DE102015205806A1

DE102015205806A1 - Steuerverfahren und Steuersystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015205806A1
Application number: DE102015205806.9A
Authority: DE
Inventors: Mathias Häuslmann; Jörg Kühnl; Roland Friedl; Volker Wagner; Hans-Jürgen Hanft; Josef Habenschaden
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-10-06

Abstract

Ein Verfahren umfasst Schritte des Erfassens von Informationen von mehreren Sensoren an Bord eines Kraftfahrzeugs, des Bestimmens einer Position des Kraftfahrzeugs auf der Basis der erfassten Informationen, des Bestimmens eines Authentifizierungscodes für die Nachricht, des Erstellens einer Nachricht, die die bestimmte Position und den Authentifizierungscode umfasst, sowie des Übermittelns der Nachricht an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Technik zum Steuern eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verbesserung der Bestimmungsqualität von aktuellen Verkehrsdaten.
Ein Fahrerassistenzsystem an Bord eines Kraftfahrzeugs unterstützt einen Fahrer bei der Aufgabe, das Kraftfahrzeug zu führen. Dabei können insbesondere eine Längs- und eine Quersteuerung des Kraftfahrzeugs betroffen sein. Um die Steuerung des Kraftfahrzeugs weiter zu automatisieren, sodass wenigstens Teilaspekte des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs ohne Fahrereingriff und ohne Fahrerüberwachung gesteuert werden können, ist es erforderlich, möglichst viele Informationen aus dem Umfeld des Kraftfahrzeugs abzutasten und automatisiert auszuwerten.
Beispielsweise können Verkehrsflussinformationen drahtlos empfangen werden, sodass beispielsweise bei Annäherung an eine Gefahrenstelle die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorausschauend reduziert werden kann. Die empfangenen Informationen können von einer zentralen Instanz oder auch von einem anderen Kraftfahrzeug empfangen werden (Car-to-Car-Kommunikation).
DE 10 2012 016 800 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Fahrzeugposition in einer kartierten Umgebung.
EP 1 927 822 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Betriebs- oder Führungskomponente eines Kraftfahrzeugs anhand von über Navigationssystem ermittelten Positionsdaten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Positionsdaten eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die zur automatisierten Steuerung eines anderen Kraftfahrzeugs verwendet werden können. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Nach einem ersten Aspekt umfasst ein Verfahren Schritte des Erfassens von Informationen von mehreren Sensoren an Bord eines Kraftfahrzeugs, des Bestimmens einer Position des Kraftfahrzeugs auf der Basis der erfassten Informationen, des Erstellens einer Nachricht, die die bestimmte Position umfasst, des Bestimmens eines Authentifizierungscodes für die Nachricht, sowie des Übermittelns der Nachricht und des Authentifizierungscodes an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs.
Der Authentifizierungscode stellt eine Art Unterschrift dar, sodass die empfangende Instanz weiß, aus welcher Quelle die empfangene Nachricht stammt und dass die Nachricht unverfälscht übertragen wurde. Wird der Quelle vertraut, so können die in der Nachricht empfangenen Informationen entsprechend weiterverarbeitet oder zur Steuerung eines anderen Kraftfahrzeugs verwendet werden. Das Einspielen von gefälschten Nachrichten aus einer nicht autorisierten Quelle kann dadurch verhindert werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Authentifizierungscode mittels einer schlüsselabhängigen Hashfunktion erstellt wird. Zur Erstellung des Authentifizierungscodes ist somit die Kenntnis eines kryptographischen Schlüssels erforderlich. In einer ersten Variante wird unmittelbar eine Hashfunktion verwendet, die den Schlüssel als Parameter verwendet. Die Authentizität der Nachricht kann dann überprüft werden, indem der Empfänger den gleichen Authentifizierungscode bestimmt und ihn mit dem übermittelten Authentifizierungscode vergleicht. Dazu müssen Sender und Empfänger den gleichen Schlüssel verwenden.
