DE102022204513A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems - Google Patents

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Abstract

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems, das mindestens einen aktiven Umfeldsensor umfasst vorgeschlagen, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:- Definieren eines räumlichen Interferenzbereichs einer Infrastruktur, in dem es zu Interferenzen mit oder zwischen fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren kommen kann, durch eine zentrale Stelle,- fahrzeugseitiges Anmelden in dem Interferenzbereich,- Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb des Umfeldsensorsystems durch die zentrale Stelle, wobei der Ressourcenblock insbesondere Informationen zur Verteilung von Senderessourcen mindestens eines aktiven Umfeldsensors des Umfeldsensorsystems umfasst, insbesondere bezüglich einer zeitlichen Verteilung einer Sendeleistung und/oder einer Sendefrequenz und/oder einer Signalcodierung des aktiven Umfeldsensors,- Betreiben des Umfeldsensorsystems gemäß dem zugewiesenen Ressourcenblock.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines fahrzeugseitigen und/oder infrastrukturseitigen Umfeldsensorsystems. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Infrastruktursystem. Die Erfindung betrifft außerdem ein vernetztes Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.
  • Stand der Technik
  • Wie auch in anderen Technologiebereichen spielt bei Fahrzeuganwendungen die Vernetzung eine immer größere Rolle. Immer mehr Fahrzeuge besitzen die Möglichkeit, sich mit anderen Verkehrsteilnehmern, Infrastrukturkomponenten (z.B. sogenannten Roadside Units) oder mit Backenddiensten in der Cloud zu verbinden.
  • Insbesondere gewinnt in letzter Zeit die Vernetzung von Fahrzeugen mit infrastrukturseitigen Systemen an Bedeutung. Derartige Infrastruktursysteme können Fahrzeuge bei Ihrer Fahraufgabe unterstützen, indem z. B. Sensoren am Straßenrand oder Datenserver Zusatzinformationen liefern, welche die bordeigene Sensorik des Fahrzeuges nicht oder nur eingeschränkt selbst generieren kann.
  • Für Fahrassistenzsysteme oder hochautomatisierte Fahrfunktionen werden in moderne Fahrzeuge immer mehr Umfeldsensoren verbaut. Dazu gehören unter anderem Ultraschallsensoren, Kameras, Radarsensoren und Lidarsensoren (Laser), welche zum Beispiel für Funktionen wie „Automatic Emergency Braking“ (AEB) oder „Adaptive Cruise Control“ (ACC) verwendet werden können. Von diesen genannten Beispielen von Umfeldsensortypen ist die Kamera der einzige Sensor, welcher nur Signale empfängt und nicht aktiv Signale aussendet. Alle Sensoren die Signale aussenden, können sich gegenseitig stören, das heißt zu viele gleichartige Sensoren in den Fahrzeugen können die Performance anderer gleichartiger Sensoren beinträchtigen. Es sind daher neue Strategien zur Vermeidung von Interferenzen nötig.
  • Beim sogenannten infrastrukturunterstützten automatisierten Fahren werden Fahrzeuge von einer Infrastruktur aus gesteuert oder mit Informationen über umliegende Objekte gespeist. Unterstütztes automatisiertes Fahren ist insbesondere in Gegenden bzw. Straßenabschnitten interessant, wo die fahrzeugeigene Sensorik der Fahrzeuge an ihre Grenzen stößt. Das kann z.B. Tunneleinfahrten betreffen, wo Radarsensoren oder Kameras degradieren oder fehlerhafte Daten liefern können. Dazu werden Umfeldsensoren an der Infrastruktur benötigt. Dabei werden typischerweise auch aktive Umfeldsensoren, wie z.B. Radarsensoren oder Lidarsensoren verwendet. Diese können ein zusätzliches Störpotential für gleichartige Sensoren an Fahrzeugen darstellen, insbesondere da sie oftmals dem Verkehr entgegengerichtet strahlen. Umgekehrt ist es auch denkbar, dass Fahrzeugumfeldsensoren die Sensoren der Infrastruktur stören können.
  • Die Offenlegungsschrift WO 2017121123 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem Fahrzeuge sich bei einem Infrastruktursystem, insbesondere einer Road-Side Unit (RSU) anmelden, um Netzwerkressourcen hinsichtlich einer V2X-Kommunikation zugewiesen zu bekommen.
  • Die CN 209571059 U offenbart ein Verfahren zur Reduzierung von Interferenzerscheinungen im Zusammenhang mit einem Infrastruktursystem, insbesondere einer Road-Side Unit (RSU), bei dem eine infrastrukturseitige Kamera abgeschirmt wird.
  • Aus der DE 102021210613 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer Sendeleistung mindestens eines aktiven Fahrzeugumfeldsensors eines zumindest teilautomatisiert geführten Fahrzeugs, bei dem eine ersten Nachricht von einer Infrastruktur empfangen wird und abhängig von Informationen der empfangenen ersten Nachricht Steuersignale zum Verringern der Sendeleistung eines aktiven Fahrzeugumfeldsensors erzeugt werden.
  • Aus der Funktechnik sind weiterhin verschiedenste Methoden zur Vermeidung von Interferenzen bekannt. Dabei wird beispielsweise jedem Teilnehmer, der auf eine gemeinsam genutzte Radioressource zugreifen möchte, zugewiesen, zum Beispiel nur in einem bestimmten Zeitschlitz oder Frequenzbereich zu senden. Beispielsweise existieren folgenden Koordinierungsmöglichkeiten:
    1. a) Zeitmodulierung (Frequency Division Multiple Access FDMA)
    2. b) Frequenzmodulierung (Time Division Multiple Access TDMA)
    3. c) Zeitfrequenzmodulierung (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access OFDMA)
    4. d) Codemodulierung (Code Division Multiple Access CDMA)
  • Unabhängig von der verwendeten Technologie zum Aufteilen des Zugriffs auf das Medium (z.B. Frequenzbereich) wird im Folgenden von Ressourcenblöcken gesprochen.
  • Ansätze zur Koordinierung von Drahtlosmediums-Zugriffen finden zum Beispiel in aktuellen Mobilfunknetzen wie 3G, 4G und 5G Verwendung. Dabei bestimmt beispielsweise eine Basisstation die Konfiguration eines Pools an Ressourcen und weist den Clients (z.B. Smartphones) die jeweiligen Ressourcenblöcke zu. Bei 4G und 5G wird dabei OFDMA verwendet, bei 3G CDMA. Außerdem sind aus C-V2X Anwendungen sogenannte semi-persistente-Scheduling (SPS) Mechanismen bekannt, bei dem keine zentrale Basisstation vorhanden ist, sondern alle Teilnehmer sich dezentral koordinieren.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Infrastrukturseitig montierte Umfeldsensoren können sich mit in einem Fahrzeug verbauten Umfeldsensoren stören (Interferenz). Aber auch, wenn keine entsprechenden Infrastrukturumfeldsensoren vorhanden sind, können sich Fahrzeugsensoren verschiedener Fahrzeuge, insbesondere bei zukünftiger höherer Verbreitung und Verwendung von nach hinten ausgerichteten Fahrzeugumfeldsensoren, gegenseitig stören.
