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Die Erfindung betrifft ein Konvertierungsmodul für V2X-Nachrichten, ein Verfahren zum Konvertieren von V2X-Nachrichten und ein Computerprogramm.
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Typischerweise werden Steuergeräte in der Elektrisch/Elektronischen-Architektur (E/E-Architektur) in Fahrzeugen über mehrere CAN-Bus Systeme miteinander verbunden. Die zugehörigen Software-Anteile auf den Steuergeräten sind hierfür auf die verhältnismäßig langsame und eingeschränkte Kommunikation per CAN-Bus ausgelegt. Daher ergeben sich häufig Software-Anteile, die statisch, unflexibel und unanpassbar sind. In Hinblick auf die zu übertragenden V2X-Nachrichten gemäß den zugehörigen Standards ergeben sich allerdings oftmals größere Datenmengen, die zwischen den Steuergeräten ausgetauscht werden. Hinzu kommt, dass die zugehörigen V2X-Standards in aktiver Entwicklung sein können. Dadurch ergeben sich zusätzliche Veränderungen oder neue V2X-Nachrichten.
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Das erfindungsgemäße Konvertierungsmodul mit einer ersten Schnittstelle zum Senden oder Empfangen von V2X-Nachrichten, einer zweiten Schnittstelle zum Senden oder Empfangen von Ethernet-Nachrichten; und einer Konvertierungseinrichtung zum Konvertieren von V2X-Nachrichten in Ethernet-Nachrichten oder Ethernet-Nachrichten in V2X-Nachrichten ermöglicht den technischen Vorteil, dass V2X-Steuergeräte in eine E/E-Architektur in Fahrzeugen gelöst und deutlich vereinfacht und flexibilisiert eingebunden werden können. Hierbei wird eine generische Schnittstelle für den Versand und Empfang von V2X Nachrichten verwendet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Konvertierungsmoduls Konvertierungsmodul ist die Konvertierungseinrichtung ausgebildet, die V2X-Nachrichten in gRPC-Nachrichten zu konvertieren. Dadurch wird ermöglicht, dass verteilte Funktionen aufgerufen werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Konvertierungsmoduls ist die Konvertierungseinrichtung ausgebildet, die gRPC-Nachrichten in Ethernet-Nachrichten einzubetten. Dadurch wird ermöglicht, dass gRPC-Nachrichten auf schnelle Weise übermittelt werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Konvertierungsmoduls ist die Konvertierungseinrichtung ausgebildet, die V2X-Nachrichten in das ASN.1-Format zu codieren oder aus dem ASN.1-Format zu decodieren. Dadurch wird ermöglicht, dass Datentypen plattformunabhängig beschrieben werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Konvertierungsmoduls ist die erste und/oder zweite Schnittstelle durch ein Socket gebildet. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Datenaustausch vereinfacht wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Konvertierungsmoduls ist das Konvertierungsmodul in einem V2X-Steuergerät integriert. Dadurch wird ermöglicht, dass sich die Verwendung und der Einsatz des Konvertierungsmoduls vereinfacht.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug mit dem Konvertierungsmodul ermöglicht die gleichen technischen Vorteile wie das Konvertierungsmodul.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Konvertieren von V2X-Nachrichten mit den Schritten eines Empfangens von V2X-Nachrichten über eine erste Schnittstelle; eines Konvertierens der V2X-Nachrichten in Ethernet-Nachrichten; und eines Sendens der Ethernet-Nachrichten über eine zweite Schnittstelle. Durch das Verfahren werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Konvertierungsmodul erreicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Konvertieren von V2X-Nachrichten mit den Schritten eines Empfangens von Ethernet-Nachrichten über eine zweite Schnittstelle; eines Konvertierens der Ethernet-Nachrichten in V2X-Nachrichten; und eines Sendens der V2X-Nachrichten über eine erste Schnittstelle.
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Das erfindungsgemäße Computerprogramm umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren zum Konvertieren von V2X-Nachrichten durchzuführen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer kabellosen Übertragung von V2X-Nachrichten;
- 2 eine schematische Darstellung eines Konvertierungsmoduls für ein V2X-Steuergerät;
- 3 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Konvertieren von V2X-Nachrichten; und
- 4 ein weiteres Blockdiagramm eines Verfahrens zum Konvertieren von V2X-Nachrichten.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer kabellosen Übertragung von V2X-Nachrichten und eine Systemarchitektur. V2X ermöglicht es, Fahrzeugdaten an andere Einrichtungen oder Fahrzeuge 300 zu übertragen. Auf diese Weise können Fahrzeuge 300 untereinander, mit der Infrastruktur oder anderen Verkehrsteilnehmern vernetzt werden. Auch in Gebieten ohne Mobilfunknetzabdeckung ermöglicht V2X den Austausch zeit- und sicherheitskritischer Informationen, z. B. über Warnungen vor potenziell gefährlichen Situationen. Hierzu werden spezielle V2X-Steuergeräte 200 verwendet, die eine kabellose Übermittlung von V2X-Nachrichten ermöglichen. Auf der einen Seite sind die V2X-Steuergeräte 200 mit anderen Steuergeräten 201 des Fahrzeugs 300 verbunden, mit denen diese Daten austauschen. Auf der anderen Seite überträgt die V2X-Steuergeräte 200 Daten über eine drahtlose Schnittstelle nach außen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Konvertierungsmoduls 100 für ein V2X-Steuergerät 200. Das Konvertierungsmodul 100 ist durch ein Computerprogramm als Softwaremodul gebildet, das innerhalb des V2X-Steuergeräts 200 ausgeführt wird. Das Konvertierungsmodul 100 umfasst eine erste Schnittstelle 103-1 zum Senden oder Empfangen von V2X-Nachrichten 107-1. Die Schnittstelle 103-1 tauscht Daten mit der V2X-Software 203 des V2X-Steuergeräts 200 aus. Zudem umfasst das Konvertierungsmodul 100 eine zweite Schnittstelle 103-2 zum Senden oder Empfangen von Ethernet-Nachrichten 107-2. Die zweite Schnittstelle 103-2 tauscht Daten mit den anderen Steuergeräten 201 des Fahrzeugs 200 über das Ethernet-Protokoll aus. Auf dem Konvertierungsmodul 100 des V2X-Steuergeräts 200 wird hierfür eine Ethernet-Schnittstelle genutzt, die in die elektrisch/elektronische-Architektur (E/E-Architektur) des Fahrzeugs 300 integriert wird.
