WO2022037923A1 - Verfahren zur kommunikation zwischen verkehrsteilnehmern und kommunikationssystem - Google Patents

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WO2022037923A1
WO2022037923A1 PCT/EP2021/071366 EP2021071366W WO2022037923A1 WO 2022037923 A1 WO2022037923 A1 WO 2022037923A1 EP 2021071366 W EP2021071366 W EP 2021071366W WO 2022037923 A1 WO2022037923 A1 WO 2022037923A1
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communication
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road users
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PCT/EP2021/071366
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Julia RAINER
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Audi Ag
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
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    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • G—PHYSICS
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/22—Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
    • H04W4/08—User group management

Definitions

  • Method for communication between road users comprising at least one motor vehicle, in a traffic situation, each road user having a communication device which periodically transmits basic information comprising at least one operating parameter and a position of the road user using a communication channel.
  • the invention relates to a communication system.
  • V2X Vehicle-to-x communication
  • V2X Vehicle-to-x
  • BSM Basic Safety Messages
  • CAM Cooperative Awareness Messages
  • DENM Decentralized Environmental Notification Messages
  • the communication channel is usually implemented via a WLAN or a mobile radio network.
  • V2X technologies are above all to increase traffic safety and traffic flow, in particular to work towards reducing the accident rate.
  • the amount of communication information that can be transmitted via a communication channel i.e. a V2X air interface
  • the bandwidth and the frequency are limited by the bandwidth and the frequency, with any quality restrictions that may also exist, which can be measured, for example, via the BLER (Block Error Rate) or the PER (Packet Error Ratio) must be taken into account.
  • BLER Block Error Rate
  • PER Packet Error Ratio Due to the way in which conventional V2X technologies work, the periodic basic information is transmitted by the appropriately equipped road users over this limited bandwidth, for example every 10 ms, resulting in a large volume of messages.
  • DE 10 2014 215 690 A1 proposes a device and a method for avoiding a message collision between V2V communication, in which it is proposed to adapt the data rate or a message transmission frequency depending on the current communication.
  • Approaches are also already known in the prior art for forming so-called "platoons" or convoys in which vehicles or road users, in particular controlled by a lead vehicle, drive together in a coordinated manner for a specific time.
  • EP 3 651 533 A1 describes sharing an emergency avoidance trajectory
  • EP 3 528 078 A1 relates to a platoon control system for intersections
  • DE 10 2018 216 082 A1 describes a method for cooperative maneuver coordination, with planning levels being executed in a cascaded manner and when each planning level is executed, information is exchanged with neighboring vehicles to determine collisions, with a collision being detected in at least one planning level, maneuver coordination between the vehicles being carried out via the communication link.
  • DE 10 2010 013 647 A1 relates to a platoon of vehicles in which a lead vehicle relays commanded vehicle positions to other vehicles.
  • V2X communication technologies are also becoming increasingly important with regard to the fully automatic operation (autonomous operation) of motor vehicles, since additional information can improve overall safety there.
  • DE 102010056438 A1 describes an approach in which platoon driving in built-up areas or in the city is to be made possible by environment sensors of a motor vehicle recording appropriate information.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a simplification of V2X communication, in particular reducing the number of messages required via a communication channel, and a general increase in safety for road users, in particular those who cannot participate in a platoon.
  • a method of the type mentioned at the outset provides that, in order to form a communication group related to an application, in particular a movement maneuver, a road user planning to carry out the application sends a request message via the communication channel, with at least one other road user planning and/or carrying out the use case, the communication group is established with him, with at least one group member of the communication group periodically sending out a group status message via the communication channel as a communication leader on behalf of all group members, which the group members use as a common object carrying out the use case with identification information describes in such a way that an additional message sent to the object with the identification information from all groups m received and evaluated.
  • the group status message can particularly advantageously include information about the extent of the extent of the object as a geometric shape that covers all group members.
  • the present invention therefore proposes the formation of spontaneous groups that only exist for a short time or whose composition can be changed quickly in order to simplify V2X communication and ideally also to increase the security for participating group members. Consequently, temporary communication groups are formed by group members who want to carry out a specific application, in particular a specific movement maneuver, with the communication group and the information resulting therefrom particularly preferably being completely independent of any coordinating measures for the application, in particular neither requiring nor presupposing such things.
  • the communication group receives unique identification information, so that, for example, communication information aimed at all road users who want to carry out the use case only has to be sent once to the communication group, and in particular the identification information can be selected in such a way that only the group members of this Communication group can decrypt a corresponding communication message directed to the communication group.
  • unique identification information for example, communication information aimed at all road users who want to carry out the use case only has to be sent once to the communication group, and in particular the identification information can be selected in such a way that only the group members of this Communication group can decrypt a corresponding communication message directed to the communication group.
  • the communication leader is not to be understood as a lead vehicle or the like, since the communication group only serves as an addressable object in the communication system that is defined via the group status message. In this way, without further obligations on the part of the group members, an advantage is achieved both in terms of the utilization of the communication channel and in terms of security, since in particular short-range communication devices and the associated road users are represented by the group status message and, when using the extension information, themselves ultimately being able to move in the “shadow” of other road users, so to speak.
  • a further advantage of the formation of temporary communication groups within the scope of the present invention is that different types of road users can join the communication group, which is not possible, for example, with platoons with a specific use case.
  • the method according to the invention contributes to traffic flow. Because it was recognized that in many traffic environments or traffic situations the same movement maneuvers are often carried out one after the other by road users, whereby an overall object for such road users can be formed for communication by the communication group, which means that the relevant communication and thus also the consideration of the Significantly simplified for the road users carrying out the application.
  • the communication group can then be represented in the group status message as an object 3 m wide and 15 m long, whereby within this the extent information, which can of course also describe an object shape, and therefore group shape, can then be used, for example, as group members to include two cyclists, a motor vehicle and a motorcycle who have the same intention, for example planning the same movement maneuver or are already busy executing it.
  • the communication leader is determined using a selection criterion that in particular exclusively evaluates at least part of the basic information, without any further exchange of messages.
  • a group member, in particular a motor vehicle that provides the greatest computing power for the communication function and/or has the greatest mass and/or extent and/or is guided completely automatically and/or has the greatest communication range can be selected as the communication leader will.
  • a road user, in particular a motor vehicle, who is better equipped with regard to the communication device and/or in other ways than other group members can be used as the communication guide, which is described by the selection criterion accordingly.
  • the communication leader is chosen as the one with the strongest antenna and/or the best transmission power and/or the highest transmission rate and/or the highest transmission accuracy, since other group members can then benefit from these improved communication properties.
  • a mobile device can be, for example, a cell phone, in particular a smartphone.
  • Such mobile devices or communication devices formed by them usually have a lower transmission range and/or transmission accuracy.
  • such group members are represented by the communication guide with the significantly improved equipment, especially if the communication guide has a higher transmission range, such "weaker” group members can also use this equipment, so that, for example, a somewhat more distant road user who is communicating information from a group member, for example a pedestrian or Cyclists, could not yet receive, whose presence due to the group status message, especially if it contains the extension information, already become aware, resulting in greater security for such group members.
  • a VRU moves “in the shadow” of a better equipped and/or larger road user and is implicitly protected by him.
  • configurations are also conceivable in which the selection of the communication leader is made by the other group members, in particular by means of a confirmation message via the communication channel, is confirmed.
  • the communication leader as part of the request the first group status message and/or as a targeted communication leader message, so to speak, to be based on the at least one selection criterion of the communication leader, which the other group members briefly confirm. If another group member does not agree, for example, they can leave the communication group again.
  • a communication device associated and/or assigned control device of the communication leader can determine at least part of the content of the group status message, in particular the extension information, in particular with regard to the communication exclusively, from the basic information of the group members.
  • the basic information which is still regularly sent out by the various group members, is preferably completely sufficient to provide all the contents of the group status information, which describe the communication group beyond the identification information and the application, for the communication leader (and of course, if necessary, others as well).
  • Group members can be derived from the basic information.
  • the communication leader can monitor the current positions or movements of the group members, so to speak, in order to be able to constantly provide current expansion information describing the position and geometric shape of the object formed, in particular also including an object shape/group shape. No further messages are required via the communication channel with regard to the group status message and its determination. In this case, however, it can be expedient if sensor data from at least one environment sensor of the communication leader is used, in particular for plausibility checking and/or refinement. In other words, the communicator passively observes what the group members are doing and specifically adjusts the group status message accordingly.
  • the communication group is preferably not controlled in any respect by the communication leader, particularly with regard to the use case, that is, everyone A group member can decide at any time how to act, be it automatically and/or by a correspondingly included person.
  • an expedient embodiment of the present invention can provide that the control device also compares the basic information of the group members is formed with the use case, with a non-execution of the use case displaying a comparison result for a group member, this member is removed from the communication group.
  • the communication leader can also serve as a kind of supervisory authority. The removal of a group member in this way can be announced at least to the other group members by a corresponding removal message.
  • At least one group member leaves the communication group by means of a leave message, in particular after the use case has been carried out, and/or at least one road user joins the communication group on the basis of the group status message by means of a response message.
  • the group can have a varying composition over time, especially in busy places, for example a busy intersection, if the first group members have already completed the application, in particular a movement maneuver, and therefore leave the communication group, or other road users who still want to carry out the use case, after they can recognize the existence of the communication group based on the group status message and can send a corresponding response message.
  • the at least one selection criterion can expediently be re-evaluated whenever there is a change in the composition of the group, particularly if the communication leader himself is eliminated. In this way, for example, always the road user as communication leader can be selected, which currently has the greatest transmission range or the like.
  • each group member controls the implementation of the application independently of the other group members, in particular without communication within the group.
  • group-internal communication in the communication group is also not necessary with regard to the group status message, since this can ideally, as explained above, be derived from the basic information.
  • the communication guide based on the basic information and knowing which road users are group members, track how they move or implement the use case.
  • the group status message can be used appropriately in a separate, multi-road user, cooperative functionality.
  • vehicles turning as a convoy can use the communication group and their group status message to take into account crossing traffic that is going straight ahead when planning their trajectory, and the like, as this of course also applies to individual road users.
  • the group members to carry out the application in a coordinated manner in an additional function separate from the formation and use of the communication group, in particular using a separate communication channel.
  • a request for the implementation of such a coordination function can be made to the communication group as an object and then made separately in a coordination group for the group members who have joined the coordination group.
  • a communication group can be established on the basis of the basic information that is periodically sent out by the road users without requiring additional communication information from the group members and without having to carry out lengthy communication steps.
