Область изобретения
Изобретение касается техники коммуникации и техники безопасности для автомобилей. В частности, изобретение касается коммуникационного устройства для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, системы помощи водителю и автомобиль, включающие указанное коммуникационное устройство, способа передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру.
Технологическая основа
Техника для коммуникации Автомобиль-Автомобиль или Автомобиль-Инфраструктура (С2Х-коммуникация) на базе сотовой мобильной связи известна. Floating-Car-Data также известна.
С2Х-коммуникация обычно применяется в сочетании с коммуникативной техникой, основанной на WLAN. Важнейшим применением для С2Х-коммуникации является предупреждение о скрыто приближающихся автомобилях, например, на перекрестках. В этом контексте говорится о функции помощи при пересечении перекрестков.
Для С2Х-применений выделен диапазон частот при 5,9 GHz (точнее: между 5875 MHZ и 5905 MHz). К сожалению, радиоволны в этом диапазоне частоты, так же как и видимый свет, поглощаются домами, кустами, припаркованными машинами. По этой причине прямая коммуникация на перекрестке возможна только тогда, когда автомобили имеют видимый контакт друг с другом, что ограничивает использование С2Х-коммуникации для функции помощи при пересечении перекрестков. В нелицензируемых ISM-диапазонах (промышленный, научный и медицинский диапазон, диапазоны частоты ниже 1 GHz) не обязательно требуется зрительный контакт, в противоположность диапазону частоты 5.9 GHz, но имеющийся диапазон частоты там значительно меньше.
Резюме изобретения
Задачей изобретения является улучшение коммуникации между транспортными средствами, в частности за счет повышения скорости передачи вторых данных, если отрезок радиопередачи блокируется препятствиями.
Поставленная задача решается предлагаемым коммуникационным устройством для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, включающим первый коммуникационный модуль для передачи первых, релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру и второй коммуникационный модуль для передачи выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, за счет того, что первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном; а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота, причем второй коммуникационный модуль выполнен как модуль беспроводного доступа и разрешения передвижения.
Благодаря применению двух коммуникационных модулей можно передать важную лимитированную информацию через второй коммуникационный модуль с гарантией того, что эта информация дойдет до получателя. Остальные данные можно передавать через первый коммуникационный модуль, при необходимости, при более высокой полосе частот, но меньшей дальности. Таким способом можно достигнуть того, что важнейшие данные, независимо от условий окружающей среды, в которых находится автомобиль, дойдут до получателя.
Благодаря применению уже существующих коммуникационных технологий можно просто и недорого решить проблему экранирования зданиями для второго коммуникационного модуля (также и для первого коммуникационного модуля). Требования коммуникации на WLAN-основе при этом не затрагиваются.
Второй коммуникационный модуль, выполненный как беспроводной модуль доступа и разрешения передвижения, выполняет двойную функцию. С одной стороны, он может применяться для коммуникации с другим автомобилем или инфраструктурой, чтобы передавать выбранные вторые данные. С другой стороны, он может применяться для определения права доступа и/или для запуска автомобиля.
Согласно первому примеру исполнения изобретения первый коммуникационный модуль для передачи первых релевантных для автомобиля данных выполнен на базе WLAN.
Согласно второму примеру исполнения изобретения при вторых релевантных для автомобиля данных речь идет о базовой информации, как, например, идентификации автомобиля (ID транспортного средства), позиции автомобиля, скорости и/или направлении движения автомобиля.
Для этого в автомобиле предусмотрены соответствующие сенсоры для учета позиции автомобиля, скорости и направления движения автомобиля.
Согласно третьему примеру исполнения изобретения в качестве вторых релевантных для автомобиля данных передаются только те данные, которые по сравнению с последней передачей значительно изменились.
Если, например, автомобиль стоит, позиция автомобиля заново не передается. Если автомобиль движется с высокой скоростью, позиция автомобиля передается с более высокой частотой. Если автомобиль сильно тормозит, скорость и/или позиция автомобиля передаются, соответственно, часто, при равномерном прямолинейном движении, напротив, достаточно меньшей частоты передачи.
Таким образом, обмен данными можно настроить индивидуально и тем самым сократить.
Согласно четвертому примеру исполнения изобретения первые и вторые релевантные для автомобиля данные указывают, соответственно, на идентификацию автомобиля, при этом установление связи первых данных со вторыми данными (или наоборот) происходит через эту идентификацию.
Согласно пятому примеру исполнения изобретения первые и вторые релевантные для автомобиля данные передаются в одном и том же формате.
Таким образом, можно убедиться, что в конечном приборе можно считать вторые данные, если считываются первые данные (и наоборот).
Согласно шестому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для помощи при пересечении перекрестков.
Согласно седьмому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство передает вторые релевантные для автомобиля данные только тогда, когда работает мотор автомобиля, активно аварийное освещение или сенсоры автомобиля определяют транспортное происшествие.
Во всех других случаях второй коммуникационный модуль может взять на себя другие функции, например функцию электронного ключа.
Согласно восьмому примеру исполнения изобретения для контроля перегрузки при коммуникации через второй коммуникационный модуль применяется Carrier Sense Multiple Access.
Согласно девятому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль применяется для передачи только первоочередных, т.е. приоритетных, данных.
Согласно десятому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для коммуникации между коммуникационным устройством и инфраструктурой.
Согласно одиннадцатому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для периодической передачи команды поиска пешеходу.
Согласно двенадцатому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для подготовки резервирования для надежного применения автомобиля.
Согласно тринадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для объединения данных измерения простого сенсора окружающей среды с данными, принимаемыми с другого автомобиля или инфраструктуры, для интерпретации ситуации.
Согласно четырнадцатому примеру исполнения изобретения первый коммуникационный модуль выполнен для выбора коммуникационного партнера и определения, через какое коммуникационное устройство и через какой коммуникационный канал должна проходить коммуникация между автомобилем и коммуникационным партнером.
Согласно пятнадцатому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для осуществления вывода коммуникационного соединения наружу и приема коммуникационного соединения.
Согласно семнадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для предостережения соседнего автомобиля после ДТП с собственным автомобилем через второй коммуникационный модуль.
Согласно восемнадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для рассылки сообщения при проеме собственного идентификационного номера для защиты от кражи.
Согласно девятнадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство имеет «спящий» режим, причем коммуникационное устройство выполнено так, чтобы распознавать в этом режиме, идет ли речь в принимаемом сообщении о сообщении специально для этого автомобиля или об общем, рассылаемом С2Х, сообщении для множества автомобилей.
Согласно двадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для приема сообщений дорожного знака вторым коммуникационным модулем и для дальнейшего анализа принимаемого сообщения системой помощи водителю.
Другими объектами изобретения являются система помощи водителю и автомобиль, включающие вышеуказанное коммуникационное устройство.
Дальнейшим объектом изобретения является способ передачи релевантных для автомобиля данных через мобильную коммуникацию на другой автомобиль или инфраструктуру, включающий следующие этапы: передача первых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру первым коммуникационным модулем и передача выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру вторым коммуникационным модулем, выполненным как беспроводной модуль доступа и разрешения перемещения, причем первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном; а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота.
При этом первый коммуникационный модуль выполнен для передачи первых релевантных для автомобиля данных на базе WLAN.
Согласно форме исполнения изобретения возможно применять радиоключи зажигания дополнительно к коммуникациям на базе WLAN, что осуществляется только при работающем моторе и в случае аварии также и при стоящем автомобиле.
Далее, возможно посылать только несколько данных через второй коммуникационный модуль (например, система радиоключей), чтобы оптимально использовать узкую полосу частот второго коммуникационного модуля. Например, посылаются только те данные, которые значительно изменились.
При коммуникации используется та же идентификация транспортного средства (ID транспортного средства), что и при WLAN-коммуникации, чтобы можно было соотнести друг с другом 25 данных.
Например, через второй коммуникативный модуль проводится только т.н. Single-Hop Broadcast, через первый коммуникационный модуль (WLAN-система), напротив, может производиться также коммуникация Multi-Hop 30.
На этом месте следовало бы указать, что в контексте настоящего изобретения GPS представляет все глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), как, например, GPS, Galileo, GLONASS (Россия), Compass (Китай), IRNSS (Индия), …
Под понятием «цифровые карты» должны пониматься также карты для 5 прогрессивных систем помощи водителю (ADAS, Advanced Driver Assistance System), без осуществления навигации.
При транспортном средстве речь идет, например, о таком транспортном средстве, как автомобиль, автобус или грузовой автомобиль, либо также о шинном транспортном средстве, судне, воздушном судне, как вертолет или самолет, или, например, велосипед.
Далее описываются наиболее предпочтительные примеры исполнения изобретения со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 показывает схематическое представление коммуникационного устройства согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.2 показывает схематическое представление всей системы согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.3 показывает блок-схему способа согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.4 показывает блок-схему способа согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.5 показывает блок-схему модуса С2С согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.6 показывает передачу информации через ограничение скорости отдельно для каждой полосы движения. Изображения на чертежах схематичны и не масштабны. На следующих описаниях изображений для одинаковых или подобных элементов применяются одни и те же цифры.
Фиг.1 показывает схематичное представление коммуникационного устройства 100 для автомобиля для беспроводной передачи данных автомобиля на другой автомобиль или стационарную инфраструктуру. Коммуникационное устройство 100, например, инсталлировано в автомобиль и имеет первый коммуникационный модуль 115 с антенной 116, второй коммуникационный модуль 121 с антенной 124, а также модуль управления 102.
Отправляемые данные, которые передаются с модуля управления 102, выполненного, например, в форме CPU, на коммуникационный модуль 115 или на коммуникационный модуль 121, могут быть закодированы одним или несколькими кодировочными устройствами 114. Для передачи данных с CPU 102 на второй коммуникационный модуль 121 может быть предусмотрена антенна 123, которая, например, размещена на шифровальном устройстве 114. Для приема этих данных и для отправки на другие автомобили второй коммуникационный модуль 121 имеет антенну 124. Второй коммуникационный модуль может, однако, быть частью коммуникационного устройства 100.