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Eine Konvertierungseinrichtung 105 innerhalb des Konvertierungsmodul 100 dient zum Konvertieren der V2X-Nachrichten 107-1 in Ethernet-Nachrichten 107-2 oder Ethernet-Nachrichten (107-2) in V2X-Nachrichten 107-1. Auf diese Weise lässt sich das V2X-Steuergerät 200 in jedes Ethernet-basierte Fahrzeugnetz einbinden.
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Bei Fahrbetrieb werden die Informationen für die V2X-Nachrichten 107-1 beispielsweise von Systemen zum autonomen Fahren generiert und verarbeitet, die aufgrund der hohen Datenmengen ebenfalls per Ethernet verbunden sind. Die Datenformate auf der Ethernet-Schnittstelle 103-2 lassen sich durch eine Datei zur Beschreibung des Datenformats einfach anpassen oder erweitern, beispielsweise durch eine Implementierung mittels gRPC Library von Google.
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Die ausgetauschten Daten können mittels des Konvertierungsmoduls 100 auf dem V2X-Steuergerät 200 zwischen dem Datenaustauschformat in der E/E-Architektur des Fahrzeugs und dem Datenformat der V2X-Nachricht 107-2, wie beispielsweise ASN.1, in beide Richtungen des bidirektionalen Datenflusses konvertiert werden. Hierdurch können sowohl gesendete als auch empfangene V2X-Nachrichten 107-1 durch diese Verarbeitung abgebildet werden. Innerhalb des V2X-Steuergeräts 200 werden die Daten im Datenformat der V2X-Nachricht 107-1 zwischen dem Konvertierungsmodul 100 und dem V2X-Software-Stack des V2X-Steuergerätes 200 mittels Sockets ausgetauscht. Ein Socket ist ein vom Betriebssystem bereitgestelltes Objekt, das als Kommunikationsendpunkt dient. Das Konvertierungsmodul 100 verwendet Sockets, um Daten mit anderen Programmen auszutauschen. Das andere Programm kann sich dabei innerhalb des V2X-Steuergeräts 200 (Interprozesskommunikation) oder einem anderen, via Netzwerk erreichbaren Steuergerät 201 befinden. Die Kommunikation über Sockets erfolgt bidirektional, das heißt, über das Socket können Daten sowohl empfangen als auch gesendet werden.
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Hierdurch können generisch verschiedene V2X-Nachrichten sowohl in der Empfangsals auch in der Senderichtung abgebildet werden und die Integration des V2X-Steuergeräts 200 in die E/E-Architektur wird vereinfacht.
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3 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Konvertieren von V2X-Nachrichten.Das Verfahren umfasst den Schritt eines Empfangens S101 von V2X-Nachrichten 107-1 über die erste Schnittstelle 103-1, den Schritt S102 eines Konvertierens S102 der V2X-Nachrichten 107-1 in Ethernet-Nachrichten 107-2; und den Schritt S103 eines Sendens der Ethernet-Nachrichten 107-2 über die zweite Schnittstelle 103-2.
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4 zeigt ein weiteres Blockdiagramm eines Verfahrens zum Konvertieren von V2X-Nachrichten. Das Verfahren umfasst den Schritt S201 eines Empfangens von Ethernet-Nachrichten 107-2 über eine zweite Schnittstelle 103-2; den Schritt S202 eines Konvertierens der Ethernet-Nachrichten 107-2 in V2X-Nachrichten 107-1; und den Schritt S203 eines Sendens der V2X-Nachrichten 107-1 über die erste Schnittstelle 103-1.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass V2X-Steuergeräte 200 einfacher und flexibler in die E/E-Architektur von Fahrzeugen 300 integriert werden können. Die Nachteile von CAN-Bus-Systemen, wie beispielsweise eine langsame Übertragung von verschiedenen Nachrichten, werden durch die Verwendung der Ethernet-Schnittstelle 103-2 gelöst. Das Konvertierungsmodul 100 ist hierdurch ebenfalls flexibler, da keine Abhängigkeiten zu den Eigenheiten der Kommunikation per CAN-Bus in der Software gelöst werden müssen. Das Konvertierungsmodul 100 ist zudem flexibler, da die verschiedenen Datenaustauschformate durch die Verarbeitung von Konfigurationsdateien einfach anpassbar sind. Hierdurch können geänderte oder neue V2X-Nachrichten 107-1 schneller und einfacher in die E/E-Architektur des Fahrzeugs 300 integriert werden.
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Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
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Alle Verfahrensschritte können durch Vorrichtungen implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Alle Funktionen, die von gegenständlichen Merkmalen ausgeführt werden, können ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein.