WO2015113676A1 - Verfahren zur kommunikation innerhalb eines ad-hoc zusammenwirkenden kraftfahrzeugkommunikationssystems, einrichtung der verkehrsinfrastruktur sowie verkehrsteilnehmereinrichtung - Google Patents

Verfahren zur kommunikation innerhalb eines ad-hoc zusammenwirkenden kraftfahrzeugkommunikationssystems, einrichtung der verkehrsinfrastruktur sowie verkehrsteilnehmereinrichtung Download PDF

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WO2015113676A1
WO2015113676A1 PCT/EP2014/076082 EP2014076082W WO2015113676A1 WO 2015113676 A1 WO2015113676 A1 WO 2015113676A1 EP 2014076082 W EP2014076082 W EP 2014076082W WO 2015113676 A1 WO2015113676 A1 WO 2015113676A1
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traffic
message
information
road
road users
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PCT/EP2014/076082
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Fritz Kasslatter
Ömer Karacan
Herbert Füreder
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for communication within a type of ad-hoc cooperating, in particular wireless, automotive communication system according to the preamble of claim 1 and a device of the traffic infrastructure according to the preamble of claim 12 and a traffic participant device according to the preamble of claim 13 ,
  • radio transceiver devices for communication within the example according to example ad hoc for example, wirelessly cooperating motor vehicle communication system for communication between road users with each other in use.
  • Ad hoc interacting means so-called ad-hoc networks, that is essentially self-organizing networks formed or operated spontaneously by direct communication of the participating network nodes.
  • this type of communication usually involves motor vehicles, which is why it is also borrowed from English as “car to car” (C2C) communication, but also includes communication with the transport infrastructure, for example through so-called roadside units "(RSU) such as traffic lights, base stations formed to
  • RSU roadside units
  • this type of communication is to be distinguished from the known mobile radio communication, since the former is usually automated, ie takes place predominantly without initiation or required actions by the user and serves the purpose of collecting and exchanging traffic-relevant data, so that ideally all possible traffic situations can be reacted appropriately, for example, by warnings of the user or automated reactions of the motor vehicle.
  • Another difference is that, with a few exceptions, such as in tunnels, in the open air or outside of closed buildings, the said communication takes place. That she takes place "outdoor".
  • the collection of data and, above all, its replacement involves a very wide variety of types of devices, such as, for example, video cameras, WiFi terminals, "Dedicated Short Range Communication” (DSRC) devices, movement or acceleration devices. and / or speed sensors are used.
  • DSRC Dedicated Short Range Communication
  • each motor vehicle emits a cyclic message at a distance of, in particular 100, milliseconds, which contains a vehicle ID and information on speed, direction and position.
  • the sending of these standard cyclic messages also known as "beacons”, is usually directed to the Rode Side Units.
  • intersection controls are performed by, for example, RSU's and the Change sequence and the timing of traffic lights in response to information derived from a variety of sensors, which are housed in the ground below the streets and indeed for each predetermined lane.
  • the information that is detected and reported includes vehicle presence, vehicle direction and vehicle speed on a multi-lane road.
  • the invention is therefore based on the object to overcome the above-mentioned problems of an ad-hoc cooperative, in particular motor vehicle, communication system.
  • This object is based on the method according to the preamble of claim 1 by its characterizing features, as well as starting from the establishment of the transport infrastructure according to the preamble of claim 12, by its characterizing features, as well as a road user device according to the preamble of claim 13, by the characterizing features solved.
  • (a) shall be used on traffic routes, in particular, at locations where a choice of driving maneuvers by at least one first road user is possible, such as in tunnels, at junctions or intersections of traffic routes such as road or rail intersections, one assigned to the first road user the first radio transmitting / receiving device continuously transmits a message from a second, in the radio coverage area of the first radio transmitting / receiving device, the second, a device assigned to the traffic infrastructure, radio transmitting / receiving device,
  • the location of the traffic infrastructure is determined on the basis of at least one variable given at least in the near field of the facility of the traffic infrastructure; c) the first traffic participant uses the location information and at least parts of the position information to correlate such that a more accurate determination of its position on the lane is made,
  • the method according to the invention enables an accurate determination of one's own position on the current lane. It is therefore in particular capable of compensating for the inaccuracy of geosattelite-based position determinations normally used by the participating road users. This is particularly advantageous in situations where there is a high level of accuracy because it involves ensuring the safety of the road users involved. These will usually be situations or locations where there is a high volume of traffic and / or where many maneuvers are possible.
  • the message is formed as a control message, for example according to the ETSI "Cooperative ITS" standard, this ensures that this information is transmitted with optimal priority and frequency and processed on the receiver side.
  • control message is described as at least partially describing the lanes in the vicinity of the facility of the traffic infrastructure
  • Formed topology information in particular MAP, message formed.
  • control message is formed as a signaling and timing information, in particular "signal phase and timing" SPAT, message A combination of this development with further, at least the topology information according to previous training, containing data
  • This is particularly useful since, for example, precise information about the lane progression, whether the lane leads into or out of the intersection, is responsible for the lane system signal group (important for the reference to the SPAT message (signal status of the individual signal groups) Allow control as to which type of vehicle may drive on the track, etc.
  • the invention is also developed if in each case a position of all first traffic participants in relation to the lanes setting information is formed.
  • This information provides a basis for a simple and yet very accurate method of compensating for inaccuracies in geo-satellite-assisted position determination.
  • the size given on the basis of at least one variable given in the near field of the facility of the traffic infrastructure is determined in such a way by the establishment of the traffic infrastructure that
  • a) position detection means in particular radars, distance sensors and the like, are used to determine an accurate position of first road users in the near field
  • Positioning means for near-field position determination such as the ones provided, insure insensitivity to climatic conditions, so as to be able to compensate for the related weakness of geo-satellite-based position detection. Further, by capturing the accurate positions of all road users, additional information becomes available, such as those suitable for forming a so-called neighborhood table, which each road user can form for themselves in order to guide them.
  • the variable given on the basis of at least one variable given in the near field of the device of the traffic infrastructure it is determined by the device of the traffic infrastructure that
  • the location data available to the facility in particular in accordance with a normalized coordinate system, such as the World Geodetic System 1984 WGS 84, is used to determine its own accurate position; the device performs this accurate position in comparison with a satellite-based position information available to the device such that an offset information "offset" is formed from the difference of the two values, the position information being formed by the offset information.
  • a normalized coordinate system such as the World Geodetic System 1984 WGS 84
  • the accurate positions transmitted by means of the message can each be provided with geosattelite-based positions respectively available to the first road user - Ons so adjacent first road users is performed such that an offset information "offset ,, from the difference between the two values is formed, also a horizontal and a vertical deviation determined by.
  • the invention has its advantages particularly with regard to maneuvering control, if it is developed in such a way that the first road user is based on the offset Information determines its accurate position relative to its current lane. This allows you to directly derive the possible maneuvers, but also determine the timing for maneuvers. Danger situations can also be avoided.
  • the advantages according to the invention can be further enriched if the positions of all adjacent first road users are stored in an organized manner by the first road user in such a way that they are used, in particular for controlling maneuvers, for further, temporally subsequent, corrections.
  • This solution ensures that the first road users have access to correction information. In this way, the resource "radio transmission link" can be kept free.
  • the message is sent periodically, in particular every 100 milliseconds, repeatedly with updated position information.
  • the dynamics of the road users are adequately taken into account in their positional change over time.
  • the repetitions can take place here at constant intervals.
  • the distances vary to suit certain situations. For example, at intersections, such as intersections with traffic lights, it may be necessary to update more frequently to optimally perform the maneuvering control.
  • this development is advantageously supplemented where high speed and / or a high volume of vehicles and maneuvering possibilities exist if the period is shortened.
