CN107810527A - 用于对移动设备的测量值进行可信性检查的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对移动设备（10）的测量值进行可信性检查的方法。规定：所述移动设备（10）的传感装置（12）产生至少一个测量值；由所述移动设备（10）通过通信服务（20、26）来接收有关所述至少一个测量值的至少两个信息；而且所述至少一个测量值依据所述至少两个信息来进行可信性检查。

Description

用于对移动设备的测量值进行可信性检查的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对移动设备的测量值进行可信性检查的方法、一种用于车辆的控制设备、一种具有控制设备的车辆以及一种移动设备。

背景技术

移动设备（诸如车辆、移动无线电设备、导航设备等等）的传感器***生成如下数据，所述数据从移动设备的***进一步处理。公知如下方法，所述方法将由车辆传感装置生成的信息发送给车辆制造商的后台设备（Backend）并且在那里进一步处理所述信息（XFCD）。为了对车辆传感器数据进行可信性检查，公知不同的方法，例如检查是否已经离开了所限定的值域或者是否在值中存在突变。到目前为止，在车辆中没有提供对于当前位置和当前时间有效的参考数据。

发明内容

现在，本发明所基于的任务在于改善对移动设备的测量值的可信性检查。

该任务通过按照权利要求1所述的方法、按照权利要求13所述的控制设备、按照权利要求14所述的车辆或按照权利要求15所述的移动设备来解决。

按照本发明的用于对移动设备的测量值进行可信性检查的方法包括：移动设备的传感装置产生至少一个测量值；由移动设备通过通信服务来接收有关所述至少一个测量值的至少两个信息；而且所述至少一个测量值依据所述至少两个信息来进行可信性检查。

按照本发明的方法具有如下优点：移动设备使用来自其它设备的外部信息，以便有关可信性对自己的传感装置的测量值或测量结果进行检查。这允许提高传感装置以及移动设备的整个运行的安全性和可靠性。例如在车辆领域，本发明的思想是：配备有V2X技术（V2X指的是车辆到车辆通信或车辆到基础设施通信或车辆到其它在接收侧的单元通信）的Ego车辆将V2X车辆在本地环境下的V2X信息不仅用于安全和辅助功能以及用于生成新的信息，而且用于对自己的传感器数据进行可信性检查。V2X车辆定期地发送信息，例如按照ETSI和SAE的标准直至每秒十次地发送状态信息并且发送关于Event（事件）的信息，所述信息可以由其它车辆、路边站和相对应地配备的移动设备来接收。

通常可能的是，V2X给它们自己的传感器信息补充其它车辆的V2X信息，处理这些信息并且将这些信息发送给后台设备。远程信息处理服务运营商(诸如车辆制造商)可以通过该方法虚拟地增加其车队（这在一定程度上可以被称作V2X群数据），而且也一并考虑其它群的车辆。V2X车辆的可在后台设备中支配的数据也可以在足够的精确度和现实性的情况下被用于进行可信性检查。附加地，后台设备可以提供其它值用来进行可信性检查，所述其它值来自多个源，例如来自车辆、移动设备和路边的传感装置并且必要时已经被整理和/或合并。补充地，由ITS路边站（IRS）发送的信息也可以在足够的精确度和现实性的情况下被用于进行可信性检查。

为了接收所述至少两个信息，移动设备可以借助于通信服务与其它移动设备、位置固定的基础设施单元和/或移动设备制造商的计算单元进行通信。移动设备制造商的计算单元例如可以是车辆制造商或者远程信息处理服务运营商的后台设备或可以是该后台设备中的计算机和/或数据组。这些不同的参与者或数据源的卷入允许该方法的高的可扩展性和灵活性。

如果测量值与至少两个信息的偏差在预先给定的极限之内，那么测量值可以被评价为可信的。通过简单地比较测量值与所述至少两个信息或比较测量值和所述至少两个信息与一个或多个极限值，可以简单地并且快速地执行可信性检查。

