DE19751092C2 - Kommunikationssystem und Verfahren zur Informationsübertragung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem und ein Ver­ fahren zur bidirektionalen, digitalen Informationsübertragung für Fahrzeuge.

Aus der Offenlegungsschrift DE 20 53 025 A ist bekannt, in Fahrzeugen eine Funksende- und Empfangsanlage vorzusehen, die beim Betätigen der Fahrzeugbremse ein Funksignal ausstrahlt und die entsprechenden, von anderen Fahrzeugen stammenden Funksignale empfängt und einer Warneinrichtung für den Fahr­ zeugführer zuleitet. Die Funksignale sollen durch eine ent­ sprechende Ausbildung der Antenne nur in Richtung nachfolgen­ der Fahrzeuge abgestrahlt werden.

Aus der Zeitschrift Funkschau 24/1996, Seiten 77 bis 79, ist eine Kombination aus Mobilfunk und dem Satelliten- Navigationssystem GPS (Global Positioning System) bekannt. Über eine Mobilfunkverbindung kann von einem Fahrzeug Infor­ mation unter Angabe des momentanen Standorts an eine Zentrale gesandt werden. Ein Fahrzeugführer kann von der Zentrale Kar­ tenmaterial für die gewünschte Strecke abrufen. Um in den Ge­ nuß dieses Systems zu kommen, muß ein Fahrzeugführer Gebühren an ein Telekommunikationsunternehmen bezahlen. Ferner findet kein unmittelbarer Informationsaustausch mit Fahrzeugen in der näheren Umgebung statt.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Kommunikationssystem und ein Verfahren zur lokalen Informationsübertragung von ver­ kehrsrelevanter Information für Fahrzeuge bereitzustellen.

Dieses Ziel wird mit einem Kommunikationssystem und einem Verfahren erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mehr und mehr Fahrzeuge sind mit Navigationseinrichtungen ausgestattet. Zudem sind digitale, schnurlose Telekommunika­ tionssysteme, beispielsweise nach dem DECT-Standard (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), kostengünstig erhält­ lich. Ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem kann bei­ spielsweise durch Erweiterung eines Navigationssystems mit einem DECT-Modul und Anpassung der Software geschaffen wer­ den.

Durch eine lokale, periodische Kommunikation zwischen Fahr­ zeugen, aber auch zwischen einem Fahrzeug und einer in der Nähe der Fahrbahn stationär angeordneten Einrichtung kann sich ein Fahrzeugführer oder ein Rechner im Fahrzeug ein Bild über den Nahbereich des Fahrzeugs machen. Dabei ist ein Be­ reich von wenigen Metern bis zu 10 km und bevorzugt ein Be­ reich bis zu 2 km von Interesse. Hierzu kann beispielsweise periodisch die GPS-Position, die Richtung und/oder die Ge­ schwindigkeit jedes mit einer solchen Einrichtung ausgestat­ teten Fahrzeugs gesendet werden. Aus den fortlaufend gesende­ ten Positionsdaten eines Fahrzeugs kann dessen Bewegung in Bezug auf den Empfänger ermittelt und hinsichtlich einer mög­ lichen Gefahr ausgewertet werden.

Es kann auf externe Sendestationen und Vermittlungsanlagen verzichtet werden, da erfindungsgemäße Kommunikationssysteme in der Lage sind, direkte Verbindungen zwischen Fahrzeugen aufzubauen.

Ergibt sich aus einer Geschwindigkeitsdifferenz von Kraft­ fahrzeugen, die sich in derselben Richtung bewegen, daß sich ein Fahrzeug sehr schnell nähert, beispielsweise bei einem Unfall oder einem Stau, so kann der Fahrzeugführer oder ein Rechner im Fahrzeug rechtzeitig gewarnt werden. Dasselbe gilt, wenn sich zwei Fahrzeuge, die mit erfindungsgemäßen Kommunikationssystemen ausgestattet sind, einer unübersicht­ lichen Kreuzung nähern.

Auf unübersichtlichen Landstraßen kann vor einem Überholvor­ gang gewarnt werden, wenn ein Signal eines entgegenkommenden Fahrzeugs empfangen wird.