  • the communication is realized according to individual radio communication standards or combinations thereof.
  • the communication is carried out in particular according to GSM, UMTS, LTE, ETSI TS102687 and / or IEEE 802.11 standards.
  • the establishment of the transport infrastructure Establishment of a system for communication between road users and / or between, mobile, road users and, stationary, facilities of the transport infrastructure of a, ad-hoc cooperative, wireless, automotive communication system has means for determining the geographic location Position of the second devices based at least on the basis of correlating with a communication with the first devices size.
  • the traffic participant device allows the implementation of the method according to the invention by the means and, in conjunction with the stationary device and / or other traffic participant devices, thus offers the full development of the advantages mentioned in the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a scenario in an ITS system according to the prior art
  • FIG. 1 shows a scenario that could result from technology known in the art.
  • Cooperative ITS system technologies such as those shown, assist road users V1 ... V8, P1 ... P3, Bl, for example motorists VL1 ... VL8, cyclists B1 or pedestrians P1 ... P3, in dangerous situations and help to reduce or avoid traffic accidents.
  • C2X systems are able to alert or warn other road users V1 ... V8, P1 ... P3, Bl about potential risks.
  • the invention therefore provides a solution for C2X stations that provides accurate position determination based on the surrounding topology MAP shown in the figure.
  • this is a map of a stationary device of the traffic infrastructure C2X-RSU - shown in the figure 1 by the traffic light and given - available map information.
  • a navigation-compatible map information such as the vehicle lanes, pedestrian crossings and bike paths are currently available to almost all road users. Be it through navigation programs on mobile phones or navigation devices for the mentioned vehicles.
  • the C2X-RSU sends a special topology display
  • Extended map information MAP (Extended map information MAP, not shown), which additionally establishes a relationship with the signal states of the traffic light (SPAT signal Phase AND timing).
  • the MAP-SPAT combination clearly indicates which traffic routes (lane, pedestrian crossing, etc.) are, for example, "red” or "green”.
  • the MAP is stored in principle in the C2X-RSU and is sent regularly (about every second) to the road users of the C2X-RSU. This special MAP-enriched MAP can also be distributed to road users via other communication channels.
  • An optimal assignment of the position of the road users (eg: V01 ... V07, P1 ... P3, Bl) to a lane (eg: VL01 ... VL10, BL01) or, for example, a pedestrian lane (eg .: PL01) is not consistently guaranteed, because so far such position determination is based solely on satellite-based geopositioning, which additionally included terrestrial or satellite position accuracy correction procedures.
  • the position accuracy achieved thereby is 3 to 10 m with respect to a coordinate system, such as the WGS84, which also uses the embodiment.
  • the C2X road user V1 ... V8, P1 ... P3, Bl is informed by the C2X Roadside Unit RSU of the detailed cartographic information at its location. In particular, this occurs at intersections.
  • the road users the C2X devices V1 ... V8, P1 ... P3, Bl, a possibility which enables them to position their own position on a certain road in relation to the road cartographic location in the area independently and to calculate - and this exactly.
  • superimposition of topology information MAP and of the road user by means of geo-satellite-based Position determination an offset, which may be caused for example by climatic conditions.
  • the traffic infrastructure C2X transmits via air interface a so-called MAP message (ie topological information, for example, on the lanes or pedestrian crossings and which signal generator of the traffic lights these tracks and traffic regulates tracks). It also transmits traffic control information (signal phases of traffic lights and / or traffic light timing - "SPAT") This message is transmitted to the participating road users such as cars, vehicles or pedestrians of a C2X system.
  • MAP message ie topological information, for example, on the lanes or pedestrian crossings and which signal generator of the traffic lights these tracks and traffic regulates tracks.
  • traffic control information signal phases of traffic lights and / or traffic light timing - "SPAT"
  • the real-time signal information in the SPAT message refers to the lanes of the topology information "MAP message" (Message).
  • the SPAT and MAP messages are transmitted continuously, i. repeated periodically, for example every second.
  • the C2X device is able to know exactly on which lane it must come to a stop, for example because the traffic light shows red light or if, for example, it is allowed to do the maneuver that the Device just executes, for example, turn left, continue because the traffic light is switched to green.
  • the C2X device due to the low or low accuracy of the own position data (because they are GPS based), the C2X
  • the illustrated cooperative traffic infrastructure has in the example shown for carrying out the invention additionally installed special facilities, such as radar or distance detectors, which are used for the calculation of the positions of the environment of the C2X device.
  • special facilities such as radar or distance detectors, which are used for the calculation of the positions of the environment of the C2X device.
  • the traffic light RSU transmits the accurately calculated lane position of the C2X devices V1 ... V8, P1 ... P3 , Bl, with respect to the surrounding topology MAP.
  • a message to be transmitted according to the invention for example the MAP or SPAT message, therefore contains this additional lane position information of the C2X devices V1 ... V8, P1 ... P3, Bl.
  • This message is transmitted periodically via the air interface using one or more standardized communication technologies.
  • the knowledge of the lane position is quite sufficient for carrying out all possible maneuvers conceivable at an intersection, in a highly reliable manner.
  • the C2X device utilizes its neighbor shaft table (as described in the prior art in ITS).
  • the neighborhood table provides information about the position, speed, and orientation of the moving adjacent C2X devices. Therefore, due to the exact information of the lane position of some specific neighbor C2X devices, the own lane position can be determined.
  • Specific neighboring devices in the sense of the invention are those C2X devices which according to the invention have been informed about their exact roadway by the device of the traffic infrastructure, the traffic light RSU.
  • Mobile devices such as vehicles, pedestrians, or bicycles that use wireless communication, such as WiFi, ITS-G5, or WAVE, to provide cooperative visibility, typically transmit their status information (eg, position, speed, etc.) every 100 ms, for example and orientation).
  • an RSU continuously transmits its status information and position (for example, at one intersection the signal phase and the timing - SPAT of the traffic lights and the topology of the lanes - MAP). All this information is provided by the C2X facility
  • a first vehicle VI is also able to form a neighborhood table of the type mentioned with the position information that has been transmitted (see MAP Figure 1 or 2).
  • a neighborhood table of the type mentioned with the position information that has been transmitted (see MAP Figure 1 or 2).
  • the C2X-RSU continuously transmits MAP messages containing topological information of all lanes (labeled VLx for vehicles, bLx for bicycles and pLx for pedestrians). Based on its own geoposition and the exact geoposition of this MAP topology, the C2X unit according to the invention should be able to know on which lane it is moving. Due to the inaccuracy of receivers and the geosatellite position signals, a C2X device is usually unable to accurately determine what the position is on a specific lane.
  • FIG. 1 shows a vehicle VI, which, for example, fails to bring its own geoposition into coincidence with the real roadway position.
  • Vehicle VI therefore mistakenly detects that it is traveling alongside the lane on the right. In fact, however, the first vehicle VI is moving on a second road VL2.
  • the C2X RSU continuously transmits MAP / SPAT messages with additional lane position information.
  • the lane position information of the SPAT / MAP messages is then referenced to the unreliable geosatellite position, in which case the offset between the lane position information from the MAP message and the geosatellite position is used to adjust its own real position. Due to the roadway position adjustment
  • the vehicles know the vehicles exactly on what actual lane they are now driving and can perform the maneuvers they perform reliably in a predictable and safe manner. This is particularly important at an intersection controlled by signals, where it is necessary to know which lane is now cleared by the traffic light, ie the traffic light, and which lane has been blocked by red light.
  • Vehicle VI transmits the transmitted MAP topology information and the SPAT information containing the signal phase along with the roadway position as provided by the invention, i.
  • the first vehicle VI is informed that it is on the road VL02 and, for example, a tenth vehicle V10 informs that it is on the traffic lane VL05, as shown in FIG. 2, STEP1.
