WO2026002947A1 - Method for creating a communication link between a traffic system and a vehicle - Google Patents
Method for creating a communication link between a traffic system and a vehicleInfo
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Abstract
Description
Beschreibung Description
Verfahren zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Verkehrssystem und einem Fahrzeug Method for establishing a communication link between a traffic system and a vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Verkehrssystem und einem Fahrzeug. The invention relates to a method for establishing a communication link between a traffic system and a vehicle.
Aus dem Stand der Technik sind Verkehrssysteme für Fahrzeuge bekannt, bei welchen eine permanente Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Verkehrssystem hergestellt und während des Aufenthalts des Fahrzeugs innerhalb des Verkehrssystems aufrechterhalten wird. Über diese Kommunikationsverbindung können Informationen zwischen dem Fahrzeug und dem Verkehrssystem ausgetauscht werden. Bei Verkehrssystemen, bei welchen das Verkehrssystem die Steuerung des Fahrzeugs teilweise oder vollständig übernimmt, werden über diese Kommunikationsverbindung Fahranweisungen oder Steuerbefehle an das Fahrzeug gesendet. Bei solchen Verkehrssystem erfolgt eine direkte Kommunikation, d. h. es wird eine separate Kommunikationsverbindung zu jedem Fahrzeug aufgebaut, sodass an jedes Fahrzeug individualisierte Informationen bzw. Fahranweisungen und Steuerbefehle gesendet werden können bzw. individuelle Informationen von diesem Fahrzeug empfangen werden können. Vehicle traffic systems are known from the prior art in which a permanent communication link is established and maintained between the vehicle and the traffic system while the vehicle is within the traffic system. Information can be exchanged between the vehicle and the traffic system via this communication link. In traffic systems where the system partially or completely takes over the control of the vehicle, driving instructions or control commands are sent to the vehicle via this communication link. Such traffic systems use direct communication, meaning a separate communication link is established with each vehicle, allowing individualized information, driving instructions, and control commands to be sent to and received from each vehicle.
Für die Herstellung der Kommunikationsverbindungen stehen verschiedene Kommunikationstechnologien zur Verfügung, beispielsweise lokale oder globale Kommunikationsnetzwerke, Mobilfunk- oder Übertragungsstandards, die jeweils eine definierte Kommunikationsbandbreite aufweisen. Innerhalb dieser Kommunikationsbandbreite können für die jeweilige Kommunikationstechnologie verschiedene Kommunikationskanäle definiert sein, die jeweils einen Teil dieser Kommunikationsbandbreite in Anspruch nehmen. Various communication technologies are available for establishing communication connections, such as local or global communication networks, mobile communication or transmission standards, each with a defined communication bandwidth. Within this communication bandwidth, different communication channels can be defined for the respective communication technology, each utilizing a portion of this bandwidth.
Da innerhalb eines Verkehrssystems zwischen den verschiedenen Fahrzeugen und dem Verkehrssystem eine Vielzahl von Kommunikationsverbindungen aufgebaut werden müssen, müssen die Kommunikationsverbindungen auf die bestehenden Kommunikationstechnologien, insbesondere auf die verschiedenen Kommunikationskanäle, verteilt werden, um eine zu hohe Auslastung eines einzelnen Kommunikationskanals zu vermeiden. Aus dem Stand der Technik sind hierfür dynamische Verfahren bekannt, bei welchen während des laufenden Betriebs die Auslastung der Kanäle geprüft wird und gegebenenfalls eine bestehende Kommunikationsverbindung von einem Kommunikationskanal auf einen anderen Kommunikationskanal verlegt wird. Ein solcher Kanalwechsel ist aber sehr aufwendig. Zudem entstehen beim Kanalwechsel Latenzen, durch die es zu einer geringfügigen Verzögerung bei der Übertragung von Informationen, Fahranweisungen oder Steuerbefehlen kommen kann. Since a large number of communication links must be established between the various vehicles and the traffic system within a transport system, the communication links must be based on the existing ones. Communication technologies, particularly across different communication channels, are distributed to prevent excessive load on any single channel. Dynamic methods are known in the art for this purpose, in which channel load is monitored during operation and, if necessary, an existing communication connection is switched from one channel to another. However, such channel switching is very resource-intensive. Furthermore, channel switching introduces latency, which can lead to a slight delay in the transmission of information, driving instructions, or control commands.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung zwischen ein Verkehrssystem und ein Fahrzeug bereitzustellen, dass eine einfache und zuverlässige Herstellung einer permanenten Kommunikationsverbindung zwischen dem Verkehrssystem und einem Fahrzeug ermöglicht. The object of the invention is to provide a method for establishing a communication link between a traffic system and a vehicle that enables a simple and reliable establishment of a permanent communication link between the traffic system and a vehicle.