In einer bevorzugten zweiten Variante wird eine an sich schlüsselunabhängige Hashfunktion verwendet und der sich aus der Funktion ergebende Wert („Hashwert“) wird mittels eines schlüsselabhängigen Verfahrens verschlüsselt. Der Empfänger entschlüsselt den empfangenen Authentifizierungscode, bestimmt selbst den Authentifizierungscode für die Nachricht und vergleicht die beiden Codes miteinander. Dabei kann insbesondere ein asymmetrisches kryptographisches Verfahren verwendet werden, wobei ein erster Schlüssel seitens des sendenden Kraftfahrzeugs für das Verschlüsseln des Hashwerts und ein zweiter Schlüssel seitens der empfangenden Instanz zum Entschlüsseln des Authentifizierungscodes angewendet wird. Dabei unterscheiden sich die beiden Schlüssel voneinander und keiner der Schlüssel ist aus dem jeweils anderen generierbar. Der erste Schlüssel ist üblicherweise geheim, während der zweite Schlüssel auch öffentlich sein kann. Zur Verbreitung des zweiten Schlüssels an die Instanz kann insbesondere eine Schlüsselinfrastruktur verwendet werden, wie sie allgemein für asymmetrische kryptographische Verfahren bekannt ist. In einer Ausführungsform wird der Authentifizierungscode nach dem Beispiel des deutschen Signaturgesetzes nach Art einer qualifizierten elektronischen Signatur gehandhabt.
In einer weiteren Ausführungsform kann einem vorbestimmten Sender das Vertrauen entzogen werden, indem der zweite Schlüssel, der zum ersten Schlüssel des vorbestimmten Senders korrespondiert, gelöscht wird, für ungültig erklärt wird oder einen entsprechenden Vermerk erhält. Wird ein erster Schlüssel missbraucht, beispielsweise zum Einspeisen inkorrekter oder gefälschter Daten, so kann das Weiterverwenden der Daten auf diese Weise unterbunden werden.
Der Schlüssel der Hashfunktion ist bevorzugterweise eindeutig dem Kraftfahrzeug zugewiesen. Das bedeutet, dass der erste Schlüssel bevorzugterweise unter allen am Verschlüsselungsverfahren beteiligten Kraftfahrzeugen eindeutig ist. In einer Variante kann der Schlüssel auch einen Rückschluss auf die Identität des Kraftfahrzeugs erlauben. Dies kann durch eine implizierte Information im Schlüssel oder eine Nachschlagetabelle zwischen Schlüsseln und Kraftfahrzeugen realisiert werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass für die bestimmte Position ein Konfidenzwert bestimmt wird, der die Bestimmungsqualität der bestimmten Position reflektiert, wobei die Nachricht den Konfidenzwert umfasst. Die Position wird auf der Basis der Informationen mehrerer Sensoren bestimmt, sodass unterschiedlich „gute“ Positionen bestimmt werden können. Der Konfidenzwert weist auf die Bestimmungsqualität hin, sodass die fahrzeugexterne Instanz einen Hinweis erhält, welches informationstechnische Gewicht der empfangenen Position beigemessen werden kann. Die Gewichtung von Informationen kann beispielsweise beim Verarbeiten von mehreren Positionen, die einander widersprechen, von Nutzen sein. Weist der Konfidenzwert einer ersten Position beispielsweise auf eine hohe Bestimmungsqualität hin, so kann die erste Position des Kraftfahrzeugs als gesichert gelten. Weist der Konfidenzwert hingegen auf eine niedrige Bestimmungsqualität hin, so kann das Vertrauen in die erste Position verringert sein. Liegt noch eine zweite Position vor, die einen höheren Konfidenzwert aufweist, so kann diese gegenüber der ersten bevorzugt verwendet werden.
Durch das Bereitstellen sowohl der Position als auch des Konfidenzwertes außerhalb des Kraftfahrzeugs können die seitens des Kraftfahrzeugs bereits vorverarbeiteten Positionsinformationen verbessert weiterverarbeitet werden. Beispielsweise können seitens der Instanz Positionsinformationen einer Vielzahl Kraftfahrzeuge gesammelt werden, um einen Verkehrsfluss auf einer Strecke zu bestimmen. Weitere Kraftfahrzeuge können dann in Abhängigkeit des Verkehrsflusses auf unterschiedliche Routen geleitet werden, um beispielsweise die Strecke zu meiden.
