WO2024078902A1 - Integration of an aircraft into a v2x system - Google Patents

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WO2024078902A1
WO2024078902A1 PCT/EP2023/077194 EP2023077194W WO2024078902A1 WO 2024078902 A1 WO2024078902 A1 WO 2024078902A1 EP 2023077194 W EP2023077194 W EP 2023077194W WO 2024078902 A1 WO2024078902 A1 WO 2024078902A1
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WO
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aircraft
message
data
denm
traffic
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PCT/EP2023/077194
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Inventor
Andreas Pfadler
Luca MONTERO BAYO
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • 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]
    • H04W4/42—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for mass transport vehicles, e.g. buses, trains or aircraft
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    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
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    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
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    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0056—Navigation or guidance aids for a single aircraft in an emergency situation, e.g. hijacking
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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft

Definitions

  • the invention relates to a method of a first and a second aircraft for traffic-networked communication via V2X as well as a corresponding aircraft and an intelligent transport system comprising one or more such aircraft.
  • V2X system also known as V2X architecture
  • ground vehicles especially road vehicles such as cars
  • the vehicles communicate with each other via the V2X system.
  • participants in the system also referred to below as road users, can share information about an accident with each other, for example.
  • vehicle-related messages are defined that communicate vehicle-related information, for example at regular intervals, namely so-called cooperative awareness messages (CAM), and basic safety messages (BSM).
  • BSM basic safety messages
  • DENM Decentralized Environmental Notification Message
  • the DENM is defined in the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11).
  • ITS intelligent transport systems
  • UAVs unmanned aerial vehicles
  • RPAs remotely piloted aircraft
  • airborne transport vehicles i.e. aircraft that transport people or goods.
  • DE 10 2018 102 112 A1 discloses a UAV that transmits its position and current flight characteristics to other UAVs.
  • the subsequently published document DE 102022 113 890 A1 concerns the transmission of a warning message indicating an emergency involving a drone by the drone to a vehicle by means of V2X communication.
  • the invention is based on the task of integrating aircraft into an ITS architecture.
  • the method according to the invention of a first aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X comprises the following steps:
  • DENM Decentralized Environmental Notification Message
  • the method according to the invention of a second aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X comprises the following steps:
  • DENM Decentralized Environmental Notification Message
  • the aircraft according to the invention for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X comprises a control unit, in particular a processor, wherein the control unit is designed to carry out the method according to the invention.
  • the invention relates to a first aircraft comprising a control unit which is designed to carry out the method of the first aircraft and/or a second aircraft comprising a control unit which is designed to carry out the method of the second aircraft.
  • the invention further relates to an intelligent transport system, ITS, comprising one or more of the aircraft according to the invention as participants in the system.
  • ITS preferably also comprises one or more other participants, for example ground vehicles.
  • a traffic-relevant situation is recognized, i.e. a situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition.
  • traffic-relevant data namely environmental data, flight data and/or vehicle characteristics of the aircraft
  • a DENM is created and communicated to other road users via V2X.
  • the system-relevant data includes data related to the aircraft or specific to the aircraft, for example its position in three-dimensional space including the flight altitude.
  • the aircraft according to the invention is thus integrated into the V2X architecture and can communicate with other participants, including other aircraft but also ground vehicles.
  • aircraft according to the invention can distribute DENMs within the network, i.e. the ITS, and pass on information about unusual road conditions and dangerous traffic situations to other ITS stations, which can be aircraft or ground vehicles, preferably within a defined geographical region. This achieves compatibility between aircraft and V2X communication.
  • the method or methods according to the invention, the aircraft according to the invention and the ITS are explained in detail below. Explanations given for the methods apply accordingly to the aircraft and the ITS and vice versa.
  • the aircraft, in particular its control unit, is designed to carry out the methods. Accordingly, the methods according to the invention can be used with the aircraft according to the invention or the ITS.
  • the steps of the method have been numbered for better understanding. However, the numbering does not specify a mandatory order of the steps; rather, the steps can at least partly be carried out in a different order, as explained below.
  • a situation is first identified that represents a road hazard and/or an abnormal traffic condition.
  • This can be a situation of the aircraft itself or a situation in the environment, in the air or on the ground.
  • a situation of the aircraft itself is a situation that the aircraft itself causes or in which it is involved. This can be, for example, an emergency stop or an emergency landing of the aircraft or an accident in which the aircraft is directly involved.
  • a situation in the environment can, for example, be an accident involving another road user, in particular another aircraft, or, for example, road damage or a construction site.
  • the situation represents in particular a traffic hazard or an abnormal traffic condition for other road users, for example for other aircraft and/or for ground vehicles.
  • an emergency stop of the aircraft in the air at the usual flight altitude, for example on a designated airway can represent a situation for another aircraft, for example for an aircraft flying on the same airway.
  • an emergency landing of the aircraft can represent a situation for a ground vehicle, for example if the emergency landing takes place on a ground road.
  • a construction site detected on a ground road represents a situation for ground vehicles or, for example, due to the booms of a construction crane extending into an airway, a situation for other aircraft.
  • the aircraft preferably detects the situation via on-board sensors, as will be explained below.
  • Traffic-relevant data is then determined, namely data on the aircraft's surroundings, flight data of the aircraft and/or vehicle characteristics of the aircraft.
  • Traffic-relevant here means that data is determined that is important for the traffic network via the ITS.
  • traffic-relevant data is data that can be important for one or more road users, in particular data that enables other road users to assess the situation and react appropriately to the situation.
  • the aircraft's environmental data is determined, in particular environmental data relating to the situation and relevant to the aircraft or other road users.
  • the environmental data can generally include information about dangerous conditions, i.e. conditions that may pose a danger to other road users.
  • Environmental data also includes, for example, the current traffic situation in the air or on the ground, the current weather conditions, in particular the wind direction, which is highly relevant for aircraft.
  • Environmental data also includes, for example, obstructions on an air route on which the aircraft are moving, or on a ground route on which the ground vehicles are moving.
  • Such obstructions include, for example, roadworks, in particular roadworks that affect an air route, such as a crane protruding into the airspace.
  • Obstructions also include, for example, aircraft standing in the airspace, i.e. hovering, an accident or a breakdown of an aircraft or a ground vehicle.
  • the environmental data therefore includes information about a situation in the environment, such as information about an accident that is observed by the aircraft or in which the aircraft is involved, or about a construction site identified by the aircraft.
  • the environmental data can, for example, also be determined, at least in part, before the step of recognizing the situation.
  • the situation can be recognized based on the environmental data. If the environmental data includes information about an accident, for example, it can be concluded from this environmental data that the accident has occurred.
  • the environmental data is also determined by at least one sensor unit of the aircraft, according to one embodiment.
  • the aircraft's flight data is determined. This is particularly data relating to the three-dimensional space within which the aircraft is moving.
  • Such flight data includes, for example, the position of the aircraft in three-dimensional space, i.e., data on the flight altitude and the geographical position (GPS, longitude and latitude).
  • the flight data can also include, for example, the flight speed and/or the flight direction of the aircraft.
  • the flight data can also include information about an emergency stop and/or an emergency landing carried out by the aircraft and/or information about the aircraft taking an unauthorized flight direction and/or reaching an unauthorized flight altitude.
  • the flight data are therefore ultimately aircraft-related data of the aircraft carrying out the procedure.
  • This flight data is also relevant for other traffic participants, at least if the aircraft itself causes the situation or is involved in it.
  • the flight data of the aircraft if the situation was caused by the aircraft itself or if the aircraft is involved in the situation.
  • flight data are important for other traffic users and should therefore be determined.
  • the flight data can be read out, for example, using the aircraft's control unit.
  • the flight data are determined in particular after the situation has been recognized.
  • vehicle properties of the aircraft are determined.
  • the vehicle properties refer in particular to properties that are independent of the environment and are inherent to the vehicle.
  • the vehicle properties include, for example, information about the vehicle type, i.e. whether it is an aircraft, information about the aircraft type, in particular information about whether the aircraft is a transport aircraft for transporting goods, an emergency aircraft for emergency operations, for example for rescuing people, a police aircraft for police operations, a passenger transport aircraft, for example an air taxi.
  • the vehicle properties can also include, for example, a maximum and/or current flight range of the aircraft, whereby the current flight range depends on the power reserve of the aircraft, for example on the current charge level of a drive battery of the aircraft.
  • the vehicle properties can thus include a charge level of a (drive) battery of the aircraft, whereby battery means in particular a rechargeable battery.
  • the vehicle properties can also include a maximum possible acceleration and/or speed of the aircraft.
  • Such vehicle characteristics are also important for other road users, especially if the aircraft itself causes the situation or is involved in it. Therefore, according to one embodiment, the vehicle characteristics of the aircraft are determined if the situation was caused by the aircraft itself or if the aircraft is involved in the situation. The vehicle characteristics can be read out, for example, using the aircraft's control unit. The vehicle characteristics are determined in particular after the situation has been recognized.
  • the previously determined traffic-relevant data namely the aircraft's environmental data, the aircraft's flight data and/or the aircraft's vehicle characteristics
  • a decentralized environmental notification message namely the aircraft's environmental data, the aircraft's flight data and/or the aircraft's vehicle characteristics
  • DENM Decentralized Environmental Notification Message
  • the known DENM is adapted so that information relating to the aircraft is written into the DENM. This enables a standard-compliant integration of aircraft into the ITS.
  • the basically known DENM can be used to send information relating to the situation, for example information relating to an accident, to other road users, including other aircraft. This enables an efficient integration of aircraft into the ITS.
  • the DENM is encoded into a V2X message and the V2X message is transmitted directly or indirectly to at least one other road user, i.e. another participant in the V2X system.
  • the V2X message is transmitted to a second aircraft.
  • the second aircraft receives and decodes the V2X message and then reads the DENM.
  • the aircraft according to the invention is thus designed to encode and send V2X messages as well as to receive and decode them.
  • the second aircraft is thus informed in a standard-compliant manner about the environmental data, flight data and/or vehicle properties determined by the first aircraft and thus about the current situation.
  • traffic-relevant data from the aircraft is sent to other road users in accordance with the V2X communication and the aircraft is integrated into the V2X architecture, i.e. the ITS system.
  • the situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition is recognized based on sensor data generated by at least one sensor unit of the aircraft.
  • the aircraft can thus recognize the situation itself.
  • the sensor unit can comprise a camera that records the situation, for example photographing a traffic accident.
  • the aircraft can also recognize a situation in which it is itself involved via a sensor unit, for example an abrupt stop or a crash of the aircraft can be recognized via an acceleration sensor.
  • the sensor data can be written into the DENM as environmental data. Thanks to its own sensors, the aircraft can recognize the situation particularly reliably and independently.
  • the environmental data of the aircraft are determined at least in part from sensor data generated by at least one sensor unit of the aircraft.
  • the aircraft can have a sensor unit for determining the current weather conditions, in particular the current wind direction.
  • the environmental data can also This can be data determined regarding the situation, which is then written into the DENM as environmental data, as already explained.
  • the aircraft creates an environmental model of the aircraft from sensor data determined by the aircraft's sensor unit(s). Thanks to its own sensors, the aircraft can recognize its environment particularly reliably and independently.
  • the method further comprises the step of defining a three-dimensional geographical message space within which the DENM is to be shared, wherein the information about the three-dimensional geographical message space is preferably also written into the DENM.
  • the range of the DENM is determined and thus the range within which other road users are informed about the situation. For example, it is unnecessary to inform road users who are far away and who cannot be influenced by the situation. This can be done by the aircraft only sending the V2X message to road users located within the defined three-dimensional geographical message space.
  • the V2X message could also be distributed, for example, to all reachable road users, wherein the road users who receive the V2X message only distribute the V2X message, i.e. send it to other road users, provided they are within the defined three-dimensional geographical message space.
  • the geographical message space is thus also adapted to the specific needs of the aircraft, i.e. to the three-dimensional case, which further promotes integration into the V2X architecture.
  • the procedure further includes:
  • the aircraft generates a CAM comprising the information relating to the aircraft, namely the flight data and/or vehicle characteristics.
  • the aircraft sends the CAM in accordance with the above explanation of the DENM.
  • the aircraft can send the CAM to one or more other traffic participants, preferably to the second aircraft.
  • the CAM is preferably sent regularly, for example at intervals of 10 seconds, and regardless of the existence of a situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition.
  • the aircraft can therefore constantly inform other participants about its current status.
  • the procedure also provides for the adaptation of the CAM for the aircraft.
  • the CAM reference is made to the standard ETSI EN 302 637-2 V1.3.1 (2014-09), the content of which is hereby incorporated.
  • the aircraft can thus be further integrated into the V2X system.
  • the aircraft comprises at least one sensor unit for environmental detection, i.e. for detecting its surroundings.
  • the sensor unit can be selected from the group: LIDAR sensor, RADAR sensor, camera, acceleration sensor.
  • the aircraft further comprises a transceiver and a control unit connected to the sensor unit and the transceiver, in particular a processor.
  • the control unit is designed to carry out the method according to the invention.
  • Figure 1 shows an ITS according to the invention with several road users
  • Figure 2a, b shows a method according to the invention of a first and a second aircraft
  • Figure 3 shows a DENM adapted according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows three aircraft 10, 12, 14 designed as drones and a ground vehicle 16.
  • the aircraft 10, 12, 14 are moving on an air route 20, ie a route designated for air traffic.
  • the ground vehicle is moving along a ground route 22.
  • the aircraft 12 collides with the aircraft 14, thus resulting in an accident 18.
  • the aircraft 10, 12, 14 and the ground vehicle 16 are part of an intelligent transport system, ITS, and are therefore traffic participants within the ITS.
  • the aircraft 10, 12, 14 communicate with each other and with the ground vehicle 16 using V2X communication, whereby in particular so-called Decentralized Environmental Notification Messages, DENM, are exchanged.
  • the DENM is defined in the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) and was adapted for aircraft according to the invention.
  • Figure 3 shows the message container of a DENM according to the standard mentioned, consisting of a header 100, the DENM information 200, a signature 300 and a certificate 400.
  • the DENM information now also includes environmental data, flight data and/or vehicle characteristics of the respective aircraft sending the DENM.
  • the DENM information includes one or more of the following environmental data: dangerous conditions; traffic situation; weather conditions, in particular wind direction; obstructions on an airway; roadworks, in particular including the effects on an airway; traffic obstruction on the airway, in particular stationary aircraft, aircraft accident, aircraft breakdown.
  • the DENM information includes one or more of the following flight data: aircraft position; flight altitude; flight speed; flight direction; information about an emergency stop and/or emergency landing; information about an unauthorized flight direction and/or flight altitude.
  • the DENM information includes one or more of the following vehicle characteristics: aircraft type, in particular transport aircraft, emergency aircraft, police aircraft, passenger transport aircraft; range of the aircraft; charge level of an aircraft battery; maximum possible acceleration of the aircraft; maximum possible speed of the aircraft.
  • step S1 the aircraft 12 recognizes that it is involved in an accident 18, i.e. it recognizes a situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition.
  • This recognition is carried out, for example, via one or more sensor units of the aircraft 12, for example via an acceleration sensor, a camera, LIDAR, RADAR or similar.
  • step S2 the aircraft 12 determines environmental data, in particular creates an environmental model using its sensor units.
  • the environmental data can, at least in part, also be determined before the accident is detected.
  • Step S2 can therefore take place at least in part before step S1.
  • the aircraft 12 can regularly collect environmental data and use this environmental data to conclude whether an accident or another traffic-relevant situation has occurred.
  • the environmental data includes, for example, information about the traffic disruption on airway 20 caused by the accident.
  • the environmental data can also include, for example, weather data, in particular a currently prevailing wind direction, which can be of interest to other aircraft.
  • the aircraft 12 determines flight data of the aircraft 12 in three-dimensional space as well as vehicle properties of the aircraft 12, steps S3, S4.
  • the steps S3, S4 can take place in any order or simultaneously, in particular before, after or simultaneously with step S2.
  • the flight data includes, for example, aircraft position; flight altitude; flight speed; flight direction; information about an emergency stop and/or an emergency landing; and/or information about an unauthorized flight direction and/or flight altitude, each related to the aircraft 12.
  • the aircraft 12 determines, for example, its own position in three-dimensional space, i.e. including its flight altitude. This can be used to inform other aircraft where the aircraft 12 is at the time of the accident and therefore where the traffic obstruction is.
  • the vehicle properties include, for example, aircraft type, in particular transport aircraft, emergency aircraft, police aircraft, passenger transport aircraft; range of the aircraft; charge level of an aircraft battery; maximum possible acceleration of the aircraft; and/or maximum possible speed of the aircraft.
  • the aircraft 12 determines as a vehicle property, for example, that it is an aircraft, specifically a transport aircraft. This information is also relevant for other road users.
  • the aircraft 12 then generates, step S5, the DENM, wherein the
  • Aircraft 12 writes the previously determined environmental data, flight data and vehicle characteristics into the DENM, see Figure 3.
  • the aircraft 12 generates a V2X message comprising the DENM, in other words encodes the DENM into a V2X message.
  • the aircraft 12 sends the generated V2X message and thus the DENM contained therein to the other traffic participants of the ITS, i.e. the V2X system, namely to the aircraft 10 and to the ground vehicle 16, as shown by arrows in Figure 1.
  • the other traffic participants are thus informed about the accident and provided with further information relevant to them.
  • the aircraft 10 receives the V2X message sent by the aircraft 12, decodes it, step S11 in Figure 2b, and reads the DENM, step S12 in Figure 2b.
  • the aircraft 10 thus receives information about the environment data as well as flight data and vehicle characteristics of the aircraft 12.
  • the aircraft are integrated into the V2X architecture and can communicate with other road users, including other aircraft and also ground vehicles.
  • aircraft according to the invention can distribute DENMs within the network, i.e. the ITS, and pass on information about unusual road conditions and dangerous traffic situations from communicating ITS stations to other ITS stations, which can be aircraft or ground vehicles, preferably within a defined geographical region. This achieves compatibility between aircraft and V2X communication.
  • the aircraft 12 is preferably designed to record the flight data and/or vehicle characteristics regularly and independently of the detection of an accident or other situation.
  • the aircraft 12 regularly writes the flight data and/or vehicle characteristics into a cooperative awareness message (CAM), step S8 in Figure 2a.
  • CAM cooperative awareness message
  • the CAM used for IST is defined in the standard ETSI EN 302 637-2 V1.3.1 (2014-09) and is adapted here by the aircraft-specific data for further integration of the aircraft into the ITS/V2X system.
  • the aircraft 12 regularly generates a V2X message comprising the CAM, i.e. encodes the CAM as a V2X message, step S9, and then regularly sends the V2X message and thus the CAM to other participants of the V2X system, in particular to the Aircraft 10 and ground vehicle 16. For example, aircraft 12 may perform these steps every 10s.

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Abstract

The invention relates to the integration of aircrafts (10, 12, 14) into an intelligent transport system (IST) having a V2X architecture.

Description

Beschreibung Description
Einbindung eines Luftfahrzeugs in ein V2X-System Integration of an aircraft into a V2X system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren eines ersten sowie eines zweiten Luftfahrzeugs zur Verkehrs vernetzten Kommunikation über V2X sowie ein entsprechendes Luftfahrzeug und ein intelligentes Transportsystem umfassend ein oder mehrere solcher Luftfahrzeuge. The invention relates to a method of a first and a second aircraft for traffic-networked communication via V2X as well as a corresponding aircraft and an intelligent transport system comprising one or more such aircraft.