Также принимаемые данные, которые передаются с коммуникационного модуля 115 или с коммуникационного модуля 121 на модуль управления 102, кодируются кодировочным устройством 114. Таким способом и динамической сменой идентификационных номеров можно снизить опасность злоупотреблений и обеспечить защиту данных.
С модулем управления 102 соединен модуль ввода 112 verbunden. При помощи ввода 112 осуществляются различные настройки коммуникационного устройства, а также связанного с ним навигационного модуля 120. Также предусмотрен оптический модуль вывода в форме монитора 110, при помощи которого можно выводить целевую информацию. Исходя из этого эта целевая информация и, при необходимости, предостережения могут быть выданы через акустический модуль вывода 111. Выдача через акустический модуль вывода 111 имеет то преимущество, что водитель меньше отвлекается от актуального дорожного движения.
В элементе памяти 113, который соединен с модулем управления 102 или встроен в модуль управления 102, заложены цифровые данные карт (например, в виде данных карт навигации) в форме наборов данных. Например, в элементе памяти 113 заложена также дополнительная информация об ограничениях дорожного движения, элементах инфраструктуры и т.п. и разведена по наборам данных.
Предусмотрена система помощи водителю 117, которая оснащена цифровыми данными карт, позициями других объектов или другой информацией из коммуникации.
Для определения актуальной позиции автомобиля имеется коммуникационное устройство 100, навигационный модуль 120 и модуль позиционирования 106, причем модуль позиционирования рассчитан для приема сигнала позиционирования со спутников, например Galileo или GPS. Конечно, модуль навигации со спутниковым навигационным приемником 106 также выполнен для других спутниковых навигационных систем.
Модуль позиционирования 106 соединен с модулем управления 102. Модуль навигации 120 также соединен с модулем управления 102.
Имеется прямое соединение между модулем навигации 120 и модулем позиционирования 106. Тем самым GPS-сигналы могут напрямую передаваться в CPU 102.
Так как сигналы позиционирования не всегда принимаются внутри города, коммуникационное устройство имеет для проведения навигации счислением (и прокладки пути) еще сенсор направления 107, сенсор отрезка пути 108, сенсор поворота рулевого колеса 109, сенсор хода рессоры 118, ESP-сенсорику 104 и, при необходимости, детектор 105, например, в форме камеры или лучевого сенсора (радарный или лидарный сенсор). Детекторный модуль 119 имеет также устройство измерения скорости 122.
Сигналы GPS-приемника и прочих сенсоров обрабатываются в модуле управления 102. Получаемые из этих сигналов позиции автомобилей сравниваются на Map Matching с дорожными картами.
Полученная таким образом целевая информация, наконец, выводится на монитор 110.
Коммуникационный модуль 121 выполнен как беспроводной модуль доступа и расчета пути (RKE, Remote Keyless Entry). Почти во всех современных легковых автомобилях используются такие беспроводные модули доступа и расчета пути, которые работают внутри нелицензируемых ISM-частот (промышленные, научные и медицинские частоты). Только для обзора и в качестве выдержки для понимания того, что дано в таблице 1, указаны частоты и разрешенная мощность передачи. Встроенные в автомобиль модели могут, при отсутствии препятствий на пути, достигать дальности передачи более 1000 м. На основании относительно высокой длины волны сигналы очень легко огибают почти любое препятствие. В распоряжении имеется только один ограниченный диапазон частот для передачи данных, тем самым об этих частотах в качестве единственного носителя С2Х-коммуникации не стоит вопрос, если следует передать большие объемы данных.
Ключевой аспект изобретения следует рассматривать в том, что основанная на WLAN коммуникация (первый коммуникационный модуль) расширяется на дополнительные сообщения, которые могут быть отправлены и приняты системой ключей зажигания 121, 124. Чтобы на каждый автомобиль использовать как можно меньший диапазон частоты, через коммуникацию с ключами зажигания передается очень мало базовой информации: ID автомобиля, место, скорость и направление движения. С этой информацией можно создавать базовую функциональность или систему помощи на перекрестках. Как только автомобиль устанавливает визуальный контакт или контакт через реле (т.н. Road Side Unit, RSU) получает другой автомобиль, можно обмениваться информацией через основанную на WLAN коммуникацию и использовать весь комплект С2Х-функций.
Чтобы данные коммуникации WLAN и ключей зажигания могли быть соотнесены между собой в обеих системах, следует, например, применять одинаковую идентификацию автомобиля (ID автомобиля). Эта ID может быть динамически изменена, чтобы обеспечить защиту данных. Передаваемые данные имеют, например, одинаковый формат на всех путях передачи, чтобы их можно было сравнивать. Чтобы сэкономить на частоте диапазона, постоянно передаются не все указанные данные, а только те данные, которые значительно изменились со времени последней передачи.
При этом речь идет, например, о данных мест или позиционирования, которые передаются каждые 250 миллисекунд. Актуальная скорость движения при равномерном движении передается каждые 1000 миллисекунд, при торможении каждые 250 миллисекунд. Направление движения автомобиля передается каждые 2000 миллисекунд, при повороте в зависимости от радиуса поворота - каждые 250-1000 миллисекунд.
Соответствующие данные замеряются детекторным устройством 119 и сохраняются, например, в памяти 113, при необходимости, после обработки или анализа в CPU 102.
Чтобы не помешать функции расчета пути, модуль применяется в состоянии покоя при отключенном моторе, как и прежде, для открывания и закрывания дверей. При работающем моторе идет замена на С2Х-режим. Если автомобиль попал в аварию и включен аварийный свет, С2Х-коммуникация будет, естественно, поддерживаться и при отключенном моторе.
Другими словами, второй коммуникационный модуль может применяться в любом случае при работающем моторе и в состоянии покоя в случае аварии для С2Х.
Описанный выше сценарий пересечения - пример исполнения настоящего изобретения. Ключевой аспект изобретения состоит в том, что коммуникация доступа для СХ2 для передачи выбранных базовых данных применяется в незначительном количестве передатчиков. Эта основная идея может в общем применяться для С2Х. Если через «нормальную» С2Х-коммуникацию (через первый коммуникационный модуль) уже происходит обмен данными с автомобилями из большой зоны въезда (например, 300 м) и можно исходить из того, что экранирование не мешает коммуникации, то коммуникацию можно проводить только с помощью «нормальной» С2Х-коммуникации.
Для контроля заполнения при коммуникации доступа (при коммуникации через второй коммуникационный модуль) применяется Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Очень дорогой контроль заполнения «нормальной» С2Х-коммуникации не нужен, т.к. при коммуникации доступа не предусмотрен Multi-Hop.
Фиг.2 показывает схематичное изображение всей системы согласно примеру исполнения изобретения. Предусмотрены два автомобиля 201, 202, которые имеют по одному коммуникационному устройству 100, по 2 коммуникационных модуля в каждом. Также предусмотрена инфраструктура или центральный пункт, который состоит из коммуникационного модуля 203 с антенной 206, сервера 204 и памяти данных 205. Оба автомобиля могут «общаться» друг с другом и с центральным пунктом через радиопередачу 207 kommunizieren, несмотря на то, что препятствие, например, в виде леса 208 делает невозможной радиопередачу на базе WLAN.
Фиг.3 показывает структурную схему способа, при котором на этапе 301 выбранные вторые данные автомобиля (например, актуальная позиция автомобиля вместе со скоростью) передается на другой автомобиль системой доступа. На этапе 302 дополнительно происходит передача первых данных автомобиля на другой автомобиль первым коммуникационным модулем, например радиопередача на базе WLAN.
На этапе 303 происходит передача данных только через WLAN, т.к. создано надежно функционирующее WLAN-соединение.
Далее описываются прочие примеры исполнения изобретения, которые могут быть исполнены независимо друг от друга или в комбинации друг с другом.
Первый пример исполнения:
Фиг.4 и фиг.5 показывают блок-схемы способа согласно примерам исполнения изобретения для разъяснения сосуществования С2Х, RKE или применения двух коммуникационных модулей.
Сосуществование или обработка обоих случаев применения (С2Х и RKE) в качестве интеграционного этапа было разъяснено на примере фиг.4. После одной инициализации [Start] прибора управления радиокоммуникации [на этапе 401 происходит опрос статуса автомобиля; на этапе 402 проверяется, включен ли мотор; на этапе 403 проверяется, включен ли аварийный световой сигнал; на этапе 404 проверяется, сработал ли сенсор ДТП, был ли определен несчастный случай] и на основании этого - принятие решения на научной основе соответствующего режима [С2С-режим, RKE-режим]. Если на один из этих вопросов было отвечено «да», система работает в С2С-режиме. Если на все эти вопросы было отвечено «нет», система работает в RKE-режиме.
В RKE-режиме прибор управления радиокоммуникации 102 (см. фиг.1) ищет соответствующие датчики идентификации радиосигналов. Это может происходить по причине экономии электроэнергии путем циклического включения и выключения приемника или передатчика транспортного средства. В цикле включения анализируется Aufwachsequenz переданной информации с ключей в случае нажатия кнопки на идентификационном датчике или при т.н. пассивном доступе автоматически при приближении к автомобилю. Если переданные идентификационные номера в протоколе, а также другие технические признаки (модуляция, диапазон передачи и т.д.) совпадают (см. также тринадцатые примеры исполнения внизу), то после положительной проверки на автомобиль направляется приказ действия, например открытие или закрытие дверей автомобиля.
В С2С или С2Х режиме 406 в режиме 501 счетчик выравнивается значением запуска. Затем опрашивается циклическая информация, как, например, позиция автомобиля 502, скорость 503, направление автомобиля 504, идентификационный номер автомобиля, а также возможные предостерегающие сообщения (например, гололед). Пример представлен на фиг.5.
На этапах 506, 507, 508 и 509 производится опрос, были ли изменения.
Если были быстрые изменения в этих параметрах, происходит более частая передача, как описано выше.
