EP1713035A2

EP1713035A2 - Datenübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: EP1713035A2
Application number: EP06090056A
Authority: EP
Inventors: Bernd Bochow
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2006-10-18
Also published as: EP1713035A3; DE102005018301A1; DE102005018301B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Datenübertragungsvorrichtung für kooperativen Datenaustausch zwischen mobilen Gegenständen, inbesondere einem Fahrzeug, mit mindestens einem Speichermittel (41, 42) für geographische Daten betreffend die Position des Gegenstandes, Bewegungsdaten des Gegenstandes und / oder die Zustandsdaten des Gegenstandes aufweist, gekennzeichnet durch
a) mindestens ein Sensormittel (1, 2) zur Erfassung mindestens eines Parameters des statischen und / oder dynamischen Zustandes des mindestens einen Gegenstandes (101, 102),
b) mindestens ein Vergleichsmittel (11, 12), das mindestens einen der Parameter automatisch mit einer vorgegebenen Bedingung vergleicht und in Abhängigkeit davon einen Ergebnisdatensatz (200) erzeugt und
c) eine Sendevorrichtung (21, 22) zur automatischen Aussendung eines Signaldatensatzes (201) in Abhängigkeit von der Erzeugung des Ergebnisdatensatzes (200), wobei der Signaldatensatz (201) von einer externen mobilen Empfangsvorrichtung (31, 32) detektierbar ist.