Im Rahmen eines sogenannten Vehicle-to-everything-, V2X-Systems, auch V2X-Architektur, kommunizieren bekanntermaßen Bodenfahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge wie PKW, mit grundsätzlich jeder Einrichtung, die das Fahrzeug beeinflussen kann oder die von ihm beeinflusst werden kann. Insbesondere kommunizieren die Fahrzeuge über das V2X-System untereinander. So können Teilnehmer des Systems, im Folgenden auch Verkehrsteilnehmer genannt, untereinander beispielsweise Informationen über einen Unfall miteinander teilen. As part of a so-called vehicle-to-everything, V2X system, also known as V2X architecture, ground vehicles, especially road vehicles such as cars, communicate with basically every facility that can influence the vehicle or that can be influenced by it. In particular, the vehicles communicate with each other via the V2X system. This means that participants in the system, also referred to below as road users, can share information about an accident with each other, for example.
Hierzu werden unterschiedliche, standardisierte Mitteilungen zwischen den Teilnehmern des Systems versendet. So sind zum einen fahrzeugbezogene Mitteilungen definiert, die fahrzeugbezogene Informationen beispielsweise in regelmäßigen Abständen mitteilen, nämlich sogenannte kooperative Aufklärungsmitteilungen, Cooperative Awareness Messages, CAM, und grundlegende Sicherheitsmitteilungen Basic Safety Message, BSM. Zudem ist eine situationsbezogene Mitteilung definiert, die sogenannte Decentralised Environmental Notification Message, DENM, mittels derer beispielsweise bei einem Unfall unfallbezogene oder verkehrsrelevante Informationen an andere Verkehrsteilnehmer versendet werden. Die DENM ist im Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) definiert. For this purpose, different, standardized messages are sent between the participants in the system. On the one hand, vehicle-related messages are defined that communicate vehicle-related information, for example at regular intervals, namely so-called cooperative awareness messages (CAM), and basic safety messages (BSM). In addition, a situation-related message is defined, the so-called Decentralized Environmental Notification Message (DENM), by means of which, for example, accident-related or traffic-relevant information is sent to other road users in the event of an accident. The DENM is defined in the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11).
Zukünftige intelligente Transportsysteme, Intelligent Transport Systems, ITS, auf Grundlage der V2X-Architektur könnten neben Bodenfahrzeugen auch Luftfahrzeuge umfassen, wie beispielsweise unbemannte Luftfahrzeuge (unmanned aerial vehicles, UAVs), insbesondere Drohnen, aber auch ferngesteuerte Luftfahrzeuge (remotely-piloted aircrafts, RPAs), oder auch luftgebundene Transportfahrzeuge, also Luftfahrzeuge, die Personen oder Güter transportieren. Zur Teilnahme an dem ITS müssen auch solche Luftfahrzeuge mit anderen Verkehrsteilnehmern oder Einrichtungen kommunizieren. DE 10 2018 102 112 A1 offenbart ein UAV, welches seine Position und aktuelle Flugcharakteristik an andere UAV übermittelt. Future intelligent transport systems (ITS) based on the V2X architecture could include not only ground vehicles but also aircraft, such as unmanned aerial vehicles (UAVs), especially drones, but also remotely piloted aircraft (RPAs), or airborne transport vehicles, i.e. aircraft that transport people or goods. To participate in the ITS, such aircraft must also communicate with other road users or facilities. DE 10 2018 102 112 A1 discloses a UAV that transmits its position and current flight characteristics to other UAVs.
Die nachveröffentlichte Druckschrift DE 102022 113 890 A1 betrifft das Übermitteln einer einen Notfall bei einer Drohne kennzeichnenden Warnmeldung durch die Drohne an ein Fahrzeug mittels einer V2X-Kommunikation. The subsequently published document DE 102022 113 890 A1 concerns the transmission of a warning message indicating an emergency involving a drone by the drone to a vehicle by means of V2X communication.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Luftfahrzeuge in eine ITS-Architektur einzubinden. The invention is based on the task of integrating aircraft into an ITS architecture.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 8, durch ein Luftfahrzeug gemäß Anspruch 9 sowie durch ein intelligentes Transportsystem gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren. The invention solves the problem by methods according to claims 1 and 8, by an aircraft according to claim 9 and by an intelligent transport system according to claim 10. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the description and the figures.
Das erfindungsgemäße Verfahren eines ersten Luftfahrzeugs zur verkehrsvernetzten Kommunikation über vehicle-to-everything, V2X, umfasst die folgenden Schritte: The method according to the invention of a first aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X, comprises the following steps:
(51) Erkennen einer Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustand darstellt; (51) Detection of a situation constituting a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition;
(52) Ermitteln von Umfelddaten des Luftfahrzeugs; (52) Determining data on the aircraft’s environment;
(53) Ermitteln von Flugdaten des Luftfahrzeugs im dreidimensionalen Raum; (53) Determining aircraft flight data in three-dimensional space;
(54) Ermitteln von Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs; (54) Determining aircraft characteristics;
(55) Erzeugen einer dezentralen Umweltbenachrichtigung, Decentralized Environmental Notification Message, DENM, gemäß dem Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014- 11), die DENM umfassend die ermittelten Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften; (55) Generating a Decentralized Environmental Notification Message (DENM) in accordance with standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11), the DENM comprising the determined environmental data, flight data and/or vehicle characteristics;
(56) Erzeugen einer V2X-Nachricht umfassend die DENM; (56) generating a V2X message comprising the DENM;
(57) Senden der V2X-Nachricht umfassend die DENM an zumindest einen anderen Teilnehmer des V2X-Systems. (57) Sending the V2X message comprising the DENM to at least one other participant of the V2X system.
Das erfindungsgemäße Verfahren eines zweiten Luftfahrzeugs zur verkehrsvernetzten Kommunikation über vehicle-to-everything, V2X, umfasst die folgenden Schritte: The method according to the invention of a second aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X, comprises the following steps:
(511) Empfangen und Decodieren einer von einem ersten Luftfahrzeug empfangenen V2X- Nachricht; (511) receiving and decoding a V2X message received from a first aircraft;
(512) Auslesen einer dezentralen Umweltbenachrichtigung, Decentralized Environmental Notification Message, DENM, die gemäß dem Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) ist, aus der decodierten V2X-Nachricht, wobei die DENM von dem ersten Luftfahrzeug ermittelte Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften umfasst. (512) Reading a Decentralized Environmental Notification Message (DENM) that is defined in accordance with the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) from the decoded V2X message, wherein the DENM comprises environmental data, flight data and/or vehicle characteristics determined by the first aircraft.
Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug zur verkehrsvernetzten Kommunikation über vehicle-to- everything, V2X, umfasst eine Steuereinheit, insbesondere einen Prozessor, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein erstes Luftfahrzeug umfassend eine Steuereinheit, die zur Durchführung des Verfahrens des ersten Luftfahrzeugs ausgebildet ist und/oder ein zweites Luftfahrzeug umfassend eine Steuereinheit, die zur Durchführung des Verfahrens des zweiten Luftfahrzeugs ausgebildet ist. The aircraft according to the invention for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X, comprises a control unit, in particular a processor, wherein the control unit is designed to carry out the method according to the invention. In particular, the invention relates to a first aircraft comprising a control unit which is designed to carry out the method of the first aircraft and/or a second aircraft comprising a control unit which is designed to carry out the method of the second aircraft.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein intelligentes Transportsystem, ITS, umfassend ein oder mehrere der erfindungsgemäßen Luftfahrzeuge als Teilnehmer des Systems. Bevorzugt umfasst das ITS zudem ein oder mehrere andere Teilnehmer, beispielsweise Bodenfahrzeuge. The invention further relates to an intelligent transport system, ITS, comprising one or more of the aircraft according to the invention as participants in the system. The ITS preferably also comprises one or more other participants, for example ground vehicles.
Erfindungsgemäß wird eine verkehrsrelevante Situation erkannt, also eine Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustand darstellt. Auf Grundlage von verkehrsrelevanten Daten, nämlich Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs, wird eine DENM erstellt und mittels V2X anderen Verkehrsteilnehmern mitgeteilt. Die systemrelevanten Daten umfassen erfindungsgemäß auf das Luftfahrzeug bezogene beziehungsweise für das Luftfahrzeug spezifische Daten, beispielsweise dessen Position im dreidimensionalen Raum einschließlich der Flughöhe. Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug wird somit in die V2X-Architektur eingebunden und kann mit anderen Teilnehmern, darunter andere Luftfahrzeuge aber auch Bodenfahrzeuge, kommunizieren. Insbesondere können erfindungsgemäße Luftfahrzeuge DENMs innerhalb des Netzes, also des ITS, verteilen und Informationen über ungewöhnliche Straßenzustände und gefährliche Verkehrssituationen an andere ITS-Stationen, die Luft- oder Bodenfahrzeuge sein können, bevorzugt innerhalb einer festgelegten geografischen Region weitergeben. Somit wird eine Kompatibilität zwischen Luftfahrzeugen und der V2X-Kommunikation erreicht. According to the invention, a traffic-relevant situation is recognized, i.e. a situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition. Based on traffic-relevant data, namely environmental data, flight data and/or vehicle characteristics of the aircraft, a DENM is created and communicated to other road users via V2X. According to the invention, the system-relevant data includes data related to the aircraft or specific to the aircraft, for example its position in three-dimensional space including the flight altitude. The aircraft according to the invention is thus integrated into the V2X architecture and can communicate with other participants, including other aircraft but also ground vehicles. In particular, aircraft according to the invention can distribute DENMs within the network, i.e. the ITS, and pass on information about unusual road conditions and dangerous traffic situations to other ITS stations, which can be aircraft or ground vehicles, preferably within a defined geographical region. This achieves compatibility between aircraft and V2X communication.