所述至少两个信息可以涉及测量值的相同的测量参量，和/或可以从所述至少两个信息推导出哪些参量涉及测量值的测量参量。这些信息例如可以来自其它移动设备的相同的传感装置或者来自不同的传感装置，但是涉及相同的测量参量或物理参量。另一方面可能的是，从涉及其它参量的信息中推导出测量参量，例如因为所述其它参量是更可靠的或者以更大的或要简单地操作的数目存在。例如，从速度可以推导出加速度。术语“推导”这里不应仅仅在严格的数学意义上来理解。

只有当其它移动设备和/或位置固定的基础设施单元被归为相关的时，才能使用所述其它移动设备和/或位置固定的基础设施单元的信息。借此，可以提高该方法的鲁棒性，因为只容许实际上可以有助于可信性检查的信息来进行可信性检查。例如，超过与移动设备的确定的距离的设备的信息可以被归为不相关的。针对不同的测量值可以编制不同的相关标准。

如果在检查其它移动设备和/或位置固定的基础设施单元时标识出多组测量参量，那么可以检查所述其它移动设备和/或位置固定的基础设施单元的空间情况而且只能使用如下那个组的测量参量，所述组的空间情况对应于移动设备。这也允许使用部分矛盾的信息或测量参量，其方式是选择与移动设备的空间关系作为标准。这例如可以是移动设备所在的道路或车道。

这些信息可以包含时间戳，这允许对信息处理的经扩展的控制、诸如对可信性检查的时间控制。

可以规定可信性检查的次数，这例如可以针对每个测量参量实现。通过规定次数，可以提高精确度或者另一方面可以节约计算能力。

这些信息可以同步地被发送、例如基于全球卫星导航***（GNSS）同步地被发送。以这种方式可以避免在信息或消息之间的冲突。不同步的通信也是可能的。

可以规定：只有当信息满足预先确定的标准时才使用这些信息。这样，例如可以对某些测量参量应用限制，所述测量参量在车辆附近不改变或几乎不改变，诸如温度，或者所述测量参量可以被换算，诸如气压。

通信服务可包括移动无线电服务、车辆-车辆通信和/或车辆-基础设施通信。尤其是对于针对移动设备的这样的服务来说，该方法是有利的，因为不仅移动无线电设备而且车辆或其部件或控制设备（诸如导航设备）都常常包括各种各样的传感器***，可以对所述传感器***的测量值进行可信性检查。

在对测量值的可信性检查成功时，移动设备运行可以继续，而在对测量值的可信性检查不成功时，可以产生故障消息和/或干预移动设备运行。有利地，该方法一直在幕后进行，也就是说没有被移动设备的用户注意到，直至不能对测量值进行可信性检查。接着，也可以在安全相关的功能（其中进行通知和/或干预）与舒适性功能（其中没有进行通知和/或干预）之间进行区分。

按照本发明的用于车辆的控制设备被设立为实施之前描述的方法。适用与之前所描述的相同的优点和修改。

按照本发明的具有用于产生至少一个测量值的传感装置的车辆包括如之前描述的那样的控制设备。适用与之前所描述的相同的优点和修改。

按照本发明的移动设备被设立用于执行之前描述的方法，其中移动设备可以是移动无线电设备、导航设备、移动计算机和/或车辆。适用与之前所描述的相同的优点和修改。

只要在个别情况下不另作实施，本发明的在本申请中提到的不同的实施方式就能以优点来彼此结合。

附图说明

随后，本发明在实施例中依据所属的附图来阐述。其中：

图1示出了多个彼此进行通信的移动设备的示意图；而

图2示出了用于对移动设备的测量值进行可信性检查的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了移动设备，这里在该示例中以车辆10的形式的移动设备，诸如PKW（载客车）、LKW（载货车）、摩托车、公共汽车或有轨电车。这里，全部的陆地、空中和水上交通工具都被视为车辆。车辆10包含传感装置12，、诸如雷达传感器或摄像机。传感装置可以是车辆10的固定的组成部分或者在车辆10中携带并且与所述车辆10耦合，诸如移动无线电设备或导航设备。传感装置12针对确定的测量参量（诸如速度）产生测量值。这些测量值被传输给车辆10的计算单元或者控制设备14。为此，控制设备14和传感装置12彼此有线连接或者无线连接。计算单元或控制设备14也可以布置在车辆10外部，使得传感器数据由车辆10传输给相对应的外部单元。