  • Unter einem aktiven Umfeldsensor (Fahrzeugumfeldsensor oder Infrastrukturumfeldsensor) wird hierbei z.B. ein Fahrzeugumfeldsensor verstanden, der für eine Messung zunächst aktiv ein Signal aussendet, beispielsweise ein elektromagnetisches oder ein akustisches Signal. Dieses Signal wird beispielsweise an Objekten reflektiert und Anteile des reflektierten Signals können von dem aktiven Fahrzeugumfeldsensor detektiert werden. Durch Auswertung des empfangenen Signals in Bezug zum aktiv gesendeten Signal können Eigenschaften der reflektierenden Objekte, wie beispielsweise ein Abstand, eine Geschwindigkeit, eine Bewegungsrichtung, etc. bestimmt werden. Derartige Sensoren sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt und dem Fachmann geläufig. Beispiele für aktive Fahrzeugumfeldsensoren umfassen Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren.
  • Es kann daher als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, Störungen bzw. Interferenzen zwischen aktiven Infrastrukturumfeldsensoren und aktiven Fahrzeugumfeldsensoren oder zwischen verschiedenen aktiven Fahrzeugumfeldsensoren zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.
  • Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems, das mindestens einen aktiven Umfeldsensor umfasst vorgeschlagen, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
    • - Definieren eines räumlichen Interferenzbereichs einer Infrastruktur, in dem es zu Interferenzen mit oder zwischen fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren kommen kann, durch eine zentrale Stelle,
    • - fahrzeugseitiges Anmelden in dem Interferenzbereich,
    • - Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb des Umfeldsensorsystems durch die zentrale Stelle, wobei ein Ressourcenblock insbesondere Informationen zur Verteilung von Senderessourcen mindestens eines aktiven Umfeldsensors des Umfeldsensorsystems umfasst, insbesondere bezüglich einer zeitlichen Verteilung einer Sendeleistung und/oder einer Sendefrequenz und/oder einer Signalcodierung und/oder einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Sensors des aktiven Umfeldsensors,
    • - Betreiben des Umfeldsensorsystems gemäß dem zugewiesenen Ressourcenblock.
  • Der Interferenzbereich kann herbei beispielsweise in der Umgebung, also in einer regionalen Nähe zu dem Infrastruktursystem bzw. innerhalb eines Messbereichs einer stationären Umfeldsensorik eines Infrastruktursystems definiert werden, wenn die stationären Umfeldsensorik aktive Umfeldsensoren aufweist, die auf einer Sensortechnologie, beispielsweise Radar, beruhen, die üblicherweise auch in fahrzeugseitigen Umfeldsensoren in den Fahrzeugen zum Einsatz kommt, die sich innerhalb des Messbereichs der stationären Umfeldsensorik des Infrastruktursystems bewegen und so Interferenzen verursachen können. Alternativ oder zusätzlich kann ein Interferenzbereich in Bereichen einer Infrastruktur definiert sein, in denen z.B. aufgrund einer hohen Verkehrsdichte zu erwarten ist, dass sich fahrzeugseitige Umfeldsensoren verschiedener Fahrzeuge gegenseitig beeinflussen bzw. stören können.
  • Das fahrzeugseitige Anmelden in dem Interferenzbereich kann beispielsweise erfolgen, indem das Fahrzeug eine Kommunikationsverbindung mit einer Infrastrukturkomponente und/oder der zentralen Stelle aufbaut und eine Datennachricht an diese sendet, um sich anzumelden, beispielsweise mittels V2X-Kommunikation oder Mobilfunk. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass eine Infrastrukturkomponente und/oder die zentrale Stelle eine Nachricht an in den Interferenzbereich einfahrende Fahrzeuge versendet, z.B. gezielt oder per Broadcast, mit der die Fahrzeuge aufgefordert werden, sich in dem Interferenzbereich anzumelden. Die geographische Lage und Ausdehnung bzw. Form des Interferenzbereichs kann beispielsweise durch die zentrale Stelle und/oder eine Infrastrukturkomponente, beispielsweise in Form eines Broadcast, den vernetzten Fahrzeugen bekannt gemacht werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Interferenzbereich in einer digitalen Karte verzeichnet sein, die den vernetzten Fahrzeugen zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise von einem Cloud-System. Diese Information kann von einem Fahrzeug, welches den Interferenzbereich durchquert hat in der Karte eingetragen werden oder vom Infrastruktursystem direkt an das Karten Backend gemeldet werden. In beiden Fällen können die Informationen aktualisiert werden, wenn sich ein Interferenzbereich verändert, zum Beispiel weil er sich vergrößert oder nicht mehr existiert.
  • Ein Ressourcenblock im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine Anweisung, welcher aktive Umfeldsensor zu welchen Zeiten, welche Ressourcen, also beispielsweise Sende-/Empfangsfrequenzen, Sendeleistungen und/oder Codierungen verwenden soll. Es können mehrere Ressourcenblöcke zu einer Ressourcenblock-Konfiguration zusammengefasst sein. So kodiert ein Ressourcenblock beispielsweise, dass ein zugeordnete Umfeldsensor in einem bestimmten Zeitfenster bestimmte Frequenzbereiche nutzen darf und/oder mit welcher Sendeleistung der zugeordnete Umfeldsensor zu bestimmten Zeiten senden darf. Derartige Verteilungen von Ressourcen sind aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen beispielsweise die schon erwähnten Verfahren der Zeitmodulierung (Frequency Division Multiple Access FDMA), Frequenzmodulierung (Time Division Multiple Access TDMA), Zeitfrequenzmodulierung (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access OFDMA) und Codemodulierung (Code Division Multiple Access CDMA). Ein derartiger Ressourcenblock wird erfindungsgemäß durch die zentrale Stelle definiert und der jeweilige fahrzeugseitige oder infrastrukturseitige Umfeldsensor kann gemäß dem zugewiesenen Ressourcenblock betrieben werden.
  • Die zentrale Stelle kann in einer möglichen Ausführung als eine Infrastrukturkomponente, insbesondere eine Road-Side-Unit eines Infrastruktursystems, ausgebildet sein. Dadurch werden vorteilhaft kurze Signalwege, sowohl beim fahrzeugseitigen Anmelden in dem Interferenzbereich als auch beim Zuweisen eines Ressourcenblocks zum Betrieb eines fahrzeugseitigen Umfeldsensorsystems erzielt. Die Kommunikation kann beispielsweise über V2X erfolgen.
