beinhalten.
Um die Verarbeitung der Eingaben zu den Ausgaben durchzuführen, kann die STA 202 verschiedene Komponenten beinhalten. Diese können Folgendes beinhalten: einen Mauterhebungsdatenaggregator 218 zum Verarbeiten der TAMs 204 und TRMs 212, einen Algorithmusklassifikator 220, einen Mautregionbestimmer 222 zum Bestimmen von Mauterhebungsbereichen entlang der Fahrbahn 110, einen Mautspurabgleicher 224 zum Abgleichen des Fahrzeugs 102 mit den Mauterhebungsbereichen, einen Spurüberspannungsalgorithmus 226 zum Bestimmen, ob das Fahrzeug 102 Spuren überspannt, eine Positionskonfidenzkomponente 228 zur Handhabung von GNSS-Versätzen und anderen Konfidenzfaktoren, einen Positionsschätzer 230 zum Schätzen der Position des Fahrzeugs 102, eine Wegschätzer 232 zum Schätzen des Weges des Fahrzeugs 102 unter Verwendung der Position des Fahrzeugs 102, eine Algorithmuskomponente 234 zum Bestimmen der Mautbeträge auf Grundlage der TAM 204 und zum Unterstützen des Bereitstellens der HMI-Rückmeldung 214 und eine Algorithmusentscheidungskomponente 236 zum Bereitstellen der TUMs 216 und anderer Ausgaben. Eine Crowdsourcing-Komponente 238 kann ebenfalls verwendet werden, um zu beinhalten
3 veranschaulicht einen beispielhaften ersten Abschnitt eines Datenflussdiagramms eines ersten Ansatzes zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten 206, Daten der TAM 204 und integrierten Karten 210. Wie gezeigt, kann eine drahtlose (over-theair - OTA) Aktualisierung von einer Cloud-Computing-Plattform 302 an die STA 202 gesendet werden. Diese Aktualisierung kann aktualisierte integrierte Karten 210 beinhalten, die eine digitale Darstellung der Geografie und der Spuren der Fahrbahnen 110 definieren können, auf denen das Fahrzeug 102 fahren kann. Wenngleich zu Beginn des Datenflussdiagramms eine einzelne Aktualisierung gezeigt ist, ist anzumerken, dass der Zeitpunkt der OTA-Aktualisierung variieren kann und es viele OTA-Aktualisierungen für die integrierten Karten 210 geben kann, wenn Aktualisierungen an dem in integrierten Karten 210 vorgenommen werden oder wenn das Fahrzeug 102 in neue Bereichen fährt.
In Bezug auf den fortgesetzten Betrieb des Fahrzeugs 102 können GNSS-Positionierungsinformationen von dem GNSS 115 an die STA 202 empfangen werden. Diese Informationen können den aktuellen Standort des Fahrzeugs 102 angeben, während es entlang der Fahrbahnen 110 fährt, die in den integrierten Karten 210 beschrieben sind. Darüber hinaus können Geschwindigkeitsinformationen zusätzlich über die Fahrzeugbusdaten 206 an die STA 202 empfangen werden. Diese Informationen können die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 angeben, während es entlang der Fahrbahnen 110 fährt.
Auf Grundlage der aktuellen Position und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 kann die STA 202 die TAM 204 nach Kartendaten in Bezug auf die aktuelle Position des Fahrzeugs 102 abfragen. Diese Informationen können gegebenenfalls die Mautbereiche zur Gebührenerhebung für das Fahrzeug 102, das die Fahrbahn 110 befährt, angeben. Zum Beispiel können die Mautbereiche als ein geografischer Ankerpunkt in Bezug auf die integrierten Karten 210 angegeben sein und können eine Grenze einer Absperrung oder eines anderen Bereichs, in dem oder durch den Mautgebühren erfasst werden sollen, angeben.
Das Fahrzeug 102 kann die TAM 204 auf verschiedene Arten empfangen. Zum Beispiel kann die TAM 204 mit den integrierten Karten 210 empfangen werden. Die Kartenkadenz kann zum Beispiel wöchentlich, zweiwöchentlich oder monatlich sein. In einem anderen Beispiel kann die TAM 204 von der RSU 108 empfangen werden, z. B. über C-V2X PC5. In einer derartigen Situation kann die TAM 204 im Gegensatz zu den integrierten Karten 210 empfangen werden, während das Fahrzeug 102 die Fahrbahn 110 befährt. In noch einem weiteren Beispiel kann die TAM 204 über die Mauterheber-Cloud 116 empfangen werden.
Auf Grundlage der Informationen kann die STA 202 eine Zustandsmaschine 800 nutzen, um die Kosten für die Mauterhebung zu bestimmen. Weitere Aspekte der Zustandsmaschine 800 sind nachstehend in Bezug auf 8 veranschaulicht. Im Allgemeinen kann die STA 202 an diesem Punkt im Datenfluss mit den Kartendaten aktualisiert werden, um die Standorte beliebiger Mautbereiche für die Fahrbahn 110 zu bestimmen.
Wenn das Fahrzeug 102 die Fahrbahn 110 befährt, kann die STA 202 ferner die TAM 204 nach Daten in Bezug auf die aktuelle Fahrbahn 110, die von dem Fahrzeug 102 befahren wird, abfragen. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung der Positionsinformationen und/oder Geschwindigkeitsinformationen des GNSS 115 in Bezug auf die durch die TAM 204 definierten Mautbereiche bestimmt werden. Die TAM 204 stellt auf Grundlage des Standorts des Fahrzeugs 102 Daten bereit, die angeben, wie viel eine Maut für Fahrzeuge 102 gemäß Marke, Modell, Klasse, Tageszeit, Anzahl der Insassen, zurückgelegter Entfernung usw. beträgt. Diese Informationen können zurück an der STA 202 empfangen werden.
Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in einen mautpflichtigen Bereich einfährt oder Kurs darauf nimmt, kann die STA 202 dem Benutzer eine Warnung als HMI-Rückmeldung 214 über die HMI 114 bereitstellen. Diese Warnung kann zum Beispiel den bevorstehenden Mautbereich, eine Entfernung zum Mautbereich, Kosten für das Betreten der Mautbereiche usw. angeben.
4 veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Abschnitt des Datenflussdiagramms für den ersten Ansatz zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten 206, Daten der TAM 204 und integrierten Karten 210. Weiter mit dem Datenfluss aus 3 empfängt die STA 202, wie in 4 gezeigt, Kilometerzählerinformationen von den Fahrzeugbusdaten 206. Diese Informationen können von der Zustandsmaschine 800 der STA 202 dazu verwendet werden, den aktuellen Standort und/oder die von dem Fahrzeug 102 zurückgelegte Entfernung zu bestimmen. Diese Informationen können auch dazu verwendet werden, die HMI 114 mit der HMI-Rückmeldung 214 in Bezug auf den aktuellen Mautbetrag und/oder den aktuellen Mauterhebungsstandort des Fahrzeugs 102 zu aktualisieren. Diese Verarbeitung kann für eine oder mehrere Iterationen fortgesetzt werden.
Die intelligente Mautanwendung 202 kann zudem eine TUM 216 als Reaktion darauf erzeugen, dass das Fahrzeug 102 die Befahrung des Mautbereichs abschließt. Die TUM 216 beinhaltet verschiedene Informationen, die der RSU 108 durch das Fahrzeug 102 bereitgestellt werden, um die Nutzung der Fahrbahn 110 durch das Fahrzeug 102 für Gebührenerhebungszwecke anzugeben. Die TUM 216 kann dem Mautstellen-Hub 120 zur Zahlungsverarbeitung bereitgestellt werden. In einigen Beispielen kann die TUM 216 ferner die durch das Fahrzeug 102 berechneten Kosten für die Nutzung angeben. Diese Mautkosteninformationen können auch dazu verwendet werden, die HMI 114 mit der HMI-Rückmeldung 214 zu aktualisieren.
Das Fahrzeug 102 kann eine TRM 212 als Reaktion auf die Verarbeitung der TUM 216 empfangen. Die TRM 212 kann verschiedene Informationen beinhalten, die durch die Mautzahlstelle 118 zur Unterstützung des Abschlusses der mit dem Fahrzeug 102 durchgeführten Mauttransaktion bestimmt werden. Diese Informationen können an der STA 202 empfangen werden und in einem Mautverlauf gespeichert werden, der durch das Fahrzeug 102 geführt wird. Diese Informationen können zusätzlich dazu verwendet werden, die HMI 114 mit der HMI-Rückmeldung 214 zu aktualisieren, um den Abschluss des Gebührenereignisses in Bezug auf die Mautnutzung der Fahrbahn 110 anzugeben.