Das beziehungsweise die erfindungsgemäßen Verfahren, das erfindungsgemäße Luftfahrzeug sowie das ITS werden im Folgenden gemeinsam im Detail erläutert. Zu den Verfahren vorgebrachte Erläuterungen gelten entsprechend für das Luftfahrzeug und das ITS und andersherum. Das Luftfahrzeug, insbesondere dessen Steuereinheit, ist zur Durchführung der Verfahren ausgebildet. Entsprechend können die erfindungsgemäßen Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug beziehungsweise dem ITS durchgeführt werden. Die Schritte der Verfahren wurden zum besseren Verständnis nummeriert. Die Nummerierung legt jedoch keine zwingende Reihenfolge der Schritte fest, vielmehr können die Schritte zumindest zum Teil auch in anderer Reihenfolge erfolgen, wie nachfolgend erläutert. The method or methods according to the invention, the aircraft according to the invention and the ITS are explained in detail below. Explanations given for the methods apply accordingly to the aircraft and the ITS and vice versa. The aircraft, in particular its control unit, is designed to carry out the methods. Accordingly, the methods according to the invention can be used with the aircraft according to the invention or the ITS. The steps of the method have been numbered for better understanding. However, the numbering does not specify a mandatory order of the steps; rather, the steps can at least partly be carried out in a different order, as explained below.
Im Detail wird zunächst eine Situation erkannt, die eine Verkehrsgefährdung („road hazard“) und/oder einen anormalen Verkehrszustand („abnormal traffic condition“) darstellt. Es kann sich um eine Situation des Luftfahrzeugs selbst oder um eine im Umfeld, in der Luft oder auf dem Boden, vorliegende Situation handeln. Eine Situation des Luftfahrzeugs selbst ist eine Situation, die das Luftfahrzeug selbst hervorruft oder an der es beteiligt ist. Dies kann beispielsweise ein Nothalt oder eine Notlandung des Luftfahrzeugs sein oder ein Unfall, in den das Luftfahrzeug unmittelbar verwickelt ist. Eine im Umfeld vorliegende Situation kann beispielsweise ein Unfall eines anderen Verkehrsteilnehmers sein, insbesondere eines anderen Luftfahrzeugs, oder beispielsweise Straßenschäden oder eine Baustelle. Die Situation stellt insbesondere eine Verkehrsgefährdung beziehungsweise einen anormalen Verkehrszustand für andere Verkehrsteilnehmer dar, beispielsweise für andere Luftfahrzeuge und/oder für Bodenfahrzeuge. So kann beispielsweise ein Nothalt des Luftfahrzeugs in der Luft auf der üblichen Flughöhe, beispielsweise auf einer ausgewiesenen Luftfahrstraße, eine Situation für ein anderes Luftfahrzeug darstellen, beispielsweise für ein auf derselben Luftfahrstraße fliegendes Luftfahrzeug. In einem anderen Beispiel kann eine Notlandung des Luftfahrzeugs eine Situation für ein Bodenfahrzeug darstellen, beispielsweise wenn die Notlandung auf einer Bodenfahrtstraße erfolgt. In einem weiteren Beispiel stellt eine erkannte Baustelle auf einer Bodenfahrtstraße eine Situation für Bodenfahrzeuge oder auch, beispielsweise aufgrund von bis in eine Luftfahrstraße hineinragenden Auslegern eines Baukrans, eine Situation für andere Luftfahrzeuge dar. Bevorzugt erkennt das Luftfahrzeug die Situation über bordeigene Sensoren, wie noch erläutert wird. In detail, a situation is first identified that represents a road hazard and/or an abnormal traffic condition. This can be a situation of the aircraft itself or a situation in the environment, in the air or on the ground. A situation of the aircraft itself is a situation that the aircraft itself causes or in which it is involved. This can be, for example, an emergency stop or an emergency landing of the aircraft or an accident in which the aircraft is directly involved. A situation in the environment can, for example, be an accident involving another road user, in particular another aircraft, or, for example, road damage or a construction site. The situation represents in particular a traffic hazard or an abnormal traffic condition for other road users, for example for other aircraft and/or for ground vehicles. For example, an emergency stop of the aircraft in the air at the usual flight altitude, for example on a designated airway, can represent a situation for another aircraft, for example for an aircraft flying on the same airway. In another example, an emergency landing of the aircraft can represent a situation for a ground vehicle, for example if the emergency landing takes place on a ground road. In another example, a construction site detected on a ground road represents a situation for ground vehicles or, for example, due to the booms of a construction crane extending into an airway, a situation for other aircraft. The aircraft preferably detects the situation via on-board sensors, as will be explained below.
Anschließend werden verkehrsrelevante Daten ermittelt, nämlich Umfelddaten des Luftfahrzeugs, Flugdaten des Luftfahrzeugs und/oder Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs. Verkehrsrelevant bedeutet hierbei, dass Daten ermittelt werden, die für die Verkehrsvernetzung über das ITS von Bedeutung sind. In anderen Worten sind verkehrsrelevante Daten solche Daten, die für einen oder mehrere Verkehrsteilnehmer von Bedeutung sein können, insbesondere Daten, die anderen Verkehrsteilnehmern eine Einschätzung der Situation und eine adäquate Reaktion auf die Situation ermöglichen. Im Detail werden Umfelddaten des Luftfahrzeugs ermittelt, insbesondere die Situation betreffende, für das Luftfahrzeug oder andere Verkehrsteilnehmer relevante Umfelddaten. Die Umfelddaten können im Allgemeinen Informationen über gefährliche Gegebenheiten umfassen, also Gegebenheiten, die für andere Verkehrsteilnehmer eine Gefahr darstellen können. Auch sind Umfelddaten beispielsweise die aktuelle Verkehrslage in der Luft oder auf dem Boden, die aktuellen Wetterbedingungen, insbesondere die Windrichtung, die für Luftfahrzeuge höchst relevant ist. Auch sind Umfelddaten beispielsweise Behinderungen auf einer Luftfahrstraße, auf der sich die Luftfahrzeuge bewegen, oder auf einer Bodenfahrtstraße, auf der sich die Bodenfahrzeuge bewegen. Solche Behinderungen sind beispielsweise Straßenarbeiten, insbesondere Straßenarbeiten, die Auswirkungen auf eine Luftfahrstraße haben, wie beispielsweise ein in den Luftraum ragender Kran. Auch sind Behinderungen beispielsweise im Luftraum stehende, also schwebende, Luftfahrzeuge, ein Unfall oder eine Panne eines Luftfahrzeugs oder eines Bodenfahrzeugs. Insbesondere umfassen die Umfelddaten also Informationen über eine im Umfeld vorliegende Situation, wie beispielweise Informationen über einen Unfall, welcher durch das Luftfahrzeug beobachtet wird oder an dem das Luftfahrzeug beteiligt ist oder über ein durch das Luftfahrzeug erkannte Baustelle. Die Umfelddaten können beispielsweise auch, zumindest zum Teil, vor dem Schritt der Erkennung der Situation ermittelt werden. So kann nach einer Ausgestaltung die Situation basierend auf den Umfelddaten erkannt werden. Umfassen die Umfelddaten beispielsweise Informationen über einen Unfall, so kann aus diesen Umfelddaten auf das Vorliegen des Unfalls geschlossen werden. Auch die Umfelddaten werden nach einer Ausgestaltung durch zumindest eine Sensoreinheit des Luftfahrzeugs ermittelt. Traffic-relevant data is then determined, namely data on the aircraft's surroundings, flight data of the aircraft and/or vehicle characteristics of the aircraft. Traffic-relevant here means that data is determined that is important for the traffic network via the ITS. In other words, traffic-relevant data is data that can be important for one or more road users, in particular data that enables other road users to assess the situation and react appropriately to the situation. In detail, the aircraft's environmental data is determined, in particular environmental data relating to the situation and relevant to the aircraft or other road users. The environmental data can generally include information about dangerous conditions, i.e. conditions that may pose a danger to other road users. Environmental data also includes, for example, the current traffic situation in the air or on the ground, the current weather conditions, in particular the wind direction, which is highly relevant for aircraft. Environmental data also includes, for example, obstructions on an air route on which the aircraft are moving, or on a ground route on which the ground vehicles are moving. Such obstructions include, for example, roadworks, in particular roadworks that affect an air route, such as a crane protruding into the airspace. Obstructions also include, for example, aircraft standing in the airspace, i.e. hovering, an accident or a breakdown of an aircraft or a ground vehicle. In particular, the environmental data therefore includes information about a situation in the environment, such as information about an accident that is observed by the aircraft or in which the aircraft is involved, or about a construction site identified by the aircraft. The environmental data can, for example, also be determined, at least in part, before the step of recognizing the situation. In one embodiment, the situation can be recognized based on the environmental data. If the environmental data includes information about an accident, for example, it can be concluded from this environmental data that the accident has occurred. The environmental data is also determined by at least one sensor unit of the aircraft, according to one embodiment.
Zudem werden Flugdaten des Luftfahrzeugs ermittelt. Es handelt sich dabei insbesondere um auf den dreidimensionalen Raum, innerhalb dessen sich das Luftfahrzeug bewegt, bezogene Daten. Solche Flugdaten sind beispielsweise die Position des Luftfahrzeugs im dreidimensionalen Raum, also beispielswese Daten zur Flughöhe sowie zur geographischen Position (GPS, Längen- und Breitengrade). Auch können die Flugdaten beispielsweise die Fluggeschwindigkeit und/oder die Flugrichtung des Luftfahrzeugs umfassen. Auch können die Flugdaten Informationen über einen durch das Luftfahrzeug durchgeführten Nothalt und/oder eine durch das Luftfahrzeug durchgeführte Notlandung umfassen und/oder Informationen darüber, dass das Luftfahrzeug eine unerlaubte Flugrichtung einschlägt und/oder eine unerlaubte Flughöhe erreicht. Die Flugdaten sind also letztlich luftfahrzeugbezogene Daten des das Verfahren durchführenden Luftfahrzeugs. Diese Flugdaten sind ebenfalls für andere Verkehrsteilnehmer relevant, zumindest dann, wenn das Luftfahrzeug selbst die Situation hervorruft oder an dieser teilnimmt. Nach einer Ausgestaltung werden die Flugdaten des Luftfahrzeugs ermittelt, wenn die Situation durch das Luftfahrzeug selbst herbeigerufen wurde oder wenn das Luftfahrzeug an der Situation beteiligt ist. Insbesondere in diesem Fall, in dem das Luftfahrzeug die Situation selbst herbeiführt oder an dieser beteiligt ist, sind derartige Flugdaten für andere Verkehrsteilnehmer von Bedeutung und sollten daher ermittelt werden. Die Flugdaten können beispielsweise mittels der Steuereinheit des Luftfahrzeugs ausgelesen werden. Die Flugdaten werden insbesondere ermittelt, nachdem die Situation erkannt wurde. In addition, the aircraft's flight data is determined. This is particularly data relating to the three-dimensional space within which the aircraft is moving. Such flight data includes, for example, the position of the aircraft in three-dimensional space, i.e., data on the flight altitude and the geographical position (GPS, longitude and latitude). The flight data can also include, for example, the flight speed and/or the flight direction of the aircraft. The flight data can also include information about an emergency stop and/or an emergency landing carried out by the aircraft and/or information about the aircraft taking an unauthorized flight direction and/or reaching an unauthorized flight altitude. The flight data are therefore ultimately aircraft-related data of the aircraft carrying out the procedure. This flight data is also relevant for other traffic participants, at least if the aircraft itself causes the situation or is involved in it. According to one embodiment, the flight data of the aircraft if the situation was caused by the aircraft itself or if the aircraft is involved in the situation. In particular, in the case where the aircraft itself causes the situation or is involved in it, such flight data are important for other traffic users and should therefore be determined. The flight data can be read out, for example, using the aircraft's control unit. The flight data are determined in particular after the situation has been recognized.