Die Erfindung betrifft auch ein System mit derartigen Datenübertragungsvorrichtungen und ein Verfahren. Damit können Daten zwischen Gegenständen kooperativ ausgetauscht werden.
Wobei das kooperative Verfahren die erteilte Speicherung und Auswertung der o.g. Ergebnissdatensätze zur Erhöhung der Redundanz und der Genauigkeit der Auswertung der Datensätze erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenübertragungvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein System nach Anspruch 5 und ein Verfahren nach Anspruch 8.
Datenspeichervorrichtungen für Verkehrsmittel sind z.B. in Form von Fahrdatenschreibern (Black Box, Event Data Recorder, EDR, bzw. Motor Vehicle Data Recorder, MVDR) bekannt.
Ein konventioneller EDR zeichnet Messdaten der Sensorik von Fahrzeugen in einem Zeitfenster um ein auslösendes Ereignis (z.B. Unfall) herum auf. Dies geschieht u.a. für den Fall der späteren Rekonstruktion der Bedingungen, die zu diesem Ereignis geführt haben.
In vielen Fällen können die Messdaten eines einzelnen Fahrzeugs mit einem EDR nach Auswertung nur ein eingeschränktes Bild der auslösenden Situation geben. Ein Beispiel ist die forensische Bestimmung der Ursache bei Mehrfachkollisionen. Insbesondere dann, wenn der auslösende Verkehrsteilnehmer nicht direkt beteiligt ist, ist die korrekte Auswertung sehr komplex.
Konventionelle EDR zeichnen Messwerte über ein definiertes Zeitfenster vor und nach einem auslösenden Ereignis (trigger event) entweder in Form von direkten Sensordaten oder in Form von vorverarbeiteten kinematischen Modellen in einem mechanisch geschützten Speichermedium auf.
In der technischen Realisierung werden dabei oft zyklische Aufzeichnungsverfahren angewendet, deren begrenzter Speicher wiederholt überschrieben wird. Dabei werden die ältesten aufgezeichneten Daten durch neu anfallende Daten ersetzt. Damit existiert zu jedem Zeitpunkt eine durch die Eigenschaften des Geräts genau definierte Zeitspanne an Messdaten im lokalen Speicher des EDR. Durch ein auslösendes Ereignis - z.B. durch die Aktivierung des Airbags eines Fahrzeugs - wird der gespeicherte Zustand fixiert bzw. nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach Eintreten des trigger event fixiert.
Diese Messwerte können - oft erst nach mechanischem Ausbau der Hardware des EDR - durch geeignete Lesegeräte ausgelesen und ausgewertet werden.
Einige bekannte Lösungen gestatten die Übertragung der Messwerte über ein Kommunikationssystem (drahtlos oder drahtgebunden, z.B. auch kontinuierlich) zu einer entfernten stationären Auswertekomponente.
Konventionelle EDR zeichnen lediglich Messwerte lokaler Sensorik auf. Selbst wenn mehrere Aufzeichnungen verschiedener Fahrzeuge existieren, so sind diese ohne zeitlichen und ursächlichen Zusammenhang. Zudem scheitert eine gemeinsame Auswertung möglicherweise an der Verfügbarkeit von nicht unmittelbar beteiligten Fahrzeugen.
Konventionelle EDR sind grundsätzlich nicht in der Lage, Sensordaten benachbarter Fahrzeuge oder umgebender - z.B. über eine Straßenrandinfrastruktur realisierte - Sensorik zu erfassen und stellen somit nur eine sehr beschränkte Sicht auf das auslösende Ereignis dar. Gekoppelte Ereignisse sind demnach nicht erfassbar.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Datenübertragungsvorrichtung zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet und insbesondere in der Lage ist, kooperativ mit anderen Datenübertragungsvorrichtungen zusammenzuarbeiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Datenübertragungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Datenübertragungsvorrichtung für kooperativen Datenaustausch zwischen mobilen Gegenständen, inbesondere Fahrzeugen, mindestens ein Speichermittel für geographische Daten betreffend die Position des Gegenstandes, den Speicherzeitpunkt, Kommunikationsdaten, Bewegungsdaten des Gegenstandes und / oder Zustandsdaten des Gegenstandes auf.
Somit wird auch der Kommunikationsvorgang selbst (Zeitpunkt, Inhalt, Sender, Empfänger, ...) gespeichert, was als Nachweis der korrekten Funktion des Kommunikationssystems z.B. bei der Ursachenermittlung sinnvoll ist.
Mit mindestens einem Sensormittel ist mindestens ein Parameter des statischen und / oder dynamischen Zustandes des mindestens einen Gegenstandes erfassbar. Diese Parameter können z.B. das Betriebs- und / oder das Fahrverhalten eines Fahrzeugs oder auch die Parameter der Bewegungs- und/oder Umgebungssituation betreffen.
Des Weiteren weist die Datenübertragungsvorrichtung mindestens ein Vergleichsmittel auf, das mindestens einen der Parameter automatisch mit mindestens einer vorgegebenen Bedingung vergleicht und in Abhängigkeit davon einen Ergebnisdatensatz erzeugt. Der Ergebnisdatensatz wird als ein Resultat des Vergleichs zum Zeitpunkt des auslösenden Ereignis (trigger event) erzeugt. Außerdem weist die Datenübertragungsvorrichtung eine Sendevorrichtung zur automatischen Aussendung eines Signaldatensatzes in Abhängigkeit von der Erzeugung des Ergebnisdatensatzes auf, wobei der Signaldatensatz von einer externen mobilen Empfangsvorrichtung detektierbar ist. Der Signaldatensatz wird nach Erzeugung des Ergebnisdatensatz erzeugt und übertragen. Er stellt also das übermittelte trigger event dar. Die externe Empfangsvorrichtung kann z.B. eine baugleiche Datenübertragungsvorrichtung sein, die an einem anderen Fahrzeug angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Datenübertragungsvorrichtung ermöglicht so den kooperativen Datenaustausch zwischen unterschiedlichen mobilen Gegenständen, wobei der Datenaustauch von einem bestimmten Ereignis getriggert wird, festgestellt durch das Vergleichsmittel. Der kooperative Datenaustausch erfolgt z.B. erst, wenn ein externer Klient über die Datenübertragungsvorrichtung den Ergebnisdatensatz abfragt bzw. wenn das erzeugende Fahrzeug diesen ungefragt aussendet
Mit Vorteil ist die Sendevorrichtung als drahtloser Sender, insbesondere für drahtlose Internet-Verbindung, ausgebildet. Damit ist eine Datenverbindung zwischen den mobilen Gegenständen in einfacher Weise möglich.
Vorteilhafterweise verfügt eine Ausführungsform der erfindungemäßen Datenübertragungsvorrichtung über ein Mittel zur Bestimmung der genauen Zeit, Position und / oder kinematischer Daten des Gegenstandes.
Zur Sicherung der Vertraulichkeit ist es vorteilhaft, wenn ein Mittel zur Erzeugung eines Echtheitszertifikates für den Ergebnisdatensatz und / oder den Signaldatensatz vorgesehen ist. Damit kann erreicht werden, dass nur bestimmte autorisierte Stellen den Ergebnisdatensatz oder den Signaldatensatz lesen können. Eine Manipulation der Datensätze würde auf Grund des Echtheitszertifikates sofort erkannt werden.
Die Aufgabe wird auch durch ein System gelöst, dass eine erfindungsgemäße Datenübertragungsvorrichtung aufweist. Bei einem solchen System werden mindestens zwei der Datenübertragungsvorrichtungen an oder in zwei getrennten Gegenständen angeordnet, wobei zwischen den Datenübertragungsvorrichtungen mindestens zeitweise eine kooperative Datenverbindung besteht.
Die Trennung kann hier eine physikalische Trennung sein, nicht notwendigerweise eine räumliche Trennung.
Mit Vorteil wird ein Gesamtdatensatz aus den Ergebnisdatensätzen von mindestens zwei Gegenständen gebildet, der eine Gesamtübersicht über die Situation aller Gegenstände des Systems gibt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn ein Ergebnisdatensatz und /oder der Gesamtdatensatz, insbesondere nur von einer autorisierten Stelle, nur nach Prüfung eines Echtheitzertifikates lesbar ist.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren für kooperativen Datenaustauch gemäß Anspruch 8 gelöst.
Dabei wird