Zu Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Verkehrssystem und einem Fahrzeug vorgesehen, wobei das Verkehrssystem ein Kommunikationssystem und das Fahrzeug eine Kommunikationsvorrichtung zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung aufweisen, wobei für das Kommunikationssystem und die Kommunikationsvorrichtung mehrere Kommunikationsmodelle zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zur Verfügung stehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: To solve the problem, a method for establishing a communication link between a traffic system and a vehicle is provided, wherein the traffic system has a communication system and the vehicle has a communication device for establishing a communication link, wherein several communication models are available for the communication system and the communication device for establishing a communication link, and wherein the method comprises the following steps:
- Anmelden des Fahrzeugs am Verkehrssystem, insbesondere durch Senden einer Anfrage von der Kommunikationsvorrichtung an das Kommunikationssystem, - Registering the vehicle with the traffic system, in particular by sending a request from the communication device to the communication system,
- Zuweisen eines Kommunikationsmodells für die Kommunikationsverbindung zwischen dem Kommunikationssystem und der Kommunikationsvorrichtung während der Durchfahrt des Fahrzeugs durch die Verkehrsfläche, insbesondere für den gesamten Aufenthalt auf der Verkehrsfläche, - Aufbau einer Kommunikationsverbindung und Beibehaltung der Kommunikationsverbindung zwischen dem Kommunikationssystem und der Kommunikationsvorrichtung über das festgelegte Kommunikationsmodell. - Assigning a communication model for the communication link between the communication system and the communication device during the vehicle's passage through the traffic area, in particular for the entire time spent on the traffic area, - Establishing and maintaining a communication link between the communication system and the communication device via the defined communication model.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, durch die Zuweisung eines Kommunikationsmodells für den Aufenthalt innerhalb des Verkehrssystems aufwändige Kanalwechsel und Latenzen aufgrund eines Wechsels des Kommunikationsmodells zu vermeiden. Um eine Überbelegung eines Kommunikationskanals bzw. eines Kommunikationsmodells zu vermeiden oder um die gegenseitige Beeinflussung von Kommunikationsverbindungen möglich gering zu halten, erfolgt die Zuweisung des Kommunikationsmodell zentral durch das Verkehrssystem, wobei die Zuweisung nach festgelegten Kriterien erfolgt. Die Zuweisung der Kommunikationsmodelle erfolgt hierbei insbesondere derart, dass während des gesamten Betriebes des Verkehrssystems eine gleichmäßige Auslastung der zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodelle sichergestellt bzw. eine zu hohe Auslastung einzelner Kommunikationsmodelle bzw. die Beeinflussung der Kommunikationsverbindungen untereinander vermieden wird. The invention is based on the idea of avoiding costly channel switching and latency caused by changing communication models by assigning a single communication model for each user within the traffic system. To prevent over-congestion of a communication channel or model, or to minimize mutual interference between communication links, the traffic system centrally assigns the communication model according to predefined criteria. In particular, the assignment of communication models is designed to ensure a consistent utilization of the available communication models throughout the entire operation of the traffic system, preventing excessive utilization of individual communication models or interference between communication links.
Beispielsweise sind die Kommunikationsmodelle Kommunikationskanäle einer Kommunikationstechnologie, wobei die Auswahl des Kommunikationsmodells die Auswahl des Kommunikationskanals umfasst. Innerhalb einer Kommunikationstechnologie steht jeweils eine gewisse Kommunikationsbandbreite zur Verfügung, die üblicherweise in verschiedene Kommunikationskanäle aufgeteilt ist, die jeweils einen Teil dieser Kommunikationsbandbreite beanspruchen. Durch die Verteilung auf die unterschiedlichen Kommunikationskanäle ist sichergestellt, dass die zur Verfügung stehende Bandbreite bestmöglich ausgenutzt wird. Insbesondere wird dabei darauf geachtet, dass sich die Kommunikationsverbindungen der einzelnen Kommunikationskanäle möglichst wenig gegenseitig beeinflussen. For example, communication models are communication channels within a communication technology, and the selection of the communication model includes the selection of the communication channel. Within a communication technology, a certain communication bandwidth is available, which is typically divided into various communication channels, each utilizing a portion of this bandwidth. Distributing the bandwidth across different communication channels ensures that it is used as efficiently as possible. In particular, care is taken to minimize mutual interference between the communication connections of the individual communication channels.
Optional oder ergänzend können die Kommunikationsmodelle auch mehrere Kommunikationstechnologien umfassen, wobei die Auswahl des Kommunikationsmodells die Auswahl der Kommunikationstechnologie umfasst. Beispielsweise können verschiedene Mobilfunk- oder Übertragungsstandards oder verschiedene Kommunikationsnetzwerke zur Verfügung stehen, wobei die Zuweisung des Kommunikationsmodells eine Verteilung auf die unterschiedlichen Kommunikationstechnologien sowie die Auslastung jeder einzelnen Kommunikationstechnologie berücksichtigt. Insbesondere können innerhalb einer Kommunikationstechnologie mehrere Kommunikationskanäle vorhanden sein, wobei die Zuweisung des Kommunikationsmodells die Anzahl und die Art der Kommunikationskanäle der einzelnen Kommunikationstechnologien umfasst. Optionally or additionally, the communication models can also include several communication technologies, whereby the selection of the communication model includes the selection of the communication technology. For example, different mobile communication or transmission standards, or different communication networks, may be available, and the assignment of the communication model takes into account the distribution across the different communication technologies as well as the utilization of each individual communication technology. In particular, multiple communication channels may exist within a single communication technology, and the assignment of the communication model includes the number and type of communication channels of each communication technology.
Vorzugsweise ist das Kommunikationsmodell durchgehend dasselbe Kommunikationsmodell, sodass keine Wechsel zwischen Kommunikationsmodellen erforderlich sind. Aufwändige Technologien oder Verfahren, um während eines solchen Wechsels des Kommunikationsmodells die Kommunikationsverbindung aufrechtzuerhalten und die benötigte Übertragungsgeschwindigkeit und -Sicherheit sicherzustellen, sind somit nicht erforderlich. Preferably, the communication model remains the same throughout, eliminating the need for switching between models. Therefore, complex technologies or procedures for maintaining the communication link and ensuring the required transmission speed and security during such model changes are unnecessary.
Vorzugsweise können die Kommunikationsmodelle auch jeweils für definierte Bereiche des Verkehrsfläche festgelegt werden und an definierten Übergabestellen zwischen den Bereichen kann ein Wechsel zwischen zwei Kommunikationsmodellen geplant und durchgeführt werden. Die Übergabestellen werden hierbei so gewählt, dass an diesen ein schneller und zuverlässiger Wechsel der Kommunikationsverbindung zwischen zwei Kommunikationstechnologien möglich ist. Insbesondere sind die Übergabestellen so gewählt, dass an diesen eine geringfügige Verzögerung bei der Information bzw. Signalübertragung tolerabel, insbesondere unkritisch für die Sicherheit, ist. Die Zuweisung der Kommunikationsmodelle für definierte Bereiche kann den Vorteil haben, dass für jeden Bereich das bestmögliche Kommunikationsmodell ausgesucht werden kann. Zudem kann die Auslastung aller zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodelle jeweils bereichsweise definiert werden, wodurch insgesamt über das gesamte Verkehrssystem eine bessere Auslastung aller Kommunikationsmodelle möglich ist Beispielsweise erfolgt die Zuweisung des Kommunikationsmodell in Abhängigkeit von den bestehenden Kommunikationsverbindungen der einzelnen Kommunikationsmodelle. Das heißt, es werden die Verteilung der bestehenden Kommunikationsverbindungen auf die zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodelle und/oder die Auslastung der zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodelle durch die bestehenden Kommunikationsverbindungen berücksichtigt. Preferably, the communication models can be defined for specific areas of the traffic surface, and a switch between two communication models can be planned and implemented at defined transfer points between these areas. These transfer points are selected to allow for a fast and reliable change of communication link between the two communication technologies. In particular, the transfer points are chosen so that a slight delay in information or signal transmission is tolerable and, especially, not critical for safety. Assigning communication models to defined areas offers the advantage of selecting the best possible communication model for each area. Furthermore, the utilization of all available communication models can be defined for each area, resulting in better overall utilization of all communication models across the entire traffic system. For example, the assignment of the communication model depends on the existing communication connections of the individual communication models. This means that the distribution of existing communication connections across the available communication models and/or the utilization of the available communication models by the existing communication connections are taken into account.
Des Weiteren kann für die Kommunikationsmodelle eine Abfolge definiert sein, in der die Zuweisung der Kommunikationsmodellen erfolgt und die Kommunikationsverbindungen werden zyklisch in der festgelegten Abfolge den Kommunikationsmodellen zugewiesen. Beispielsweise werden bei der Festlegung der Abfolge bekannte oder zu erwartende Beeinflussungen zwischen verschiedenen Kommunikationsmodellen, beispielsweise zwischen benachbarten Kommunikationskanälen, berücksichtigt. Insbesondere werden durch die Abfolge zunächst diejenigen Kommunikationsmodelle ausgewählt, deren Beeinflussung untereinander gering ist. Erst wenn diese Kommunikationsmodelle durch Kommunikationsverbindungen belegt sind, werden die übrigen Kommunikationsmodelle verwendet. Insbesondere kann die Abfolge auch eine höhere Belegung verschiedener Kommunikationsmodelle, beispielsweise bestimmter Kommunikationstechnologien, mit Kommunikationsverbindungen berücksichtigen, wenn für dieses Kommunikationsmodell mehr Kommunikationsverbindungen ohne gegenseitige Beeinflussung möglich sind als für ein anderes Kommunikationsmodell. Furthermore, a sequence can be defined for the communication models, in which the assignment of the communication models takes place, and the communication connections are cyclically assigned to the communication models in the defined sequence. For example, known or expected interactions between different communication models, such as between adjacent communication channels, are taken into account when defining the sequence. In particular, the sequence initially selects those communication models whose interactions with each other are minimal. Only when these communication models are occupied by communication connections are the remaining communication models used. Specifically, the sequence can also accommodate a higher allocation of communication connections to various communication models, such as specific communication technologies, if more communication connections without mutual interference are possible for that communication model than for another communication model.
Optional können auch zunächst innerhalb eines Kommunikationsmodells oder innerhalb einer Kommunikationstechnologie mehrereOptionally, several can initially be included within a communication model or within a communication technology.
Kommunikationsverbindungen aufgebaut werden, bevor für die Zuweisung auf ein anderes Kommunikationsmodell oder eine andere Kommunikationstechnologie gewechselt wird. Vorzugsweise wird für jedes Kommunikationsmodell ein Schwellwert für die Anzahl der Kommunikationsverbindungen festgelegt und die Kommunikationsverbindungen dem Kommunikationsmodell werden zugewiesen, bis der Schwellwert erreicht ist. Dadurch kann zunächst die Auslastung eines Kommunikationsmodells erfolgen, während ein anderes Kommunikationsmodell als Reserve zurückgehalten wird, falls zusätzliche Kommunikationsverbindungen erforderlich sind. Communication connections are established before switching to a different communication model or technology. Preferably, a threshold for the number of communication connections is defined for each communication model, and the communication connections are assigned to that model until the threshold is reached. This allows the utilization of a communication model to be monitored. Communication models are implemented, while another communication model is held back as a reserve in case additional communication links are needed.
Vorzugsweise erfolgt die Zuweisung eines Kommunikationsmodells in Abhängigkeit davon, dass die Beeinflussung bestehender Kommunikationsverbindung minimiert wird oder gering gehalten wird. Preferably, the assignment of a communication model depends on minimizing or keeping the impact on existing communication links low.
Insbesondere kann bei der Zuweisung des Kommunikationsmodells die für das Fahrzeug vorgesehene Fahrstrecke berücksichtigt werden. Das heißt es werden die Bereiche, durch die das Fahrzeug sich bewegt und oder die voraussichtliche Fahrzeit berücksichtigt. Insbesondere kann durch die Berücksichtigung der Fahrstrecke eine Einschätzung des Zeitraums erfolgen, über welchen eine Kommunikationsverbindung aufrechterhalten werden muss, sodass abgeschätzt werden kann, wann das für diese Kommunikationsverbindung ausgewählte Kommunikationsmodell nicht mehr durch die Kommunikationsverbindung belegt ist. Beispielsweise kann so ein Kommunikationsmodell, für das in Kürze die Beendigung einer Kommunikationsverbindung zu erwarten ist, bereits einen neuen Kommunikationsverbindung zugewiesen werden. Insbesondere können Kommunikationsmodelle für verschiedene Kommunikationsverbindungen berücksichtigt werden, wenn aufgrund der Auswahl der Fahrstrecke der Fahrzeuge festgestellt wird, dass der Abstand der Fahrstrecke und somit der Abstand der Sendeeinrichtungen für die jeweiligen Kommunikationsverbindungen ausreichend groß ist, dass eine gegenseitige Beeinflussung der Kommunikationsverbindungen ausgeschlossen werden kann. In particular, the vehicle's planned route can be taken into account when assigning the communication model. This means considering the areas the vehicle will travel through and/or the expected travel time. Specifically, considering the route allows for an estimation of the period for which a communication link must be maintained, enabling an estimation of when the selected communication model will no longer be occupied by that link. For example, a communication model whose connection is about to end can be reassigned to a new one. Furthermore, communication models for different connections can be considered if, based on the vehicle's route selection, it is determined that the distance between the routes, and thus the distance between the transmitting devices for the respective connections, is sufficiently large to prevent mutual interference.
Insbesondere kann die Zuweisung des Kommunikationsmodell zu den bestehenden Kommunikationsverbindungen der einzelnen Kommunikationsmodelle entlang der vorgesehenen Fahrstrecke berücksichtigt werden. Beispielsweise können Kommunikationsmodelle entlang einer vorgesehenen Fahrstrecke reserviert werden, sodass diese nicht für andere Fahrzeuge zur Verfügung stehen. Insbesondere kann für die Fahrstrecke für verschiedene Bereiche jeweils die Kommunikationsverbindungen ausgewählt werden, wodurch gegebenenfalls eine schnellere Übergabe zwischen den Kommunikationsmodellen erfolgen kann. Insbesondere können bevorstehende Beeinflussungen zwischen den Kommunikationsverbindungen vorhergesehen und somit, beispielsweise durch die Auswahl der Fahrstrecke oder durch eine rechtzeitige Übergabe an ein anderes Kommunikationsmodell, vermieden werden. In particular, the assignment of the communication model to the existing communication connections of the individual communication models along the planned route can be taken into account. For example, communication models along a planned route can be reserved so that they are not available to other vehicles. Specifically, the communication connections for different areas of the route can be selected. This will enable faster handovers between communication models, if necessary. In particular, impending interference between communication links can be anticipated and thus avoided, for example, by selecting the route or by handing over to another communication model in a timely manner.
Bei der Zuweisung des Kommunikationsmodells können auch die Fahrstrecken der Fahrzeuge, zu denen eine Kommunikationsverbindung besteht und die für diese Kommunikationsverbindungen verwendeten Kommunikationsmodelle berücksichtigt werden. When assigning the communication model, the routes of the vehicles to which a communication link exists and the communication models used for these communication links can also be taken into account.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen: Further advantages and features will become apparent from the following description in conjunction with the attached drawings. These show:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verkehrssystems; Figure 1 shows a schematic representation of a transport system;
Figur 2 eine Darstellung der für das Verkehrssystem zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodelle zwischen dem Verkehrssystem und einem Fahrzeug; Figure 2 shows a representation of the communication models available for the traffic system between the traffic system and a vehicle;
Figur 3 ein Ablaufdiagramm zur Auswahl eines Kommunikationsmodells zur Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und dem Verkehrssystem. Figure 3 shows a flowchart for selecting a communication model for communication between a vehicle and the traffic system.
In Figur 1 ist ein Verkehrssystem 10 gezeigt. Das Verkehrssystem 10 hat einen Verkehrsfläche 12, auf der sich Fahrzeuge 14 bewegen können, sowie mehrere Überwachungssensoren 16, die den gesamten Verkehrsraum 12 sowie die sich in dem Verkehrsraum 12 bewegenden Fahrzeuge 14 und Verkehrsteilnehmer erfassen können. Des Weiteren weist das Verkehrssystem 10 eine Steuereinheit 18 sowie eine Kommunikationseinrichtung 20 zum Aufbau jeweils einer separaten Kommunikationsverbindung 22 zu den Fahrzeugen 14 auf. Figure 1 shows a traffic system 10. The traffic system 10 has a traffic area 12 on which vehicles 14 can move, as well as several monitoring sensors 16 that can detect the entire traffic area 12 and the vehicles 14 and road users moving within it. Furthermore, the traffic system 10 has a control unit 18 and a communication device 20 for establishing separate communication links 22 to each of the vehicles 14.
Die Verkehrsfläche 14 ist in der hier gezeigten Ausführungsform ein Parkraum und das Verkehrssystem 10 ein Parksystem für Fahrzeuge. Die Verkehrsfläche 14 weist Parkflächen 24 sowie Fahrwege 26 auf, über die Fahrzeuge 12 zu den Parkflächen gelangen können. In the embodiment shown here, traffic area 14 is a parking space and traffic system 10 is a parking system for vehicles. Traffic area 14 has Parking areas 24 and access roads 26, via which vehicles 12 can reach the parking areas.
Die Steuereinheit 18 kann auf Grundlage der von den Überwachungssensoren 16 erfassten Informationen über den Verkehrsraum 12 sowie der sich darin bewegenden Fahrzeuge 14 für jedes der Fahrzeuge 14 eine Fahrstrecke 28 innerhalb des Verkehrsraums 12 bestimmen und entsprechende Fahranweisungen bzw. Steuerbefehle für die Fahrzeuge 14 ermitteln. Diese Fahranweisungen bzw. Steuerbefehle können über die Kommunikationsverbindung 22 an die Fahrzeuge 14 gesendet werden. Based on the information about the traffic area 12 and the vehicles 14 moving within it, acquired by the monitoring sensors 16, the control unit 18 can determine a route 28 within the traffic area 12 for each vehicle 14 and generate corresponding driving instructions or control commands for the vehicles 14. These driving instructions or control commands can be sent to the vehicles 14 via the communication link 22.
Die Fahrzeuge 14 haben jeweils eine Kommunikationseinheit 30 zum Aufbau der Kommunikationsverbindung 22 mit der Kommunikationseinrichtung 20. Über die Kommunikationseinheit 30 bzw. die Kommunikationsverbindung 22 können die Fahrzeuge 14 die Steuerbefehle empfangen und an eine Fahrzeugsteuerung 32 weiterleiten. Die Fahrzeugsteuerung 32 kann die Steuerbefehle umsetzen, so dass die Fahrzeuge 14 vom Verkehrssystem 10, insbesondere ferngesteuert, durch den Verkehrsraum 12 bewegt werden. Each of the vehicles 14 has a communication unit 30 for establishing a communication link 22 with the communication device 20. Via the communication unit 30 or the communication link 22, the vehicles 14 can receive control commands and forward them to a vehicle control unit 32. The vehicle control unit 32 can execute the control commands so that the vehicles 14 are moved through the traffic area 12 by the traffic system 10, in particular remotely.
Das Verkehrssystem 10 weist des Weiteren einen Übergabebereich 34 auf. Ein Fahrzeugnutzer kann sein Fahrzeug 14 im Übergabebereich 34 an das Parksystem übergeben. Anschließend stellt das Parksystem eine Kommunikationsverbindung 22 mit dem Fahrzeug 14 her, wobei das Fahrzeug, insbesondere im Übergabebereich 34, eindeutig identifiziert wird, und steuert dieses anschließend über das Senden der Steuerbefehle ferngesteuert an einen Parkplatz 36 auf der Parkfläche 24. The traffic system 10 also has a transfer area 34. A vehicle user can hand over their vehicle 14 to the parking system in the transfer area 34. The parking system then establishes a communication link 22 with the vehicle 14, whereby the vehicle is uniquely identified, particularly in the transfer area 34, and subsequently controls it remotely by sending control commands to a parking space 36 in the parking area 24.
Will der Fahrzeugnutzer sein Fahrzeug 14 nutzen, wird erneut eine Kommunikationsverbindung 22 mit dem Fahrzeug 14 aufgebaut und das Fahrzeug 14 über entsprechende Steuerbefehle an den Übergabebereich 34 gefahren, an dem der Fahrzeugnutzers sein Fahrzeug 14 entgegennehmen kann. Das Verkehrssystem 10 überwacht die Fahrzeuge 14 innerhalb des Verkehrsraumes 12 mit den Überwachungssensoren 16 und kann basierend auf den Informationen der Überwachungssensoren 16 die Steuerbefehle bzw. Fahranweisungen für die Fahrzeuge 14 gegebenenfalls korrigieren, um beispielsweise sicherzustellen, dass sich die Fahrzeug 14 entlang der ermittelten Fahrstrecken 28 bewegen oder um auf kritische Situationen reagieren oder deren Entstehung verhindern zu können. If the vehicle user wants to use his vehicle 14, a communication connection 22 is established again with the vehicle 14 and the vehicle 14 is driven to the transfer area 34 via corresponding control commands, where the vehicle user can take possession of his vehicle 14. The traffic system 10 monitors the vehicles 14 within the traffic area 12 with the monitoring sensors 16 and can, based on the information from the monitoring sensors 16, correct the control commands or driving instructions for the vehicles 14 if necessary, in order to ensure, for example, that the vehicles 14 move along the determined routes 28 or to be able to react to critical situations or prevent their occurrence.
Die Steuerung der Fahrzeuge 14 innerhalb des Verkehrsraums 12 wird hierbei vollständig vom Verkehrssystem 10 übernommen. Das Verkehrssystem 10 übernimmt sowohl die Überwachung der Fahrzeuge 14 und des Verkehrsraums 12 wie auch die Steuerung der Fahrzeuge 14. The control of the vehicles 14 within the traffic area 12 is completely taken over by the traffic system 10. The traffic system 10 is responsible for both monitoring the vehicles 14 and the traffic area 12, as well as controlling the vehicles 14.
Die Steuerung des Fahrzeugs 14 umfasst hierbei das Senden von Fahranweisungen und/oder Steuerbefehlen, die vom Fahrzeug 14, insbesondere halbautomatisiert oder automatisiert, umgesetzt werden sowie die Überwachung des Fahrzeugs 14 und dessen Bewegungen innerhalb des Verkehrsraumes 12. Das heißt, das Verkehrssystem 10 erfasst auch das Umfeld der Fahrzeuge 14 und sendet entsprechende Steuerbefehle zum Ausweichen oder Anhalten eines Fahrzeugs 14, wenn Gefahrenstellen oder Hindernisse für das Fahrzeug oder andere Verkehrsteilnehmer innerhalb des Verkehrsraumes 12 vorliegen. The control of the vehicle 14 includes sending driving instructions and/or control commands, which are implemented by the vehicle 14, in particular semi-automatically or automatically, as well as monitoring the vehicle 14 and its movements within the traffic space 12. That is, the traffic system 10 also detects the surroundings of the vehicles 14 and sends corresponding control commands to swerve or stop a vehicle 14 if there are hazards or obstacles for the vehicle or other road users within the traffic space 12.
Die Steuerung der Fahrzeuge 14 erfolgt dabei in einem Regelkreis, bei dem wiederholt die Position sowie die Bewegungsrichtung der Fahrzeuge 14 durch die Überwachungssensoren 16 sowie die Steuereinheit 18 geprüft und mit den Steuerbefehlen sowie der ermittelten Fahrstrecke 28 verglichen werden. Weichen die Position und oder die Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs 14 von der ermittelten Fahrstrecke 28 ab oder kann die Fahrt entlang der Fahrstrecke 28 nicht fortgesetzt werden, beispielsweise aufgrund von Hindernissen oder Gefahrenstellen, können entsprechend korrigierte Steuerbefehle an das Fahrzeug 14 gesendet werden. Befinden sich mehrere Fahrzeuge 14 im Parksystem 10, werden die Fahrstrecken 28 für diese so berechnet, dass sich diese nicht überschneiden. Alternativ kann das Verkehrssystem auch die ermittelte Fahrstrecke 28 an das Fahrzeug 12 senden und das Fahrzeug 12 bewegt sich selbstständig entlang dieser Fahrstrecke 28. Auch bei einer solchen Ausführungsform wird das Fahrzeug und dessen Bewegungen permanent durch das Verkehrssystem 10 mit den Überwachungssensoren 16 überwacht. Weicht das Fahrzeug 12 von der übermittelten Fahrstrecke 28 ab, wird eine korrigierte Fahrstrecke 28 ermittelt und an das Fahrzeug 12 gesendet oder es wird ein Warnhinweis an das Fahrzeug 12 gesendet. The control of the vehicles 14 takes place in a closed-loop control system in which the position and direction of movement of the vehicles 14 are repeatedly checked by the monitoring sensors 16 and the control unit 18 and compared with the control commands and the determined travel distance 28. If the position and/or direction of movement of a vehicle 14 deviates from the determined travel distance 28, or if the journey along the travel distance 28 cannot be continued, for example due to obstacles or hazards, appropriately corrected control commands can be sent to the vehicle 14. If several vehicles 14 are in the parking system 10, the travel distances 28 are calculated for them so that they do not overlap. Alternatively, the traffic system can also send the determined route 28 to the vehicle 12, and the vehicle 12 moves autonomously along this route 28. In this embodiment as well, the vehicle and its movements are continuously monitored by the traffic system 10 using the monitoring sensors 16. If the vehicle 12 deviates from the transmitted route 28, a corrected route 28 is determined and sent to the vehicle 12, or a warning message is sent to the vehicle 12.