  • the first vehicle VI takes this additional lane information to make its lane adjustment STEP2. Based on this message, the vehicle now knows exactly that it is on the second lane VL02.
  • Traffic node VK of two C2X devices namely the first vehicle VI and the tenth vehicle V10 has been transmitted, for example by a SPAT message. All other C2X devices can nevertheless adjust their own driving position on the basis of the transmitted lane information of these two vehicles, ie the knowledge about this. Of course, the more lane information is transmitted, the more precise the positional adjustment of one's own position becomes. For pedestrians and cyclists the same procedure applies and can be applied in the same way.
  • Positional adjustment of C2X facilities based on the distance to a transmitted geoposition of a fixed C2X roadside unit
  • FIG. 3 shows, as a further embodiment, the alternative, but also complementary to the embodiment already explained, realizes the solution according to the invention.
  • This embodiment is an inventive calibration (offset compensation) performed based on the offset of the exact position of the geoposition of a stationary C2X RSU.
  • the C2X roadside unit (device of the traffic infrastructure) is again mounted on a stationary device (traffic light RSU), for example on a traffic light at the traffic node VK or a lantern or the like. Therefore, the exact position of the C2X-RSU in the coordinate system, such as the WGS84, is known.
  • the C2X RSU measures its own satellite geoposition, e.g. based on GPS and calculates the position deviation C2X-RSU-PD with respect to the coordinate system or a coordinate system (for example, x stands for the east, y for the north).
  • the (x-y) deviation (offset) C2X-RSU-PD is transmitted by the C2X-RSU, for example using the periodically transmitted timing, ie a SPAT message.
  • a mobile device (car, pedestrian, bicycle, bus and the like) is able to adjust the otherwise unreliable geoposition and roadway position with high accuracy. In particular, this is important for safety-relevant applications.
  • the vehicles can know exactly which lane they are traveling on and are able to derive information as to whether maneuvers that are position-dependent are allowed or not (for example, turn left).
  • maneuvers that are position-dependent for example, turn left
  • blind people or visually impaired people can also be supported by crossing a street, eg by being guided exactly on the pedestrian crossing.

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Abstract

Verfahren zur Kommunikation innerhalb eines nach Art des ad-hoc zusammenwirkenden, insbesondere Drahtlos-, raftfahrzeugkommunikationssystems, Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur sowie Verkehrsteilnehmereinrichtung Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kommunikation auf Grundlage eines nach Art des ad-hoc zusammenwirkenden, insbesondere Drahtlos-, Kraftfahrzeugkommunikationssystems, wobei die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern untereinander und/oder zwischen Verkehrsteilnehmern und Verkehrsinfrastruktur erfolgt, wird auf Verkehrswegen, insbesondere, an Stellen, an denen eine Auswahl von Fahrmanövern durch mindestens einen ersten Verkehrsteilnehmer möglich ist, wie beispielsweise in Tunnels, an Einmündungen oder Überschneidungen von Verkehrswegen wie Straßen- oder Bahnkreuzungen, einer, dem ersten Verkehrsteilnehmer zugeordneten, ersten Funk-Sende-/ Funk-Empfangseinrichtung kontinuierlich eine Nachricht von einer zweiten sich im Funkversorgungsbereich der ersten Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtung befindenden zweiten, einer Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur zugeordnete, Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtung gesendet, erfolgt das Versenden der Nachricht derart, dass die Nachricht eine Positionsinformation enthält, die aufgrund zumindest einer sich zumindest im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe seitens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt wird, erfolgt das seitens des ersten Verkehrsteilnehmers unter Zuhilfenahme der Positionsinformation und zumindest von Teilen der Positionsinformation eine Korrelation derart, dass eine exaktere Bestimmung seiner Position auf der Fahrspur durchgeführt wird, auf Grundlage der exakteren Position eine Steuerung der Verkehrsteilnehmer erfolgt. Mobile und Stationäre Einrichtungen weisen Mittel zur Durchführung des Verfahrens auf.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR KOMMUNIKATION INNERHALB EINES AD-HOC ZUSAMMENWIRKENDEN
KRAFTFAHRZEUGKOMMUNIKATIONSSYSTEMS, EINRICHTUNG DER VERKEHRSINFRASTRUKTUR SOWIE VERKEHRSTEILNEHMEREINRICHTUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation innerhalb eines nach Art des ad-hoc zusammenwirkenden, insbesonde- re Drahtlos-, Kraftfahrzeugkommunikationssystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 und eine Verkehrsteilnehmereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Bei einem Beispiel eines Systems zur Kommunikation ist es bekannt, dass Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtungen zur Kommunikation innerhalb des gemäß Beispiel ad-hoc beispielsweise drahtlos zusammenwirkenden Kraftfahrzeugkommunikationssystems für die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern untereinander im Einsatz sind. Ad-hoc zusammenwirkend bedeutet so genannte ad-hoc Netzwerke, also im Wesentlichen sich selbst organisierende spontan durch direkte Kommunikation der beteiligten Netzknoten gebildete bzw. betriebene Netze. Im Stra- ßenverkehr umfasst diese Kommunikation in der Regel Kraftfahrzeuge, daher wird sie auch aus dem Englischen entlehnt „car to car" (C2C) Kommunikation genannt. Diese Kommunikation umfasst aber auch die Kommunikation zur Verkehrsinfrastruktur, die beispielsweise durch so genannte „road side units", (RSU) wie zum Beispiel Ampeln, gebildete Basisstationen zur
Vermittlung der Kommunikation bzw. Verbreitung von Informationen an die Ampel angeschlossene Informationsnetzwerke oder steuernde Verkehrszentralen, gebildet werden. Diese Kommunikation wird - ebenfalls aus dem Englischen entlehnt - „car to infrastructure" (C2I) genannt. Da im Grunde Kraftfahrzeuge nicht die einzigen Verkehrsteilnehmer darstellen, sondern auch Fahrräder bzw. Fahrradfahrer und Fußgänger ebenso beteiligt sind, umfasst diese Kommunikation auch den Austausch von Daten zwischen von ihnen betriebenen Funk-Sende-/Funk- Empfangseinrichtungen und den von Kraftfahrzeugen betriebenen Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtungen . Hierfür gibt es kein aus dem Englischen entlehnten Begriff oder Akronym, aber sie fallen unter den für die Verallgemeinerung dieser Art von Kommunikation bekannten Begriff der „car to X" Technologie bzw. Kommunikation (C2X) .
Dabei ist diese Art der Kommunikation von der bekannten Mo- bilfunkkommunikation zu unterscheiden, da Erstere in der Regel automatisiert, also überwiegend ohne Anstoß oder erforderliche Aktionen des Nutzers erfolgt und dem Zweck dient, verkehrsrelevante Daten zu sammeln und auszutauschen, so dass idealer Weise auf alle möglichen Verkehrssituationen angemes- sen reagiert werden kann, beispielsweise durch Warnungen des Nutzers oder automatisierte Reaktionen des Kraftfahrzeugs. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die genannte Kommunikation bis auf wenige Ausnahmen wie etwa in Tunnels, im Freien bzw. außerhalb von geschlossenen Gebäuden erfolgt. D.h. sie findet „outdoor" statt.
Für die Sammlung von Daten und vor allem deren Austausch kommen in einem derartigen System unterschiedlichste Typen von Geräten, wie beispielsweise Video Kameras, WiFi-Endgeräte, „Dedicated Short Range Communication" - (DSRC- ) Geräte , Bewe- gungs- bzw. Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitssensoren, zum Einsatz.
Ferner ist es bekannt, dass für die Sammlung von Daten jedes Kraftfahrzeug eine zyklische Botschaft im Abstand von, insbesondere 100, Millisekunden aussendet, die eine Fahrzeug-ID und Angaben zu Geschwindigkeit, Richtung und Position enthält. Das Aussenden dieser zyklischen Standardbotschaften, auch „Beacons" genannt, ist meist an die Rode Side Units ge- richtet.