a) mindestens mit einem Sensormittel automatisch mindestens ein Parameter des statischen und / oder dynamischen Zustandes des mindestens einen Gegenstandes erfasst,
b) durch mindestens ein Vergleichsmittel einer der Parameter automatisch mit einer vorgegebenen Bedingung verglichen und erzeugt in Abhängigkeit davon einen Ergebnisdatensatz und
c) eine Sendevorrichtung sendet automatisch einen Signaldatensatz in Abhängigkeit von der Erzeugung des Ergebnisdatensatzes, wobei der Signaldatensatz von einer externen mobilen Empfangsvorrichtung detektierbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems mit zwei Fahrzeugen;
Fig. 2: eine schematische Übersicht über den Ablauf einer Aktivierung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung;
Fig. 3: den Datenfluss innerhalb einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung;
Fig. 4-6: eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufs eines kooperativen Datenaustauschs:
Fig. 4: a) Eintreten eines Ereignisses, Speicherung eines Ergebnisdatensatzes und Sendung eines Signaldatensatzes;
Fig. 5: b) Abfrage der Ergebnisdatensätze durch einen autorisierten Nutzer;
Fig. 6: c) Erstellung des Gesamtdatensatz durch eine verbundene Auswerteinrichtung.

In Fig. 1 wird in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems unter Verwendung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung 111, 112 beschrieben. Zwei Gegenstände, hier zwei Fahrzeuge 101, 102, sind jeweils mit Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung 111, 112 gekoppelt. Im vorliegenden Fall sind die Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 jeweils in kleinen Gehäusen in der Karrosserie der Fahrzeuge 101, 102 angeordnet. Hier wird angenommen, dass die Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 im Wesentlichen baugleich sind, so dass beide zusammen beschrieben werden können. Grundsätzlich ist es aber möglich, dass die Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 unterschiedlich aufgebaut sind.
Jede der Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 verfügt über ein Sensormittel 1, 2 zur Erfassung mindestens eines Parameters des statischen und / oder dynamischen Zustandes des Fahrzeugs 101, 102. Ein Parameter betreffend den statischen Zustand kann z.B. eine Verformung des Fahrzeugs nach einer Kollision sein. Ein dynamischer Parameter kann z.B. die Beschleunigung des Fahrzeugs 101, 102 charakterisieren.
Ferner verfügt die Datenübertragungsvorrichtung 111, 112 über ein Vergleichsmittel 11, 12, mit dem die vom Sensormittel 1, 2 ermittelten Daten mit einer oder mehreren, z.B. auch unscharfen, vorgespeicherten Bedingung automatisch verglichen wird.
Im vorliegenden Fall werden vom ersten Sensormittel 1 des ersten Fahrzeugs 101 ständig Beschleunigungswerte gemessen und mittels des ersten Vergleichsmittels 11 mit einem vorgespeicherten Beschleunigungswert verglichen. Überschreitet der Betrag der gemessenen Beschleunigung einen bestimmten Schwellenwert als vorgegebene Bedingung, was auf eine Kollision schließen lässt, erzeugt das erste Vergleichsmittel 11 automatisch einen Ergebnisdatensatz 200, in dem die für die Beurteilung der Fahrzeugsituation maßgeblichen Daten enthalten sind. Dabei ist die Speicherung einer Zeitmarkierung von besonderer Bedeutung, damit der Ergebnisdatensatz 200 mit anderen Datensätzen synchronisiert ausgewertet werden kann. Ferner kann die Position (ggf. ermittelt durch ein GPS System) gespeichert werden, wobei GPS Systeme hochgenaue Zeitinformationen zur Verfügung stellen, so dass eine gekoppelte Speicherung von Zeit und Position möglich ist. Da die Datenübertragungsvorrichtung 101 mit einem definierten Zeitfenster arbeitet, werden auch die letzten Beschleunigungswerte, die letzten Geschwindigkeitswerte, Daten betreffend die Bremsaktionen (z.B. Informationen über blockierende Räder aus dem ABS System) und Lenkerstellungen in dem Ergebnisdatensatz 200 gespeichert. Auch können akustische oder biometrische (z.B. Daten über den Wachzustand des Fahrers) Daten aus dem Fahrzeuginnern gespeichert werden. Ferner ist es zur eindeutigen Zuordnung des Ergebnisdatensatzes 200 sinnvoll, ein Echtheitszertifikat zu integrieren, das das Fahrzeug 101 eindeutig kennzeichnet und die Integrität des Ergebnisdatensatzes 200 gewährleistet. Dies kann auch in Verbindung mit einer Insassenidentifikation geschehen.
Der Ergebnisdatensatz 200 wird automatisch in einem ersten Speichermittel 41 der ersten Datenübertragungsvorrichtung 111 gespeichert.
Ferner wird in Abhängigkeit von der Erzeugung des Ergebnissdatensatzes 200 von einer ersten Sendevorrichtung 21 automatisch ein Signaldatensatz 201 erzeugt, der von einer externen Empfängervorrichtung 32 einer zweiten Datenübertragungsvorrichgung 112 eines zweiten Fahrzeuges 102 detektierbar ist.
Dieser Signaldatensatz 201 löst in der zweiten Datenübertragungsvorrichtung 112 automatisch eine Aktion aus, die vom Inhalt des Signaldatensatzes 201 abhängt. Wenn der Signaldatensatz 201 z.B. den Ergebnisdatensatz 200 enthält, werden automatisch die Daten des Ergebisdatensatzes des ersten Fahrzeugs 101 im zweiten Speichermittel 42 des zweiten Fahrzeugs 102 gespeichert. Selbst wenn das erste Fahrzeug 101 vollständig zerstört werden würde, würde im zweiten Fahrzeug 102 eine Kopie der letzten kinematischen Daten des ersten Fahrzeugs 101 gespeichert sein. Dies würde die Rekonstruktion der Kollision des ersten Fahrzeugs 101 erleichtern. Dabei ist zu bemerken, dass das zweite Fahrzeug 102 nicht an der Kollision beteiligt sein muss.
Es muss nur in einer kooperativen Datenaustauschverbindung mit dem ersten Fahrzeug 101 stehen. Kooperativ bedeutet aber, dass das erste Fahrzeug 101 auch mit mehr als einem Fahrzeug Daten austauschen kann, und zwar wechselseitig.
Alternativ kann der Signaldatensatz 201 auch nur oder zusätzlich ein Warnsignal darstellen, dass den Fahrer des zweiten Fahrzeugs 102 vor einer Gefahrensituation warnt.