  • In einer alternativen Ausführung kann die zentrale Stelle als zentraler Rechner oder als Cloud ausgebildet sein, also insbesondere räumlich getrennt von der Infrastruktur vorliegen. In diesem Fall kann das fahrzeugseitige Anmelden in dem Interferenzbereich sowie das Zuweisen eines Ressourcenblocks zum Betrieb eines fahrzeugseitigen Umfeldsensorsystems beispielsweise mittels Mobilfunks (3G, 4G, 5G oder 6G) erfolgen. Mit dieser Ausführung kann das Verfahren besonders effizient ausgeführt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt das Erzeugen des Ressourcenblocks abhängig von einer Mehrzahl, insbesondere von allen, aktuell innerhalb des Interferenzbereichs aktiven Umfeldsensoren. Wenn also beispielsweise mehrere vernetzte Fahrzeuge mit aktiven Umfeldsensoren innerhalb des Interferenzbereiches unterwegs sind, wird der Ressourcenblock abhängig von einigen oder besonders bevorzugt allen beteiligten aktiven Umfeldsensoren und für alle beteiligten aktiven Umfeldsensoren erzeugt werden. So können die jeweiligen Ressourcenblöcke beispielsweise so gestaltet sein, dass bei direkt hintereinanderfahrenden Fahrzeugen, ein aktiver Umfeldsensor des vorausfahrenden Fahrzeugs, dessen Sende-/Empfangsbereich (Messbereich) entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet ist, nicht gleichzeitig und/oder im gleichen Frequenzbereich betrieben wird, wie ein aktiver Umfeldsensor des hinteren Fahrzeugs, dessen Sende-/Empfangsbereich nach vorne ausgerichtet ist.
  • Hierbei kann in einer möglichen Ausführung die zentrale Stelle für eine Mehrzahl, insbesondere für jedes, der aktuell innerhalb des Interferenzbereichs aktiven Umfeldsensoren einen individuellen Ressourcenblock erzeugen und dem betreffenden Umfeldsensorsystem zuweisen. Für fahrzeuggebundene Umfeldsensoren können die jeweiligen Ressourcenblöcke dann dem betreffenden Fahrzeug mittels einer Kommunikationsverbindung übermittelt werde. Dabei kann vorteilhaft eine Kommunikationsverbindung genutzt werden, die bereits zum fahrzeugseitigen Anmelden in dem Interferenzbereich aufgebaut wurde.
  • In einer alternativen möglichen Ausführung kann die zentrale Stelle für eine Mehrzahl, insbesondere für jedes, der aktuell innerhalb des Interferenzbereichs aktiven Umfeldsensoren eine gemeinsame Ressourcenblock-Konfiguration erzeugen und allen beteiligten Umfeldsensorsystemen die gemeinsame Ressourcenblock-Konfiguration zuweisen. Jedes beteiligte Umfeldsensorsystem kann der gemeinsamen Ressourcenblock-Konfiguration die Informationen entnehmen, die die eigenen Umfeldsensoren betreffen. Damit wird der Vorteil erzielt, dass nur eine Nachricht erzeugt werden muss, die die gemeinsame Ressourcenblock-Konfiguration umfasst und die, beispielsweise mittels eines Broadcast, an alle beteiligten Umfeldsensorsysteme verschickt werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das fahrzeugseitige Anmelden das Senden einer ersten Datennachricht, insbesondere einer V2X-Nachricht, umfasst, wobei die erste Datennachricht Informationen über einen oder mehrere Sensortypen der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren und/oder über die Anzahl der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren und/oder einen Einbauort der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren und/oder eine Senderichtung der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der Ressourcenblock effizient erzeugt werden kann und möglichst viele Eigenschaften der beteiligten Umfeldsensoren berücksichtigt.
  • Besonders bevorzugt umfasst die erste Datennachricht dazu Anforderungen oder Wünsche an bestimmte Betriebsfrequenzen und/oder Zeitfenster zum Betrieb der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren.
  • Das Zuweisen eines Ressourcenblocks zum Betrieb eines Umfeldsensorsystems eines Fahrzeugs umfasst in einer weiteren bevorzugten Ausführung, dass eine zweite Datennachricht, insbesondere eine V2X-Nachricht, von der zentralen Stelle an das betreffende Fahrzeug gesendet wird, wobei die zweite Datennachricht Informationen repräsentierend den erzeugten Ressourcenblock umfasst. Hierdurch kann ein fahrzeugspezifischer oder ein umfeldsensorspezifischer Ressourcenblock besonders effizient zugewiesen werden. Für den Fall, dass ein Ressourcenblock pro Umfeldsensor explizit versendet wird, ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass die Positionen und Senderichtungen aller Sensoren in der Gesamtsituation mit einbezogen werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Interferenz von mindestens zwei aktiven Umfeldsensoren mittels eines Infrastruktursystems erkannt wird. Dazu überwacht das Infrastruktursystem insbesondere die aktuell verwendeten Ressourcen der aktuell innerhalb des Interferenzbereichs aktiven Umfeldsensoren mittels einer Infrastruktursensorik. Dabei können von einem Sensortyp (z.B. Radarsensor) räumlich verteilt mehrere Umfeldsensoren bzw. Interferenzdetektoren aufgestellt werden, um zum Beispiel festzustellen ob Interferenzen nur lokal auftreten oder einen großen Bereich bedecken. Das Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb eines Umfeldsensorsystems kann in dieser Ausführung abhängig von einer derart erkannten Interferenz erfolgen.
  • Besonders bevorzugt kann erkannt werden, dass ein bestimmter aktiver Umfeldsensor nicht gemäß eines zugewiesenen Ressourcenblocks betrieben werden kann. Dies kann beispielsweise erkannt werden, indem festgestellt wird, dass ein bestimmter Umfeldsensor nicht gemäß eines zugewiesenen Ressourcenblocks betrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Infrastruktursystem beispielsweise Anfragen von Fahrzeugen mit selbst detektierten Objekten vergleichen und dadurch unvernetzte Fahrzeuge erkennen. Werden derartige unvernetzte Fahrzeuge bzw. bestimmte aktive Umfeldsensoren, die nicht gemäß eines zugewiesenen Ressourcenblocks betrieben werden können, erkannt, können die von diesem bestimmten Umfeldsensor bzw. Fahrzeug verwendeten Ressourcen erfasst werden und das Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb zumindest eines anderen Umfeldsensorsystems, das gemäß eines zugewiesenen Ressourcenblocks betrieben werden kann, kann nun zusätzlich abhängig von den verwendeten Ressourcen des bestimmten aktiven Umfeldsensors erzeugt werden. Damit wird es in vorteilhafter Weise ermöglicht, auch aktive Umfeldsensoren von nicht-vernetzten Fahrzeugen, die trotzdem Interferenzen hervorrufen können, mit einzubinden und zumindest die anderen aktiven Umfeldsensoren so zu betreiben, dass Interferenzen minimiert werden.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems, das mindestens einen aktiven Umfeldsensor umfasst vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen. Die Vorrichtung weist dazu eine Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit vernetzten Fahrzeugen und eine zentrale Stelle zum Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb des Umfeldsensorsystems auf. Die Vorrichtung kann beispielsweise als eine sogenannte Road-Side Unit (RSU) ausgeführt sein.
  • Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug umfassend ein Umfeldsensorsystem mit mindestens einem aktiven Umfeldsensor und einer Kommunikationseinheit, die ausgebildet ist Datennachrichten, insbesondere V2X-Nachrichten, zu senden und zu empfangen vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug ausgebildet ist, sich mittels der Kommunikationseinheit in einem Interferenzbereich bei einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt anzumelden und von der zentralen Stelle mindestens einen Ressourcenblock zum Betrieb des Umfeldsensorsystems zu empfangen und den mindestens einen aktiven Umfeldsensor entsprechend dem empfangenen Ressourcenblock zu betreiben.
  • Bevorzugt ist ein aktiver Umfeldsensor des Fahrzeugs als Radarsensor und/oder als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor ausgebildet.
  • Beispielsweise für als rotierende Sensoren, insbesondere rotierende Lidarsensoren (z.B. wie sie bei hoch automatisierten Fahrzeugen oftmals zum Einsatz kommen) ausgebildete Umfeldsensoren, kann mittels des zugewiesenen Ressourcenblocks eine Rotationseigenschaft wie beispielsweise eine Rotationsstellung zusammen mit einer Richtung und/oder Geschwindigkeit der Rotation für bestimmte Zeitpunkte vorgegeben werden, so dass sich der rotierende Lidarsensor nicht mit anderen rotierenden Sensoren stört.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist das Umfeldsensorsystem des Fahrzeugs mindestens zwei Umfeldsensoren auf, wobei ein erster Umfeldsensor einen Sende-/Empfangsbereich aufweist, der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist und wobei ein zweiter Umfeldsensor einen Sende-/Empfangsbereich aufweist, der entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Für eine derartige Anordnung von Sensoren, durch die sich insbesondere bei mehreren hintereinanderfahrenden Fahrzeugen dieser Art, Probleme mit Interferenzen der ersten und zweiten Umfeldsensoren verschiedener Fahrzeuge, vermehrt auftreten können, können diese Interferenzen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders effizient vermieden oder zumindest verringert werden.
  • In einer möglichen Ausführung der Erfindung kann der aktive Umfeldsensor selbst als Kommunikationssystem genutzt werden. In einer derartigen Ausführung der Erfindung ist der Umfeldsensor eingerichtet, die Informationen bezüglich der Ressourcen-Blöcke auszutauschen. Wenn beispielsweise ein Umfeldsensor der Infrastruktur als Radarsensor ausgebildet ist, kann dieser Radarsensor eine Information über einen Ressourcenblock auf sein aktives Signal modulieren und so übertragen, so dass andere Radarsensoren diese Informationen empfangen und interpretieren können.
  • Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Infrastruktursystem zur Unterstützung eines zumindest teilautomatisierten Führens eines vernetzten Fahrzeugs, das gemäß dem dritten Aspekt ausgebildet ist, vorgeschlagen wobei das Infrastruktursystem eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems umfasst.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist das erfindungsgemäße Infrastruktursystem ein Umfeldsensorsystem mit mindestens einem, insbesondere stationär angeordneten, aktiven Umfeldsensor auf, wobei das Umfeldsensorsystem gemäß einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung betrieben wird.
  • Nach einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen, vorgeschlagen.
  • Die Erfindung ermöglich vorteilhaft, Interferenzen bzw. Störungen von aktiven Umfeldsensoren untereinander zu vermeiden, indem eine geeignete Koordination der Ressourcen durch eine zentrale Steuerungseinheit eines Infrastruktursystems erfolgt. Dabei wird sichergestellt, dass jedes Fahrzeug oder jeder einzelne aktiv aussendende Umfeldsensor einen eigenen Zeitbereich, Frequenzbereich oder Code (oder Kombinationen daraus) erhält und es keinen oder zumindest nur wenig Überlapp - und damit keine bzw. minimierte Interferenzen - mit anderen aktiven Umfeldsensoren gibt.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.
    • 1 zeigt ein Infrastruktursystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 2 zeigt drei vernetzte Fahrzeuge, die jeweils ein Umfeldsensorsystem mit aktiven Umfeldsensoren aufweisen, wobei das Umfeldsensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben wird.
    • 3 zeigt eine Systemarchitektur eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mehrstufigen Systems zum Betreiben mehrerer Umfeldsensorsysteme.
    • 5 zeigt vier Beispiele für mögliche Ausführungen von erzeugten Ressourcenblock-Konfigurationen.
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • 1 zeigt ein Infrastruktursystem 100 nach einem möglichen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Infrastruktursystem 100 umfasst in diesem Beispiel ein Umfeldsensorsystem 12 mit zwei, jeweils als Radarsensor ausgebildeten Infrastruktursensoren 12a und 12b, die jeweils stationär an einer Schilderbrücke 13 angeordnet sind und Objekte und/oder Interferenzen innerhalb einer Straßeninfrastruktur 25 erfassen. Das Infrastruktursystem 100umfasst weiterhin eine Vorrichtung 10 zum Betreiben des Umfeldsensorsystems 12, wobei die Vorrichtung 10 eine Recheneinheit 15 aufweist. Die durch die Infrastruktursensoren 12a und/oder 12b gewonnenen Objektinformationen können durch die Recheneinheit 15 weiterverarbeitet werden. Die Recheneinheit 15 weist ein Kommunikationsmodul 17 auf, das ausgebildet ist V2X-Nachrichten zu senden und zu empfangen.
  • Es ist ein Interferenzbereich 28 definiert, in dem es zu möglichen Interferenzen zwischen mindestens einem der Infrastruktursensoren 12a und 12b und einem fahrzeugseitigen Umfeldsensorsystem, das ebenfalls einen Radarsensor aufweist, kommen kann. Ein vernetztes Fahrzeug 20 ist in Begriff in den Interferenzbereich 28 einzufahren. Das vernetzte Fahrzeug weist ein Umfeldsensorsystem 22 mit drei als Radarsensoren ausgebildeten Umfeldsensoren 22a, 22b und 22c auf. Der Umfeldsensor 22a weist einen nach vorne, also in Fahrtrichtung ausgerichteten, Sende-/Empfangsbereich (Messbereich) 23a auf. Die Umfeldsensoren 22b und 22c weisen jeweils einen schräg nach hinten ausgerichteten Sende-/Empfangsbereich (Messbereich) 23b bzw. 23c auf. Das vernetzte Fahrzeug 20 ist mit einem V2X-Modul 27 ausgerüstet, so dass es eine V2X-Kommunikationsverbindung 32 zu dem Kommunikationsmodul 17 der Recheneinheit 15 der Vorrichtung 10 aufbauen kann.