此外，车辆10还包含通信单元16，所述通信单元16与控制设备14保持通信，而且能够使车辆10和与车辆10相同或类似的其它车辆18参与通信服务20。其它车辆18同样包含一个或多个可以是相同或类似的传感装置、一个或多个控制设备以及一个通信单元。通信服务20例如是V2X或车辆到X（Vehicle-to-X）服务或者移动无线电服务。这样的服务例如被称作车辆到车辆***（Car-to-Car-System）、车辆到基础设施***（Car-to-lnfrastructure-System）或者车辆到X***（Car-to-X-System），其中X作为占位符代表任意的基础设施装置、其它车辆以及其它交通参与者。其它常见的名称是Car2C、Car2X、C2C或C2X***、Vehicle-to-Vehicle-System（V2V）、Vehicle-to-lnfrastructure-System（V2I）或者Vehicle-to-X-System（V2X）。

车辆18直接与车辆10进行通信，所述车辆10也可被称作Ego车辆，因为该方法在下文从所述车辆10的角度予以描述。同样可能的是，其它车辆、诸如车辆22通过例如车辆制造商的后台设备24间接地进行通信。附加地，后台设备可以提供其它值用来进行可信性检查，所述其它值来自多个源，例如来自车辆、移动设备和路边的传感装置并且必要时已经被整理。

后台设备24与车辆10之间的通信通过通信服务26进行，所述通信服务26可以与通信服务20相同。可替换地，可以使用其它通信服务、诸如移动无线电服务。替代这里示出的后台设备24，其它静止的装置，如基础设置单元、例如交通信号灯或发射电线杆也可以与车辆10进行通信。

在首先已经描述了来自图1的通信***的结构之后，在下文描述对传感装置12的测量值的操作以及尤其是可信性检查。

按照本发明，使用其它车辆18、22的V2X信息，用于对自己的传感器数据进行可信性检查。依据图2，描述了用于对移动设备（这里是车辆10）的测量值进行可信性检查的方法的实施例。

在第一步骤100中，V2X信息或者直接从周围的V2X车辆18取得（V2V，车辆到车辆）或者间接地通过后台设备24或者其它服务（诸如远程信息处理服务或移动无线电服务）来取得。此外还包括使用ITS路边站（IRS）的V2X信息用于对自己的传感器数据进行可信性检查。接着，IRS信息可基于路边的传感装置的测量（诸如温度）或者可基于由V2X车辆发出的并且由IRC存储或进一步处理的信息。从中得到对传感器***12的测量结果的可信性检查的优点，而且由此借助于当前的V2X信息、优选地直接来自其它V2X车辆18的V2X信息得到对传感器信息的质量的改善。

在该语境下，测量参量是物理或组织参量，传感器从所述物理或组织参量中提供测量值。换言之，测量参量是测量值所属的类别。

示例性地，针对如下测量参量，应该基于V2X信息来进行可信性检查。关于其存在来自其它车辆的信息的测量参量，例如来自状态消息（目前CAM（EU）、BSM1（USA））、来自事件消息（目前DEMN（EU）、BSM1+2（USA））、其它将来所要期望的消息类型（例如周围环境信息、车辆的意图，等等）。由于其物理特性而是适合的测量参量，例如标量参量，所述标量参量在Ego车辆附近几乎不改变（例如温度、气压、湿度、降水量等等）。基于公知的物理关系可以被换算到Ego车辆的位置的测量参量，诸如在气压的情况下在了解道路的高度分布的情况下对气压高度公式的应用或者在已知距离和前进方向的情况下的前面行驶的车辆的速度。在应用相对应的数学运算时，也可以对所推导出的物理参量进行可信性检查。

在第二步骤200中，选择要被用于可信性检查的其它V2X车辆或信息源，这也可以被称作相关过滤。V2X消息可以根据当地的实际情况经过几百米直至超过一千米的距离来接收。但是，非常遥远的发送器的消息大多不适合于对Ego数据的可信性检查。因此，必须规定哪些V2X车辆对于可信性检查是相关的。不相关的车辆的信息对于Ego数据的可信性检查来说不被考虑。