Es ist ferner bekannt, dass Steuerungen von Straßenkreuzungen, beispielsweise durch RSU's durchgeführt werden und die Sequenz und das Timing von Ampelschaltungen in Abhängigkeit von Informationen wechseln, welche von einer Vielzahl von Sensoren stammen, die in den Boden unterhalb der Straßen und zwar je vorgegebener Fahrspur untergebracht sind. Die Infor- mationen, die detektiert und gemeldet werden, enthalten beispielsweise auf einer mehrspurigen Straße die Fahrzeugpräsenz, die Fahrzeugrichtung sowie Fahrzeuggeschwindigkeit.
Es sind dabei unterschiedlichste Sensoren im Einsatz, um eine exakte Bestimmung der Position und Richtung von Fahrzeugen zu ermöglichen, welche auf einer bestimmten Fahrspur fahren. Der Grad der Exaktheit kann aber variieren, da in der Regel die genannten Maßnahmen einem Nahfeld der RSU' s und bei geringeren Geschwindigkeit optimal wirken. Doch klimatische Verhält- nisse können auch bei optimaler Wirksamkeit die den Grad der Exaktheit deutlich reduzieren, da diese auf die Sensoren wirke aber vor Allem auch auf die Positionsbestimmung mittels Geosatteliten enormen Einfluss haben und die RSU' s in der Regel dabei neben der Nutzung der Sensoren auch diese Art der Positionsbestimmung in die Ermittlung von Positionen mit einbeziehen .
Werden nun den Verkehrsteilnehmern von Seiten der RSU' s kartographische Daten des aktuellen Aufenthaltsortes, gemeinsam mit der ermittelten Position übermittelt, beispielsweise um für eine Manöversteuerung die aktuelle Position mit den gemäß Karte angegebenen Fahrspuren in Deckung zu bringen, kann dies dennoch einen Versatz aufweisen, so dass Gefahrensituationen entstehen können, da die Steuerung nicht akkurat erfolgen könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme eines ad-hoc zusammenwirkenden, insbesondere Kraftfahrzeug-, Kommunikationssystems zu überwinden.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale, sowie ausgehend von der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12, durch dessen kennzeichnende Merkmale, sowie einer Verkehrsteilnehmereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13, durch dessen kennzeichnenden Merkmale, gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kommunikation auf Grundlage eines nach Art des ad-hoc zusammenwirkenden, insbesondere Drahtlos-, Kraftfahrzeugkommunikationssystems, wobei die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern untereinander und/oder zwischen Verkehrsteilnehmern und Verkehrsinfrastruktur erfolgt,
a) wird auf Verkehrswegen, insbesondere, an Stellen, an denen eine Auswahl von Fahrmanövern durch mindestens einen ersten Verkehrsteilnehmer möglich ist, wie beispielsweise in In Tunnels, , an Einmündungen oder Überschneidungen von Verkehrswegen wie Straßen- oder Bahnkreuzungen, einer, dem ersten Verkehrsteilnehmer zugeordneten, ersten Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtung kontinuierlich eine Nachricht von einer zweiten sich im Funkversorgungsbereich der ersten Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtung befindenden zweiten, einer Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur zugeordnete, Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtung gesendet,
b) erfolgt das Versenden der Nachricht derart, dass die
Nachricht eine Positionsinformation enthält, die aufgrund zumindest einer sich zumindest im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe seitens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt wird, c) erfolgt das seitens des ersten Verkehrsteilnehmers unter Zuhilfenahme der Positionsinformation und zumindest von Teilen der Positioninformation eine Korrelation derart, dass eine exaktere Bestimmung seiner Position auf der Fahrspur durchgeführt wird,
d) auf Grundlage der exakteren Position eine Steuerung der Verkehrsteilnehmer erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine akkurate Bestimmung der eigenen Position auf der aktuellen Fahrspur. Es ist also damit insbesondere fähig, die Ungenauigkeit von in der Regel von den beteiligten Verkehrsteilnehmern genutzten geosattelitengestützten Positionsbestimmungen auszugleichen. Das ist von besonderem Vorteil in Situationen wo hohe Ansprü- che an die Genauigkeit bestehen, weil es die Gewährleistung der Sicherheit der beteiligten Verkehrsteilnehmer betrifft. Dies werden in der Regel Situationen respektive Orte sein, die an denen ein hohes Verkehrsaufkommen herrscht und/oder viele Manöver möglich sind.
Wird die Nachricht als Steuernachricht, beispielsweise gemäß dem ETSI „Cooperative ITS" Standard gebildet, wird gewährleistet, dass diese Informationen mit einer optimalen Priorität und Häufigkeit übertragen und empfängerseitig bearbeitet werden.
Bei einer weiteren Weiterbildung wird die Steuernachricht als eine die Fahrspuren in der Umgebung der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur zumindest teilweise beschreibende
Topologieinformation enthaltende, insbesondere MAP-, Nachricht gebildet.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Steuernachricht als eine Signalisierungs- und Timinginformation enthaltende, insbeson- dere „Signal Phase And Timing" SPAT, Nachricht gebildet wird. Eine Kombination dieser Weiterbildung mit weiteren, zusätzu zlich zumindest die Topologieinformation gemäß vorhergehender Weiterbildung, enthaltenden, Daten, ist besonders von Vorteil. Da beispielsweise genaue Informationen über den Spuren- verlauf, ob die Spur in die Kreuzung hinein oder hinausführt, welche Signalgruppe der Ampelanlage für die Spur zuständig ist (wichtig für der Bezug zur SPAT Nachricht (Signalzustand der einzelnen Signalgruppen) die Steuerung erlauben hinsichtlich welche Art von Fahrzeug auf der Spur fahren darf, etc.
Vorteilhaft weitergebildet wird die Erfindung auch, wenn jeweils eine Positionen aller ersten Verkehrsteilnehmer in Bezug zu den Fahrspuren setzende Information gebildet wird. Durch diese Information wird eine Grundlage für ein simples und zugleich sehr akkurates Verfahren zum Ausgleich von Unge- nauigkeiten geosattelitengestützter Positionsermittlung bereitgestellt .
Bei einer weiteren Weiterbildung wird die aufgrund zumindest einer sich im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe derart seitens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt, dass
a) Positionserfassungsmittel , insbesondere Radargeräte, Distanzsensoren und Ähnliche, verwendet werden, um eine akkurate Position von sich im Nahfeld befindenden ersten Verkehrsteilnehmern zu ermitteln,
b) Die Positionsinformation derart gebildet wird,
dass für alle erste Verkehrsteilnehmer ermittelten akkuraten Positionen enthalten sind.
Positionserfassungsmittel für Positionsbestimmung im Nahfeld, wie die Genannten, gewährleisten eine Unempfindlichkeit gegenüber klimatischen Verhältnissen, so dass sie in der Lage sind, die diesbezügliche Schwäche der geosattelitengestützten Positionsermittlung auszugleichen. Ferner wird durch Festhalten der akkuraten Positionen aller Verkehrsteilnehmer zusätz- liehe Informationen verfügbar, die beispielsweise für die Bildung einer so genannten Nachbarschaftstabelle geeignete sind, die jeder Verkehrsteilnehmer für sich bilden kann, um sie einer Steuerung zugrundezulegen. Alternativ oder ergänzend wird in dem die aufgrund zumindest einer sich im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe derart seitens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt, dass
a) die der Einrichtung verfügbaren geographischen, insbesondere gemäß einem normierten Koordinatensystem, wie dem „World Geodetic System 1984" WGS 84 beschriebene, Standortdaten verwendet werden, um die eigene akkurate Position zu ermitteln, die Einrichtung diese akkurate Position einem Ver gleich mit einer der Einrichtung verfügbaren geo- sattelitenbasierten Positionsinformation derart durchführt, dass eine Versatzinformation „offset,, aus Differenz der beiden Werte, gebildet wird, die Positionsinformation durch die Versatzinforma tion gebildet wird.