  • Das Fahrzeug 20 sendet über die V2X-Kommunikationsverbindung 32 eine erste Datennachricht an die Vorrichtung 10, um sich in dem Interferenzbereich 28 anzumelden. Die erste Datennachricht umfasst Informationen über die Sensortypen der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren 22a, 22b, 22c, über die Anzahl, den jeweiligen Einbauort und eine jeweilige Senderichtung der Umfeldsensoren 22a, 22b und 22c.
  • Optional kann die erste Datennachricht zusätzlich Anforderungen oder Wünsche an bestimmte Betriebsfrequenzen und/oder Zeitfenster zum Betrieb der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren 22a, 22b und 22c umfassen.
  • Die Recheneinheit 15 erzeugt daraufhin mindestens einen Ressourcenblock zum Betrieb des Umfeldsensorsystems des Fahrzeugs 20, und weist den Ressourcenblock dem Fahrzeug 20 zu. Der Ressourcenblock umfasst Informationen zur Verteilung von Senderessourcen der aktiven Umfeldsensoren 22a, 22b, 22c des Umfeldsensorsystems 22 des Fahrzeugs 20, insbesondere bezüglich einer jeweiligen zeitlichen Verteilung einer Sendeleistung und/oder einer Sendefrequenz und/oder einer Signalcodierung der aktiven Umfeldsensoren 22a, 22b, 22c. Der Ressourcenblock kann über die Kommunikationsverbindung 32 an das Fahrzeug 32 übermittelt werden, so dass das Umfeldsensorsystems 22 des Fahrzeugs 20 gemäß dem Ressourcenblock betrieben werden kann.
  • Die Recheneinheit 15 kann außerdem optional je einen Ressourcenblock zum Betreiben der Infrastruktursensoren 12a und 12b erzeugen, wobei die von dem Fahrzeug übermittelten Informationen bezüglich der Umfeldsensoren 22a, 22b und 22c berücksichtigt werden.
  • In den 2a) und 2b) ist dargestellt, wie eine beispielhafte Ressourcenblock-Konfiguration der aktiven Umfeldsensoren 22'a, 22'b, 22'c, 22''a, 22''b, 22''c, 22'''a, 22'''b, 22'''c dreier hintereinander fahrender vernetzter Fahrzeuge 20', 20'', 20''' gemäß eines entsprechenden Ressourcenblocks während unterschiedlicher Zeitintervalle dafür sorgen kann, dass die heckseitigen Umfeldsensoren 22'b, 22'c, 22''b, 22''c, 22'''b, 22'''c alle zu einem Zeitpunkt t0 (2 a)) und die frontseitigen Umfeldsensoren 22'a, 22''a, 22'''a alle zu einem zweiten Zeitpunkt t1 (2 b)) senden. Die Interferenz der Umfeldsensoren 22`a, 22`b, 22`c, 22''a, 22''b, 22''c, 22'''a, 22'''b, 22'''c untereinander ist dadurch stark verringert, da keine Umfeldsensoren mit direkter Sichtverbindung (Line-Of-Sight LOS) gleichzeitig senden bzw. empfangen.
  • 3 zeigt eine Systemarchitektur eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die vorteilhaft ermöglicht, dass ein Infrastruktursystem ein erfindungsgemäßes Verfahren umsetzen kann. 312, 313, 314 und 316 bezeichnen die aktiven Umfeldsensortypen, bei denen Interferenzen vermieden werden sollen. So ist im vorliegenden Beispiel 312 ein Radarsensor, 313 ein Lidarsensor, 314 ein Ultraschallsensor, 316 bezeichnet weitere denkbare Sensortypen. Die Umfeldsensoren der Infrastruktur 312, 313, 314, 316 sind über eine Datenverbindung (drahtlos oder drahtgebunden) mit einem Infrastrukturcomputer 315 verbunden, der als zentrale Stelle agiert. So können Messdaten und Anfragen von den Umfeldsensoren 312, 313, 314, 316 an den Infrastrukturcomputer 315 übermittelt werden. Des Infrastrukturcomputer 315 umfasst ein Funkmodul 340, über das, beispielsweise per V2X-Kommunikation Anfragen 360 von vernetzten Fahrzeugen, die sich aktuell in einem Interferenzbereich der Infrastruktur befinden oder in einen Interferenzbereich der Infrastruktur einfahren wollen. Der Infrastrukturcomputer 315 umfasst einen Interferenzdetektor 320, welcher die Daten der Umfeldsensoren 312, 313, 314, 316 der Infrastruktur verarbeitet und auf Interferenzen überprüft. Basierend auf der Überprüfung auf Interferenzen wird ein sogenannter „Ressourcenblock Konfigurations-Algorithmus“ 330 ausgeführt, welcher mithilfe der erkannten Interferenzen und der, z.B. per V2X empfangenen Anfragen der vernetzten Fahrzeuge und den darin enthaltenen Informationen über spezifische Sensorkonfiguration eines jeweiligen Fahrzeugs u.a. mindestens einen geeigneten Ressourcenblock erstellt. Dafür können insbesondere regelbasierte Ansätze verwendet werden oder durch maschinelles Lernen antrainierte Netze. Wird ein neuronales Netz verwendet, so kann sich dieses selbst verbessern, indem es die errechneten Ressourcenblöcke zusammen beispielsweise unter Berücksichtigung einer für die beteiligten Umfeldsensoren bestimmten Sensorperformance verarbeitet und auf die Vermeidung bzw. Verminderung von Kollisionen und Problemen hin optimiert. Im Anschluss können die Informationen 350 für ein bestimmtes vernetztes Fahrzeug oder für alle Teilnehmer an das Funkmodul 340 des Infrastrukturcomputers 315 weitergegeben werden, welches die Informationen an den jeweiligen Teilnehmer versenden kann. Dafür können beispielsweise direkte Funktechnologien (802.11p/DSRC, C-V2X, ...) oder Mobilfunk (4G/5G/6G) verwendet werden.
  • Wie in 4 dargestellt ist, kann das Infrastruktursystem dabei die Ressourcen ebenfalls von einem übergeordneten System zugewiesen bekommen oder sich dezentral mit anderen Infrastruktursystemen abstimmen. Dies ist insbesondere bei Infrastruktursystemen mit überlappenden Sensorsichtbereichen vorteilhaft. So kann eine zentrale Kontrollstelle 410 vorgesehen sein, die Ressourcenblöcke für drei zugeordnete Infrastruktursysteme 410, 420, 430 erzeugt und zuweist. Jedes der Infrastruktursysteme 410, 420, 430 kann nun die von der zentrale Kontrollstelle 410 zugewiesenen Ressourcenblöcke gemäß Anfragen individueller Fahrzeuge 412-432 aufteilen und den jeweiligen Fahrzeugen und/oder oder seinen eigenen Infrastruktursensoren zuweisen. Hierzu kann jedes der Infrastruktursysteme 410, 420, 430 beispielsweise eine Vorrichtung 10 gemäß 3 mit einer zusätzlichen Schnittstelle 380 aufweisen.