被考虑的是在与Ego车辆10的最大距离之内的车辆的消息，所述消息也可以被称作相关区域。该相关区域可以针对每个测量参量单独地、预先限定地并且静止地被放在车辆中地，例如在表格中通过算法来确定地和/或通过车辆功能预先给定地（功能特定地）来规定。

相关区域不仅可以通过距Ego车辆的距离来限定，而且附加地可以在空间上还进一步被限制。可设想的是如下应用，其中规定了空间方向（例如车辆只沿行驶方向在Ego车辆前面）、车道（例如车辆只在同一车道上）和/或路段（例如车辆只处在Ego车辆后面的桥上）。

在另一步骤300中，规定或限定可信性检查的次数。例如以V2X状态消息为形式的信息在车辆运行期间每秒多次被发出。由此不断地提供当前的信息，所述当前的信息的时效是公知的，因为V2X消息包含时间戳。针对将来要重新开发的消息类型也应期望相对应的情况。因此，存在执行对Ego数据的在一定程度上“连续的”可信性检查要不然也只在确定的时间点进行可信性检查的可能性。通常，可信性检查的次数针对每个测量参量单独地来规定并且接着根据测量值特定的算法来遵循。

可以根据规则来规定可信性检查时间点，诸如在每次行驶开始时或者在预先给定的时间区间之后、例如从开始行驶起在所限定的时间区间内（例如全部15分钟）、在根据车辆运行时长限定的时间点（例如全部30分钟运行时长）或者在根据车辆功能的运行时长限定的时间点（例如协作式ACC的全部5分钟运行时长）。

可信性检查时间点也可以由车辆功能来发起、例如在驾驶员辅助功能开始运转时发起和/或由后台设备发起、例如在XFCD测量任务开始时发起。时间点或区间的混合形式同样是可能的。

“连续的”可信性检查也可以在车辆运行期间持久地进行。

在另一步骤400中，规定测量区间。V2X车辆或者不同步地（这对应于在ETSI和SAE标准中的思路）或者同步地（这对应于在LTE-V中的思路）发送所述V2X车辆的V2X信息。

在所有情况下都基于GNSS信号来使车辆时钟同步。在EU和USA标准中，这接着被用于V2X消息的时间戳，在LTE-V中附加地也被用于时隙法，用来访问无线电信道。V2X车辆对无线电信道的访问在V2X技术中以避免消息的冲突的目标来调节。由此，不同车辆的消息相继被接收到。为了在测量时考虑不同车辆的V2X消息，引入测量区间。

用于所接收到的V2X消息的测量区间的长度根据测量值特定的算法并且针对每个测量参量单独地来规定。算法考虑测量参量的所要期望的变化梯度，在快速的变化的情况下选择小的测量区间。可支配的V2X车辆的数目被考虑，这样能确保足够的与测量参量有关的抽检数量。在车辆少的情况下选择大的区间。此外，该算法还考虑通过要利用V2X信息来实施的数学或统计学运算引起的要求。

用于Ego数据、也就是说车辆10的传感器数据的测量区间的长度根据测量值特定的算法并且针对每个测量参量单独地来规定，所述测量值特定的算法考虑V2X数据的测量区间的长度以及要利用Ego数据来实施的数学或统计学运算的要求。

所接收到的V2X消息和Ego数据的测量区间在时间上同步。在一定程度上连续的可信性检查的情况下，测量区间一个接一个地跟随、以短的间隔地跟随、没有间隔地跟随并且彼此紧挨着或者彼此重叠。在后者的情况下，下一个测量区间在其先前区间结束之前就已经开始。在这种情况下，V2X信息以及也包括Ego数据的部分在两个测量区间内被处理。