Если нет огромных изменений, происходит цикличная передача 512 данных при помощи радиопередачи в заранее запрограммированной временной точке. Для этого при каждом проходе, при котором не обнаружилось изменения параметра (этап 513), счетчик уменьшается на один (этап 514). Если счетчик достигает состояния «ноль» (этап 515), то он снова устанавливается на значение запуска (этап 516) и происходит передача данных. Для передачи определяются еще ID (этап 511), которые циклически изменены, но одинаковы между обеими коммуникационными техниками (например, WLAN и RKE), чтобы достичь соотнесения данных друг с другом. Но возможны и другие метрики для определения передачи или определения диапазона передачи данных, например отводы из определенного в С2С-СС стандарта передачи для С2Х на 5.9 GHz. Возможно также, чтобы данные передавались только тогда, когда наступило или наступает особо критичное состояние, т.е. есть опасность для здоровья и жизни людей, или имеются очень плохие условия передачи при 5.9 GHz.
Следует обратить внимание, что С2С- или С2Х-режим принципиально может быть расширен другими услугами или режимами также и во время поездки. Так при системах пассивного контроля доступа и во время движения всегда циклично происходит поиск датчиков идентификации, находятся ли они все еще в автомобиле и имеется ли разрешение на поездку.
То же самое действительно для систем радиоконтроля давления шин, которые передают во время движения состояние шин (давление, температура и т.д.). Эти режимы также могут комбинироваться с С2Х-режимом, т.к. коммуникация должна быть синхронизирована по времени.
Расширенные режимы (пассивные системы контроля доступа и запуска, а также системы контроля давления в шинах) по причинам наглядности не видны на фиг.5.
Радиосигналы могут обрабатываться параллельно. Для применения RKE в отношении к коммуникации "Long Range":
Известные системы доступа к автомобилю, основанные на радиосигналах (RKE), рассчитаны на радиус 30 m, чтобы воспрепятствовать случайному открытию или закрытию дверей.
Новые технологии дают возможность создать недорогую двунаправленную радиосвязь между идентификационными датчиками и автомобилем. Тем самым можно отследить актуальную обратную связь состояния соответствующей двери. Двунаправленный интерфейс дает возможность для других комфортных функций, как, например, опрос километража, или надежного запуска, или отключения отопления при стоянке. Для индикации некоторой информации на ручном передатчике есть дисплей.
Для гарантии радиуса в несколько сот метров и до километра необходимо согласование некоторых параметров. Так, в первую очередь должны применяться эффективные структуры антенны обоими участниками коммуникации. Во-вторых, чувствительность обоих приемников должна быть улучшена с типичной -100 dBm до примерно -120 dBm verbessert. Относительно мощности передачи следует придерживаться того, что должна быть как можно более высокой, насколько это позволяют предписания гомологизации или позволяет гомологизация (см. таблицу 1). Например, было упомянуто, что актуальный датчик идентификации RKE имеет мощность излучения в -6 dBm, при коммуникации на более высокие расстояния мощность передачи требуется+14 dBm (например, в 868 MHz ISM частоты).
Тем самым имеющийся в автомобиле передатчик прекрасно подходит для радиокоммуникации между автомобилям (С2С) или для С2Х-коммуникации.
Вторые примеры исполнения:
При помощи уже описанных способов и систем при помощи радиотехники беспроводных модулей доступа и разрешения передвижения можно поддержать или расширить коммуникацию Автомобиль-Х (С2Х).
При этом речь идет о том, чтобы дополнительно к предусмотренным 5.9 GHz (DSRC) пристроить радиосоединение при 433 MHz или 800 MHz до 980 MHz (коммуникация разрешения), чтобы использовать улучшенные физические свойства.
Благодаря описанному далее второму примеру исполнения изобретение улучшилось в области первоочередности и контроля загрузки.
До сих пор для контроля загрузки при коммуникации разрешения передвижения предлагалось применять CSMA. Это только расширяется. Если в ареале вокруг автомобиля уже есть коммуникация через DSRC, коммуникация разрешения передвижения уже больше не отсылается. Тем самым гарантируется, что в местах с большой автомобильной плотностью низкие частоты больше не перегружаются и освобождаются для выполнения других задач.
Автомобили, у которых возникают препятствия для коммуникации через DSRC из-за видимых препятствий, отправляют сообщения через коммуникацию разрешения передвижения, предупреждая этим другие автомобили, они становятся «видимыми». Если автомобили, которые отправляют сообщения только через DSRC-коммуникацию, убеждаются, что вблизи прочих автомобилей есть такие, которые отправляют сообщения только через коммуникацию разрешения передвижения, то коммуникация через разрешения передвижения peaктивизируется с меньшим диапазоном повторений (напр., 0,25 Hz), чтобы обеспечить скрытый автомобиль необходимой информацией об окружающей среде.
Если есть коммуникация через DSRC и через коммуникацию разрешения передвижения больше не отправляется регулярных данных, то можно использовать свободный канал коммуникации для приоритетности. Если наступает событие большей приоритетности (например, автомобиль службы спасения, большая опасность для здоровья и жизни), то сигнал об этом подается через коммуникацию разрешения передвижения. Прочие коммуникации настраиваются через DSRC и передатчик важных сообщений может передавать детали только через DSRC.
Если модуль инфраструктуры принимает информацию как на низкой, так и на высокой частоте, следует исходить из того, что не все участники смогут общаться между собой. В этом случае модуль инфраструктуры направляет послания высокой частоты дальше и действует как своего рода релейная станция (и исполняет т.н. Multi-Hop посланий). Благодаря этому процессу диапазон посланий на высокой частоте может быть расширен, без постоянного перенаправления через Multi-Hop, т.к. Multi-Hop несет в себе опасность перегрузки.
Послания, которые только что получили приоритет по низким частотам, направляются далее также через Multi-Hop, чтобы их распространение могло быть безопасно установлено на высоких частотах.
Есть также возможность затребовать через низкие частоты послания на высокой частоте. Тем самым можно проверить, может ли осуществляться коммуникация на высокой частоте. Таким запросом можно запустить передачу посланий для особых ситуаций. Так, например, можно за х метров до перекрестка послать запрос на низкой частоте, чтобы важная для перекрестка информация в дальнейшем передавалась на высокой частоте.
Для улучшения контроля загрузки на высоких частотах задуман Power Transmission Control. Тем самым можно убедиться, что передача осуществляться только с необходимой мощностью передачи и диапазон частоты не будет полностью заблокирован из-за слишком высокой мощности передачи. Изменение мощности передачи на высокую частоту может при этом быть переброшено, например, посланиями на низкой частоте (vice versa). Тем самым можно воспрепятствовать тому, чтобы вначале передача шла со слишком высокой скоростью, только потому, что высокая частота на короткое время экранировалась.
Вместо коммуникации разрешения передвижения может также применяться другая коммуникация в низком частотном диапазоне (как, например, 700 MHz в Японии). Однако коммуникация разрешения передвижения может применяться дополнительно к этому диапазону частоты. При этом предлагается через коммуникацию разрешения передвижения показать, когда происходит смена частоты для коммуникации или части коммуникации между высокой и низкой частотой.
Все способы возможны также в комбинации 5.9 GHz и 700 MHz без применения коммуникации разрешения передвижения. Преимущество уже упомянутой коммуникации разрешения передвижения при этом теряется.
Для улучшения безопасности могут применяться алгоритмы, применяющие обе частоты (разрешение передвижения и DSRC) вместе для затруднения прослушивания. Эта безопасность может применяться не только для коммуникации С2Х, но и для разрешения передвижения, чтобы в обоих случаях обеспечить более высокий стандарт безопасности.
Для отключения коммуникации разрешения передвижения, если возможна DSRC-коммуникация, разгружается радиоканал в низком диапазоне частоты. Тем самым он может применяться как сигнализация для важных событий, тем самым улучшается контроль загрузки и приоритетность DSRC-коммуникации.
Решающими пунктами вторых примеров исполнения являются:
- коммуникация через низкую частоту, если невозможна коммуникация через высокую частоту.
- настройка коммуникации через низкую частоту, если возможна коммуникация через высокую частоту.
- дополнительная коммуникация через низкую частоту при низком диапазоне повторения, если послание было принято через этот канал, которое закрывается на том, что передатчик не может работать на высокой частоте.
- сигнализация важных событий на низкой частоте. Тем самым настройка прочей коммуникации на высокую частоту и передача важной информации на высокой частоте.
Третьи примеры исполнения:
Кабельная передача информации все больше сокращается. Компьютер сегодня обычно соединяется через WLAN с сетью и информация /E-mails/ попадают через сотовую связь в мобильные телефоны (например, Вlackberry). До сих пор в этой области противостоял только автомобиль. Много информации доносилось водителю исключительно табличками. В лучшем случае эти таблички выполнены как сменные таблички. Оплата парковок тоже очень редко работает с помощью радио, а если так, то при помощи собственных решений, которые ведут к многообразию коммуникационных модулей на приборных панелях.
Согласно этим примерам исполнения в качестве единственной беспроводной формы в беспроводных модулях доступа и разрешения передвижения (ключи зажигания) используется те, которые передают при 433 MHz (ISM-диапазон), или между 800 и 980 MHz. Эти встроенные в автомобиль модули могут иметь диапазон до 1000 м (без препятствий) и благодаря своей длине волны легко огибают почти каждое препятствие. К сожалению, в применяемых частотах речь не идет о защищенных диапазонах, так что следует ожидать множество помех. Имеется только один ограниченный диапазон частоты для передачи данных.
Несмотря на эти ограничения, эта технология очень хорошо применяется для коммуникации между автомобилем и инфраструктурой. Примеры применений, которые обходятся низкими диапазонами передачи данных, приведены далее:
- Дорожные таблицы посылают актуальное ограничение скорости и т.д. при помощи радиовещания на все автомобили в окрестности. Для этого в идеале используются не все возможные диапазоны 1000 m, а посылается сообщение с меньшей мощностью, чтобы информацию мог получить только автомобиль, находящийся вблизи таблички с информацией, а другие автомобили не вводились в заблуждение. Дополнительно может передаваться информация о том, для какого направления, колеи эта информация предназначена. Этот способ очень помогает, в первую очередь, для сменных табличек.
- Право на въезд, например, на территорию фирмы, выдается только тогда, если автомобиль может быть идентифицирован коммуникацией разрешения передвижения. Если этого не происходит, шлагбаумы не поднимаются. Для этого можно применять ту же коммуникацию, как и для разрешения передвижения, и нет необходимости в дополнительном протоколе, так как постановка задачи одинакова для обоих. Разница только в том, что в одном случае ключ хочет открыть автомобиль, а в другом случае - автомобиль - шлагбаум.
- Оплата, например, парковок, платных дорог или городского сбора может также производиться через коммуникацию разрешения передвижения в соединении с банками (в том числе и мобильными). Это может заменить существующие до сих пор решения в этой области.
- При крупных мероприятиях можно производить динамический расчет маршрута, например, к парковкам. Для этого информация об актуальных местах на парковочных площадках через (мобильные) установки передается через коммуникацию разрешения передвижения. Эти установки находятся только в тех местах, в которых может/должно произойти изменение направления проезда. В эти места следует также переносить только выбираемое направление (прямо, направо, налево, () и маркировку («крупное мероприятие»), тем самым необходимая скорость передачи может выдаваться очень незначительно.
Для большинства из представленных примеров применения подходит радиовещание, при котором информация с инфраструктуры пересылается на все автомобили в окрестности. Если реагировать должен только определенный автомобиль (например, в случае оплаты) применяется Unicast. Ограниченно разрешенный Duty Cycle не представляет проблемы для очень нединамичной информации. Прочие случаи применения следуют из списков случаев применения C2I, которые составляются в Car-to-Car Communication Consortium. Обрабатываются в основном те случаи применения, которым требуется ограниченная скорость передачи данных.
Преимущество применения коммуникации разрешения передвижения - в повторном применении уже встроенных компонентов. При различной постановке задач (открывание стоящего автомобиля против информации для передвигающегося автомобиля) еще не было случая, когда оба применения пришли бы в противоречие. Поэтому речь идет о настоящем дополнении функциональности без купюр при первоначальном применении (разрешение передвижения) при общих низких дополнительных расходах.
Представленные способы все могут быть показаны также с другими коммуникационными техниками. При применении коммуникации разрешения передвижения для оговоренных случаев применения возникают очень незначительные дополнительные расходы по сравнению с другим техническим решением. Поскольку обе области применения (открывание стоящего автомобиля против информации для передвигающегося автомобиля) не пересекаются, речь идет о настоящем дополнении функциональности без купюр при первоначальном применении (разрешение передвижения) при общих низких дополнительных расходах.
Решающими точками третьих примеров исполнения является применение уже встроенной в автомобиль коммуникации доступа передвижения для коммуникации Автомобиль-Инфраструктура.
Четвертые примеры исполнения:
ДТП с пешеходами в дорожном движении часто происходит в непросматриваемых местностях или потому, что водитель автомобиля плохо видел пешехода. Поэтому в настоящее время интенсивно развивается способ распознавания пешехода при помощи видеосенсорики. Он принципиально имеет ту же проблему, что и водитель: она может распознавать только тех пешеходов, которые оптически видны из автомобиля.
Здесь применяются четвертые примеры исполнения:
Многие современные автомобили оснащены функцией Remote Keyless Entry - т.е. радиоключом. Современные версии этого радиоключа имеют диапазон радиуса 100 м и больше. Многие пешеходы имеют автомобили и зачастую имеют с собой радиоключи.
Этот метод будет применяться, чтобы распознать этих пешеходов. Модуль доступа движения в автомобиле посылает во время движения через короткие отрезки времени Команду поиска. Если ключ принимает такую команду поиска и не находится при этом в автомобиле, он отвечает коротким подтверждением. Это подтверждение принимается только автомобилем, и водитель может быть предупрежден. Для предупреждения предлагается несколько стратегий:
- скоростью:
a) автомобиль движется с низкой скоростью и исходя из того, что следует считаться с наличием пешеходов, показываются только пешеходы вблизи, но не дается явного предупреждения;
b) если скорость выше, и пешеходов вблизи нет, подается предупреждение.
- информацией на цифровой карте:
a) если автомобиль находится в местности или на таком классе дорог, где следует считаться с наличием пешеходов, показываются только пешеходы вблизи, но не дается явного предупреждения,
b) если автомобиль находится в местности или на улице, где, собственно, нет пешеходов, подается предупреждающий сигнал.
При обстоятельствах имеет смысл отправлять запросы поиска только туда, где нет пешеходов.
Чтобы можно было распознавать отдельные ключи при нескольких следующих друг за другом запросах поиска, они применяют одинаковое распознавание для запросов для одного и того же автомобиля. Это распознавание в заданные отрезки (например, каждые 10 минут) случайно выбирается заново и при этом для каждого запрашиваемого автомобиля по-другому. Тем самым можно сохранить защиту данных и за короткое время достигается однозначное установление связи.
В качестве следующей функции рассылка подтверждений может быть расширена на Функцию сообщества. Для этого владелец ключа дает разрешение на то, чтобы этот ключ относился к Сообществу. Водителю ключа в этом случае дается знать, что вблизи находится другой член Сообщества. Такие сообщества могут формироваться по различным признакам, например по марке автомобиля (например, Mini, Golf, …) или по стране происхождения.
Чтобы просто можно было найти оставленный автомобиль, в настоящий момент разрабатываются радиоключи с т.н. функцией нахождения авто (Autofinder). Для этого радиоключи оснащаются GPS-модулями.
В частности, для того, чтобы улучшить защиту детей, можно встраивать простой транспондер, который обрабатывает функцию предупреждения только для пешеходов, без функционирования радиоключей. Благодаря особой обратной связи этот детский транспондер может оказать влияние на стратегию предупреждения в автомобиле, чтобы соответствовать «непредсказуемому» поведению детей. То же самое возможно для животных.
Благодаря применению уже имеющихся технологий (разрешение передвижения) возможно недорогое распознавание пешеходов. Дополнительно радио дает то преимущество, что могут распознаваться также те пешеходы, которые не видны и тем самым не могут распознаваться сенсорами окружающей среды. Даже если не все пешеходы смогут быть распознаны этой технологией, она все равно дает недорогую возможность реализовать в автомобиле дополнительные варианты распознавания.
Решающими моментами четвертых примеров исполнения являются:
- рассылка команд поиска модулем разрешения передвижения в автомобиле в тот момент, когда автомобиль движется. Возможная рассылка только, когда из-за скорости и/или информации карт следует считаться с пешеходами.
- рассылка подтверждения с ключей разрешения передвижения, находящихся за пределами автомобиля, если они принимают команду поиска.
- предостережение водителям, если по информации на картах и/или скорости не следует рассчитывать на пешеходов. Впрочем, это информация водителю.
- дополнительная информация сообществу, если это одобрено владельцем ключей.
- применение GPS-информации с ключей (если имеется).
- исполнения без функции радиоключей для распознавания детей или животных.
Пятые примеры исполнения:
Коммуникация автомобиль-х может происходить на основании IEEE 802.11р. Она базируется на частоте 5.9 GHz.
Это может быть определенный контрольный канал (т.н. концепция двойного ресивера) или контрольный канал при помощи GPS-синхронизированного временного отрезка может быть включен в коммуникационный канал (т.н. концепция одного ресивера). По сравнению с более дешевой концепцией одного ресивера концепция двойного ресивера имеет большую надежность и лучшее временное поведение. Проблемой концепции двойного ресивера является также сравнимая меньшая ширина всего диапазона С2Х, который в Европе среди прочих составляет только 30 MHz в сумме на все каналы.
Согласно пятым примерам исполнения при помощи дополнительных коммуникационных технологий (например, WLAN 802.IIa/b/g/n или радиоключи) возможна коммуникация между автомобилями (и инфраструктурой).
Эти технологии имеют тот недостаток, что применяемые частоты не защищены и потому могут быть нарушены другие случаи применения. Поэтому предлагается при 2-канальном применении развертывать один из обоих каналов через 802.11p и другой - через коммуникационные технологии. Если в распоряжении есть несколько дополнительных коммуникационных технологий, они могут применяться параллельно, чтобы улучшить передачу и противостояние помехам. Значительным преимуществом второй (обычно значительно более низкой частоты) являются уменьшение затухания в свободном помещении, т.е. более высокий диапазон при одинаковой мощности передачи и свойство более низкой частоты лучше огибать видимые препятствия. Недостаток - в более низком диапазоне частоты в распоряжении. Дополнительно различные используемые технологии снижают вероятность того, что как 11p, так и второй канал одновременно получат помехи или одновременно отключатся из-за ошибки реализации.
Возможно использование 802.11p в конфигурации с одним ресивером и при помощи дополнительной коммуникационной технологии параллельно создавать конфигурацию с двойным ресивером. Таким образом, защищенной частотой 802.11p обеспечивается функциональность в каждом случае и дополнительной частотой улучшается деятельность (временное поведение, приоритет, контроль загрузки, ().
Благодаря параллельному применению 802.11p при 5.9 GHz и дополнительной коммуникационной техники имеется возможность резервирования, что является преимуществом перед всеми различными физическими свойствами распространения применяемых частот. Так, в общем может улучшиться покрытие и, тем самым, - надежность всей системы.
Благодаря применению нескольких коммуникативных технологий и частот для различных каналов С2Х-коммуникации достигается резервирование. Дополнительно повышается надежность передачи, так как помехи одной частоты могут нивелироваться другими частотами.
Решающими признаками этих пятых примеров исполнения являются:
- Применение 802,11p при 5.9 GHz в качестве базы для С2Х (возможно в конфигурации с одним ресивером).
- Применение второй (или нескольких) дополнительных коммуникационных технологий в качестве сервисного канала для С2Х-коммуникации.
Шестые примеры исполнения:
Современные системы помощи водителям и системы безопасности движения основываются на мощных и потому дорогих сенсорах окружающего поля. Исключение представляет Closing Velocity Sensor (CV-Sensor) фирмы Continental. Этот сенсор - очень недорогой, применяется прежде всего для применения в низком диапазоне скоростей (City Safety). Но эта недорогая конструкция может дать очень мало и очень приблизительно информации об окружающем поле.
Здесь устанавливаются шестые примеры исполнения.
Во многих современных автомобилях встроены т.н. системы Remote Keyless Entry (RKE). Эти системы служат для контроля доступа и для этого применяют радиосоединение между автомобилем и ключами доступа. Это радиосоединение применяется только для обмена данными между двумя автомобилями, если при помощи CV-сенсора распознана опасность. Оснащенный CV-сенсором автомобиль посредством RKE отправляет послание. Если автомобиль получает это послание, он отвечает информацией. Эта информация может быть, например:
- масса автомобиля;
- ширина и длина автомобиля, возможно и высота;
- обращенная к автомобилю с CV-сенсором сторона автомобиля (фронт, задняя сторона, правый борт, левый борт);
- тип автомобиля (легковой, коммерческий, автобус, прицеп и т.д.);
- высота бамперов;
- есть ли зоны с вмятинами или нет и т.д.;
- положение относительно разметки дороги (если в автомобиль встроено распознавание разметки);
- руление автомобиля;
- скорость и ускорение автомобиля.
При помощи этой дополнительной информации можно провести улучшенную интерпретацию ситуации и, основываясь на ней, целенаправленно избежать столкновения. Если столкновения избежать невозможно, то можно лучше подобрать меры InCrash для этой ситуации. Так, можно настроить, например, выброс подушек в соответствии с ожидаемой силой столкновения (определяется из массы обоих автомобилей и относительной скорости).
Некоторые примеры возможности улучшения интерпретации ситуации представлены далее:
- по ширине автомобиля можно лучше оценить, возможно ли еще отклонение. Если эта позиция относительна к колее, то оценка может быть улучшена.
- по рулению переднего автомобиля можно оценить, не приведет ли отклонение или обгон к столкновению с передней машиной.
- по типу автомобиля можно оценить, на какую реакцию впереди идущего автомобиля можно рассчитывать. Прежде всего, это помогает при прицепах, автобусах.
- по повернутому впереди идущему автомобилю можно лучше оценить, возможно ли еще отклонение. Это важно, прежде всего, при очень длинных автомобилях.
Для улучшения мер InCrash помогают представленные далее примеры исполнения:
- по массе можно оценить тяжесть столкновения и характер столкновения.
- по ширине впереди идущего автомобиля и положению относительно колеи можно оценить, насколько сильно автомобили пересекаются и угрожает ли ускорение столкновением.
- по высоте бамперов можно оценить совместимость столкновений.
- по поведению вмятин можно оценить, как оттормозится собственный автомобиль.
- по типу автомобиля можно оценить, где будет наибольшая опасность (при столкновении). Так, например, при спортивном автомобиле меньше опасность для ветрового стекла, тогда как грузовой автомобиль представляет опасность для всего автомобиля.
При необходимости можно даже провести классификацию автомобилей, причем класс будет включать автомобили с подобным поведением, например, характер вмятин, тип автомобиля, высота бамперов и т.д. Тогда должен передаваться только класс автомобиля, остаток сам бы закладывался в банке данных в принимающем автомобиле.
Для распознавания, какой автомобиль должен передавать данные, необходимо определить положение автомобиля относительно запрашиваемого транспортного средства. Для этого, с одной стороны, можно провести локализацию на базе мульти-антенны через RKE-модуль. Другая возможность в обмене дополнительными данными через запрашиваемый (освещенный CV-сенсором) автомобиль.
Если этот автомобиль посылает свое направление (определенное через GPS или электронный компас), направление сенсора (вперед, назад, налево, направо…) и 5 относительных скоростей (боковая и продольная, возможно только продром скорости), то автомобиль, принимающий сообщения в окружающем пространстве, может быть опознан путем сравнения с их скоростью и их направлением.
Вместо RKE коммуникации может применяться коммуникация Автомобиль-Автомобиль (С2С). В идеальном случае применяются обе технологии, чтобы убедиться, что информация в любом случае дошла.
Вместо CV-сенсора можно применять другой сенсор окружающего пространства. Но выигрыш в стоимости получается, прежде всего, тогда, когда сенсор окружающего пространства как можно долее дешевый. Но если этот сенсор применяется и для других функций, как, например, АСС, то комбинация с RKE также имеет смысл, т.к. не нужно встраивать дополнительное техническое обеспечение.
Для кодирования и, тем самым, аутентификации предлагаются AES, TEA (Tiny Encryption Algorithm) или HiTag, т.к. они уже сегодня применяются в RKE. Преимущество имеют, прежде всего, AES и TEA, т.к. это алгоритмы кодирования открытого ресурса, тем самым они многократно проверены. Коммуникативное соединение может преимущественно происходить в виде ad-hoc сети, как, например, в IEEE 802.15.4 (ZigBee) или IEEE 8 02.11 (WLAN).
Возможно также соединение Peer-to-Peer, как это имеет место быть в сегодняшних RKE-системах, или радиовещательное соединение, зависящее от того, какая информация передается и какие радиоучастники должны получать эту информацию.
Благодаря применению RKS-модуля вряд ли возникнут дополнительные расходы, так как этот модуль уже строен в автомобиль, что только улучшит его работу, без увеличения расходов для клиента. CV-сенсор также является недорогим сенсором и комбинацией обеих технологий можно получить очень недорогой и очень мощный и функциональный City Safety Paket.
Решающими признаками этих шестых примеров исполнения:
- распознавание опасной ситуации при помощи (недорогого) сенсора окружающего пространства, как, например, CV-сенсор;
- затем запрос дополнительных данных при помощи RKE;
- применение дополнительных данных для интерпретации ситуации и/или настройки мер InCrash, как, например, срабатывание подушек;
- распознавание, является ли запрос важным для 2 автомобиля Erkennung, через мультиантенны в RKE или направлении или данные GPS/компаса, направление сенсора и относительная скорость;
- опция: классификация автомобилей, включая закладку важных параметров классов в банк данных в автомобиле и потому только обмен идентификационными номерами классов.
Седьмые примеры исполнения:
Предостережения людей, основанные на технологии беспроводного доступа передвижения.
Предостережение пешеходам - важная тема в области безопасности пешеходов. Сегодня это предостережение основано на сенсорах окружающего пространства, которые распознают пешеходов, без какого-либо особого оборудования. Другая возможность - это соответственно оборудованная инфраструктура, которая распознает пешеходов, и эта информация затем передается на автомобили.
Промежуточный путь представляют собой седьмые примеры исполнения.
Почти каждый автомобиль сегодня оснащен беспроводным доступом передвижения. Транспондер этой техники сегодня встроен в обычные предметы для пешеходов, как, например, шлемы мотоциклистов, дождевики, или в специальные брелоки для детей или пожилых людей. Автомобили посылают цикличные сигналы. Транспондеры реагируют на это ответом и благодаря этому ответу автомобиль может распознать пешехода, который находится поблизости. Все прочие исполнения четвертых примеров исполнения также действительны.
Благодаря применению транспондеров для беспроводного доступа передвижения в автомобиле не нужны дополнительные коммуникационные технологии, поэтому соответствующий диапазон исполнения достигается значительно быстрее, чем новой коммуникационной технологией. Кроме того, не возникает затрат для инфраструктуры, что является преимуществом при актуальных общественных кассах.
Благодаря применению техники беспроводного доступа передвижения можно получить предупреждение о пешеходах, которых не могут увидеть сенсоры окружающего пространства, т.к. они, например, закрыты паркующимися автомобилями.
В идеальном случае применяется в виде циклического сигнала такой сигнал, который одинаков у всех производителей автомобилей и не связан с алгоритмом кодировки беспроводного доступа. Так можно избежать того, что из-за затухания циклического сигнала может оборваться доступ к передвижению.
Относительно ограниченный диапазон (~5-20 m) транспондера имеет преимущество, что можно избежать того, что в городах принимается слишком много предостережений и потому действительное предостережение не может пройти.
В предметах оборудования с большим пространственным расширением среди прочего можно встроить две антенны, чтобы разрешить местонахождение сигнала и отправлять ответ только тогда, когда пешеход не удаляется от автомобиля. Если определенное минимальное расстояние между автомобилем и предметом оборудования становится слишком мало, в любом случае отправляется ответ, чтобы быть подготовленным также и при внезапном изменении направления.
На транспондер должна всегда подаваться энергия, т.к. иначе можно не получить диапазонов, необходимых для предостережения пешеходов. Поэтому предлагается, чтобы степень энергоснабжения (например, состояние зарядки батареи) была видна на индикации снаружи.
1. Пример:
У ребенка подвесной брелок, который ответом реагирует на сигналы беспроводного доступа передвижения. Этот ребенок играет на обочине и скрыт припаркованными автомашинами. Несмотря на это водители в автомобиле получают предостережение, т.к. ответ брелока также может передаваться в автомобиль без визуальной связи между ребенком и автомобилем.
2. Пример:
В шлем мотоциклиста или велосипедиста встроены антенны спереди и сзади. Распознается цикличный сигнал автомобиля, однако распознается, что автомобиль пересекает дорогу за путем следования мотоциклиста или велосипедиста. Поэтому ответ не посылается. Во втором случае распознается, что автомобиль приближается сзади. В этом случае ответ направляется, т.к. автомобиль с большой вероятностью обгонит мотоциклиста.
Восьмые примеры исполнения:
Инициация связи данных через коммуникацию Car-to-X, исполнение при помощи другой коммуникационной техники.
С2Х дает возможность прямого отнесения послания к автомобилю. Однако применяемая технология обычно рассчитана не на большие объемы данных, а на быстрый и частый обмен данными малого объема между большим количеством пользователей. Если надо обмениваться большим количеством данных между двумя определенными пользователями, то С2Х на базе 802.11p для этого непригодна.
Для этого применяются восьмые примеры исполнения. Выбор коммуникационного партнера происходит через С2Х, как 802.11р. Через этот канал оба или большее количество пользователей договариваются о том, на каком коммуникационном канале будет проводиться дальнейшая коммуникация и происходит обмен коммуникативными адресами или номерами телефонов. Это происходит кодированно, как, например, при SSL-соединении. В заключение последующая коммуникация инициируется и проводится на оговоренной коммуникационной среде.
В качестве коммуникационных технологий предлагаются, например, WLAN (802.11a/b/g/n), Mobilfunk (GSM, GPRS/ UMTS, LTE), WiMax, Bluetooth, и т.д. Преимущество прежде всего имеет WLAN, т.к. среди прочего можно применять то же аппаратное обеспечение для С2Х и WLAN-соединения. Именно исполнение через WLAN представляет расширение способа, представленного в стандарте IEEE 802.11p или IEEE 1609.4, при котором можно переключаться между контрольным каналом и различными сервисными каналами. Для приема важной информации контрольного канала каждый приемник должен включаться каждые 50 ms на 50 ms на частоте контрольного канала, подробная технология была бы полезна для вышеописанного использования WLAN по 802.11a/b/g/n, если используются то же аппаратное обеспечение для 11p и другие стандарты WLAN.