  • 5 zeigt vier Beispiele für mögliche Ausführungen einer erfindungsgemäß erzeugten Ressourcenblock-Konfiguration. Jede Ressourcenblock-Konfiguration weist in diesen Beispielen zwei Dimensionen auf, die als Diagramme 510, 520, 530, 540 dargestellt sind. Beispielsweise kann die erste Dimension (x-Achse) eine Zeit, beziehungsweise bestimmte Zeitfenster umfassen. Die zweite Dimension (y-Achse) kann beispielsweise eine Frequenz beziehungsweise bestimmte Frequenzbereiche umfassen.
  • Im Beispiel der 5 a) werden die Teilnehmer nach einer ersten Ressource, die hier auf der x-Achse dargestellt ist (z.B. Zeit) unterteilt. Die zweite Ressource ist auf der y-Achse aufgetragen (z.B. eine Frequenz). Die Teilnehmer können in diesem Beispiel jeweils das gesamte Frequenzspektrum nutzen. Ein größeres verfügbares Frequenzspektrum kann bei einem Radarsensor zum Beispiel eine höhere Genauigkeit für die Detektion bedeuten. Jeder Teilnehmer - also teilnehmende vernetzte Fahrzeuge als auch die Infrastruktur - erhalten hierbei gleich viele Ressourcen 511, 513, 515, 517. Außerdem gibt es noch einen freien Ressourcenblock 516 für einen zukünftigen Teilnehmer. Nach fünf Zeitfenstern beginnt das Schema wieder dem ersten Teilnehmer. Prinzipiell könnte sich die Infrastruktur selbst auch mehr Ressourcenblöcke zuweisen, da sie ihre Information für die Fahrzeuge bereitstellt und damit eine wichtigere Rolle spielen kann.
  • Im Beispiel der 5 b) werden die Teilnehmer in die verschiedenen Frequenzbereiche 521, 523, 525, 527 unterteilt, die gleichzeitig verwendet werden können. Das hat den Vorteil, dass jeder Teilnehmer länger senden/empfangen kann, was bei einem Radarsensor zum Beispiel eine höhere potenzielle Reichweite bedeutet. Prioritäten wie Ressource1 / Ressource2 oder Reichweite / Genauigkeit könnten die Teilnehmer dem Infrastruktursystem bei der Anfrage mitteilen.
  • In Beispiel der 5 c) ist ein Szenario mit vergleichsweise vielen Teilnehmern dargestellt. In einer derartigen Situation kann es sinnvoll sein, beide Ressourcen (z.B. Zeit- und Frequenzbereich) aufzuteilen. Dabei könnte zum Beispiel einem Infrastruktursystem am meisten Ressourcen 535 zugeteilt werden oder zum Beispiel einem hochperformanten Radarsensor können mehr Ressourcen 533 zugeteilt werden als einem normalen Radarsensor 531. Die Zuteilung der Ressourcen kann beispielsweise auch mit einem kostenpflichtigen Service verbunden werden, wobei Nutzer oder Fahrzeughersteller für erhöhte Genauigkeit oder Reichweite in Interferenzbereichen bezahlen müssten.
  • Je nach Auslastung der Ressourcen durch die aktuelle Fahrzeuganzahl kann auch auf einen bestimmten Abstand („spacing“) zwischen den Frequenzbereichen geachtet werden, um die Interferenzen durch benachbarte Frequenzen zu verringern.
  • Damit bereits aktuell im Markt existierende Fahrzeuge (bzw. deren aktive Umfeldsensoren) weiter funktionieren können wird anhand von 5 d) eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung vorgestellt.
  • Hierbei überwacht das Infrastruktursystem laufend alle aktiven Sensorsignale der Umgebung und kann dadurch feststellen, wenn ein bestimmter Ressourcenblock 547 genutzt wird, obwohl dieser von der Infrastruktur selbst nicht vergeben wurde. So können Kollisionen 549 mit von der Infrastruktur als zentrale Stelle zugewiesenen Ressourcenblöcken 551, 543, 545 festgestellt werden, die dadurch entstehen können, dass zum Beispiel ein Fahrzeug einen herkömmlichen aktiven Umfeldsensor besitzt und nicht an die Ressourcenblock Konfiguration der Infrastruktur gekoppelt ist. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, dass die Infrastruktur die Anfragen von Fahrzeugen mit selbst detektierten Objekten vergleicht und dadurch unvernetzte Fahrzeuge erkennen kann. Falls einer der Ressourcen des unvernetzten Fahrzeugs von dem Infrastruktursystem einem anderen, vernetzten Fahrzeug zugewiesen war, kann das Infrastruktursystem diesem Fahrzeug eine neue Ressourcenblock-Konfiguration zukommen lassen.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Es ist ein Ablaufdiagramm 600 des Vorgangs von der Einfahrt eines Fahrzeugs 20 in einen Interferenzbereich bis zum Ende dargestellt. Nicht dargestellt ist die Detektion einer Interferenz durch das Infrastruktursystem und das Definieren eines Interferenzbereichs. Zuerst erkennt das Fahrzeug 20 in Schritt 610 einen Interferenzbereich, zum Beispiel indem ein Infrastruktursystem dazu eine entsprechende Broadcastnachricht per Funk aussendet, oder beispielsweise, indem der Interferenzbereich in einer digitalen Karte des Fahrzeugs 20 eingetragen ist. Daraufhin sendet das Fahrzeug in Schritt 620 eine Anfrage zur Zuweisung eines Ressourcenblocks an eine Vorrichtung 10, die als Teil des Infrastruktursystems ausgebildet ist und eine zentrale Stelle aufweist. Unabhängig davon kann das Infrastruktursystem mit seinen eigenen Sensoren in 625 optional die Umgebung erfassen und alle Objekte, insbesondere Fahrzeuge, detektieren. In Schritt 630 berechnet die Vorrichtung 10 eine optimale Ressourcenzuteilung basierend auf allen aktuellen Anfragen und allen erkannten Fahrzeugen. Wenn die Vorrichtung 10 einen Ressourcenblock für das Fahrzeug 20 bestimmt hat, kann es diesen in Schritt 640 an das Fahrzeug 20 übermitteln. Das Fahrzeug 20 kann damit in Schritt 650 seine aktiven Umfeldsensoren konfigurieren. Zu einem späteren Zeitpunkt, z.B. bei einer Ressourcen-Kollision 660 mit einem herkömmlichen („legacy“-) Sensor, kann die Vorrichtung 10 in Schritt 670 eine Nachricht mit einem neuen Ressourcenblock an das Fahrzeug 20 senden und dieses konfiguriert damit seine Umfeldsensoren in Schritt 680 neu. Beim Verlassen des Interferenzbereichs kann das Fahrzeug 20 sich optional bei der Vorrichtung 10 abmelden.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Es ist ein Ablaufdiagramm 700 des Vorgangs von Detektieren einer Interferenz bzw. Kollision von Ressourcen bis zum Konfigurieren bzw. Betreiben einer Fahrzeugsensorik dargestellt.