Diese Weiterbildung ist im Bezug auf die Einrichtung der Ver- kehrsinfrastruktur äußeren Einflüssen völlig unabhängig, denn hierbei handelt es sich um die, beispielsweise Weise, bei der Installation der Einrichtung festgelegten Koordinaten. Also der für die Installation bestimmte, unveränderliche Ort. Wird eine geosattelitengestützt ermittelte Position der Einrich- tung mit diesen Koordinaten verglichen, ergibt sich der Versatz sowohl in der horizontalen wie vertikalen Richtung unmittelbar und kann der Steuerung zugrunde gelegt werden. Sie kann die vorhergehende Weiterbildung ergänzen, wenn beispielsweise Sensoren ausfallen oder aus anderen Gründen, bei- spielsweise Kostenreduktion, vor Ort nicht zur Verfügung stehen .
Falls also beispielsweise den ersten Verkehrsteilnehmern jedoch die fest vorgegebenen Koordinaten der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur wie in der vorhergehenden Weiterbildung vorgesehen, nicht vorliegen, kann alternativ oder ergänzenden mit der Weiterbildung bei der die mittels der Nachricht übermittelten akkuraten Positionen jeweils mit jeweils dem ersten Verkehrsteilnehmer verfügbaren geosattelitenbasierten Positi- onsinformationen benachbarter erster Verkehrsteilnehmer derart durchgeführt wird, dass eine Versatzinformation „offset,, aus Differenz der beiden Werte, gebildet wird, ebenfalls eine horizontale und eine vertikale Abweichung durch festgestellt werden .
Die Erfindung entfaltet vor Allem im Hinblick auf Manöversteuerung seine Vorteile, wenn sie so weitergebildet wird, dass der erste Verkehrsteilnehmer auf Grundlage der Versatz- Information seine akkurate Position im Bezug zu seiner aktuellen Fahrspur ermittelt. Hierdurch lassen sich unmittelbar die möglichen Manöver ableiten, aber auch das Timing für Manöver bestimmen. Gefahrensituationen können hiermit auch ver- mieden werden.
Die erfindungsgemäßen Vorteile können weiter angereichert werden, wenn die Positionen aller benachbarten ersten Verkehrsteilnehmer seitens des ersten Verkehrsteilnehmer derart organisiert gespeichert, werden, dass sie, insbesondere zur Steuerung von Manövern, zu weiteren, zeitlich nachfolgenden, Korrekturen herangezogen werden. Mit dieser Lösung wird gewährleistet, dass den ersten Verkehrsteilnehmern eine Information zur Korrektur verfügbar ist. So kann auch die Ressour- ce „Funkübertragungsstrecke" freigehalten werden.
Alternativ oder ergänzend ist es von Vorteil, wenn die Nachricht periodisch, insbesondere alle 100 Millisekunden, wiederholt mit einer aktualisierten Positionsinformation versen- det wird. Hiermit wird der Dynamik der Verkehrsteilnehmer angemessen auf deren Positionsveränderung über die Zeit Rechnung getragen. Die Wiederholungen können hierbei in konstanten Abständen erfolgen. Denkbar ist aber auch, dass die Abstände variieren, um bestimmten Situationen angepasst zu be- gegnen. Beispielsweise könnte es an Knotenpunkten, wie Kreuzungen mit Ampeln nötig sein häufiger zu Aktualisieren, um die Manöversteuerung optimal durchführen zu können. Allgemein wird diese Weiterbildung dort wo eine hohe Geschwindigkeit und/oder ein hohes Aufkommen von Fahrzeugen und Manövermög- lichkeiten existieren vorteilhaft ergänzt, wenn die Periodendauer verkürzt wird. Ergänzend oder alternativ ist es auch denkbar die Nachrichten alternativ oder ergänzend zu periodischen Nachrichten ereignisgesteuert zu versenden. Alternativ bzw. ergänzend wird die Kommunikation gemäß einzelner Funkkommunikationsstandards oder Kombinationen hiervon realisiert. D.h. die Kommunikation wird insbesondere gemäß GSM-, UMTS-, LTE-, ETSI TS102687- und/oder IEEE 802.11- Standard, ETSI ITS-G5, „Wireless Access in Vehicular Environments" WAVE, oder Derivaten hiervon, betrieben. Dies ist von Vorteil, da durch mit der Standardisierung eine Verbreitung bzw. Durchdringung einzelner Standards genutzt werden kann.
Die Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur Einrichtung eines Systems zur Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern untereinander und/oder zwischen, mobilen, Verkehrsteilnehmern und, stationären, Einrichtungen der Verkehrsinfrastruktur eines, nach Art des ad-hoc zusammenwirkenden, Drahtlos-, Kraftfahrzeugkommunikationssystems weist Mittel auf, die eine Bestimmung der geographischen Position der zweiten Einrichtungen zumindest auf Grundlage von mit einer Kommunikation mit den ersten Einrichtungen korrelierenden Größe durchführen.
Die Verkehrsteilnehmereinrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht durch die Mittel die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bietet im Zusammenspiel mit der stationären Einrichtung und/oder anderen Verkehrsteilnehmereinrichtungen somit die volle Entfaltung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile.
Weiterbildungen dieser Anordnungen ergeben sich „mutatis mutandis aus den Weiterbildungen des Verfahrens, wobei damit auch „mutatis mutandis" dieselben Vorteile wie die entsprechenden Verfahrensweiterbildungen aufweisen, jeweils mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie zur Realisierung des gegenständlichen Vorteils beitragen. Die Erfindung wird beispielhaft anhand dreier Figuren näher erläutert, dabei zeigt die
Figur 1 Ein Szenario in einem ITS System gemäß Stand der Technik,
Figur 2 erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit Kalibrierungen basierend auf Distanzmessungen, Figur 3 erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit Kalibrierungen basierend auf determinierten Koordinaten einer stationären C2X-RSU. Die Figur 1 zeigt ein Szenario, welches sich gemäß einer Stand der Technik bekannten Technologie ergeben könnte.
Kooperative ITS Systemtechnologien (C2X) , wie die Dargestellte, assistieren Verkehrsteilnehmern V1...V8 , P1...P3 , Bl, beispielsweise Autofahrern VL1...VL8, Radfahrern Bl oder Fußgän- gern P1...P3 , in gefährlichen Situationen und helfen Verkehrsunfälle zu reduzieren bzw. zu vermeiden. Insbesondere an Verkehrskreuzungspunkten VK, wie beispielsweise Kreuzungen, wo es eine höhere Wahrscheinlichkeit der Kollision gibt, sind C2X-Systeme fähig, andere Verkehrsteilnehmer V1...V8 , P1...P3 , Bl über potentielle Risiken zu informieren bzw. zu warnen.
Um eine verbesserte Applikation zur Gewährleistung der Sicherheit innerhalb solcher C2X-Systeme zu gewährleisten, insbesondere bei Kreuzungspunkten, ist es nötig, dass ein Ver- kehrsteilnehmer C2X-Stationen V1...V8 , P1...P3 , Bl wissen muss, auf welcher Fahrbahn VL01...VL10, PVL01, BL01 exakt er sich gerade befindet. Beispielsweise wartend hält, fährt oder als Fußgänger P1...P3 geht. Diese exakte Positionsinformation in Bezug auf sich bewegende C2X-Stattionen V1...V8, P1...P3 , Bl ist heutzutage nicht durchweg gewährleistet.