Die erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 stellen eine Erweiterung der Funktion konventioneller Fahrdatenschreiber in Richtung eines verteilten Fahrdatenschreibers für kooperative, kommunizierende Fahrzeuge 101, 102 dar. Dabei ist die hier aus Gründen der Einfachheit anhand von zwei Fahrzeugen 101, 102 beschriebene Ausführungsform auf beliebig viele Fahrzeuge 101, 102 ausweitbar, wobei die Fahrzeuge 101, 102 grundsätzlich nicht den gleichen Aufbau haben müssen.
Der beschriebene kooperative Ansatz geht davon aus, dass mittelbar oder unmittelbar vernetzte Fahrzeuge 101, 102 auch unmittelbar mit Fahrzeugen 101, 102 in ihrer räumlichen Umgebung kommunizieren können und z.B. auch über eine Internet-Anbindung verfügen können. Solche Kommunikationssysteme (Car-to-Car Communication Systems, C2CC, bzw. Dedicated Short Range Communications, DSRC) stehen unmittelbar vor einer kommerziellen Einführung.
Die verteilte Realisierung wird durch die Tatsache beschrieben, dass die vollständige Information über die statischen und / dynamischen Informationen dezentral über eine Anzahl von Fahrzeugen 101, 102 verteilt wird, d.h. in Form von vielen zeitlich und örtlich abgeglichenen Ergebnisdatensätzen in den einzelnen Fahrzeugen als jeweils lokal gespeicherte Teilinformation vorliegt (z.B. als Teil des Gesamtdatensatzes. Einzeldatensätze können auch zeitlichen und/oder räumlichen Versatz aufweisen, so dass "unterschiedlich Blickwinkel" möglich werden.
Der Ansatz ist zum einen zur redundanten Speicherung und damit zur Erkennung von Manipulationen oder zur Rekonstruktion fehlender bzw. zerstörter Daten geeignet. Zum anderen können hierdurch auch Ursachen erfasst werden, die selbst in der Kommunikation zwischen Fahrzeugen 101, 102 liegen - z.B. in der fehlerhaften Übertragung oder Auswertung von Informationen die von oder über andere Fahrzeuge 101, 102 übermittelt wurden, da diese Information möglicherweise zu den auslösenden Faktoren des Ereignis gehören können.
Der Ansatz ist grundsätzlich nicht abhängig von der Existenz einer Umgebung vernetzter Fahrzeuge 101, 102. Als Mindestvoraussetzung muss die Möglichkeit der Übertragung eines "Auslöseimpulses" (d.h. eines Signaldatensatzes 200) zwischen benachbarten Fahrzeugen 101, 102 oder zwischen Fahrzeugen 101, 102 und einer stationären Straßenrand-Infrastruktur gelten.
Technisch kann dies drahtlos auch durch Infrarot- oder Radarimpulse erfolgen und benötigt nicht notwendigerweise eine hochentwickelte Kommunikationsinfrastruktur.
Ein kooperativer EDR (Cooperative Event Data Recorder, CEDR) besteht aus einem EDR konventioneller Bauweise, der zusätzlich über eine Datenübertragungsvorrichtung 111, 112 zur Übertragung der aufgezeichneten Daten in ein Speichermittel 41, 42 (Hintergrundspeicher) sowie einer Steuerungsmöglichkeit (Sensormittel 1, 2; Vergleichsmittel 11, 12; Sendevorrichtung 21, 22) zum Auslösen dieser Übertragung verfügt.
Die Übertragung der Daten in das Speichermittel 41, 42, erfolgt über eine zwischengeschaltete Einrichtung, die diese mindestens mit einem geeignetem Zeitstempel, einer Positionsangabe und einem Echtheitszertifikat gegen nachträgliche Manipulation schützt. Die Datensätze 200 bzw. 201 enthalten diese Signatur bereits. Für 201 kann das emfangende Fahrzeug dieses Zertifikat nicht erstellen nur erweitern (z.B. durch die eigene Position und durch einen Empfangszeitstempel)
Die Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 sind mit einer drahtlosen Sendevorrichtung 21, 22 verbunden, so dass ein externes auslösendes Ereignis (Signaldatensatz 201) einerseits die Übertragung der aufgezeichneten Daten in das Speichermittel 41, 42 initiieren kann, als auch autorisierte Stellen entweder das Auslesen der Daten erlauben kann oder die Übertragung der Daten an autorisierte Stellen initiieren kann. Die Anbindung innerhalb der Datenübertragungsvorrichtung 111, 112 an die Sendevorrichtung 21, 22 kann ebenfalls drahtlos ausgeführt sein.
Alle beschriebenen Komponenten können separat (lokal verteilt) oder in einem einzelnen geschlossenen System realisiert sein. Ebenso kann das Speichermittel 41, 42 mehrfach vorhanden sein.
Der verteilte kooperative Ansatz geht davon aus, dass im Fall eines auslösenden Ereignisses das betroffene erste Fahrzeug 101 eine kurze Nachricht an die umgebenden Fahrzeuge, hier nur das zweite Fahrzeug 102, aussendet und diese damit dazu veranlasst, eine signierte Kopie der bis zu diesem Zeitpunkt aufgezeichneten Daten - bzw. innerhalb eines vorzugebenden Zeitfensters auch zukünftiger Daten - des jeweils eigenen EDR in den lokalen, geschützten Hintergrundspeicher zu kopieren (snapshot).
Die Aufzeichnung kann dabei auch Informationen über die Kommunikationsaktivität, die vor, nach oder in Verbindung mit dem Ereignis vorlag, enthalten.
Bei Betrieb in Verbindung mit einem C2CC System können die aufgezeichneten Daten auch Informationen über die jeweilige Umgebung der aufzeichnenden Fahrzeuge sowie über die Kommunikationsaktivität zwischen diesen Fahrzeugen enthalten (erweiterter EDR, enhanced EDR).
Die übertragene Nachricht (Signaldatensatz 201), die zur Auslösung der Aufzeichnung genutzt wird, kann einerseits als ein dediziertes, die Aufzeichnung unmittelbar auslösendes Steuerkommando wirken. Andererseits kann dazu aber auch der reguläre Informationsaustausch eines C2CC Systems - z.B. durch die Auswertung einer Warnmeldung (hazard warning) - herangezogen werden. Mögliche Wirkungen des Signaldatensatzes 201 sind schematisch in Fig. 2 dargestellt, wobei die Begriffe im Folgenden erläutert werden.
Bei Auswertung der aufgezeichneten Daten aller beteiligten Fahrzeuge 101, 102 ergibt sich somit ein komplettes Bild der Situation vor und unmittelbar nach dem auslösenden Ereignis für die gesamte Gruppe von Fahrzeugen 101, 102. Diese Methode führt auch dann zu einem Ergebnis, wenn unmittelbar betroffene Fahrzeuge, 101, 102 infolge weitreichender Beschädigungen oder durch Manipulation keinen Beitrag zur Ereignisauswertung leisten können.
Von benachbarten Fahrzeugen erhält eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung

Sensordaten (remote sensors), die im Zuge der Entwicklung kooperativer vernetzter Fahrzeuge 101, 102 von lokalen Anwendungen - für die Realisierung kooperativer Fahrerassistenzsysteme - benötigt werden und
Warnungsmeldungen (hazard warning) die für die Realisierung von Systemen der aktiven Sicherheit benötigt werden.

Diese empfangenen Daten können einerseits passiv in Verbindung mit lokalen Sensordaten aufgezeichnet werden und andererseits von einer lokalen Entscheidungslogik aktiv genutzt werden, die bestehende Aufzeichnung in den Hintergrundspeicher zu übertragen (remote trigger, CEDR trigger).
In der Regel werden nach einem auslösenden Ereignis mehrere Fahrzeuge 101, 102 über aufgezeichnete Ergebnisdatensätze 201 zu diesem Ereignis verfügen und diese durch ihre Fortbewegung physikalisch vom Ort des Ereignisses wegtransportieren. Die Abfrage der gespeicherten Datensätze kann daher jetzt grundsätzlich auf zwei Arten geschehen:

1. Bei Zustandekommen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem speichernden Fahrzeug und einer autorisierten Gegenstelle werden die gespeicherten Ergebnisdatensätze 200 automatisch zur Gegenstelle übertragen und dort bis zur weiteren Auswertung - also bis eine autorisierte Stelle sie dort abruft - gespeichert.
2. Die Ergebnisdatensätze 200 verbleiben bis zum aktiven Abruf durch eine autorisierte Gegenstelle im speichernden Fahrzeug - d.h. bis zum Ablauf einer vorgegebenen zeitlichen Frist oder bis zum Eintreten eines Ereignisses. Alternativ verbleiben die Ergebnisdatensätze 200 in einem ausgelagerten, aber privaten Speicher (privat aber geschützt gegen unberechtigten Zugriff)