  • In Schritt 710 wird durch eine entsprechende Sensorik einer Vorrichtung 10 eines Infrastruktursystems eine Interferenz bzw. Kollision von Ressourcen von aktiven Umfeldsensoren eines Fahrzeugs 20 sowie von aktiven Umfeldsensoren des Infrastruktursystems erkannt bzw. detektiert. In Schritt 720 wird von der Vorrichtung 10 eine Nachricht an das Fahrzeug 20 übermittelt, mit der das Fahrzeug 20 informiert wird, wo sich räumlich der Interferenzbereich befindet. Das Fahrzeug 20 stellt daraufhin in Schritt 730 eine Anfrage nach einem Ressourcenblock an die Vorrichtung 10. Währenddessen werden von der Vorrichtung 10 gemäß Schritt 740 weitere Fahrzeuge sensiert. Die Vorrichtung 10 berechnet in Schritt 750 eine optimale Ressourcenzuteilung unter Berücksichtigung aller Fahrzeuge, die sich aktuell in dem Interferenzbereich aufhalten und die in Schritt 740 erfasst wurden. Der so ermittelte Ressourcenblock wird in Schritt 760 an das Fahrzeug 20 übermittelt. Das Fahrzeug 20 konfiguriert bzw. betreibt seine Umfeldsensorik in Schritt 770 gemäß dem zugewiesenen Ressourcenblock.
  • In Schritt 780 erkennt die Vorrichtung 10, dass eine Kollision der Ressourcen gemäß dem zuvor in Schritt 750 berechneten Ressourcenblicks aufgetreten ist, beispielsweise weil sich ein Fahrzeug in dem Interferenzbereich befindet, dessen Umfeldsensorik nicht gemäß einem zugewiesenen Ressourcenblock betrieben werden kann („legacy“-Sensorik). Daraufhin berechnet die Vorrichtung 10 einen neuen Ressourcenblock unter Berücksichtigung der erkannten Kollision und übermittelt diesen in Schritt 790 an das Fahrzeug 20. Das Fahrzeug 20 konfiguriert bzw. betreibt seine Umfeldsensorik in Schritt 795 gemäß dem neu zugewiesenen Ressourcenblock.
  • Eine V2X-Nachricht die von einem Fahrzeug an eine Vorrichtung des Infrastruktursystems gesendet oder zwischen zwei Infrastruktursystemen ausgetauscht wird, kann beispielsweise wie in folgender Tabelle ausgeführt sein. Hierbei sind die einzelnen Felder sowie deren Bezeichnungen beispielhaft zu verstehen.
    Andere Header (z.B. Ethernet, Geonetworking, BTP, ...)
    ItsPduHeader
    Stationseigenschaften
    Stationstyp (Fahrzeug (PKW, LKW, ...) oder Infrastruktursystem)
    Fahrzeugld
    Position (latitude, longitude, altitude)
    Geschwindigkeit
    Heading / Fahrtrichtung
    Plantrajektorie (optional)
    AktiveSensorListe (Radar, Lidar, Ultrasonic)
    1
    Sensor Id (z.B. 1)
    Sensortyp (z.B. Radar)
    Einbauposition
    Orientierung
    Abstrahlcharakteristik (Sendeleistung, Field of View vertikal/horizontal, rotierend)
    Unterstützte Zugriffsverfahren (z.B. TDMA, FDMA, OFDM, CDMA)
    Unterstützte Frequenzen (z.B. 60GHz) (optional)
    Unterstützte Zeitslots (z.B. minimal 50ms) (optional)
    Unterstützte Codes (optional)
    Wunschpriorität (z.B. eher viel Sendezeit anstatt viel Frequenz) (optional)
    2
    ...
    Art der Ressourcenanfrage: Pro Sensor oder fürs ganze Fahrzeug
    Signatur
    Zertifikat
  • Die Nachricht kann beispielsweise als Ressource Request Message (RRM) bezeichnet sein. Alternativ ist es denkbar, eine Collective Perception Message (CPM) und den darin enthaltenen SensorlnformationContainer zu verwenden, dieser Nachrichtstandard enthält aktuell aber keine Details zu Signaleigenschaften und müsste beispielsweise entsprechend der vorstehenden Tabelle erweitert werden.
  • Eine V2X-Nachricht die als Antwort von einer Vorrichtung des Infrastruktursystems an das Fahrzeug gesendet oder zwischen zwei Infrastruktursystemen ausgetauscht wird, kann beispielsweise wie in folgender Tabelle ausgeführt sein. Hierbei sind die einzelnen Felder sowie deren Bezeichnungen wiederrum rein beispielhaft zu verstehen.
    Andere Header (z.B. Ethernet, Geonetworking, BTP, ...)
    ItsPduHeader
    Stationseigenschaften
    Stationstyp (Infrastruktursystem bzw. RSU)
    Position (latitude, Iongitude, altitude)
    Interferenzbereich
    Flächendefinition (z.B. Rechteck, Polygon, ... wie in anderen V2X Nachrichten bereits genutzt)
    Vorhergesagte Dauer des Interferenzbereichs (optional)
    Details Ressourcenaufteilung (z.B. Frequenz 60Ghz in 10 Frequenzschlitze und 10 Zeitschlitze pro 100ms)
    Zeitbegrenzung des zugewiesenen Ressourcen-Blocks (z.B. bis nächste geplante Nachricht in 1s oder unlimitiert)
    Empfehlung/Zwang (falls Ressource vom Sensor nicht erfüllt werden, kann darf dann trotzdem normal weitergesendet werden oder nicht)
    RessourceBlockListe
    1
    Fahrzeug Id für die der Ressourceblock gilt (z.B. Fahrzeug 1)
    Art der Zuweisung (z.B. pro Sensor)
    Sensorliste
    1
    Sensor Id (z.B. 1)
    Zugewiesener Ressoureblock (z.B. Zeitschlitz x, Frequenzschlitz y)
    2
    ...