Dabei kann die Instanz insbesondere eine zentrale Instanz sein, die Informationen von vielen Kraftfahrzeugen sammelt. In einer anderen Ausführungsform kann die Instanz jedoch auch nur Informationen eines oder weniger Kraftfahrzeuge empfangen und beispielsweise durch ein weiteres Kraftfahrzeug repräsentiert sein, das sich im Umfeld der Kraftfahrzeuge aufhält. Dadurch können insbesondere Informationen, die nur für einen beschränkten räumlichen Bereich um das erste Kraftfahrzeug gelten, lediglich an solche Kraftfahrzeuge weitergeleitet werden, die sich in einem ähnlichen Gebiet befinden. Die Übermittlung von redundanten oder irrelevanten Informationen kann so reduziert werden.
Der Konfidenzwert weist bevorzugterweise auch auf eine verbesserte Bestimmungsqualität hin, wenn die Anzahl der verwendeten Informationsquellen, also die Anzahl der Sensoren, erhöht wird. Die Informationsquellen können beispielsweise ein Satellitennavigationssystem, einen Radsensor, einen Lidar-Sensor, eine Mobilfunkschnittstelle oder eine andere drahtlose Datenschnittstelle, eine Kamera, einen Radarsensor oder einen oder mehrere weitere Sensoren an Bord des Kraftfahrzeugs umfassen. Je mehr Informationen von unterschiedlichen Sensoren in die Bestimmung der Position einfließen, desto besser kann die Position bestimmt werden. In bekannter Weise ist es auch möglich, die Bestimmungsqualität einer bereits bestimmten Position zu verbessern, indem Informationen von niedrigerer Bestimmungsqualität hinzugenommen werden, solange bekannt ist, wie groß die jeweiligen Bestimmungsqualitäten sind. So können beispielsweise auch verrauschte oder fehlerbehaftete Signale dazu beitragen, die Bestimmungsqualität der bestimmten Position des Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Konfidenzwert auf eine verbesserte Bestimmungsqualität hinweist, wenn Positionen des Kraftfahrzeugs, die jeweils aus Untermengen der Informationsquellen bestimmbar sind, verringert voneinander abweichen. Anders ausgedrückt weist der Konfidenzwert bevorzugt dann auf eine hohe Bestimmungsqualität hin, wenn die Informationen der verwendeten Informationsquellen gut zueinander passen. Werden beispielsweise Informationen aus drei unterschiedlichen Quellen verwendet, so kann jeweils auf der Basis der Informationen nur einer Informationsquelle eine Position bestimmt werden. Weicht eine dieser Positionen von den Positionen der anderen beiden Informationsquellen ab, so weist der Konfidenzwert auf eine niedrige Bestimmungsqualität hin.
Weiterhin kann der Konfidenzwert die Bestimmungsqualitäten der Informationen der einzelnen Informationsquellen umfassen, wobei ein hoher Konfidenzwert auf hohe Bestimmungsqualitäten aller Informationsquellen hinweist. Die Bestimmungsqualität einer Informationsquelle kann beispielsweise ein Signal-Rausch-Verhältnis, einen Störabstand oder eine Messhäufigkeit umfassen.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die Nachricht einen eindeutigen Hinweis auf die Identität des Kraftfahrzeugs. Diese Identität kann beispielsweise eine Fahrgestellnummer oder ein amtliches Kennzeichen des Kraftfahrzeugs umfassen. Das sendende Kraftfahrzeug kann so seitens der empfangenden Instanz rückverfolgt werden.
Die bestimmte Position kann genutzt werden, um eine Längs- oder Querbewegung eines Kraftfahrzeugs zu steuern. Die bestimmte Position kann insbesondere seitens des bestimmenden Kraftfahrzeugs weiter ausgewertet werden. Dabei können ein Fahrassistent oder eine Vorrichtung zum automatisierten Fahren von der Position Gebrauch machen. Die bestimmte Position kann jedoch auch seitens der empfangenden Instanz ausgewertet und zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Insbesondere kann die Nachricht zusätzlich zur Position noch weitere Informationen umfassen, beispielsweise eine Warnung vor einer konkreten Gefahrenstelle, eine Geschwindigkeitsangabe oder Daten eines elektronischen Stabilitätsprogramms des sendenden Kraftfahrzeugs.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die bestimmte Position mit Kartenmaterial abgeglichen wird, das Positionsinformationen für eine Straße umfasst, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet. Das Kartenmaterial kann ähnlich behandelt werden wie eine der Informationsquellen. Dadurch kann eine zusätzliche Bestimmungssicherheit für die Position erreicht werden.