Für die Herstellung der Kommunikationsverbindung 22 stehen verschiedene Kommunikationsmodelle 36 (siehe Figur 2) zur Verfügung. In der hier gezeigten Ausführungsform stehen als Kommunikationsmodelle 36 mehrere Kommunikationskanäle 40 verschiedener Kommunikationstechnologien 38 zur Verfügung. Various communication models 36 (see Figure 2) are available for establishing the communication connection 22. In the embodiment shown here, several communication channels 40 of different communication technologies 38 are available as communication models 36.
Kommunikationstechnologien 38 können beispielsweise globale oder lokale Kommunikationsnetzwerke sein, die bestehende bekannte Übertragungstechnologien nutzen, beispielsweise Mobilfunkstandards, WLAN-Standard oder spezielle für die Kommunikation innerhalb eines Verkehrssystems entwickelte Standards. Communication technologies 38 can be, for example, global or local communication networks that use existing known transmission technologies, such as mobile communication standards, WLAN standards or special standards developed for communication within a transport system.
Innerhalb einer Kommunikationstechnologie kann die Übertragung von Informationen zur Verfügung stehende Bandbreite in verschiedene Kommunikationskanäle 40 unterteilt sein, wobei innerhalb eines Kommunikationskanals 40 auch mehrere separate Kommunikationsverbindungen 22 hergestellt werden können. Within a communication technology, the available bandwidth for the transmission of information can be divided into different communication channels 40, whereby several separate communication connections 22 can also be established within a communication channel 40.
Insbesondere kann innerhalb dieser Kommunikationsmodelle 36 stets eine eindeutige direkte und diskrete Kommunikationsverbindung 22 zu einem Fahrzeug 14 aufgebaut werden. Das heißt, zu jedem Fahrzeug 14 wird eine separate Kommunikationsverbindung 22 aufgebaut, sodass über die Kommunikationsverbindung 22 nur mit diesem Fahrzeug 14 kommuniziert werden kann. In particular, within these communication models 36, a unique, direct, and discrete communication link 22 to a vehicle 14 can always be established. That is, a separate communication link 22 is established to each vehicle 14, so that via the Communication link 22 can only be used to communicate with this vehicle 14.
Dies erfordert bei mehreren Fahrzeugen 14 eine Vielzahl von Kommunikationsverbindungen 22. This requires a large number of communication links when there are multiple vehicles.
Üblicherweise sind innerhalb des Verkehrssystems 10 Sendeeinrichtungen 42 für die verschiedenen Kommunikationstechnologien 36 vorgesehen. Innerhalb des Verkehrssystems 10 muss stets sichergestellt sein, dass eine aufgebaute Kommunikationsverbindung 22 aufrechterhalten wird, um Fahranweisungen schnell an das Fahrzeug 14 senden zu können, insbesondere in Gefahrensituationen. Typically, 10 transmitting devices 42 are provided within the traffic system for the various communication technologies 36. Within the traffic system 10, it must always be ensured that an established communication link 22 is maintained in order to be able to quickly send driving instructions to the vehicle 14, especially in dangerous situations.
Bei einer Fahrt eines Fahrzeugs 14 über die Verkehrsfläche 12 erfolgt deshalb jeweils eine Übergabe der Kommunikationsverbindung 22 von einer Sendeeinrichtung 42 an die jeweils nächste Sendeeinrichtung 42. Therefore, when a vehicle 14 travels over the traffic area 12, the communication link 22 is transferred from one transmitting device 42 to the next transmitting device 42.
Üblicherweise können die Sendeeinrichtungen 42 können die in ihrem Sendebereich benötigten Kommunikationsverbindungen 22 dynamisch auf die zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodelle 36 verteilen. Insbesondere kann für jedes Sendeeinrichtung 42 die Auslastung der jeweiligen Kommunikationsmodelle 36 berücksichtigt werden. Dadurch kann es bei einer Übergabe von einer Sendeeinrichtung 42 zu einer nächsten Sendeeinrichtung 42 auch zu einem Wechsel des Kommunikationsmodelle 36 kommen. Diese dynamischen Wechsel der Kommunikationsmodelle 36 können aber zu Latenzen führen, durch die es Zuge geringen unerwünschten Verzögerungen im Regelkreis des Verkehrssystems kommen kann. Typically, the transmitting devices 42 can dynamically distribute the communication links 22 required in their transmission range among the available communication models 36. In particular, the utilization of the respective communication models 36 can be taken into account for each transmitting device 42. This means that a change of communication model 36 can occur when a transmission device 42 is handed off to the next. However, these dynamic changes of communication models 36 can lead to latencies, which can result in minor, undesirable delays in the control loop of the traffic system.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird dem Fahrzeug 14, insbesondere im Übergabebereich 34, ein Kommunikationsmodell 36 für die Kommunikationsverbindung 22 zugewiesen, dass während der gesamten Fahrt des Fahrzeugs 14 innerhalb des Verkehrssystems 10 aufrechterhalten wird. Nach der Zuweisung des Kommunikationsmodelle 36 wird im Übergabebereichs 34 eine Kommunikationsverbindung 22 zum Fahrzeug 14 über diese Kommunikationsmodelle 36 aufgebaut und das Fahrzeug 14 über diese Kommunikationsverbindung 22 gesteuert. To avoid these disadvantages, vehicle 14, particularly in the transfer area 34, is assigned a communication model 36 for the communication link 22, which is maintained throughout the entire journey of vehicle 14 within the traffic system 10. After the assignment of communication model 36, a communication link 22 to vehicle 14 is established in the transfer area 34 via this Communication models 36 were set up and the vehicle 14 was controlled via this communication link 22.