在步骤300和400中的规定、即可信性检查的次数以及测量区间也可以在获得测量值（步骤100）和相关过滤（步骤200）之前已经被执行。

在另一步骤500中，将Ego数据与V2X数据进行比较。通过比较Ego数据与V2X数据来对Ego数据进行可信性检查。前提是V2X数据满足所限定的标准。所述标准尤其包括对抽检数量的最低要求以及对V2X数据的精确度等级的最低要求。抽检数量能在相应的可信性检查的语境下看到，但是应该为至少两次或三次。

如果不满足这些标准，那么不能进行可信性检查。针对这种情况应规定：应如何继续进行，例如通过在等待时间之后重复对Ego数据和V2X数据的测量、例如直接重复、在静止地预先给定的等待时间之后重复或者在随机时间之后重复。也可以不设置对Ego数据和V2X数据的测量的自动重复，而是等待直至进行新的测量任务，例如在所规定的可信性检查时间点进行新的测量任务，所述可信性检查时间点由车辆功能发起、诸如在驾驶员辅助功能开始运转时发起，或者由后台设备发起、诸如在XFCD测量任务开始时发起。

此外还规定：数据以适当的形式存在而且可能要相对应地被整理，例如关于其量纲、精确度和/或所要执行的数学运算、诸如在测量区间内的求平均值来整理。

比较需要规定评价尺度和对何时数据可信而何时不可信的限定。该评价尺度应针对每个测量参量单独地并且根据在比较之前所执行的数学运算、例如求平均值、方差确定、最小/最大值确定来规定。

检查借助于数学算法来整理的V2X数据以及Ego数据的偏差是否在预先给定的极限之内。如果偏差处在极限之内，那么Ego数据是可信的，否则不是可信的。作为Ego数据与其它车辆的V2X数据的比较的结果，考虑两种结论。一方面，可能的是如下结论：Ego车辆的传感器数据是可信的，因为满足了为此所限定的条件。可以如所计划的那样继续进行车辆运行。另一方面，可能的是如下结论：Ego车辆的传感器数据不是可信的，因为不满足为此所限定的条件，或不满足针对可信性所限定的条件。针对这种情况应规定：应如何继续处理。结果“不可信的传感器数据”的原因例如可以是：在Ego车辆的传感器数据中的故障、在相关区域内的一个或多个V2X车辆中的故障、在相关区域内的一个或多个V2X车辆的信息不适合于可信性检查，因为该相关区域不利地被选择，或者当地情况没有得到明确的图像，而是例如得到两组V2X数据。这例如可能会在温度测量时是这种情况，其中在一个车道上的车辆在阳光下行驶，而另一车道的车辆在阴影下行驶，所述阴影例如由于路边栽种或者隔音墙而变形。

现在接下来的策略可以是：分析在测量区间内处理V2X信息和/或在稍后的测量区间内重复可信性检查。

在另一步骤600中，分析在测量区间内处理的V2X信息。原则上，对在测量区间内处理的V2X信息的分析可以在可信性检查之前被执行，以便在准备阶段已经排除故障，或者对在测量区间内处理的V2X信息的分析只能在需要时、也就是说在有结果“不可信的传感器数据”的情况下进行。

该分析例如在于分析V2X数据的测量值的分布。在此，执行数学运算，所述数学运算标识出“逃跑者”或者也标识出具有类似的数据的车辆的组。在这种情况下，应考虑测量值的所要期望的分散。在由例如十个V2X车辆构成的抽检样品中，例如可能会从其测量值以微小的分散紧密地聚在一起的九个车辆和一个其值明显有偏差的车辆得到分布。接着，该车辆对于就本发明而言的分析来说可能会被抛弃。

但是，例如也可能会得到两组车辆，其中在一个组之内的车辆的值紧密地聚集在一起，但是所述组明显有区别，根据具有如已经描述的那样的测量参量温度的示例而明显有区别。

在这种情况下，实施另一分析步骤、即对车辆组的分析。形成分别具有不同的V2X数据的车辆组的原因常常在于在特定的空间情况的区别，即使所有这些车辆都在相关区域内。如果可以识别出不同的空间情况的原因，那么可以应用经扩展的策略。该策略可在于判断Ego车辆是否处在与在所述组之一中的车辆相同的情况下，而且可在于将分析限制到该组的车辆的数据上。