  • a communication group can be formed if a road user, in particular a motor vehicle, with a well-developed communication device, in particular a high transmission range and transmission quality, wants to carry out an application and, so to speak, suggests to other networked road users surrounding him that they “take part in it”.
  • VRUs vulnerable road users
  • road users are grouped without having to exercise any further functions.
  • the communication group is in no way controlled or directed by a motor vehicle/infrastructure element, such as a traffic light, and the distance between road users, speed and the like are not influenced by this pure communication function, but can be freely selected by each group member.
  • a request message is sent out via the communication channel by a road user planning the application.
  • the request message at least describes the use case, but ideally also contains additional information, for example a location to which the request relates (e.g. an intersection or the like), a speed, a trajectory, a start time and/or other request information that useful when deciding whether to join a group.
  • a particularly advantageous embodiment of the present invention provides that the request message is sent when a request criterion is met, the request criterion checking in particular whether the number of road users determined on the basis of received basic information exceeds a threshold value in a predetermined radius around the road user being checked. So while a prerequisite for the request message is, of course, planning the implementation of the use case yourself, other request criteria can also be checked.
  • query criteria can, for example, relate to the road user planning the query himself, so that, for example, only road users send query messages that either already have a well-equipped communication device, in particular with regard to the transmission range, and/or are of sufficient size to ultimately receive the query message as an offer regarding the to increase security/increase in range.
  • Another type of query criteria can also relate to the traffic situation per se, and in this case aim in particular at checking whether there is a sufficiently high probability of the formation of a communication group.
  • received basic information can be evaluated, for example, with the traffic density being considered and compared to a threshold value.
  • the road user planning the application in particular a specific movement maneuver, can use the density of the basic information to determine whether there are many road users in his vicinity or not. If at least one query criterion is met, the query message is sent to all road users.
  • the communication leader is determined as described, and the communication group appears as an object. So while the group members ultimately jointly carry out the application, in particular the movement maneuver, only the communication device sends one of the group members, namely the communication leader, also periodically send out the group status message, while in particular all group members continue to periodically send out their basic information, thus appearing as separate objects. After knowing who is a group member, the communication leader can of course evaluate the corresponding basic information accordingly, for example to determine the extension information. After successful execution of the use case, the communication group can split up accordingly and the road users go their own way.
  • the use case can, for example, from the group comprising driving through a roundabout to a specific exit, driving straight ahead at an intersection, turning left, turning right, changing lanes to the left, changing lanes to the right, exiting an expressway, entering an expressway and crossing the street can be chosen.
  • Applications to which the present method can be applied can, for example, be suitably coded for communication devices and be present in a database so that they can be queried.
  • an application number can be assigned to each application, so that an inquiry message can say whether other road users also want to carry out application number 25 (for example, driving straight through an intersection).
  • the request message expediently contains further request information that makes it easier for the other road users to decide for or against joining a group, for example one of the requesting group Road users planned trajectory, speed, the location to which the query relates, the start time and the like.
  • the basic information can be a BSM and/or a CAM, as already described above, and/or the basic information can be transmitted every 5 to 20 ms, for example every 10 ms.
  • a 5G communication network for example, can be used as the communication network in which the communication channel is created.
  • a first conceivable example would be a traffic situation in which a jogger, several cyclists and a driver of an e-scooter want to cross a street together.
  • a communication device of the e-scooter asks the networked road users in the area whether they would also like to drive/walk straight ahead at the next upcoming intersection without traffic lights at a certain time.
  • a jogger and several cyclists respond positively to this query message with a response message. They coordinate as a communication group and the e-scooter, more precisely its communication device, takes responsibility for sending the group status message.
  • the group members then all perform the movement manoeuvre, after completion the releases Communication group reopens by itself and the jogger, for example, continues straight ahead while one of the cyclists turns left at the next intersection and the like.
  • a bus, a passenger car and a motorcyclist turn left together.
  • the bus sends the request message to the surrounding road users as to whether they would like to turn left at the next following intersection at a certain point in time.
  • a passenger car and a motorcycle respond positively to this inquiry message with a response message. They form a communication group and the motorcyclist's communication device undertakes the periodic transmission of the group status message. After all road users have completed the "turn left" use case, the communication group dissolves.
  • a motor vehicle wants to turn to the right, where the jogger, the cyclist and the e-scooter are crossing the street, it also receives the extent information from the group status message, which informs it of the extent of the communication group as an object, so that it can can take them into account accordingly.
  • the motor vehicle also has the option of addressing the communication group and, for example, pointing out that it is approaching from behind and would like to turn there, so that, for example, a warning can be issued to the individual group members who can receive and decode this communication information or the like.
  • the present invention also relates to a communication system, comprising communication devices for a number of road users, which are used to carry out the method according to the invention are trained.
  • a communication system comprising communication devices for a number of road users, which are used to carry out the method according to the invention are trained.
  • at least one communication device is designed to send out the request message via the communication channel
  • several, in particular all, communication devices (or their control devices) are designed to evaluate the request message and to send a response message when it is planned to join the communication group
  • at least one of the communication devices is also trained to assume the role of communications leader.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a communication system
  • FIG. 3 shows a basic sketch of a traffic situation.
  • V2X communication motor vehicle-to-X communication
  • each road user more precisely the communication device of each road user, periodically sends out basic information according to the ongoing step S1, for example as or including a BSM and/or a CAM.
  • the basic information contains at least one, in particular temporary, identifier/identification information of the Road users and their current position, but usually also various other operating parameters, such as its speed.
  • operating parameters can also describe characteristics of the road user, for example their type, equipment and the like, as well as intended actions.
  • a movement maneuver it is now determined in one of the road users that the implementation of an application, here a movement maneuver, is planned.
  • an application can be, for example, a lane-changing process, a turning process, a crossing process, an entering or exiting process on an expressway, and the like.
  • an inquiry criterion is then checked, in this case whether sufficient basic information has been received from a predetermined area around the road user that the traffic density exceeds a threshold value. If this is not the case, the road user simply continues to carry out the use case. However, if the at least one query criterion is met in step S3, a query message is sent out via the communication channel in step S4.
  • the request message includes, in addition to the identification information of the requesting road user, use case information that describes the movement maneuver, for example an identifier of the use case according to a database, and other request information, in particular the location to which the use case refers (e.g. "the next intersection") and, if applicable, a start time at which the use case is expected to take place. Further request information is also conceivable in a request message, for example a current speed of the requesting road user, the planned trajectory and the like.
  • step S5 road users receiving the request message check whether they want to join a communication group with regard to the use case. This will usually always be the case when the road users also want to carry out the application, here the movement maneuver, in a relevant period of time at the corresponding location. This can be mapped, for example, via an accession criterion. If at least one joining criterion is met, which can be evaluated, for example, in the respective communication devices or an assigned/contained control device, in a step S6 those road users who wanted to join the communication group send a reply message, here several road users (specifically their communication devices), as represented by the multiple arrows to step S7, in which the communication group is established with the inquiring road user and the road users sending a response message.
  • a reply message here several road users (specifically their communication devices), as represented by the multiple arrows to step S7, in which the communication group is established with the inquiring road user and the road users sending a response message.
  • a step S8 the basic information of all group members is evaluated by each group member in order to use selection criteria to determine which member should be the communication leader of the communication group. Using the same selection criteria, each group member should come to the same conclusion, so further communication on this is generally not necessary.
  • exemplary embodiments can provide that the group member who is designated as the communication leader announces this via a confirmation request, with the other group members being able to confirm this or, if this is not desired, to be able to leave.
  • the at least one selection criterion aims in particular to choose the road user as a communication leader, the respect the communication facility is best equipped.
  • the transmission range in particular can be rated highly here, but so can the transmission quality.
  • the communication leader then begins to periodically send out group status messages which, in addition to identification information via which the group can be addressed as a separate object in the communication, also describes the application and contains expansion information regarding the communication group, i.e. a geometric Specifies the scope that includes all members of the communication group. In simple cases, this can be defined as a rectangle enclosing all group members, but it is preferred if an object shape or group shape can also be specified.
  • the extension information and possibly other status information of the communication group that is to be sent in the group status message are determined by the communication leader, specifically its communication device or a control device assigned to the communication device, with regard to V2X communication exclusively from the basic information, which is sufficient for this after they also at least implicitly describe an extent of the individual road user in addition to a current position of the respective road user, for example in order to be able to generally carry out a collision check.
  • the communication leader (or another group member) can also monitor the behavior of the other group members at any time on the basis of the basic information and, in particular, can check for plausibility with regard to the implementation of the use case.
  • the movement of the group members described by the basic information can therefore be compared with the use case, and if the result of the comparison indicates that the use case is not being carried out, a group member can also be excluded from the communication group.
  • step S10 the group members carry out their respective desired movements, in particular also the application, completely independently of the existence of the communication group. That is, the communications group does not coordinate or designate any of the group members as the lead entity providing guidance. An infrastructure facility that would do such a thing is also not included in the communication group. In other words, membership in the communication group has no influence whatsoever on the guidance or control of the respective road user or his movement. The formation and use of the communication group is therefore a pure communication function that does not serve coordination, particularly in the sense of a platoon.
  • the existence of the communication group can be used to form a platoon, for example, after appropriate requests can be sent to the communication group and group members can declare their willingness to also participate in a platoon in a separate functionality.
  • the formation and use of the communication group also enables other road users to address all group members with just a single message, for example to send collision information on a route of another road user that collides with the application or the like.
  • each of the group members does not have to announce individually that they are carrying out the use case, and each of the group members must be addressed individually by other road users with regard to this use case, but one message is sufficient in each case, the group status message on the part of the communication group.
  • steps S11 and S12 After which, in particular, a road user outside the communication group sends communication information using the identification information of the communication group to the communication group using the communication channel, which in step S12 is decrypted by all group members, thus understood and evaluated, can be.
  • the group can be dissolved again in a step S13.
  • the communication system 1 comprises communication devices 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, which are assigned to road users 5a, 5b, 5c, 5d and 5e, which are indicated only schematically.
  • the road users 5a are motor vehicles of a first type, for example passenger cars
  • the road users 5b are motor vehicles of a second type, for example buses and trucks.
  • Motor vehicles usually have communication devices 4a, 4b that are well equipped with regard to transmission range and transmission quality.
  • the communication devices 4c, 4d are implemented as parts of mobile devices 6, for example smartphones, which are carried by the road users 5c, for example pedestrians, and the road users 5d, for example cyclists.
  • Such road users 5c, 5d belong to the so-called particularly endangered/vulnerable road users (VRIIs).
  • the road users 5e relate to motorized two-wheelers, for example motorcycles and scooters.