Die Auswahl des Kommunikationsmodells 36 kann hierbei sowohl die Auswahl einer Kommunikationstechnologie 38 wie auch eines Kommunikationskanals 40 umfassen, wobei die Auswahl die Auslastung aller Kommunikationsmodelle 36 im Verkehrssystem 10 berücksichtigt. Insbesondere werden durch die Steuereinheit 18 die Kommunikationsmodelle 36 so zugewiesen, dass stets eine im Wesentlichen gleiche Auslastung aller Kommunikationsmodelle 36 und/oder eine möglichst geringe gegenseitige Beeinflussung der bestehenden Kommunikationsverbindungen 22 sichergestellt ist. The selection of the communication model 36 can include both the selection of a communication technology 38 and a communication channel 40, whereby the selection takes into account the utilization of all communication models 36 in the traffic system 10. In particular, the control unit 18 assigns the communication models 36 in such a way that a substantially equal utilization of all communication models 36 and/or the lowest possible mutual interference of the existing communication links 22 is always ensured.
Vorzugsweise umfasst die Zuweisung des Kommunikationsmodelle 36 eine Zuweisung des Kommunikationsmodelle für den gesamten Aufenthalt innerhalb des Verkehrssystems 10. Darüber hinaus können auch bereits bei der Zuweisung des Kommunikationsmodells verschiedene Kommunikationsmodelle 36 für verschiedene Bereiche der Verkehrsfläche 14 zugewiesen werden, falls dies für die gleichmäßige Auslastung der Kommunikationsmodelle 36, oder um die Sicherheit bzw. Zuverlässigkeit der Kommunikationsverbindung 22 sicherzustellen, erforderlich ist. Insbesondere können innerhalb der Verkehrsfläche 12 feste Übergabestellen 44 definiert sein, welchen eine Übergabe von einem Kommunikationsmodelle 36 auf ein zweites Kommunikationsmodell 36 erfolgen kann. Insbesondere werden diese Übergabestellen 44 so positioniert bzw. geplant, dass gegebenenfalls auftretende Latenzen an diesen Übergabestellen 44 tolerabel sind. Des Weiteren können solche Latenzen durch die geplante Übergabe zusätzlich reduziert werden. In jeden Fall erfolgt die Zuweisung und die Planung der Übergabe vor dem erstmaligen Aufbau einer Kommunikationsverbindung 22. Preferably, the assignment of the communication model 36 includes an assignment of the communication model for the entire stay within the traffic system 10. Furthermore, different communication models 36 can also be assigned to different areas of the traffic area 14 during the initial assignment, if this is necessary for the even utilization of the communication models 36 or to ensure the safety and reliability of the communication link 22. In particular, fixed transfer points 44 can be defined within the traffic area 12, at which a transfer from one communication model 36 to a second communication model 36 can take place. These transfer points 44 are positioned and planned in such a way that any latencies that may occur at these transfer points 44 are tolerable. Furthermore, such latencies can be further reduced by the planned transfer. In any case, the assignment and the planning of the transfer take place before the initial establishment of a communication link 22.
Die Zuweisung der Kommunikationsmodelle 36 kann hierbei auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine Abfolge der Kommunikationsmodelle 36 festgelegt werden, beispielsweise eine definierte Reihenfolge, in der die Kommunikationsverbindungen 22 auf die Kommunikationsmodelle 36 verteilt werden. Innerhalb dieser Abfolge erfolgt eine zyklische Zuweisung der Kommunikationsverbindungen 22 auf die einzelnen Kommunikationsmodelle 36 erfolgen, sodass allen Kommunikationsmodellen 36 stets annähernd dieselbe Anzahl von Kommunikationsverbindungen 22 zugewiesen ist. Insbesondere kann bei der Erstellung der Abfolge die maximale Anzahl von Kommunikationsverbindungen 22 für jedes Kommunikationsmodelle 36 berücksichtigt werden. Beispielsweise werden Kommunikationsmodelle 36, die eine höhere maximale Anzahl von Kommunikationsverbindungen 22 haben, in der Abfolge häufiger berücksichtigt. The assignment of the communication models 36 can be carried out in various ways. For example, a sequence of the communication models 36 can be defined, such as a specific order in which the communication connections 22 are distributed among the communication models 36. Within this sequence, a cyclical assignment of the Communication connections 22 are made to the individual communication models 36, so that all communication models 36 are always assigned approximately the same number of communication connections 22. In particular, the maximum number of communication connections 22 for each communication model 36 can be taken into account when creating the sequence. For example, communication models 36 that have a higher maximum number of communication connections 22 are considered more frequently in the sequence.