Die Erfindung gibt daher eine Lösung für C2X-Stationen an, die eine akkurate Positionsermittlung auf Grundlage der umgebenden in der Figur dargestellten Topologie MAP. Dies wird in der Regel also eine einer stationären Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur C2X-RSU - in der Figur 1 durch die Ampel dargestellt und gegeben - verfügbaren Karteninformation betreffen. Eine navigationsgerechte Karteninformation wie beispielsweise die Fahrzeugfahrbahnen, Fußgängerüberwege bzw. Fahrradwege, sind gegenwärtig fast allen Verkehrsteilnehmern verfügbar. Sei es durch Navigationsprogramme auf Mobilfunktelefonen oder Navigationsgeräten für die genannten Fahrzeuge. Die C2X-RSU sendet eine spezielle Topologiedarstellung
(erweiterete nicht dargestellte Kartografieinformation MAP) , welche zusätzlich eine Beziehung zu den Signalzuständen der Ampel (SPAT-Signal Phase AND TIMING) herstellt. Durch die Kom- bination MAP-SPAT wird genau signalisiert welcher Verkehrswege (Fahrbahn, Fußgängerübergang, etc..) zum Beispiel auf "rot" oder "grün" steht. Die MAP wird prinzipiell in der C2X- RSU hinterlegt und wird regelmäßig (ca. alle Sekunden) an die Verkehrsteilnehmer von der C2X-RSU gesendet. Diese spezielle, mit Ampelsignalisierungsinformationen angereicherte MAP kann auch über andere Kommunikationswege an die Verkehrsteilnehmer verteilt werden.
Eine optimale Zuordnung der Position der Verkehrsteilnehmer (z.B.: V01...V07, P1...P3 , Bl) zu einer Fahrspur ( z . B . : VL01...VL10, BL01) oder zum Beispiel einer Fußgängerspur ( z . B . : PL01) ist nicht durchweg gewährleistet, weil bisher eine solche Positionsermittlung allein auf satellitenbasierte Geopositionierung gestützt ist, welche zusätzlich terrestrische oder Satelli- tenpositionsgenauigkeitskorrektur-Prozeduren beinhaltete. Die Positionsgenauigkeit, die hierdurch erreicht worden ist, liegt bei 3 bis 10 m in Bezug auf ein Koordinatensystem, wie beispielsweise dem WGS84, welches das Ausführungsbeispiel auch nutzt.
Zusätzlich wird der C2X-Verkehrsteilnehmer V1...V8 , P1...P3 , Bl, durch die C2X-Roadside Unit RSU über die detaillierte kartographische Gegebenheit an seinem Aufenthaltsort informiert. Insbesondere erfolgt dies bei Kreuzungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, den Verkehrsteilnehmern, den C2X-Einrichtungen V1...V8 , P1...P3 , Bl, eine Möglichkeit zu geben, die sie in die Lage versetzt, die eigene Position auf einer bestimmten Fahrbahn in Relation zur kartographischen Lage in dem Gebiet selbständig und zu berechnen - und dies exakt . Denn wie in der Figur 2 zu sehen ist, besteht bei Überlagerung von Topologieinformation MAP und vom Verkehrsteilnehmer mittels geosattelitengestützter Positionsermittlung ein Versatz, der beispielsweise durch klimatische Verhältnisse verursacht sein kann.
Um das Ausführungsbeispiel besser zu verdeutlichen bzw. die Grundlagen, auf die die Erfindung aufsetzt, soll dies im Folgenden auf den Stand der Technik detaillierter bezogen, erläutert werden.
In sicherheitsrelevanten Verkehrsgebieten, wie an Kreuzungen oder an Baustellen entlang des Weges, sendet die Verkehrsinfrastruktureinrichtung gemäß C2X über Luftschnittstelle eine sogenannte MAP-Message (also topologische Information beispielsweise über die Fahrbahnen oder Fußgängerüberwege und welche Signalgeber der Ampelanlage diese Bahnen und Spuren verkehrstechnisch regelt) . Ferner sendet sie Verkehrssteuerinformationen (Signalphasen von Ampelanlagen und/oder Timing der Ampelanlagen - „SPAT") . Diese Nachricht wird an die beteiligten Verkehrsteilnehmer wie Auto, Fahrzeuge oder Fußgänger eines C2X-Systems übermittelt.
Die Echtzeitsignalinformation in der SPAT-Message bezieht sich auf die Fahrbahnen der Topologieinformation „MAP- Nachricht" (Message)". Die SPAT- und die MAP-Message werden durchgehend übermittelt, d.h. periodisch wiederholt in bei- spielsweise jede Sekunde.
Auf Grundlage dieses Wissens, das hiermit übermittelt wird, ist die C2X-Einrichtung in der Lage, exakt zu wissen, auf welcher Fahrbahn es zum Stehen kommen muss, weil die Ampel beispielsweise Rotlicht zeigt oder ob es beispielsweise erlaubt ist, das Manöver, welches die Einrichtung gerade vollzieht, beispielsweise links abbiegen, fortzusetzen, weil die Ampel auf Grün geschaltet ist. Allerdings ist aufgrund der weniger oder geringen Genauigkeit hinsichtlich der Daten zur eigenen Position (weil sie auf GPS basiert sind) die C2X-
Einrichtung nicht in der Lage, in einem hinreichend verlässlichen Modus festzustellen, auf welcher Fahrbahn sie sich gerade physikalisch befindet. Daher ist auch die C2X- Einrichtung nicht in der Lage zu sagen, welches Manöver gerade erlaubt ist (mögliche Manöver lassen sich beispielsweise aus der in Figur 1 gezeigten Topologie ableiten) . Um dieses Positionsproblem zu umgehen oder zu überwinden, wird gemäß Ausführungsbeispiel nun eine Prozedur eingeführt, die die Genauigkeit der Positionsbestimmung verbessert, basierend auf der Fahrbahn VL01...VL10 , PVL1, PVB1. Die Verbesserung in Bezug gesetzt zur übertragenen Kartographie- Information MAP. D.h. also den in Figur 2 zu erkennenden Versatz ausgleichend.
Die dargestellte kooperative Verkehrsinfrastruktur hat in dem gezeigten Beispiel zur Durchführung der Erfindung zusätzlich installierte Spezialeinrichtungen, beispielsweise Radar oder Abstandsdetektoren, die für die Berechnung der Positionen des Umfeldes der C2X-Einrichtung dienen. Ein Vorteil der Erfindung zeigt sich darin, dass es nicht mehr relevant ist, die singuläre Position der Einrichtung zu wissen, sondern es ist allein die Fahrbahnposition, d.h. die Position im Verhältnis zur Fahrbahn, relevant.
Aufgrund des Wissens über die Fahrbahntopologie und die Fahrbahnposition einer sich bewegenden C2X-Einrichtung (vgl. Vo- raussetzung für das Ausführungsbeispiel der Erfindung) übermittelt die Ampel RSU die akkurat berechnete Fahrbahnposition der C2X-Einrichtungen V1...V8 , P1...P3 , Bl, in Bezug auf die umgebende Topologie MAP. Eine gemäß der Erfindung zu übertragende Nachricht, beispielsweise die MAP- oder SPAT-Nachricht , enthält daher diese zusätzliche Fahrbahnpositionsinformation der C2X- Einrichtungen V1...V8 , P1...P3 , Bl . Diese Nachricht wird periodisch übermittelt und zwar mittels Luftschnittstelle unter Nutzung einer oder mehrerer standardisierte Kommunikations- technologien . Somit ist es nicht notwendig, eine exakte Geoposition der C2X-Einrichtung zu wissen. Das Wissen der Fahrbahnposition ist völlig ausreichend für die Ausführung aller möglichen Manöver, die an einer Kreuzung denkbar sind, und zwar in hohem Maße zuverlässigen Art und Weise.