  • the number of road users 5a, 5b, 5c, 5d and 5e is also not limited, as indicated by the respective continuation points.
  • the communication devices 4a, 4b, 4c, 4d and 4e are designed to carry out the method according to the invention, with at least one of these Communication devices 4a, 4b, 4c, 4d, 4e are designed with regard to the request and also at least one of the communication devices 4a, 4b, 4c, 4d, 4e with regard to the communication management.
  • all communication devices 4a, 4b, 4c, 4d and 4e can receive request messages, evaluate them and, if necessary, send response messages.
  • FIG. 3 shows an example of a traffic situation at an intersection 7.
  • Two motor vehicles 8, 9, two pedestrians 10, 11, three cyclists 12, 13, 14 and a scooter 15 are shown as road users 5a, 5b, 5c, 5d, 5e.
  • the corresponding group status information also contains extension information, which is indicated by the dashed box 17 .
  • the evaluation information can describe a rectangle with a length of 15 m and a width of 3 m, which contains all of the road users 10, 11, 12, 13 and 15.
  • the group status message is now received by the other road users 8, 9 and 14, with the road users 9 and 14 following paths that do not interact with the use case.
  • the motor vehicle 8 wants to turn right into the street 16 and can therefore take the group status message into account accordingly, in particular also the extent information. It can also use the identification information to address the communication group, for example to warn them of its intention. It should be emphasized in particular that the motor vehicle 8 is outside the communication range of the pedestrians 10, 11, but will nevertheless take this into account since the transmission range of the scooter 15 is sufficiently large.

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Abstract

Verfahren zur Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern (5a, 5b, 5c, 5d, 5e), umfassend wenigstens ein Kraftfahrzeug (8, 9), in einer Verkehrssituation, wobei jeder Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) eine Kommunikationseinrichtung (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) aufweist, die unter Nutzung eines Kommunikati- onskanals (2) periodisch eine wenigstens einen Betriebsparameter und eine Position des Verkehrsteilnehmers (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) umfassende Basisinformation aussendet, wobei zur Bildung einer auf einen Anwendungsfall, insbesondere ein Bewegungsmanöver, bezogenen Kommunikationsgruppe ein die Durchführung des Anwendungsfalls planender Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) eine Anfragenachricht über den Kommunikationskanal (2) aussendet, wobei bei einer Antwortnachricht wenigstens eines ebenso den Anwendungsfall planenden und/oder durchführenden weiteren Verkehrsteilnehmers (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) mit diesem die Kommunikationsgruppe begründet wird, wobei wenigstens ein Gruppenmitglied der Kommunikationsgruppe stellvertretend für alle Gruppenmitglieder als Kommunikationsführer periodisch eine Gruppenstatusnachricht über den Kommunikationskanal (2) aussendet, die die Gruppenmitglieder als ein gemeinsames, den Anwendungsfall durchfüh- rendes Objekt mit einer Identifikationsinformation derart beschreibt, dass eine an das Objekt mit der Identifikationsinformation geschickte Zusatznachricht von allen Gruppenmitgliedern empfangen und ausgewertet wird.

Description

Verfahren zur Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern und Kommunikationssystem
BESCHREIBUNG:
Verfahren zur Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern, umfassend wenigstens ein Kraftfahrzeug, in einer Verkehrssituation, wobei jeder Verkehrsteilnehmer eine Kommunikationseinrichtung aufweist, die unter Nutzung eines Kommunikationskanals periodisch eine wenigstens einen Betriebsparameter und eine Position des Verkehrsteilnehmers umfassende Basisinformation aussendet. Daneben betrifft die Erfindung ein Kommunikationssystem.
Kommunikationstechnologien gewinnen im Straßenverkehr zunehmende Bedeutung. Drahtlose Kommunikationskonzepte, die im Straßenverkehr Anwendung finden sollen, werden üblicherweise unter dem Betriff „Fahrzeug-zu-X- Kommunikation“ („vehicle-to-x“, V2X) zusammengefasst. Grundlage solcher Kommunikationssysteme, in denen viele, idealerweise alle, Verkehrsteilnehmer mit einer geeigneten Kommunikationseinrichtung ausgerichtet sind, bildet die Nutzung eines gemeinsamen Kommunikationskanals, über den Verkehrsteilnehmer mittels ihrer Kommunikationseinrichtungen in regelmäßigen Zeitabständen, mithin periodisch, Basisinformationen an alle anderen Verkehrsteilnehmer aussenden, die insbesondere die Position des sendenden Verkehrsteilnehmers, eine, gegebenenfalls temporäre, Identifikation sowie weitere Betriebsparameter des sendenden Verkehrsteilnehmers enthalten können, so dass letztlich für einen empfangenden Verkehrsteilnehmer ein idealerweise möglichst vollständiges Bild des Straßenverkehrs in seinem Umfeld entsteht. Dabei wurden im Stand der Technik bereits Konzepte für derartige Basisinformationen vorgeschlagen, beispielsweise die Verwendung sogenannter Basic Safety Messages (BSM), Cooperative Awareness Messages (CAM) und/oder Decentralised Environmental Notification Messages (DENM). Dabei wird der Kommunikationskanal üblicherweise über ein WLAN oder ein Mobilfunknetzwerk realisiert.
Ziele von V2X-Technologien sind neben der Option, Fahrmanöver unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer zu koordinieren, vor allem auch die Erhöhung der Verkehrssicherheit und des Verkehrsflusses, um insbesondere auch auf eine Senkung der Unfallrate hinzuwirken. Allerdings ist die Menge an Kommunikationsinformationen, die über einen Kommunikationskanal, mithin eine V2X-Luftschnittstelle, übertragen werden kann, durch die Bandbreite und die Frequenz begrenzt, wobei hierzu auch gegebenenfalls vorliegende Qualitätseinschränkungen, messbar beispielsweise über die BLER (Block Error Rate) oder die PER (Packet Error Ratio), zu berücksichtigen sind. Durch die Funktionsweise üblicher V2X-Technologien werden die periodischen Basisinformationen von den entsprechend ausgestatteten Verkehrsteilnehmern über diese beschränkte Bandbreite übermittelt, beispielsweise alle 10 ms, wodurch eine große Menge an Nachrichten entsteht. Sollen zudem weitere Funktionen und Anwendungsfälle umgesetzt werden, beispielsweise kooperative Parkvorgänge und dergleichen, steht eine weitere Belastung der verfügbaren Kommunikationsbandbreite zu befürchten. Mit anderen Worten droht eine zu starke Belastung des Kommunikationskanals, was auch die Komplexität von Algorithmen der Verkehrsteilnehmer erhöht, die die empfangenen Kommunikationsinformationen auswerten müssen.
DE 10 2014 215 690 A1 schlägt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vermeiden einer Nachrichtenkollision zwischen V2V-Kommunikation vor, bei der vorgeschlagen wird, in Abhängigkeit von der aktuellen Kommunikation die Datenrate bzw. eine Nachrichtenübertragungsfrequenz anzupassen. Im Stand der Technik sind ferner bereits Ansätze bekannt, um sogenannte „Platoons“ bzw. Kolonnen zu bilden, in denen Fahrzeuge bzw. Verkehrsteilnehmer, insbesondere gesteuert durch ein Führungsfahrzeug, für eine bestimmte Zeit gemeinsam koordiniert fahren. Beispielsweise beschreibt EP 3 651 533 A1 eine gemeinsame Nutzung einer Not-Ausweichtrajektorie, EP 3 528 078 A1 betrifft ein Platoon-Steuersystem für Kreuzungen und DE 10 2018 216 082 A1 beschreibt ein Verfahren zur kooperativen Manöverabstimmung, wobei Planungsebenen kaskadenartig ausgeführt werden und bei Ausführung jeder Planungsebene ein Informationsaustausch mit benachbarten Fahrzeugen zum Ermitteln von Kollision durchgeführt wird, wobei bei einer ermittelten Kollision in mindestens einer Planungsebene eine Manöverabstimmung zwischen den Fahrzeugen über die Kommunikationsverbindung durchgeführt wird. DE 10 2010 013 647 A1 betrifft eine Fahrzeugkolonne, bei der ein Leitfahrzeug befohlene Fahrzeugpositionen an andere Fahrzeuge weitergibt.
Erhöhte Wichtigkeit erhalten derartige V2X-Kommunikationstechnologien auch im Hinblick auf den vollständig automatischen Betrieb (autonomen Betrieb) von Kraftfahrzeugen, da dort zusätzliche Informationen die Gesamtsicherheit verbessern können. DE 102010056438 A1 beschreibt einen Ansatz, in dem eine Kolonnenfahrt (Platoon Driving) in geschlossenen Ortschaften bzw. in der Stadt ermöglicht werden soll, indem Umfeldsensoren eines Kraftfahrzeugs entsprechend geeignete Informationen aufnehmen.
Nichtsdestotrotz nutzen die meisten Funktionen bzw. Anwendungsfälle zur Koordination des Betriebs von Verkehrsteilnehmern Kommunikationsansätze, die mehr als nur einfache Broadcast-Nachrichten, wie beispielsweise die Basisinformation, benötigen. Beispielsweise werden bei Platooning-Ansätzen spezifische weitere Kommunikationsinformationen ausgetauscht. Nachdem die Anzahl der Anwendungsfälle stetig wächst, besteht die Gefahr, die existierende Bandbreite für V2X-Nachrichten zu überlasten. Dennoch existieren diesbezüglich auch weitere Probleme. So sind beispielsweise Möglichkeiten zum koordinierten Betrieb mehrerer Verkehrsteilnehmer zum einen auf eine gleiche Verkehrsteilnehmerklasse, beispielsweise Kraftfahrzeuge, beschränkt, so dass andere, insbesondere gefährdete, Verkehrsteilnehmer, beispielsweise Fußgänger oder Fahrradfahrer, ausgeschlossen werden und nicht von den Vorteilen profitieren können. Ein anderes Problem ist, dass aus verschiedenen Gründen gegebenenfalls nicht jeder Verkehrsteilnehmer an einem derartigen Platoon teilnehmen kann oder will. Im Bezug auf bestimmte Anwendungsfälle kann für derartige Verkehrsteilnehmer dann eine geringere Sicherheit, gleichzeitig aber dennoch eine erhöhte Kommunikationsaktivität gegeben sein, da diese ihre zukünftige Planung und Absicht einzeln kommunizieren müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere die Zahl nötiger Nachrichten über einen Kommunikationskanal reduzierende Vereinfachung der V2X-Kommunikation und eine allgemeine Erhöhung der Sicherheit für Verkehrsteilnehmer, insbesondere solche, die an einem Platoon nicht teilnehmen können, anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Bildung einer auf einen Anwendungsfall, insbesondere ein Bewegungsmanöver, bezogenen Kommunikationsgruppe ein die Durchführung des Anwendungsfalls planender Verkehrsteilnehmer eine Anfragenachricht über den Kommunikationskanal aussendet, wobei bei einer Antwortnachricht wenigstens eines ebenso den Anwendungsfall planenden und/oder durchführenden weiteren Verkehrsteilnehmers mit diesem die Kommunikationsgruppe begründet wird, wobei wenigstens ein Gruppenmitglied der Kommunikationsgruppe stellvertretend für alle Gruppenmitglieder als Kommunikationsführer periodisch eine Gruppenstatusnachricht über den Kommunikationskanal aussendet, die die Gruppenmitglieder als ein gemeinsames, den Anwendungsfall durchführendes Objekt mit einer Identifikationsinformation derart beschreibt, dass eine an das Objekt mit der Identifikationsinformation geschickte Zusatznachricht von allen Gruppenmitgliedern empfangen und ausgewertet wird.