Die Löschung der gespeicherten Ergebnisdatensätze 200 kann unmittelbar entweder in Folge der Übertragung der Daten oder mittelbar durch ein oder mehrere externe Ereignisse geschehen. Hierzu zählen auch die manuelle Löschung (durch eine autorisierte Stelle) und die automatische Löschung durch Zeitablauf.
Eine verteilte, kooperative Datenübertragungsvorrichtung(CEDR) nutzt moderne Kommunikationstechnik (Datenübertragung, Speicherung und Auswertung sind z.B. getrennte Einrichtungen, die miteinander gekoppelt sind):

Um Sensordaten, die von benachbarten Fahrzeugen 101, 102 im Zuge der Realisierung kooperativer Systeme (Fahrerassistenz) übertragen werden, lokal zu speichern und diese im Fall eines auslösenden Ereignisses zur Ursachenermittlung auch dann verfügbar zu machen, wenn das speichernde Fahrzeug 102 nicht unmittelbar am auslösenden Ereignis beteiligt war.
Um die Kommunikationstätigkeit zwischen Fahrzeugen 101, 102 im zeitlichen Zusammenhang mit dem auslösenden Ereignis lokal zu speichern (für den Fall, dass die Kommunikation mit dem Ereignis in Zusammenhang steht).
Zur Darstellung des auslösenden Ereignisses aus "unterschiedlichen Blickwinkeln" und damit zur Gewinnung zusätzlicher Informationen bei Ermittlung des Hergangs und der Ursachen des auslösenden Ereignisses.
Zur Auflösung von Konfliktsituationen, in denen unterschiedliche, widersprüchliche oder unvollständige Informationen anhand der bei unmittelbar beteiligten Fahrzeugen 101, 102 gespeicherten Datensätze vorliegen (oder wenn keine Datensätze von unmittelbar beteiligten Fahrzeuge 101, 102 erhalten werden können).