5 veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Abschnitt des Datenflussdiagramms eines zweiten Ansatzes zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten 206, Daten der TAM 204, integrierten Karten 210 und Daten des GNSS 115. Im Vergleich zu dem in 4 gezeigten beispielhaften zweiten Abschnitt, ist das GNSS 115, wie in 5 veranschaulicht, ferner dazu konfiguriert, der STA 202 GNSS-Positionierungsinformationen zur Verwendung beim Bestimmen des aktuellen Standorts und/oder der durch das Fahrzeug 102 zurückgelegten Entfernung bereitzustellen. Wie vorstehend angemerkt, können diese Informationen auch dazu verwendet werden, die HMI 114 mit der HMI-Rückmeldung 214 in Bezug auf den aktuellen Mautbetrag und/oder den aktuellen Mauterhebungsstandort des Fahrzeugs 102 zu aktualisieren. Durch Verwenden der Informationen des GNSS 115 zum Verfolgen der Fahrt des Fahrzeugs 102 kann die STA 202 dazu in der Lage sein, eine genauere Nutzungsmessung im Vergleich zur Verwendung von Kilometerzählern allein zu berechnen.
6 veranschaulicht einen beispielhaften ersten Abschnitt des Datenflussdiagramms für einen dritten Ansatz zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten 206, Daten der TAM 204, integrierten Karten 210, Daten des GNSS 115 und Daten von Fahrzeugsensoren 113. 7 veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Abschnitt des Datenflussdiagramms für den dritten Ansatz zur V2X-Straßennutzung unter Verwendung von Fahrzeugbusdaten 206, Daten der TAM 204, integrierten Karten 210, Daten des GNSS 115 und Daten von Fahrzeugsensoren 113. Im Vergleich zu dem ersten und zweiten Ansatz werden bei diesem dritten Ansatz Daten von Fahrzeugsensoren 113 zusätzlich bei der Bestimmung von Mautbereichen sowie für die Nutzung des Fahrzeugs 102 verwendet. Wie in 6 gezeigt, werden Sensorinformationen von den Fahrzeugsensoren 113 zusätzlich von der STA 202 dazu verwendet, den Standort und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 in Bezug auf das Abfragen der TAM 204 nach Karteninformationen zu bestimmen. Wie in 7 gezeigt, werden Sensorinformationen von den Fahrzeugsensoren 113 zusätzlich von der STA 202 dazu verwendet, den Standort und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 in Bezug auf das Berechnen des aktuellen Mautbetrags und/oder des Mauterhebungsstandorts des Fahrzeugs 102 zu bestimmen.
8 veranschaulicht eine beispielhafte Zustandsmaschine 800 für die Durchführung der V2X-Straßennutzungsberechnungen, die durch die STA 202 durchgeführt werden. In einem Beispiel kann diese Zustandsmaschine 800 durch die Anweisungen der STA 202, wie sie durch die TCU 104 des Fahrzeugs 102 ausgeführt werden, umgesetzt sein.
Wie gezeigt, beinhaltet die Zustandsmaschine 800 vier Hauptzustände:

0. Fahren des Fahrzeugs 102 in einer nicht gebührenpflichtigen Zone;
1. Annäherung des Fahrzeugs 102 an eine gebührenpflichtige Zone;
2. Fahren des Fahrzeugs 102 entlang einer gebührenpflichtigen Fahrbahn 110 innerhalb der gebührenpflichtigen Zone und
3. Fahren des Fahrzeugs 102 entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn 110 innerhalb der gebührenpflichtigen Zone.

In Zustand 0 kann das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass es weiter in einer Zone fährt, in der es keine Mautgebühren gibt, in Zustand 0 bleiben. Zum Beispiel kann dies auftreten, wenn das Fahrzeug 102 keine TAMs 204 empfängt. Oder dies kann auftreten, wenn das Fahrzeug 102 eine oder mehrere TAMs 204 empfängt, aber mindestens eine vordefinierte Fahrentfernung der Fahrbahn 110 von beliebigen Mautzonen, die durch die TAM 204 definiert sind, entfernt ist (z. B. Nähe in Bezug auf die Fahrt des Fahrzeugs 102, da ein Fahrweg erforderlich sein kann, um auf die Fahrbahn 110 zu gelangen).