Dabei kann mit besonderem Vorteil die Gruppenstatusnachricht eine die Ausdehnung des Objekts als eine alle Gruppenmitglieder abdeckende geometrische Form beschreibende Ausdehnungsinformation umfassen.
Die vorliegende Erfindung schlägt mithin die Bildung spontaner, nur kurzzeitig existierender bzw. in ihrer Zusammensetzung schnell veränderbarer Gruppen zur Vereinfachung der V2X-Kommunikation und idealerweise auch zur Erhöhung der Sicherheit für teilnehmende Gruppenmitglieder vor. Mithin werden temporäre Kommunikationsgruppen von Gruppenmitgliedern gebildet, die einen bestimmten Anwendungsfall durchführen wollen, insbesondere also ein bestimmtes Bewegungsmanöver, wobei die Kommunikationsgruppe und die hieraus folgenden Informationen besonders bevorzugt vollkommen unabhängig von jeglichen koordinierenden Maßnahmen für den Anwendungsfall sind, insbesondere Derartiges weder fordern noch voraussetzen. Die Kommunikationsgruppe erhält dabei eine eindeutige Identifikationsinformation, so dass beispielsweise Kommunikationsinformationen, die sich an alle Verkehrsteilnehmer, die den Anwendungsfall durchführen wollen, richten, nur einmalig an die Kommunikationsgruppe gesendet werden müssen, wobei insbesondere die Identifikationsinformation so gewählt sein kann, dass nur die Gruppenmitglieder dieser Kommunikationsgruppe eine entsprechende, an die Kommunikationsgruppe gerichtete Kommunikationsnachricht entschlüsseln können. Derartige V2X-Kommunikationstechnologien wurden im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, wobei rein beispielhaft auf den 3GPP-Standard verwiesen sei. Auf der anderen Seite müssen auch nicht, wie es bisher notwendig war, alle den Anwendungsfall durchführenden Verkehrsteilnehmer eigene Nachrichten, dass sie diesen Anwendungsfall durchführen, aussenden, da es völlig ausreichend ist, wenn dies der Kommunikationsführer vornimmt, wobei es hier von besonderem Vorteil ist, eine Ausdehnung des durch die Gruppenmitglieder gebildeten Objekts anzugeben, so dass mithin jedes Gruppenmitglied entsprechend wahrgenommen und berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise wird die Anzahl der zu sendenden Kommunikationsinformationen über den Kommunikationskanal, welcher beispielsweise dem 5G-Standard entsprechen kann, reduziert.
Der Kommunikationsführer ist dabei nicht als ein Leitfahrzeug oder dergleichen zu verstehen, nachdem die Kommunikationsgruppe lediglich als ansprechbares und über die Gruppenstatusnachricht definiertes Objekt in dem Kommunikationssystem dient. Auf diese Weise wird ohne weitere Verpflichtungen der Gruppenmitglieder ein Vorteil sowohl hinsichtlich der Auslastung des Kommunikationskanals als auch hinsichtlich der Sicherheit erreicht, da insbesondere auch kurzreichweitigere Kommunikationseinrichtungen und die zugeordneten Verkehrsteilnehmer durch die Gruppenstatusnachricht repräsentiert werden und, bei Verwendung der Ausdehnungsinformation, sich letztlich sozusagen im „Schatten“ anderer Verkehrsteilnehmer mitbewegen können.
Ein weiterer Vorteil der Bildung von temporären Kommunikationsgruppen im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, dass verschiedene Arten von Verkehrsteilnehmern der Kommunikationsgruppe beitreten können, was beispielsweise bei Platoons mit einem gezielten Use Case nicht möglich ist. Zudem trägt das erfindungsgemäße Verfahren zur Verkehrsverflüssigung bei. Denn es wurde erkannt, dass in vielen Verkehrsumfeldern bzw. Verkehrssituationen durch Verkehrsteilnehmer oft hintereinander die gleichen Bewegungsmanöver ausgeführt werden, wobei für die Kommunikation durch die Kommunikationsgruppe ein insgesamtes Objekt für derartige Verkehrsteilnehmer gebildet werden kann, was die diesbezügliche Kommunikation und somit auch die Berücksichtigung von den Anwendungsfall durchführenden Verkehrsteilnehmern deutlich vereinfacht. Beispielsweise kann die Kommunikationsgruppe in der Gruppenstatusnachricht dann als ein 3 m breites und 15 m langes Objekt dargestellt werden, wobei innerhalb dieses durch die Ausdehnungsinformation, welche selbstverständlich auch eine Objektform, mithin Gruppenform, beschreiben kann, dann beispielsweise als Gruppenmitglieder zwei Fahrradfahrer, ein Kraftfahrzeug und ein Motorrad befindlich sein können, die die gleiche Intention haben, mithin beispielsweise dasselbe Bewegungsmanöver planen oder bereits mit dessen Ausführung beschäftigt sind.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kommunikationsführer anhand eines insbesondere ausschließlich wenigstens einen Teil der Basisinformationen auswertenden Auswahlkriteriums ohne weiteren Nachrichtenaustausch ermittelt wird. Dabei kann beispielsweise konkret vorgesehen sein, dass als der Kommunikationsführer ein die größte Rechenleistung für die Kommunikationsfunktion bereitstellendes und/oder die größte Masse und/oder Ausdehnung aufweisendes und/oder vollständig automatisch geführtes und/oder die größte Kommunikationsreichweite aufweisendes Gruppenmitglied, insbesondere ein Kraftfahrzeug, ausgewählt wird. Mit anderen Worten kann insbesondere ein Verkehrsteilnehmer, insbesondere ein Kraftfahrzeug, der bezüglich der Kommunikationseinrichtung und/oder anderweitig besser ausgestattet ist als andere Gruppenmitglieder, als der Kommunikationsführer herangezogen werden, was durch das Auswahlkriterium entsprechend beschrieben wird. Mit besonderem Vorteil wird der Kommunikationsführer dabei als der mit der stärksten Antenne und/oder der besten Sendeleistung und/oder der höchsten Senderate und/oder der höchsten Sendegenauigkeit gewählt, nachdem dann andere Gruppenmitglieder von diesen verbesserten Kommunikationseigenschaften profitieren können. Dies gilt insbesondere für sogenannte besonders verletzliche Verkehrsteilnehmer (Vulnerable Road User - VRU), die üblicherweise beispielsweise Mobilgeräte als Kommunikationseinrichtungen bzw. die Kommunikationseinrichtung umfassend verwenden. Bei einem derartigen Mobilgerät kann es sich beispielsweise um ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, handeln. Derartige Mobilgeräte bzw. durch sie gebildete Kommunikationseinrichtungen weisen meist eine geringere Sendereichweite und/oder Sendegenauigkeit auf. Dadurch, dass derartige Gruppenmitglieder durch den Kommunikationsführer mit der deutlich verbesserten Ausstattung repräsentiert werden, insbesondere bei höherer Sendereichweite des Kommunikationsführers, können solche „schwächeren“ Gruppenmitglieder diese Ausstattung mitnutzen, so dass beispielsweise einem etwas entfernteren Verkehrsteilnehmer, der Kommunikationsinformationen eines Gruppenmitglieds, beispielsweise eines Fußgängers oder Fahrradfahrers, noch nicht erhalten könnte, dessen Anwesenheit aufgrund der Gruppenstatusnachricht, insbesondere, wenn diese die Ausdehnungsinformation enthält, bereits bewusst werden, was in einer höheren Sicherheit für derartige Gruppenmitglieder resultiert. In diesem Sinne bewegt sich beispielsweise ein VRU sozusagen mit einem besser ausgestatteten und/oder größeren Verkehrsteilnehmer „in dessen Schatten“ mit und wird von diesem implizit geschützt.
Während es erfindungsgemäß bevorzugt ist, wenn anhand der Basisinformationen, die ja jeder Kommunikationseinrichtung vorliegen, jedes Gruppenmitglied selbst schlussfolgert, wer aufgrund der Auswahlkriterien der Kommunikationsführer ist, sind auch Ausgestaltungen denkbar, in denen die Auswahl des Kommunikationsführers durch die anderen Gruppenmitglieder, insbesondere mittels einer Bestätigungsnachricht über den Kommunikationskanal, bestätigt wird. Beispielsweise kann der Kommunikationsführer im Rahmen der ersten Gruppenstatusnachricht und/oder als eine gezielte Kommunikations- führernachricht sozusagen beantragen, aufgrund des wenigstens einen Auswahlkriteriums der Kommunikationsführer zu sein, was die anderen Gruppenmitglieder kurz bestätigen. Ist ein anderes Gruppenmitglied beispielsweise nicht einverstanden, kann es auch die Kommunikationsgruppe wieder verlassen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine der Kommunikationseinrichtung zugehörige und/oder dieser zugeordnete Steuereinrichtung des Kommunikationsführers wenigstens einen Teil des Inhalts der Gruppenstatusnachricht, insbesondere die Ausdehnungsinformation, insbesondere bezüglich der Kommunikation ausschließlich, aus den Basisinformationen der Gruppenmitglieder ermitteln. Mit anderen Worten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung die von den verschiedenen Gruppenmitgliedern ja weiterhin regelmäßig ausgesendeten Basisinformationen bevorzugt vollkommen ausreichend, um sämtliche Inhalte der Gruppenstatusinformation, die die Kommunikationsgruppe über die Identifikationsinformation und den Anwendungsfall hinaus beschreiben, für den Kommunikationsführer (und selbstverständlich gegebenenfalls auch andere Gruppenmitglieder) aus den Basisinformationen ableitbar. Der Kommunikationsführer kann also insbesondere sozusagen die aktuellen Positionen bzw. Bewegungen der Gruppenmitglieder überwachen, um ständig eine aktuelle, die Position und geometrische Form des gebildeten Objekts beschreibende Ausdehnungsinformation, insbesondere auch beinhaltend eine Objektform/Gruppenform, bereitstellen zu können. Es sind also bezüglich der Gruppenstatusnachricht und deren Ermittlung keinerlei weitere Nachrichten über den Kommunikationskanal erforderlich. Dabei kann es jedoch zweckmäßig sein, wenn Sensordaten wenigstens eines Umfeldsensors des Kommunikationsführers, insbesondere zur Plausibilisierung und/oder Verfeinerung, herangezogen werden. Anders formuliert beobachtet der Kommunikationsführer passiv, was die Gruppenmitglieder tun und passt insbesondere die Gruppenstatusnachricht entsprechend an. Wie noch genauer erläutert werden wird, wird die Kommunikationsgruppe vorzugsweise in keiner Hinsicht von dem Kommunikationsführer kontrolliert bzw. geleitet, insbesondere hinsichtlich des Anwendungsfalls, das bedeutet, jedes Gruppenmitglied kann jederzeit selbst weiter entscheiden, wie es handelt, sei es automatisch und/oder durch eine entsprechend umfasste Person.