Wenn die Fahrbahnposition einer C2X-Einrichtung innerhalb einer Funkabdeckung nicht in der MAP- oder SPAT-Nachricht enthalten ist, dann nützt die C2X-Einrichtung seine Nachbar- Schaftstabelle (wie sie gemäß Stand der Technik in ITS-
Systemen bekannt ist), um die eigene Fahrbahnposition (vgl. Figur 2) zu bestimmen. Die Nachbarschaftstabelle gibt grundsätzlich dabei die Information über die Position, die Geschwindigkeit und die Ausrichtung der sich bewegenden benach- barten C2X-Einrichtungen . Daher kann aufgrund der exakten Information der Fahrbahnposition von einigen spezifischen Nach- bar-C2X-Einrichtungen die eigene Fahrbahnposition bestimmt werden. Spezifische Nachbar-Einrichtungen im Sinne der Erfindung sind dabei diejenigen C2X-Einrichtungen, welche erfin- dungsgemäß durch die Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur, - die Ampel - RSU über ihre exakte Fahrbahn informiert worden sind .
Mobile Einrichtungen, wie Fahrzeuge, Fußgänger oder Fahrrä- der, die eine Funkkommunikation verwenden, wie beispielsweise WiFi, ITS-G5 oder WAVE, um kooperative Übersicht zu schaffen, übermitteln in der Regel kontinuierlich, beispielsweise alle 100 ms ihre Statusinformationen (beispielsweise Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung) . Zusätzlich sendet eine RSU kontinuierlich wiederum seine Statusinformation und Position (beispielsweise an einer Kreuzung die Signalphase und das Ti- ming - SPAT der Verkehrsampeln und die Topologie der Fahrbahnen - MAP) . Alle diese Informationen werden durch die C2X-Einrichtung
(mobil oder stationär, also gemäß Figur 2 Ampel RSU oder Verkehrsteilnehmer V1...V8 , P1...P3 , Bl) um eine Nachbarschaftstabelle zu bilden welche alle C2X-Nachbarn beinhaltet. In den Figuren 1 und 2 sind die Fahrzeuge VI, V2 , V3 , V5 , V8 sowie die Fußgänger PI und P2 und die Roadside Unit C2X-RSU in der Lage, diese C2X-Nachrichten zu empfangen. Daher ist beispielsweise auch ein erstes Fahrzeug VI in der Lage, eine Nachbarschaftstabelle der genannten Art mit den Positionsinformationen, welche übermittelt wurden, zu bilden (s. dazu MAP Figur 1 oder 2) . Zusätzlich wird an einer Kreuzung, wie sie in Figur 1 und dargestellt ist, die C2X-RSU kontinuierlich MAP-Nachrichten übertragen, die topologische Informationen enthalten und zwar aller Fahrbahnen (bezeichnet mit VLx für Fahrzeuge, bLx für Fahrräder und pLx für Fußgänger) . Basierend auf der eigenen Geoposition und der exakten Geoposition dieser MAP-Topologie soll erfindungsgemäß die C2X-Einheit in der Lage sein, zu wissen, auf welcher Fahrbahn sie sich bewegt. Aufgrund der Ungenauigkeit von Receivern und der Geosatellitenpositions- signalen ist eine C2X-Einrichtung in der Regel nicht in der Lage, exakt festzustellen, wie die Position auf einer spezifischen Fahrbahn ist.
Das Beispiel der Figur 1 zeigt ein Fahrzeug VI, welches beispielsweise daran scheitert, seine eigene Geoposition mit der realen Fahrbahnposition in Deckung zu bringen. Das erste
Fahrzeug VI erkennt daher fälschlicherweise, dass es neben der Spur und zwar auf der rechten Seite entlang fährt. Tatsächlich ist es aber so, dass das erste Fahrzeug VI sich auf einer zweiten Fahrbahn VL2 sich bewegt.
Basierend auf dieser Erfindung sendet die C2X-RSU kontinuierlich MAP/SPAT-Nachrichten mit zusätzlichen Fahrbahnpositions- informationen . Die Fahrbahnpositionsinformation der SPAT/MAP- Nachrichten wird dann auf die unzuverlässige Geosatellitenpo- sition in Bezug gesetzt, wobei dann der Offset zwischen der Fahrbahnpositionsinformation aus der MAP-Nachricht und der Geosatellitenposition benutzt wird, um die eigene reale Position zu justieren. Aufgrund der Fahrbahnpositionsjustierung der Fahrzeuge wissen die Fahrzeuge exakt, auf welcher tatsächlichen Fahrbahn sie nun fahren und können die Manöver, die sie ausführen, auf einer vorhersehbaren und sicheren Weise zuverlässig ausführen. Das ist insbesondere wichtig an ei- ner durch Signale gesteuerten Kreuzung, wo es notwendig ist, zu wissen, welche Fahrbahn nun durch das Verkehrslicht, d.h. die Ampel, freigeschaltet ist und welche Fahrbahn durch Rotlicht gesperrt wurde. Im Beispiel empfängt gemäß Ausführungsbeispiel das erste
Fahrzeug VI die übertragene MAP-Topologieinformation und die SPAT- Information, welche die Signalphase enthält, gemeinsam mit der Fahrbahnposition, wie es die Erfindung vorsieht, d.h. in dem dargestellten Beispiel wird das erste Fahrzeug VI da- rüber informiert, dass es sich auf der Fahrbahn VL02 befindet und beispielsweise ein zehntes Fahrzeug V10 informiert, dass es sich auf der Fahrspur VL05 befindet, wie es in Figur 2, SCHRITT1 so dargestellt ist. Im nächsten Schritt nimmt das erste Fahrzeug VI diese zusätzliche Fahrbahninformation, um seine Fahrbahnjustierung vorzunehmen SCHRITT2. Aufgrund dieser Nachricht weiß das Fahrzeug nun exakt, dass es sich auf der zweiten Fahrbahn VL02 befindet. Zusätzlich aufgrund der Fahrbahnpositionsinformation des zehnten Fahrzeugs V10 kann eine weitere Justierung vorgenommen werden, die im vorliegen- den Fall durch die Ermittlung der Fahrtrichtung gegeben ist, so dass das erste Fahrzeug VI in der Lage ist, alle Manöver auf Grundlage dieser Signalisierung der Verkehrsinfrastruktur an der Kreuzung sicher auszuführen. Im Beispiel gemäß Figur 2 sind nur Fahrbahnpositionen des
Verkehrsknotenpunktes VK von zwei C2X-Einrichtungen, nämlich dem ersten Fahrzeug VI und dem zehnten Fahrzeug V10 übermittelt worden, beispielsweise durch eine SPAT-Message . Alle anderen C2X-Einrichtungen können dennoch anhand der übertrage- nen Fahrbahninformation dieser beiden Fahrzeuge ihre eigene Fahrposition justieren, d.h. das Wissen hierüber. Je mehr Fahrbahninformationen übertragen werden, desto präziser wird natürlich die Positionsjustierung der eigenen Position. Für Fußgänger und Fahrradfahrer gilt die gleiche Prozedur und kann genauso angewandt werden. Positionsjustierung von C2X-Einrichtungen auf Grundlage des Abstands zu einer übertragenen Geoposition einer fest montierten C2X-Roadside Unit
Die Figur 3 zeigt als eine weitere Ausführungsform, die al- ternativ aber auch ergänzende zur bereits erläuterten Ausführungsform die erfindungsgemäße Lösung realisiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich, um eine erfindungsgemäße Kalibrierung (Versatzausgleich) , die auf Grundlage des Offsets der exakten Position der Geoposition einer stationären C2X-RSU durchgeführt wird.