Das Fahrzeug 102 kann als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 eine oder mehrere TAMs 204 empfängt, die eine bevorstehende Mautzone angeben, und/oder als Reaktion darauf, dass sich das Fahrzeug 102 innerhalb einer vordefinierten Fahrentfernung der Fahrbahn 110 von einer durch die TAM 204 definierten Mautzone bewegt, von Zustand 0 in Zustand 1 übergehen. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 102 ein Segment einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn 110 befahren, das mit einem Segment der Fahrbahn 110 verbunden ist, das gemäß den Informationen in den TAMs 204 als gebührenpflichtig angegeben ist.
Von Zustand 1 kann das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 seine Wege ändert, um sich von der vordefinierten Fahrentfernung der Fahrbahn 110 von beliebigen Mautzonen, die durch die TAMs 204 definiert sind, weg zu bewegen, in Zustand 0 übergehen Dies kann zum Beispiel auftreten, wenn sich das Fahrzeug 102 dafür entscheidet, nicht in die mautpflichtige Zone einzutreten.
Das Fahrzeug 102 kann als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in die Mautzone und auf eine gebührenpflichtige Straße in der Mautzone wechselt, von Zustand 1 zu Zustand 2 übergehen. In Zustand 2 fallen für das Fahrzeug 102 Mautgebühren gemäß den in der TAM 204 spezifizierten Informationen an. Diese Mautgebühr kann gemäß Faktoren und Gebührenhöhen bestimmt werden, die in der TAM 204 spezifiziert sind, wie etwa Marke, Modell, Klasse, Tageszeit, Anzahl der Insassen, zurückgelegte Entfernung usw. des Fahrzeugs 102.
Das Fahrzeug 102 kann als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in die Mautzone auf eine nicht gebührenpflichtige Straße innerhalb der Mautzone wechselt, auch von Zustand 1 zu Zustand 3 übergehen. Ob die Fahrbahn 110 in der Zone gebührenpflichtig ist oder nicht, kann in einem Beispiel durch die STA 202 gemäß dem Abfragen der Karteninformationen der TAM 204 identifiziert werden. Es ist auch anzumerken, dass das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in der Mautzone verbleibt und in eine gebührenpflichtige Straße in der Mautzone einfährt, von Zustand 3 zu Zustand 2 übergehen kann, und als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in der Mautzone verbleibt und in eine nicht gebührenpflichtige Straße in der Mautzone einfährt, von Zustand 2 zu Zustand 3 übergehen kann. Aus beiden Zuständen 2 oder 3 kann das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 die Mautzone verlässt, zu Zustand 0 übergehen. In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 102 die TUM 216 als Reaktion auf das Verlassen der gebührenpflichtigen Zone senden. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 102 TUMs 216 periodisch senden, während es sich in der gebührenpflichtigen Zone befindet, um es dem Mauterhebungssystem 100 zu ermöglichen, die Nutzung des Fahrzeugs 102 zu verfolgen, wenn das Fahrzeug 102 innerhalb der gebührenpflichtigen Zone fährt.
9 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 900 für die Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen gemäß dem V2X-Straßennutzungsgebührenerhebungsansatz. In einem Beispiel kann der Prozess 900 durch die STA 202 des Fahrzeugs 102 gemäß der Zustandsmaschine 800 durchgeführt werden.
Bei Vorgang 902 empfängt die STA 202 des Fahrzeugs 102 eine TAM 204. In einem Beispiel kann die TCU 104 des Fahrzeugs 102 die TAM 204 als Übertragung durch eine RSU 108 entlang der Fahrbahn 110 empfangen. Die TAM 204 kann eine gebührenpflichtige Zone definieren, in der Mautgebühren erhoben werden. Die TAM 204 kann auch definieren, welche Segmente der Fahrbahn 110 innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn 110 sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn 110 sind. Die TAM 204 kann auch definieren, wie hoch eine Maut für Fahrzeuge 102 gemäß Marke, Modell, Klasse, Tageszeit, Anzahl der Insassen, zurückgelegter Entfernung usw. ist.
Bei Vorgang 904 bestimmt die STA 202 des Fahrzeugs 102 Fahrzeugeingabedaten. Diese Daten können zum Beispiel von einem oder mehreren von Fahrzeugbusdaten 206, Daten des Fahrzeug-GNSS 115 oder Daten von Fahrzeugsensoren 113 empfangen und/oder identifiziert werden. Die Fahrzeugeingabedaten können dazu verwendet werden, die aktuelle Position des Fahrzeugs 102 zu bestimmen.