Nachdem es hierbei jedoch dazu kommen kann, dass ein Gruppenmitglied sich ohne explizites Verlassen der Kommunikationsgruppe dazu entscheidet, den Anwendungsfall, insbesondere das Bewegungsmanöver, doch nicht durchzuführen, kann eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsehen, dass die Steuereinrichtung ferner zum Abgleich der Basisinformationen der Gruppenmitglieder mit dem Anwendungsfall ausgebildet ist, wobei bei einem eine Nichtausführung des Anwendungsfalls anzeigenden Abgleichsergebnis für ein Gruppenmitglied dieses aus der Kommunikationsgruppe entfernt wird. Mit anderen Worten kann der Kommunikationsführer auch als eine Art Überwachungsinstanz dienen. Das Entfernen eines Gruppenmitglieds auf diese Weise kann durch eine entsprechende Entfernungsnachricht zumindest an die anderen Gruppenmitglieder kundgetan werden.
Allgemein kann jedoch auch vorgesehen sein, dass wenigstens ein Gruppenmitglied, insbesondere nach der Durchführung des Anwendungsfalls, die Kommunikationsgruppe mittels einer Verlassensnachricht verlässt und/oder wenigstens ein Verkehrsteilnehmer der Kommunikationsgruppe aufgrund der Gruppenstatusnachricht mittels einer Antwortnachricht beitritt. Das bedeutet, die Gruppe kann, insbesondere bei belebten Orten, beispielsweise einer viel befahrenen Kreuzung, eine variierende Zusammensetzung über die Zeit aufweisen, wenn erste Gruppenmitglieder den Anwendungsfall, insbesondere ein Bewegungsmanöver, bereits abgeschlossen haben und deswegen aus der Kommunikationsgruppe austreten, oder aber andere Verkehrsteilnehmer, die den Anwendungsfall noch durchführen wollen, hinzukommen, nachdem diese aufgrund der Gruppenstatusnachricht die Existenz der Kommunikationsgruppe erkennen können und eine entsprechende Antwortnachricht senden können. Zweckmäßigerweise kann bei jeder Veränderung der Gruppenzusammensetzung das wenigstens eine Auswahlkriterium neu ausgewertet werden, insbesondere dann, wenn der Kommunikationsführer selbst ausscheidet. Auf diese Weise kann beispielsweise immer der Verkehrsteilnehmer als Kommunikationsführer gewählt werden, der aktuell die größte Sendereichweite aufweist oder dergleichen.
Dabei sei jedoch insgesamt darauf hingewiesen, dass es in vielen Verkehrssituationen vorkommen wird, dass Kommunikationsgruppen nur äußerst kurzzeitig existieren, nachdem beispielsweise nicht immer Verkehrsteilnehmer, die sich in einer bestimmten Umgebung beispielsweise einer Kreuzung befinden, existieren, die links abbiegen möchten, geradeaus fahren möchten und/oder sonstige Bewegungsmanöver durchführen möchten. Diese Kurzzeitigkeit stellt jedoch mit einen Kem des Erfindungsgedankens dar, nachdem ohne großen Kommunikationsaufwand flexibel temporäre, lokale Kommunikationsgruppen für Anwendungsfälle gebildet werden können, die eine deutliche Entlastung des Kommunikationskanals und eine ebenso deutliche Sicherheitserhöhung für die Gruppenmitglieder mit sich bringen.
Wie bereits erwähnt, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft vorgesehen, dass jedes Gruppenmitglied die Durchführung des Anwendungsfalls unabhängig von den anderen Gruppenmitgliedern, insbesondere ohne gruppeninterne Kommunikation, steuert. Das bedeutet, die Bildung und Bereitstellung der Kommunikationsgruppe ist eine in sich abgeschlossene Gesamtfunktion, die unabhängig von anderen Funktionen, insbesondere auch bezüglich des Anwendungsfalls, existiert. Sie liefert bezüglich des Anwendungsfalls keinerlei Pflichten oder Vorgaben für die Gruppenmitglieder, stellt also insbesondere keine Grundlage für ein Platoon oder eine anderweitig koordinierte Durchführung des Anwendungsfalls dar, kann aber gegebenenfalls genutzt werden, um die Nutzung einer getrennten Funktionalität zu vereinbaren, beispielsweise durch entsprechende Anfragen an die Kommunikationsgruppe als Objekt.
Es sei insbesondere noch angemerkt, dass eine gruppeninterne Kommunikation in der Kommunikationsgruppe auch hinsichtlich der Gruppenstatusnachricht nicht notwendig ist, da diese ja idealerweise, wie oben dargelegt wurde, aus der Basisinformation hergeleitet werden kann. Mit anderen Worten kann beispielsweise der Kommunikationsführer anhand der Basisinformation und der Kenntnis, welche Verkehrsteilnehmer Gruppenmitglieder sind, nachverfolgen, wie diese sich bewegen bzw. den Anwendungsfall umsetzen.
Nichtsdestotrotz kann selbstverständlich die Gruppenstatusnachricht in einer getrennten, mehrere Verkehrsteilnehmer betreffenden, kooperativen Funktionalität zweckmäßig eingesetzt werden. Beispielsweise können als Kolonne abbiegende Fahrzeuge kreuzenden Geradeausverkehr anhand der Kommunikationsgruppe und ihrer Gruppenstatusnachricht bei der Planung ihrer Trajektorie berücksichtigen und dergleichen, wie dies selbstverständlich auch für einzelne Verkehrsteilnehmer gilt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es durchaus auch denkbar, dass in einer zusätzlichen, von der Bildung und Nutzung der Kommunikationsgruppe getrennten Funktion, insbesondere unter Nutzung eines getrennten Kommunikationskanals, eine koordinierte Durchführung des Anwendungsfalls für wenigstens einen Teil der Gruppenmitglieder erfolgt. Beispielsweise kann eine Anfrage zur Umsetzung einer derartigen Koordinationsfunktion an die Kommunikationsgruppe als Objekt erfolgen und dann in einer Koordinationsgruppe getrennt für die beigetretenen Gruppenmitglieder der Koordinationsgruppe erfolgen.
Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass eine Kommunikationsgruppe anhand der Basisinformationen, die periodisch von den Verkehrsteilnehmern ausgesendet werden, begründet werden kann, ohne zusätzliche Kommunikationsinformationen von den Gruppenmitgliedern zu verlangen und längere Kommunikationsschritte durchführen zu müssen. Beispielsweise kann die Bildung einer Kommunikationsgruppe erfolgen, wenn ein Verkehrsteilnehmer, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit gut ausgebauter Kommunikationseinrichtung, insbesondere hoher Sendereichweite und Sendequalität, einen Anwendungsfall durchführen möchte und anderen, ihn umgebenden vernetzten Verkehrsteilnehmern sozusagen vorschlägt, dabei „mitzufahren“. Hierdurch können insbesondere schwächere Kommunikationsausrüstung aufweisende und/oder verletzliche Verkehrsteilnehmer (VRUs) Vorteile erhöhter Sicherheit erhalten und die notwendige Kommunikation über den Kommunikationskanal kann reduziert werden. Dabei werden Verkehrsteilnehmer insbesondere gruppiert, ohne dass damit weitere Funktionen ausgeübt werden müssen. Die Kommunikationsgruppe wird in keiner Hinsicht von einem Kraftfahrzeug/Infrastrukturelement, beispielsweise einer Ampel, kontrolliert bzw. geleitet und die Distanz zwischen Verkehrsteilnehmern, die Geschwindigkeit und dergleichen werden durch diese reine Kommunikationsfunktion nicht beeinflusst, sondern können von jedem Gruppenmitglied selbst frei gewählt werden.
Zu Beginn des Verfahrens wird, wie bereits dargelegt, eine Anfragenachricht von einem den Anwendungsfall planenden Verkehrsteilnehmer über den Kommunikationskanal ausgesendet. Die Anfragenachricht beschreibt wenigstens den Anwendungsfall, enthält idealerweise jedoch auch zusätzliche Informationen, beispielsweise einen Ort, auf den sich die Anfrage bezieht (z. B. eine Kreuzung oder dergleichen), eine Geschwindigkeit, eine Trajektorie, einen Startzeitpunkt und/oder sonstige Anfrageinformationen, die bei der Entscheidung, ob ein Gruppenbeitritt erfolgen soll, nützlich sind.