Ein Steuersystem umfasst mehrere Sensoren an Bord eines Kraftfahrzeugs, eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung einer Position des Kraftfahrzeugs auf der Basis der erfassten Informationen, zur Bestimmung einer Nachricht, die die Position umfasst und zur Bestimmung eines Authentifizierungscodes für die Nachricht. Ferner umfasst das Steuersystem eine Übertragungseinrichtung zur Übermittlung der Nachricht und des Authentifizierungscodes an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs.
Das gesamte Steuersystem kann an Bord eines Kraftfahrzeugs eingesetzt sein. In vorteilhafter Weise können eine oder mehrere der genannten Komponenten bereits an Bord des Kraftfahrzeugs zu einem anderen Zweck vorgesehen sein und für den genannten Zweck mitbenutzt werden. Entwicklungs- und Herstellungskosten für das Kraftfahrzeug können dadurch gesenkt werden.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
1 ein Steuersystem an Bord eines Kraftfahrzeugs;
2 ein System zur Verkehrssteuerung mit dem Kraftfahrzeug von 1;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Verkehrssteuerung; und
4 eine weitere Darstellung des Steuersystems von 1 darstellt.
1 zeigt ein Steuersystem 100 an Bord eines Kraftfahrzeugs 105. Das Steuersystem 100 umfasst mehrere Sensoren 110 an Bord des Kraftfahrzeugs 105, eine Verarbeitungseinrichtung 115 und eine Übertragungseinrichtung 120. Die Sensoren 110 sind dazu eingerichtet, jeweils Informationen bereitzustellen, die zur Bestimmung einer Position des Kraftfahrzeugs 105 verwendet werden können. Beispielhaft dargestellt sind eine Kamera 125 zur optischen Abtastung eines Umfelds des Kraftfahrzeugs 105, ein Navigationsempfänger 130 zum Empfangen von Signalen eines satellitengestützten Navigationssystems und ein Radsensor 135 zur Abtastung der Drehbewegung eines Rads des Kraftfahrzeugs 105. Weitere mögliche Sensoren umfassen beispielsweise einen Radar- oder einen Lidarsensor oder ein Abstandsmessgerät auf Ultraschallbasis. Weitere Sensoren 110 sind ebenfalls möglich.
Die Verarbeitungseinrichtung 115 umfasst bevorzugterweise einen programmierbaren Mikrocomputer. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung 115 zur Ausführung eines Computerprogrammprodukts eingerichtet, das insbesondere die unten mit Bezug auf 3 genauer beschriebene Vorgehensweise steuert. Außerdem kann die Verarbeitungseinrichtung 115 zur Ausführung noch weiterer Prozesse an Bord des Kraftfahrzeugs 105 eingerichtet sein.
Die Übertragungseinrichtung 120 ist bevorzugterweise drahtlos und kann beispielsweise ein WLAN, einen Mobilfunk oder eine Bluetooth-Verbindung umfassen. Über die Übertragungseinrichtung 120 kann die Verarbeitungseinrichtung 115 eine Nachricht an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs 105 versenden.
Bevorzugterweise umfasst das Steuersystem 100 ferner einen Datenspeicher 140 zur Aufnahme von Kartenmaterial. Das Kartenmaterial betrifft bevorzugterweise ein Straßennetz, das eine Straße umfasst, auf der sich das Kraftfahrzeug 105 befindet. Eine Position, die an Bord des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt wird, kann anhand des Kartenmaterials aus dem Datenspeicher 140 plausibilisiert werden. Ist beispielsweise bekannt, dass sich das Kraftfahrzeug 105 tatsächlich auf einer Straße befindet, während eine bestimmte Position des Kraftfahrzeugs 105 laut dem Kartenmaterial aus dem Datenspeicher 140 neben der Straße liegt, so kann dieser Widerspruch geeignet verarbeitet werden, beispielsweise durch Korrigieren der bestimmten Position derart, dass sie auf der nächstgelegenen Straßenposition liegt.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung 115 mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Längs- oder Querbewegung des Kraftfahrzeugs 105 verbunden. Dabei kann die Verarbeitungseinrichtung 115 die Längs- oder Querbewegung des Kraftfahrzeugs 105 optional steuern. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinrichtung 115 mit einer Lenkeinrichtung 145 und/oder einem Antriebsstrang 150 verbunden sein. Außerdem kann eine Verbindung beispielsweise zu einer Bremseinrichtung (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 105 vorgesehen sein.
Das Steuersystem 100 ist dazu eingerichtet, mehrere der Sensoren 110 an Bord des Kraftfahrzeugs 105 abzutasten und auf der Basis der bestimmten Informationen eine Position des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen. Dabei wird vorzugsweise auch die Bestimmungsqualität der bestimmten Position in Form eines Konfidenzwertes bestimmt. Position und Konfidenzwert können zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 105 verwendet werden. Außerdem ist bevorzugt, dass die Position und optional weitere Informationen, insbesondere der Konfidenzwert, in Form einer Nachricht über die Übertragungseinrichtung 120 an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs 105 übermittelt werden. Dadurch können neben der Position des Kraftfahrzeugs 105 auch Informationen nach außen bereitgestellt werden, die die Qualität der bestimmten Position betreffen. Die Weiterverarbeitung der bestimmten Position kann dadurch erleichtert sein. Ferner ist bevorzugt, dass die Nachricht mit einem Authentifizierungscode abgesichert ist, der zusammen mit der Nachricht übermittelt wird.
2 zeigt ein System 200 zur Verkehrssteuerung mit dem Kraftfahrzeug 105 von 1. Dabei ist ein beispielhafter Anwendungsfall für das Steuersystem 100 und für das unten mit Bezug auf 3 beschriebene Verfahren exemplarisch dargestellt.
Das System 200 umfasst ein erstes Kraftfahrzeug 205, das wie das Kraftfahrzeug 105 von 1 ein Steuersystem 100 an Bord trägt. Ferner umfasst das System 200 ein zweites Kraftfahrzeug 210 und/oder ein drittes Kraftfahrzeug 215. Die Kraftfahrzeuge 205 bis 215 befinden sich auf einem Straßennetz 220. An der Position des ersten Kraftfahrzeugs 205 befindet sich eine Gefahrenstelle 225, beispielsweise ein Straßenabschnitt mit Glatteis. Das Steuersystem 100 an Bord des ersten Kraftfahrzeugs 205 bestimmt die Gefahrenstelle 225, beispielsweise mittels eines oder mehreren der Sensoren 110 oder durch Kommunikation mit einem anderen Steuersystem an Bord des Kraftfahrzeugs 105, und seine Position. Zur Positionsbestimmung werden mehrere Sensoren 110 an Bord des ersten Kraftfahrzeugs 205 abgetastet und die von ihnen bereitgestellten Informationen miteinander verarbeitet. Dabei wird nicht nur die Position des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt, sondern auch die Qualität der Bestimmung der Position.
Eine Information über die Gefahrenstelle 225, die Position des Kraftfahrzeugs 105 und die Bestimmungsqualität der Position werden in einer Nachricht 230 zusammengefasst und mittels der Übertragungseinrichtung 120 versendet. Die Nachricht 230 kann insbesondere durch das zweite Kraftfahrzeug 210 empfangen werden, das dem ersten Kraftfahrzeug 205 in einem Abstand von beispielsweise einem Kilometer folgt. An Bord des zweiten Kraftfahrzeugs 210 kann dann eine Warnung vor Schleudergefahr in einem Kilometer entlang der befahrenen Strecke an einen Fahrer des zweiten Kraftfahrzeugs 210 ausgegeben werden. Alternativ kann auch eine automatische Steuerung des zweiten Kraftfahrzeugs 210 auf die Gefahrenstelle 225 vorbereitet werden.
In einer weiteren Variante kann die Nachricht 230 auch vom dritten Kraftfahrzeug 215 empfangen werden, das zur Beseitigung der Gefahrenstelle 225 vorgesehen ist. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um ein Räum- oder Streufahrzeug, das auf der Basis der Nachricht 230 einen Auftrag zum Räumen und/oder Streuen der Fahrbahn im Bereich der Gefahrenstelle 225 erhalten kann.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird die Position des ersten Kraftfahrzeugs 105 zusammen mit einer anderen Information als der über die Gefahrenstelle 225 übermittelt, beispielsweise einer Reisegeschwindigkeit oder einer Querbeschleunigung. Es kann auch nur die Position des Kraftfahrzeugs 105 übermittelt werden. In allen Fällen ist bevorzugt, dass zur Übermittlung eine Nachricht verwendet wird, die die bestimmte Position umfasst und dass zusammen mit der Nachricht ein Authentifizierungscode für die Nachricht übermittelt wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zur Fahrzeugsteuerung. Das Verfahren 300, insbesondere der oberhalb der horizontalen, unterbrochenen Linie dargestellte Teil davon, kann insbesondere auf dem Steuersystem 100 aus 1 ablaufen.
In einem ersten Schritt 305 werden mehrere Sensoren 110 an Bord des Kraftfahrzeugs 105 abgetastet. Die abgetasteten Informationen werden bevorzugterweise in einem Schritt 310 plausibilisiert, das heißt, sie werden gegeneinander abgeglichen und gegebenenfalls werden die Bestimmungsqualitäten der einzelnen Informationen festgestellt. Unsinnige oder einander widersprüchliche Informationen können dabei auch verworfen oder korrigiert werden.
In einem Schritt 315 wird auf der Basis der von den Sensoren 110 bestimmten Informationen die Position des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt. Außerdem wird in einem Schritt 320 die Bestimmungsqualität der bestimmten Position bestimmt. Diese Bestimmungsqualität wird im Vorliegenden Konfidenzwert genannt. Der Konfidenzwert drückt aus, wie hoch die Qualität der Positionsbestimmung ist, also in welchem Maß auf die bestimmte Position vertraut werden kann. Insbesondere kann ein hoher Konfidenzwert auf eine hohe Bestimmungsqualität und ein niedriger auf eine schlechte Bestimmungsqualität hinweisen. Ein hoher Konfidenzwert kann sich ergeben, wenn die Zahl der verwendeten Sensoren 110 groß ist. Der Konfidenzwert kann auch hoch sein, wenn die Informationen der verwendeten Sensoren 110 gut zueinander passen. Ferner kann der Konfidenzwert hoch sein, wenn die Bestimmungsqualitäten der Informationen der einzelnen Sensoren 110, beispielsweise jeweils ausgedrückt durch ein Signal-Rausch-Verhältnis, hoch sind.
Optional wird in einem Schritt 325 die im Schritt 315 bestimmte Position des Kraftfahrzeugs 105 mit Kartenmaterial aus dem Datenspeicher 140 abgeglichen. Dieser Schritt kann in anderen Ausführungsformen auch zu einem früheren Zeitpunkt erfolgen.
Die solchermaßen aufbereitete Position 330 kann dazu verwendet werden, das Kraftfahrzeug 105 in einem Schritt 335 zu steuern. Das tatsächliche Steuern einer Längs- oder Querbewegung des Kraftfahrzeugs 105 kann von dem Verfahren 300 umfasst sein oder von einem anderen Verfahren, an das lediglich Parameter übergeben werden, die wenigstens die bestimmte Position umfassen.