Bei Vorgang 906 nutzt die STA 202 des Fahrzeugs 102 die Zustandsmaschine 800, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn 110 durch das Fahrzeug 102 gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position des Fahrzeugs 102 zu bestimmen. Weitere Aspekte des Betriebs der Zustandsmaschine 800 werden unter Bezugnahme auf 8 ausführlich erörtert.
Bei Vorgang 908 stellt die STA 202 des Fahrzeugs 102 eine HMI-Rückmeldung bereit. In einem Beispiel kann die STA 202 dem Benutzer eine Warnung als HMI-Rückmeldung 214 über die HMI 114 bereitstellen. Die Warnung kann zum Beispiel den bevorstehenden Mautbereich, eine Entfernung von dem Mautbereich, Kosten für das Eintreten in die Mautbereiche usw. angeben. Die HMI-Rückmeldung 214 kann auch Informationen in Bezug auf den aktuellen Mautbetrag und/oder den Mauterhebungsstandort des Fahrzeugs 102 und/oder eine Angabe des Abschlusses des Gebührenereignisses in Bezug auf die Mautnutzung der Fahrbahn 110 beinhalten.
Bei Vorgang 910 sendet die STA 202 des Fahrzeugs 102 eine TUM 216. Diese TUM 216 kann von einer RSU 108 entlang der Fahrbahn 110 empfangen werden. Die TUM 216 kann zudem einen Gebührenbetrag für die Fahrt in dem mautpflichtigen Bereich beinhalten, wie durch das Fahrzeug 102 unter Verwendung der Informationen in der TAM 204 bestimmt. Andere Informationen können ebenfalls in der TUM 216 beinhaltet sein, wie etwa die durch das Fahrzeug 102 zurückgelegte Strecke, eine Anzahl von Fahrgästen in dem Fahrzeug 102 und ein Nummernschild oder eine andere Kennung des Fahrzeugs 102. Nach Vorgang 910 endet der Prozess 900.
10 veranschaulicht ein Beispiel 1000 einer Rechenvorrichtung 1002 zur Verwendung bei der Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen. Unter Bezugnahme auf 10 und unter Bezugnahme auf 1-9 können die TCU 104, die RSU 108, der Mauterheberserver 116, die Mautzahlstelle 118 und das Kundenkontosystem 122 Beispiele für derartige Rechenvorrichtungen 1002 sein. Wie gezeigt, kann die Rechenvorrichtung 1002 einen Prozessor 1004 beinhalten, der mit einem Datenspeicher 1006, einer Netzwerkvorrichtung 1008, einer Ausgabevorrichtung 1010 und einer Eingabevorrichtung 1012 wirkverbunden ist. Es ist zu beachten, dass dies lediglich ein Beispiel ist und Rechenvorrichtungen 1002 mit mehr, weniger oder anderen Komponenten verwendet werden können.
Der Prozessor 1004 kann eine oder mehrere integrierte Schaltungen beinhalten, welche die Funktionalität einer zentralen Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) und/oder Grafikverarbeitungseinheit (graphics processing unit - GPU) umsetzen. In einigen Beispielen sind die Prozessoren 1004 ein System auf einem Chip (system on a chip - SoC), in das die Funktionalität der CPU und der GPU integriert sind. Das SoC kann gegebenenfalls andere Komponenten, wie zum Beispiel den Datenspeicher 1006 und die Netzwerkvorrichtung 1008, in einer einzigen integrierten Vorrichtung beinhalten. In anderen Beispielen sind die CPU und die GPU über eine Peripherie-Anschlussvorrichtung, wie etwa Peripheral-Component-Interconnect-(PCI-)Express oder eine andere geeignete Peripherie-Datenverbindung, miteinander verbunden. In einem Beispiel handelt es sich bei der CPU um eine handelsübliche zentrale Verarbeitungsvorrichtung, die einen Anweisungssatz umsetzt, wie etwa eine von der x86-, ARM-, Power- oder Microprocessor-without-Interlocked-Pipeline-Stages-(MIPS-)Anweisungssatzfamilie.