Однако предлагается вместо того, чтобы посылать сообщения через сервисный канал, обмениваться ими по вышеописанной технологии на другом коммуникационном пути.
Следующее преимущество этой технологии - в Европе может быть предоставлен эффективный диапазон частоты для сервисных каналов, такие как в США предоставляются только через частотный диапазон, резервированный для 802.11р. Тем самым приложения могут развиваться и использоваться независимо от области применения.
Описание восьмых примеров применения:
Водитель автомобиля видит на экране карту местности и все автомобили, которые находятся на связи с ним посредством С2Х. Экран выполнен как Touchscreen. При помощи Touchscreen он выбирает автомобиль и таким образом инициирует соединение с другим автомобилем. Этот другой автомобиль получает сообщение о том, что с ним хотят провести сеанс связи. Если это желание принимается, то выбирается техника коммуникации. Это может происходить автоматически, например, на основании заранее выбранных технологий (например, водитель может исключить мобильный телефон) или вручную из возможного списка, которые должны быть выбраны, а затем подтверждены. В заключение происходит коммуникация между участниками на этом коммуникационном канале.
Выбор может также производиться по опознаванию языка, например номерная табличка другого автомобиля, или автоматически через сообщество и т.д.
Девятые примеры исполнения:
Разрешение коммуникационного соединения через беспроводной доступ передвижения.
Если сегодня создается коммуникационное соединение между автомобилем и другим прибором или инфраструктурой, то применяются предохранительные механизмы соответствующей технологии коммуникации.
Здесь применяются девятые примеры исполнения.
Конструкция коммуникационного соединения наружу или прием коммуникационного соединения разрешается беспроводным доступом передвижения.
Пока не поступит это разрешение, возможности коммуникации автомобиля снаружи не распознаются, т.к. системы отключены. Тем самым можно улучшить управление энергетикой. Активизация коммуникационной техники через беспроводной доступ передвижения дает водителю контроль над коммуникациями и дополнительно улучшает безопасность системы. Примером этого является WLAN из-за своего очень широкого распространения и тем самым большой опасности атак. Другая возможность - защита частной сферы - данные могут быть перенесены только тогда, когда водитель согласен с передачей через беспроводной доступ передвижения. Дополнительно через беспроводной доступ передвижения может осуществляться контроль расходов, если коммуникация связана с расходами, как, например, мобильная связь.
Если WLAN применяется параллельно как Consumer WLAN и для С2Х, переключение между этими двумя режимами также происходит через беспроводной доступ передвижения.
Если диапазон беспроводного доступа передвижения слишком мал, можно также применять коммуникационную технику с большим диапазоном. Тогда есть возможность, что для улучшения диапазона данные доступа передвижения считываются с счетного устройства коммуникатора и передаются в автомобиль для установления соединения. Таким образом, расширяется диапазон беспроводного доступа на диапазон коммуникационной техники (например, WLAN hotspot или мобильная связь через GSM, GPRS, UMTS, LTE и т.д.).
Пример: беспроводной OBD:
Сегодня OBD-интерфейсы считываются через кабель. Это может происходить также через беспроводные интерфейсы, например WLAN. Однако это нежелательно, т.к. эти данные могут быть считаны любым человеком. Поэтому, прежде чем считывать с интерфейса, следует разрешить эту функцию через беспроводной доступ, например через определенные клавиши на ключе. Только после этого разрешения активизируется WLAN-интерфейс и OBD-данные могут быть считаны. Если WLAN уже применяется для других целей (например, загрузка музыки), то доступ к OBD-данным разрешается через WLAN. Разрешение аннулируется через определенное время. За это время должен быть запущен опрос данных. До разрешения нет возможности доступа к OBD-данным через WLAN.
Пример: WLAN для загрузки музыки из дома:
Загрузка музыкальных файлов с домашних ПК в автомобиль обсуждалась многократно. Проблему представляет доступ к автомобилю, если тот уже, собственно, остановлен. Если WLAN держать активным все время, проблемой станет управление энергией. Беспроводной доступ, однако, должен быть доступен в любое время. Поэтому предлагается активизировать WLAN через беспроводной доступ, иначе отключить от питания энергией. Пользователь может активизировать из дома WLAN в автомобиле и потом передать его данные в автомобиль или выгрузить из него.
Четвертые примеры исполнения:
Предупреждение движения вокруг после несчастного случая посредством беспроводного доступа.
Сегодняшние системы для предотвращения несчастных случаев исследуют окружающее пространство, распознают угрожающий несчастный случай и пробуют его избежать, производя автоматическое торможение. Если несчастный случай все-таки происходит, посылается автоматический сигнал о несчастном случае (Ecall). Благодаря таким системам можно располагать большим количеством информации в автомобиле, которая может также помочь другим автомобилям, но информация не передается дальше.
Т.к. современные автомобили, в основном, оснащены беспроводным доступом, предлагается при помощи этих модулей передавать информацию о несчастных случаях на другие автомобили. Тем самым можно отметить несчастный случай еще до того, как он будет обозначен треугольным знаком на дороге и, тем самым, улучшить безопасность на дороге в зоне ДТП.
В идеале, предостережение следует передавать таким образом, чтобы было все равно, по какому способу выполняется обычный допуск на передвижение, т.е. чтобы было возможно обмениваться и понимать предостережения вне зависимости от производителя. В идеале это решение должно быть дооснащаемым.
Дополнительно или вместо коммуникации через разрешение перемещения может также осуществляться коммуникация Автомобиль-Х, через, например, WLAN (IEEE 802.11a/b/g/n/p), мобильную связь (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, LTE), WiMax, Bluetooth, и т.д.
Десятые примеры исполнения применяют, только если в автомобиле есть приборы и модули для повышения безопасности автомобиля. Беспроводной доступ перемещения обычно осуществляется на диапазоне частоты, который имеет хорошие физические свойства распространяемости, потому предостережения могут достигнуть следующего движения даже при непросматриваемом проезде улиц. Необходимых данных при этом так мало, что низкая скорость передачи не представляет проблемы при коммуникации доступа перемещений.
Если посылается автоматический аварийный сигнал (например, от срабатывания подушек или ручного запуска), предостережение отправляется посредством коммуникации доступа перемещений.
Это предостережение пересылается как радиосообщение, чтобы все автомобили в этом радиусе коммуникации получили предостережение.
При этом предлагается применять послания из коммуникации Автомобиль-Х, т.к. они уже стандартизированы или находятся в стандартизации (см., например, SAE 32735, Car2Car-Communication Consortium и т.д.). При помощи этих посланий возможно послать точное место ДТП и тем самым дать более точное предостережение для автомобиля, принимающего сообщение. Однако для этого необходима стандартизация коммуникации при помощи доступа перемещения как целого.
Другая возможность отослать определенный образец для определенного физического кодирования в качестве предостережения (подобно SOS посредством азбуки Морзе). Только этот образец должен быть стандартизирован и не должны затрагиваться прочие формирования коммуникации, например доступ перемещения. При этом в этом методе пропадает возможность точного определения места.
Прочими основаниями для отправки предостережения может быть автоматическое торможение системами Collision Mitigation или автоматической системой аварийного торможения. Предлагается для этого ввести последовательность предостережения, причем действительно имеющий место несчастный случай получает больший приоритет, если ДТП удалось избежать - меньший. Параллельно или вместо коммуникации доступа перемещений может применяться коммуникация Автомобиль-Х.
Одиннадцатые примеры исполнения:
Коммуникация Автомобиль-Х через несколько свободных частот.
Для коммуникации Автомобиль-Х сегодня применяется в диапазоне
WLAN (1ЕЕЕ802.11р) определенная частота (5.9 GHz). Эта частота может применяться только для С2Х. Тем самым обеспечивается то, что С2Х не получает помех из-за других применений и использования в целях безопасности возможны через С2Х.
Принципиально используемые частоты - дополнительно свободно применяемые ISM-диапазоны (например, 433 MHz, 2.4 GHz, 5.8 GHz и т.д.) или диапазон вокруг 868MHz.
Свободные частоты могут применяться для любого использования и потому не свободны от помех. Поэтому они до сих пор не применялись в автомобильной безопасности.
Здесь используются одиннадцатые примеры исполнения.
Для повышения безопасности передачи одновременно применяются много свободных каналов на разных частотах в разных (или даже одинаковых) диапазонах (2.4 GHz и т.д.). В простейшей форме на все каналы рассылается одинаковая информация, тем самым повышая надежность.
Особое применение имеющихся в распоряжении каналов достигается теми же технологиями, что в RAID для жестких дисков. Согласно прилагаемому изобретению коммуникационный канал соответствует жесткому диску в RAID-конструкции. Так, при применении 3 каналов, подобных RAID 5, в жестких дисках можно получить повышение производительности при одновременном повышении надежности передачи, в то время как информация разделяется на отдельные каналы и, при этом всегда, дополнительно в каналах транспортируется информация контроля или паритета. При приеме реконструируется только 2 из 3 каналов, несмотря на данные.
Если в распоряжении есть только 2 канала или больше 3 каналов, то аналогично этому примеру могут применяться другие RAID варианты или их аналоги. В зависимости от оснащения можно придавать больше значения либо скорости передачи, либо надежности передачи.
Если скорость передачи разных каналов не одинакова, то более быстрые каналы могут быть «разделенными на партии», т.е. быстрый канал раскладывается на блоки, которые периодически передаются друг за другом (например, 1-2-3-1-2-3-1-2-3 …) и блок передается для передачи в другом канале. Так, например, более быстрый канал может быть разделен на 3 блока, при этом один блок применяется для RAID-передачи, а оба других блока - для другого применения. Это формирование блоков может, однако, применяться также для того, чтобы несмотря только на два канала облегчить передачу, которая требует трех каналов, в то время как соответствующие блоки используются как собственный канал.