Weiterhin werden Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs ermittelt. Die Fahrzeugeigenschaften bezeichnen insbesondere von der Umwelt unabhängige, dem Fahrzeug inhärente Eigenschaften. Die Fahrzeugeigenschaften umfassen beispielsweise Informationen über den Fahrzeugtyp, also darüber ob es sich um ein Luftfahrzeug handelt, Informationen über den Luftfahrzeugtyp, insbesondere Informationen darüber, ob es sich bei dem Luftfahrzeug um ein Transport-Luftfahrzeug zum Transport von Gütern, ein Noteinsatz-Luftfahrzeug für Noteinsätze beispielsweise zur Personenrettung, ein Polizei-Luftfahrzeug für Polizeieinsätze, ein Personenbeförderungs-Luftfahrzeug, beispielsweise ein Lufttaxi, handelt. Auch können die Fahrzeugeigenschaften beispielsweise eine maximale und/oder aktuelle Flugreichweite des Luftfahrzeugs umfassen, wobei die aktuelle Flugreichweite von der Leistungsreserve des Luftfahrzeugs abhängt, beispielsweise von dem aktuellen Ladestand einer Antriebsbatterie des Luftfahrzeugs. So können die Fahrzeugeigenschaften einen Ladestand einer (Antriebs-) Batterie des Luftfahrzeugs umfassen, wobei Batterie insbesondere eine wiederaufladbare Batterie meint. Auch könnend die Fahrzeugeigenschaften eine maximal mögliche Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs umfassen. Auch derartige Fahrzeugeigenschaften sind für andere Verkehrsteilnehmer von Bedeutung, insbesondere wenn das Luftfahrzeug die Situation selbst herbeiführt oder an dieser beteiligt ist. Daher werden nach einer Ausgestaltung die Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs ermittelt, wenn die Situation durch das Luftfahrzeug selbst herbeigerufen wurde oder wenn das Luftfahrzeug an der Situation beteiligt ist. Die Fahrzeugeigenschaften können beispielsweise mittels der Steuereinheit des Luftfahrzeugs ausgelesen werden. Die Fahrzeugeigenschaften werden insbesondere ermittelt, nachdem die Situation erkannt wurde. Furthermore, vehicle properties of the aircraft are determined. The vehicle properties refer in particular to properties that are independent of the environment and are inherent to the vehicle. The vehicle properties include, for example, information about the vehicle type, i.e. whether it is an aircraft, information about the aircraft type, in particular information about whether the aircraft is a transport aircraft for transporting goods, an emergency aircraft for emergency operations, for example for rescuing people, a police aircraft for police operations, a passenger transport aircraft, for example an air taxi. The vehicle properties can also include, for example, a maximum and/or current flight range of the aircraft, whereby the current flight range depends on the power reserve of the aircraft, for example on the current charge level of a drive battery of the aircraft. The vehicle properties can thus include a charge level of a (drive) battery of the aircraft, whereby battery means in particular a rechargeable battery. The vehicle properties can also include a maximum possible acceleration and/or speed of the aircraft. Such vehicle characteristics are also important for other road users, especially if the aircraft itself causes the situation or is involved in it. Therefore, according to one embodiment, the vehicle characteristics of the aircraft are determined if the situation was caused by the aircraft itself or if the aircraft is involved in the situation. The vehicle characteristics can be read out, for example, using the aircraft's control unit. The vehicle characteristics are determined in particular after the situation has been recognized.
Erfindungsgemäß werden die zuvor ermittelten verkehrsrelevanten Daten, nämlich die Umfelddaten des Luftfahrzeugs, die Flugdaten des Luftfahrzeugs und/oder die Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs, in eine dezentrale Umweltbenachrichtigung, also eine sogenannte Decentralized Environmental Notification Message, DENM, geschrieben. Bezüglich der DENM wird auf den Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) verwiesen, dessen Inhalt hiermit einbezogen wird. Die Struktur der DENM wird später noch im Detail erläutert. Gemäß der Erfindung wird die bekannte DENM dahingehend angepasst, dass das Luftfahrzeug betreffende Informationen in die DENM geschrieben werden. Dies ermöglicht eine standardkonforme Einbindung von Luftfahrzeugen in das ITS. Insbesondere können so mittels der grundsätzlich bekannten DENM auf die Situation bezogene, also beispielsweise unfallbezogene, Informationen an andere Verkehrsteilnehmer versendet werden, darunter auch weitere Luftfahrzeuge. Es wird somit eine effiziente Einbindung von Luftfahrzeugen in das ITS ermöglicht. According to the invention, the previously determined traffic-relevant data, namely the aircraft's environmental data, the aircraft's flight data and/or the aircraft's vehicle characteristics, are written into a decentralized environmental notification message, a so-called Decentralized Environmental Notification Message, DENM. With regard to the DENM, reference is made to the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11), the content of which is hereby incorporated. The structure of the DENM will be described in more detail later. explained. According to the invention, the known DENM is adapted so that information relating to the aircraft is written into the DENM. This enables a standard-compliant integration of aircraft into the ITS. In particular, the basically known DENM can be used to send information relating to the situation, for example information relating to an accident, to other road users, including other aircraft. This enables an efficient integration of aircraft into the ITS.
Anschließend wird erfindungsgemäß die DENM in eine V2X-Nachricht encodiert und die V2X- Nachricht an zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer, also einen anderen Teilnehmer des V2X-Systems, unmittelbar oder mittelbar übermittelt. Insbesondere wird die V2X-Nachricht an ein zweites Luftfahrzeug übermittelt. Das zweite Luftfahrzeug empfängt und decodiert erfindungsgemäß die V2X-Nachricht und liest anschließend die DENM aus. Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug ist also dazu ausgebildet, V2X-Nachrichten zu encodieren und zu senden sowie zu empfangen und zu decodieren. Somit wird das zweite Luftfahrzeug in standardkonformer Weise über die von dem ersten Luftfahrzeug ermittelten Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften informiert und damit über die vorliegende Situation. Im Ergebnis werden verkehrsrelevante Daten des Luftfahrzeugs an andere Verkehrsteilnehmer gemäß der V2X-Kommunikation übersendet und das Luftfahrzeug wird in die V2X-Architektur, also das ITS-System, eingebunden. Subsequently, according to the invention, the DENM is encoded into a V2X message and the V2X message is transmitted directly or indirectly to at least one other road user, i.e. another participant in the V2X system. In particular, the V2X message is transmitted to a second aircraft. According to the invention, the second aircraft receives and decodes the V2X message and then reads the DENM. The aircraft according to the invention is thus designed to encode and send V2X messages as well as to receive and decode them. The second aircraft is thus informed in a standard-compliant manner about the environmental data, flight data and/or vehicle properties determined by the first aircraft and thus about the current situation. As a result, traffic-relevant data from the aircraft is sent to other road users in accordance with the V2X communication and the aircraft is integrated into the V2X architecture, i.e. the ITS system.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustands darstellt, basierend auf durch mindestens eine Sensoreinheit des Luftfahrzeugs erzeugten Sensordaten erkannt. Wie bereits angesprochen, kann somit das Luftfahrzeug die Situation selbst erkennen. Beispielsweise kann die Sensoreinheit eine Kamera umfassen, die die Situation aufnimmt, beispielsweise einen Verkehrsunfall fotografiert. Auch kann das Luftfahrzeug eine Situation an der es selbst beteiligt ist über eine Sensoreinheit erkennen, beispielsweise kann über einen Beschleunigungssensor ein abrupter Stopp oder ein Abstürzen des Luftfahrzeugs erkannt werden. Die Sensordaten können als Umfelddaten in die DENM geschrieben werden. Das Luftfahrzeug kann dank der eigenen Sensoren besonders zuverlässig und unabhängig die Situation erkennen. In a preferred embodiment of the invention, the situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition is recognized based on sensor data generated by at least one sensor unit of the aircraft. As already mentioned, the aircraft can thus recognize the situation itself. For example, the sensor unit can comprise a camera that records the situation, for example photographing a traffic accident. The aircraft can also recognize a situation in which it is itself involved via a sensor unit, for example an abrupt stop or a crash of the aircraft can be recognized via an acceleration sensor. The sensor data can be written into the DENM as environmental data. Thanks to its own sensors, the aircraft can recognize the situation particularly reliably and independently.
Nach einer Ausgestaltung werden die Umfelddaten des Luftfahrzeugs zumindest zum Teil aus durch mindestens eine Sensoreinheit des Luftfahrzeugs erzeugten Sensordaten ermittelt. Beispielsweise kann das Luftfahrzeug eine Sensoreinheit aufweisen zum Ermitteln der aktuellen Wetterbedingungen, insbesondere der aktuellen Windrichtung. Auch können die Umfelddaten bezüglich der Situation ermittelte Daten sein, die anschließend als Umfelddaten in die DENM geschrieben werden, wie bereits erläutert. Bevorzugt erstellt das Luftfahrzeug aus durch den oder die Sensoreinheiten des Luftfahrzeugs ermittelten Sensordaten ein Umfeldmodell des Luftfahrzeugs. Das Luftfahrzeug kann dank der eigenen Sensoren besonders zuverlässig und unabhängig sein Umfeld erkennen. According to one embodiment, the environmental data of the aircraft are determined at least in part from sensor data generated by at least one sensor unit of the aircraft. For example, the aircraft can have a sensor unit for determining the current weather conditions, in particular the current wind direction. The environmental data can also This can be data determined regarding the situation, which is then written into the DENM as environmental data, as already explained. Preferably, the aircraft creates an environmental model of the aircraft from sensor data determined by the aircraft's sensor unit(s). Thanks to its own sensors, the aircraft can recognize its environment particularly reliably and independently.
Nach einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren weiter den Schritt: Definieren eines dreidimensionalen geographischen Nachrichtenraums innerhalb dessen die DENM geteilt werden soll, wobei bevorzugt die Information über den dreidimensionalen geographischen Nachrichtenraum ebenfalls in die DENM geschrieben wird. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Reichweite der DENM festgelegt und damit die Reichweite innerhalb derer andere Verkehrsteilnehmer über die Situation informiert werden. So ist es beispielsweise unnötig, weit entfernte Verkehrsteilnehmer zu informieren, die von der Situation nicht beeinflusst werden können. Dies kann erfolgen, indem das Luftfahrzeug die V2X-Nachricht nur an innerhalb des definierten dreidimensionalen geographischen Nachrichtenraums befindliche Verkehrsteilnehmer sendet. Auch könnte die V2X-Nachricht beispielsweise an alle erreichbaren Verkehrsteilnehmer verteilt werden, wobei die die V2X-Nachricht empfangenen Verkehrsteilnehmer die V2X-Nachricht nur weiterverteilen, also an weitere Verkehrsteilnehmer senden, sofern diese sich innerhalb des definierten dreidimensionalen geographischen Nachrichtenraums befinden. Es wird somit auch der geographische Nachrichtenraum auf die speziellen Bedürfnisse der Luftfahrzeuge angepasst, also auf den dreidimensionalen Fall, was die Integration in die V2X-Architektur weiter fördert. According to one embodiment, the method further comprises the step of defining a three-dimensional geographical message space within which the DENM is to be shared, wherein the information about the three-dimensional geographical message space is preferably also written into the DENM. According to this embodiment, the range of the DENM is determined and thus the range within which other road users are informed about the situation. For example, it is unnecessary to inform road users who are far away and who cannot be influenced by the situation. This can be done by the aircraft only sending the V2X message to road users located within the defined three-dimensional geographical message space. The V2X message could also be distributed, for example, to all reachable road users, wherein the road users who receive the V2X message only distribute the V2X message, i.e. send it to other road users, provided they are within the defined three-dimensional geographical message space. The geographical message space is thus also adapted to the specific needs of the aircraft, i.e. to the three-dimensional case, which further promotes integration into the V2X architecture.
Nach einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren weiter: According to one design, the procedure further includes:
(58) Erzeugen einer kooperativen Aufklärungsmitteilung, Cooperative Awareness Message, CAM, umfassend die ermittelten Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften; (58) generating a cooperative awareness message (CAM) comprising the determined flight data and/or vehicle characteristics;
(59) Erzeugen einer V2X-Nachricht umfassend die CAM; (59) generating a V2X message comprising the CAM;
(S10) Senden der V2X-Nachricht umfassend die CAM an zumindest einen anderen Teilnehmer des V2X-Systems in regelmäßigen Abständen. (S10) Sending the V2X message comprising the CAM to at least one other participant of the V2X system at regular intervals.
Das Luftfahrzeug erzeugt gemäß dieser Ausgestaltung eine CAM, umfassend die auf das Luftfahrzeug bezogenen Informationen, nämlich die Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften. Das Luftfahrzeug versendet die CAM entsprechend der obigen Erläuterung zur DENM. Insbesondere kann das Luftfahrzeug die CAM an ein oder mehrere andere Verkehrsteilnehmer versenden, bevorzugt an das zweite Luftfahrzeug. Die CAM wird bevorzugt regelmäßig versendet, beispielsweise in einem Abstand von 10 Sekunden, und unabhängig vom Vorliegen einer Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustand darstellt. Somit kann das Luftfahrzeug andere Teilnehmer ständig über seinen aktuellen Zustand informieren. Das Verfahren sieht somit nach dieser Ausgestaltung auch die Adaption der CAM für das Luftfahrzeug vor. Bezüglich der CAM wird auf den Standard ETSI EN 302 637-2 V1.3.1 (2014-09) verwiesen, dessen Inhalt hiermit einbezogen wird. Somit kann das Luftfahrzeug weiter in das V2X-System integriert werden. According to this embodiment, the aircraft generates a CAM comprising the information relating to the aircraft, namely the flight data and/or vehicle characteristics. The aircraft sends the CAM in accordance with the above explanation of the DENM. In particular, the aircraft can send the CAM to one or more other traffic participants, preferably to the second aircraft. The CAM is preferably sent regularly, for example at intervals of 10 seconds, and regardless of the existence of a situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition. The aircraft can therefore constantly inform other participants about its current status. According to this design, the procedure also provides for the adaptation of the CAM for the aircraft. With regard to the CAM, reference is made to the standard ETSI EN 302 637-2 V1.3.1 (2014-09), the content of which is hereby incorporated. The aircraft can thus be further integrated into the V2X system.
Das Luftfahrzeug umfasst mindestens eine Sensoreinheit zur Umfelderkennung, also zur Erkennung seiner Umgebung. Die Sensoreinheit kann ausgewählt sein aus der Gruppe: LIDAR- Sensor, RADAR-Sensor, Kamera, Beschleunigungssensor. Das Luftfahrzeug umfasst weiter einen Transceiver sowie eine mit der Sensoreinheit und dem Transceiver verbundene Steuereinheit, insbesondere einen Prozessor. Wie bereits erwähnt, ist die Steuereinheit ausgebildet ist zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren. The aircraft comprises at least one sensor unit for environmental detection, i.e. for detecting its surroundings. The sensor unit can be selected from the group: LIDAR sensor, RADAR sensor, camera, acceleration sensor. The aircraft further comprises a transceiver and a control unit connected to the sensor unit and the transceiver, in particular a processor. As already mentioned, the control unit is designed to carry out the method according to the invention.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further preferred embodiments of the invention result from the remaining features mentioned in the subclaims.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen schematisch: The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. They show schematically:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes ITS mit mehreren Verkehrsteilnehmern, Figure 1 shows an ITS according to the invention with several road users,
Figur 2a, b ein erfindungsgemäßes Verfahren eines ersten und eines zweiten Luftfahrzeugs, und Figure 2a, b shows a method according to the invention of a first and a second aircraft, and
Figur 3 eine erfindungsgemäß adaptierte DENM. Figure 3 shows a DENM adapted according to the invention.
Figur 1 zeigt schematisch drei als Drohnen ausgebildete Luftfahrzeuge 10, 12, 14 und ein Bodenfahrzeug 16. Die Luftfahrzeuge 10, 12, 14 bewegen sich in diesem Beispiel auf einer Luftfahrstraße 20, d.h. einer für den Luftverkehr ausgewiesenen Strecke. Das Bodenfahrzeug bewegt sich entlang einer Bodenfahrstraße 22. In diesem Beispiel kollidiert das Luftfahrzeug 12 mit dem Luftfahrzeug 14, es kommt also zu einem Unfall 18. Erfindungsgemäß sind die Luftfahrzeuge 10, 12, 14 und das Bodenfahrzeug 16 Teil eines intelligenten Transportsystems, ITS, sind also Verkehrsteilnehmer innerhalb des ITS. Hierbei kommunizieren die Luftfahrzeuge 10, 12, 14 untereinander sowie mit dem Bodenfahrzeug 16 mittels V2X-Kommunikation, wobei insbesondere sogenannte Decentralised Environmental Notification Messages, DENM, ausgetauscht. Die DENM ist im Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) definiert und wurde erfindungsgemäß angepasst für Luftfahrzeuge. Figure 1 schematically shows three aircraft 10, 12, 14 designed as drones and a ground vehicle 16. In this example, the aircraft 10, 12, 14 are moving on an air route 20, ie a route designated for air traffic. The ground vehicle is moving along a ground route 22. In this example, the aircraft 12 collides with the aircraft 14, thus resulting in an accident 18. According to the invention, the aircraft 10, 12, 14 and the ground vehicle 16 are part of an intelligent transport system, ITS, and are therefore traffic participants within the ITS. The aircraft 10, 12, 14 communicate with each other and with the ground vehicle 16 using V2X communication, whereby in particular so-called Decentralized Environmental Notification Messages, DENM, are exchanged. The DENM is defined in the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) and was adapted for aircraft according to the invention.