Die C2X-Roadside Unit (Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur) sei hierbei wieder an einer stationären Einrichtung (Ampel RSU) montiert, beispielsweise an einer Verkehrsampel am Ver- kehrsknoten VK oder einer Laterne oder dergleichen. Daher ist die exakte Position der C2X-RSU im Koordinatensystem, wie es beispielsweise das WGS84 ist, bekannt.
Die C2X-RSU misst die eigene satellitengestützte Geoposition, z.B. auf Grundlage von GPS und kalkuliert die Positionsabweichung C2X-RSU-PD in Bezug auf das Koordinatensystem bzw. eines Koordinatensystems (beispielsweise x steht für Osten, y für Norden) . Die (x-y) Abweichung (Offset) C2X-RSU-PD wird übertragen durch die C2X-RSU, beispielsweise unter Nutzung des periodisch übertragenen Timings, also einer SPAT-Nachricht .
Basierend auf der Annahme, dass ein Fehler gegeben ist durch atmosphärische Störungen, Geosatelliten, Receiver, inhärente Fehler etc. innerhalb eines Satellitenreceivers ähnlich zu dem Fehler der RSU, also der Position Deviation der C2X- Einrichtung (s. erste Einrichtung in VI in Figur 3), so dass das erste Fahrzeug VI in der Lage ist, seine eigene Position zu justieren, in dem es das x-y-Offset C2X-RSU-PD verwendet, welche durch die übertragene Nachricht empfangen worden ist. Aufgrund der vorliegenden Erfindung, insbesondere den erläuterten Ausführungsbeispielen, ist eine mobile Einrichtung (Auto, Fußgänger, Fahrrad, Bus und dergl . ) in der Lage, mit einer hohen Genauigkeit die ansonsten unzuverlässige Geoposi - tion und Fahrbahnposition zu justieren. Insbesondere ist dies für sicherheitsrelevante Anwendungen von Bedeutung. Daher können auf Grundlage der Erfindung die Fahrzeuge exakt wissen, auf welcher Fahrbahn sie gerade fahren und sind in der Lage, Informationen abzuleiten, ob Manöver, die positionsabhängig sind, erlaubt sind oder nicht (beispielsweise links abbiegen) . Insbesondere blinde Menschen oder sehbehinderte Menschen können hierdurch auch unterstützt werden bei der Überquerung einer Straße, z.B. in dem sie exakt auf dem Fußgängerüberweg geführt werden. Weiterbildungen dieser Anordnungen ergeben sich „mutatis mutandis" aus den Weiterbildungen des Verfahrens, wobei damit auch „mutatis mutandis" dieselben Vorteile wie die entsprechenden Verfahrensweiterbildungen aufweisen, jeweils mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie zur Realisierung des gegen- ständlichen Vorteils beitragen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kommunikation auf Grundlage eines nach Art des ad-hoc zusammenwirkenden, insbesondere Drahtlos-, Kraftfahrzeugkommunikationssystems, wobei die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern untereinander und/oder zwischen Verkehrsteilnehmern und Verkehrsinfrastruktur erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass
a) auf Verkehrswegen, insbesondere, an Stellen, an denen eine Auswahl von Fahrmanövern durch mindestens einen ersten Verkehrsteilnehmer möglich ist, wie beispielsweise in In Tunnels, , an Einmündungen oder Überschneidungen von Verkehrswegen wie Straßen- oder Bahnkreuzungen, einer, dem ersten Verkehrsteilnehmer zugeordneten, ersten Funk-Sende-/Funk-Empfangseinrichtung kontinuierlich eine Nachricht von einer zweiten sich im Funkversorgungsbereich der ersten Funk-Sende-/Funk- Empfangseinrichtung befindenden zweiten, einer Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur zugeordnete, Funk-Sende- /Funk-Empfangseinrichtung gesendet wird,
b) das Versenden der Nachricht derart erfolgt, dass die Nachricht eine Positionsinformation enthält, die aufgrund zumindest einer sich zumindest im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe sei- tens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt wird,
c) das seitens des ersten Verkehrsteilnehmers unter Zuhilfenahme der Positionsinformation und zumindest von Teilen der Positionsinformation eine Korrelation derart erfolgt, dass eine exaktere Bestimmung seiner Position auf der Fahrspur durchgeführt wird,
d) auf Grundlage der exakteren Position eine Steuerung der Verkehrsteilnehmer erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht als Steuernachricht, beispielsweise gemäß dem ETSI „Cooperative ITS" Standard, gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuernachricht als eine die Fahrspuren in der Umgebung der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur zumindest teilweise beschreibende Topologieinformation enthaltende, insbesondere MAP-, Nachricht gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuernachricht als eine Signalisierungs- und Timinginformation enthaltende, insbesondere „Signal Phase And Timing" SPAT, Nachricht gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Positionen aller ersten Verkehrsteilnehmer in Bezug zu den Fahrspuren setzende Information gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund zumindest einer sich zumindest im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe derart seitens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt wird, dass
a) Positionserfassungsmittel , insbesondere Radargeräte, Distanzsensoren und Ähnliche, verwendet werden, um eine akkurate Position von sich im Nahfeld befindenden ersten Verkehrsteilnehmern zu ermitteln,
b) Die Positionsinformation derart gebildet wird,
dass für alle ersten Verkehrsteilnehmer ermittelten akkuraten Positionen enthalten sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund zumindest einer sich zumindest im Nahfeld der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur gegebenen Größe derart seitens der Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur ermittelt wird, dass
a) die der Einrichtung verfügbaren geographischen, insbesondere gemäß einem normierten Koordinatensystem, wie dem „World Geodetic System 1984" WGS 84 beschriebene, Standortdaten verwendet werden, um die eigene akkurate Position zu ermitteln, b) die Einrichtung diese akkurate Position einem Vergleich mit einer der Einrichtung verfügbaren geosattelitenbasierten Positionsinformation derart durchführt, dass eine Versatzinformation „offset,, aus Differenz der beiden Werte, gebildet wird, c) die Positionsinformation durch die Versatzinformation gebildet wird.
8. Verfahren nach einem dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verkehrsteilnehmer, die Korrelation derart durchführen, dass die mittels der Nachricht übermittelten akkuraten Positionen jeweils mit jeweils dem ersten Verkehrsteilnehmer verfügbaren geosattelitenbasierten Positionsinformation benachbarter erster Verkehrsteilnehmer derart durchführt, dass eine Versatzinformation „offset,, aus Differenz der beiden Werte, gebildet wird.
9. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verkehrsteilnehmer auf Grundlage der Versatzinformation seine akkurate Position im Bezug zu seiner aktuellen Fahrspur ermittelt.
10. Verfahren nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen aller benachbarten ersten Verkehrsteilnehmer seitens des ersten Verkehrsteilnehmer derart organisiert gespeichert, werden, dass sie, insbesondere zur Steuerung von Manövern, zu weiteren, zeitlich nachfolgenden, Korrekturen herangezogen werden.
11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, das die Kommunikation gemäß zumindest einem Funkkommunikationsstandard, insbesondere ein gemäß GSM-, UMTS-, LTE-, ETSI TS102687- und/oder IEEE 802.11 -Standard, ETSI ITS-G5, „Wireless Access in Vehicular Environments" WAVE, oder Derivaten hiervon, betrieben wird.
12. Einrichtung der Verkehrsinfrastruktur nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Verfahrensansprüche 1 bis 11.
13. Verkehrsteilnehmereinrichtung eines Systems zur Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern untereinander und/oder zwischen, mobilen, Verkehrsteilnehmern und, stationären, Einrichtungen der Verkehrsinfrastruktur eines, nach Art des ad- hoc zusammenwirkenden, Drahtlos-, Kraftfahrzeugkommunikationssystems, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der Verfahrensansprüche 1 bis 11.
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