Эта техника может быть скомбинирована с С2Х-коммуникацией по 1ЕЕЕ802.11р, причем здесь 802.11p задает скорость и потом те каналы, которые могут применяться с подобной скоростью. При более медленных каналах на них могут передаваться только суммы чеков и т.д. для сохранения или только сокращенный набор данных, которые подчинены аналогу блока внутри 802.11p передаваемых данных. Если речь идет только о принципиальных данных, они могут передаваться в сжатом виде, из-за этого может быть потеряно разрешение, но все еще может происходить сохранение 802.11р.
Дополнительно к свободным частотам и 5.9 GHz может также применяться мобильная связь (GPRS, UMTS, LTE) в качестве канала. Из-за применения имевшейся в автомобиле также и для других целей радиоаппаратуры не возникают дополнительные расходы на аппаратное обеспечение для С2Х коммуникации.
1. Пример:
Для передачи имеются 433 MHz, 868 MHz и 2.4 GHz. Подобно RAID 5 информация распределяется на 5 отдельных каналов, вместе с контрольными данными. Этим достигается более высокий расход оборот данных по сравнению с точными одинаковыми данными на 3 каналах.
2. Пример:
Для передачи имеются 433 MHz, 868 MHz и 2.4 GHz. Так как через 2.4 GHz можно передать значительно больше данных в тоже время, чем через 433 MHz, канал при 2.4 GHz разделяется на большее количество блоков, при этом каждый блок составляет по времени Т_В и повторяется через время T_L. Первые оба блока длины Т_В внутри петли T_L применяются для передачи соответствующего RAID 5, третий необходимый для этого канал - при 433 MHz. Свободные блоки при 2.4 GHz применяются для нормального использования Интернета.
3. Пример:
Для передачи имеются каналы 433 MHz, 868 MHz, 2.4 GHz и 5.8 GHz. Они аналогово подключаются к 10, чтобы достигнуть как более высокой скорости передачи, так более надежной передачи.
4. Пример:
Дополнительно к 802.11p через 5.9 GHz применяется еще 868 MHz.
802.11p должен работать также без 868 MHz, поэтому так не проводятся никакие настройки. Т.к. 8 68 MHz дает возможность только более низкой скорости передачи, чем 5.9 GHz, на 868 MHz передаются только части данных, чтобы они были резервированы.
Примеры разных RAID версий можно найти на: http://de.wikipedia.orQ/wiki/RAID.
Двенадцатые примеры исполнения:
Защита от кражи через коммуникацию Автомобиль-Х.
При Stolen Vehicle Tracking украденный автомобиль периодически посылает информацию о том, где он сейчас находится, или его можно искать пеленгатором либо опросом о позиции автомобиля.
Если автомобиль заявлен как украденный, то через инфраструктуру автомобиля (I2C) коммуникация рассылает соответствующие номерные знаки и/или соответствующие номер шасси или другие опознавательные знаки автомобиля по радио в предполагаемый регион нахождения автомобиля. Это сообщение периодически повторяется до тех пор, пока автомобиль не будет найден или поиски не будут прекращены. Если автомобиль на этом пути принимает свой собственный номер и/или другие признаки, область приватного обмена для этого автомобиля упраздняется. Это означает, что больше не проводится ID-обмен, а постоянно применяются одни и те же ID. Это облегчает отслеживание (Tracking) автомобиля. Дополнительно автомобиль периодически через коммуникацию Автомобиль-Х (С2Х) отправляет код, который идентифицирует автомобиль как украденный. Тем самым все автомобили в зоне радиодействия могут распознать украденный автомобиль и информировать полицию, либо полиция сама сможет легче найти этот автомобиль.
Чтобы избежать злоупотреблений, сообщение о краже должно рассылаться только сертифицированными точками. При помощи криптографии можно обеспечить то, что эти точки могут быть аутентифицированы автомобилем и не происходит манипуляции коммуникацией между сертифицированной точкой и автомобилем. Если автомобиль принимает такое сообщение, хотя он сам и не является украденным автомобилем, то эта информация отмечается и повторяется в неизменном виде (из-за криптографической защиты) в течение времени Т периодично через коммуникацию мертвой зоны. Автомобиль действует как релейная станция. Таким образом, гарантируется, что отключение коммуникации Инфраструктура-Автомобиль не сможет помешать нахождению украденной машины.
При имеющихся коммуникационных интерфейсах не нужно дополнительное аппаратное обеспечение.
1. Пример:
Автомобиль был заявлен в полиции во Франкфурте как украденный. В последний раз автомобиль видели за 2 часа до заявления. Поэтому было разослано сообщение по коммуникации Инфраструктура-Автомобиль с номером шасси и номерами автомобиля в радиусе 400 км от Франкфурта. Разыскиваемый автомобиль принял информацию и ответил кодом через коммуникацию мертвой зоны, что он украден и больше не менял свой C2X-ID и т.д.
2. Пример:
Автомобиль был заявлен в полиции во Франкфурте как украденный. В последний раз автомобиль видели за 1 час до заявления. Поэтому было разослано сообщение по коммуникации Инфраструктура-Автомобиль с номером шасси и номерами автомобиля в радиусе 200 км от Франкфурта. Разыскиваемый автомобиль был в это время остановлен и не мог принимать сообщение, которое продолжало периодически рассылаться. Через несколько часов двигатель автомобиля был снова запущен и вскоре после этого принял информацию. Затем он передал код через коммуникацию мертвой зоны, что он украден и больше не менял свой C2X-ID и т.д.
Тринадцатые примеры исполнения:
Различие сигнала между RKE и С2Х.
Если RKE применяется для С2Х, то нужно очень быстро проводить различия, идет ли речь о сигнале RKE или о послании С2Х. Иначе все припаркованные автомобили при каждом послании С2Х будут «разбужены» и батареи автомобиля очень быстро разрядятся. Обязательно необходимо введение т.н. "fast fall back to sleep mode". В дальнейшем RKE-полезные сигналы не будут приниматься, т.к. коммуникация С2Х мешала бы коммуникации RKE. Например, команда "Открыть автомобиль" не понимается, если в то же время со стороны приемника в автомобиле анализируется С2Х-сигнал. Прикладная для подобного рода систем структура телеграмм предусматривает перед пакетом данных (Frame) т.н. преамбулу "Wake-Up" (WUP). Приемник автомобиля находится (при остановленном автомобиле) в ″Polling″-режиме, при котором он периодически просыпается и проверяет принимаемые сигналы по критериям "Wake-Up", таким как сила принимаемого поля, параметры модуляции (см. ниже) или простой Bit-образец.
Для различия обоих режимов предлагаются различные способы:
- различные скорости передачи для RKE и С2Х;
- различные диапазоны частот для RKE и С2Х;
- различные виды модуляции для RKE и С2Х (ASK, FSK, PSK, QPSK, SS, etc.);
- различные каналы для RKE и С2Х;
- различные частоты для RKE и С2Х;
- различные уровни силы поля для RKE и С2Х;
- Manchester Code Detection для различия между RKE и С2Х (Code Violation или распознавание образца);
- различные модели данных для различия между RKE и С2Х (также внутри т.н. преамбулы "Wake-Up");
- анализ погрешности частоты для определения принадлежности передатчика/приемника.
Возможны также комбинации этих способов.
Цель всех этих способов - чтобы припаркованный автомобиль мог очень быстро распознать, предназначено было это послание для автомобиля или речь идет о С2Х-послании для дорожного движения.
Преимущества этих тринадцатых примеров исполнения:
- надежное различие между функциями С2Х- и RKE;
- сосуществование различных радиослужб;
- уменьшение/устранение проблемы тока покоя, повышение срока службы батарей.
Четырнадцатые примеры исполнения:
Информация дорожных знаков при помощи RKE.
Для воздействия на дорожное движение применяются динамические дорожные знаки, чтобы, например, подобрать ограничения скорости к данностям местности. Эти динамические знаки очень трудно прочитать автоматически при помощи система с камерами и тем самым водитель снова должен надеется на себя.
Здесь применяются четырнадцатые примеры исполнения. Многие современные автомобили оснащены радиоключами, что позволяет открыть автомобиль с помощью радио. Эта коммуникационная технология может применяться для того, чтобы предоставить информацию динамических дорожных знаков проезжающим мимо водителям. Для этого динамические знаки оснащаются передатчиками, которые работают на типичных диапазонах частоты RKE-систем (например, 434 MHz и 868 MHz). Т.к. диапазон обычных RKE-систем примерно 10 м, предлагается применять направленные антенны, чтобы, с одной стороны, расширить диапазон до необходимого, и, с другой стороны, распространять информацию только там, где она представляет интерес. Так, при ряде знаков предлагается передавать информацию об ограничении скорости раздельно в каждой полосе (см. фиг.6, на которой показана возможная форма конусообразных антенн для точной для каждой полосы передачи с знаков спереди и сбоку). Дорожное полотно имеет две полосы 605, 606, над которыми расположен знак 601, 602. Каждый знак излучает конусообразный сигнал 603, 604.
Дополнительно могут передаваться еще ограничения скорости для других полос. При этом все же предлагается ограничение скорости собственной полосы передавать чаще, чтобы убедиться, что он принимается и очень быстро едущими автомобилями. Если скорость автомобилей может быть измерена (например, через С2Х, все равно, в какой коммуникационной технике), можно соответственно настроить протокол. Если не рассчитывать на очень быстро едущие автомобили, то информация для собственной полосы может не передаваться чаще, чем другие.
Вместо ограничения скорости может быть передана любая другая информация, например запрет на обгон, сужение полосы, предупреждение о пробках, об опасности, о крутых поворотах и т.д.
Для упрощения понимания в тексте в основном приводится пример для ограничения скорости.
Вместо ряда знаков или динамических дорожных знаков могут применяться также мобильные дорожные знаки, которые, например, применяются на стройках или (больших) мероприятиях.
Так как коммуникационная техника уже предусмотрена в автомобиле, это может быть очень недорогое решение.
1. Пример:
Автомобиль едет со скоростью 250 км/ч (соответствует около 70 м/с) и исходят из того, что сообщение об ограничении скорости требует наушников (10 Byte) (соответствует 80 Bit) и далее исходят из того, что было отправлено 9600 Baud, так что коммуникационное соединение необходимо через 60 см. Это означает, что антенны могут быть развернуты так, чтобы конус в зоне приема превышает на 120 см (для резервирования) длину отрезка. При 1200 Baud необходимо коммуникационное соединение 5 m, что соответствует длине отрезка 10 м.