Figur 3 zeigt den Nachrichtencontainer einer DENM gemäß dem genannten Standard, bestehend aus einem Header 100, der DENM Information 200, einer Signatur 300 sowie einem Zertifikat 400. Erfindungsgemäß umfassen die DENM Informationen, nun auch Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften des jeweiligen, die DENM sendenden Luftfahrzeugs. Insbesondere umfassen die DENM Informationen eines oder mehrere der folgenden Umfelddaten: Gefährliche Gegebenheiten; Verkehrslage; Wetterbedingungen, insbesondere Windrichtung; Behinderungen auf einer Luftfahrstraße; Straßenarbeiten, insbesondere einschließlich der Auswirkungen auf eine Luftfahrstraße; Verkehrsbehinderung auf der Luftfahrstraße, insbesondere stehendes Luftfahrzeug, Unfall eines Luftfahrzeugs, Panne eines Luftfahrzeugs. Insbesondere umfassen die DENM Informationen eines oder mehrere der folgenden Flugdaten: Luftfahrzeugposition; Flughöhe; Fluggeschwindigkeit; Flugrichtung; Informationen über einen durchgeführten Nothalt und/oder eine durchgeführte Notlandung; Informationen über eine unerlaubte Flugrichtung und/oder Flughöhe. Insbesondere umfassen die DENM Informationen eines oder mehrere der folgenden Fahrzeugeigenschaften: Luftfahrzeugtyp, insbesondere Transport-Luftfahrzeug, Noteinsatz-Luftfahrzeug, Polizei- Luftfahrzeug, Personenbeförderungs-Luftfahrzeug; Reichweite des Luftfahrzeugs; Ladestand einer Batterie des Luftfahrzeugs; maximal mögliche Beschleunigung des Luftfahrzeugs; maximal mögliche Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs. Figure 3 shows the message container of a DENM according to the standard mentioned, consisting of a header 100, the DENM information 200, a signature 300 and a certificate 400. According to the invention, the DENM information now also includes environmental data, flight data and/or vehicle characteristics of the respective aircraft sending the DENM. In particular, the DENM information includes one or more of the following environmental data: dangerous conditions; traffic situation; weather conditions, in particular wind direction; obstructions on an airway; roadworks, in particular including the effects on an airway; traffic obstruction on the airway, in particular stationary aircraft, aircraft accident, aircraft breakdown. In particular, the DENM information includes one or more of the following flight data: aircraft position; flight altitude; flight speed; flight direction; information about an emergency stop and/or emergency landing; information about an unauthorized flight direction and/or flight altitude. In particular, the DENM information includes one or more of the following vehicle characteristics: aircraft type, in particular transport aircraft, emergency aircraft, police aircraft, passenger transport aircraft; range of the aircraft; charge level of an aircraft battery; maximum possible acceleration of the aircraft; maximum possible speed of the aircraft.
Das erfindungsgemäße Verfahren im Falle einer Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustand darstellt, wird im Folgenden anhand von Figur 2a für das Luftfahrzeug 12 erläutert. The method according to the invention in the case of a situation which represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition is explained below with reference to Figure 2a for the aircraft 12.
Das Luftfahrzeug 12 erkennt vorliegend, Schritt S1, dass es in einen Unfall 18 verwickelt ist, erkennt also eine Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustand darstellt. Diese Erkennung erfolgt beispielsweise über eine oder mehrere Sensoreinheiten des Luftfahrzeugs 12, beispielsweise über einen Beschleunigungssensor, eine Kamera, LIDAR, RADAR oder ähnliches. Anschließend, Schritt S2, ermittelt das Luftfahrzeug 12 Umfelddaten, erstellt insbesondere mittels seiner Sensoreinheiten ein Umfeldmodell. Die Umfelddaten können, zumindest zum Teil, auch bereits vor der Erkennung des Unfalls ermittelt werden. Der Schritt S2 kann also zumindest teilweise vor dem Schritt S1 stattfinden. Beispielsweise kann das Luftfahrzeug 12 regelmäßig Umfelddaten erheben und aus diesen Umfelddaten auf das Vorliegen eines Unfalls oder einer anderweitigen verkehrsrelevanten Situation schließen. Die Umfelddaten umfassen in dem vorliegenden Fall beispielsweise Informationen über die durch den Unfall bedingte Verkehrsbehinderung auf der Luftfahrstraße 20. Auch können die Umfelddaten beispielsweise Wetterdaten umfassen, insbesondere eine aktuell vorherrschende Windrichtung, was für andere Luftfahrzeuge von Interesse sein kann. In the present case, in step S1, the aircraft 12 recognizes that it is involved in an accident 18, i.e. it recognizes a situation that represents a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition. This recognition is carried out, for example, via one or more sensor units of the aircraft 12, for example via an acceleration sensor, a camera, LIDAR, RADAR or similar. Then, in step S2, the aircraft 12 determines environmental data, in particular creates an environmental model using its sensor units. The environmental data can, at least in part, also be determined before the accident is detected. Step S2 can therefore take place at least in part before step S1. For example, the aircraft 12 can regularly collect environmental data and use this environmental data to conclude whether an accident or another traffic-relevant situation has occurred. In the present case, the environmental data includes, for example, information about the traffic disruption on airway 20 caused by the accident. The environmental data can also include, for example, weather data, in particular a currently prevailing wind direction, which can be of interest to other aircraft.
Zudem ermittelt das Luftfahrzeug 12 Flugdaten des Luftfahrzeugs 12 im dreidimensionalen Raum sowie Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs 12, Schritte S3, S4. Die Schritte S3, S4 können in beliebiger Reihenfolge oder zeitgleich erfolgen, insbesondere auch in vor, nach oder zeitgleich mit Schritt S2. In addition, the aircraft 12 determines flight data of the aircraft 12 in three-dimensional space as well as vehicle properties of the aircraft 12, steps S3, S4. The steps S3, S4 can take place in any order or simultaneously, in particular before, after or simultaneously with step S2.
Die Flugdaten umfassen beispielsweise Luftfahrzeugposition; Flughöhe; Fluggeschwindigkeit; Flugrichtung; Informationen über einen durchgeführten Nothalt und/oder eine durchgeführte Notlandung; und/oder Informationen über eine unerlaubte Flugrichtung und/oder Flughöhe, jeweils bezogen auf das Luftfahrzeug 12. Das Luftfahrzeug 12 ermittelt also in anderen Worten beispielsweise seine eigene Position im dreidimensionalen Raum, also einschließlich seiner Flughöhe. Damit kann anderen Luftfahrzeugen mitgeteilt werden, wo sich das Luftfahrzeug 12 zum Unfallzeitpunkt befindet und damit wo die Verkehrsbehinderung vorliegt. The flight data includes, for example, aircraft position; flight altitude; flight speed; flight direction; information about an emergency stop and/or an emergency landing; and/or information about an unauthorized flight direction and/or flight altitude, each related to the aircraft 12. In other words, the aircraft 12 determines, for example, its own position in three-dimensional space, i.e. including its flight altitude. This can be used to inform other aircraft where the aircraft 12 is at the time of the accident and therefore where the traffic obstruction is.
Die Fahrzeugeigenschaften umfassen beispielsweise Luftfahrzeugtyp, insbesondere Transport- Luftfahrzeug, Noteinsatz- Luftfahrzeug, Polizei-Luftfahrzeug, Personenbeförderungs- Luftfahrzeug; Reichweite des Luftfahrzeugs; Ladestand einer Batterie des Luftfahrzeugs; maximal mögliche Beschleunigung des Luftfahrzeugs; und/oder maximal mögliche Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs. In dem vorliegenden Beispiel ermittelt das Luftfahrzeug 12 als Fahrzeugeigenschaft beispielsweise, dass es ein Luftfahrzeug ist und zwar ein Transport- Luftfahrzeug. Auch diese Information ist für andere Verkehrsteilnehmer von Relevanz. The vehicle properties include, for example, aircraft type, in particular transport aircraft, emergency aircraft, police aircraft, passenger transport aircraft; range of the aircraft; charge level of an aircraft battery; maximum possible acceleration of the aircraft; and/or maximum possible speed of the aircraft. In the present example, the aircraft 12 determines as a vehicle property, for example, that it is an aircraft, specifically a transport aircraft. This information is also relevant for other road users.
Erfindungsgemäß erzeugt das Luftfahrzeug 12 anschließend, Schritt S5, die DENM, wobei dasAccording to the invention, the aircraft 12 then generates, step S5, the DENM, wherein the
Luftfahrzeug 12 hierzu die zuvor ermittelten Umfelddaten, Flugdaten und Fahrzeugeigenschaften in die DENM schreibt, siehe Figur 3. Im nächsten Schritt S6 erzeugt das Luftfahrzeug 12 eine V2X-Nachricht umfassend die DENM, encodiert also in anderen Worten die DENM in eine V2X-Nachricht. Aircraft 12 writes the previously determined environmental data, flight data and vehicle characteristics into the DENM, see Figure 3. In the next step S6, the aircraft 12 generates a V2X message comprising the DENM, in other words encodes the DENM into a V2X message.
Schließlich versendet das Luftfahrzeug 12 die erzeugte V2X-Nachricht und damit die darin enthaltene DENM an die weiteren Verkehrsteilnehmer des ITS, also des V2X-Systems, nämlich an das Luftfahrzeug 10 sowie and das Bodenfahrzeug 16, wie durch Pfeile in Figur 1 dargestellt. Damit werden die anderen Verkehrsteilnehmer über den Unfall informiert sowie mit weiteren für sie relevanten Informationen versorgt. Finally, the aircraft 12 sends the generated V2X message and thus the DENM contained therein to the other traffic participants of the ITS, i.e. the V2X system, namely to the aircraft 10 and to the ground vehicle 16, as shown by arrows in Figure 1. The other traffic participants are thus informed about the accident and provided with further information relevant to them.
So empfängt beispielsweise das Luftfahrzeug 10 die vom Luftfahrzeug 12 versendete V2X- Nachricht, decodiert diese, Schritt S11 in Figur 2b, und liest die DENM aus, Schritt S12 in Figur 2b. Somit erhält das Luftfahrzeug 10 Informationen die Umfelddaten sowie Flugdaten und Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs 12. For example, the aircraft 10 receives the V2X message sent by the aircraft 12, decodes it, step S11 in Figure 2b, and reads the DENM, step S12 in Figure 2b. The aircraft 10 thus receives information about the environment data as well as flight data and vehicle characteristics of the aircraft 12.