Fahrzeuge, die mit einem erfindungsgemäßen Kommunikationssy­ stem ausgerüstet sind, können über stationäre Sendeeinheiten mit Verkehrs - oder Verkehrsleitinformation von einer Zentra­ le aus versorgt werden. Die Information kann auf das Gebiet, in dem sich das Fahrzeug bewegt und dessen Bewegungsrichtung abgestimmt sein. Mittels stationärer Empfangseinheiten kann der Verkehrsfluß zur Gewinnung von Verkehrsleitinformation ausgewertet werden.

Das vorgestellte Kommunikationssystem eignet sich für die Führung eines oder mehrerer unbemannter, automatisch gesteu­ erter Fahrzeuge. Es kann beispielsweise ein bemannter Last­ kraftwagen einen hinter ihm fahrenden Lastkraftwagen mit den nötigen Leitinformationen versorgen, dessen Fahrer gerade ruht.

Zum Schutz vor Diebstahl eines Fahrzeugs mit erfindungsgemä­ ßem Kommunikationssystem, kann eine Diebstahlsicherung vorge­ sehen werden, die bei einer unberechtigter Inbetriebnahme oder Öffnung des Fahrzeugs ein Warnsignal über das Kommunika­ tionssystem aussendet. Wird dieses Warnsignal von einer sta­ tionären Einheit oder einem anderen Verkehrsteilnehmer aufge­ fangen, kann die Polizei, gegebenenfalls automatisch, benach­ richtigt werden.

Vorzugsweise ist ein Notfallkanal eingerichtet, auf dem In­ formation übermittelt wird, die eine Gefahrensituation signa­ lisiert. Damit eine besonders schnelle Datenübertragung er­ folgen kann, kann der Notfallkanal eine größere Bandbreite als sonstige Kommunikationskanäle aufweisen. Die größere Bandbreite wird vorzugsweise nur nach Absenden eines Not­ fallcodes in einer kritischen Verkehrssituation bereitge­ stellt. Gleichzeitig kann die Bandbreite für eine Datenüber­ mittlung zu unbeteiligten Fahrzeugen verringert werden. Die Kommunikation mit unbeteiligten Fahrzeugen kann auch völlig eingestellt werden.

Wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig Information auf dem Not­ fallkanal senden, kann die Auswertung der gesendeten Informa­ tion bei einem dritten Fahrzeug gestört sein. Dieses Problem läßt sich lösen, indem die Sender nach einem innerhalb be­ stimmter Grenzen zufällig gewählten Zeitraum ihre Sendung wiederholen, bis das dritte Fahrzeug eine Bestätigung sendet.

Haben zwei mit erfindungsgemäßen Kommunikationssystemen aus­ gerüstete Fahrzeuge einen Mindestabstand zueinander unter­ schritten, so können sie die Informationsübertragung mittels einer weiteren Sende-/Empfangseinheit mit einer kürzeren Reichweite beispielsweise mittels einer optischen Datenüber­ tragung fortsetzen. Dies empfiehlt sich insbesondere in einer Gefahrensituation oder bei Nutzung des Kommunikationssystems für eine Fahrdynamikregelung, einem Fahrerassistenzsystem, einer automatischen Fahrzeugsteuerung oder einer Unfallwarn­ sensorik. Dabei können von einem Fahrzeug empfangene oder mit einem Sensor erfaßte Daten an ein weiteres Fahrzeug gesendet werden. Es kann eine Kette von Fahrzeugen zwecks Informati­ onsaustausch gebildet werden.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Kommunika­ tionssystem in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Eine Sende- /Empfangseinheit sendet periodisch ein Signal, um sich bei einem anderen eventuell in Reichweite befindlichen Kommunika­ tionssystem anzumelden. Wird dieses Signal von einem Kommuni­ kationssystem empfangen, das in einem anderen Fahrzeug oder einer stationären Einheit angeordnet ist, so wird dem empfan­ genen Sender von einer Synchronisationseinheit ein Übertra­ gungskanal zugeordnet.

Über diesen Übertragungskanal werden fortlaufend die GPS- Positionen ausgetauscht. Aus den aufeinanderfolgenden GPS- Positionen eines Fahrzeugs kann entweder ein Prozessor des empfangenden oder sendenden Kommunikationssystems die Bewe­ gungsrichtung und die Geschwindigkeit des entsprechenden Fahrzeugs bestimmen und auswerten oder senden lassen. Die Ge­ schwindigkeitsinformation kann aber auch direkt vom Tachome­ ter des Fahrzeugs gewonnen und von der Sende-/Empfangseinheit gesendet werden.