Эта оценка уже показывает, что можно передать только очень мало информации (в принципе, только ограничение скорости или информацию со знаков + обязательно необходимую информацию наушников для идентификации сообщения).
2. Пример:
На автобане можно дополнительно освободить полосу, если она будет нужна. Для этого динамический знак размещается на обочине дороги. Этот знак посылает дополнительно на RKE статус освобождения полосы на автомобили других полос (например, другие 4 полосы).
3. Пример:
На отрезке автобана (например, А5 у Франкфурта) задается ограничение скорости точно по полосам с помощью динамических знаков. Эта информация дополнительно передается с помощью RKE. Дополнительно каждое из этих посланий содержит еще ограничение скорости других полос. Измерением скорости автомобилей было установлено, что все автомобили проезжают знаки с относительно низкой скоростью. Поэтому все ограничения скорости отправляются в одном послании и не встраивается резервирование для собственной полосы.
4. Пример:
На ряде знаков высвечивается предупреждение об опасности на полосе, например, вследствие ДТП. Эта информация передается на указанную полосу также при помощи R.KE.
В дополнение следует указать, что «обширный» и «указывающий» не исключают других элементов или шагов и «одна» или «один» не исключают многообразия. Далее следует указать на то, что признаки или шаги, которые были описаны со ссылкой на один из вышеописанных примеров исполнения, также могут применяться в комбинации с другими признаками или шагами других или вышеописанных примеров исполнения. Сноски в заявках не должны рассматриваться как ограничения.
Пятнадцатые примеры исполнения:
Автомобиль-Х (С2Х)-коммуникационные средства WLAN - состояние прогресса. Дополнительное применение систем Remote Keyless Entry (RKE) для коммуникации Автомобиль-Х уже представлено.
При коммуникации Автомобиль-Х задачей является диапазон 500 m. Если нет необходимости в таком диапазоне, т.к. в вокруг находится много автомобилей, то применяется т.н. Congestion Control, который, с одной стороны, регулирует посылку и дальнейшую рассылку сообщений, с другой стороны, снижает выходную мощность коммуникационного модуля.
При кодировании коммуникации в распоряжении есть много способов.
Обычно они различаются по своей устойчивости к помехам и диапазону при одинаковой выходной мощности, а также по скорости передачи данных.
В зависимости от ситуации, в которой находится автомобиль, применяется другое кодирование, чтобы оптимально удовлетворить различные требования.
1 пример этого:
Автомобиль едет по сельской местности по дорогам без оживленного движения. Здесь не нужна высокая скорость передач, т.к. участников коммуникации немного. Но благодаря окружающей среде необходима устойчивая передача, поэтому применяют соответствующее кодирование.
2 пример этого:
Автомобиль стоит в пробке. Здесь не нужен большой диапазон, т.к. рядом стоят много автомобилей, которые могут передавать сигнал дальше (если необходимо). Поэтому выбирается кодирование, которое допускает возможно более высокую скорость передачи и тем самым на каждый автомобиль занята лишь небольшая мощность канала.
3 пример этого:
Автомобиль стоит в конце пробки. Важно, чтобы все автомобили, которые приближаются сзади, получили эту информацию, чтобы они были предупреждены. Поэтому выбирается кодирование, которое наиболее надежно и, тем самым, достигается большой диапазон.
4 пример этого:
Автомобиль движется с низкой скоростью и находится в безопасной ситуации, как сам, так и другие. Поэтому не нужен большой диапазон и может применяться кодирование, допускающее высокую скорость передачи.
Вышеописанное может применяться для любого выражения С2Х, также для С2Х на базе RKE.
В идеале, приемники автомобиля рассчитаны в соответствии с изобретением так, что все варианты кодирования могут декодироваться, а не должны находиться в специальном режиме, чтобы можно было принимать различные кодирования.
Это является гарантией того, что автомобиль, который посылает кодирование А, сможет также принимать послания с кодировкой В.
Особое преимущество в том, что техническим решением покрывается широкий диапазон.
1 пример кодирования:
В норме IEEE802.15.4 есть два режима. Однажды происходит кодирование с BPSK, что приводит к скорости передачи 20 kBit. Другой вариант кодируется с QPSK, что приводит к скорости передачи 100 kBit, но получает меньший диапазон, чем достигал как BPSK. Вначале передатчик находится в BPSK режиме, чтобы сообщения действительно поступали на приемник. Автомобиль получает предупреждение о стоящих в пробке и некоторое время затем сам стоит в пробке. Затем далее он посылает сообщение с BPSK, чтобы предупредить другие автомобили о пробке. После того как за ним выстраиваются другие автомобили, также попавшие в пробку, автомобиль переходит на QPSK, чтобы иметь большую скорость передачи, и регулярно передает короткие сообщения на автомобили поблизости, чтобы каждый автомобиль в пробке знал, насколько сильно разрастается пробка.
Изобретение относится к технике коммуникации и технике безопасности для автомобилей. В частности, изобретение относится к коммуникационному устройству для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, системе помощи водителю и автомобилю, включающему указанное коммуникационное устройство, способу передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру. Технический результат - улучшение коммуникации между транспортными средствами. Коммуникационное устройство, содержащее первый коммуникационный модуль для передачи первых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру и второй коммуникационный модуль для передачи выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, отличающееся тем, что первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном, а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота, причем второй коммуникационный модуль выполнен как модуль беспроводного доступа и разрешения передвижения. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 19 пр.
1. Коммуникационное устройство для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, включающее
- первый коммуникационный модуль (115, 116) для передачи первых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру и
- второй коммуникационный модуль (121, 124) для передачи выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, отличающийся тем, что первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном, а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота, причем второй коммуникационный модуль (121, 124) выполнен как модуль беспроводного доступа и разрешения передвижения.
2 Коммуникационное устройство по п.1, в котором первый коммуникационный модуль (115, 116) для передачи первых релевантных для автомобиля данных выполнен на базе WLAN.
3. Коммуникационное устройство по п.1, в котором при вторых релевантных для автомобиля данных речь идет о базовой информации, выбранной из группы, включающей идентификацию автомобиля, позицию автомобиля, скорость автомобиля и направление движения автомобиля.
4. Коммуникационное устройство по п.1, в котором в качестве вторых релевантных для автомобиля данных передаются только те данные, которые значительно изменились относительно последней передачи.
5. Коммуникационное устройство по п.1, в котором первые и вторые релевантные для автомобиля данные имеют идентификацию автомобиля; при этом соотнесение первых данных ко вторым происходит через эту идентификацию автомобиля.
6. Коммуникационное устройство по п.1, в котором первые и вторые релевантные для автомобиля данные передаются в одном формате.
7. Коммуникационное устройство по п.1, в котором коммуникационное устройство выполнено для помощи на перекрестках.
8. Коммуникационное устройство по п.1, в котором коммуникационное устройство передает вторые релевантные для автомобиля данные только тогда, когда работает мотор автомобиля, включена аварийка или определено ДТП.
9. Коммуникационное устройство по п.1, в котором для Congestion Control при коммуникации через второй коммуникационный модуль применяется Carrier Sense Multiple Access.
10. Коммуникационное устройство по п.1, в котором второй коммуникационный модуль (121, 124) применяется для передачи только приоритетных данных.
11. Коммуникационное устройство по п.1, в котором второй коммуникационный модуль (121, 124) выполнен для коммуникации между коммуникационным устройством и инфраструктурой.
12. Коммуникационное устройство по п.1, в котором второй коммуникационный модуль (121, 124) выполнен для периодической передачи пешеходу команды поиска.
13. Коммуникационное устройство по п.1, в котором второй коммуникационный модуль (121, 124) выполнен для предоставления резервирования для безопасного применения автомобиля.
14. Коммуникационное устройство по п.1, в котором коммуникационное устройство выполнено для слияния данных измерения простого сенсора окружающего поля с принимаемыми данными другого автомобиля или инфраструктуры для интерпретации ситуации.
15. Коммуникационное устройство по п.1, в котором первый коммуникационный модуль выполнен для выбора коммуникационного партнера и определения, через какое коммуникационное устройство и, при необходимости, через какой коммуникационный канал будет происходить последующая коммуникация между автомобилем и партнером.
16. Коммуникационное устройство по п.1, в котором второй коммуникационный модуль выполнен для одобрения построения коммуникационного соединения наружу и/или приемки коммуникационного соединения.
17. Коммуникационное устройство по п.1, которое выполнено для предупреждения соседнего автомобиля после ДТП с собственным автомобилем через второй коммуникационный модуль.
18. Коммуникационное устройство по п.1, которое выполнено для рассылки сообщения о приеме собственного идентификационного номера для защиты от кражи.
19. Коммуникационное устройство по п.1, в котором коммуникационное устройство имеет спящий режим, при этом коммуникационное устройство выполнено так, чтобы решить в спящем режиме идет ли в принятом сообщении речь специально об автомобиле или идет ли речь об общем С2Х-сообщении для множества автомобилей.
20. Коммуникационное устройство по одному из пунктов 1-19, которое выполнено для приема сообщений дорожных знаков (601) вторым коммуникационным модулем и для дальнейшего анализа принятого сообщения системой помощи водителю.
21. Система помощи водителю с коммуникационным устройством по одному из пунктов 1-20.
22. Автомобиль с коммуникационным устройством по одному из пунктов 1-20.
23. Способ передачи релевантных для автомобиля данных через мобильную коммуникацию на другой автомобиль или инфраструктуру, включающий следующие этапы:
передача первых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру первым коммуникационным модулем (115, 116);
передача выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру вторым коммуникационным модулем (121, 124), выполненным как беспроводной модуль доступа и разрешения перемещения,
причем первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном, а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота.
24. Способ по п.23, в котором используемый первый коммуникационный модуль (115, 116) выполнен для передачи первых релевантных для автомобиля данных на базе WLAN.
| Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек | 1923 |
|
SU2007A1 |
| Аппарат для копирования синек | 1940 |
|
SU62470A1 |
| Пломбировальные щипцы | 1923 |
|
SU2006A1 |
| Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек | 1923 |
|
SU2007A1 |