So werden die Luftfahrzeuge erfindungsgemäß in das die V2X-Architektur eingebunden und können mit anderen Verkehrsteilnehmern, darunter andere Luftfahrzeuge aber auch Bodenfahrzeuge, kommunizieren. Insbesondere können erfindungsgemäße Luftfahrzeuge DENMs innerhalb des Netzes, also des ITS, verteilen und Informationen über ungewöhnliche Straßenzustände und gefährliche Verkehrssituationen von kommunizierenden ITS-Stationen an andere ITS-Stationen, die Luft- oder Bodenfahrzeuge sein können, bevorzugt innerhalb einer festgelegten geografischen Region weitergeben. Somit wird eine Kompatibilität zwischen Luftfahrzeugen und der V2X-Kommunikation erreicht. According to the invention, the aircraft are integrated into the V2X architecture and can communicate with other road users, including other aircraft and also ground vehicles. In particular, aircraft according to the invention can distribute DENMs within the network, i.e. the ITS, and pass on information about unusual road conditions and dangerous traffic situations from communicating ITS stations to other ITS stations, which can be aircraft or ground vehicles, preferably within a defined geographical region. This achieves compatibility between aircraft and V2X communication.
Das Luftfahrzeug 12 ist bevorzugt dazu ausgebildet, die Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften regelmäßig und unabhängig von dem Erkennen eines Unfalls oder einer anderweitigen Situation zu erfassen. The aircraft 12 is preferably designed to record the flight data and/or vehicle characteristics regularly and independently of the detection of an accident or other situation.
So schreibt das Luftfahrzeug 12 regelmäßig die Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften in eine kooperative Aufklärungsmitteilung, Cooperative Awareness Message, CAM, Schritt S8 in Figur 2a. Die für IST verwendete CAM ist im Standard ETSI EN 302 637-2 V1.3.1 (2014-09) definiert und wird vorliegend durch die luftfahrzeugspezifischen Daten adaptiert zur weiteren Integration der Luftfahrzeuge in das ITS/V2X-System. The aircraft 12 regularly writes the flight data and/or vehicle characteristics into a cooperative awareness message (CAM), step S8 in Figure 2a. The CAM used for IST is defined in the standard ETSI EN 302 637-2 V1.3.1 (2014-09) and is adapted here by the aircraft-specific data for further integration of the aircraft into the ITS/V2X system.
Hierfür erzeugt das Luftfahrzeug 12 regelmäßig eine V2X-Nachricht umfassend die CAM, encodiert also die CAM als V2X-Nachricht, Schritt S9, und sendet anschließend regelmäßig die V2X-Nachricht und damit die CAM andere Teilnehmer des V2X-Systems, insbesondere an das Luftfahrzeug 10 und das Bodenfahrzeug 16. Beispielsweise kann das Luftfahrzeug 12 diese Schritte alle 10s durchführen. For this purpose, the aircraft 12 regularly generates a V2X message comprising the CAM, i.e. encodes the CAM as a V2X message, step S9, and then regularly sends the V2X message and thus the CAM to other participants of the V2X system, in particular to the Aircraft 10 and ground vehicle 16. For example, aircraft 12 may perform these steps every 10s.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
Luftfahrzeug Aircraft
Luftfahrzeug Aircraft
Luftfahrzeug Aircraft
Bodenfahrzeug Ground vehicle
Unfall Accident
Luftfahrstraße Airway
Bodenfahrstraße Ground road
Header Headers
DENM Information DENM Information
Signatur Signatur
Zertifikat Certificate

Claims

Patentansprüche Verfahren eines ersten Luftfahrzeugs zur verkehrsvernetzten Kommunikation über vehicle-to-everything, V2X, das Verfahren umfassend: Patent claims Method of a first aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X, the method comprising:
(51) Erkennen einer Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustand darstellt; (51) Detection of a situation constituting a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition;
(52) Ermitteln von Umfelddaten des Luftfahrzeugs; (52) Determining data on the aircraft’s environment;
(53) Ermitteln von Flugdaten des Luftfahrzeugs im dreidimensionalen Raum; (53) Determining aircraft flight data in three-dimensional space;
(54) Ermitteln von Fahrzeugeigenschaften des Luftfahrzeugs; (54) Determining aircraft characteristics;
(55) Erzeugen einer dezentralen Umweltbenachrichtigung, Decentralized Environmental Notification Message, DENM, gemäß dem Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11), die DENM umfassend die ermittelten Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften; (55) Generating a Decentralized Environmental Notification Message (DENM) in accordance with standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11), the DENM comprising the determined environmental data, flight data and/or vehicle characteristics;
(56) Erzeugen einer V2X-Nachricht umfassend die DENM; (56) generating a V2X message comprising the DENM;
(57) Senden der V2X-Nachricht umfassend die DENM an zumindest einen anderen Teilnehmer des V2X-Systems. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Situation, die eine Verkehrsgefährdung und/oder einen anormalen Verkehrszustands darstellt, basierend auf durch mindestens eine Sensoreinheit des Luftfahrzeugs erzeugten Sensordaten erkannt wird und/oder wobei die Umfelddaten des Luftfahrzeugs zumindest zum Teil aus durch mindestens eine Sensoreinheit des Luftfahrzeugs erzeugten Sensordaten ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Definieren eines dreidimensionalen geographischen Nachrichtenraums innerhalb dessen die DENM geteilt werden soll. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flugdaten eines oder mehrere der folgenden umfassen: Luftfahrzeugposition; Flughöhe; Fluggeschwindigkeit; Flugrichtung; Informationen über einen durchgeführten Nothalt und/oder eine durchgeführte Notlandung; Informationen über eine unerlaubte Flugrichtung und/oder Flughöhe. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugeigenschaften eines oder mehrere der folgenden umfassen: Fahrzeugtyp; Luftfahrzeugtyp, insbesondere Transport-Luftfahrzeug, Noteinsatz-Luftfahrzeug, Polizei- Luftfahrzeug, Personenbeförderungs-Luftfahrzeug; Reichweite des Luftfahrzeugs; Ladestand einer Batterie des Luftfahrzeugs; maximal mögliche Beschleunigung des Luftfahrzeugs; maximal mögliche Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umfelddaten Informationen über eines oder mehrere der folgenden umfassen: Gefährliche Gegebenheiten; Verkehrslage; Wetterbedingungen, insbesondere Windrichtung; Behinderungen auf einer Luftfahrstraße; Straßenarbeiten, insbesondere einschließlich der Auswirkungen auf eine Luftfahrstraße; Verkehrsbehinderung auf der Luftfahrstraße, insbesondere stehendes Luftfahrzeug, Unfall eines Luftfahrzeugs, Panne eines Luftfahrzeugs. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: (57) Sending the V2X message comprising the DENM to at least one other participant in the V2X system. Method according to claim 1, wherein the situation representing a traffic hazard and/or an abnormal traffic condition is detected based on sensor data generated by at least one sensor unit of the aircraft and/or wherein the environmental data of the aircraft is determined at least in part from sensor data generated by at least one sensor unit of the aircraft. Method according to one of the preceding claims, further comprising: defining a three-dimensional geographical message space within which the DENM is to be shared. Method according to one of the preceding claims, wherein the flight data comprise one or more of the following: aircraft position; flight altitude; flight speed; flight direction; information about an emergency stop and/or an emergency landing that has been carried out; information about an unauthorized flight direction and/or flight altitude. Method according to one of the preceding claims, wherein the vehicle properties comprise one or more of the following: vehicle type; aircraft type, in particular transport aircraft, emergency aircraft, police aircraft, passenger transport aircraft; range of the aircraft; charge level of a battery of the aircraft; maximum possible acceleration of the aircraft; maximum possible speed of the aircraft. Method according to one of the preceding claims, wherein the environmental data comprise information about one or more of the following: dangerous conditions; traffic situation; weather conditions, in particular wind direction; obstructions on an air route; roadworks, in particular including the effects on an air route; traffic obstruction on the air route, in particular stationary aircraft, aircraft accident, aircraft breakdown. Method according to one of the preceding claims, further comprising:
(58) Erzeugen einer kooperativen Aufklärungsmitteilung, Cooperative Awareness Message, CAM, umfassend die ermittelten Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften; (58) generating a cooperative awareness message (CAM) comprising the determined flight data and/or vehicle characteristics;
(59) Erzeugen einer V2X-Nachricht umfassend die CAM; (59) generating a V2X message comprising the CAM;
(510) Senden der V2X-Nachricht umfassend die CAM an zumindest einen anderen Teilnehmer des V2X-Systems in regelmäßigen Abständen. Verfahren eines zweiten Luftfahrzeugs zur verkehrsvernetzten Kommunikation über vehicle-to-everything, V2X, das Verfahren umfassend: (510) Sending the V2X message comprising the CAM to at least one other participant of the V2X system at regular intervals. Method of a second aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X, the method comprising:
(511) Empfangen und Decodieren einer von einem ersten Luftfahrzeug empfangenen V2X-Nachricht; (511) receiving and decoding a V2X message received from a first aircraft;
(512) Auslesen einer dezentralen Umweltbenachrichtigung, Decentralized Environmental Notification Message, DENM, die gemäß dem Standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) ist, aus der decodierten V2X-Nachricht, wobei die DENM von dem ersten Luftfahrzeug ermittelte Umfelddaten, Flugdaten und/oder Fahrzeugeigenschaften umfasst. Luftfahrzeug zur verkehrsvernetzten Kommunikation über vehicle-to-everything, V2X, wobei das Luftfahrzeug mindestens eine Sensoreinheit zur Umfelderkennung, einen Transceiver sowie eine mit der Sensoreinheit und dem Transceiver verbundene Steuereinheit umfasst, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder des Verfahrens nach Anspruch 8. Intelligentes Transportsystem, ITS, umfassend ein oder mehrere Luftfahrzeuge nach Anspruch 9 sowie mindestens ein weiteres Fahrzeug als Verkehrsteilnehmer. (512) Reading a decentralized environmental notification message (DENM) that complies with the standard ETSI EN 302 637-3 V1.2.2 (2014-11) from the decoded V2X message, wherein the DENM comprises environmental data, flight data and/or vehicle properties determined by the first aircraft. Aircraft for traffic-networked communication via vehicle-to-everything, V2X, wherein the aircraft has at least one sensor unit for environmental detection, a transceiver and a device connected to the sensor unit and the transceiver. Control unit, wherein the control unit is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 7 and/or the method according to claim 8. Intelligent transport system, ITS, comprising one or more aircraft according to claim 9 and at least one further vehicle as a road user.
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