In einem Schritt 340 wird die Nachricht 230 erstellt, die wenigstens die bestimmte Position umfasst. Zusätzlich kann die Nachricht 230 noch weitere Informationen umfassen, insbesondere den Konfidenzwert oder einen für das Führen des Kraftfahrzeugs 105 relevanten Umstand im Bereich der Position des Kraftfahrzeugs 105. Dazu können beispielsweise ein Hinweis auf die Gefahrenstelle 225 aus 2, eine Fahrgeschwindigkeit oder ein Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug zählen. Optional kann in einem Schritt 345 auch eine Identifikation des Kraftfahrzeugs 105 in die Nachricht übernommen werden. Die Identifikation kann beispielsweise auf der Basis einer Fahrgestellnummer oder eines amtlichen Kennzeichens bestimmt sein. Die Identifikation kann auch als eindeutige Information im Steuersystem 100 vorgegeben sein. Diese Information kann beispielsweise zum Produktionszeitpunkt des Steuersystems 100 einmalig festgelegt worden sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem Schritt 350 ein Authentifizierungscode für die Nachricht 230 erstellt. Der Authentifizierungscode erfüllt bevorzugterweise die Funktion einer digitalen Signatur im Sinne der Computertechnik. Beispielsweise kann der Authentifizierungscode mittels einer schlüsselabhängigen Hashfunktion erstellt werden, wobei der Schlüssel in einem Schritt 355 beigesteuert werden kann. Der Schlüssel kann den geheimen Schlüssel eines Schlüsselpaars in einem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren umfassen, bei dem jedem Teilnehmer ein Schlüsselpaar zugeordnet ist, das einen geheimen und einen öffentlichen Schlüssel umfasst. In einer Variante des Verfahrens 300 ist die Identifikation des Kraftfahrzeugs 105 im Schlüssel 355 verankert.
Die bereitgestellte und bevorzugterweise signierte Nachricht 230 wird in einem Schritt 360 an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs 105 übermittelt. In einem Schritt 365, der nicht an Bord des Kraftfahrzeugs 105 durchgeführt wird und somit auch zu einem anderen Verfahren gezählt werden kann, wird die Nachricht 230 – gegebenenfalls zusammen mit dem Authentifizierungscode – gespeichert und/oder verarbeitet. Dabei kann insbesondere überprüft werden, ob die empfangene Nachricht zum empfangenen Authentifizierungscode passt. Ist dies nicht der Fall, kann die empfangene Nachricht verworfen werden. Nach einem weiteren Übermittlungsschritt 370 können die rohen oder verarbeiteten Informationen eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge 105 wieder durch ein Kraftfahrzeug empfangen und weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann das automatische Steuern des Kraftfahrzeugs 105 im Schritt 335 durch Informationen unterstützt werden, die es von einem anderen Kraftfahrzeug oder einer zentralen Instanz empfängt. Dabei können Informationen verworfen werden, die seitens des eigenen Kraftfahrzeugs 105 generiert wurden.
4 zeigt ein Steuersystem 400, entsprechend dem Steuersystem 100 von 1, in einer anderen Darstellungsweise. Dabei soll gleichzeitig die Vorgehensweise des Verfahrens 300 von 3 weiter erläutert werden. Verarbeitungstechnisch bildet das Steuersystem 400 an Bord des Kraftfahrzeugs 105 eine vertrauenswürdige Einheit („Trusted Hub“) 405. Der Trusted Hub 405 verarbeitet Daten aus unterschiedlichen Quellen, wozu beispielsweise Positionsdaten 410 eines Satellitennavigationssystems, Mobilnetzdaten 415 eines drahtlosen Datennetzwerks, beispielsweise LTE, UMTS oder GSM, WLAN-Daten 420 einer optionalen entsprechenden Schnittstelle oder Radsensordaten 425 des Radsensors 135 zählen können. Andere Quellen, insbesondere der mit Bezug auf 1 erläuterten Sensoren 110, sind ebenfalls möglich. Die über drahtlose Schnittstellen empfangenen Daten 415 und/oder 420 können von einem anderen Kraftfahrzeug oder einer zentralen Instanz stammen. Allgemein muss nicht unbedingt unterschieden werden, aus welcher Quelle die Daten stammen. Die Daten können beispielsweise einfach aus einer Cloud 430 stammen.
Der Trusted Hub 405 bereitet die empfangenen Daten 410 bis 425 üblicherweise auf, indem er sie beispielsweise plausibilisiert oder gegeneinander abgleicht. Dann werden die Informationen in der oben beschriebenen Weise unter anderem dazu verwendet, eine Position des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen. Die solchermaßen aufbereiteten Daten können zum automatisierten Fahren 435 des Kraftfahrzeugs 105 verwendet werden. Bevorzugterweise werden die aufbereiteten Daten zusätzlich in einer Nachricht zusammengefasst und nach außerhalb des Kraftfahrzeugs 105 versandt, beispielsweise in die Cloud 430. Dabei ist besonders bevorzugt, dass vor dem Versenden ein Signieren 440 erfolgt, wodurch ein Authentifizierungscode erstellt und mit übermittelt wird, wie oben mit Bezug auf Schritt 350 des Verfahrens 300 von 3 genauer beschrieben ist. Eine die Nachricht empfangende Instanz ist dabei bevorzugterweise mit der Cloud 430 verbunden und kann ein anderes Kraftfahrzeug oder eine immobile Einrichtung umfassen.