    2
    Fahrzeug Id für die der Ressourceblock gilt (z.B. Fahrzeug 2)
    Art der Zuweisung (z.B. pro Fahrzeug)
    Zugewiesener Ressoureblock (z.B. Zeitschlitz x, Frequenzschlitz y)
    Signatur
    Zertifikat
  • Die Nachricht kann beispielsweise als Resource Indication Message (RIM) bezeichnet sein. Die Erlaubnis diese Nachricht zu versenden, wird beispielsweise wie auch bei anderen V2X-Nachrichten zum Beispiel über ein Zertifikat geregelt. Die Erlaubnis sollen nur zertifizierte Infrastruktursysteme erhalten, damit beispielsweise keine Fahrzeuge anderen Fahrzeugen schlechte Ressourcen zuweisen können. Die Nachricht kann beispielsweise als Broadcast an alle Fahrzeuge in Reichweite versendet werden oder als Punkt zu Punkt Übertragung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2017121123 A1 [0006]
    • CN 209571059 U [0007]
    • DE 102021210613 A1 [0008]

Claims (18)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems (12, 22), das mindestens einen aktiven Umfeldsensor (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) umfasst, mit den Schritten: - Definieren eines Interferenzbereichs (28), in dem es zu Interferenzen mit oder zwischen fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) kommen kann, durch eine zentrale Stelle (15, 315), - fahrzeugseitiges Anmelden in dem Interferenzbereich (28), - Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb des Umfeldsensorsystems durch die zentrale Stelle (15), wobei der Ressourcenblock insbesondere Informationen zur Verteilung von Senderessourcen mindestens eines aktiven Umfeldsensors (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) des Umfeldsensorsystems (12, 22) umfasst, insbesondere bezüglich einer zeitlichen Verteilung einer Sendeleistung und/oder einer Sendefrequenz und/oder einer Signalcodierung des aktiven Umfeldsensors und/oder einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Sensors, - Betreiben des Umfeldsensorsystems (12, 22) gemäß des zugewiesenen Ressourcenblocks.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Stelle als eine Infrastrukturkomponente, insbesondere eine Recheneinheit (15, 315) eines Infrastruktursystems (100), ausgebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Stelle als zentraler Rechner oder als Cloud ausgebildet ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Ressourcenblocks abhängig von einer Mehrzahl, insbesondere von allen, aktuell innerhalb des Interferenzbereichs (28) aktiven Umfeldsensoren (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Stelle (15) für eine Mehrzahl, insbesondere für jeden, der aktuell innerhalb des Interferenzbereichs aktiven Umfeldsensoren (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) einen individuellen Ressourcenblock erzeugt und dem betreffenden Umfeldsensorsystem (12, 22) zuweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Stelle (15) für eine Mehrzahl, insbesondere für jedes, der aktuell innerhalb des Interferenzbereichs aktiven Umfeldsensoren (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) eine gemeinsame Ressourcenblock-Konfiguration erzeugt und allen beteiligten Umfeldsensorsystemen (12, 22) die gemeinsame Ressourcenblock-Konfiguration zuweist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrzeugseitige Anmelden das Senden einer ersten Datennachricht, insbesondere einer V2X-Nachricht, umfasst, wobei die erste Datennachricht Informationen über einen oder mehrere Sensortypen der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) und/oder über die Anzahl der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) und/oder einen Einbauort der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) und/oder eine Senderichtung der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Datennachricht Anforderungen oder Wünsche an bestimmte Betriebsfrequenzen und/oder Zeitfenster zum Betrieb der fahrzeugseitigen aktiven Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) umfasst.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuweisen eines Ressourcenblocks zum Betrieb eines Umfeldsensorsystems (22) eines vernetzten Fahrzeugs (20) umfasst, dass eine zweite Datennachricht, insbesondere eine V2X-Nachricht, von der zentralen Stelle an das Fahrzeug (20) gesendet wird, wobei die zweite Datennachricht Informationen repräsentierend den erzeugten Ressourcenblock umfasst.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Interferenz von mindestens zwei aktiven Umfeldsensoren (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) mittels eines Infrastruktursystems (100) erkannt wird, indem das Infrastruktursystem die aktuell verwendeten Ressourcen der aktiven Umfeldsensoren (12a, 12b, 22a, 22b, 22c), insbesondere mittels einer Infrastruktursensorik, überwacht und das Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb eines Umfeldsensorsystems (12, 22) abhängig von einer erkannten Interferenz erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass erkannt wird, dass ein bestimmter aktiver Umfeldsensor nicht gemäß eines zugewiesenen Ressourcenblocks betrieben werden kann, wobei die von diesem bestimmten Umfeldsensor verwendeten Ressourcen erfasst werden und wobei das Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb zumindest eines anderen Umfeldsensorsystems (12, 22), das gemäß eines zugewiesenen Ressourcenblocks betrieben werden kann, zusätzlich abhängig von den verwendeten Ressourcen des bestimmten aktiven Umfeldsensors erzeugt wird.
  12. Vorrichtung (10) zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems (12, 22), das mindestens einen aktiven Umfeldsensor (12a, 12b, 22a, 22b, 22c) umfasst, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 11 auszuführen, wobei die Vorrichtung (10) eine Kommunikationseinheit (17) zur Kommunikation mit vernetzten Fahrzeugen (20) und eine zentrale Stelle (15, 315) zum Erzeugen und Zuweisen mindestens eines Ressourcenblocks zum Betrieb des Umfeldsensorsystems (12, 22) aufweist.
  13. Vernetztes Fahrzeug (20) umfassend ein Umfeldsensorsystem (22) mit mindestens einem aktiven Umfeldsensor (22a, 22b, 22c) und einer Kommunikationseinheit (27), die ausgebildet ist Datennachrichten, insbesondere V2X-Nachrichten, zu senden und zu empfangen, wobei das Fahrzeug (20) ausgebildet ist, sich mittels der Kommunikationseinheit (27) in einem Interferenzbereich (28) bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 12 anzumelden und von der zentralen Stelle (15, 315) mindestens einen Ressourcenblock zum Betrieb des Umfeldsensorsystems (22) zu empfangen und den mindestens einen aktiven Umfeldsensor (22a, 22b, 22c) entsprechend dem empfangenen Ressourcenblock zu betreiben.
  14. Vernetztes Fahrzeug (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein aktiver Umfeldsensor (22a, 22b, 22c) als Radarsensor und/oder als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor ausgebildet ist.
  15. Vernetztes Fahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfeldsensorsystem mindestens zwei Umfeldsensoren (22a, 22b, 22c) aufweist, wobei ein erster Umfeldsensor (22a) einen Sende-/Empfangsbereich (23a) aufweist, der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (20) ausgerichtet ist und wobei ein zweiter Umfeldsensor (22b, 22c) einen Sende-/Empfangsbereich (23b, 23c) aufweist, der entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs (20) ausgerichtet ist.
  16. Infrastruktursystem (100) zur Unterstützung eines zumindest teilautomatisierten Führens eines vernetzten Fahrzeugs (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Infrastruktursystem (100) eine Vorrichtung (10) nach Anspruch 12 zum Betreiben eines Umfeldsensorsystems umfasst.
  17. Infrastruktursystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrastruktursystem (100) ein Umfeldsensorsystem (12) mit mindestens einem, insbesondere stationär angeordneten, aktiven Umfeldsensor (12a, 12b) umfasst, wobei das Umfeldsensorsystem (12) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betrieben wird.
  18. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
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