In diesem Kontext sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Anfragenachricht bei Erfüllung eines Anfragekriteriums ausgesendet wird, wobei das Anfragekriterium insbesondere überprüft, ob die anhand empfangener Basisinformationen ermittelte Anzahl von Verkehrsteilnehmern in einem vorgegebenen Umkreis um den prüfenden Verkehrsteilnehmer einen Schwellwert überschreitet. Während also eine Voraussetzung für die Anfragenachricht selbstverständlich ist, selbst die Durchführung des Anwendungsfalls zu planen, können auch weitere Anfragekriterien überprüft werden. Solche Anfragekriterien können beispielsweise den die Anfrage planenden Verkehrsteilnehmer selbst betreffen, so dass beispielsweise nur Verkehrsteilnehmer Anfragenachrichten schicken, welche entweder bereits eine gut ausgestattete Kommunikationseinrichtung, insbesondere hinsichtlich der Sendereichweite, und/oder eine hinreichende Größe aufweisen, um somit letztlich die Anfragenachricht als Angebot bezüglich der Sicherheits- erhöhung/Reichweitenerhöhung zu stellen. Möglich ist es selbstverständlich auch, dass „schwächere“ Verkehrsteilnehmer, beispielsweise VRUs, gezielt Anfragenachrichten stellen, um sozusagen Unterstützung zu erhalten. Dies kann beispielsweise auch durch eine Person als Verkehrsteilnehmer, beispielsweise einen Fußgänger oder einen Fahrradfahrer, mittels einer Applikation auf einem die Kommunikationseinrichtung bereitstellenden Mobilgerät, beispielsweise mittels einer App, manuell ausgelöst werden. Dabei sei noch darauf hingewiesen, dass allgemein das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere die Gründung und Nutzung der Kommunikationsgruppe, selbstverständlich automatisch durchgeführt wird, insbesondere durch die entsprechenden Kommunikationseinrichtungen bzw. deren Steuereinrichtungen.
Eine andere Art von Anfragekriterien kann auch die Verkehrssituation an sich betreffen, und hierbei insbesondere darauf abzielen, zu überprüfen, ob überhaupt eine hinreichend große Wahrscheinlichkeit für die Bildung einer Kommunikationsgruppe besteht. Hierzu können beispielsweise empfangene Basisinformationen ausgewertet werden, wobei beispielsweise die Verkehrsdichte betrachtet und mit einem Schwellwert verglichen werden kann. Anders gesagt kann der den Anwendungsfall, insbesondere ein bestimmtes Bewegungsmanöver, planende Verkehrsteilnehmer anhand der Dichte der Basisinformationen feststellen, ob sich viele Verkehrsteilnehmer in seiner Nähe befinden oder nicht. Ist das wenigstens eine Anfragekriterium erfüllt, wird die Anfragenachricht an alle Verkehrsteilnehmer ausgesendet.
Verkehrsteilnehmer, die diese Anfragenachricht über ihre Kommunikationseinrichtung empfangen und ebenso den Anwendungsfall planen, gegebenenfalls auch unter Auswertung weiterer Anfrageinformationen eine Übereinstimmung feststellen, können sich nun entscheiden, ob sie der Kommunikationsgruppe beitreten möchten oder nicht. Diese Entscheidung wird, falls sie auf „Beitritt“ lautet, über eine entsprechende Antwortnachricht kundgetan, so dass die Kommunikationsgruppe gegründet wird.
Als nächstes wird der Kommunikationsführer, wie beschrieben, ermittelt, und die Kommunikationsgruppe tritt als ein Objekt auf. Während also die Gruppenmitglieder letztlich gemeinsam den Anwendungsfall, insbesondere das Bewegungsmanöver, durchführen, sendet nur die Kommunikationseinrichtung eines der Gruppenmitglieder, nämlich des Kommunikationsführers, die Gruppenstatusnachricht zusätzlich periodisch aus, während insbesondere alle Gruppenmitglieder periodisch weiterhin ihre Basisinformationen aussenden, mithin als eigene Objekte auftreten. Der Kommunikationsführer kann die entsprechenden Basisinformationen, nachdem er ja weiß, wer Gruppenmitglied ist, selbstverständlich entsprechend auswerten, beispielsweise, um die Ausdehnungsinformation zu ermitteln. Nach erfolgreicher Ausführung des Anwendungsfalls kann sich die Kommunikationsgruppe entsprechend auftrennen und die Verkehrsteilnehmer gehen ihre eigenen Wege.
Es sei an dieser Stelle bezüglich besonders gefährdeter/verletzlicher Verkehrsteilnehmer, also der VRUs, noch angemerkt, dass die Mitgliedschaft in der Kommunikationsgruppe letztlich auch dadurch sicherheitserhöhend wirkt, dass ihr individuelles Auftreten (periodisches Aussenden der Basisinformation) durch die regelmäßige Gruppenstatusnachricht letztlich verstärkt wird.
Der Anwendungsfall kann beispielsweise aus der Gruppe umfassend ein Durchfahren eines Kreisverkehrs zu einer bestimmten Ausfahrt, eine Geradeausfahrt an einer Kreuzung, ein Linksabbiegen, ein Rechtsabbiegen, einen Spurwechsel nach links, einen Spurwechsel nach rechts, eine Abfahrt von einer Schnellstraße, eine Auffahrt auf eine Schnellstraße und das Überqueren der Straße gewählt werden. Darüber hinaus sind selbstverständlich noch eine Vielzahl weiterer Anwendungsfälle, insbesondere Bewegungsmanöver, möglich. Anwendungsfälle, auf die sich das vorliegende Verfahren anwenden lässt, können beispielsweise geeignet für Kommunikationsvorrichtungen kodifiziert sein und in einer Datenbank abfragbar vorliegen. So kann beispielsweise eine Anwendungsfallnummer jedem Anwendungsfall zugeordnet werden, so dass beispielsweise eine Anfragenachricht lauten kann, ob andere Verkehrsteilnehmer auch den Anwendungsfall Nummer 25 (beispielhaft Geradeausdurchfahren einer Kreuzung) durchführen möchten. Wie bereits erwähnt, enthält die Anfragenachricht zweckmäßigerweise weitere Anfrageinformationen, die es den anderen Verkehrsteilnehmern erleichtern, sich für oder gegen den Beitritt zu einer Gruppe zu entscheiden, beispielsweise eine von dem anfragenden Verkehrsteilnehmer geplante Trajektorie, Geschwindigkeit, den Ort, auf den sich die Anfrage bezieht, den Startzeitpunkt und dergleichen.
Während im Rahmen der vorliegenden Erfindung letztlich beliebige Kommunikationskanäle bzw. Kommunikationsnetzwerke genutzt werden können, kann besonders bevorzugt der 3GPP-Standard eingesetzt werden. Bei der Basisinformation kann es sich um eine BSM und/oder eine CAM, wie eingangs bereits beschrieben, handeln und/oder die Basisinformation kann alle 5 bis 20 ms, beispielsweise alle 10 ms, ausgesendet werden. Als Kommunikationsnetzwerk, in dem der Kommunikationskanal geschaffen wird, kann beispielsweise ein 5G-Kommunikationsnetzwerk eingesetzt werden.
Abschließend sei nochmals erwähnt, dass es für die vorliegende Erfindung letztlich wesentlich und besonders vorteilhaft ist, dass kein Infrastrukturelement oder übergeordnetes Fahrzeug Autorität über die Kommunikationsgruppe ausübt, wie dies ein Leitfahrzeug im Falle eines Platoons täte. Da die Kommunikationsgruppe als gemeinsame Identifizierung dient und nicht der Übernahme von Verantwortung, entscheiden und bestimmen die einzelnen Gruppenmitglieder selbst ihre Bewegungsparameter, beispielsweise Geschwindigkeitsabstände und dergleichen. Es wird keine Verantwortung an den die Anfragenachricht sendenden Verkehrsteilnehmer oder den als Kommunikationsführer dienenden Verkehrsteilnehmer gegeben.
Ein erstes denkbares Beispiel wäre eine Verkehrssituation, in der ein Jogger mehrere Fahrradfahrer und ein Fahrer eines e-Rollers gemeinsam eine Straße überqueren wollen. In diesem ersten Beispiel fragt eine Kommunikationseinrichtung des e-Rollers die vernetzten Verkehrsteilnehmer der Umgebung, ob sie auch zu einem bestimmten Zeitpunkt geradeaus an der nächsten kommenden Kreuzung ohne Ampelregelung fahren/gehen möchten. Auf diese Anfragenachricht antworten ein Jogger und mehrere Fahrradfahrer positiv mit einer Antwortnachricht. Sie stimmen sich als Kommunikationsgruppe ab und der e- Roller, genauer seine Kommunikationseinrichtung, übernimmt die Verantwortung für das Senden der Gruppenstatusnachricht. Die Gruppenmitglieder führen daraufhin alle das Bewegungsmanöver aus, nach Abschluss löst sich die Kommunikationsgruppe wieder von selbst auf und der Jogger läuft beispielsweise weiter geradeaus, während einer der Fahrradfahrer an der nächsten Kreuzung links abbiegt und dergleichen.
In einem zweiten Beispiel biegen ein Bus, ein Personenkraftwagen und ein Motorradfahrer gemeinsam links ab. Hierbei sendet der Bus die Anfragenachricht an die umliegenden Verkehrsteilnehmer, ob sie an der nächsten folgenden Kreuzung zu einem bestimmten Zeitpunkt links abbiegen möchten. Ein Personenkraftwagen und ein Motorrad antworten auf diese Anfragenachricht positiv mit einer Antwortnachricht. Sie bilden eine Kommunikationsgruppe und die Kommunikationseinrichtung des Motorradfahrers übernimmt das periodische Aussenden der Gruppenstatusnachricht. Nachdem alle Verkehrsteilnehmer den Anwendungsfall „links abbiegen“ beendet haben, löst sich die Kommunikationsgruppe auf.
Will nun beispielsweise im ersten Ausführungsbeispiel ein Kraftfahrzeug nach rechts abbiegen, wo der Jogger, die Fahrradfahrer und der e-Roller die Straße überqueren, erhält er aus der Gruppenstatusnachricht insbesondere auch die Ausdehnungsinformation, die ihm die Erstreckung der Kommunikationsgruppe als Objekt mitteilt, so dass er sie entsprechend berücksichtigen kann. Das Kraftfahrzeug hat aber auch die Möglichkeit, die Kommunikationsgruppe zu adressieren und beispielsweise darauf hinzuweisen, dass es sich von hinten nähert und dort abbiegen möchte, so dass beispielsweise bei den einzelnen Gruppenmitgliedern, die diese Kommunikationsinformation empfangen und entschlüsseln können, eine Warnung ausgegeben werden kann oder dergleichen. Insbesondere ist es in diesem Beispiel auch möglich, auf diese Weise den Jogger und die Fahrradfahrer zu erreichen, auch wenn deren Sendereichweite grundsätzlich begrenzt ist, da der e-Roller eine größere Sendereichweite aufwies und die anderen Gruppenmitglieder sozusagen über deren Sendereichweite hinaus bekannt gemacht hat.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kommunikationssystem, umfassend Kommunikationseinrichtungen mehrerer Verkehrsteilnehmer, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist wenigstens eine Kommunikationseinrichtung zum Aussenden der Anfragenachricht über den Kommunikationskanal ausgebildet, mehrere, insbesondere alle, Kommunikationseinrichtungen (bzw. deren Steuereinrichtungen) sind zur Auswertung der Anfragenachricht und zum Senden einer Antwortnachricht bei geplantem Beitritt zur Kommunikationsgruppe ausgebildet und wenigstens eine der Kommunikationseinrichtungen ist auch dazu ausgebildet, die Rolle des Kommunikationsführers zu übernehmen. Sämtliche Ausführungen bezüglich dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf das erfindungsgemäße Kommunikationssystem übertragen, mit welchen mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen generellen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine Prinzipskizze eines Kommunikationssystems, und
Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Verkehrssituation.