关于判断Ego车辆是否处在与在所述组之一中的车辆相同的情况下，对空间情况进行分析，所述空间情况考虑一个组的车辆是否在同一车道上行驶，一个组的车辆是否在空间上紧密地在一起地行驶，所述组是否在空间上分开，所述组是否在不同的车道上行驶和/或所述组是否在不同的路段上行驶、例如一个组在桥上行驶而另一组在它前面或者在它后面行驶。针对所述分析，可能会动用后台设备的数据，诸如动用高度精确的地图数据。接着，这些数据可以由Ego车辆主动地询问。

应该排除的是：不存在一次性的、偶然的结果“不可信的传感器数据”。因而，在排除上面描述的外部影响之后，结果应该多次一个接一个地存在，以便该结果可以被视为真实的。结果的所要求的次数与相应的可信性检查有关，然而应该至少为两次或三次。替代多次考虑同一计算的结果，也可以是可能的是，考虑来自也同时进行的其它测量的结果。这也可以包括从其它测量参量推导，例如从速度推导加速度。

如果结果应该多次一个接一个地存在，那么为此规定重复的数目、重复的时间间隔、结果“不可信的传感器数据”的数目和/或结果必须一个接一个地跟随的程度。

如果结果“不可信的传感器数据”被确认，那么在提供用于车辆功能的相对应的信息、例如在故障存储器中的信息的情况下进一步处理，引入车辆功能的可能的紧急运行策略（这与功能和测量参量有关），和/或在用户界面（人机界面（Human-Machine-Interface，HMI））、诸如报警或信息显示器上进行故障显示。

本发明的方法例如被应用在移动设备和/或车辆中。

附图标记列表

10 车辆

12 传感装置

14 控制设备

16 通信单元

18 车辆

20 通信服务

22 车辆

24 后台设备

26 通信服务

100 步骤

200 步骤

300 步骤

400 步骤

500 步骤

600 步骤。

Claims (15)

1.一种用于对移动设备（10）的测量值进行可信性检查的方法，其特征在于，所述移动设备（10）的传感装置（12）产生至少一个测量值；由所述移动设备（10）通过通信服务（20、26）来接收有关所述至少一个测量值的至少两个信息；而且所述至少一个测量值依据所述至少两个信息来进行可信性检查。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了接收所述至少两个信息，所述移动设备（10）借助于所述通信服务（20、26）与其它移动设备（18、22）、位置固定的基础设施单元和/或移动设备制造商的计算单元（24）进行通信。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果测量值与所述至少两个信息的偏差在预先给定的极限之内，那么所述测量值被评价为可信的。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述至少两个信息涉及所述测量值的相同的测量参量，和/或从所述至少两个信息推导出哪些参量涉及所述测量值的测量参量。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，只有当其它移动设备（18、22）和/或位置固定的基础设施单元（24）被归为相关的时，才使用所述其它移动设备（18、22）和/或位置固定的基础设施单元（24）的信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果在检查其它移动设备（18、22）和/或位置固定的基础设施单元（24）时标识出多组测量参量，那么检查所述其它移动设备（18、22）和/或位置固定的基础设施单元（24）的空间情况，而且只使用如下那个组的测量参量，所述组的空间情况对应于所述移动设备。

7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，信息包含时间戳。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，规定了可信性检查的次数。

9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述信息同步地被发送。

10.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，只有当所述信息满足预先确定的标准时才使用所述信息。

11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述通信服务（20、26）包括移动无线电服务、车辆-车辆通信和/或车辆-基础设施通信。

12.根据权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，在对测量值的可信性检查成功时，移动设备运行继续，而在对测量值的可信性检查不成功时，产生故障消息和/或干预所述移动设备运行。

13.一种用于车辆的控制设备，其特征在于，所述控制设备（14）被设立为实施根据权利要求1至12之一所述的方法。

14.一种车辆，其具有用于产生至少一个测量值的传感装置（12），其特征在于，设置有根据权利要求13所述的控制设备（14）。

15.一种移动设备，其被设立用于执行根据权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，所述移动设备（10）是移动无线电设备、导航设备、移动计算机和/或车辆。