Des Weiteren können innerhalb dieser Abfolge der Kommunikationsmodelle 36 Schwellwerte für die Anzahl der Kommunikationsverbindungen 22 für jedes Kommunikationsmodelle 36 vergeben werden. Innerhalb eines Kommunikationsmodelle 36 werden so lange Kommunikationsverbindungen 36 zugewiesen, bis der Schwellwert für dieses Kommunikationsmodell 36 erreicht ist. Anschließend werden die Kommunikationsverbindungen 22 dem in der Abfolge nächsten Kommunikationsmodell 36 zugewiesen, bis deren Schwellwert erreicht ist. Insbesondere können den Kommunikationsmodellen 36 auch mehrere Schwellwerte zugewiesen werden. Die Zuweisung der Kommunikationsmodelle 36 kann beispielsweise zyklisch und bis zum Erreichen eines ersten oder eines weiteren Schwellwertes erfolgen. Ist ein in der Abfolge nachfolgendes Kommunikationsmodell 36 bereits durch eine bestehende Kommunikationsverbindung 22 belegt, kann dieses Kommunikationsmodell 36 auch in der Zuweisung übersprungen werden. Furthermore, within this sequence of communication models, 36 threshold values for the number of communication connections 22 can be assigned to each communication model. Within a communication model, 36 communication connections are assigned until the threshold for that communication model is reached. Subsequently, the communication connections 22 are assigned to the next communication model in the sequence until its threshold is reached. In particular, multiple threshold values can be assigned to the communication models. The assignment of communication models can, for example, be cyclical and continue until a first or subsequent threshold is reached. If a subsequent communication model in the sequence is already occupied by an existing communication connection 22, this communication model can be skipped during the assignment process.
Des Weiteren können bei der Vergabe der Kommunikationsmodelle 36 bestehende oder zu erwartender gegenseitige Beeinflussung der bestehenden Kommunikationsverbindungen 22, insbesondere der verschiedenen Kommunikationsmodelle 36, berücksichtigt werden. Beispielsweise können zuerst Kommunikationskanäle 38 berücksichtigt werden, deren Frequenzbereiche einen möglichst großen Abstand zueinander haben. Als Kriterium können hierbei sowohl Frequenzbereiche bzw. der Abstand der Frequenzbereiche wie auch bestehende Auslastungen der Kommunikationsmodelle 36 durch bereits bestehende Kommunikationsverbindungen 22 berücksichtigt werden. Des Weiteren kann bei der Zuweisung des Kommunikationsmodelle 36 die für das Fahrzeug 14 ermittelte Fahrstrecke 28 berücksichtigt werden. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass entlang der Fahrstrecke 28 ein Kommunikationsmodelle 36 durchgehende verwendet werden kann oder ein Wechsel zwischen zwei Kommunikationsmodelle 36 nur innerhalb einer Übergabestelle 44 erfolgt. Insbesondere können auch die Fahrstrecken 28 aller anderen Fahrzeuge 14 auf der Verkehrsfläche 12 berücksichtigt werden. Insbesondere kann berücksichtigt werden, zu welchem Zeitpunkt die Kommunikationsverbindungen 22 der Fahrzeuge 14 über die einzelnen Sendeeinrichtung 42 hergestellt wird. Insbesondere erfolgt die Zuweisung des Kommunikationsmodelle 36 so, dass der Anzahl der Kommunikationsverbindungen 22 innerhalb eines Kommunikationsmodells 36 an den einzelnen Sendeeinrichtung 42 stets unterhalb eines definierten Grenzwertes liegt. Furthermore, when assigning communication models 36, existing or anticipated mutual interference between existing communication links 22, in particular between the different communication models 36, can be taken into account. For example, communication channels 38 whose frequency ranges are as far apart as possible can be considered first. Both frequency ranges or the distance between frequency ranges, as well as existing utilization of the communication models 36 by already existing communication links 22, can be considered as criteria here. Furthermore, the route 28 determined for vehicle 14 can be taken into account when assigning the communication model 36. In particular, it can be considered whether a communication model 36 can be used continuously along the route 28 or whether a change between two communication models 36 only occurs within a transfer point 44. The routes 28 of all other vehicles 14 on the traffic area 12 can also be considered. In particular, the point in time at which the communication connections 22 of the vehicles 14 are established via the individual transmitting devices 42 can be taken into account. The assignment of the communication model 36 is carried out in such a way that the number of communication connections 22 within a communication model 36 at the individual transmitting devices 42 is always below a defined limit.
Insbesondere können bei der Berücksichtigung der Fahrstrecken 28 bzw. bei der Berücksichtigung der Auslastung der einzelnen Kommunikationsmodelle 36 auch die mit Kommunikationsverbindung 22 zu sendenden Informationen berücksichtigt werden. Beispielsweise können für bestimmte Fahrstrecken 28 nur wenige Steuerbefehle erforderlich sein, sodass durch die Kommunikationsverbindung 22 nur eine geringe Auslastung des ausgewählten Kommunikationsmodells 36 erfolgt. In particular, when considering the routes 28 or the utilization of the individual communication models 36, the information to be sent via communication link 22 can also be taken into account. For example, only a few control commands may be required for certain routes 28, so that the selected communication model 36 is only minimally utilized by the communication link 22.
Darüber hinaus können die Sendeeinrichtung 42 Informationen über die Auslastung der Sendeeinrichtung 42 durch die verschiedenen Kommunikationsmodelle 36 sowie über gegebenenfalls vorhandene Störeffekt durch andere Kommunikationsmodelle 36 oder andere, insbesondere auch externe, Kommunikationstechnologien, eine Steuereinheit 20 senden. Diese Informationen können bei der Zuweisung eines Kommunikationsmodells 36 an ein Fahrzeug 14 berücksichtigt werden, sodass stets eine möglichst zuverlässige Kommunikationsverbindung 22 zum Fahrzeug 14 hergestellt werden kann. Darüber hinaus können weitere Faktoren berücksichtigt werden, um eine möglichst gleichmäßige Auslastung der Kommunikationsmodelle 36 bzw. möglichst zuverlässige Kommunikationsverbindungen 22 herzustellen. Furthermore, the transmitting device 42 can send information about its utilization by the various communication models 36, as well as any interference caused by other communication models 36 or other, especially external, communication technologies, to a control unit 20. This information can be taken into account when assigning a communication model 36 to a vehicle 14, so that the most reliable possible communication connection 22 to the vehicle 14 can always be established. In addition, other factors can be taken into account in order to achieve the most even utilization of the communication models 36 or the most reliable communication connections 22.
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