Die Sende-/Empfangseinheit und die Synchronisationseinheit sind in einem DECT-Modul integriert. Für den lokalen Daten­ austausch im Nahbereich des Fahrzeugs sind DECT-Module mit einer typischen Reichweite im freien Gelände von etwa 2 km besonders geeignet.

Das Kommunikationssystem überwacht gleichzeitig das Bewe­ gungsbild mehrerer Fahrzeuge, deren Kommunikationssysteme an­ gemeldet sind. Die Bewegungsbilder können individuellen Fahr­ zeugen zugeordnet werden, da ein Kommunikationssystem ver­ schiedenen Sendern unterschiedliche Kanäle zuordnen kann. Die einem bestimmten Kanal zugeordneten Positionsmeldungen eines bestimmten Fahrzeugs können somit separat ausgewertet werden.

Erhält der Prozessor im Fahrzeug ein Signal, das beispiels­ weise von einem schlagartigen Durchtreten eines Bremspedals oder der Auslösung eines Airbags dient, so gibt er diese Sta­ tusinformation an die Sende-/Empfangseinheit aus, die diese Information an das angemeldete Kommunikationssystem oder ei­ ner Mehrzahl von angemeldeten Kommunikationssystemen sendet. Dort wird der Fahrer über eine Anzeige oder eine Sprachausga­ be gewarnt. Über ein Fahrerassistenzsystem kann automatisch eine Geschwindigkeitsdrosselung bewirkt werden.

Claims (10)

1. Kommunikationssystem zur bidirektionalen, digitalen Informationsübertragung zwischen Fahrzeugen, von denen jedes aufweist:

• 1. eine Sende-/Empfangseinheit
• 2. eine Synchronisationseinheit, die einem empfangenen Sender einen Übertragungskanal zuordnet,
• 3. einen Prozessor, der Information über den Status des Fahrzeugs an die Sende-/Empfangseinheit ausgibt oder von der Empfangseinheit empfangene Information auswertet.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fahrzeug ein GPS-Modul aufweist und wiederholt seine aktuelle Position sendet.

3. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationseinheit einer Mehrzahl von Sendern jeweils einen eigenen Kanal zur Überwachung der Bewegungsbilder der zugehörigen Fahrzeuge zuordnet.

4. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Übertragungskanal zur Übermittlung von Information zwischen einem Fahrzeug und einer stationären Sende- oder Empfangseinheit.

5. Kommunikationssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Sendeeinheit ortsbezogene Information an das Fahrzeug übermittelt.

6. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Notfallkanal zur Übermittlung von Notfallinformation, die zur Erkennung einer Gefahrensituation relevant ist.

7. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Sende- /Empfangseinheit zur Übertragung von Notfallinformation, wenn sich das Fahrzeug in enger Nähe zu dem Fahrzeug befindet, das die Notfallinformation sendet.

8. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der folgenden Systeme von der Sende-/Empfangseinheit empfangene Information auswerten:

• 1. automatischer Geschwindigkeitsregler,
• 2. Fahrdynamikregler,
• 3. Spurwechselprüfer,
• 4. Überholwarner,
• 5. automatische Fahrzeugsteuerung
• 6. Unfallwarner,
• 7. Vorfahrtwarner,
• 8. Unfallschreiber,
• 9. Diebstahlwarner.

9. Verfahren zur bidirektionalen, digitalen Informationsübertragung zwischen einem Fahrzeug und einer stationären Sende- oder Empfangseinheit, mit den Schritten:

• 1. eine Sende-/Empfangseinheit des Fahrzeugs mit einer Reichweite, die lediglich den Nahbereich des Fahrzeugs erfaßt, wird mit einer stationären Sendeeinheit synchronisiert, so daß eine Informationsübertragung auf einem gemeinsamen Kanal erfolgen kann,
• 2. ein Prozessor im Fahrzeug wertet von der Sende- /Empfangseinheit empfangene Information aus.

10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig auf demselben Kanal sendende Sende-/Empfangseinheiten die gesendete Information in einem nach dem Zufallsprinzip gewählten Zeitabstand von der vorangegangenen Sendung wiederholen.