Unabhängig von den Einzelheiten führt der Prozessor 1004 während des Betriebs gespeicherte Programmanweisungen aus, die aus dem Datenspeicher 1006 abgerufen werden. Die gespeicherten Programmanweisungen beinhalten dementsprechend Software, die den Betrieb der Prozessoren 1004 steuert, um die in dieser Schrift beschriebenen Vorgänge durchzuführen. Der Datenspeicher 1006 kann sowohl einen flüchtigen Speicher als auch einen nichtflüchtigen Speicher beinhalten. Der nichtflüchtige Speicher beinhaltet Folgendes: Festkörperspeicher, wie etwa NAND-Flash-Speicher, magnetische und optische Speichermedien oder eine beliebige andere geeignete Datenspeichervorrichtung, die Daten speichert, wenn das System ausgeschaltet wird oder dessen Stromversorgung unterbrochen ist. Der flüchtige Speicher beinhaltet einen statischen und dynamischen Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM), auf dem während des Betriebs des Systems 100 Programmanweisungen und Daten gespeichert werden.
Die GPU kann Hardware und Software zur Anzeige von mindestens zweidimensionalen (2D-) und gegebenenfalls dreidimensionalen (3D-)Grafiken auf der Ausgabevorrichtung 1010 beinhalten. Die Ausgabevorrichtung 1010 kann eine grafische oder visuelle Anzeigevorrichtung, wie etwa einen elektronischen Anzeigebildschirm, einen Projektor, einen Drucker oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung, die eine grafische Anzeige wiedergibt, beinhalten. Als ein anderes Beispiel kann die Ausgabevorrichtung 1010 eine Audiovorrichtung, wie etwa einen Lautsprecher oder einen Kopfhörer, beinhalten. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Ausgabevorrichtung 1010 eine taktile Vorrichtung, wie etwa eine mechanisch erhöhbare Vorrichtung, beinhalten, die in einem Beispiel dazu konfiguriert sein kann, Blindenschrift oder eine andere physische Ausgabe anzuzeigen, die berührt werden kann, um einem Benutzer Informationen bereitzustellen.
Die Eingabevorrichtung 1012 kann eine beliebige von verschiedenen Vorrichtungen beinhalten, die es der Rechenvorrichtung 1002 ermöglichen, Steuereingaben von Benutzern zu empfangen. Beispiele für geeignete Eingabevorrichtungen, die Eingaben über eine menschliche Schnittstelle empfangen, können Tastaturen, Mäuse, Trackballs, Touchscreens, Spracheingabevorrichtungen, Grafiktabletts und dergleichen beinhalten.
Die Netzwerkvorrichtungen 1008 können jeweils eine beliebige von verschiedenen Vorrichtungen beinhalten, die es der TCU 104, der RSU 108, dem Mauterheberserver 116, der Mautzahlstelle 118, dem Mauterhebungssystem 100 und dem Kundenkontosystem 122 ermöglichen, Daten von externen Vorrichtungen über Netzwerke (wie etwa das Kommunikationsnetzwerk 106) zu senden und/oder zu empfangen. Beispiele für geeignete Netzwerkvorrichtungen 1008 beinhalten eine Ethernet-Schnittstelle, einen Wi-Fi-Sendeempfänger, einen Mobilfunk-Sendeempfänger, einen BLUETOOTH- oder BLUETOOTH-Low-Energy(BLE)-Sendeempfänger oder einen anderen Netzwerkadapter oder eine andere Peripherie-Verbindungsvorrichtung, der/die Daten von einem anderen Computer oder einer externen Datenspeichervorrichtung empfängt, was zum Empfangen großer Datensätze auf effiziente Weise nützlich sein kann.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass bei einem/einer oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können unter anderem Folgendes beinhalten: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verbauung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Soweit beliebige Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug zur intelligenten Mauterhebung bereitgestellt, aufweisend: einen V2X-Sendeempfänger; einen Speicher, der eine Anwendung zur intelligenten Mauterhebung, die eine Zustandsmaschine umsetzt, verwaltet; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, die Anwendung zur intelligenten Mauterhebung auszuführen, um Vorgänge durchzuführen, beinhaltend das Empfangen einer Mautanzeigenachricht über den V2X-Sendeempfänger, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden, das Bestimmen von Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben, das Nutzen der Zustandsmaschine, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen, und das Bereitstellen einer Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, über den V2X-Sendeempfänger.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Übergang von einem nullten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug nicht in einer der gebührenpflichtigen Zone befindet, zu einem ersten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug der gebührenpflichtigen Zone nähert, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Annäherung an die gebührenpflichtige Zone angibt, und Übergang von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu einem zweiten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eien Fahrzeugfahrt entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn in der gebührenpflichtigen Zone angibt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Übergang von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass sich die Fahrzeugfahrt nicht mehr der gebührenpflichtigen Zone nähert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Übergang von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Mautankündigungsnachricht dazu konfiguriert, zu definieren, welche Segmente innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Übergang von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Übergang von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine zu dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt erneut entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn innerhalb der gebührenpflichtigen Zone erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Übergang von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine oder dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass das Fahrzeug nicht mehr innerhalb der gebührenpflichtigen Zone fährt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Eingabedaten, die die aktuelle Position angeben, eines oder mehrere von Fahrzeugbusdaten, GNSS-Daten des Fahrzeugs oder Fahrzeugsensordaten.