Der Nutzen einer erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung 111, 112 liegt in der Informationsgewinnung in komplexen Situationen, in denen Ursache und Hergang eines auslösenden Ereignisses nicht allein anhand der in den unmittelbar betroffenen Fahrzeugen vorhandenen Informationen ermittelt werden kann bzw. in der Vereinfachung dieses Vorgangs oder zur Verbesserung der Genauigkeit dieses Vorgangs.
Des Weiteren kann eine erfindungsgemäße Datenübertragungsvorrichtung (CEDR) 111, 112 dazu genutzt werden, Situationen zu analysieren, in denen eine Fehlfunktion anderer Fahrzeuge 101, 102 oder des Kommunikationssystems in kooperativen Systemen vorgelegen hat bzw. vermutet wird.
Daneben werden die Möglichkeiten der Ursachenforschung erweitert durch eine vollständigere Darstellung der Vorgänge die zu einem auslösenden Ereignis geführt haben.
Ein CEDR stellt somit das technische Äquivalent eines unabhängigen Beobachters des komplexen Ablaufs einer Störung dar.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen CEDR 111, 112 (Fig. 3) kann als eigenständiges Gerät oder - mit Ausnahme der Sensorik - als Softwarekomponente innerhalb oder in Verbindung mit dem Kommunikationssystems des Fahrzeugs 101, 102 realisiert werden. Ebenso sind, je nach Anforderungen bzgl. ökonomischer bzw. sicherer Realisierung, innerhalb des Fahrzeug verteilte Anordnungen realisierbar. Dabei kann auch eine existierende EDR eingesetzt werden, wenn diese bereits über eine Schnittstelle zum Auslesen der Daten - bspw. durch eine Auswerteelektronik - verfügt. Voraussetzung dazu ist, dass der Vorgang des Auslesens den regulären Aufzeichnungsbetrieb des EDR nicht stört.
Die effektivste Form der Realisierung einer erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung 101, 102 lässt sich in Verbindung mit einem C2CC System erreichen. Dadurch liegt einerseits lokal der größtmögliche Umfang an Daten zur Aufzeichnung vor und andererseits realisiert das Kommunikationssystem bereits einen Teil der erforderlichen Funktionalität. Hierbei wären die Möglichkeiten zur Übertragung des "Auslöseimpulses" (Signaldatensatz 201) als Bestandteil der regulären Kommunikation zwischen Fahrzeugen, der zeitlichen Synchronisation der Aufzeichnungen, der Verschlüsselung der Daten sowie die Möglichkeiten der Abfrage gespeicherter Daten über das Kommunikationssystem durch autorisierte Stellen zu nennen.
Die Abfrage gespeicherter Datensätze kann in einer Weise erfolgen, in der eine autorisierte Stelle - z.B. Behörden und Organisationen mit Sicherungsaufgaben - über die verfügbaren Kommunikationswege zu einzelnen Fahrzeugen eine Anfrage stellt, gespeicherte Datensätze, die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt an oder in der Nähe einer vorgegebene Position erstellt wurden, bekannt zu geben.
Eine effektive Möglichkeit der Abfrage lässt sich realisieren, wenn Fahrzeuge über eine Internet-Anbindung verfügen. Diese kann über eine zelluläre Anbindung (GSM/UMTS), über IP-Datacast (DVB-T) oder über ein DSRC bzw. C2CC System realisiert sein.
Es sind direkte (Fahrzeug zu Fahrzeug) oder indirekte (Fahrzeug zu Server) Abfragestrategien realisierbar. Letztere erleichtern die Lokalisierung speichernder Fahrzeuge und die Anonymisierung der gespeicherten Daten und der speichernden Fahrzeuge im Zuge der Abfrage und Auswertung.
Eine wichtige Anwendung des CEDR ist die mögliche Nutzung als Unfalldatenschreiber, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.
Das auslösende Ereignis ist dann bspw. die sensorische Erkennung eines Aufpralls, das Auslösen des Airbags des betroffenen Fahrzeugs, das Auslösen des Airbags eines benachbarten Fahrzeugs oder Notfallmeldungen (emergency messages) benachbarter oder in kurzer Distanz befindlicher Fahrzeuge.
Im Beispiel, das in Fig. 4 dargestellt ist, wird die Speicherung der Daten durch eine Nachricht der unmittelbar beteiligten Fahrzeuge 101 an umgebende Fahrzeuge 102 über ein C2CC System ausgelöst. Anders als in Fig. 1 werden die Daten vom ersten Fahrzeug 101 zu mehreren zweiten Fahrzeugen 102 übertragen.
Alle benachbarten Fahrzeuge 102, die über eine CEDR Ausstattung verfügen und diese Nachricht empfangen, werden die Speicherung ihrer lokalen Datenübertragungsvorrichtung 112 auslösen.
Im Regelfall soll dabei die Auslösung einer Aufzeichnung ohne unmittelbare Benachrichtigung des Fahrers durch die lokale Auswertelogik erfolgen, um mögliche negative Folgen für die Fahrsicherheit zu vermeiden.
Als zu speichernde Daten kämen hier bspw. der Zeitpunkt der Auslösung, Identität des auslösenden Fahrzeuges, Position und Geschwindigkeit der benachbarten Fahrzeuge sowie die zwischen den Fahrzeugen im Vorfeld des Unfalls ausgetauschten Nachrichten in Frage. Sofern die unmittelbar beteiligten Fahrzeuge in der Lage sind, aktiv relevante Daten über das Kommunikationssystem zu verschicken - z.B. Beschleunigungswerte - sollten diese ebenfalls mit aufgezeichnet werden.
Nach Eintreten des Ereignisses werden sich die speichernden Fahrzeuge in der Regel vom Ort des Ereignisses entfernen - lediglich unmittelbar beteiligte Fahrzeuge verbleiben.
Zur Ursachenermittlung des Ereignisses ist die Abfrage der gespeicherten Daten aller speichernder Fahrzeuge (also auch jener, die sich bereits vom Ort des Ereignisses entfernt haben) erforderlich. Im Beispiel der Fig. 5 wird dies durch einen autorisierten Nutzer - z.B. einem Polizeifahrzeug - eingeleitet.
Die Abfrage geschieht hier indirekt über eine bspw. als Internet-basierten Server ausgeführte autorisierte Zentrale, auf der die Auswerte-Anwendung realisiert ist. Die Abfrage würde dann in folgenden Einzelschritten erfolgen:

1. Ein autorisierter Nutzer sendet eine Anfrage an einen Server, alle gespeicherten Daten über ein Ereignis zu liefern, dass zu einem definierten Zeitpunkt an einem definierten Ort eingetreten ist.
2. Der Server leitet die Anfrage über das Internet an alle erreichbaren Fahrzeuge weiter. Sinnvollerweise ist diese Anfrage zur Verringerung der Kommunikationslast geographisch und zeitlich begrenzt. Natürlich wird diese anfängliche Begrenzung eine Verringerung der möglichen Rückmeldungen speichernder Fahrzeuge zur Folge haben. Da die Anzahl der speichernden Fahrzeuge aber insgesamt sehr gross sein kann, spielt die Tatsache, dass nicht alle speichernden Fahrzeuge eine Rückmeldung liefern nur eine untergeordnete Rolle.
3. Fahrzeuge, die über gespeicherte Datensätze verfügen, auf die geforderter Zeitpunkt und Ort zutreffen, geben dies dem Server bekannt und übermitteln diese Datensätze an den Server (Fig. 6).
4. Der Server nimmt eine Auswertung der Daten vor und übermittelt die Ergebnisse an den anfragenden Nutzer, der damit eine Darstellung des Gesamthergangs erhält.