Fig. 1 zeigt einen allgemeinen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren findet im Rahmen einer Kraft- fahrzeug-zu-X-Kommunikation (V2X-Kommunikation) statt, in der die Kommunikationseinrichtungen verschiedener Verkehrsteilnehmer einen gemeinsamen Kommunikationskanal, beispielsweise in einem 5G-Kommunikationsn- netzwerk, nutzen, um Kommunikationsinformationen auszutauschen. Dabei sendet jeder Verkehrsteilnehmer, genauer gesagt die Kommunikationseinrichtung jedes Verkehrsteilnehmers, periodisch gemäß dem andauernden Schritt S1 eine Basisinformation aus, beispielsweise als oder umfassend eine BSM und/oder oder eine CAM. Die Basisinformationen enthalten wenigstens eine insbesondere temporäre Kennung/Identifikationsinformation des Verkehrsteilnehmers und dessen aktuelle Position, üblicherweise jedoch auch noch verschiedene weitere Betriebsparameter, beispielsweise dessen Geschwindigkeit. Betriebsparameter können selbstverständlich auch Eigenschaften des Verkehrsteilnehmers, beispielsweise dessen Typ, Ausstattung und dergleichen sowie beabsichtigte Aktionen beschreiben.
In einem Schritt S2 wird nun in einem der Verkehrsteilnehmer festgestellt, dass die Durchführung eines Anwendungsfalls, hier eines Bewegungsmanövers, geplant ist. Ein solcher Anwendungsfall kann beispielsweise ein Spurwechselvorgang, ein Abbiegevorgang, ein Überquerungsvorgang, ein Auf- oder Abfahrvorgang bei einer Schnellstraße und dergleichen sein. In einem Schritt S3 wird dann ein Anfragekriterium überprüft, vorliegend, ob hinreichend viele Basisinformationen aus einem vorgegebenen Umkreis um den Verkehrsteilnehmer empfangen wurden, dass die Verkehrsdichte einen Schwellwert überschreitet. Ist dies nicht der Fall, fährt der Verkehrsteilnehmer einfach mit der Durchführung des Anwendungsfalls fort. Ist jedoch das wenigstens eine Anfragekriterium im Schritt S3 erfüllt, wird im Schritt S4 über den Kommunikationskanal eine Anfragenachricht ausgesendet. Die Anfragenachricht umfasst, neben der Identifikationsinformation des anfragenden Verkehrsteilnehmers, eine Anwendungsfallinformation, die das Bewegungsmanöver beschreibt, beispielsweise eine Kennung des Anwendungsfalls gemäß einer Datenbank, sowie weitere Anfrageinformationen, insbesondere den Ort, auf den sich der Anwendungsfall bezieht (beispielsweise „die nächste Kreuzung“) sowie gegebenenfalls auch einen Startzeitpunkt, zu dem der Anwendungsfall voraussichtlich stattfinden wird. Auch weitere Anfrageinformationen sind in einer Anfragenachricht denkbar, beispielsweise eine aktuelle Geschwindigkeit des anfragenden Verkehrsteilnehmers, die geplante Trajektorie und dergleichen.
In einem Schritt S5 prüfen die Anfragenachricht empfangende Verkehrsteilnehmer, ob sie einer Kommunikationsgruppe bezüglich des Anwendungsfalls beitreten wollen. Dies wird üblicherweise immer dann der Fall sein, wenn die Verkehrsteilnehmer in einem relevanten Zeitraum an dem entsprechenden Ort ebenso den Anwendungsfall, hier das Bewegungsmanöver, durchführen wollen. Dies kann beispielsweise über ein Beitrittskriterium abgebildet werden. Ist das wenigstens eine Beitrittskriterium erfüllt, welches beispielsweise in den jeweiligen Kommunikationseinrichtungen oder einer zugeordneten/enthalte- nen Steuereinrichtung ausgewertet werden kann, wird in einem Schritt S6 von jenen Verkehrsteilnehmern, die der Kommunikationsgruppe beitreten wollten, eine Antwortnachricht geschickt, hier mehreren Verkehrsteilnehmern (konkret deren Kommunikationseinrichtungen), wie durch die mehreren Pfeile zum Schritt S7 dargestellt ist, in dem die Kommunikationsgruppe mit dem anfragenden Verkehrsteilnehmer und den eine Antwortnachricht sendenden Verkehrsteilnehmern gegründet wird. Hierzu werden Mechanismen des zugrunde legenden Kommunikationsprotokolls genutzt, beispielsweise gemäß dem 3GPP-Standard, wonach Kommunikationsgruppen gegründet werden können, so dass an diese gerichtete Kommunikationsinformationen nur von deren Gruppenm itgliedern entschlüsselt und somit ausgewertet werden können. Selbstverständlich sind auch andere Mechanismen denkbar. Dabei sei bereits an dieser Stelle angemerkt, dass in bevorzugten Ausführungsbeispielen eine weitere gruppeninterne Kommunikation nicht mehr vorgesehen ist, abgesehen von Verlassensnachrichten und/oder Gruppenauflösungsnachrichten, so dass das Gründen der Kommunikationsgruppe sowie deren Nutzung kaum Kommunikationsbandbreite einnimmt.
In einem Schritt S8 werden die Basisinformationen aller Gruppenmitglieder von jedem Gruppenmitglied ausgewertet, um anhand von Auswahlkriterien zu ermitteln, welches Mitglied der Kommunikationsführer der Kommunikationsgruppe sein soll. Unter Verwendung derselben Auswahlkriterien sollte jedes Gruppenmitglied zum selben Ergebnis kommen, so dass weitere Kommunikation diesbezüglich grundsätzlich nicht erforderlich ist. Allerdings können Ausführungsbeispiele vorsehen, dass jenes Gruppenmitglied, das als Kommunikationsführer bestimmt wird, dies über eine Bestätigungsanfrage kundtut, wobei die anderen Gruppenmitglieder dies bestätigen können bzw., wenn dies nicht gewünscht ist, austreten können.
Das wenigstens eine Auswahlkriterium zielt dabei insbesondere darauf ab, den Verkehrsteilnehmer als Kommunikationsführer zu wählen, der bezüglich der Kommunikationseinrichtung am besten ausgestattet ist. Hierbei kann insbesondere die Sendereichweite hoch bewertet werden, aber auch die Sendequalität.
Gemäß dem Schritt S9 beginnt der Kommunikationsführer dann, periodisch Gruppenstatusnachrichten auszusenden, die neben einer Identifikationsinformation, über die die Gruppe als eigenes Objekt in der Kommunikation angesprochen werden kann, vorliegend auch den Anwendungsfall beschreibt sowie eine Ausdehnungsinformation bezüglich der Kommunikationsgruppe enthält, das bedeutet, einen geometrischen Bereich angibt, in dem alle Mitglieder der Kommunikationsgruppe enthalten sind. In einfachen Fällen kann dieser rechteckartig als ein alle Gruppenmitglieder umschließendes Rechteck definiert sein, bevorzugt ist es jedoch, wenn auch eine Objektform bzw. Gruppenform angebbar ist. Die Ausdehnungsinformation sowie gegebenenfalls weitere Statusinformationen der Kommunikationsgruppe, die in der Gruppenstatusnachricht gesendet werden sollen, werden von dem Kommunikationsführer, konkret also dessen Kommunikationseinrichtung bzw. einer der Kommunikationseinrichtung zugeordneten Steuereinrichtung, hinsichtlich der V2X-Kommuni- kation ausschließlich aus den Basisinformationen bestimmt, welche hierfür ausreichend sind, nachdem sie neben einer aktuellen Position des jeweiligen Verkehrsteilnehmers auch wenigstens implizit eine Ausdehnung des individuellen Verkehrsteilnehmers beschreiben, beispielsweise, um im Allgemeinen eine Kollisionsüberprüfung vornehmen zu können.
Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der Kommunikationsführer (oder ein anderes Gruppenmitglied) aufgrund der Basisinformationen auch jederzeit das Verhalten der anderen Gruppenmitglieder überwachen kann und insbesondere auf Plausibilität hinsichtlich der Durchführung des Anwendungsfalls überprüfen kann. Es kann mithin ein Abgleich der durch die Basisinformationen beschriebenen Bewegung der Gruppenmitglieder mit dem Anwendungsfall erfolgen, wobei dann, wenn das Abgleichsergebnis anzeigt, dass der Anwendungsfall nicht durchgeführt wird, ein Gruppenmitglied auch aus der Kommunikationsgruppe ausgeschlossen werden kann. Bei allen diesen Auswertungen erfolgt vorzugsweise keine weitere gruppeninterne Kommunikation in der Kommunikationsgruppe, nachdem die Basisinformationen hierfür ausreichend sind. Gegebenenfalls können diese Basisinformationen noch mit Sensordaten von Umfeldsensoren des Kommunikationsführers ergänzt werden.
Während all dieser Schritte führen die Gruppenmitglieder, wie durch den Schritt S10 angedeutet, vollkommen unabhängig von der Existenz der Kommunikationsgruppe ihre jeweilig gewünschten Bewegungen aus, insbesondere auch den Anwendungsfall. Das bedeutet, mittels der Kommunikationsgruppe erfolgt keinerlei Koordination oder eine Designierung irgendeines der Gruppenmitglieder als Vorgaben bereitstellende Leitentität. Auch eine Infrastruktureinrichtung, die Derartiges täte, ist in der Kommunikationsgruppe nicht enthalten. Mit anderen Worten hat die Mitgliedschaft in der Kommunikationsgruppe keinerlei Einfluss auf die Führung bzw. Steuerung des jeweiligen Verkehrsteilnehmers bzw. seine Bewegung. Die Bildung und Nutzung der Kommunikationsgruppe ist mithin eine reine Kommunikationsfunktion, die nicht der Koordinierung, insbesondere im Sinne eines Platoons, dient.