Bezugszeichenliste

100: Steuersystem
105: Kraftfahrzeug
110: Sensor
115: Verarbeitungseinrichtung
120: Übertragungseinrichtung
125: Kamera
130: Navigationsempfänger
135: Radsensor
140: Datenspeicher
145: Lenkeinrichtung
150: Antriebsstrang
200: System
205: erstes Kraftfahrzeug
210: zweites Kraftfahrzeug
215: drittes Kraftfahrzeug
220: Straßennetz
225: Gefahrenstelle
230: Nachricht
300: Verfahren
305: Sensoren abtasten
310: Informationen plausibilisieren
315: Position bestimmen
320: Bestimmungsqualität der bestimmten Position (Konfidenzwert) bestimmen
325: bestimmte Position mit Kartenmaterial abgleichen
330: aufbereitete Position
335: Kraftfahrzeug steuern
340: Nachricht erstellen
345: Identifikation
350: Authentifizierungscode erstellen
355: Schlüssel
360: Übermitteln
365: Speichern, Verarbeiten
370: Übermitteln
400: Steuersystem
405: Trusted Hub
410: Positionsdaten eines Satellitennavigationssystems
415: Mobilnetzdaten
420: WLAN-Daten
425: Radsensordaten
430: Cloud
435: automatisiertes Fahren
440: Signieren

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012016800 A1 [0004]
EP 1927822 A1 [0005]

Claims

Verfahren (300), folgende Schritte umfassend: – Erfassen (305) von Informationen von mehreren Sensoren (110) an Bord eines Kraftfahrzeugs (105); – Bestimmen (315) einer Position des Kraftfahrzeugs (105) auf der Basis der erfassten Informationen; – Erstellen (340) einer Nachricht, die die bestimmte Position umfasst; – Erstellen (350) eines Authentifizierungscodes für die Nachricht; – Übermitteln (370) der Nachricht und des Authentifizierungscodes an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs (105).
Verfahren (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Authentifizierungscode mittels einer schlüsselabhängigen Hashfunktion erstellt wird.
Verfahren (300) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlüssel der Hashfunktion eindeutig dem Kraftfahrzeug (105) zugewiesen ist.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die bestimmte Position ein Konfidenzwert bestimmt wird, der die Bestimmungsqualität der bestimmten Position reflektiert, wobei die Nachricht den Konfidenzwert umfasst.
Verfahren (300) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Konfidenzwert auf eine verbesserte Bestimmungsqualität hinweist, wenn die Anzahl verwendeter Informationsquellen (110) erhöht wird.
Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Konfidenzwert auf eine verbesserte Bestimmungsqualität hinweist, wenn Positionen des Kraftfahrzeugs (105), die jeweils aus Untermengen der Informationsquellen (110) bestimmbar sind, verringert voneinander abweichen.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht einen eindeutigen Hinweis auf die Identität des Kraftfahrzeugs (105) umfasst.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längs- oder Querbewegung eines Kraftfahrzeugs (105) auf der Basis der bestimmten Position automatisiert gesteuert wird.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Position mit Kartenmaterial abgeglichen wird, das Positionsinformationen für eine Straße umfasst, auf der sich das Kraftfahrzeug (105) befindet.
Steuersystem (100, 400), wobei das Steuersystem folgende Elemente umfasst: – mehrere Sensoren (110) an Bord eines Kraftfahrzeugs (105); – eine Verarbeitungseinrichtung (115) zur Bestimmung einer Position des Kraftfahrzeugs (105) auf der Basis der erfassten Informationen, zur Bestimmung einer Nachricht, die die Position umfasst, und zur Bestimmung eines Authentifizierungscodes für die Nachricht; sowie – eine Übertragungseinrichtung (120) zur Übermittlung der Nachricht und des Authentifizierungscodes an eine Instanz außerhalb des Kraftfahrzeugs (105).