Der Vorteil dieser Lösung gegenüber einer direkten Abfrage liegt in den zusätzlichen Möglichkeiten, die Quelle der gespeicherten Datensätze zu anonymisieren, da in diesem Beispiel der abfragende Nutzer lediglich die ausgewerteten und nicht mehr auf einzelne Fahrzeuge zurückführbaren Ergebnisse der Auswertung erhält.
Allen Kommunikationslösungen ist gemeinsam, dass die zu übertragenden Datensätze sensible Inhalte aufweisen und mit der gebotenen Sorgfalt auf dem Übertragungsweg und bei Speicherung behandelt werden müssen. Eine geeignete Zugriffskontrolle, Verschlüsselung und ggf. Anonymisierung ist wichtig.
Als Beispiel wurde der Datenaustausch zwischen zwei Fahrzeugen 101, 102 dargestellt. Grundsätzlich können aber auch andere mobile Gegenstände, wie Flugzeuge oder Objekte in einer Fertigungshalle mit Datenübertragungsvorrichtungen 111, 112 versehen sein. Auch können redundante Sensornetze in Fabrikhallen zur Anlagenüberwachung Gegenstand der Erfindung sein.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.
Bezugszeichenliste

1: erstes Sensormittel
2: zweites Sensormittel
11: erstes Vergleichsmittel
12: zweites Vegleichsmittel
21: erste Sendevorrichtung
22: zweite Sendevorrichtung
31: erste externe Empfangsvorrichtung
32: zweite externe Empfangsvorrichtung
41: erstes Speichermittel
42: zweites Speichermittel
101: erster Gegenstand, erstes Fahrzeug
102: zweiter Gegenstand, zweites Fahrzeug
111: erste Datenübertragungsvorrichtung
112: zweite Datenübertragungsvorrichtung
200: Ergebnisdatensatz
201: Signaldatensatz

Claims

Datenübertragungsvorrichtung für kooperativen Datenaustausch zwischen mobilen Gegenständen, inbesondere einem Fahrzeug, mit mindestens einem Speichermittel (41, 42) für geographische Daten betreffend die Position des Gegenstandes, den Speicherzeitpunkt, Kommunikationsdaten, Bewegungsdaten des Gegenstandes und / oder die Zustandsdaten des Gegenstandes aufweist,
gekennzeichnet durch
a) mindestens ein Sensormittel (1, 2) zur Erfassung mindestens eines Parameters des statischen und / oder dynamischen Zustandes des mindestens einen Gegenstandes (101, 102),

b) mindestens ein Vergleichsmittel (11, 12), das mindestens einen der Parameter automatisch mit mindestens einer vorgegebenen Bedingung vergleicht und in Abhängigkeit davon einen Ergebnisdatensatz (200) erzeugt und

c) eine Sendevorrichtung (21, 22) zur automatischen Aussendung eines Signaldatensatzes (201) in Abhängigkeit von der Erzeugung des Ergebnisdatensatzes (200), wobei der Signaldatensatz (201) von einer externen mobilen Empfangsvorrichtung (31, 32) detektierbar ist.
Datenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Sendevorrichtung (21, 22) als drahtloser Sender, insbesondere für drahtlose Internet-Verbindung, ausgebildet ist.
Datenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Mittel (1, 2) zur Bestimmung der genauen Zeit, Position und / oder kinematischer Daten des Gegenstandes (101, 102).
Datenübertragungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel (11, 12) zur Erzeugung eines Echtheitszertifikates für den Ergebnisdatensatz (200) und / oder den Signaldatensatz (201).
System mit mindestens zwei Datenübertragungsvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Datenübertragungsvorrichtungen (111, 112) an oder in zwei getrennten Gegenständen (101, 102) angeordnet sind, wobei zwischen den Datenübertragungsvorrichtungen (111, 112) mindestens zeitweise eine kooperative Datenverbindung besteht.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtdatensatz aus den Ergebnisdatensätzen (200) und / oder von Signaldatensätzen (201) von mindestens zwei Gegenständen (101, 102) gebildet wird.
System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ergebnisdatensatz (200) und / oder der Gesamtdatensatz, insbesondere nur von einer autorisierten Stelle, nur nach Prüfung eines Echtheitszertifikates lesbar ist.
Kooperatives Datenübertragungsverfahren, mit einem kooperativen Datenaustausch, bei dem
a) mindestens ein Sensormittel (1, 2) automatisch mindestens einen Parameter des statischen und / oder dynamischen Zustandes des mindestens einen Gegenstandes (101, 102) erfasst,

b) mindestens ein Vergleichsmittel (11, 12) einen der Parameter automatisch mit einer vorgegebenen Bedingung vergleicht und in Abhängigkeit davon einen Ergebnisdatensatz (200) erzeugt und

c) eine Sendevorrichtung (21, 22) automatisch einen Signaldatensatzes (201) in Abhängigkeit von der Erzeugung des Ergebnisdatensatzes (200) aussendet, wobei der Signaldatensatz (201) von einer externen mobilen Empfangsvorrichtung (31, 32) detektierbar ist.