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Mautankündigungsnachricht auf eine oder mehrere der folgenden Arten empfangen: von dem V2X-Sendeempfänger in Kommunikation mit einer straßenseitigen Einheit in der Nähe des Fahrzeugs; beinhaltet in integrierten Karten, die eine digitale Darstellung von Geografie und Spuren der Fahrbahn definieren; oder von einem Mauterheber-Cloud-Server.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur intelligenten Mauterhebung Folgendes: über einen V2X-Sendeempfänger eines Fahrzeugs, das Empfangen einer Mautanzeigenachricht , die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden; das Bestimmen von Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben; das Nutzen der Zustandsmaschine, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen; und das Bereitstellen einer Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, über den V2X-Sendeempfänger.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Übergehen von einem nullten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug nicht in einer der gebührenpflichtigen Zone befindet, zu einem ersten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug der gebührenpflichtigen Zone nähert, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Annäherung an die gebührenpflichtige Zone angibt, und Übergehen von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu einem zweiten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Fahrzeugfahrt entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn in der gebührenpflichtigen Zone angibt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Übergehen von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass sich die Fahrzeugfahrt nicht mehr der gebührenpflichtigen Zone nähert.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Übergehen von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt.
In einem Aspekt der Erfindung definiert die Mautankündigungsnachricht, welche Segmente innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn sind.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Übergehen von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Übergehen von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine zu dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt erneut entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn innerhalb der gebührenpflichtigen Zone erfolgt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Übergehen von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine oder dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass das Fahrzeug nicht mehr innerhalb der gebührenpflichtigen Zone fährt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein nicht transitorisches computerlesbares Medium bereitgestellt, aufweisend Anweisungen zur intelligenten Mauterhebung, die bei Ausführung durch einen Prozessor eines Fahrzeugs das Fahrzeug dazu veranlassen, Vorgänge durchzuführen, beinhaltend das Empfangen einer Mautanzeigenachricht über einen V2X-Sendeempfänger eines Fahrzeugs, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden; das Bestimmen von Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben; das Nutzen einer Zustandsmaschine, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen; und das Bereitstellen einer Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt, über den V2X-Sendeempfänger.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor dazu veranlassen, Vorgänge durchzuführen, die Folgendes beinhalten: Übergang von einem nullten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug nicht in einer der gebührenpflichtigen Zone befindet, zu einem ersten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug der gebührenpflichtigen Zone nähert, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Annäherung an die gebührenpflichtige Zone angibt; Übergang von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu einem zweiten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Fahrzeugfahrt entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn in der gebührenpflichtigen Zone angibt; Übergehen von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass sich die Fahrzeugfahrt nicht mehr der gebührenpflichtigen Zone nähert; Übergang von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt; Übergang von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine zu dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt erneut entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn innerhalb der gebührenpflichtigen Zone erfolgt; und Übergang von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine oder dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass das Fahrzeug nicht mehr innerhalb der gebührenpflichtigen Zone fährt, wobei die Mautankündigungsnachricht dazu konfiguriert ist, zu definieren, welche Segmente innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn sind.