Allerdings kann die Existenz der Kommunikationsgruppe genutzt werden, um beispielsweise ein Platoon zu bilden, nachdem entsprechende Anfragen an die Kommunikationsgruppe gesendet werden können und sich Gruppenmitglieder bereiterklären können, in einer getrennten Funktionalität auch an einem Platoon teilzunehmen. Allgemein ermöglicht die Bildung und Nutzung der Kommunikationsgruppe jedoch auch anderen Verkehrsteilnehmern, mit nur einer einzigen Nachricht alle Gruppenmitglieder anzusprechen, beispielsweise eine Kollisionsinformation bei einem mit dem Anwendungsfall kollidierenden Weg eines anderen Verkehrsteilnehmers zu senden oder dergleichen. Mit anderen Worten muss nicht jedes der Gruppenmitglieder einzeln kundtun, dass es den Anwendungsfall durchführt, und jedes der Gruppenmitglieder einzeln bezüglich dieses Anwendungsfalls von anderen Verkehrsteilnehmern adressiert werden, sondern es ist jeweils eine Nachricht ausreichend, seitens der Kommunikationsgruppe die Gruppenstatusnachricht. Dies ist schematisch durch die Schritte S11 und S12 näher angedeutet, wonach insbesondere ein Verkehrsteilnehmer außerhalb der Kommunikationsgruppe eine Kommunikationsinformation unter Nutzung der Identifikationsinformation der Kommunikationsgruppe an die Kommunikationsgruppe unter Nutzung des Kommunikationskanals sendet, welche im Schritt S12 von allen Gruppenmitgliedern entschlüsselt, somit verstanden und ausgewertet, werden kann.
Haben alle Gruppenmitglieder den Anwendungsfall durchgeführt, kann sich die Gruppe in einem Schritt S13 wieder auflösen.
Fig. 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem 1 , welches einen hier nur angedeuteten Kommunikationskanal 2 in einem Kommunikationsnetzwerk 3, beispielsweise einem 5G-Kommunikationsnetzwerk, nutzt. Das Kommunikationssystem 1 umfasst Kommunikationseinrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, die jeweiligen nur schematisch angedeuteten Verkehrsteilnehmern 5a, 5b, 5c, 5d und 5e zugeordnet sind. Beispielhaft handelt es sich bei den Verkehrsteilnehmern 5a um Kraftfahrzeuge eines ersten Typs, beispielsweise Personenkraftwagen, und bei den Verkehrsteilnehmern 5b um Kraftfahrzeuge eines zweiten Typs, beispielsweise Busse und Lastkraftwagen. Kraftfahrzeuge weisen meist hinsichtlich der Sendereichweite und der Sendequalität gut ausgestattete Kommunikationseinrichtungen 4a, 4b auf. Die Kommunikationseinrichtungen 4c, 4d sind als Teile von Mobilgeräten 6, beispielsweise Smartphones, realisiert, die von den Verkehrsteilnehmern 5c, beispielsweise Fußgängern, und den Verkehrsteilnehmern 5d, beispielsweise Fahrradfahrern, mit sich geführt werden. Solche Verkehrsteilnehmer 5c, 5d gehören zu den sogenannten besonders gefährdeten/verletzbaren Verkehrsteilnehmern (VRlIs). Als weiteres Beispiel betreffen die Verkehrsteilnehmer 5e motorisierte Zweiräder, beispielsweise Motorräder und Roller. Auch weitere Verkehrsteilnehmer sind selbstverständlich grundsätzlich denkbar. Auch die Zahl der Verkehrsteilnehmer 5a, 5b, 5c, 5d und 5e ist nicht beschränkt, wie durch die jeweiligen Fortsetzungspunkte angedeutet ist. Die Kommunikationseinrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet, wobei wenigstens eine dieser Kommunikationseinrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e hinsichtlich der Anfrage und auch wenigstens eine der Kommunikationseinrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e hinsichtlich der Kommunikationsführung ausgebildet ist. Alle Kommunikationseinrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e können jedoch Anfragenachrichten empfangen, auswerten und gegebenenfalls Antwortnachrichten senden.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Verkehrssituation an einer Kreuzung 7. Als Verkehrsteilnehmer 5a, 5b, 5c, 5d, 5e sind vorliegend zwei Kraftfahrzeuge 8, 9, zwei Fußgänger 10, 11 , drei Fahrradfahrer 12, 13, 14 und ein Roller 15 gezeigt. Der Roller 15 ist dabei vorliegend der Kommunikationsführer einer Kommunikationsgruppe, in der die Fußgänger 10, 11 sowie die Fahrradfahrer 12, 13 zusätzlich enthalten sind, nachdem diese alle die Straße 16 geradeaus überqueren wollen (Anwendungsfall = Bewegungsmanöver). Die entsprechende Gruppenstatusinformation enthält auch eine Ausdehnungsinformation, die mittels des gestrichelten Kastens 17 angedeutet ist. Die Auswertungsinformation kann beispielsweise im vorliegenden Fall ein Rechteck der Länge 15 m und der Breite 3 m beschreiben, das alle der Verkehrsteilnehmer 10, 11 , 12, 13 und 15 enthält.
Die Gruppenstatusnachricht wird nun von den weiteren Verkehrsteilnehmern 8, 9 und 14 empfangen, wobei die Verkehrsteilnehmer 9 und 14 Wege verfolgen, die nicht mit dem Anwendungsfall wechselwirken. Das Kraftfahrzeug 8 will jedoch, wie durch das Symbol 18 angedeutet, nach rechts in die Straße 16 abbiegen und kann mithin die Gruppenstatusnachricht entsprechend berücksichtigen, insbesondere auch die Ausdehnungsinformation. Es kann auch mittels der Identifikationsinformation die Kommunikationsgruppe adressieren, beispielsweise, um diese von seiner Absicht warnend in Kenntnis zu setzen. Dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass sich das Kraftfahrzeug 8 außerhalb der Kommunikationsreichweite der Fußgänger 10, 11 befindet, dennoch aber diese berücksichtigen wird, da die Sendereichweite des Rollers 15 ausreichend groß ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: Verfahren zur Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern (5a, 5b, 5c, 5d, 5e), umfassend wenigstens ein Kraftfahrzeug (8, 9), in einer Verkehrssituation, wobei jeder Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) eine Kommunikationseinrichtung (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) aufweist, die unter Nutzung eines Kommunikationskanals (2) periodisch eine wenigstens einen Betriebsparameter und eine Position des Verkehrsteilnehmers (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) umfassende Basisinformation aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer auf einen Anwendungsfall, insbesondere ein Bewegungsmanöver, bezogenen Kommunikationsgruppe ein die Durchführung des Anwendungsfalls planender Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) eine Anfragenachricht über den Kommunikationskanal (2) aussendet, wobei bei einer Antwortnachricht wenigstens eines ebenso den Anwendungsfall planenden und/oder durchführenden weiteren Verkehrsteilnehmers (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) mit diesem die Kommunikationsgruppe begründet wird, wobei wenigstens ein Gruppenmitglied der Kommunikationsgruppe stellvertretend für alle Gruppenmitglieder als Kommunikationsführer periodisch eine Gruppenstatusnachricht über den Kommunikationskanal (2) aussendet, die die Gruppenmitglieder als ein gemeinsames, den Anwendungsfall durchführendes Objekt mit einer Identifikationsinformation derart beschreibt, dass eine an das Objekt mit der Identifikationsinformation geschickte Zusatznachricht von allen Gruppenmitgliedern empfangen und ausgewertet wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikationsführer anhand eines insbesondere ausschließlich wenigstens einen Teil der Basisinformationen auswertenden Auswahlkriteriums ohne weiteren Nachrichtenaustausch ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als der Kommunikationsführer ein die größte Rechenleistung für die Kommunikationsfunktion bereitstellendes und/oder die größte Masse und/oder Ausdehnung aufweisendes und/oder vollständig automatisch geführtes und/oder die größte Kommunikationsreichweite aufweisendes Gruppenmitglied, insbesondere ein Kraftfahrzeug (8, 9), ausgewählt wird. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Kommunikationsführers durch die anderen Gruppenmitglieder, insbesondere mittels einer Bestätigungsnachricht über den Kommunikationskanal (2), bestätigt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppenstatusnachricht eine die Ausdehnung des Objekts als eine alle Gruppenmitglieder abdeckende geometrische Form (17) beschreibende Ausdehnungsinformation umfasst. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kommunikationseinrichtung (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) zugehörige und/oder dieser zugeordnete Steuereinrichtung des Kommunikationsführers wenigstens einen Teil der Gruppenstatusnachricht, insbesondere die Ausdehnungsinformation, insbesondere bezüglich der Kommunikation ausschließlich, aus den Basisinformationen der Gruppenmitglieder ermittelt. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ferner zum Abgleich der Basisinformationen der Gruppenmitglieder mit dem Anwendungsfall ausgebildet ist, wobei bei einem eine Nichtdurchführung des Anwendungsfalls anzeigenden Abgleichsergebnis für ein Gruppenmitglied dieses aus der Kommunikationsgruppe entfernt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gruppenmitglied, insbesondere nach der Durchführung des Anwendungsfalls, die Kommunikationsgruppe mittels einer Verlassensnachricht verlässt und/oder wenigstens ein Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) der Kommunikationsgruppe aufgrund der Gruppenstatusnachricht mittels einer Antwortnachricht beitritt. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gruppenmitglied die Durchführung des Anwendungsfalls unabhängig von den anderen Gruppenmitgliedern, insbesondere ohne gruppeninterne Kommunikation, steuert. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zusätzlichen, von der Bildung und Nutzung der Kommunikationsgruppe getrennten Funktion, insbesondere unter Nutzung eines getrennten Kommunikationskanals, eine koordinierte Durchführung des Anwendungsfalls für wenigstens einen Teil der Gruppenmitglieder erfolgt. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfragenachricht bei Erfüllung eines Anfragekriteriums ausgesendet wird, wobei das Anfragekriterium insbesondere überprüft, ob die anhand empfangener Basisinformationen ermittelte Anzahl an Verkehrsteilnehmern (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) in einem vorgegebenen Umkreis um den prüfenden Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) einen Schwellwert überschreitet.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anwendungsfall aus der Gruppe umfassend ein Durchfahren eines Kreisverkehrs zu einer bestimmten Ausfahrt, eine Geradeausfahrt an einer Kreuzung (7), ein Linksabbiegen, ein Rechtsabbiegen, einen Spurwechsel nach links, einen Spurwechsel nach rechts, eine Abfahrt von einer Schnellstraße, eine Auffahrt auf eine Schnellstraße und das Überqueren einer Straße (16) gewählt wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisinformation als eine BSM und/oder eine CAM gesendet wird..
14. Kommunikationssystem (1 ), umfassend Kommunikationseinrichtungen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) mehrerer Verkehrsteilnehmer (5a, 5b, 5c, 5d, 5e), die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet sind.
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