Claims

Fahrzeug zur intelligenten Mauterhebung, umfassend: einen V2X-Sendeempfänger; einen Speicher, der eine Anwendung zur intelligenten Mauterhebung verwaltet, die eine Zustandsmaschine umsetzt, und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, die Anwendung zur intelligenten Mauterhebung auszuführen, um Vorgänge durchzuführen, die Folgendes beinhalten: über den V2X-Sendeempfänger eine Mautankündigungsnachricht zu empfangen, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden, Eingabedaten zu bestimmen, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben, die Zustandsmaschine zu nutzen, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen, und über den V2X-Sendeempfänger eine Mautnutzungsnachricht bereitzustellen, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: von einem nullten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug nicht in einer der gebührenpflichtigen Zone befindet, zu einem ersten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug der gebührenpflichtigen Zone nähert, als Reaktion darauf überzugehen, dass die aktuelle Position eine Annäherung an die gebührenpflichtige Zone angibt, und von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu einem zweiten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf überzugehen, dass die aktuelle Position eine Fahrzeugfahrt entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn in der gebührenpflichtigen Zone angibt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf überzugehen, dass die aktuelle Position angibt, dass sich die Fahrzeugfahrt nicht mehr der gebührenpflichtigen Zone nähert.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf überzugehen, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Mautankündigungsnachricht dazu konfiguriert ist, zu definieren, welche Segmente innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn sind.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine zu dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf überzugehen, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt erneut entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn innerhalb der gebührenpflichtigen Zone erfolgt.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine oder dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf überzugehen, dass die aktuelle Position angibt, dass das Fahrzeug nicht mehr innerhalb der gebührenpflichtigen Zone fährt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Eingabedaten, die die aktuelle Position angeben, eines oder mehrere von Fahrzeugbusdaten, GNSS-Daten des Fahrzeugs oder Fahrzeugsensordaten beinhalten.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Mautankündigungsnachricht auf eine oder mehrere der folgenden Arten empfangen wird: von dem V2X-Sendeempfänger in Kommunikation mit einer straßenseitigen Einheit in der Nähe des Fahrzeugs; beinhaltet in integrierten Karten, die eine digitale Darstellung von Geografie und Spuren der Fahrbahn definieren; oder von einem Mauterheber-Cloud-Server.
Verfahren zur intelligenten Mauterhebung, umfassend: Empfangen, über einen V2X-Sendeempfänger eines Fahrzeugs, einer Mautankündigungsnachricht, die eine gebührenpflichtige Zone definiert, in der Mautgebühren erhoben werden; Bestimmen von Eingabedaten, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug auf die gebührenpflichtige Zone angeben; Nutzen einer Zustandsmaschine, um die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn durch das Fahrzeug gemäß der gebührenpflichtigen Zone und der aktuellen Position zu bestimmen; und Bereitstellen, über den V2X-Sendeempfänger, einer Mautnutzungsnachricht, die die Nutzung der mautpflichtigen Fahrbahn angibt.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Übergehen von einem nullten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug nicht in einer der gebührenpflichtigen Zone befindet, zu einem ersten Zustand der Zustandsmaschine, in dem sich das Fahrzeug der gebührenpflichtigen Zone nähert, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Annäherung an die gebührenpflichtige Zone angibt, und Übergehen von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu einem zweiten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position eine Fahrzeugfahrt entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn in der gebührenpflichtigen Zone angibt.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Übergehen von dem ersten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass sich die Fahrzeugfahrt nicht mehr der gebührenpflichtigen Zone nähert.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Übergehen von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt, wobei die Mautankündigungsnachricht definiert, welche Segmente innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn sind.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Übergehen von dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu einem dritten Zustand der Zustandsmaschine, in dem das Fahrzeug in der gebührenpflichtigen Zone entlang einer nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn fährt, als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt entlang der nicht gebührenpflichtigen Fahrbahn erfolgt, aber innerhalb der gebührenpflichtigen Zone bleibt; Übergehen von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine zu dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass die Fahrzeugfahrt erneut entlang der gebührenpflichtigen Fahrbahn innerhalb der gebührenpflichtigen Zone erfolgt; und Übergehen von dem dritten Zustand der Zustandsmaschine oder dem zweiten Zustand der Zustandsmaschine zu dem nullten Zustand der Zustandsmaschine als Reaktion darauf, dass die aktuelle Position angibt, dass das Fahrzeug nicht mehr innerhalb der gebührenpflichtigen Zone fährt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Mautankündigungsnachricht definiert, welche Segmente innerhalb der gebührenpflichtigen Zone die gebührenpflichtige Fahrbahn sind und welche die nicht gebührenpflichtige Fahrbahn sind.